生物多样性维护功能评估及其空间尺度效应分析——以陕西省为例

生物多样性维护功能评估是生态系统综合评估的重要内容。基于物种丰富度的海拔梯度格局规律来修正生物多样性维护服务能力指数模型,并探讨该模型在省级、市级和生物多样性优先区三种不同尺度水平的评估响应。结果显示：（1）三种尺度识别的生物多样性极重要区面积和空间分布差异较大,省级尺度评估的极重要区集中于秦巴山地,市级尺度评估时极重要区分布广泛且布局分散,优先区尺度评估时极重要区与自然保护区重叠面积最大。（2）三种尺度评估识别的精准度由大到小依次为：优先区尺度（19.5%）>省级尺度（11.7%）>市级尺度（11.2%）,优先区尺度评估识别的精准度明显高于行政区尺度的评估。（3）优先区尺度评估识别的极重要区面积为28032.3 km²,占陕西省国土面积的13.7%;极重要区内土地利用结构和物种重要性综合评估结果优于行政区尺度的评估结果。     

偏转角影响磁纤维捕集Fe基细颗粒的数值模拟

为了研究磁性纤维对钢铁行业细颗粒物的控制效果,基于计算流体力学-离散相模型（CFD-DPM）对高梯度磁场中含尘气流方向与背景磁场方向夹角（偏转角）分别为0°、15°、30°、45°、60°、75°、90°时磁性单纤维捕集Fe基细颗粒进行数值模拟.分别研究高梯度磁场作用下颗粒粒径、入口风速、磁场强度对颗粒运动轨迹和捕集效率的影响.结果表明：高梯度磁场中偏转角影响磁性纤维捕集区域的位置,当角度为0°时,在纤维正对含尘气流方向区域形成颗粒捕集区,背风侧形成较大空腔;当角度为90°时,在沿气流方向纤维两侧形成面积相等的捕集区域.偏转角对小颗粒捕集效率的影响较小,当角度为0°时,对于0.5μm的颗粒捕集效率为4.1%,当角度为90°时捕集效率为3.9%.随着粒径的增大,捕集效率的增长速率先减小后增大,对于不同粒径的颗粒,当角度为0°时捕集效率最高.当风速在0.02~0.04m/s范围时,随着角度从0°增加到90°,捕集效率先降低,在45°附近达到最小值,然后升高.磁场强度的增加有利于提高捕集效率,但不同角度时的增长速率有所不同.当偏转角为0°和60°时,背景磁场强度为0.1~0.3T范围时增长速率明显大于0.3~0.9T范围内,而当偏转角为30°和90°时,背景磁场强度为0.1~0.5T范围时增长速率高于0.5~0.9T时的增长速率.     

高寒草甸植物群落谱系结构与多样性格局

为了解青藏高原高寒草甸植物群落谱系结构及物种多样性在海拔梯度上的变化,以甘南藏族自治州的高寒草甸植物群落为对象,选取五个不同海拔的研究样地,进行野外群落学调查及环境因子的测量,计算净亲缘指数（net relatedness index,NRI）和最近亲缘指数（nearest taxon index,NTI）等,探讨了群落谱系结构与谱系多样性的海拔格局变化.结果表明：随海拔升高,土壤温度、含水量、土壤全氮及有机碳均呈现降低趋势.植物群落物种丰富度、Shannon-Weiner多样性指数及谱系α多样性随海拔升高均呈现单峰变化规律,即在海拔3500m处植物群落α多样性达到最大;谱系β多样性指数betaMPD随海拔增加呈升高趋势,反映物种聚集受到生境过滤的显著影响.低海拔（3000m）群落谱系发散（NRI<0,NTI<0）,竞争排斥起到主要作用;中低海拔（3250m）和中海拔（3500m）处同时存在聚集（NRI>0,NTI>0）和发散（NRI<0,NTI<0）两种谱系结构,生境过滤和竞争排斥共同维持群落物种多样性;高海拔（3750m、4000m）群落谱系结构聚集（NRI>0,NTI>0）,其驱动因素与物种趋同进化和生境过滤有关.多元回归分析显示,在不同海拔,土温和土壤含水量成为物种共存的主要影响因素.本研究揭示青藏高原高寒草甸海拔梯度植物群落谱系结构及多样性格局的变化,说明生态位过程是维持其群落多样性的重要机制.     

