Complex and nonlinear climate-driven changes in freshwater insect communities over 42 years

The ongoing biodiversity crisis becomes evident in the widely observed decline in abundance and diversity of species, profound changes in community structure, and shifts in species’ phenology. Insects are among the most affected groups, with documented decreases in abundance up to 76% in the last 25–30 years in some terrestrial ecosystems. Identifying the underlying drivers is a major obstacle as most ecosystems are affected by multiple stressors simultaneously and in situ measurements of environmental variables are often missing. In our study, we investigated a headwater stream belonging to the most common stream type in Germany located in a nature reserve with no major anthropogenic impacts except climate change. We used the most comprehensive quantitative long-term data set on aquatic insects available, which includes weekly measurements of species-level insect abundance, daily water temperature and stream discharge as well as measurements of additional physicochemical variables for a 42-year period (1969–2010). Overall, water temperature increased by 1.88 °C and discharge patterns changed significantly. These changes were accompanied by an 81.6% decline in insect abundance, but an increase in richness (+8.5%), Shannon diversity (+22.7%), evenness (+22.4%), and interannual turnover (+34%). Moreover, the community's trophic structure and phenology changed: the duration of emergence increased by 15.2 days, whereas the peak of emergence moved 13.4 days earlier. Additionally, we observed short-term fluctuations (<5 years) in almost all metrics as well as complex and nonlinear responses of the community toward climate change that would have been missed by simply using snapshot data or shorter time series. Our results indicate that climate change has already altered biotic communities severely even in protected areas, where no other interacting stressors (pollution, habitat fragmentation, etc.) are present. This is a striking example of the scientific value of comprehensive long-term data in capturing the complex responses of communities toward climate change.     

强磁场影响下菌株B1对染料的脱色作用

从校园土壤中筛选出一株对人工合成染料酸性红B有一定脱色能力的菌株B1(芽孢杆菌属),经过6.0、8.0、8.0T的强磁场分别作用30、15、30 min后进行了脱色试验;根据实验数据,得到染料脱色模型.结果表明,强磁场对B1具有诱变作用,能使其脱色能力得到强化.     

街道峡谷内汽车排放污染物浓度分布的观测与数值模拟

在上海某典型街道峡谷内按一定的空间布点,在一定时段内同时对各布点进行采样并做一氧化碳浓度分析,同时记录车辆种类、车流量、气象条件等,分析街道峡谷内污染物浓度的分布.运用风向频率加权(WDFW)方法,结合大气流动和污染物扩散的CFD模型进行数值模拟计算.结果表明,数值模拟结果和现场观测结果较吻合,建筑物低的一侧污染物浓度远高于建筑物高的一侧污染物浓度,两侧的污染物浓度随着高度的增加而降低.     

用膨润土处理油田污水的研究进展

介绍了膨润土的基本特性及其存油田污水处理中的研究情况。天然膨润土经改性后,可吸附去除油田污水中的油、烃类衍生物、注聚残留聚合物及表面活性剂;负载金属氧化物的改性膨润土可对光催化氧化产生协同效应,提高光催化氧化油田污水中有机物的能力;在高压下将膨润土制成薄膜,对油田污水中的无机离了有一定的截留去除作用。     

磁场对酪氨酸酶活性及其催化降解酚类有机物影响的研究

研究了恒磁场对酪氨酸酶(TYR)活性及其催化降解酚类有机物的影响.结果显示,不同磁场强度(10～350 mT)处理下TYR酶活性均有提高,最佳磁场强度150mT下酶活力提高了27.1%.不同磁化时间下TYR酶活都有上升,但磁化60min后酶活上升幅度有所下降.酶经磁场处理后对温度、pH值稳定性增强,在温度为20～35 ℃、pH为5.0～10.0时均能保持较高活性,最佳温度为25℃,最佳pH为7.0;磁化后TYR酶的Michaelis常数Km为3.83 mmol·L-1,未磁化的Michaelis常数Km为2.65 mmol·L-1.磁场作用可促进TYR对酚类有机物邻苯二酚、苯酚、2,4-二氯酚的转化,反应速度依次递减,磁化处理对邻苯二酚反应的促进作用尤其明显;磁化处理后的酶对不同浓度苯酚和2,4-二氯酚的去除率均明显高于未磁化处理的酶,且随着酶用量增加,酚去除率提高.荧光发射光谱分析表明,磁化酪氨酸酶的荧光强度增强,构像发生了变化.     

