长江水体常量和微量元素的来源、分布与向海输送

基于2017年4～5月期间对长江干流与主要支流共20个站位的观测,结合多元数理统计对水体中溶解态常量和微量元素的空间分布规律、来源及入海通量进行了分析,并通过与世界其它河流的对比探讨了流域自然因素与人类活动等对长江水环境中常量与微量元素分布与输送的影响.结果表明,Cu、Zn、Pb、Cd和As是长江流域主要受人类活动影响的元素,在下游区域显著高于上游与中游(P 0. 05),且各元素在长江重庆段和汉江均有较流域其他河段高的浓度值,这些河段相对较高的重金属含量主要与人类活动强度密切相关.有趣的是,长江宜昌至武汉段各元素均出现了较低的浓度值,这很大程度上受三峡水利工程蓄水所产生的"滞留效应"所致.统计分析还显示Na、Mg、K、Ca、Fe、Mn、Co、Ni、Mo、Cr和V主要与各种岩石矿物的风化与侵蚀相关,Cu、Zn和Pb主要受工业、金属冶炼、矿物开采等人类活动的影响,而Cd和As则主要来源于农业生产活动.长江重庆段和汉江区别于长江流域其它河段,表明水体受人类活动影响比较严重,但长江流域重金属浓度水平整体低于世界其它重工业和农业发达区域的河流.由于长江径流量巨大,Cu、Zn、Pb、Cd与As的入海通量是长江口及其近海重金属收支与循环的重要一环,并可能对河口生态环境产生深远的生态学效应.     

夏季南黄海西部溶解氧的分布特征及其影响因素分析

基于2006年夏季对南黄海调查所得的溶解氧(DO)资料,重点分析了DO的分布特征及影响因素。结果表明,2006年夏季南黄海DO的浓度范围为1.36～10.36 mg/L,平均值为7.21 mg/L;DO的水平分布趋势主要受控于环流结构,水体层化和生物化学作用明显影响着夏季南黄海西南部海域和冷水团范围内的DO含量,同时温度也是影响石岛外海、苏北近岸和海州湾东南部-苏北浅滩外侧DO含量的主要因素;从DO的垂直分布来看,30 m层的DO浓度最高,这是DO垂直分布最大值现象的具体表现,而且DO断面分布存在四种典型的类型。总体来看,南黄海西南部底层DO低值现象和受黄海冷水团影响的外海层化区存在的DO垂直分布最大值现象是调查海域DO分布的两个最显著的特征。     

环境因子对南极海洋芳香烃降解微生物生长和降解的影响

以从南极地区分离纯化的具有低温芳香烃降解功能的嗜冷菌Planococcus sp.NJ41为研究对象,模拟低温海洋环境对影响其生长和降解的环境因子进行分析研究,确定其最适的萘降解条件:动球菌Planococcus sp.NJ41可在以萘为唯一碳源的无机盐培养基中生长并在低温(0～10℃)下高效降解萘等芳香烃;其最适生长...     

基于MODIS时间序列及物候特征的农作物分类

论文以2012年6月至2014年6月期间的MOD09Q1及2013年四五月的MOD09A1为数据源,合成归一化植被指数(NDVI)和归一化水体指数(NDWI),利用TIMESAT软件对NDVI时间序列数据应用分段高斯函数拟合方法重构NDVI时序曲线,并获取7个物候特征(Phenology,以下简称PH,包括生长季始期,生长季末期,生长季长度,NDVI振幅,NDVI左导数,NDVI右导数,生长季期间的NDVI积分).结合Landsat 8 OLI遥感影像,中国第二次土地调查数据和实地采样样本数据,根据2013年多种地物平滑后的NDVI曲线特征,将年NDVI最大值低于0.5的水体和建设用地掩膜去除.为了获取研究区农作物的最优分类方法,采用分层分类:首先对平滑后的46个NDVI时序数据进行支持向量机(SVM)分类,得到农用地等分类信息;其次利用平滑后的46个NDVI波段,7个物候参数及6期归一化水体指数相互组合,对农用地进行支持向量机分类提取3种农作物的分布信息.经不同波段组合分类对比可知,分类总体精度及Kappa系数的关系为:NDVI+NDWI>NDVI+PH+NDWI>PH+NDWI>NDVI+PH>NDVI>PH.研究结果表明,遥感数据波段的增加不一定带来较高的分类精度;论文中归一化水体指数有效地提高了水稻的分类精度.此外,辅以物候特征对农作物分类也具有一定的可行性.     

松花江哈尔滨段总悬浮物浓度高光谱估测模型研究

水体总悬浮物浓度影响水体的光场分布,进而影响初级生产力。2012年7月14—15日,在松花江哈尔滨段选取11个断面共33个样点,利用野外高光谱仪(ASD Field Spec Pro)进行反射光谱测量和同步水样采集分析,通过研究总悬浮物质量浓度与其高光谱反射率之间的相关关系,采用单波段反射率、反射率比值法和一阶微分法分别建立了总悬浮物浓度的高光谱估测模型。结果表明,3种方法的决定系数都在0.90左右,均可以用于总悬浮物的定量遥感监测,其中一阶微分模型为反演的最佳模型。     

