泥石流冲击荷载的时频分析方法及应用

泥石流的能量转化主要集中于运动过程中,泥石流冲击压力随时间变化的过程是其能量不断变化的综合表现.本文分析了泥石流能量转化过程及冲击荷载的紊流形态,并根据其脉动特性,将泥石流冲击荷载作为信号进行研究.以大型泥石流模型试验为基础,利用小波时频分析方法将试验测取的泥石流冲击荷载映射为时间与频率的联合信号,得到同一时间9个频段...     

典型雌激素在水稻土中的吸附特征及高岭土和猪粪DOM对吸附的影响

畜禽粪污还田资源化利用的同时,带来了雌激素类物质污染风险,而吸附特性决定了雌激素的土壤环境风险和生物可利用性.为掌握雌激素在土壤中的吸附特性,采用批吸附室内模拟实验研究了典型雌激素雌酮(E1)、雌二醇(E2)和炔雌醇(EE2)在水稻土中的吸附动力学和热力学特征,以及掺杂高岭土和添加猪粪溶解性有机质(DOM)对土壤吸附雌激素的影响.结果表明,E1、E2和EE2的吸附动力学均符合拟二级反应动力学方程(R20.997),热力学特征可用Freundlich吸附等温式描述(R20.990).总体水平上,高岭土掺杂比例与3种雌激素土壤吸附能力呈显著正相关(P0.05),且随掺杂比例的增加,拟合曲线趋于线性.随猪粪DOM添加量增加,E1和EE2的吸附系数(KF)减小,而E2的KF值出现先增大后减小的现象.综合分析表明,高岭土能促进土壤对雌激素的吸附,且氢键作用和游离羟基是增强吸附的重要原因;而猪粪DOM会降低土壤对雌激素的吸附,从而增加雌激素从土壤迁移到地表水和地下水中的风险.     

典型磺胺类抗生素在稻田土中的纵向迁移

兽用抗生素的广泛使用以及畜禽粪污还田资源化利用是农田土壤抗生素污染的重要来源,而抗生素在土壤中的迁移特性对生态环境具有潜在风险.为分析典型磺胺类抗生素在土壤中的迁移特征,采用室内土柱淋溶实验研究了磺胺甲基嘧啶(SM)、磺胺二甲基嘧啶(SM2)和甲氧苄啶(TMP)在稻田土中的淋溶规律,模拟了不同淋溶时间、不同污染程度和不同降雨p H对3种磺胺类抗生素在稻田土中纵向迁移的影响.结果表明,在雨水冲刷下,3种磺胺类抗生素的淋溶迁移性为TMPSMSM2.随淋溶时间的增长和污染程度增加,磺胺类抗生素纵向迁移能力增强,进而增加其向地下水迁移的风险.3种磺胺类抗生素在酸雨作用下更容易在土壤中吸附.     

旱灾对水稻市场影响的评估

长江中下游地区是我国水稻主产区,该区域的旱灾将威胁到我国粮食安全。采用小波神经网络和逻辑增长模型建立了一个评估旱灾影响的干预分析模型,评估了2011年发生在该地区50年一遇的旱灾对我国主产区水稻市场的干预模式和影响强度。研究表明旱灾对我国主产区水稻市场的干预近似服从逻辑分布。旱灾发生时,市场价格并不会立刻大幅上涨,在旱灾持续约4个月后,市场价格才被快速拉升,之后逐渐过渡到平缓波动,最后市场价格刚性使得水稻价格维持在一个新的高位上波动。     

微塑料和镉复合污染对狼尾草根际土壤微生物群落结构和功能的影响

微塑料和重金属复合污染对植物生长和根际微生物群落和功能的影响目前尚未清晰.以狼尾草为实验材料进行盆栽模拟试验,研究重金属镉（Cd）与不同种类MPs （PE、PS）、粒径（13 μm和550 μm）、质量分数（0.1%和1%）的微塑料复合污染对狼尾草生长、重金属积累和根际微生物群落功能的影响.结果表明,MPs和Cd复合污染条件下整体呈现对植物生长胁迫增加、Cd含量和积累量降低的趋势.MPs和Cd复合污染能改变细菌群落组成,降低细菌多样性,其中550 μm 0.1% PE+Cd处理组ACE指数和Chao1指数降低最显著.与单一Cd污染相比,不同MPs种类、质量分数和粒径的MPs添加能改变新陈代谢、氨基酸的转运和代谢、能量生成和转换等功能组的基因丰度,显著影响狼尾草根际土壤细菌的功能.研究采用宏基因组学的方法分析了MPs和Cd复合污染对狼尾草根际细菌群落和功能的影响,可为MPs重金属复合污染的生态毒理效应及其生物修复提供基础数据和科学依据.     

