Filtering with a drill pump: an efficient method to collect suspended sediment

Water quality monitoring programs across multiple disciplines use total suspended solids (TSS), and volatile suspended solids (VSS), to assess potential impairments of surface water and groundwater. While previous methods for instream filtering have been developed, the need for rapid, cost‐effective, high volume sampling has increased with the need to verify and supplement data produced by sondes and instantaneous data loggers. We present an efficient method to filter water instream with a portable drill pump that results in reduced sample processing time, and potentially reduced error associated with sample transportation, preservation, contamination, and homogenization. This technical note outlines the advantages of filtering instream vs. in the laboratory. It also compares TSS and VSS concentrations filtered with a drill pump vs. standard filtration methods with a vacuum pump as outlined by USEPA methods 160.2 and 160.4. Samples were collected at 4 sites and filtered in the field, or transported to the laboratory and filtered within 12 or 24 h of collection. Overall TSS and VSS samples filtered instream with a drill pump vs. in the laboratory produced similar concentrations with a similar range in variability for each method. Sample filtering with a drill pump decreased processing time by five minutes per sample.     

不完全竞争行业中的环境工具有效性研究:一个理论框架

各级政府贯彻落实绿色发展的理念,实现经济增长与环境保护的共赢,才能真正实现"绿水青山就是金山银山"。在经济"新常态"背景下,防治环境污染是个复杂而系统性的工程,需要进行经济追因与综合治理,其中,制定实施有效的环境政策工具尤为关键。本文把微观经济学中的双寡头产量竞争模型作为基准模型拓展用于环境经济分析,并把环境税、环境规制、排污权交易这三类主要环境工具对企业生产决策的影响纳入基准模型,旨在对比研究不完全竞争行业中环境工具的有效性问题。结果表明:主要基于市场机制的环境经济政策比行政色彩浓厚的环境规制更有效率。提高环境税率或排污权价格均能显著削减行业污染物排放量,如果环境税率恰好等于排污权价格,则环境税与排污权交易这两类环境工具的效力相等。这对进一步建立和完善我国尚处于探索或初始实施阶段的环境工具,促进石化、电力、钢铁等不完全竞争行业的主要污染物减排,具有一定参考价值和借鉴意义。     

煤炭资源耗减价值及其“利益共享、风险共担”补偿机制研究

煤炭行业清费建税,资源税从价计征引起了社会各界对资源税费制度改革的热议,而资源耗减价值是资源税费制度改革的重要依据之一。将资源回采率纳入使用者成本模型,科学计量了我国2000-2011年间煤炭资源的耗减价值。分析表明:2000-2011年间,4%折现率下煤炭资源耗减价值增加了22倍之多,而资源税费却仅仅增长了7倍,煤炭资源耗减价值与资源税费实际征收额之间存在有巨大缺口得不到补偿;国家资源所有者权益的实现度与煤炭经济形势呈逆向分布,煤炭工业利润率的上升并没有带来国家资源所有者权益的增加,导致这种错位的原因与我国不合理的资源税收机制有很大关系;资源税税率的理论区间为1.11%-8.85%,与国家规定的2%-10%高度重合,从而说明国家决策的合理性。为使资源所有者权益的实现度与煤炭工业经济形势相"挂钩",以资源税收入等于资源耗减价值为切入点,对资源所有者权益的实现度进行数理分析,求得了资源税税率与当期资源价格的关系,发现固定税率的资源税难以适应市场波动,于是提出"资源税+利润税"的组合税收工具,确定了利润税的起征点,计算得出了资源税和利润税的税率组合。该组合税制在一定程度上能够平抑经济周期对煤炭工业造成的影响,同时又维护国家资源所有者权益,从而实现国家与煤炭工业"利益共享、风险共担"。     

