基于FLUS模型的湖北省生态空间多情景模拟预测

改革开放以来,中国经济在飞速发展的同时,生态环境问题日益严峻。为保障国家和地区的生态安全,对未来生态空间进行模拟预测十分必要。在长江大保护和长江经济带绿色发展背景下,以湖北省为研究区,利用FLUS模型基于湖北省2010年、2015年土地利用数据及包含自然和人文因素的15种驱动因子数据,对2035年的湖北省生态空间进行模拟预测。结果表明:利用2010年土地利用现状模拟出的2015年湖北省土地利用变化情况,总体精度达到0.976,Kappa系数达到0.961,模拟精度较高。设置的生产空间优先、生活空间优先、生态空间优先以及综合空间优化4种不同情景,基本满足未来湖北省不同发展导向的需求。从地貌单元角度来看,在不同情景下,湖北省生态空间主要分布于湖北省边陲四大山区,中部江汉平原生态空间零星分布。从数量规模上来看,不同情景下各个用地类型数量规模差异较为明显,生产空间优先情景下耕地面积增加1216 km²,生活空间优先情景下城镇用地规模增加5959 km²,生态空间优先情景下生态空间用地增长722 km²,综合空间优化情景下生态空间...     

隔河岩水库二氧化碳通量时空变化及影响因素

随着气候变化研究的深入,大型河流拦截工程对水域碳循环及温室气体交换的影响引起越来越多的关注.为了评估河流拦截工程对水域生态系统碳循环和二氧化碳交换通量时空分布模式的影响,选择清江隔河岩水库作为典型案例,采用在线分析仪与浮箱相结合的方法,在2015年3月至2016年2月期间开展了完整水文年连续观测实验,获取了水库坝前、上游、支流、消落带与库湾等典型区域二氧化碳通量数据.数据分析结果表明隔河岩水库水气界面二氧化碳平均通量为(55.691 8±66.332 9)mg·(m2·h)-1,呈现年内冬季高其他季节低的时间变化规律,空间上则表现为水库消落带坝前较低、典型库湾区域较高的分布格局.作为水库背景的库尾断面渔峡口区域二氧化碳通量季节变化非常稳定,在大部分时间内反而高于坝前和消落带断面的二氧化碳通量.数据分析表明二氧化碳通量时空分布格局受到水温、pH值和水体碳浓度的显著影响,但其相关程度受到季节和蓄水的双重影响.     

长江中游近岸表层沉积物重金属污染特征分析及风险评估

为了探究长江中游近岸沉积物中重金属污染情况,2020年6月对长江中游14个采样断面的沉积物进行样品采集并测定沉积物中汞（Hg）、镉（Cd）、砷（As）、铜（Cu）、铅（Pb）、铬（Cr）和锌（Zn）等7种重金属元素的含量.首先分析了长江中游近岸表层沉积物重金属含量的空间分布特征,然后采用相关性分析方法（CA）、主成分分析法（PCA）和正定矩阵因子分解法（PMF）相结合的途径分析表层沉积物中重金属的来源,最后采用地累积指数法（I_geo）、潜在生态风险指数法（RI）和沉积物质量基准法（SQG）对重金属进行了风险评价.结果显示,Hg、Cd、As、Cu、Pb、Cr和Zn的平均含量分别为0.13、0.77、11.20、36.45、36.40、83.99和124.21 mg·kg^-1,其中Cd和Pb的平均含量超过背景值的1.72和1.35倍;PCA提取了前3个主成分（累积贡献率85.16%）,结合CA结果显示重金属Cd、As、Cu、Pb和Zn来源一致,Hg和Cr来源一致;PMF模型将7种重金属元素的污染源分成3个因子并得到因子的贡献率,并且工业和生活废水、煤炭燃烧、采矿业3个因子的综合贡献率为41.96%、32.48%和25.55%;地累积指数法（I_geo）评价结果显示,Cd是主要重金属污染物,处于轻度污染程度等级,Hg、As、Cu、Pb、Cr和Zn等6种重金属元素处于无污染等级;潜在生态风险指数法评价结果显示,Hg的最高风险等级为中等生态风险等级,位于城陵矶和新厂采样点,Cd的最高风险等级为强生态风险等级,位于牯牛沙水道和武汉上采样点,As、Cu、Pb、Cr和Zn在14个采样断面均属于低生态风险等级.综合潜在生态风险指数（RI）为62.59~138.59,其中处于低微和中度风险等级的采样点分别占总采样点的71.43%（10个采样点）和28.57%（4个采样点）,整体上长江中游干流污染不严重;沉积物质量基准法（SQG）评价结果显示,长江中游沉积物等级为Ⅰ级,定性评价为优,显示长江中游14个采样断面的沉积物对底栖生物没有毒性作用.综合以上结果,长江中游重金属污染不严重,Cd为重点防治的重金属元素.     

