氮肥运筹和少免耕对麦田氮素径流流失的影响

采用田间小区定位试验研究了自然降雨条件下氮肥运筹和少免耕措施对稻麦两熟农田麦季氮素径流流失特征的影响。结果表明：自然降雨后麦田耕层土壤平均水分质量分数26.34%为径流事件发生的临界土壤水分质量分数。常规施肥（T0）条件下,麦季径流水量达2185.05 m3·hm-2,径流侵蚀泥沙量达716.08 kg.hm-2,少免耕（T2）处理增加麦田径流水量达29.67%,减少径流侵蚀泥沙量达13.96%,而肥料运筹（T1）与T0处理差异不显著;就整个麦季而言,T0处理条件下,径流水全氮（TN）平均质量浓度和径流侵蚀泥沙TN平均质量分数分别为10.51 mg·L-1和1.19 g·kg-1,T1处理显著降低径流水TN质量浓度和侵蚀泥沙TN质量分数分别达11.63%和5.93%,T2处理显著降低径流侵蚀泥沙TN质量分数达7.95%;麦季氮素径流流失主要集中在小麦生育前期,包括径流水氮素流失量和径流侵蚀过程中由泥沙流失的氮素量。T0处理条件下,氮素流失总量达31.76 kg·hm-2,其中,径流水氮素流失量占麦季氮素总流失量95%以上,T1处理减少麦季氮素总流失量达9.25%,而T2处理则增加麦季氮素总流失量达16.75%。     

降雨对坡面产沙及土壤养分流失的影响研究

为研究天然降雨条件下坡面产沙及土壤养分流失的变化规律,根据当地不同的种植模式,在野外标准径流小区进行试验.结果表明,采用玉米顺垄耕作坡面产沙量同I30关系最为密切,产沙量随I30的增大而增多;采用玉米横垄的耕作方式时,坡面产沙量同降雨量和降雨强度没有明显的变化规律.降雨量对径流中土壤养分流失量的影响不明显,而径流中土壤...     

向家坝水库营养盐时空分布特征及滞留效应

向家坝建库后改变了河流原有的水动力、营养盐分布及输移条件.为研究向家坝水库营养盐分布特征及滞留效应,通过2015～2016年分季度水库水质监测结果,分析向家坝水库水体总氮(TN)、总磷(TP)和溶解性硅(SiO_3~(2-)-Si)营养盐时空分布特征、滞留量、滞留效率.研究发现,向家坝水库TN、TP和SiO_3~(2-)-Si营养盐质量浓度均值分别为0. 905、0. 034和7. 98mg·L~(-1).其中,TN质量浓度在城镇人口密集区偏大,分布主要受点源影响;磷营养盐以颗粒态磷为主,TP质量浓度在水库中自上而下沿程降低,SiO_3~(2-)-Si质量浓度分布在时空上差异较小.向家坝对TN、TP和SiO_3~(2-)-Si营养盐滞留量为2. 30×10~4、0. 146×10~4和-2. 4×10~4t·a~(-1).在不同季度,TN和SiO_3~(2-)-Si滞留量有正有负,而TP则始终表现为正滞留. TN、TP和SiO_3~(2-)-Si月平均滞留效率分别为17. 5%、32. 8%和-2. 14%.整体上实际滞留效率表现为丰水期高于枯水期,并且TP的滞留作用更为显著. TN滞留量主要受反硝化作用,以及外源负荷输入影响; SiO_3~(2-)-Si输送通量主要受径流量影响;水库运行周期以及磷的颗粒形态则是TP滞留的主要因素.向家坝水库对营养盐的滞留效应与TN和SiO_3~(2-)-Si质量浓度变化无明显相关性,而水库对TP的滞留效应使TP质量浓度在水库纵向上沿程减小,在各监测样点垂向水深上TP质量浓度则有增大的趋势.     