基于安徽省土地利用变化的地形梯度效应分析

为揭示地形因素与土地利用空间格局演变的关系,以安徽省2000年、2005年以及2010年Landsat TM影像和DEM数据为数据源,利用坡向、地形起伏度、坡度变率和地形位指数多种地形因子,并结合地学信息图谱分析理论从综合角度系统研究土地利用结构时空分异格局在地形梯度上的变化特点及其规律。结果表明:1)研究区主要的土地利用类型是耕地和林地,其次是建设用地和未利用土地,且建设用地面积逐期增加趋势显著。2)2000~2010年研究区不同土地利用类型在不同地形梯度区间的分异规律存在明显差异。低地形梯度范围是耕地、水域和建设用地的优势分布区;中地形梯度范围是草地的集中分布区;林地的优势分布区集中在高地形梯度范围。3)2000~2010年研究区土地利用图谱以稳定型和后期变化型为主,低地形梯度和高地形梯度是稳定型图谱的集中分布区,中低、中高和高地形梯度范围是后期变化型图谱的优势分布区。2000~2005年林地的优势分布区有向较低地形位梯度扩张的趋势,其中,耕地是主要的转入来源。2005~2010年耕地的优势分布区有向较高地形位梯度扩张的趋势,变化模式主要为:"林地–耕地"、"未利用地–耕地"和"草地–耕地"。     

三峡库区典型土壤酸碱缓冲性能及其影响因素研究

受酸沉降和化肥施用等外源性酸输入的影响,三峡库区土壤面临着严重的酸化威胁。通过选取三峡库区两种典型土壤(紫色土和黄壤)作为研究对象,采用酸碱滴定法对土壤酸碱缓冲性能及其影响因素进行了研究。结果表明:在一定的p H范围内,紫色土(p H 6.5~2.5、6.2~11.5)和黄壤(p H 5.6~2.8、5.5~10.7)的p H变化与外源性酸、碱加入量均呈线性相关关系。通过分段拟合获取的缓冲容量结果显示,紫色土酸、碱缓冲容量分别为101.3、34.6 mmol/kg;而黄壤酸、碱缓冲容量分别为105.3、38.0 mmol/kg。黄壤和紫色土主要受碳酸钙与阳离子交换的缓冲作用;缓冲体系及初始p H、机械组成等土壤理化性质的不同是导致库区典型土壤酸碱缓冲容量差异的主要原因,总体表现为黄壤酸、碱缓冲性能略优于紫色土。此外,由于近年来酸沉降和氮肥用量的增加,使得库区土壤面临的酸化威胁呈上升趋势。该结果对库区土壤环境容量和典型土壤酸化潜势等研究具有参考价值,还可为区域外源性酸临界值评估以及应对策略制定提供理论依据。     

基于GEV干旱指数和DFA方法的苏北地区季节性干旱研究

为分析近年来江苏省苏北地区季节性干旱灾害特征,利用苏北五市1989~2013年的逐月降水量资料,建立月降水量的广义极值分布函数,通过分析广义极值干旱指数(GEVI),研究苏北五市近25a的季节性干旱分布和干旱等级的时空变化特点。在此基础上,利用去趋势波动分析方法(DFA)对苏北五市月平均降水量的周期性规律进行研究。结果表明,苏北五市的月降水量均服从广义极值Fréchet概率分布,且具有从西北(徐州)地区向东南沿海(盐城)地区递增的空间分布特征,整体上属于干旱灾害频发的地区,且以轻旱为主且季节性特征明显。苏北五市的月降水量存在幂律相关性,即降水量具有较强的正长程相关性,因此,未来苏北地区干旱的总体趋势将与过去特征正相关。     

