Regional Scale Stressor‐Response Models in Aquatic Ecosystems1

Abstract: A systematic method for identification and estimation of regional scale stressor‐response models in aquatic ecosystems will be useful in monitoring and assessment of aquatic resources, determination of regional nutrient criteria and for increased understanding of the differences between regions. The model response variable is chlorophyll a, a measure of algal density, while the stressors include nutrient concentrations from the USEPA Nutrient Criteria Database (NCD) for lakes/ponds and reservoirs of the continental United States. The NCD has observations for both stressors and biological responses determined using methods that are not consistently available at the continental scale. To link multiple environmental stressors to biological responses and quantify uncertainty in model predictions, we take a multilevel modeling approach to the estimation of a linear model for prediction of log Chlorophyll a using predictors log TP and log TN. The multilevel modeling approach allows us to adjust the impact of covariates at all levels (observation, higher level groups) for the simultaneous operation of contextual and individual variability in the outcome. Here, we wish to allow separate regression coefficients for inference regarding similarities and differences between each of 14 ecoregions, and between the two water‐body types, lakes/ponds and reservoirs. We are also interested in the nuisance effects of the categorical variables indicating the type of nitrogen measurements (three levels) and the type of chlorophyll a measurements (four levels) used. Model‐based determination of nutrient criteria points to an apparent incompatibility of criteria developed for nutrient stressors and eutrophication responses using current Environmental Protection Agency’s guidance.     

大坦沙污水厂承接粪便污水的脱氮除磷研究

广州市大坦沙污水处理厂采用A²/O工艺,合并处理城市生活污水和粪便污水,由于粪便污水的污染物含量高和水量不稳定等特点,对水厂的运行有不利的影响。实践表明：通过控制好氧池溶解氧、延长好氧段的水力停留时间、增大回流比和提高MLSS与污泥龄等措施,该厂取得较好的脱氮除磷效果,实现出水COD、总氮、氨氮和总磷达标排放。     

中国区域土壤表观氮磷平衡清单及政策建议

利用OECD表观氮平衡模型框架,建立了中国表观氮磷平衡核算的框架、方法和数据库.模型结果表明,2003年中国土壤表观氮磷盈余总量分别为640×10⁴　t和98×10⁴　t,氮磷盈余强度分别为16.56 kg/hm²和2.53 kg/hm².由于中国氮磷平衡区域分布严重不平衡,面临着氮磷盈余管理和氮磷缺损管理的双重压力.化肥和畜禽粪便是中国土壤氮磷投入最主要的来源,因此是中国氮磷盈余管理最佳切入点.由于各地氮磷投入结构各异,在氮磷盈余严重的中东部地区,不宜采用“一刀切”的政策,而应针对不同地区氮磷输入的特点进行氮磷盈余管理.     

电子受体亚硝酸氮在反硝化除磷过程中的作用

针对先前文献提到的亚硝酸氮在反硝化除磷中存在着一定的抑制作用,以亚硝酸氮作为电子受体,对其在缺氧反硝化吸磷过程中的抑制影响进行了大量的静态烧杯试验.结果表明,在亚硝酸氮浓度大于30mg·L-1的时候,确实存在严重的抑制作用,而且该临界抑制浓度与污泥的特性和运行操作条件等因素有关;但是在亚硝酸氮浓度低于25mg·L-1的情况下不会对反硝化条件下磷的吸收产生毒害作用,相反地,它可以取代氧气、硝酸氮做为良好的电子受体用来进行缺氧段磷的生物摄取,在反硝化除磷中表现一定的积极作用.     

秋季莱州湾及附近水域营养现状与评价

根据2004年10月对莱州湾水域调查结果,分析并评价了莱州湾水域秋季营养状况.结果表明,由于受黄河和小清河人海径流的影响,表层无机氮、磷酸盐和硅酸盐水平分布均表现为湾西部和西南部含量较高于其他水域.而底层分布却不尽相同,无机氮为湾南部近岸水域含量较高;磷酸盐为湾东部近岸水域含量较高;硅酸盐为除湾口外水域水平梯度较大外,整个湾内水域分布相对较均匀.从水域环境质量评价结果看,N/P比值较大于Redfield比值,P显得相对缺乏.与Justic和Dortch等提出的营养盐化学计量限制标准比较符合硅限制条件.根据营养化评价模式和有机污染指数计算结果,2004年秋季莱州湾水域营养水平基本属于磷限制中度营养水平,有机污染程度属2级,表明该水域开始受到有机污染.     

长江口盐沼植物对营养盐和重金属的吸收、分布与滞留研究

测定3种盐沼植物体内TN、TP、重金属Cu、Zn、Pb和Cd的含量,计算了3种盐沼植物地上部分TN、TP和重金属库的大小.结果表明,3种盐沼植物在养分的分配模式上显著不同,3种盐沼植物地上部分重金属含量均低于地下部分;互花米草地上部分的养分库和重金属库均大于芦苇和海三棱镳草,表明其对养分和重金属的吸收与滞留效率更高.如果从湿地植物净化的角度来考虑,收获互花米草对河口环境的净化作用最佳,特别对P的去除效率最高;但另一方面,互花米草的入侵将会显著改变长江口湿地生态系统的生物地球化学循环过程,如提高沉积物中重金属的生物可利用性,有可能把更多的重金属输入河口水体和食物网,使湿地成为重金属的源而不是汇.     

