稻田土壤氧化亚氮产生潜势、反硝化功能基因丰度和群落结构的垂向分布

土壤中氧化亚氮（N₂O）的释放量占全球N₂O释放总量的60%.其中，稻田土壤是N₂O最主要的释放源.反硝化过程是稻田土壤N₂O生成的主要微生物过程之一.本研究选取广东韶关稻田垂向土壤（0~100 cm）为研究对象，通过乙炔抑制剂法测定了N₂O产生潜势和反硝化潜势，并利用针对特异性功能基因的实时荧光定量和高通量测序技术分别分析反硝化功能基因丰度和反硝化微生物群落结构.结果显示：0~10 cm深度的土壤样品N₂O产生潜势最高，可达（0.020±0.0035）μg·g^-1·h^-1.反硝化功能基因中，nirK基因的丰度峰值（（1.51±0.0015）×10⁸ copies·g^-1）出现在0~10 cm深度，而nosZ和nirS基因的丰度峰值（（4.29±0.0015）×10⁷ copies·g^-1和（8.86±0.0010）×10⁷ copies·g^-1）均出现在10~20 cm深度.稻田垂向土壤中N₂O产生潜势和相关的反硝化功能基因（nosZ、nirK和nirS）丰度均随土壤深度的增加而逐渐降低.其中在所有深度的土壤样品中nirK基因的丰度均高于nirS.基于nirK基因的高通量测序结果发现慢生根瘤菌（Bradyrhizobium）的相对丰度最高（44.06%±6.14%，n=6）.相关性分析表明，稻田土壤中N₂O产生潜势与环境因子（TN、TC和含水率）、反硝化功能基因丰度以及慢生根瘤菌（Bradyrhizobium），罗河杆菌属（Rhodanobacter）和亚硝化螺菌属（Nitrosospira）的相对丰度呈正相关.上述结果表明稻田土壤中环境因子和反硝化功能基因丰度影响了N₂O产生潜势的垂向分布.     

生态市建设的战略环境影响评价初探——以淮南市为例

生态市建设是一项系统工程，是实现可持续发展的必然途径。通过对战略环境影响评价理论、方法的探讨，开发出了针对生态市建设的战略环境影响评价技术框架，并以淮南市为例，构建了一套完整的战略环境影响评价指标体系。最后分析了淮南生态市建设SEIA的主要内容：土地利用规划、产业政策结构调整以及各项战略的环境影响评价，为生态市建设SEIA提供方法和技术支持。     

Species diversity and leaf functional traits of understory vegetation one year after severe burning北大核心CSCD

以北京油松(Pinus tabuliformis)人工林为研究对象,采用独立样本T检验、冗余分析等方法,分析重度火烧1年后林下植被(灌木层和草本层)的物种多样性、叶功能性状及其与土壤因子的关系.结果显示:(1)与对照样地相比,重度火烧后灌木层物种丰富度指数极显著降低(P <0.01),但Shannon指数、Simpson指数以及Pielou指数虽呈下降趋势但未达显著水平(P> 0.05);草本层除Pielou指数外,各物种多样性指数均显著增加(P <0.05).(2)重度火烧样地灌木层和草本层的叶厚度(LT)、叶干物质含量(LDMC)、叶碳含量(LCC)、叶磷含量(LPC)均高于对照样地,而比叶面积(SLA)、叶氮含量(LNC)、叶片氮磷比(N:P)、叶绿素含量(CHL)低于对照样地,除灌木层LPC和N:P及草本层SLA、LCC和LPC外,其他各叶功能性状在火烧与对照间差异均达显著水平.对于不同生活型而言,对照样地的LDMC、LNC、LCC、CHL存在显著差异,而在重度火烧后差异不显著;LT、SLA在重度火烧和对照样地上均呈现显著差异;而LPC、N:P在重度火烧与对照样地上均无显著差异.(3)重度火烧后1年,灌木层和草本层的叶功能性状均仅与土壤含水率、容重和非毛管孔隙度密切相关.本研究表明在油松人工林重度火烧后1年,灌木层物种多样性降低,而草本层物种多样性增加,灌草层的各叶功能性状主要受土壤物理性质的影响呈现不同的变化规律.(图4参45)     

Comparison of macroinvertebrate community structure in urban (Shenzhen City) streams with typical habitat characteristics北大核心CSCD

2020年12月在深圳市城市区域典型生境特征溪流——城市山区源头溪流金龟河、国家地质公园保护区入海溪流杨梅坑河与黑臭水体治理后溪流石溪河,开展底栖动物多样性与生境质量状况取样,通过多元统计分析探明各溪流底栖动物群落结构差异及其主要环境影响因子.结果表明:(1)金龟河底质异质性(SI)最高;杨梅坑河水质最好且流态异质性(Fr)最优,石溪河水质最差且底质异质性(Fr)最低.(2)共采集鉴定大型底栖动物118个分类单元,隶属于3门6纲14目87科.水生昆虫均占绝对优势,其中金龟河67属(81.7%),杨梅坑河62属(95.4%),石溪河12属(52.2%).金龟河中底栖动物Shannon-Wiener多样性指数、改进的Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度均高于杨梅坑河与石溪河.(3)金龟河的主要功能摄食类群是滤食者(45.5%),杨梅坑河(38.3%)与石溪河(58.7%)的主要功能摄食类群均为收集者.(4)冗余分析(RDA)结果显示,氨氮、海拔、湿宽、水温、溶氧、底质异质性(SI)、电导率和流态异质性(Fr)为影响深圳市溪流的大型底栖动物群落结构的主要环境因子.研究表明:(1)深圳市的山区溪流可作为深圳市生物多样性保护的重点区域.(2)在城市溪流生态系统中,水环境化学因子并非为主要影响因子,生境多样性发挥了重要作用.(图6表3参43)     

