龙凤山大气气溶胶散射特性观测分析

利用2018年龙凤山区域大气本底站(简称龙凤山站)气溶胶散射系数、PM₁₀质量浓度及常规气象观测资料,研究了东北本底地区气溶胶散射系数的变化特征.结果表明,2018年龙凤山站3个波长下气溶胶散射系数的均值为(194.1±202.4)Mm^-1(450 nm)、(133.4±139.2)Mm^-1(550 nm)、(81.8±85.3)Mm^-1(700 nm).龙凤山地区散射系数具有明显的日变化特征,且不同季节的日变化特征具有较大区别.龙凤山地区地处相对洁净的背景地区,气溶胶散射系数水平相对较低,春季受局地及长距离风沙的影响散射系数均值较高,冬季东北地区采暖燃烧排放量比较大,大气层相对稳定,不利于气溶胶污染物的扩散,冬季气溶胶散射系数最高.夏秋季受湿沉降与植被条件的影响气溶胶散射系数最低.散射系数与PM₁₀质量浓度相关性较好,相关系数r为0.82.龙凤山PM₁₀的质量散射效率为3.6 m²·g^-1(550 nm).2018年龙凤山PM₁₀气溶胶的散射Angstrom指数(SAE)平均值为1.96±0.25,表明在观测期间气溶胶主要是以较小的粒子主导,夏季的SAE最大,秋季的SAE最低,春季和冬季居中.     

环境规制对区域碳排放时空差异的影响——基于东北三省32个地级市的实证分析

基于2007—2016年东北三省地级市面板数据,结合夜间灯光指数核算地级市碳排放,运用基尼系数、莫兰指数、热点分析等方法,实证分析了不同环境规制对东北三省地级市碳排放的空间效应.结果发现：①区域碳排放总量、人均碳排放量、碳排放强度和单位面积碳排放量呈现正向空间自相关,碳排放的热点区域在相邻地区发生转移,且都有排放中心区域,研究时段内,碳排放在空间上出现不同程度的增长,负增长区域较少.②命令型、经济型和自愿型3种环境规制强度在空间上趋向于更加平衡化的方向发展,存在空间分异性.③自愿型环境规制主要通过直接效应降低碳排放,命令型环境规制主要通过溢出效应降低碳排放,而经济型环境规制则通过总效应对碳排放产生显著正向影响.政府环保部门应促进命令型环境规制的空间溢出效应,通过提高经济型环境规制的有效性刺激技术更新,引进外国先进技术,实行绿色发展模式,以实现"波特假说"的目标.     

沿岸用地状况对中小河道沉水植物定居光照强度的影响

河道沿岸用地状况对水环境质量和水生态系统健康产生重要影响,水体光衰减特征对沉水植物定居生长具有重要意义.通过以建设闲置区、居住商业区、非居住商业区等不同沿岸用地状况中小河道为研究对象,分析了上海市130个中小河道调查区段的水环境和水下光环境指标.结果表明,上海市中小河道调查区段水体光衰减系数（K_d（PAR））的分布范围为1.243~7.592 m^-1,河道沿岸不同用地状况对K_d（PAR）具有较大影响,建设闲置区显著大于非居住商业区和居住商业区.总固体悬浮物是导致上海市中小河道水体光衰减的主要因素,但不同沿岸用地状况之间引起水体光衰减的主导因子存在差异：因处在建设开发阶段或表土裸露状态,建设闲置区的水体光衰减主导因子为总固体悬浮物,而非居住商业区、居住商业区的水体K_d（PAR）则受到总固体悬浮物、有机污染和营养盐等共同影响.总体上,总磷和叶绿素a随总固体悬浮物浓度增加表现为先增加后降低趋势.沉水植物定居光环境的最大水深Z_macrophytes分布范围为0.462~2.821 m,结合中小河道水深判定水下光照强度不足严重制约沉水植物恢复,并且浊度与K_d（PAR）的相关性显著.建设闲置区、居住商业区、非居住商业区等沿岸用地状况水体浊度与K_d（PAR）的相关系数分别为0.785、0.738、0.646,可作为判定沉水植物定植光照强度及适宜生长区的易操作定量指标.     