两种大型海藻自然环境下的营养动力学研究

在室外条件下,对菊花江蓠(Gracilaria lichenoides)及龙须菜(G.Lemaneiformis)的N、P吸收动力学及生长动力学进行了研究.两海藻对NO3-N、NH4-N及PO4-P的最大吸收速率(Vmax)分别为55.88、35.17 μmol/(g·h)、3.106 μmol/(g·h)和53.17、32.24 、3.064 μmol/(g·h);半饱和常数(Ks)分别为7.762、3.414 、0.222 μmol/L和6.331、2.345、0.110 μmol/L,两海藻对N营养的竞争能力相似;从生长动力学结果看:菊花江蓠N、P的最大生长浓度为60 和30 μmol/L,龙须菜为100和40 μmol/L.     

嘉陵江下游江段春季浮游藻类特征及污染现状

2006年春季,通过水质分析和浮游藻类调查,应用污生谱分析法及生物多样性指数法,对嘉陵江下游江段春季浮游藻类特征及污染现状进行了研究。结果发现,该江段共有浮游藻类7门42属85种（包括变种）;优势种群并不单一,以黄藻、绿藻和硅藻占优势,优势种为黄藻门中的黄丝藻,绿藻门中的小球藻和硅藻门中的小环藻。5月份藻类的种类和个数均比4月份有所减少,可能与5月份降雨量比4月份多有关;流速最快的石门大桥具有最低的藻类细胞密度,流速最慢的化龙桥具有较高的藻类细胞密度,说明流速对浮游藻类种类和数量产生一定的影响。嘉陵江下游沿岸一带的氨氮含量都很高,氨氮已经形成全江段水系的主要污染,磷酸盐含量也较高,均超过水体富营养化的氮、磷含量最低限制标准,该江段水质污染较严重。污生谱分析法及生物多样性指数法的评价结果表明,该江段整体污染状况为中度污染,农业和工业污染不容忽视。〖     

巢湖流域丰乐河洪水事件营养盐输出动态研究

洪水期是非点源污染输出的关键时期。通过对巢湖典型农业型流域丰乐河桃溪断面两次暴雨洪水过程（发生于2010年6月初的Event06和8月底的Event08）进行集中取样监测,结合该断面流量数据,分析了洪水过程中氮和磷营养盐不同指标（包括总氮、铵氮、硝态氮、总磷和可溶磷）浓度和瞬时负荷的动态变化规律。结果表明：Event06氮磷各指标浓度最小值、最大值及平均值均比Event08大,这与6月初农作物大量施肥,氮磷来源丰富有很大关系。丰乐河洪水事件氮输出的形式以可溶性无机氮（铵氮和硝态氮）为主,而磷则以颗粒态为主,但在涨水段的初、中期颗粒态氮和颗粒态磷所占比例比其它时段高。洪水过程中主要氮、磷指标浓度和瞬时负荷随流量增大而总体呈上升趋势(除了硝态氮),在流量峰值前达到最大值,然后呈总体下降趋势。总磷、总氮浓度与流量呈比较典型的顺时针圈形结构,表明暴雨洪水较强烈的冲刷输送作用。虽然进一步的负荷累积分析并没有显示显著的初期冲刷效应,但洪水期,特别是涨水段营养盐输出的重要性已较明显。丰乐河流域面积较大、地势较平坦,以农业活动为主,水体污染的非点源来源与农业活动有关,具体的洪水过程对营养盐的输出动态也有一定影响     

Dynamic Changes, Regional Differences, and Influencing Factors of CO2 Emission Performance in China

This paper proposes to use DEA models with undesirable outputs to construct the Malmquist index that can be use to investigate the dynamic changes of CO 2 emission performance.With the index,the authors have measured the CO 2 emission performance of 28 provinces and autonomous regions in China from 1996 to 2007;with the convergence theory and panel data regression model,the authors analyze the regional differences and the influencing factors.It is found that the performance of CO 2 emissions in China has been continuously improved mainly due to the technological progress,and the average improvement rate is 3.25%,with a cumulative improvement rate of 40.86%.In addition,the CO 2 emission performance varies across four regions.As a whole,the performance score of eastern China is the highest.The northeastern and central China has relatively lower performance scores,and the western China is relatively backward.The regional differences are decreasing,and the performance of CO 2 emissions is convergent.The influence of some factors on the performance of CO 2 emissions is significant,such as the level of economic development,the level of industrial structure,energy intensity,and ownership structure.The influence of some factors,such as opening-up to the outside world,on the performance of CO 2 emissions is not significant..