餐厨垃圾堆肥处理的蚯蚓适应性研究

为探究校园餐厨垃圾堆肥过程中蚯蚓生长、繁殖的最佳条件,从赤子爱胜蚓的生活习性和生理特性入手,在pH值、含水率和温度相对稳定条件下,设计了4组为期7周的堆肥实验,每周观察和记录蚯蚓的体重和数量,计算其日增重倍数和日繁殖倍数。结果表明:向120 g质量比为1∶6的新鲜餐厨垃圾与基土混合物中投加6条单蚓重150~200 mg的赤子爱胜蚓进行餐厨垃圾堆肥时,蚯蚓的生长繁殖状况最好,这可能是从生物视角上餐厨垃圾蚯蚓堆肥处理的最佳条件。     

长江口低氧区沉积物中磷的形态及其环境意义

磷是长江口外邻近海域潜在的限制性营养元素,沉积物中磷的转化与保存对于指示区域环境变化和物质循环具有重要的作用.通过对长江口外低氧区和非低氧区柱状沉积物中磷和氧化还原敏感参数的分析,探讨了沉积物中磷的形态、分布及其环境意义.研究表明,Detr-P是沉积物中磷主要的赋存形态;其次是Org-P、Fe-P和Auth-P,Exch-P对总磷的贡献5%;磷的含量与分布受陆源输入和早期成岩作用的影响;活性磷组分在沉积-保存过程中发生了明显的形态转化,Auth-P主要来源于Fe-P和Org-P的转化.长江口低氧区沉积物中磷的保存与陆源输入和水体环境变化密切相关,磷的形态能够较好地反映区域环境变化.低氧区与非低氧区沉积物中活性磷的分布具有一定的差异性,突出表现在低氧区沉积物具有更高的C/P值.研究区域内DRP的释放通量为0.90~1.13μmol·(cm~2·a)~(-1);磷的埋藏效率高于70%,其中Detr-P的埋藏效率约为100%,Fe-P和Org-P分别为38%和26%.Auth-P是活性磷最主要的埋藏形态,大约51%的Auth-P来源于Fe-P和Org-P的转化.长江口低氧区磷的埋藏效率低于东海内陆架海域,低氧现象降低了磷的埋藏效率,并可能对富营养化等生态环境问题产生深远影响.陆源输入的变异显著影响长江口沉积物中磷的组成,流域磷的输入与河口初级生产和低氧等一起深刻影响着长江口磷的循环模式.     

南黄海冷水域35°N断面化学水文学特征及营养盐的季节变化

基于2006～2007年4个季度月的现场调查资料,研究了南黄海冷水域35°N断面化学水文学特征及营养盐的季节变化.结果表明,冬季,黄海暖流明显影响着断面东侧的水文状况,且垂直混合作用在深水域并未到达海底,使各要素在断面东西侧呈现出不同的分布状况,其西侧呈上下均匀分布,而东侧则表现为上层的垂直均匀分布状态和下层的梯度分布状态;春季,黄海暖流残留水的存在和青岛冷水团的出现是该断面上最显著的水文特征,上层海水增温和垂直对流作用的减弱也使水体稳定性逐渐增强,与冬季相比,断面深水域DO、pH和各营养盐等值线走势更趋于转向水平方向,且随"春华期"的到来,上层水体中的营养盐浓度较冬季也明显下降,并开始出现次表层叶绿素最大值现象;夏季,水体层化结构清晰,断面上存在强大的温跃层及黄海冷水团,并伴随有DO最大值和pH最大值现象,各项营养盐均呈上层低、下层高的趋势,且上层水体中的营养盐浓度较春季时又进一步降低,而跃层以下水体中的营养盐浓度较春季时则有明显升高;秋季,海面降温及垂直对流作用的加强使水体稳定性降低,但深水域水体的垂直交换依然不畅,且断面东侧下层水体中各项营养盐浓度比夏季有明显升高.本研究进一步揭示了混合和层化等主要物理过程对各要素垂向分布及其季节变化规律的影响机制.     

连云港近岸海域表层沉积物中重金属的地球化学特征及其源解析

采用因子分析法对2009年5月采自连云港近岸表层沉积物中的重金属(Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、As)、常量元素(Al2O3、F2O3、MnO、TiO、CaO)、有机碳和粒度等数据进行了综合分析研究,以此定量判别重金属的来源方式和富集形态.借助于重金属和Al散点图的线性回归分析验证了因子分析获得的结论,结果表明:Cu、...     

末次冰期以来青州黄土光释光测年及其对古气候的指示

黄河下游湿润-半湿润地区的鲁中黄土-古土壤沉积,是记录东亚季风气候变化的良好载体。山东青州邵庄黄土剖面粗颗粒石英(63—90 μm)光释光年代和磁化率、粒度、色度以及主量元素测试结果表明：(1)邵庄黄土末次冰期以来((51.3±2.5)—(8.1±1.1) ka)沉积连续;(2)与粒度、磁化率和色度指标相比,化学蚀变指数能够更灵敏地反映冰期-间冰期沉积旋回;(3)粒度结果表明“古土壤”层中值粒径(16.9—24.6 μm)明显高于下伏黄土层中值粒径(11.8—22.7 μm),主要是因为近源沉积在总的沉积通量中所占比例在冰期-间冰期尺度上的变化;(4)灰黑色“古土壤”层底界年龄为(19.1±1.6) ka,明显老于黄土高原全新世古土壤层底界年代(约10—11 ka),其既包含全新世沉积的加积型土壤,也包含下伏末次冰期黄土层基础上受风化、淋溶形成的非加积型土壤。虽然研究区的“古土壤”包含非加积型土壤,记录了间冰期风化成壤过程,但依然能够反映冰期-间冰期气候旋回,是东亚乃至全球气候变化的产物。