面向生命周期评价的土地利用生态影响评价方法

初步建立了面向生命周期评价(LCA)的适合我国土地利用生态影响评价的指标、特征化因子和影响大小计量模型.评价指标包括土地利用时间、面积、净初级生产力、土壤有机质含量和地形坡度.分别研究确定了基于NPP、土壤有机质含量和地形坡度的特征化因子及其当量系数.提出了基于顶级群落理论的土地利用生态影响评价计量模型.案例应用表明,提出的方法可为我国开展土地利用的LCA提供初步的技术框架和相关参数.     

1901—2017年藏西南高原气候及其生产潜力时空变化

研究全球变暖背景下藏西南高原气候及气候生产潜力时空分布,对该区农牧业发展、生态保护和可持续发展等具有重要意义。基于1901—2017年的中国气象再分析数据,利用Miami和Thornthwaite Memorial模型对近117年藏西南高原气候变化、气候生产潜力的时空分布及影响因素进行了分析。结果表明：近117年来藏西南高原年均温呈上升趋势,年均降水量呈下降趋势,并存在明显周期和突变点;温度生产潜力呈增加趋势,空间上自东南向西北递减;降水、蒸散和标准生产潜力呈减小趋势,呈现自南向北递减的空间分布特征;标准生产潜力由降水和温度共同决定,降水是主要限制因子。未来气候若持续“暖干化”变化,将导致藏西南高原气候生产潜力下降。为促进畜牧业发展和生态环境的改善,未来应进一步推进退牧还草、人工种草、舍饲养殖等工程,并选用耐寒耐旱高产草种,提高牧草产量,实现草畜平衡,以推动传统畜牧业向现代牧业转变,实现草原生态保护和可持续发展。     

农业源头流域景观异质性与溪流水质耦合关系

以丹江口库区胡家山流域为研究区域,分析了溪流枯、丰水期的水质变化特征,结合流域和河岸缓冲带景观类型及其格局,运用Spearman秩相关分析筛选了影响溪流水质的景观指数,利用逐步回归和冗余排序法定量描述景观格局与溪流水质的耦合关系.结果表明：溪流水质指标中氨氮和总磷浓度时空变化较大,其标准变异系数范围分别为69.8%~207.6%和52.0%~146.1%.景观类型中耕地和居民地是溪流水体污染的重要来源,两者在100m河岸缓冲带尺度上对氨氮的解释程度为58.6%,高于流域尺度;景观格局指数中蔓延度、林地和居民地斑块密度、林地和居民地最大斑块指数以及林地和耕地聚集度指数等显著影响溪流水质（P<0.05）,流域尺度上各景观类型的景观指数对总氮和总磷的解释程度分别介于71.1%~81.6%和74.5%~83.8%,均高于100m河岸缓冲带尺度,其中蔓延度对总氮和总磷均有显著影响（P<0.05）.无显著因子进入高锰酸盐指数模型中,其浓度变化是各景观指数共同作用的结果.此外,景观格局季节变化也显著影响溪流水质.枯水期景观指数能够更好的解释总氮和总磷变化,而丰水期对氨氮的解释程度要好于枯水期.     

引水改善常熟市城区水环境方案研究

依据常熟调水试验的实测数据,建立常熟河网区水量水质数学模型,应用该模型对引水改善常熟市城区水环境方案进行分析计算,常熟张家港航道改道后引水水质COD_(Mn),NH3-N的平均改善程度分别提高了41.9%,34.5%;开辟海洋泾引清通道,引水流量在30～40m~3·s~(-1)时,COD_(Mn),NH3-N的平均改善程度为42%,36.7%。两方案能有效提高引水改善常熟城区水环境的效果。     

多氨基树脂的制备表征及其对水中酚类化合物的吸附机制

通过沉淀聚合法制备了三交联型的聚马来酸酐树脂(Polymaleic anhydride resin,PMAR),然后氨化接枝得到系列衍生的多氨基树脂,并采用红外光谱(FTIR)、Zeta电位、元素分析、扫描电镜(SEM)和N₂吸附/解吸(BET)等手段对其进行了表征.对系列多氨基树脂的吸附性能进行比较发现,该系列树脂对4-硝基苯酚(4-NP)的吸附能力随氨基数量的增加而增加,其中以氨基数最多的四亚甲基五胺修饰的聚马来酸酐树脂PMAR-VA吸附性能最好.在各种酚类化合物中,PMAR-VA树脂对4-NP具有较高的选择性.同时,研究了树脂投加量、溶液pH、离子强度等因素对水中4-N吸附性能的影响,并对吸附过程进行了吸附动力学模拟,发现吸附过程符合拟二级动力学模型.Langmuir等温吸附模型可以很好地描述PMAR-VA对溶液中4-NP的吸附过程,最大吸附量为77.1 mg·g^-1(pH=6.0和25 ℃).吸附热力学结果表明,4-NP在PMAR-VA上的吸附是一个自发的物理吸附过程,其吸附机制主要为静电吸引和氢键.脱附再生实验发现,0.2 mol·L^-1 NaOH溶液脱附效果最优.经5次循环再生使用,PMAR-VA树脂的吸附性能没有明显下降.     

