曝气复氧对底泥氮素生物地球化学循环影响的作用机制研究

通过分析底泥氮污染物释放规律和转化过程,以及底泥生境、氮形态变化和氮循环功能微生物群落结构变化的规律,探讨了不同曝气复氧条件影响底泥氮生物地球化学循环的生物代谢、物理化学联合作用的机制。结果表明：曝气复氧对底泥中氮的生物地球化学循环影响是一个包括微生物代谢作用和物理化学作用的复杂联合作用过程。水体好氧环境的改变主要引起参与底泥氮循环的硝化、亚硝化和反硝化功能菌群群落结构的演变,对异养菌和氨化菌的影响不大,证明环境好氧条件的改变对底泥有机质生物分解产生氨氮的微生物代谢过程影响不大,主要对底泥释放的氨氮硝化、反硝化等生物转化过程产生大的影响。不同溶解氧条件下,底泥释放的氮素在微生物作用下主要以NH4＋-N和NO3--N的形式进入试验体系,并在特定的氧化还原电位（临界值-200 mV）和pH（临界值6.70）条件下通过物理化学作用在底泥中以离子交换态氮（IEF-N）、碳酸盐结合态氮（CF-N）、铁锰氧化态氮（IMOF-N）及有机态和硫化物结合态氮（OSF-N）等不同形态氮相互转化,同时,在氮的转化和循环过程中部分输入上覆水体。在低溶解氧组实验条件下[ρ（DO）〈0.5 mg.L-1],底泥向水体输出氮总量为底泥可转化态氮的19.7%,主要为氨氮,最大释放速率达到289.13 mg.m-2.d-1,释放的质量浓度可达到18.8 mg.L-1;好氧条件下（DO饱和）,底泥向水体输出氮总量为底泥可转化态氮的1.8%;好氧-缺氧条件下为11.7%,主要以N2的形式释出系统。     

我国厨余垃圾资源化技术的多维绩效评价

随着我国大力推动生活垃圾分类管理工作,厨余垃圾的资源化利用受到越来越多关注.厨余垃圾资源化技术已有包括厌氧消化处理、好氧生物处理和昆虫饲料转化等类型,但在已有应用案例中存在资源化程度低、环境影响显著和经济效益差等诸多问题,缺乏技术绩效的系统化分析和综合性评价.为此,研究面向厨余垃圾资源化技术应用的全生命周期过程,构建了资源效率、环境影响、经济可行和社会效应的多维绩效评价指标体系(包括21项指标),以我国的14项典型技术应用项目为案例开展定量化综合评价研究.结果表明,厌氧消化和昆虫饲料转化处理技术的得分分别为58.39分和59.65分,高于好氧生物处理(49.16分);按细分技术类型,集中式黑水虻转化和中温湿式厌氧工艺得分较高,分别为67.14分和60.82分.按技术的处理规模和设施分布方式,集中式处理技术在资源效率和经济效益维度上分别比分散式技术高出13%和62%;分散式处理技术在环境影响和社会效应维度上比集中式高出8%和34%.在厨余垃圾资源化实践中,应结合当地的厨余垃圾理化性质、生活垃圾分类收集工作推进情况、财政承担能力和收运距离等多因素综合考量,因地制宜的选择适宜技术路线.     

