利用生态混凝土控制城市坡面暴雨径流污染试验研究

利用生态混凝土作为护坡材料,研究暴雨条件下生态混凝土控制山坡降雨径流污染的机理,以期对生态混凝土在城市护坡和护岸中的应用提供理论依据.研究结果表明,生态混凝土改变了雨水在坡面上的水文过程,阻延径流作用十分明显,有效地降低了污染物的负荷输出.生态混凝土试验小区（T2）与裸地（CK）和改良土壤小区（T1）相比,径流量分别减少了48%和24%,TN年度污染负荷（UPLRs）分别减少了53%和45%,溶解态氮（DN）减少了26%和28%,TP减少了57%和30%,溶解态磷（DP）降低了80%和33%,COD降低了62%和40%,TSS降低了56%和43%,产流时间和流量峰均明显滞后.另外,同植被覆盖良好的小区（T3）相比,生态混凝土对各种污染指标的控制效果没有明显差异,但其抗冲刷能力较强,更能适应城市护坡和护岸的需要.     

巴基斯坦的自然环境及存在问题

本文概述了巴基斯坦自然环境现状以及存在的一些主要问题，其中包括水污染、土壤侵蚀和退化、森林砍伐以及生物多样性损失。     

荒漠化土壤养分变化的影响因素研究进展

土壤养分的变化与荒漠化植被演替有密切的关系，当草地生态系统演变为以灌丛为主的生态系统时，土壤养分的空间变异性增强，形成以灌丛为核心的“肥岛”；风蚀是造成荒漠化土壤养分迁移的重要动力，而降尘对荒漠化表层土壤养分具有富集作用；如果降尘作用大于风蚀作用，土壤养分将增加，如亚马逊盆地通过降尘每年获得的磷为1-4kg／hm^2。水蚀也是荒漠化地区土壤养分损失的主要途径，灌丛生境每年径流的损失量比草地生境的径流损失量大得多，而且草地生境发生荒漠化时其灌丛的入侵可能与土壤氮素的损失有关。在荒漠化地区，火烧可导致凋落物中43％的全氮在燃烧中逸失，火烧后土壤的侵蚀模数增加，频繁的火烧会导致灌丛草原的“肥岛”消失。对荒漠化地区自然土壤的农业开垦一般导致土壤有机质质量分数的下降，风蚀作用加强而往往导致土壤退化；但经过恢复植被和土壤改良，表层土壤养分可明显提高。目前专门针对荒漠化土壤养分循环的模型尚未报道；但荒漠化地区主要集中于干旱、半干旱地区的草原、荒漠草原地区，针对草地生态系统中土壤C、N、P、S等养分循环已经有不少模型，如EIPC模型、SPUR模型、CENTRUY模型等；它们也可以用来揭示荒漠化土壤的养分循环以及与荒漠化之间的关系；把这些模型进一步与GIS相结合，研究区域尺度上土壤养分的变化与荒漠化的关系更有现实价值。文章从多方面概括了风蚀、水蚀、火烧、植被演替、农业措施对荒漠化土壤养分的影响，以及目前荒漠化土壤养分的空间变异和荒漠化土壤养分循环的定量化研究现状。     

