1990—2020年承德市御道口地区产水与水源涵养功能时空演变

承德市御道口地区作为京津冀水源涵养功能区的组成部分,是区域可持续发展的重要生态支撑。基于生态系统服务和权衡的综合评估模型(InVEST模型)定量分析了1990—2020年御道口地区的产水与水源涵养功能的时空演变,并采用情景模拟法分析评估气候要素与土地利用类型变化对产水量与水源涵养量的影响。结果表明:(1)1990—2020年,御道口地区平均产水深度与水源涵养深度分别为103.26,81.66 mm,产水量与水源涵养量呈现先减小后增加的波动变化趋势;空间均呈现东北高西南低的分布特征,高值区主要集中于东北林、草地区域,低值区则主要集中于未利用地与西南部耕地区域;(2)各气候要素中,产水深度、水源涵养深度与降水量呈正相关关系,与潜在蒸、散发量呈负相关关系;各土地利用类型中,草地的平均产水量贡献率最大(51.23%),林地的平均水源涵养量贡献率最大(50.77%);(3)1990—2020年,气候与土地利用变化对产水量变化的年平均贡献率分别为94.99%和5.01%,对水源涵养量变化的年平均贡献率分别为92.21%和7.79%,气候变化是御道口地区产水、水源涵养功能时空演变的主导因素,而土地利用变化的影响正在逐渐增强。     

基于Landset TM/ETM 和HJ 1A/B影像的丹江口水库水域变化监测研究

位于湖北和河南两省交界的丹江口水库是南水北调中线工程的水源地,水库的水域变化监测与评估,对保障水库调水能力具有重要意义。收集了2002~2011年47幅Landsat TM/ETM和HJ 1A/B卫星遥感影像,采用基于阈值分割的归一化水体指数法（NDWI）提取了过去10 a的水库水域动态信息。结果表明：水库各月份平均水域面积从12月至次年3月,呈现下降趋势,而从3月到12月,呈现波动上升的趋势,最小水域面积出现在3月份,最大水域面积出现在12月份;由于受上游明显季节性降雨及水库运行管理的影响,丹江口水库丰水期（7月~次年1月）水域面积较枯水期（2月~6月）波动更为明显。而四季之中,春夏季节水库水域面积相对稳定,秋冬季节水域面积波动较大。针对枯水季节水库水量少的情况,管理部门应该加强监测力度,合理调蓄,保证水库的供水能力。从过去10 a整体来看,水库水域面积基本维持在300 km2以上,通过分析水库水域面积波动较小、影像积累最多的5月份遥感影像,发现水库水域面积呈现增长趋势,并且在枯水期、丰水期和过去10 a整体上都呈现了不同程度的增长趋势;此外,水库蓄水新增的水域面积主要集中在水库东、北部地区,应加强对这部分地区的生态恢复和环境监测     

资源环境承载力研究方法综述

资源环境承载力是区域发展战略决策的基础,对指导区域可持续发展和服务国家战略需求具有重要意义。本文系统梳理了资源环境承载力评价从土地资源承载力向水资源承载力、环境承载力和生态承载力发展,再到近年来以土地开发强度为特征,以及基于供给能力的资源环境承载力评价兴起的历程。资源环境承载力评价从单一资源走向各类主要自然资源、环境要素及综合要素的承载力评价,研究方法不断完善。但目前资源环境承载力研究仍存在更多地关注承载的极限容量,对发展容量的关注不足;缺乏具有普适性、可推广的资源环境承载力评价理论及方法体系等问题,其研究仍面临严峻的挑战。未来资源环境承载力研究仍需在承载力从极限容量向发展容量转变,形成具有广泛指导意义的资源环境承载力评价方法体系,强化以空间开发利用为特征的资源环境承载力评价等方面的研究,以此深化资源环境承载力理论及实践应用研究,为区域可持续发展及服务国家战略提供支撑。     