循环冲击荷载下含孔洞岩石损伤特性与能量耗散分析

为探究隧道工程开挖过程中外部荷载对隧道围岩多重扰动的影响,采用霍普金森压杆(SHPB)装置进行不同冲击荷载(0.6、0.7、0.8 MPa)和冲击方式(等幅与不等幅冲击气压)下的循环冲击试验,以此分析冲击载荷作用下含孔洞岩石试件的动力学特性、损伤特征、能量耗散和破坏形态。结果表明:基于一维应力波理论和界面连续条件得到适用于含竖向孔洞岩石试件计算的改良损伤计算公式;竖向孔洞的存在会影响岩石应力-应变曲线的变化趋势,并在经历数次冲击后尤为显著;花岗岩损伤积累随平均应变率增大呈幂函数增长,且随冲击荷载的增加呈现良好的规律性;积累比能量吸收值随循环冲击的进行逐渐增大,且试件的破坏模式经历了横向拉伸破坏、横向拉伸-轴向劈裂组合形式、轴向劈裂破坏的转变。     

应用被动扩散管监测分析葫芦岛市环境空气NO2时空分布特征

被动扩散技术以其低成本、操作简单、空间覆盖率较高等优点已在西方国家广泛应用于环境空气质量监测与调查,辽宁省环保局通过欧盟项目引进,本技术在葫芦岛市环境空气质量监测应用有4年时间.依据4年环境空气被动扩散管监测基础数据,分析了解葫芦岛市城区大气中NO2时空分布特征:高浓度值出现在交通区,季节上呈现春季明显低于其它季节.     

重庆市主城区大气中NO2浓度时空分布特征

利用2017年1月1日～2017年12月31日重庆市主城区17个国控空气质量监测站24 h自动连续采样的二氧化氮(NO_2)浓度小时数据,探讨九个主城区大气中NO_2浓度的时空分布特征、与气象参数之间的关系和气团运动的影响。结果表明,主城区大气NO_2浓度全年北碚区达标率较高(76.16%),渝中区达标率低(3.84%),日均浓度呈夏季前下降、夏季后上升的趋势;月均浓度表现为冬季月份浓度高,其次为春季、秋季和夏季月份;周六、周日、周一和周二的浓度均值较高,周三、周四和周五的较低;小时浓度基本呈5:00～11:00和16:00～20:00上升、其余时间段下降的变化趋势;大气NO_2浓度空间分布差异显著,西北地区(北碚)大气NO_2浓度偏低、渝中区及其附近区域浓度偏高。影响大气中的NO_2浓度的主要气象因素有:气温、降水量、气压、日照和相对湿度;四季气流输送中,春冬季气流轨迹相似,主要源自西部、西北部气流,春季气流轨迹的ρ(NO_2)最高,夏季最低。研究结果可为今后重庆市大气的治理提供研究基础。     

东北地区城市水资源环境问题及其对策

对东北三省区城市水资源环境问题及其控制对策与措施进行了分析和探讨。面临的主要问题有：水资源相对短缺和供需矛盾突出、地表水环境污染严重、地下水环境受破坏和污染、尚未形成节水型的社会生产生活与管理体系等。针对区域城市水资源环境问题提出了相应的控制对策与措施。     

长江流域点源氮磷营养盐的排放、模型及预测

通过分析1985～2003年长江流域向河口/东海排放的点源营养盐的时空变化规律,建立长江点源营养盐排放模型,并预测2020年长江流域点源氮磷排放情况.模型基于人口密度、国内生产总值、人均氮磷排放量、以及污水处理率等因子,在99%的置信度上,氮磷模型的方差解释量分别达到92.3%及93.2%.基于此模型预测2020年长江流域点源氮排放量将达到(95.9±6.6)×104t,点源磷排放量达到(12.3±0.6)×104t.此外,研究结果进一步表明,点源营养盐通量仍然     

磷肥钝化修复重金属污染土壤及其环境风险

磷肥广泛应用于农田重金属污染土壤钝化修复,但不同类型磷肥对多种重金属复合污染土壤的修复效果及其环境风险尚不明确。通过室内土壤培养和土柱淋溶模拟实验,研究枸溶性磷肥-钙镁磷肥(CMP)和水溶性磷肥-磷酸二氢钾(MPP)对重金属Pb、Cd、Cu、Zn复合污染土壤的钝化效果以及磷在土壤剖面中的淋溶损失特征。结果表明,CMP和MPP施用量(以P₂O₅计)为8 g·kg⁻¹时,Pb、Cd的钝化率分别为35.05%和71.72%、31.76%和40.99%,而Cu、Zn则出现一定程度的活化(最高达29.62%)。MPP对Pb的钝化效果显著优于CMP,但对Cd而言,2者差异不明显,且磷肥用量的成倍增加并不能显著提升钝化效果。土柱中土壤全磷、有效磷和淋溶液总磷的质量分数均随着深度(20~65 cm)递增而显著下降,且在某一深度上随着施磷量(1~8 g·kg⁻¹)的增加而显著升高。MPP在高用量下造成的磷淋溶风险显著大于CMP。采用磷肥钝化修复复合重金属污染土壤应综合重金属类型、钝化效果以及潜在的磷流失风险,选择适当的磷肥种类和用量。本研究结果可为磷肥钝化修复重金属污染土壤提供参考。