典型区耕地变化与GDP值变化的脱钩研究

研究目的：为了深入分析耕地占用与GDP值增长之间的关系，研究不同区域之间耕地数量变化与GDP值变化的差异性与相似性，有利于平衡耕地占用与GDP值增长之间的矛盾，同时有利于“状态-压力-响应”体系的研究。研究方法：主要是应用脱钩理论，引入了脱钩指数来分析不同区域各时点耕地数量变化与GDP值变化之间的关系，同时运用相关分析与回归分析的方法，确立了不同研究区耕地数量与社会经济指标之间的相关性，建立了耕地面积与GDP值的回归曲线。研究结论：耕地数量的变化与GDP值之间的关系因地域差异而表现不同，但是也存在一些相似点，即各个区域相对脱钩与绝对脱钩的年份基本一样；此外脱钩理论有利于进一步深化土地利用的研究。     

水资源约束下西北干旱区城市扩张特征与变动趋势分析——以西陇海兰新经济带城市为例

论文以西北干旱区陇海兰新经济带城市为例,分析了城市水资源利用状况及其短缺程度,认为绝大多数城市“缺水又费水”,城市发展具有明显的“旱生性”。在水资源约束下,西陇海兰新经济带城市的发育程度远远落后于东部地区城市,也落后于全国城市平均水平,略好于西部地区城市,但明显好于西北地区城市,城市扩张的总体特征表现为以总量扩张为主,“农转非”空间和用地拓展空间大,以高耗低效扩张为主,水土资源投入产出效益普遍低下,城市发展处在主要依靠资源开发拉动经济增长的低级阶段,扩张质量有待提高。城市发展具有明显的外部推动性。未来20a,在水资源短缺的继续约束下,经济带城市扩张步伐将比较缓慢,扩张幅度将不会有大的变化。表现为将净增城市非农业人口6.31×106人,城市化水平将提高到35.97%,20a共净增7.21%,特大城市数量将保持西安、兰州和乌鲁木齐3个不变;大城市从无到有,将建成宝鸡、咸阳、铜川、天水、石河子和库尔勒6个;中等城市数量将会显著增加,由2000年的10个增加到2020年的14个,在不考虑“县改市”的前提下,小城市的数量将会进一步减少。为了确保经济带沿线城市的有序扩张,建议在城市建设过程中以人为本,以水为生命线,以经济发展为动力,以城市规划为法定依据。     

缺失烟囱参数估算及其应用对空气质量模拟结果的改进

针对源清单中部分点源烟囱参数缺失而采用源排放模型SMOKE(Sparse Matrix Operator Kernel Emissions)默认的烟囱参数对空气质量模型模拟结果造成的不利影响,综合考虑气象观测数据、空气质量监测数据、源排放强度以及相关标准和规范对烟囱设计的要求,分别基于最大落地浓度法和基于统计方法对2009年珠三角地区源清单中缺失烟囱参数点源的烟囱参数进行了估算,并将估算烟囱参数用在WRF/SMOKE-PRD/CMAQ空气质量模型系统分析其对模型模拟的改善情况.相比于采用SMOKE默认烟囱参数,基于最大落地浓度估算烟囱参数对NO2、NOx、SO2、PM10及O3的模拟结果均具有一定改善作用,而基于统计方法估算烟囱参数仅对SO2、O3的模拟结果有所提高.结果表明,使用基于最大落地浓度法估算得到的烟囱参数更为合理,使污染物的垂直排放分配更加合理,可以应用于空气质量模型输入源清单中缺失烟囱参数点源的估算,从而一定程度上改善空气质量模型的模拟效果.     