互花米草入侵对广西北海光滩大型底栖动物群落的影响

为探讨互花米草入侵对广西北部湾光滩的生态影响,于2012年7月—2013年9月对北海市青山头地区的互花米草群丛和光滩2种生境分别连续进行5次大型底栖动物群落采样,分析不同采样时间和生境下大型底栖动物的物种组成、生物量、总栖息密度、群落生物多样性、群落结构等群落特征. 结果表明:①该区域内大型底栖动物共15种,隶属于4门5纲11科,其中中国绿螂(Glauconome chinensis)占互花米草群丛大型底栖动物个体总数的86.7%,为绝对优势物种;短指和尚蟹(Mictyris brevidactylus)为光滩的优势物种. ②双因素方差分析(two-way ANOVA)结果显示,互花米草入侵光滩后大型底栖动物物种数量显著增加,并且互花米草群丛中中国绿螂个体数量的剧增也显著增加了大型底栖动物的生物量和总栖息密度,而采样时间对大型底栖动物物种数、生物量和总栖息密度的影响不显著;不同生境和采样时间均未对大型底栖动物的多样性指数产生显著影响. ③非度量多维度分析(non-metric multidimensional scaling,NMDS)结果表明,互花米草群丛与光滩的大型底栖动物物种群落相似度较高,但与2012年10月相比,2013年9月互花米草和光滩大型底栖动物群落相似度降低,因此可能随着互花米草入侵时间的增加,其对大型底栖动物群落的影响也不同.      

模拟氮沉降对土壤酸化及土壤酸缓冲能力的影响

为探讨N沉降对酸雨区森林土壤酸化和土壤酸缓冲能力的影响,于2012年4—12月在重庆缙云山地区选取针阔混交林和常绿阔叶林2种典型林分进行模拟N沉降试验,设N0、N1、N2、N3 4个处理,施N量(模拟N沉降量)分别为0、60、120、240 kg/(hm2·a),每月月初将NH₄NO₃溶液均匀喷洒在所选样方内,8个月后进行取样分析. 结果表明:①不同pH下2种林分土壤的酸缓冲能力存在较大差异,pH越低土壤酸缓冲能力越高. ②2种林分的土壤酸缓冲能力随N沉降量的增加而降低. 在相同的N沉降量下,常绿阔叶林土壤酸缓冲能力略高于针阔混交林. ③N沉降会加快土壤酸化速率. 与N0处理相比,N1、N2、N3处理常绿阔叶林土壤pH分别下降了0.03、0.06、0.16,而针阔混交林则分别下降了0.08、0.10、0.26. ④2种林分土壤中盐基离子含量均随N沉降量的增加而降低,交换性Al3+含量则相反. 与N0处理相比,常绿阔叶林N1、N2、N3处理盐基离子含量分别下降了55.76%、66.00%、70.38%,交换性Al3+含量分别增加了16.03%、21.37%、31.81%;针阔混交林盐基离子含量分别下降了24.12%、43.38%、62.24%,交换性Al3+含量分别增加了19.19%、23.48%、34.85%. 研究表明,氮沉降会降低森林土壤酸缓冲能力,加快酸化速率,并且常绿阔叶林土壤对N沉降的敏感性高于针阔混交林.      

外源硝态氮对典型耕作土壤冻结过程N2O排放的影响

为明确外源硝态氮添加对典型耕作土壤冻结过程N₂O排放的影响,应用室内冰柜模拟土壤冻结过程,研究在室温-冻结过程中硝态氮添加(0、80、200和500 mg/kg)对3种典型耕作土壤(黑土、潮土和黄土)N₂O排放影响的特征. 结果表明:外源硝态氮的添加促进了黑土和潮土的N₂O排放,在200 mg/kg硝态氮添加处理下,黑土和潮土的N₂O排放通量比CK(对照)分别增加了849%和676%;但在添加高浓度(500 mg/kg)硝态氮时,黑土和潮土的N₂O排放通量分别比200 mg/kg处理降低39.3%和21.2%,表现为显著抑制. 随冻结过程的进行,黑土和潮土的N₂O排放通量均逐渐降低并接近零排放. 黄土N₂O排放通量在室温-冻结过程中变化范围很小,甚至出现负排放. 多因素方差分析结果表明,土壤类型显著影响N₂O累计排放量,而土壤pH和C/N是其中重要的影响因子. 根据室内培养试验结果,为减排N₂O,建议在深秋整地施肥时期尽量避免在潮土和黑土中施用硝态氮肥. 黄土的N₂O排放似乎对外源硝态氮的添加反应不明显,这有待在大田气候-植物-土壤综合条件下进一步验证.      

