基于随机森林的南京市PM2.5和O3对减排的响应

自2013年《大气污染防治行动计划》实施后,南京市大气污染有所改善,但仍面临着细颗粒物(PM_2.5)和臭氧(O₃)污染问题.为探究污染物浓度对其前体物减排的响应,获得有效的减排策略,常利用大气化学模式进行多组基于排放扰动的敏感性试验,而这需要消耗大量计算时间和计算资源.应用随机森林算法对2015年大气化学传输模式(GEOS-Chem)模拟结果进行机器学习,高效地预测了南京2019年PM_2.5浓度日均值和日最大8 h臭氧(MDA8 O₃)浓度对不同人为源排放控制情景的响应.随机森林结果表明2019年中国人为排放每减少10%,南京ρ(PM_2.5)季节平均值下降2～4μg·m^-3.当2019年中国人为源减排比例高于20%时,南京ρ(PM_2.5)年均值将低于国家二级限值(35μg·m^-3).若仅对中国地区O₃前体物氮氧化物(NO_x)和挥发性有机污染物(VOCs)同比例减排,反而...     

社会资本对农村贫困代际传递影响机制研究

社会资本在反贫困领域的重要作用已被理论和实践所证实。在新时代脱贫攻坚的决胜阶段,有效发挥社会资本的周急济贫功能,缓解乃至阻断贫困代际传递,已成为当前反贫困战略推进中亟待探讨的问题。研究整合了四期中国家庭追踪调查(CFPS 2010、2012、2014、2016)个体家庭和村庄的嵌套数据,建立了“认知型”和“结构型”两种类型以及“个体家庭”和“村庄”两个层级的社会资本框架,并基于探索性因子分析构建了社会网络、社会信任、社会声望、社会参与、集体参与以及公共服务6个社会资本变量。研究利用HLM软件构建了多层广义线性模型(HGLM),通过四阶段的空模型、截距模型、随机效应模型以及完整模型分析了绝对贫困背景下社会资本对农村贫困代际传递的影响机制。研究结果表明:①个体社会资本总量与贫困代际传递呈显著负相关。②在个体家庭层面,社会网络、社会声望、社会参与对贫困代际传递有显著负向影响,但社会信任和地方信任对贫困代际传递的影响并不显著。③在村庄层面,公共服务对贫困代际传递具有显著负向影响,集体参与对贫困代际传递具有显著正向影响,且公共服务水平对社会网络和贫困代际传递具有正向调节作用。研究提出要大力培植贫困群体和乡村两个层级的社会资本以缓解农村贫困代际传递趋势:①要通过协调“乡政”与“村治”以形成良性的乡村治理格局。②要促进精准扶贫与乡村振兴战略紧密衔接,在保障个体脱贫的同时完善农村公共服务及基础设施建设,推进城乡基本公共服务均等化;③须提振贫困群体脱贫信心,增强村级自治与集体参与的水平和能力。     

黄土高塬沟壑区典型城郊流域地表水硝酸盐来源示踪

随着工农业的快速发展,地表水硝酸盐污染已成为黄土高原地区严重的环境问题之一.以黄土高塬沟壑区典型城郊流域砚瓦川为研究区,采用水化学分析方法和氮氧双稳定同位素技术,并结合SIAR模型,定量识别旱季和雨季研究区地表水硝酸盐不同污染源的贡献率,阐明不同污染源季节性差异的主要原因.结果表明,流域地表水无机氮主要以NO₃^--N和NO₂^--N形态存在,NO₃^--N和NO₂^--N雨季浓度平均值均高于旱季,而NH₄⁺-N则呈现相反特征;流域内地表水硝酸盐的转化过程主要以硝化作用为主,雨季其主要来源是粪肥污水,而旱季主要为粪肥污水和土壤氮淋溶,铵肥次之;不同污染源对流域地表水硝酸盐的贡献比例具有显著的季节性差异,旱季与雨季城镇污水排放的贡献比例均为最高,分别为31.40%和65.66%,且雨季污水排放对NO₃^-的影响远高于旱季,夏季居民用水增加导致大量污水排放至流域内是引起这一现象的主要原因.     