基于文献荟萃分析方法的中国空心村整治潜力与模式

中国快速城镇化进程中农村空心化现象日益突出并成为制约乡村振兴发展的关键问题。采用文献荟萃分析方法,基于中国知网CNKI数据库,分析了中国空心村整治潜力时空格局及其影响因素,解析了空心村整治模式及其机制的地域差异特征。结果显示：1996—2019年CNKI数据库空心村研究文献呈快速增长态势,空心村研究文献增加与全国农村常住人口减少呈显著正相关;空心村整治潜力等级呈现“北方高南方低”“平原地区高、丘陵山地区低”“传统农区高、城市群地区低”的总体分布特征;农村自然地理条件、常住人口减少幅度和人均占有耕地面积是影响空心村整治潜力大小的关键因素;89.80%的县域采用村内集约型整治模式,集中分布在黄淮海平原区、长江中下游地区、四川盆地及周边地区东部,迁村并点型和城乡融合型整治模式的占比均超过50%,易地搬迁型整治模式相对较少,主要集中在胡焕庸线附近生态脆弱和贫困叠加区域。因地制宜、分类分步推进空心化村庄整治,有助于提高农村土地利用效率,显化农村土地价值。     

抗生素磺胺嘧啶和磺胺甲恶唑在土壤中的淋溶行为研究

农业生产中畜禽粪污还田会将残留的抗生素带入农田土壤,并能通过淋溶作用迁移至深层土壤最终进入地下水. 该研究采用模拟土壤柱淋溶试验方法,研究了2种磺胺类抗生素——磺胺嘧啶(sulfadiazine,SDZ)和磺胺甲恶唑(sulfamethoxazole,SMX)在农田土壤中的淋溶行为,以及表层土抗生素含量、淋溶液pH和有机质对各土柱剖面SDZ和SMX残留水平的影响. 结果表明:①不同表层土抗生素含量下,SDZ和SMX在供试土壤中均呈向下迁移的趋势,但淋溶结束后上层土壤中二者含量明显高于下层,土柱各层抗生素的含量随表层土抗生素含量的增加而增加. ②淋溶液pH为3.00和5.00时,各层土壤中SDZ和SMX的含量均高于淋溶液pH为7.00时. 淋溶液pH较高时两种磺胺类抗生素多以阴离子形态存在,会与带负电荷的土壤颗粒产生静电斥力而易于向下迁移;随着淋溶液pH的降低,两种磺胺类抗生素阴离子形态占比减少,上层土壤中保留的抗生素含量变高,向下迁移的能力减弱. ③粪便添加组上层土壤中SDZ和SMX的含量明显高于未添加组,抗生素向下迁移的能力减弱,这与有机质的添加使得上层土柱吸附能力增强有关. 通过模型模拟,SDZ和SMX的地下水污染指数分别为3.50和4.45,均大于2.8,表明在供试土壤中这2种磺胺类抗生素的淋溶迁移性较强. 研究显示,淋溶试验结果与模型模拟结果一致,表明SDZ和SMX对地下水存在潜在污染风险.      

近50年徐州日照气候变化特征及影响因子分析

利用徐州市日照等观测资料,对徐州市日照时数的年、季、月变化特征进行全面分析。结果表明:徐州市近50年来的年日照时数总体呈减少趋势;从各季日照时数来看,夏冬两季均有减少,其中夏季为四季中日照时数减少最明显的季节;从各月日照时数来看,6月、7月、8月日照时数减少最快;日照时数在20世纪60年代、70年代初和90年代发生明显的变化。另外,对影响日照时数的降水量、云量、雾日、轻雾日等气象因子的变化特征进行分析,找出与徐州市日照时数变化相关的主要影响因子。结果表明,降水量和低云云量的增加以及雾、轻雾等影响日照时数的天气现象日数的增多,是造成徐州市日照时数减少的主要原因。     

长江中游流域自然环境的对称性及其对区域经济发展的影响

长江中游流域的区域地貌、水利特征以及自然环境的演化过程，均表现为明显的轴对称特点，对称轴为南北向的幕阜山-罗霄山山脉。而分属于长江中游流域洞庭湖和鄱阳湖流域的湖南省和江西省两省的区域社会和经济发展也具有相似的对称性。不仅表现为主要城市的地理位置呈轴对称分布，其经济和社会发展程度，以及在省内所处的地位，也呈对称性。自然环境的对称分布对区域经济和社会的对称性发展有重要影响，从对称性观点出发，武汉、长沙、南昌三个大城市正好位于对称三角形的顶点，可构成中国中部的经济金三角，其形成和发展对中部崛起具有非常重要的意义；湖南、江西两省自然环境的对称性，决定了两省经济发展的可比性，两省的经济和社会发展应互相参考、互相借鉴、共谋发展战略。长江中游自然环境的对称性是由区域地质构造和构造运动控制的。