固定化栅藻对污水的净化及其生理特征的变化

将斜生栅藻包埋固定在褐藻酸钙凝胶胶珠中。对人工配制的污水进行净化,研究其对污水中氨氮和正磷酸盐的净化效率以及净化过程中藻类的生长,叶绿素α含量、光合强度和过氧化物酶活性的变化。并与未固定的斜生栅藻（悬浮藻）进行对照比较,结果表明,由于固定化提高了斜生栅藻的合成代谢生理活性,延迟衰老,对污水中氨氮和正磷酸盐的净化效率明显提高     

洪泽湖沉积物中营养盐和重金属的垂向分布特征研究

为了揭示洪泽湖沉积物中营养盐和重金属的垂向分布特征,2008年6月采集了洪泽湖淮河入湖口附近、湖西和湖心3个柱状沉积物样品.通过测定分析其总氮、总磷、有机质和重金属Cu、Zn、Pb、Cd、Fe、Al、Cr、Hg、Mn、As的垂向分布特征,揭示了营养盐演化规律及重金属污染历史.结果表明,淮河口附近沉积环境受淮河流域影响较大,营养盐中TN、TP、OM的含量分别为390.8～643.7、428.6～538.6、5 194.3～9 164.9 mg.kg-1,Zn、Cd、Al、Fe和Mn受人为影响较小,其余重金属人为影响较大.湖西区沉积环境受淮河及湖西周边城市影响,TN、TP、OM的含量为633.4～2 677.3、480.0～1 115.9、7 140.8～47 849.7 mg.kg-1,TN、OM和重金属污染程度从20世纪70年代末加剧,90年代以来有所改善,As和Cr受流域人类活动影响较大,其余重金属受人为影响较小.湖心来源主要为流域碎屑物质,TN、TP、OM的含量为904.7～1 585.4、526.3～750.1、10 635.6～19 020.6 mg.kg-1,营养盐和重金属相关性显著,垂向分布均相似,含量从底层至表层呈上升趋势.沉积柱中营养盐、重金属元素具有比较一致的污染特征,与洪泽湖流域发展阶段相吻合,洪泽湖沉积环境属于洪水冲刷型堆积模式(Turbidity Flood Model方式).     

近50a东江流域径流变化及影响因素分析

以1956—2005年降雨、径流与气象资料为基础,应用Mann-Kendall趋势检验、小波分析以及R/S分析等多种方法,探讨了东江流域径流年际变化特征及其对气候变化以及植被覆盖变化的响应。结果表明:①50 a来流域年径流序列变化趋势不明显,存在4 a、7~9 a、11~13 a、16~22 a等4类尺度的周期性变化规律;河源、岭下站径流序列具有较强的状态持续性,博罗站持续性很小。②厄尔尼诺现象出现的当年,东江流域年径流量普遍减少;厄尔尼诺现象出现的次年,年径流量普遍增加。太阳黑子数的急剧变化,与东江径流量的丰、枯也有良好的响应关系。③50 a来,在降雨量呈不显著减少趋势的背景下,河源、岭下站径流仍然呈不显著增加趋势的主要原因是蒸发量下降的缘故,是气候因素和流域植被退化共同作用的结果。     

基于GEE的1998～2018年京津冀土地利用变化对生态系统服务价值的影响

在京津冀地区可持续发展评估研究中,对生态系统服务价值进行动态估算具有重要意义.本文以京津冀地区为研究区,基于谷歌地球引擎(GEE)云平台采用分类决策树(CART)分类算法对研究区内1998、2003、2008、2013及2018年的Landsat TM/OLI影像进行监督分类得到5个时期土地利用数据并定量分析1998～2018年京津冀地区土地利用动态变化规律,再利用生态服务价值(ESV)当量估算方法定量估算京津冀地区的ESV并结合15 km×15 km尺度格网探明其时空动态变化.结果表明:①1998～2018年间,京津冀地区6种土地利用类型中建设用地(增加16. 67%)及草地(减少13. 73%)面积占比变化幅度最大,水体(减少0. 2%)面积占比变化幅度最小.②京津冀地区ESV总价值在1998～2003年间出现短暂增长(增加91. 97亿元),2003～2018年间持续降低(减少239. 07亿元),主要与建设用地面积在除1998～2003年的其余3个时间段扩张较快有关,6种土地利用类型中林地提供的ESV最高,建设用地及未利用土地提供的ESV最低.③基于15 km×15 km尺度格网的ESV时空分析表明,1998～2018年间京津冀地区ESV中等区逐渐较少,ESV较低区及较高区逐渐增加,且ESV较低区增速高于较高区.④1998～2018年间,京津冀地区6种土地利用类型对价值系数的敏感性系数(SI)范围为0～0. 40,且均低于1,表明本文ESV对修订后的生态系统服务价值系数缺乏弹性,证明本文定量估算ESV的结果是可靠的.在未来经济发展中,京津冀地区应合理优化土地利用格局,加强对林地、草地、水体及耕地的保护.研究可为制定可持续发展战略,建设生态友好型社会提供参考.     