温升和动荷载作用下寒区冻土动应力-动应变响应规律

青海西部冻土路段公路受温升作用和车辆动荷载的影响,灾害频发,为保障寒区公路的安全运营,开展温升和动荷载作用下冻土的动应力-动应变响应规律研究十分必要。以青海S101公路路段冻土路基土为研究对象,利用正交试验设计方法对冻土进行GDS(Global Digital Systems)动三轴试验,得到不同温度、不同荷载工况下影响冻土强度的最不利影响因素组合,探讨了温升和动荷载作用下冻土的动应变、动应力幅值的变化规律。试验结果表明:由同一初始环境负温度进行梯度升温时,同一动应变下,冻土的动应力随梯度升温值的增加而减小,冻土极限破坏动应力随升温梯度值的增加而减小,冻土的动应力-动应变曲线呈抛物线型;-2℃为该路段冻土的高低温界限;对冻土的动应力-动应变关系曲线进行拟合,符合改进的Hardin双曲线模型;冻土的破坏动应力与频率存在线性正相关关系;冻土的动应变受频率的影响明显。该研究结果可为类似地区冻土路段设计、施工及灾害防治提供参考。     

电缆细菌对沉积物-水界面磷、铁、硫分布影响的室内模拟研究

电缆细菌的存在会改变沉积物-水界面的氧化还原环境,进而影响沉积物-水系统中磷、铁、硫的迁移转化过程.本研究选取存在电缆细菌的原位南沙河沉积物-水系统为研究对象,在暗处15℃下培养30 d,利用薄膜扩散梯度（DGT）技术获取了活性磷、活性硫和活性铁的2 mm分辨率剖面分布特征,并结合原位荧光杂交技术确定了电缆细菌的密度.结果表明：随着沉积深度的增加,间隙水活性磷、活性铁和活性硫均呈现出先增加后减小再趋于稳定的趋势,均值分别为0.743～1.017 mg·L^-1、0.383～0.954 mg·L^-1和0.033～0.141 mg·L^-1,且均有向上覆水释放的趋势.随着培养时间的延长,0～1 cm间隙水中活性磷含量呈先减小后增加的趋势,在第10 d达到最小,均值为0.604 mg·L^-1,1 cm以下间隙水中活性磷含量呈现逐渐增加的趋势,在第30 d达到最大,均值为1.090 mg·L^-1.0～10 cm间隙水中活性铁和活性硫含量呈现先增加后减小的趋势,在第10 d达到最大,均值分别...     

条形磁铁几何构形对层流中磁性颗粒分离行为影响的数值研究

增强磁场对流体中磁性颗粒或团聚物的分离回收作用是开梯度磁分离技术中的关键问题。通过建立数值模型,研究条形磁体4种排列方式（轴向交替、轴向并发、横向交替和横向并发）及不同磁端间距对颗粒捕获率的影响,并结合颗粒运动轨迹和磁场力分布情况对颗粒捕获结果进行分析,同时研究了磁体长宽比、颗粒磁化率、流体流速、磁体磁化强度对颗粒捕获率的影响。结果表明:对于条形磁体,当磁端间距足够远时,轴向布置优于横向布置;在小磁端间距下,轴向交替排列方式最优;对于横向交替排列,在同等磁通量和截面面积的矩形磁体下,长宽比为1:1的方形磁体对颗粒的捕获作用最优。该成果可为多磁体组合的磁分离器设计提供理论参考。     

