长江流域径流模拟及其对极端降雨的响应

研究流域径流量变化可为水资源科学调配、利用开发、水旱灾害防治、水环境污染整治和国民经济可持续发展等提供重要依据.但近年来受全球变暖影响,极端气候事件,尤其是极端降雨的发生频率和强度出现了变化,直接或间接影响径流量变化.运用SWAT模型模拟1965~2019年间长江流域径流时空变化规律,分析了不同极端降雨条件下径流对降雨的响应.结果表明,1965~2019年间长江流域径流变化并不显著,流域总径流和中下游径流均经历了"枯-丰-枯-丰"4个阶段.极端降雨情景模拟发现,50 a一遇极端降雨下,长江上、中和下游代表性子流域日均径流变化率分别为6200%、21%和15%,月均径流变化率为355%、5%和1.3%,年均变化率为78%、1%和0.24%.而100 a一遇极端降雨下,3个子流域日均径流变化率分别为8000%、25%和17%,月均径流变化率为437%、7%和1.5%,年均变化率为96%、1.2%和0.28%.研究结果可为流域水资源管理和利用及洪涝灾害预测与防控等提供理论依据.     

反硝化脱氮对太湖蓝藻水华态势的影响

反硝化作用是水生生态系统的主要脱氮过程,与蓝藻生长之间存在对氮素的竞争作用,然而气候变化背景下反硝化脱氮对蓝藻水华发生动态的影响仍不清楚.基于2017~2021年北太湖为期5 a的水质监测历史数据,结合不同温度下蓝藻生长和沉积物泥浆培养实验,探究了湖体反硝化脱氮与蓝藻水华之间的相互影响.监测数据表明,太湖水体藻类生物量（以Chla表示）高值主要出现在夏秋季节,而总氮浓度季节变化规律与藻类生物量完全相反,冬春季较高,夏秋季显著降低,溶解态无机氮主要以硝态氮为主,并且硝态氮浓度在夏秋季节几乎接近于零.总磷浓度与Chla浓度变化一致.蓝藻培养实验结果表明,20℃以下蓝藻不能大量生长繁殖.泥浆培养实验结果发现,太湖反硝化作用的最高温度阈值为25℃,在10~25℃之间反硝化潜力与温度呈现显著的线性关系（R²=0.99）.反硝化作用发生的最高硝态氮浓度阈值为4 mg ·L^-1,远高于太湖水体的硝态氮浓度,反硝化潜力最高达到（62.98±21.36）μmol ·（kg ·h）^-1.太湖水体反硝化速率受到硝态氮浓度的限制,而气候变暖导致湖泊温度提前升高,会使蓝藻提前生长,蓝藻生长对硝态氮的同化吸收会和反硝化作用产生竞争,使得大量氮还未被反硝化作用脱除就被藻类吸收利用,从而加剧蓝藻水华暴发的态势.研究结果对于解释近年来气候变化背景下太湖蓝藻水华反弹的机制具有重要科学意义.     

公共资源与最优产权选择

公共资源是指在产权界定过程中，资源所有者被迫放弃或者没有进行产权界定的资源部分,而产权界定本质上是划分公共资源归属权的过程。根据组织对公共资源控制权的性质，将其分为两类——组织间公共资源和组织内公共资源，并据此将产权界定、生产和交易纳入同一个分析框架中。通过分析，认为随着公共资源范围的变化，不同产权形成一个相互联系和转化的系列，即从资源非稀缺条件下的纯公共产权到资源全为废弃物的纯公共产权系列；不可交易的所有权是产权系列中的特殊形式，私人产权和俱乐部产权是这一系列中的过渡形式；组织内和组织间的均衡博弈结构决定最优产权的具体选择形式。     

Accumulation and phytoavailability of benzo[a]pyrene in an acid sandy soil

Effects of benzo[a]pyrene (B[a]P) on ryegrass (Lolium perenne L.) growth, plant accumulation and dissipiation of B[a]P in a red sandy soil (Hapli-Udic Argosol) were studied in a pot experiment. The plants were grown for 61 days in soil spiked with B[a]P at 0, 12.5, 25 and 50 mg kg⁻¹. Control pots without plants were also set up. Soil extractable B[a]P, plant shoot and root biomass, and concentrations of B[a]P in plant shoots and roots were determined. Ryegrass biomass was increased by addition of B[a]P and root B[a]P concentrations were significantly correlated with B[a]P application rate, but no such correlation was found for shoot B[a]P concentrations. This indicates that B[a]P enhanced the growth of the ryegrass. The extractable B[a]P concentration in the planted soil was significantly lower than that in the unplanted control soil at the rate of 50 mg B[a]P kg⁻¹. This indicates that ryegrass may help to dissipate B[a]P in soil at concentrations over 50 mg kg⁻¹ soil although the mechanism for this is not understood.     