南京城市大气氨-铵的高频演化及其气粒转化机制

本研究于2018年秋季利用在线气体和气溶胶组分监测仪以高时间分辨率连续测定南京市大气中的气体(主要是NH_3)与二次无机气溶胶(主要是NH_4~+、NO_3~-和SO_4~(2-))浓度,借此研究污染和非污染期城市大气NH_3和NH_4~+的演化规律,进而探讨NH_3-NH_4~+气粒转化过程中的化学机制.结果表明,观测期间NH_3和NH_4~+浓度的平均值(±1σ)分别为(15. 3±6. 7)μg·m-3和(11. 3±7. 8)μg·m-3,且日变化在污染和非污染事件中呈现出显著的差异.综合在线观测的NH_3和NH_4~+浓度数据,通过计算潜在源贡献因子,分析了NH_3和NH_4~+的潜在贡献源区在重污染过程受长距离污染传输影响较小,证明城市也是NH_3排放的重要热点地区.进一步分析发现,NH_3-NH_4~+的气粒转化是影响NH_3和NH_4~+日变化的主要驱动因子.具体体现在:低温、高湿(温度在7. 5～12. 5℃,湿度在50%～90%)时,NH_3和NH_4~+的气固转化速度较快,NH_3与酸性物质反应生成更多的NH_4~+,使得(NH4)2SO4和NH4NO3的形成从而导致污染事件的加剧.研究结果有助于厘清城市大气NH_3的来源和转化机制及其对颗粒物的潜在贡献.     

双金属复合管线应力分析中当量折算模型的建立与应用*

针对目前高腐蚀性气田的集输系统管线应力分析标准中,未给出双金属复合管线的强度校核方法,依据当量折算理论,将双金属复合管的几何与材料特性转化为等效单层管,通过有限元法验证双层管与等效管模型的计算精度。研究结果表明:利用当量折算理论,可以快速将双金属管外径、壁厚、弹性模量、热膨胀系数、密度等参数等效转化为单层管道相关参数。经实际应用检验,该方法在解决工程问题时具备一定的实用性与准确性;双金属复合管系统当量折算模型具备计算方便和精度高等优点,该模型可用于双金属复合管线结构设计和强度校核。研究结果可为双金属复合管线的强度校核提供1种参考方法。     

Biofuel Plantations on Forested Lands: Double Jeopardy for Biodiversity and Climate

Abstract: The growing demand for biofuels is promoting the expansion of a number of agricultural commodities, including oil palm (Elaeis guineensis). Oil‐palm plantations cover over 13 million ha, primarily in Southeast Asia, where they have directly or indirectly replaced tropical rainforest. We explored the impact of the spread of oil‐palm plantations on greenhouse gas emission and biodiversity. We assessed changes in carbon stocks with changing land use and compared this with the amount of fossil‐fuel carbon emission avoided through its replacement by biofuel carbon. We estimated it would take between 75 and 93 years for the carbon emissions saved through use of biofuel to compensate for the carbon lost through forest conversion, depending on how the forest was cleared. If the original habitat was peatland, carbon balance would take more than 600 years. Conversely, planting oil palms on degraded grassland would lead to a net removal of carbon within 10 years. These estimates have associated uncertainty, but their magnitude and relative proportions seem credible. We carried out a meta‐analysis of published faunal studies that compared forest with oil palm. We found that plantations supported species‐poor communities containing few forest species. Because no published data on flora were available, we present results from our sampling of plants in oil palm and forest plots in Indonesia. Although the species richness of pteridophytes was higher in plantations, they held few forest species. Trees, lianas, epiphytic orchids, and indigenous palms were wholly absent from oil‐palm plantations. The majority of individual plants and animals in oil‐palm plantations belonged to a small number of generalist species of low conservation concern. As countries strive to meet obligations to reduce carbon emissions under one international agreement (Kyoto Protocol), they may not only fail to meet their obligations under another (Convention on Biological Diversity) but may actually hasten global climate change. Reducing deforestation is likely to represent a more effective climate‐change mitigation strategy than converting forest for biofuel production, and it may help nations meet their international commitments to reduce biodiversity loss.     

农地非农化代际配置与农地资源损失

合理的资源利用要求资源配置在代际上是有效率的。在资源代际最优配置原理的基础上,建立了一个衡量农地非农化是否符合代际配置效率的宏观决策模型,对我国20世纪90年代以来的农地非农化进行了检验。结果显示,若以1989-2003年为研究区间,1989-1996年阶段东、中、西部地区的过度非农化比例分别占各自实际非农化数量的6.58%、6.84%和7.85%,反映出1989-1996年期间的农地非农化存在一定的短期行为,造成农地的过度非农化。因此,未来一段时间的农地非农化政策应该进一步控制农地非农化的速度,来保证农地资源能够在未来得到更优的利用。     