气候政策研究中的数学模型评述

按照成本分析和综合分析2个层次，分别介绍了投入产出模型、可计算一般均衡模型、宏观计量经济模型、工程经济模型、动态能源优化模型、能源系统模拟模型、综合评估模型等不同模型方法的特点及其在气候政策分析中的应用。指出可计算一般均衡模型是应用得最为广泛的方法之一。概括了气候政策模型研究的4个发展趋势，包括加强综合评估模型的应用、扩展成本与效益的内涵、注重不同模型之间的比较、强调不确定性分析。结果中国研究现状，分析了当前面昨的问题，认为国内气候政策模型研究与中国在国际气候变化领域的地位仍不相称，强度要进一步加强研究队伍建设、扩展研究领域、跟踪国际研究前沿问题，以便为国家的气候谈判政策提供更有效的科学依据和决策支持。     

场地土壤中有效态砷的稳定化处理及机理研究

分别以生石灰和亚铁盐作为辅助剂与稳定剂对2种砷污染的土壤进行稳定化处理,通过化学浸出、形态及结构研究,揭示土壤中有效砷的稳定效率和机理.结果表明,外源铁添加量与土壤砷含量(Fe/As)的物质的量比达到6:1~8:1,CaO投加比例为0.05%~0.1%(w/w)时,土壤中有效态砷的稳定效率超过85%.土壤有效砷的稳定化处理主要是将砷从非专性吸附态和专性吸附态转化为弱结晶的铁铝或铁锰水化氧化物结合态、结晶铁铝或铁锰水化氧化物结合态.稳定处理后2种污染土均有新物相羟砷铜矿(As2Cu5H4O12)生成.     

分层型水库藻类垂向演替的水质与细菌种群调控

浮游藻类和细菌是水生食物网的重要组成部分,在水源水库生态系统物质循环和能量流动方面发挥关键作用,藻类的空间演替与水体细菌种群代谢和结构演变关系密切.因此,本文以李家河水库为研究对象,在分析水库水质指标基础上,采用高通量DNA测序技术和Biolog技术,研究水库藻类暴发期,浮游藻类和细菌群落结构垂向演替特征及其与水质的偶联关系.结果表明,李家河水库在8月处于热分层期,水体pH、DO和NH~+_4-N随深度变化均逐渐降低(P0.001).藻密度和Chla呈现同步变化趋势(P0.001),表层最大分别为3 364.33×10~4 cells·L~(-1)和7.03μg·L~(-1).藻类群落结构在水深0 m和3 m处以微囊藻为主,而在水深6 m处,小环藻取代微囊藻成为最优藻属,相对丰度达57.28%.Biolog结果表明,微囊藻的暴发对细菌代谢活性及其相对丰度产生较大影响,但细菌种群代谢活性多样性变化不显著.高通量测序共发现1 420个OTUs,隶属于10个细菌门类,其中放线菌门(Actinobacteria)和变形菌门(Proteobacteria)在不同水层均为最优门类,其相对丰度之和达50%以上;绿菌门(Chlorobi)和浮霉菌门(Planctomycetes)的相对丰度随着水深增加发生显著变化,均在6 m深度达到最大值,分别为10.29%和6.78%,且与水层藻密度呈显著负相关(P0.05);厚壁菌门(Firmicutes)和芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)与藻密度呈显著正相关(P0.05).热图(Heat map)指纹图谱表明,李家河水库的细菌群落结构垂向分布差异显著,且随着水深的增加,细菌群落分布更均匀并趋于多样性.冗余分析(RDA)表明,细菌和藻类的群落结构的垂向分布受不同水质指标调控且差异显著.对水源水库藻类暴发期藻类与细菌群落的偶联机制进行探究,为水源藻华消涨的分子微生态驱动机制研究提供科学依据.