红壤丘陵区LAI与土壤侵蚀分布特征的关系

叶面积指数(LAI)是常用的一个用于描述植被覆盖的方面指数,土壤侵蚀的分布又与植被的覆盖状况息息相关,这就意味着LAI与土壤侵蚀有一定的相关性,目前有关这二者的相关性研究还鲜有文献报道。基于这此,本研究首先利用2000年的遥感影像(TM)解释出该年度的土壤侵蚀强度图,再利用该遥感影像通过图像的代数运算得出该地区的NDVI栅格图,通过实测该县不同典型植被条件的LAI值,得出实测的LAI与图像NDVI值之间的函数关系式,由图像的代数运算把NDVI图转换成LAI图,即实现了遥感图像的实测LAI纠正。在GIS软件的帮助下,通过将LAI栅格图与土壤侵蚀强度图的空间叠加分析,得到不同LAI条件下的土壤侵蚀分布。结果表明,LAI与土壤侵蚀的分布表现为:大致以LAI=2为分界线,当LAI<2时,土壤侵蚀并未随LAI的增加而迅速减少,LAI>2时,土壤侵蚀的分布随植被指数的增加而减少,当LAI=2左右时,土壤侵蚀的面积最大。这种情况对于轻度、中度及强度土壤侵蚀的影响是类似的,都呈类正态分布的曲线形式,但在曲线的两侧土壤侵蚀类型是有本质区别的,在曲线的左侧土壤侵蚀类型的分布是中度和强度为主,而在曲线右侧则以轻度为主。表明LAI这个指标与土壤侵蚀有很好的相关性,可以用于土壤侵蚀方面的相关研究工作。     

干旱区地表石油污染物风蚀作用大气传输量估算研究

通过焉耆盆地石油开发区石油污染物水环境污染途径特点的分析 ,认为落地油将通过风蚀作用由大气传输以降尘的形式落入水体 ,对水环境产生影响。本文以土壤侵蚀的风洞实验求得污染源源强 ,采用高斯模式对地表风蚀作用的传输量进行估算 ,进而对石油开发区落地油通过大气传输途径对区域水环境 (博斯腾湖 )的影响进行了预测 ,建立了相应的模型。为人们了解干旱区石油污染物风蚀作用水环境污染影响提供了初步依据 ,对干旱区湖泊石油污染的全面防治提供了科学范式     

耕作措施对三峡库区土壤侵蚀和养分流失的影响

为研究三峡库区土地耕作措施对土壤侵蚀和营养物质流失的影响,在三峡库区张家冲小流域设置10个不同土地利用方式的试验小区,在自然降雨条件下,进行为期1 a的小区试验,研究不同土地利用方式下土壤侵蚀和径流中氮、磷流失特征.结果表明:在10个试验小区中,土坎梯种柑小区年均径流量和土壤侵蚀量最大,土坎篱种柑小区年均径流量最小,坡地种粮小区土壤侵蚀量最小;坡篱种粮小区总氮和总磷年流失量最大,坡地种柑小区年流失量最小;土壤侵蚀和营养物质流失主要发生在6-8月降雨集中的暴雨季节.在类似于研究区域的其他农业区域,适合于坡地种柑,而坡篱种粮和土坎梯种柑是不适合推广的种植方式.     

10Be和26Al揭示的合黎山西南部侵蚀速率初步研究

地表侵蚀速率是衡量地貌演化的一个重要因子。本研究利用原地宇宙成因核素~(10)Be和26Al对合黎山西南部地表岩石侵蚀速率进行了首次测定。结果显示:约30 ka以来,合黎山西南部的地表岩石侵蚀速率约为24 mm?ka~(-1)。这一结果与已见报道的其他基岩侵蚀速率值一致。这一结果与Small et al获得的非干旱地区的基岩侵蚀速率也基本一致,但是显著高于干旱的南极地区和半干旱的澳大利亚。~(10)Be和26Al获得的侵蚀速率的良好一致性表明本研究中所用侵蚀模式的有效性。所得的侵蚀速率小于Palumbo et al测定的合黎山平均流域侵蚀速率(99 mm?ka-1),原因解释尚待更多地点和样品的研究。     