钠化改性河南南部膨润土吸附亚甲基蓝性能分析

以河南南部天然钙基膨润土为原料,通过钠化改性得到了钠基膨润土.通过调控吸附剂用量、亚甲基蓝（MB）浓度、吸附时间、溶液pH值和温度,分析对比了天然钙基膨润土（PRT-1）、钙基提纯膨润土（PRT-1T）和钠基膨润土（PRT-1Na）对MB的去除效率.同时,对PRT-1T和PRT-1Na对MB的吸附动力学和吸附机制进行了研究.结果表明,由于PRT-1Na有更大的比表面积、更高的阳离子交换容量和更丰富的羟基结构,表现出对MB更好的吸附效果.在同等吸附条件下,PRT-1Na的吸附效果是PRT-1的4倍,PRT-1T是PRT-1的2倍.在20℃,pH为6,PRT-1Na用量为1.0 g,吸附时间为2 h,MB为500 mL,且初始浓度为500 mg·L^-1时,MB去除率高达99.89%.另外,PRT-1Na对MB染料废水的吸附既存在物理吸附也有化学吸附,Elovich模型对PRT-1T和PRT-1Na吸附MB染料废水的过程拟合度均高,但伪一级动力学模型对PRT-1Na拟合效果最好.     

生物炭施用对黄壤土壤养分及酶活性的影响

生物炭因其具有特殊的理化性质,作为土壤改良剂或调理剂被广泛应用于改善土壤质量;土壤养分与土壤酶活性是表征土壤质量化学性质和生物学性质的重要指标.采用大田试验,研究生物炭不同施用水平：0（CK）、5（B5）、10（B10）、20（B20）和50（B50） t·hm^-2对黄壤养分和土壤酶活性的影响,运用结构方程模型（SEM）定量分析生物炭处理对土壤养分和酶活性的直接或间接影响及其作用大小.结果表明,生物炭显著增加土壤pH值、电导率、有机碳、碱解氮、有效磷和速效钾（P<0.05）;随生物炭施用量的增加,土壤过氧化氢酶和脲酶活性先增加后降低,磷酸酶和蔗糖酶活性增加（P<0.05）;B10处理下,土壤过氧化氢酶、脲酶和磷酸酶的活性均达到最大值,蔗糖酶活性也相对较高.随生物炭作用时间增加,土壤pH值、碱解氮、有效磷和速效钾含量均增加,而电导率和有机碳与之相反;过氧化氢酶活性降低,脲酶和磷酸酶活性升高,蔗糖酶活性无明显变化规律.SEM结果显示,生物炭施用对过氧化氢酶具有直接的负效应;通过提升pH、电导率、有机碳和碱解氮含量间接影响过氧化氢酶活性,通过提升pH和电导率间接促进蔗糖酶活性,通过提高电导率以及碱解氮和有效磷含量间接增加磷酸酶活性.综上,生物炭施用量及作用时间显著影响土壤养分含量,进而间接作用于土壤酶活性;酸性黄壤施用10 t·hm^-2的生物炭较为适宜.     

秦皇岛市空气污染对呼吸系统疾病的影响

通过分析秦皇岛市2011—2012年每日的API值及大气PM10、 SO2、 NO2的日平均浓度变化与同时期的呼吸系统疾病日门诊人数资料,建立了时间序列分析数学模型,分析了秦皇岛市主要大气污染物与呼吸系统疾病发病的关系。发现秦皇岛市大气污染物的浓度与居民呼吸系统疾病之间存在着一定的正相关性,污染物浓度升高,居民呼吸系统疾病的就诊人数随之增加。     

Estimation of Nonpoint Source Nitrate Concentrations in Indiana Rivers Based on Agricultural Drainage in the Watershed