动态群体安全投入博弈模拟*——以我国煤矿为例

为探究煤矿生产中的群体安全投入博弈特点,针对煤矿生产参与者面临的安全投入囚徒困境（SIPD）博弈,基于NetLogo模拟平台设计博弈模型,获取不同安全投入策略的工人群体变化、死亡情况和安全收益特征,探究不同安全环境对博弈结果的影响。研究结果表明:在低安全水平煤矿中,消极型工人（D-worker）可以利用积极型工人（C-worker）的安全投入,快速增加消极型群体规模,并攫取高达70%的安全收益,而在高安全水平煤矿中,在制裁型工人（T-worker）影响下,D-worker安全收益可被限制到20.4%。D-worker在恶劣安全环境中将成为主流,攫取最大安全收益,产生较高死亡率,并严重损害群体安全,扭转上述局面的短期方法为抑制群体消极心理,长期方法为逐步提高安全管理技术水平。研究结果可为我国煤矿安全水平提升提供安全投入策略参考。     

汉江襄阳段主要入江支流沉积物营养盐和重金属风险特征研究

采集汉江襄阳段主要入江支流沉积物柱状样,分析沉积物常规理化指标、上覆水和孔隙水中营养盐含量、以及表层沉积物重金属含量,采用一维孔隙水扩散模型(Fick定律)计算营养盐扩散通量,评估沉积物营养盐释放风险,并评价表层沉积物重金属生态风险.结果表明:所有采样点氨氮及磷酸盐均从沉积物向上覆水释放,表明水质存在内源营养盐(氨氮和磷酸盐)释放风险.氨氮、磷酸盐扩散通量范围分别为42.431~81.369 mg·m-2·d-1、0.745~1.437 mg·m-2·d-1,均以航空路样点最大.表层沉积物重金属污染指数SPI值为6.1,总体表现为中度风险;其中小清河样点SPI值为11.8,达到高风险.小清河Cu、Pb和Zn平均含量分别为131.17 mg·kg-1、57.97 mg·kg-1和398.59 mg·kg-1,均超过相应的SEL值(最高效应阈值).富集系数研究表明汉江支流表层沉积物中Cd富集现象严重,平均富集系数高达4.57.汉江襄阳段入江支流沉积物存在内源营养盐释放风险,中度重金属生态风险,且Cd累积风险突出.因水文调控减少汉江干流流量进而导致河流稀释自净能力减弱,从而对汉江水质安全构成较大威胁.     

海洋酸化对大型海藻生长以及磷酸盐、硝酸盐吸收利用的影响

CO2浓度升高导致的海洋酸化会对大型海藻的生长、生理生态以及营养盐的吸收产生影响.本研究分析了3种pH条件下,3种大型海藻[孔石莼、萱藻、小珊瑚藻(钙化藻)]单养和混养的生长以及营养盐(磷酸盐PO34-和硝酸盐NO3-)的吸收利用情况.单养时,孔石莼、萱藻、小珊瑚藻的第10 d湿重增加百分比分别在pH 7.9、7.6、8.2条件下最多,并且小珊瑚藻在pH 7.6时的相对增长率显著低于在pH 8.2时的相对增长率.混养结果表明,低pH有利于萱藻生长,而高pH有利于小珊瑚藻生长.无论单养还是混养,3种pH条件下的培养液中PO34-、NO3-含量随时间延长而逐渐降低.在0～2 d培养液中PO34-含量急剧下降(降低了71.9%～99.0%),随后PO34-含量下降缓慢.单养时,孔石莼、萱藻、小珊瑚藻分别在pH 8.2、8.2、7.6时的PO34-吸收速率最高;孔石莼、小珊瑚藻分别在pH 8.2、7.6时的NO3-吸收速率最高.混养时,孔石莼+萱藻、孔石莼+小珊瑚藻、萱藻+小珊瑚藻分别在pH 7.6、8.2、8.2时的PO34-吸收速率最高;孔石莼+小珊瑚藻在pH 7.6时的NO3-吸收速率最高.小珊瑚藻单养在pH 7.6时的低生长以及营养盐(PO34-和NO3-)的高吸收速率结果表明,PO34-和NO3-的吸收与同化作用并不相偶联.尽管两种藻混养中的优势种并未因海洋酸化而改变,但藻的种类组成比例发生了变化.因此,自然环境中海洋酸化对不同海藻的生长和营养盐吸收的长期影响可能会导致藻群落结构的改变.     