SSD法对西南碳酸盐岩母质区稻田土壤镉污染类型划分研究

在我国西南地区典型碳酸盐岩母质区域存在现行农用地土壤镉（Cd）污染风险管控标准值偏严的现象,表现为土壤中Cd含量超标而农产品中Cd无安全风险.针对该现实问题,在基于该地区稻米-土壤协同调查数据的基础上,充分考虑了土壤理化性质,通过分析样品中Cd的富集系数（BCF）并利用物种敏感性（SSD）分布模型,对Cd毒性剂量-效应关系进行拟合,最终反推出在不同pH下适用于典型碳酸盐岩类成土母质农用地土壤Cd污染的风险筛选值和管控值.结果表明:当土壤pH在5.5 < pH ≤ 6.5范围时,基于保护90%及10%的水稻品种安全所得的土壤Cd毒性阈值分别为HC₁₀=0.34 mg/kg和HC₉₀=2.00 mg/kg;在pH ≤ 5.5、6.5 < pH ≤ 7.5、pH > 7.5这3个pH条件下,HC₁₀分别为0.22、0.68和0.80 mg/kg,HC₉₀分别为1.64、4.80和9.20 mg/kg,当土壤中Cd含量低于HC₁₀时,表明稻米安全风险较低;当土壤中Cd含量介于HC₁₀~HC₉₀之间时,表明稻米安全具有一定风险,应对稻田土壤采取安全利用措施;当土壤中Cd含量超过HC₉₀时,表明稻米安全具有极高风险,应对稻田土壤采取严格管控措施.研究显示,我国西南地区典型碳酸盐岩母质区域农产品超标点位主要集中于5.5 < pH ≤ 6.5范围内,表明土壤pH对稻米Cd的富集效应有较大影响,在酸性条件下其富集效应更为显著.      

基于时间序列模型的饮用水源地重金属健康风险分析与预测

饮用水源地作为高敏感环境风险受体,重金属健康风险的时间变化特征和预测分析对于饮用水源地的风险管控、水环境治理和生态系统安全保障等具有积极的意义.为评价饮用水源地重金属健康风险及掌握健康风险的时间变化特征,以某饮用水源地为研究对象,监测并记录了该点位重金属As、Cd、Cu、Hg、Ni和Zn在2015年1月至2018年12月的浓度值,并以月均值作为研究基础数据,对饮用水源地重金属健康风险评价,并进一步利用Spearman秩相关系数法和ARIMA模型对重金属健康风险时间变化特征进行分析.结果表明,部分月份的重金属浓度值超过我国地表水环境质量标准（GB 3838-2002）规定的Ⅲ类水质的标准限值,尤其是Hg,其浓度最小值超过该标准的4倍;饮用水源地重金属致癌风险和非致癌风险的大小顺序分别为：As>Cd和As>Hg>Cd>Zn>Cu>Ni,儿童健康风险均高于成人健康风险,在2015年2月之外的所有月份的成人综合非致癌风险均低于1,儿童综合非致癌风险在2017年10月之后均低于或接近1,而儿童综合致癌风险均超过10^-4;As的儿童致癌风险、儿童综合非致癌风险和儿童综合致癌风险在数据监测期间总体上具有明显的下降趋势,其Spearman秩相关系数分别为-0.714069、-0.773122和-0.62234,但是儿童综合致癌风险在2018年的Spearman秩相关系数为0.902098,均有显著地上升趋势,对应的儿童综合致癌风险均值为0.000234;基于ARIMA （3,1,3）模型预测的饮用水源地重金属儿童综合致癌风险具有较高的预测效果,预测结果表明后续两年内的儿童综合致癌风险的范围为0.000200~0.000302,需引起关注.     

Meta-analysis of susceptibility of woody plants to loss of genetic diversity through habitat fragmentation