Subsurface tile‐drained agricultural fields are known to be important contributors to nitrate in surface water in the Midwest, but the effect of these fields on nitrate at the watershed scale is difficult to quantify. Data for 25 watersheds monitored by the Indiana Department of Environmental Management and located near a U.S. Geological Survey stream gage were used to investigate the relationship between flow‐weighted mean concentration (FWMC) of nitrate‐N and the subsurface tile‐drained area (DA) of the watershed. The tile DA was estimated from soil drainage class, land use, and slope. Nitrate loads from point sources were estimated based on reported flows of major permitted facilities with mean nitrate‐N concentrations from published sources. Linear regression models exhibited a statistically significant relationship between annual/monthly nonpoint source (NPS) nitrate‐N and DA percentage. The annual model explained 71% of the variation in FWMC of nitrate‐N. The annual and monthly models were tested in 10 additional watersheds, most with absolute errors within 1 mg/l in the predicted FWMC. These models can be used to estimate NPS nitrate for unmonitored watersheds in similar areas, especially for drained agricultural areas where model performance was strongest, and to predict the nitrate reduction when various tile drainage management techniques are employed.     

SWAT模型在茫溪河流域非点源污染研究中的应用

本研究采用美国农业部农业研究所开发的SWAT模型(Soil and Water Assessment Tool)对茫溪河流域非点源污染进行了模拟研究,构建了适用于茫溪河流域的非点源污染模型,对流域的非点源污染进行了模拟和分析。模拟结果显示:茫溪河流域污染特征以非点源污染为主;东茫溪河水系的泥沙、氮、磷等负荷均大于西茫溪河水系;单位泥沙负荷最大的区域为流域东北部、东部和东南部一带的深丘地区,是茫溪河流域的主要泥沙输出区;氮、磷负荷最大的区域为茫溪河中下游一带的平坝、浅丘地区,是茫溪河流域的主要氮、磷输出区;研究区内泥沙、营养物质的输出具有很强的时间规律,有机氮、有机磷的输出在雨季(6月~9月)会出现高峰,因此雨季是流域内非点源污染源输出的重点时段。     

粮食产量预测理论、方法与应用Ⅰ.科技进步增产理论、模型及其应用

粮食增产趋势及增产原因是国家制定宏观农业政策和措施的依据。科技进步增产理论是指：气候是波动的,科技是持续进步的,它是粮食多年持续增产的主要驱动力;科技进步增产预测模型是多年平均单产移动的回归方程。全国和东北三省粮食增产潜力案例分析结果表明：科技进步单产加速时间最早的是辽宁省,最晚的是黑龙江省;与全国相比,吉林省和辽宁省科技进步贡献率高于全国平均水平,黑龙江省低于全国平均水平,吉林省最高。本文初步得出以下结论：科技进步增产理论科学、模型实用、预测结果准确。     

A Multi‐Scale Analysis of Single‐Family Residential Water Use in the Phoenix Metropolitan Area

Studies that evaluate determinants of residential water demand typically use data from a single spatial scale. Although household‐scale data are preferred, especially when econometric models are used, researchers may be limited to aggregate data. There is little, if any, empirical analysis to assess whether spatial scale may lead to ecological fallacy problems in residential water use research. Using linear mixed‐effects models, we compare the results for the relationship of single‐family water use with its determinants using data from the household and census tract scales in the city of Phoenix. Model results between the household and census tract scale are similar suggesting the ecological fallacy may not be significant. Common significant determinants on these two spatial scales include household size, household income, house age, pool size, irrigable lot size, precipitation, and temperature. We also use city/town scale data from the Phoenix metropolitan area to parameterize the linear mixed‐effects model. The difference in the parameter estimates of those common variables compared to the first two scales indicates there is spatial heterogeneity in the relationship between single‐family water use and its determinants among cities and towns. The negative relationship between single‐family house density and residential water use suggests that residential water consumption could be reduced through coordination of land use planning and water demand management.