极端暴雨条件下广东北江重金属污染特征

以2012年“6.25”暴雨径流过程为对象,研究广东省北江上游高桥断面在极端暴雨条件下水体理化性质与ρ(Pb)、ρ(Cu)、ρ(Zn)、ρ(Cd)(均为溶解态,下同)的变化过程;基于相关分析法,分析北江水质对水文过程的响应关系及各指标间的内联特点. 结果表明:暴雨径流期间,北江水质呈“大流量、高浓度”的特征. 暴雨径流发生前后4个典型阶段中,阶段Ⅰ(局部产流期)ρ(Cd)、ρ(Pb)仅为(0.48±0.09)和(1.91±0.29)μg/L,ρ(Cu)与ρ(Zn)基本未检出;阶段Ⅱ(以地表径流为主的全流域产流期)ρ(Cd)、ρ(Pb)、ρ(Cu)与ρ(Zn)均迅速上升,最高分别达1.80、12.34、6.18、52.57 μg/L;阶段Ⅲ(以浅层地下水径流为主的全流域产流期)重金属质量浓度整体较洪水期有所下降,但ρ(Pb)仍高于阶段Ⅰ正常水平,ρ(Zn)、ρ(Cu)和ρ(Cd)则低于阶段Ⅰ;阶段Ⅳ(深层地下水产流期)ρ(Cu)与ρ(Zn)已回落至未检出水平,ρ(Cd)持续下降,低于阶段Ⅲ和阶段Ⅰ,ρ(Pb)较阶段Ⅲ有所下降,但仍高于阶段Ⅰ. 暴雨径流期间,溶解态重金属质量浓度与流量及浊度间呈显著正相关(P<0.01),ρ(Zn)与ρ(Pb)、ρ(Cd)的相关系数均在0.85以上(P<0.01).      

城市区域土地利用变化及驱动机制研究 --以长江三角洲地区为例

以正处于一个新的成长期的城市群——长江三角洲地区为例,分析其工业化、城市化进程中的城市区域土地利用变化态势及内在驱动机理。通过对长江三角洲地区城市区域各地类面积比例的动态分析,发现研究区土地利用变化的主要方面是建设用地比例的增加以及耕地和水域面积比例的减少。在此基础上建立驱动因素体系,利用相关分析和主因子分析方法,并构建城市区域土地利用变化驱动力模型,得出长江三角洲城市区域土地利用变化的主要驱动因素是人口的增长和非农化、经济总量的增加以及劳动力的非农化。但是不同的时期,主要驱动力随着社会经济发展的特点和土地利用的特点不断变化：人口的非农化(城市化率)的作用不断增强;经济总量增长的作用明显的减弱;第三产业的发展对建设用地比例增加的驱动作用越来越强。     

介质阻挡放电反应器中的二硫化碳降解特性

为了解CS₂(二硫化碳)在介质阻挡放电反应器中的降解特性,提高其去除率,设计并制作了同轴圆柱介质阻挡放电反应器,研究了介质层数、外施电压、中心电极材料及直径、背景气氛种类和RH(相对湿度)对CS₂去除率的影响. 结果表明:在外施电压(4.0～6.5kV)较低时,单介质反应器的CS₂去除率高于双介质反应器;而在外施电压(6.5～9.0kV)较高时,双介质反应器对CS₂的去除效果更好,增大外施电压有利于CS₂的降解. 铜丝比不锈钢丝更适合用作反应器的中心电极,此外,增加中心电极的直径也可提高CS₂去除率. 当中心电极直径从 3.2mm增至4.8mm时,CS₂平均去除率由63%增至75%,但平均质量能耗由510kJ/mg增至611kJ/mg. 同等条件下,CS₂在氧气中的平均去除率(74%)最大,空气(59%)中次之,氮气(48%)中最小;背景气氛中适量的RH(26%)有助于提高CS₂去除率,但RH太大(大于50%)反而会降低CS₂去除率.      

基于时空尺度的中国省级区域能源消费碳排放公平性分析

为深入了解各省级区域能源消费碳排放的差异性和公平性,论文通过对基尼系数内涵的扩展,构建碳排放公平性评价模型,计算1996-2008年能源消费碳排放的生态基尼系数和经济基尼系数,结果表明:从生态角度,能源消费碳排放的不公平程度逐渐减小,但仍然处于"高度不平均"状态;从经济角度,能源消费碳排放的不公平程度先上升后下降,位于"相对平均"区间。同时,提出经济贡献系数和生态承载系数以评价2008年各个省级区域能源消费碳排放的公平性和差异性,利用贡献系数矩阵对各个区域进行类型划分,阐述各个类别的特点,以期为国家制定区域差别化的节能减排政策提供依据,提升应对气候变化的整体能力。