省会城市不同功能区大气PM2.5化学组分季节变化及来源分析

为探究城市不同功能区大气PM_2.5污染水平、成分季节差异特征以及来源,采集了省会城市济南市2019年不同季节（春、秋、冬）3类典型功能区（城市市区、工业区、城乡结合区）和环境背景点植物园区的PM_2.5样品,对其浓度[ρ(PM_2.5)]、化学组分（水溶性离子、碳质组分、元素）和来源进行分析.结果表明采样期间3类功能区ρ(PM_2.5)在空间上呈现：工业区[（89.88±49.25）μg·m^-3]>城乡结合区[（86.73±57.24）μg·m^-3]>城市市区[（70.70±44.89）μg·m^-3],远大于植物园区[（44.36±21.54）μg·m^-3].各功能区ρ(PM_2.5)秋冬季明显高于春季,冬季最高值出现在城乡结合区,春季和秋季均为工业区最高.工业区各季PM_2.5中的水溶性离子浓度较高,主要的水溶性离子NO^-₃     

基于AHP-PSO的滇池流域生态补偿标准评估

通过AHP（层次分析法）在决策目标、影响指标及评估方案3层要素之间,选取湖泊环境、社会因素及经济因素3个维度的25个基层指标,建立了湖泊生态补偿标准评估指标体系。采用MATLAB软件编写了2个程序,分别用于求解初始评分矩阵、计算评估方案权重和辅助PSO（粒子群优化算法）修正指标体系中不满足一致性要求的初始评分矩阵、优化层次分析结果。经计算,生态系统服务价值理论与污染治理费用法的权重分别为38.16%、61.84%。选用生态系统服务价值理论与污染治理费用法两种评估方案,并结合市场价值法、成果参照法、影子工程法、Vollenweider模型及完全混合模型,通过实证研究检验评估标准的合理性。计算得出滇池流域的生态补偿标准总额为32.630 2亿元/a,流域内单位面积的生态补偿标准为5 207元/（a·hm²）。     

三元空间融合视阈下的安全态势感知模型研究*

为全面辨识系统风险并准确评估系统安全状况,从3元空间（信息-物理-社会）融合视角出发,界定安全态势感知概念并解读其内涵,提出安全态势感知概念模型和理论模型,并解析安全态势数据采集层、觉察层、理解层、投射层和预警层的具体内涵和功能。研究结果表明:3元空间融合视阈下的安全态势感知,能够通过物联网和互联网同步采集安全态势数据,在现有安全态势感知（安全态势信息输入、处理、输出）基础上,实现对人、机、物及其相互关系的整体感知,有效应对当前复杂多变的安全态势,为安全态势感知体系优化提供理论指导。     

城市土地置换过程中土壤有机污染物健康影响度评价

城市化过程中日益严峻的土壤污染已成为制约城市土地可持续开发利用的主要因素,而有机物已成为土壤中重要的污染物. 在我国目前缺乏相关环境质量标准的背景下,选择某区域土地置换开发为案例,尝试采用人体健康影响度评价法,对城市土地置换中土壤有机污染物可能给未来入住人群健康带来的潜在危害进行了分析与定量评价,识别出该区域土壤有机污染物以2,4-二硝基酚、五氯酚以及PAHs为主. 需要指出的是,参与评价的有机污染物仅为被检出有机污染物总量的一部分,因此评价结果中的健康影响度可能较实际数值偏低. 随着环境管理工作的深入进行,在城市土地置换过程中应逐步加强环境健康风险评价的研究.       

等离子体改性对活性炭纤维表面化学结构的影响

采用放电等离子体对活性炭纤维表面进行改性,通过改变活性炭纤维的化学官能团来强化活性炭纤维对SO2和NOx的吸附和催化作用。利用XPS、FTIR等方法对改性活性炭纤维的化学性质进行表征,研究了活性炭纤维表面官能团在等离子体改性过程中的转化规律和机理。实验结果表明:放电改性过程可以有效地向活性炭纤维表面引入有利于脱硫脱氮的含氧、含氮官能团;当电压为8kV,放电时间为5min时,放电改性活性炭纤维的效果最佳。     

Control system approaches to ecological systems analysis: Invariants and frequency response

The steady-state assumption is a mainstay for the analysis of ecological systems with more than three or four states. However, it is well accepted in ecology that inputs to large systems come in pulses assumed to have a reasonably constant magnitude and frequency. Steady pulse inputs and the use of electro-chemical–mechanical control systems methodology enables limited short term dynamic responses of ecological systems of a scale often occurring in systems of potential engineering importance to be analyzed. This paper explores and presents a survey of multi-input–multi-output (MIMO) control systems analysis of ecosystem network models to better understand pulse frequency issues and further develop experimentally verifiable approaches to testing the MIMO concept. The analysis process is demonstrated using two network model exemplars. Two aspects of MIMO analyses appear relevant to understanding ecological systems: (1) Eigenvalue invariant analyses and singular value decomposition (SVD) analyses enable assessment of stability and relative strength of states. Eigenvalues reflect time constants and provide a check on experimentally determined system matrices. (2) Analysis of SVD versus frequency for each output indicates maximum pulse frequencies that allow system components to benefit from pulsing. As a group, MIMO analyses complement other analytical methods and provide a theoretical systems focus convenient for analyzing ecosystems from an engineering perspective.