矿化度作为蒙新高原湖泊营养物基准影响指标的可行性

基于蒙新高原湖区多年综合调查资料及现场监测数据分析,结果显示蒙新湖区存在咸化趋势.多元逐步回归分析表明总磷、矿化度是影响蒙新湖区初级生产力的重要因子.相关性分析显示,蒙新高原湖区湖泊矿化度与溶解氧、pH值、总氮、叶绿素a及透明度相关,其中,溶解氧、pH值与矿化度呈极显著负相关(P<0.01);总氮、叶绿素a与矿化度呈极显著正相关(P<0.01);透明度与矿化度呈显著负相关(P<0.05).通过矿化度与国际公认的营养物基准指标[原因变量(TP、TN)和反应变量(Chl-a、SD)]之间的线性关系研究表明,矿化度应成为蒙新高原湖区湖泊营养物基准影响指标之一,研究结果为确定蒙新高原湖区湖泊营养物基准的候选变量和指标提供了理论依据.     

投入产出技术在城市环境总体规划中的应用研究

城市环境总体规划不但要统筹城市内部环境要素,还要理清城市主体与外部区域、城市内部产业部门间的关系,避免孤立、静态地看待一个城市。环境投入产出技术能够追朔城市产业部门的体现资源消耗与污染排放（直接与间接）,特别是能够建立城市与外部区域、城市内产业部门的耦合关系,并实现动态变化过程驱动的结构解析。北京市1987年-2007年结构解析显示：1987年-2007年间,需求规模和直接能耗强度是北京市能源消费总量变动的主要影响因素,但需求规模的扩张对能耗增长的正向促进影响效果日趋强劲,而能量消耗强度负向效应却日益减弱。     

A model to determine the lake nutrient standards for drinking water sources in Yunnan-Guizhou Plateau Ecoregion, China

Lake eutrophication (LE) has become an increasingly severe environmental problem recently. However, there has been no nutrient standard established for LE control in many developing countries such as China. This study proposes a structural equation model to assist in the establishment of a lake nutrient standard for drinking water sources in Yunnan-Guizhou Plateau Ecoregion (Yungui Ecoregion), China. The modeling results indicate that the most predictive indicator for designated use-attainment is total phosphorus (TP) (total effect =-0.43), and chlorophyll a (Chl-a) is recommended as the second important indicator (total effect =-0.41). The model is further used for estimating the probability of use-attainment associated with lake water as a drinking water source and various levels of candidate criteria (based on the reference conditions and the current environmental quality standards for surface water). It is found that these candidate criteria cannot satisfy the designated 100% use-attainment. To achieve the short-term target (85% attainment of the designated use), TP and Chl-a values ought to be less than 0.02 mg/L and 1.4 μg/L, respectively. When used as a long-term target (90% or greater attainment of the designated use), the TP and Chl-a values are suggested to be less than 0.018 mg/L and 1 μg/L, respectively.     

千岛湖流域杭州段人类活动净氮、净磷输入时空分布

为探究人类活动对流域氮磷输入的影响,基于人类活动净氮、净磷输入模型（NANI、NAPI）,分析了2008~2017年千岛湖流域杭州段氮磷输入的时空变化特征及驱动因素.结果表明：年际NANI值呈上升的趋势,10a平均值为2230kg/（km²·a）;年际NAPI值呈先上升后持续下降趋势（峰值出现在2011年）.各子单元空间差异性较为显著,NANI、NAPI值均呈西高东低、南高北低的分布特征.NANI主要输入组分年际间差异显著,2008~2014年NANI的最大贡献源为氮肥施用（37.3%~39.9%）,2015~2017年最大贡献源则为大气氮沉降（36.4%~38.4%）;NAPI主要输入组分年际间较为一致,最大贡献源为人类食品和动物饲料磷输入（44.1%~48.1%）,其次为磷肥施用（40.3%~43.4%）.影响因子中,农作物种植强度与NANI、NAPI的相关性最显著,分别为0.851和0.806.各子单元NANI、NAPI与入湖TN、TP负荷强度显著相关,NANI变化可解释其63.9%的河流TN负荷变化,NAPI变化可解释其73.3%的河流TP负荷变化.因此,千岛湖流域杭州段面源污染实际管控中应重点关注NANI、NAPI值较高的汾口镇、威坪镇及浪川乡,加强氮磷化肥污染防治,实行污染控源减排策略.