生物法-人工湿地组合工艺对小城镇混合污水氮素去除效果研究

在华南热带亚热带地区,利用生物法-人工湿地组合工艺（A/BCO-CW）处理小城镇片区混合污水。全年运行结果表明,A/BCO-人工湿地组合系统对TN和NH4-N具有好的处理效果,年均去除率分别为57.57%、87.73%,平均去除负荷量达到3.85和3.26g·m-2·d-1。A/BCO预处理系统在停留时间为3～6h条件下,对NH4-N去除效率达57.38%,好氧段充分曝气,有利于硝化过程的进行,有效地解决人工湿地因溶解氧不足造成的硝化过程受限制情况,减少了后续湿地所需面积的25%。在0.30～0.59m·d-1水力负荷率下,垂直流-表面流-水平潜流人工湿地组合系统对TN和NH4-N平均去除负荷达到了2.56、0.90g·m-2·d-1;TN、NH4-N去除速率常数为39.8和41.62m·yr-1,这些数值均处于文献中k值范围的高量程内。在进水NH4-N变动范围为6.27～18.8mg·L-1时,出水水质均能稳定达到GB3838—2002《地表水环境质量标准》的IV类水1.5mg·L-1的标准。通过探讨A/BCO-CW组合工艺用于混合污水处理效率,实现了A/BCO和CW二者间在处理氮素过程中的优势互补。     

水环境数学模型的研究进展

在作者多年研究工作和查阅大量文献资料的基础上,本文综述了环境数学模型国内外的研究现状、发展历史及未来趋势。重点介绍了这方面研究的最新进展。该文还介绍了本领域所涉及的理论和实际应用问题,提出了今后值得进行研究的若干前沿课题,给出了60余篇关于水环境数学模型研究的主要参考文献目录。     

水上事故溢油运动轨迹与环境归宿预测模型的研究进展

以事故溢油在水面上的运动轨迹和环境归宿为研究对象,重点对溢油水下分散过程、岸边黏附及受水流冲刷下油膜质量衰减过程、水体悬浮物对石油黏附/吸附量的预测模型研究成果,以及目前日益受到关注的河流溢油模型的研究进展进行归纳总结。对比分析了不同预测模型结构功能差异和适用性问题,为不同环境条件下溢油事故的后预警、后预测提供模型选择依据和技术支持。最后就溢油模型尚存的一些问题及未来发展的方向进行了探讨。     

多环芳烃在中国两种典型土壤中的吸附和解吸行为研究

采用批量实验的方法,研究了多环芳烃类有机化合物萘和菲在两种中国典型土壤样品(草甸土和黑土)中的吸附和解吸行为,并用一种新型解吸模型--"双元平衡解吸(DED)模型"对解吸行为进行了预测.结果表明,萘和菲在两种土壤中的吸附符合传统的线性模型,解吸行为则表现出明显的滞后现象,且DED模型的预测值与实验结果相吻合.DED模型能够利用简单的理化参数更加准确地定量描述憎水性有机污染物的解吸行为,该模型可为我国的土壤风险评价和土壤环境质量标准的制定等工作提供量化手段.     

Use of ambiguous detections to improve estimates from species distribution models

As large carnivores recover throughout Europe, their distribution needs to be studied to determine their conservation status and assess the potential for human-carnivore conflicts. However, efficient monitoring of many large carnivore species is challenging due to their rarity, elusive behavior, and large home ranges. Their monitoring can include opportunistic sightings from citizens in addition to designed surveys. Two types of detection errors may occur in such monitoring schemes: false negatives and false positives. False-negative detections can be accounted for in species distribution models (SDMs) that deal with imperfect detection. False-positive detections, due to species misidentification, have rarely been accounted for in SDMs. Generally, researchers use ad hoc data-filtering methods to discard ambiguous observations prior to analysis. These practices may discard valuable ecological information on the distribution of a species. We investigated the costs and benefits of including data types that may include false positives rather than discarding them for SDMs of large carnivores. We used a dynamic occupancy model that simultaneously accounts for false negatives and positives to jointly analyze data that included both unambiguous detections and ambiguous detections. We used simulations to compare the performances of our model with a model fitted on unambiguous data only. We tested the 2 models in 4 scenarios in which parameters that control false-positive detections and true detections varied. We applied our model to data from the monitoring of the Eurasian lynx (Lynx lynx) in the European Alps. The addition of ambiguous detections increased the precision of parameter estimates. For the Eurasian lynx, incorporating ambiguous detections produced more precise estimates of the ecological parameters and revealed additional occupied sites in areas where the species is likely expanding. Overall, we found that ambiguous data should be considered when studying the distribution of large carnivores through the use of dynamic occupancy models that account for misidentification.