中国居民消费磷足迹时空格局及驱动因素研究

在磷足迹内涵界定及其计算模型构建的基础上,探究了中国城乡居民食物消费磷足迹的时空格局,并解析了其驱动机制.结果表明：1978~2018年间,中国食物消费磷资源和磷污染足迹分别增长了6倍和4倍,达到2018年的715.9万t和78.7万t,其中城镇居民是主要贡献源,占比分别达到67%和64%.从结构上看,城乡食物消费磷资源足迹均由荤食主导,其中家禽、水产品和蛋奶消费的磷资源足迹占比不断增加;而磷污染足迹主要源于上游食物生产过程,其中种植业和水产养殖业增幅最为显著.我国31个省市食物消费磷资源足迹和磷污染足迹在空间分布上具有一致性,呈现从东向西减小的趋势,东部省市诸如广东、上海、江苏、北京和山东等远高于其他地区,并且具有高度的空间集聚性,在东部沿海形成高-高（H-H）聚集区.因此调控磷开发利用活动的资源环境压力需要着眼于这些重点区域.我国食物消费磷足迹增长的关键驱动因素是利用效率下降、消费水平提升和饮食结构改变,因此有效提升食物生产的养分利用效率和引导合理的消费理念和饮食习惯是减缓磷的开发活动资源环境压力的重要途径.     

基于PCT方法的京津冀冬季PM2.5重污染天气型分析

T模态斜交主成分分析法（PCT）分析的天气过程时间尺度越长,该算法的优势越明显,天气分型结果也更完整,可信度越高.利用京津冀地区2014年冬季-2019年冬季（每年12月-翌年2月）的环境监测资料,以区域平均PM_2.5日均值大于150 μg·m^-3为标准,筛选出72个京津冀地区PM_2.5重污染日,采用ERA5提供的0.25°×0.25°气象再分析资料,应用PCT算法将72个PM_2.5重污染日海平面气压场客观地分为高压前部型、锋前低压型、高压后部型、均压场型和弱低压型5种类型,分别占总PM_2.5重污染天数的34.72%、20.83%、16.67%、16.67%和11.11%.另外,对2017年2月12-16日京津冀地区PM_2.5重污染过程的分析表明,重污染天气过程中随着逐日天气型的演变,污染物浓度特征、近地面风场和大气污染物污染传输路径均发生相应变化.     

盐碱地不同土地利用方式下土壤细菌群落结构多样性差异分析

为了研究盐碱地不同土地利用方式下土壤细菌群落结构特征分布,利用高通量测序技术,对黄河三角洲地区的耕地、园地和荒地中3个不同深度的土壤细菌群落结构多样性进行了研究.结果表明:①荒地中的土壤细菌群落丰富度和多样性均大于其他土地利用类型.②相同土地利用类型的细菌群落结构相似度较高,而不同土地利用类型的细菌群落结构有一定的差别.③细菌群落在门类水平上达到20门以上,优势菌种均以放线菌门、变形菌门、酸杆菌门、绿弯菌门及浮霉菌门为主,相对丰度约为69%～83%;属类水平的细菌群落达230多属,酸杆菌属在土壤中的相对丰度最高,为5.76%.④土壤有效磷、速效钾和有机质含量与土壤细菌多样性指数呈显著相关性.     

上海夏季臭氧生成机制时空变化特征及其影响因素研究

上海的臭氧污染呈逐年加重的趋势,深入了解臭氧的生成机制及其时空变化特征是采取科学有效防控措施的前提条件.本研究应用长三角地区最新的臭氧前体物排放清单和本地化WRF/Modified SMOKE/CMAQ数值模型系统,对2017年8月1—9日上海市一次持续性臭氧污染事件进行了模拟研究.同时,在重现臭氧浓度变化趋势的基础上,针对一系列前体物防控措施及其对臭氧峰值浓度的影响开展了敏感性实验,建立了上海夏季臭氧污染爆发时段各区域臭氧及其前体物的非线性响应关系.研究表明,此次臭氧污染事件中上海市臭氧污染机制具有显著的时空变化特征,时间方面,上海市整体臭氧生成机制由NO_x控制经过渡区转变为VOCs控制;空间方面,上海北部及西部多处于NO_x控制,南部为过渡区,中部及东部则以VOCs控制为主,且大尺度环流是导致其时空变化的主要原因.当上海受大陆低压控制盛行偏南风时,区域传输以VOCs为主,臭氧的防控应侧重于NO_x减排;当上海受副高边缘控制主要吹偏北风时,区域传输以NO_x为主,臭氧的防控应侧重于VOCs减排;当上海受弱高压脊控制背景风微弱,区域传输不显著时,臭氧防控的重点应以VOCs和NO_x协同控制为主.在目前的预报技术下,大尺度环流特征通常可以提前48～72 h进行准确预报,因此,可以根据大尺度环流预报结果及时调整本地防控策略,以达到在不同污染特征下臭氧削峰的最大化效果.     

流域景观格局对土壤保持服务的影响

以子流域为空间单元,应用生态系统服务和交易的综合评估模型（InVEST）进行土壤保持服务评估,并借助景观指数计算软件（FRAGSTATS）表征景观格局特征,综合运用空间自相关探讨土壤保持量与景观格局指数的空间关联关系,同时从景观格局角度出发,开展土壤保持量与景观格局指数的空间回归分析.结果表明：2014年土壤保持服务较高的子流域具有景观类型组成相对单一、景观各类型间非均匀分布、存在优势斑块、景观分离度低的格局特征; 2014年甘肃白龙江14个子流域表现出土壤保持服务与景观格局显著的空间相关关系,占子流域总数量的37.84%;模型对比方面,空间滞后模型（SLM）优于非空间线性模型（OLS）,表明甘肃白龙江各子流域的土壤保持量在空间上具有实质性的空间依赖.景观类型多样性及其均匀程度是影响甘肃白龙江子流域土壤保持量的重要景观指标.     