近50a江西省旱、涝变化趋势及驱动因素研究

基于江西省5个气象站(赣县、吉安、南城、南昌、景德镇)近50 a(1961~2010年)平均气温、最高、最低平均气温、相对湿度、风速、日照时数、降雨量等逐月平均资料,计算江西省干旱侦测指数(Reconnaissance drought index,RDI),分析旱情、涝情变化趋势。同时,运用多元回归法分析主要驱动因素。研究结果表明,1961~2010年江西省年及四个季节的降雨量、平均相对湿度与RDIst值均呈现极显著的正相关关系(p0.01),而日照时数则与RDIst值呈现极显著的负相关关系(p0.01)。降雨量对江西省旱、涝变化的贡献率最大,为42%~58%;其次是平均气温和相对湿度,分别为11%~19%和7%~19%;平均风速和日照时数对江西省旱、涝变化的贡献率较小。降雨量、相对湿度的增加,日照时数的减少共同导致了1961~2010年江西省年际尺度和春季RDIst值的增加,表明江西省总体从偏旱向偏涝转变。1961~2010年江西省夏季、秋季和冬季RDIst没有明显的增长或降低趋势。     

近52年来洞庭湖流域气象干旱的时空分布特征

基于洞庭湖流域84个气象站点1962~2013年的逐日气象资料,利用综合干旱指数(CI)对洞庭湖流域气象干旱的时间和空间特征进行分析。结果表明:在过去52 a,区域性干旱强度较强的时段以夏季、秋季、夏秋和秋冬时节为主;区域干旱强度在春季、夏季、夏秋、冬季呈上升趋势;秋冬时节和年干旱强度变化不明显;春夏时节、夏秋时节、秋冬时节和冬春时节的平均干旱强度比春、夏、秋、冬单个季节的平均干旱强度大。小波分析表明,区域干旱强度的周期以10a为主周期,5 a和22 a为次周期。近52 a来,历年干旱站次比主要集中于10%~30%之间,多表现为区域性干旱,以夏季和秋季的干旱范围较大;干旱频率高发时期主要为夏季、夏秋时节和秋季。干旱频率高发地主要以流域的南部山地和北部的洞庭湖平原为主,西北部的山地发生干旱相对较少,衡邵盆地随季节变化干旱频率易发生高低值转换。     

庐山不同森林植被类型土壤特性及其健康评价

土壤作为森林生态系统的一个重要因子,评价森林土壤健康状况对森林健康的维护经营以及森林系统功能的发挥具有重要意义。在系统调查和分析庐山8种森林植被类型土壤特性的基础上,评价指标分别从物种多样性以及不同的森林土壤特性中进行筛选,包括物种多样性系数、枯落物层厚度、腐殖质层厚度、土层厚度、容重、粘粒含量、有机质、p H值、阳离子交换量、全氮、水解氮、有效磷、速效钾、磷酸酶活性等指标,基于SPSS19.0软件对所获得数据进行差异性检验和相关分析,确定各项指标的权重,应用合适的土壤健康评分函数,将测得的指标值转换为对应指标的分值,最后通过加权综合法,计算其土壤健康指数,并对不同森林植被类型土壤健康状况进行评价。结果表明,8种森林植被类型下最终的土壤健康指数大小排序为:针阔混交林(0.78)常-落混交林(0.72)灌丛(0.69)常绿阔叶林(0.67)落叶阔叶林(0.64)竹林(0.59)马尾松林(0.53)黄山松林(0.46)。     

基于效果-效率-适应性的养殖废弃物资源化利用管理模式评价框架构建及初步应用

由于产业发展正处于转型阶段,我国畜禽养殖污染治理中的管理问题比技术问题更加突出,选择适宜的组织管理模式尤其重要。融合了效果分析、效率评价和适应性分析,尝试构建一个养殖废弃物资源化利用管理模式综合评价框架,并选择太湖流域4个不同类型的典型案例进行方法例证。研究表明,传统的养殖企业主导型管理模式应用于小型、分散养殖废弃物资源化利用时面临着经济效率低、适应性差难题;农村废弃物处理中心、种植企业和有机肥企业的参与可以改善小型、分散养殖废弃物资源化利用的经济效率;综合考虑效果、效率与适应性,种植企业、有机肥企业主导型模式的适宜推广范围更广。应根据不同地区种植-养殖产业关系、污染治理需求、经济发展水平与政府投入能力等,灵活组合应用不同管理模式。