北京市平原区裸露地风蚀扬尘排放量

以北京市平原区为研究对象,基于美国国家航空航天局（NASA）的陆地卫星（Landsat系列）遥感资料,设计算法批量提取裸露地信息,并结合通用扬尘排放模型,计算估计北京市平原区的裸露地风蚀扬尘源中PM₁₀、PM_2.5的排放系数及年排放量,建立了北京市各区的裸露地风蚀扬尘排放清单.研究表明,1987~2016年间北京市平原区裸露地面积减小了约600km²;风蚀扬尘最严重的地区为大兴区,其次为通州区;以气候年均值为参数计算获得,2016年北京平原区裸露地由于风蚀扬尘效应产生的PM₁₀年排放量为7591.7t,这一排放量与前人研究估算的北京裸地风蚀扬尘PM₁₀排放量较为接近.在此基础上,进一步引入月和季度尺度气候参数,并对模型进行改进,探讨了逐月和季度累计的扬尘排放结果.进一步的研究表明：北京市平原区裸露地面积具有显著季节变化特征,2月裸露地面积最大,可达4500km²,8月最小为500km²;基于月气候参数和季度气候参数结合每月卫星资料反演获得的裸地面积估算,逐月累计的PM₁₀年排放量可达55175t,分季度累计PM₁₀年排放量为39294t.这说明当前常采用的裸地扬尘估算方法,由于扬尘排放模型的气候参数采用年均值,忽视了风蚀过程的季节差异,将会导致裸地风蚀扬尘的极大低估.     

Best Management Practices Influence Modeled Erosion Rates at Forest Haul Road Stream Crossings in Virginia

Forestry best management practices (BMPs) reduce sedimentation by minimizing soil erosion and trapping sediment. These practices are particularly important in relation to road construction and use due to the heightened potential for sediment delivery at stream crossings. This study quantifies the implementation and effectiveness of BMPs at 75 randomly selected forest road stream crossings on recent timber harvests in the Mountains, Piedmont, and Coastal Plain regions of Virginia. Road characteristics at stream crossings were used to estimate erosion using the Universal Soil Loss Equation for Forests and the Water Erosion Prediction Project for Roads. Stream crossings were evaluated based on the Virginia Department of Forestry (VDOF) BMP manual guidelines and categorized as BMP?, BMP‐standard, or BMP+ based on the quality of road template, drainage, ground cover, and stream crossing structure. BMP implementation scores were calculated for each stream crossing using VDOF audit questions. Potential erosion effects due to upgrading crossings were estimated by adjusting ground cover percentage and approach length parameters in the erosion models. Results indicate that erosion rates decrease as BMP implementation scores increase (p < 0.05). BMP‐standard and BMP+ ratings made up 83% of crossings sampled, with an average erosion rate of 6.8 Mg/ha/yr. Hypothetical improvements beyond standard BMP recommendations provided minimal additional erosion prevention.     

Effects of Turbidity,Sediment, and Polyacrylamide on Native Freshwater Mussels

Turbidity is a ubiquitous pollutant adversely affecting water quality and aquatic life in waterways globally. Anionic polyacrylamide (PAM) is widely used as an effective chemical flocculent to reduce suspended sediment (SS) and turbidity. However, no information exists on the toxicity of PAM‐flocculated sediments to imperiled, but ecologically important, freshwater mussels (Unionidae). Thus, we conducted acute (96 h) and chronic (24 day) laboratory tests with juvenile fatmucket (Lampsilis siliquoidea) and three exposure conditions (nonflocculated settled sediment, SS, and PAM‐flocculated settled sediment) over a range of turbidity levels (50, 250, 1,250, and 3,500 nephelometric turbidity units). Survival and sublethal endpoints of protein oxidation, adenosine triphosphate (ATP) production, and protein concentration were used as measures of toxicity. We found no effect of turbidity levels or exposure condition on mussel survival in acute or chronic tests. However, we found significant reductions in protein concentration, ATP production, and oxidized proteins in mussels acutely exposed to the SS condition, which required water movement to maintain sediment in suspension, indicating responses that are symptoms of physiological stress. Our results suggest anionic PAM applied to reduce SS may minimize adverse effects of short‐term turbidity exposure on juvenile freshwater mussels without eliciting additional lethal or sublethal toxicity.