不同等级道路对玛纳斯河流域土地利用与景观格局的影响

为揭示不同等级道路对干旱半干旱地区土地利用与景观格局变化的作用过程与机制,以玛纳斯河流域为例,选取1976年玛纳斯河流域不同等级道路为研究对象,基于1976年和2015年两期土地利用分类数据,利用缓冲区分析方法结合土地利用动态度、土地利用程度综合指数以及景观指数,分析近40年间各等级道路缓冲区及缓冲区梯度上土地利用与景观格局的变化规律。结果表明：（1）近40年来玛纳斯河流域各等级道路对流域土地利用变化影响显著且存在梯度效应,即距离道路越远,受各等级道路的扰动就越小;（2）各等级道路对周边整体土地利用变化的影响程度依次为：高速公路与国道>省道与专用道路>县道与乡道;（3）高速公路与国道、省道与专用道路、县道与乡道分别对其缓冲区范围内林地、水域和建设用地的土地利用变化影响最大;（4）近40年来各等级道路不同缓冲区范围内景观破碎度和异质性均有所增加,而景观蔓延度却有所降低;（5）高速公路与国道、省道与专用道路、县道与乡道分别对其两侧3600 m、600 m和300 m范围内景观的切割作用最为强烈,且距离道路越远景观形状受道路的干扰越小,景观形状越趋于规整。     

京津冀生态屏障区景观格局变化及其对水源涵养的影响

选择京津冀重要水源涵养区--滦河,潮河和白河流域,通过分析2010与2015年土地利用的变化及景观格局演变,研究该研究区的土地利用转移与景观格局特征的时空分布与变化特点;运用SWAT水文模型模拟分析该时段内研究区的水源涵养量分布与变化;并和降水分布特征进行对比分析.利用偏相关分析法,重点分析了景观格局的变化对水源涵养量的影响.结果表明水源涵养量与PLAND指数相关性为-0.846;与NP指数相关性为-0.635;与LPI指数相关性为0.468;与LSI指数相关性为0.523;与COHESION指数显著相关,相关性为0.918.景观格局和水源涵养量存在以下关系：①景观多样性越高,聚集程度越高,景观形状越复杂,越趋向不规则且优势度越高,越有利于水源涵养;②景观的破碎化程度越高,水源涵养量越低.     

小白菜对外源硒酸盐和亚硒酸盐动态吸收的差异及其机制研究

通过盆栽试验和室内分析,研究了小白菜对不同含量的外源硒酸盐和亚硒酸盐动态吸收的差异,并通过土壤有效硒及生物量的动态变化探究其产生的原因,旨在为富硒作物的生产和硒污染土壤的植物修复提供理论依据.结果表明,硒酸盐和亚硒酸盐处理小白菜地上部分生物量间无显著差异.在小白菜的整个生长期间(8周),硒酸盐处理小白菜地上、地下部硒含量均随生长逐渐下降,而亚硒酸盐处理小白菜地上、地下部硒含量均随生长逐渐增大.硒酸盐处理地上部硒吸收量显著高于地下部,而亚硒酸盐处理地下部硒吸收量显著高于地上部;且在整个生长过程中硒酸盐处理小白菜硒吸收量是亚硒酸盐处理的2～60倍之多,导致硒酸盐处理土壤中有效硒含量随着小白菜的生长迅速下降,而亚硒酸盐处理土壤中有效硒含量随小白菜的生长略有下降.统计分析表明,硒酸盐处理小白菜体内硒含量与土壤有效硒含量呈显著正相关,地上、地下硒含量与土壤有效硒的相关系数分别为0.901和0.864,而亚硒酸盐处理两者相关性不显著.综合小白菜硒含量和土壤有效硒随生长变化的结果可以得出,小白菜对硒酸盐和亚硒酸盐动态吸收的差异是小白菜对不同价态硒吸收能力和土壤供硒能力综合作用的结果.     

基于CA-Markov模型的辽河三角洲湿地景观格局预测

应用遥感与地理信息系统技术,结合辽河三角洲地区实际情况分别对该地区1988、1998、2008年3期遥感影像进行分类、解译,系统地获取地区景观格局状况,分析动态变化特征,并运用CA-Markov模型对未来湿地景观格局进行模拟预测。结果表明:在1988-2008年辽河三角洲地区湿地景观格局随时间变化明显。具体表现在自然景观类型面积不断减小,人为景观类型面积不断增大;近海地区景观格局变化剧烈,内陆地区景观格局变化趋于稳定;同时通过CA-Markov模型对2018年景观格局进行预测可以发现景观格局未来将继续向人为驱动方向发展,人类活动将对该地区景观格局变化产生更为深远的影响。     

人工浮岛对城市景观用水水质净化效果的研究

为了研究浮岛对城市景观用水的水质净化效果,用美人蕉制作了人工浮岛,分别在大连市某小区户外水塘和实验室内进行了实验。对其水样进行化验、观察、分析和研究。结果表明:人工植物浮岛对水质净化有明显的效果,在室内对总氮、总磷和COD的去除率分别为91.35%、45.46%和56.49%;在户外对总氮、总磷和COD的去除率分别为60%、84.33%和24.25%。实验证明了人工浮岛在城市景观用水处理中有广阔的应用前景。