屋顶形状对街道峡谷内污染物扩散的影响

采用Spalart-Allmaras湍流模型,通过求解二维连续性方程,Navier-Stokes方程及污染物输运方程,模拟了具有不同屋顶形状的街道峡谷的流场及交通污染物浓度场.计算结果与风洞试验结果总体趋势一致.由于屋顶形状的不同,峡谷内的流场会形成顺时针或逆时针方向的旋涡,从而影响建筑物迎风面与背风面污染物浓度分布.在各种屋顶形状的街道峡谷中,壁面污染物浓度的相对大小与其附近的速度分布有直接关系.通过对街道峡谷建筑屋顶高度处垂直方向污染物通量的计算和比较,说明了不同屋顶形状的街道峡谷平均流扩散和湍流扩散的强弱,污染物湍流扩散通量值有可能为正或为负;同时,峡谷内剩余污染物浓度的大小表明了屋顶形状对污染物扩散出街道峡谷难易的影响.      

公众灾害风险可接受性与避灾意愿的初探——以川渝地区旱灾风险为例

在综述前人研究的基础上,以川渝地区旱灾为例,通过实地调查与访谈,从公众可接受的旱灾损失与频率、假定旱灾风险情景下的避险意愿等角度,对公众旱灾风险可接受性进行了初步探讨。结果表明,公众合理可接受的旱灾损失与频率分别在26.5%~52.8%与32.0%~64.3%区间范围内;并以一般旱灾、严重旱灾风险情景为限制线,确定了公众合理可接受风险区域;随着灾害损失风险增加,公众规避风险投资意愿呈现出中间高两头低的趋势,当灾害损失达到约50%~70%时,公众避险投资意愿达到最高,意愿避险投资占可能损失的比重约为62%。鉴于川渝地区的旱灾形势,今后旱灾风险管理的关键,一是加强对旱灾的监测与预警预报;二是完善旱灾风险的常规化管理,发展高效灌溉农业,充分利用客水资源,完善提高现有农田水网建设;三是积极探索公众-企业-政府多方共同参与的高效风险管理模式。     

汶川地震在江苏的强震动记录及地震影响场

2008年5月12日四川汶川发生M8.0大地震,江苏数字强震动台网固定观测台站、宿迁和溧阳断层观测存放台阵共获取该次地震有效强震动事件45个,计134条加速度记录。本文介绍了这些强震动记录分析处理的基本情况及其时域与频域的一些特点;编写SICalculate谱烈度计算程序和D2InterP二维插值程序,输入所获取的汶川地震26组实测强震动记录数据,得到该次地震在江苏地区的峰值加速度与谱烈度的等值线图,并就区域内地震影响场特征进行了初步研究。     

页岩气开发对生态环境影响评价模型

针对页岩气特殊的开发方式及环评难度比常规气大的特点,运用"压力-状态-响应"框架模型,建立了页岩气开发对生态环境影响的评价指标体系。引入曲线投影的方式,并将投影寻踪方法和动态聚类方法相结合,提出了曲线投影寻踪动态聚类的定量评价方法;基于样本各指标的曲线投影和动态聚类方法寻找最佳投影方向,并建立相应的生态环境影响评价优化模型。结合全局最优经验指导和信息素交流,采用改进的蚁群算法对优化模型进行求解。该算法维持蚁群的多样性,且收敛性较好,同时也避免出现局部最优。对四川省威远页岩气区块进行了实例分析,结果表明:2010年、2011年和2014年的环评属于差类(4级),2012年和2013年的环评属于中类(3级),其中植被覆盖率、空气质量优良率、地表水质达标率、废水排放量、公众对环境的满意度、二氧化硫排放量和废水排放量达标率等指标对生态环境评价的影响较大。在页岩气开发初期,由于开发技术落后,再加上环保投资不高,环保意识不强,造成生态环境问题较为严重。随着学习借鉴美国的经验,及页岩气的开发技术进一步提高,加上国家对生态环境保护的重视,威远页岩气区块生态环境恶化得到有效的遏制。但开发时间越长,开采难度越大,将会产生更多更大的生态环境问题。分析结果与威远页岩气开发区域的实际情况相符,为页岩气气田生态环境影响评价奠定了科学基础。投影寻踪动态聚类方法具有无需设定参数、操作简单、客观等优点,是页岩气开发对生态环境影响评价的一种新方法。     

基于LabVIEW的自动配料控制系统设计

针对传统工业生产过程配料系统精度差、效率低、维修量大、人机界面不友好、成本高等问题,将总线控制技术、分时复用技术和精确称重技术相结合,设计了一套基于Labview的自动混配料控制系统。给出了系统的通讯设计,软件设计及硬件设计。现场应用结果证明,该系统能够自动、快捷、友好、精确可靠的完成配料生产。