Decomposition of silicate minerals by Bacillus mucilaginosus in liquid culture

The extraction of K⁺ and SiO₂ from silicate minerals by Bacillus mucilaginosus in liquid culture was studied in incubation experiments. B. mucilaginosus was found to dissolve soil minerals and mica and simultaneously release K⁺ and SiO₂ from the crystal lattices. In contrast, the bacterium did not dissolve feldspar. B. mucilaginosus also produced organic acids and polysaccharides during growth. The polysaccharides strongly adsorbed the organic acids and attached to the surface of the mineral, resulting in an area of high concentration of organic acids near the mineral. The polysaccharides also adsorbed SiO₂ and this affected the equilibrium between the mineral and fluid phases and led to the reaction toward SiO₂ and K⁺ solubilization. These two processes led to the decomposition of silicate minerals by the bacterium.     

基于水体固有光学特性的太湖浮游植物色素的定量反演

基于2005-05～2005-08对太湖全湖不同湖区92个样点吸收系数、光束衰减系数、后向散射系数等固有光学特性测定与计算,选择色素浓度反演的最佳波段组合,利用反射率比建立了太湖叶绿素a,叶绿素a与脱镁叶绿素的定量反演模型.结果表明,全湖4次采样叶绿素a、脱镁叶绿素的变化范围分别为3.9～149.8μg·L^-1、均值为(38.14±28.89)μg·L^-1;0～45.8μg·L^-1、均值为(8.49±7.24)μg·L^-1,存在很大空间差异,湖心区和草型湖区的东太湖、胥口湾、贡湖湾色素浓度一般要低于其他湖区.同样吸收系数和后向散射系数也存在很大的空间差异,a_t(440)的变化范围为0.86～23.25 m^-1、均值为(6.21±3.31)m^-1,b_t(550)的变化范围0.05～2.25m^-1、均值为(0.72±0.52)m^-1,东太湖、胥口湾、贡湖湾的值要低于其他湖区.400～650nm随波长增加总吸收系数大致呈下降趋势,680nm附近存在1个峰值,峰值的强弱与水体中色素浓度有关,而到720nm以后则逐渐增加,后向散射系数随波长增加则逐渐降低.反射率比R(706)/R(682)能较好地用于太湖色素浓度的反演,叶绿素a、叶绿素a与脱镁叶绿素之和幂函数反演的决定系数R²分别达0.823、0.864 5.模型能用于包括湖面反射率受湖底和沉水植物影响的全太湖.     

基于Matlab的火灾探测报警系统可靠度Monte Carlo仿真

介绍了火灾探测报警系统的结构,指出了火灾探测报警系统失效原因,针对火灾探测报警系统的特点,确定了蒙特卡洛可靠度分析法.给出了系统的概率模型,确定了在Matlab下应用Monte Carlo方法对火灾探测报警系统的可靠度进行仿真的具体步骤,得到火灾探测报警系统可靠度仿真曲线.将仿真结果与试验结果相比较,基本一致,验证了该仿真方法能正确描述火灾探测报警系统的可靠度随使用寿命的变化规律,为进一步应用该方法来分析火灾探测报警系统的的各可靠性指标提供了理论基础.     

紫外吸收剂在湖泊中的分布及其对底栖动物的毒性效应

紫外吸收剂大量用于工业材料和个人护理品中,近年来在水体中不断被检出,同时由于其高度亲脂性,易在底泥和水生生物体内富集,产生潜在的毒性效应,已成为一类新型污染物。本文综述了紫外吸收剂在湖泊环境中的分布和生物富集效应,重点分析了二苯甲酮类等典型紫外吸收剂对底栖动物的药物代谢系统、抗氧化系统及其生长发育的影响及其毒性作用机制,并对未来该领域的研究进行了展望。     

Elevation of biochar application as regulator on denitrification/NH3 volatilization in saline soils

Environmental Science and Pollution Research - Denitrification and NH3 volatilization are the main removal processes of nitrogen in coastal saline soils. In this incubation study, the effects of...     

有机肥处理对旱地红壤细菌群落及玉米生产力的影响

为探明旱地红壤细菌群落特征及玉米生产力对不同有机肥处理的响应，基于自2002年设置在中国科学院鹰潭红壤生态实验站的有机培肥长期定位试验，采用Illumina高通量测序，研究不同有机肥（不施肥，M0；低量有机肥，M1；高量有机肥，M2；高量有机肥加石灰，M3）处理下土壤细菌群落多样性和结构以及玉米生产力的变化.结果发现，与M0相比，土壤pH、有机质（SOM）、全氮（TN）、全磷（TP）含量和玉米生产力在不同有机肥（M1、M2和M3）处理下均显著增加，其中M3处理的提升效果最佳.施用有机肥显著提高了土壤细菌群落的Shannon、Evenness、Chao1与ACE指数，重塑了细菌群落结构.基于随机森林模型分析，土壤性质中的pH和TP显著影响土壤细菌多样性，而pH、SOM、TP和TN对土壤细菌群落结构影响显著.相关性分析和结构方程模型分析表明，土壤TP和SOM可以通过改变土壤细菌多样性和群落组成间接影响玉米生产力.研究结果从指导我国南方红壤区农田合理施肥的角度，为农田土壤质量提高及耕地产能提升提供科学依据.