基于景观聚类的南昌市主城区城乡梯度识别及其生态系统服务响应

探讨基于景观聚类的南昌市主城区景观及生态系统服务在城乡梯度变化下的空间特征,为城乡生态系统服务分类保护与利用提供参考.以城乡地理环境差异较大的南昌市主城区为研究区,基于景观聚类的城乡梯度分类方法,对831个村级尺度单元进行梯度分类,并将分类结果与基于模型法测算出的生态系统服务数值关联,分析4种生态系统服务的城乡梯度特征.结果表明：(1)基于景观聚类的分类方法生成了5种梯度类型村(城市、近郊村、远郊村、农业村与生态村),各类型村的景观结构差异明显.(2)南昌市主城区不同类型村具有不同的空间区位与集聚特征,与当地的城乡地理环境特征相适应,城市化、农业活动与自然环境共同驱动研究区的城乡梯度分异.(3)沿着城乡梯度,主城区生境质量、碳储量可划分为两个增长梯级,食物供给与游憩机会分别呈倒“U”与“V”型的梯度变化特征.在城乡梯度中,食物供给与游憩机会、碳储量之间的关系以权衡性为主导,生境质量与游憩机会之间的关系以协同性为主,生境质量与食物供给分别在农业村与生态村呈现为协同关系与权衡关系.研究显示,对城乡梯度及其生态系统服务响应的分析,有助于深化生态系统服务的空间异质性研究,利于城乡生态系统服务的...     

基于景观聚类的南昌市主城区城乡梯度识别及其生态系统服务响应

探讨基于景观聚类的南昌市主城区景观及生态系统服务在城乡梯度变化下的空间特征,为城乡生态系统服务分类保护与利用提供参考.以城乡地理环境差异较大的南昌市主城区为研究区,基于景观聚类的城乡梯度分类方法,对831个村级尺度单元进行梯度分类,并将分类结果与基于模型法测算出的生态系统服务数值关联,分析4种生态系统服务的城乡梯度特征.结果表明：(1)基于景观聚类的分类方法生成了5种梯度类型村(城市、近郊村、远郊村、农业村与生态村),各类型村的景观结构差异明显.(2)南昌市主城区不同类型村具有不同的空间区位与集聚特征,与当地的城乡地理环境特征相适应,城市化、农业活动与自然环境共同驱动研究区的城乡梯度分异.(3)沿着城乡梯度,主城区生境质量、碳储量可划分为两个增长梯级,食物供给与游憩机会分别呈倒“U”与“V”型的梯度变化特征.在城乡梯度中,食物供给与游憩机会、碳储量之间的关系以权衡性为主导,生境质量与游憩机会之间的关系以协同性为主,生境质量与食物供给分别在农业村与生态村呈现为协同关系与权衡关系.研究显示,对城乡梯度及其生态系统服务响应的分析,有助于深化生态系统服务的空间异质性研究,利于城乡生态系统服务的...     

我国区域产业梯度转移中的环境风险及对策

近年来,我国SO₂和COD 2种主要污染物的排放强度逐年下降.以1998年主要污染物排放总量为基数,分析了1998─2007年我国东、中、西部地区的主要污染物排放总量,结果表明,相对于东部地区,中、西部地区污染没有得到更好的控制. 采用古诺模型研究该现象可知,中、西部地区有些地方通过对国家环境政策的“非完全执行”来吸引产业转移,使污染企业转移成为我国区域产业梯度转移的伴生现象. 因此,有必要有序推进产业梯度转移,强化产业梯度转移中的环境正效应,通过严格执行国家环境政策来防范环境风险,从而实现整体环境质量的改善.      

剩余污泥生态稳定化过程中细菌群落的多样性分析

为了描述污泥生态稳定化过程中微生物多样性的变化趋势,应用变形梯度凝胶电泳技术(PCR-DGGE)分析了不同时期、不同取样位置的细菌群落变化.通过对图谱的聚类分析了不同样品的相似度.计算得出香农-威纳(Shannon-Wiener)指数分别为1.93、1.89、1.80、1.98、1.91、1.83、2.41、2.38、2.32,均度指数(Pielou)分别为0.62、0.58、0.65、0.62、0.67、0.68、0.74、0.78、0.72,其从3月到9月均在上升,即稳定化过程中生物多样性及均匀度都在提高.利用测序后得到的序列进行亲缘性比对,并结合优势种属的变化分析污泥样品细菌群落的演替.结果表明,污泥不同位置的微生物群落相似度较高,不同时期的生物群落有一定的差异,推测污泥中生物种群与优势种属主要随生态稳定化不同时期而改变.序列分析以及亲缘性分析表明,优势菌株主要为放线菌门和变形菌门,有5种放线菌、5种变形菌和2种古细菌共12种属.其中拜叶林克氏菌和红球菌上升有利于对有机质的降解转化,假诺卡氏菌等致病菌的减少说明生态稳定化具有良好的作用.生态稳定化可能对致病菌的降低以及有机质的转化等具有一定的作用.