鄂尔多斯十大孔兑区植被生产力变化趋势对土地利用转移的响应

归一化植被指数(Normalized difference vegetation index,NDVI)是衡量区域植被生产力变化的一个重要指标,而土地利用/覆盖变化(Land use/cover change,LUCC)进程深刻影响了陆地生态系统空间分布格局及其生产力变化。因此本文结合趋势分析和转移矩阵法,从中分辨率成像光谱仪(Moderate-resolution Imaging Spectroradiometer,MODIS)NDVI年际变化角度分析鄂尔多斯北部典型农牧交错区(十大孔兑地区)2000-2015年植被生产力的变化趋势与LUCC的关系。结果表明:(1)在农牧交错区植被生产力总体呈增加趋势,其中显著增加和不显著增加区域面积占总面积的89.41%,分别为22.01%和67.4%;其后依次为不显著减少区域、无变化区域和显著减少区域,面积比例分别为4.59%、3.32%和2.68%。(2)在不显著增加和显著增加区,土地转换面积分别为235146.08 hm2和82761.76 hm2,草地转为农田、林地、水体、建设用地和未利用地尤其是草地转为农田导致对应区域植被生产力增加。     

UV-B辐射增强与秸秆施用对大豆田土壤呼吸的影响

利用LI-8100开路式土壤碳通量测量系统测定土壤呼吸,研究了UV-B辐射增强和秸秆施用对大豆田土壤呼吸的影响.结果表明,UV-B辐射增强20%使土壤呼吸速率降低了30.31%,秸秆施用使土壤呼吸速率提高了14.51%,UV-B辐射增强+秸秆施用复合处理对土壤呼吸速率没有显著影响.UV-B增强提高了施用秸秆的碳转化率.对照、UV-B增强、秸秆施用和UV-B增强+秸秆施用4种处理的土壤呼吸与土壤温度都存在极其显著的指数关系(p0.01),拟合方程的决定系数R2分别为0.434、0.563、0.451和0.513.土壤呼吸温度敏感系数Q10值分别为1.55、1.91、1.80和1.71.可见,UV-B辐射增强、秸秆施用和UV-B辐射增强+秸秆施用提高了大豆田土壤呼吸的Q10.     

土地利用变化中农户脆弱性研究——一个理论分析框架及基于中国中部五省的调研实证

农村土地流转是发生在我国农村的重要社会经济现象,既关系到土地供给的总体结构与变化,也关系到城市化和工业化的进程,更关系到农户的生存状况。论文在分析当前农户脆弱性研究进展的基础上提出了一种土地利用变化中农户脆弱性理论分析框架,该分析框架包括暴露性指数EI、敏感性指数SI和自适应能力指数AI。根据量化后的SI和AI,可以计算出农户的脆弱性指数VI。论文以中国中部经济区5个省份：河南、湖北、湖南、江西和安徽作为案例研究区域,在大规模农户调研的基础上,选取了定量测度敏感性指数SI和自适应能力指数AI的指标体系,运用几何平均数算法对其进行量化,并由此分别计算出各省份农地转入户和转出户的脆弱性指数VI。最后,论文将农户脆弱性指数VI与暴露性指数（流转面积强度EI_A和流转时间强度EI_T）的关系进行了分析。     

大气污染对城市能见度影响研究的理论与实践

首先从理论上探讨了颗粒物及气态污染物对能见度的影响．论述了城市大气光化学反应过程中的气粒转化过程。此外．选取4个气象参数：风速、气温、气压和相对湿度．及3个大气污染指标：SO2、NOx、PM10，与晴天水平能见度进行了相关分析．并建立回归方程。初步分析表明．城市能见度除受大气污染的影响外．还与湿度、风速．风向等气象条件及雾、降水、浮尘等天气有密切关系，它主要是大中小尺度天气和大气环境共同作用的结果．在一定条件下．它与PM10和SO2有较为明显的相关性。