Shrubs and trees are assumed less likely to lose genetic variation in response to habitat fragmentation because they have certain life-history characteristics such as long lifespans and extensive pollen flow. To test this assumption, we conducted a meta-analysis with data on 97 woody plant species derived from 98 studies of habitat fragmentation. We measured the weighted response of four different measures of population-level genetic diversity to habitat fragmentation with Hedge's d and Spearman rank correlation. We tested whether the genetic response to habitat fragmentation was mediated by life-history traits (longevity, pollination mode, and seed dispersal vector) and study characteristics (genetic marker and plant material used). For both tests of effect size habitat fragmentation was associated with a substantial decrease in expected heterozygosity, number of alleles, and percentage of polymorphic loci, whereas the population inbreeding coefficient was not associated with these measures. The largest proportion of variation among effect sizes was explained by pollination mechanism and by the age of the tissue (progeny or adult) that was genotyped. Our primary finding was that wind-pollinated trees and shrubs appeared to be as likely to lose genetic variation as insect-pollinated species, indicating that severe habitat fragmentation may lead to pollen limitation and limited gene flow. In comparison with results of previous meta-analyses on mainly herbaceous species, we found trees and shrubs were as likely to have negative genetic responses to habitat fragmentation as herbaceous species. We also found that the genetic variation in offspring was generally less than that of adult trees, which is evidence of a genetic extinction debt and probably reflects the genetic diversity of the historical, less-fragmented landscape.     

三江平原水土资源空间匹配格局

三江平原是我国重要的商品粮生产基地,其水土资源的空间匹配格局对保障区域粮食安全具有举足轻重的作用。近年来,由于水稻的大面积种植,三江平原水土资源数量、质量及其空间匹配状况均发生了明显的变化。为了客观地评价三江平原水土资源空间匹配现状,该研究在分析水土资源空间分布格局的基础上,引入水资源可利用量作为水资源量的表征参数,从水资源的可利用量与耕地资源的匹配角度,构建了区域水土资源匹配测算模型,并对其匹配程度进行了划分。分析结果表明,2000年以来,三江平原水土资源整体表现出"土地资源丰富,水资源欠缺"的态势,并且其空间分布格局存在明显的错位现象,已非惯称的"水土资源丰富和匹配";2008年三江平原水土资源匹配系数为0.35×10⁴ m³/hm²,远低于同期全国平均水平(0.56×10⁴ m³/hm²),水土资源匹配较差;水土资源匹配程度空间差异性较为显著,总体呈现出"南北优于东西,边缘优于腹地,林区优于农区,山丘区优于平原区"的格局。针对三江平原水土资源空间匹配程度差、区域差异明显的特点,应在水利设施建设的同时,兼顾水土资源的优化配置,以此提高三江平原水土资源空间匹配程度,为三江平原的粮食生产提供保障。     

破碎带宽度对断层活化及煤柱留设的影响研究

为研究不同宽度的断层破碎带对防水煤柱留设的影响,通过对断层活化进行力学分析,得出断层活化的必要条件是断层带内岩石的黏结系数小于等于临界值Cmax,且断层带所受法向应力与剪切应力是影响该临界值的主要因素。利用数值模拟软件,建立不同破碎带宽度的数值模型,对断层活化及煤柱留设进行模拟。结果表明:当工作面距断层60 m内时,由于黏结系数临界值Cmax的迅速减小,断层活化危险性显著提高,且断层破碎带宽度越大,断层越容易发生活化;通过分析采场塑性区分布图,得出煤柱临界尺寸随破碎带宽度的增加而呈线性增长的规律。研究结果对断层合理留设煤柱具有重要的参考价值。     

叉车用安全装置的开发

以机械设备为起因的工伤事故中,叉车事故比较常见。首先介绍了日本国内叉车事故的分类统计数据,从硬件设备方面,概述了叉车减灾的主要措施,针对驾驶员在行驶中将肢体伸出驾驶仓外时易发生冲撞或挤压事故的情况,提出了基于光幕及激光扫描器的驾驶员肢体伸出仓外的监控方法。然后根据叉车的不同刹车性能指标,探讨了如何设定检测领域大小的问题。对蓄电池式1.5t叉车进行的实验表明,在检测系统能直接控制刹车的情况下,我们提出的方法是行之有效的。     

煤矿作业人员人因可靠性的径向基神经网络评价模型研究

依据人因可靠性原理、事故致因理论,结合煤矿生产系统的特点,提出了观测可靠度的概念,确立了一系列便于统计和赋值的人因可靠性评价指标。针对人因失误事件过程的动态性、复杂性以及数据的不完整性,利用径向基（RBF）神经网络学习速度快、抗干扰能力强的特点,建立了基于RBF神经网络的煤矿作业人员人因可靠性评价模型。对于岗位工龄短或有效记录不足的煤矿作业人员,利用训练好的RBF神经网络模型进行人因可靠性评价,经过实例验算证实了模型的可信性。