基于生态足迹改进模型的生态安全及其预测研究

由William Rees提出的生态足迹模型已经成为近年来生态可持续发展的重要的度量工具,但是该模型仅考虑了土地的基本生产功能,忽视了土地生态系统的服务功能。文章借鉴生态系统服务功能理论改进了传统的生态足迹模型,将生态系统服务功能价值当量因子引入生态足迹模型均衡因子和产量因子的计算中,改进后的模型体现了生态系统功能的完整性;同时,文章以江苏省2010年的统计数据为基础,应用改进模型计算了其2010年生态压力指数,结果表明,江苏省生态压力指数达到1.495,其安全状况已经超过了极不安全边界,处于极不安全状态;最后利用灰色理论GM(1,1)模型对其2011-2015年的生态安全状况进行了预测,发现江苏省未来5年生态压力指数快速增大,年平均增长速度为6.89%,表明江苏省未来5年生态安全状况将继续恶化,这将严重影响其生态可持续发展和经济可持续发展。     

选矿废水污染的土壤铜量与生物累积的研究

通过对花石头河沿岸研究区植物的根部、茎叶进行采样分析,探讨了土壤铜含量和铜在植物体内的累积状况。结果表明,光叶蕨、三叶鬼针草、野牡丹、紫茎泽兰4种植物体内铜含量随着土壤铜含量的增加而增加,光叶蕨增量最大。植物根部铜生物累积系数(BF)与茎叶铜生物累积系数(BF)之间相关性不显著,但根部BF为1.311,茎叶BF为0.159,前者是后者的8.2倍。光叶蕨铜的累积能力最强,其次是紫茎泽兰,植物间铜生物累积系数没有显著性差异。各采样区土壤铜含量差异大,它们之间的差异达到显著性水平。无论是全株植物、根部,还是茎叶,BF值:公路边>山坡上>河边。青蒿铜的迁移系数(TF)最大,与其余植物的迁移系数存在显著性差异,而这4种植物之间铜的迁移系数没有显著性差异,不同采样区TF均值以公路边TF值最高,其次是河边,最后才是山坡上。     

Modulation-assisted high speed machining of compacted graphite iron (CGI)

The application of controlled, low-frequency modulation (～100 Hz) superimposed onto the cutting process in the feed-direction – modulation-assisted machining (MAM) – is shown to be quite effective in reducing the wear of cubic boron nitride (CBN) tools when machining compacted graphite iron (CGI) at high machining speeds (>500 m/min). The tool life is at least 20 times greater than in conventional machining. This significant reduction in wear is a consequence of the multiple effects realized by MAM, including periodic disruption of the tool–workpiece contact, formation of discrete chips, enhanced fluid action and lower cutting temperatures. The propensity for thermochemical wear of CBN, the principal wear mode at high speeds in CGI machining, is thus reduced. The tool wear in MAM is also found to be smaller at the higher cutting speeds (730 m/min) tested. The feed-direction MAM appears feasible for implementation in industrial machining applications involving high speeds.     

土地利用变化对土壤硝化及氨氧化细菌区系的影响

以西藏高原相邻的原始森林、天然草原和农田土壤为研究对象,分别采用室内培养法和nested PCR-DGGE技术,对比研究了这3个生态系统的土壤硝化势、硝态氮浓度以及土壤氨氧化细菌（AOB）菌群区系.结果表明,农田土壤的硝化势和硝态氮（NO 3--N）浓度显著高于相邻的草原和森林土壤,硝化势分别是森林和草原土壤的9倍和11倍,NO 3--N是农田土壤无机氮（Nmin）的主要成分,占无机氮的70%～90%.铵态氮（NH 4＋-N）则是森林和草原土壤中主要的无机氮形态.原始森林和天然草原间的硝化势和硝态氮浓度没有显著差异.原始森林的土壤AOB菌群数量、多样性及均匀度最低.天然草原生态系统转换为农田后,土壤AOB菌群的多样性和均匀度显著降低,但是农田土壤的AOB菌群结构仍与其前身草原生态系统有较高的相似性.原始森林的AOB菌群数量、多样性及均匀度最低直接导致了其硝化势最低;农田土壤的硝化势和硝态氮浓度最高意味着农田生态系统中优势AOB的活性最高.以上结果表明,土地利用变化导致土壤氮素内循环及其关键微生物AOB的多样性与活性均发生显著变化,这些变化会影响土壤环境质量以及生态系统的持续与稳定.     

非潮汐淹水对白骨壤膜脂过氧化系统的影响

通过室内模拟非潮汐淹水,探索不同淹水水位条件下,红树植物白骨壤(A.marina(Forsk.)Vierh).超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、丙二醛(MDA)随时间的变化情况。结果表明,经历第二个淹水周期后,较第一个周期各梯度,白骨壤超氧化物歧化酶活性(SOD)从高到低排序不变,过氧化氢酶活性(CAT)、丙二醛的量(MDA)也表现出相同的规律。本研究结论为红树植物在人工非潮汐生境下,红树林造林的关键技术之一——淹水水位的控制提供了数据参考。     

植被净初级生产力对气候变化的响应研究——以黄土高原燕沟流域为例

Vegetation net primary productivity (NPP) is a sensitive indicator to characterize the response of terrestrial ecosystems to the climate change. Projections of the NPP changes of the Loess Plateau under future climate scenarios have great significances in revealing the interactions among terrestrial ecosystems and climatic systems, as well as instructing future vegetation construction of this region. Here, we carried out a case study on the Yangou watershed in the Loess Plateau. Using the vegetation-producing process model (VPP) established for such small watersheds, we simulated the NPP of the Yangou watershed under different scenarios of climate changes. The results showed that the NPP significantly increased with the precipitation increasing and evidently decreased with the temperature increasing where the climate change occurred in the whole year or in the summer half year. However, where the climate change occurred in the winter half year, the increased precipitation had little effect on the NPP, and the increased temperature significantly reduced the NPP. There were clear differences among the response sensitivities of different vegetation types with trees and shrubs were more sensitive to the changes in temperature and precipitation than crops and grasses. Currently, the most favourable climate change scenario to the NPP in the Yangou watershed was T0P15 under which the precipitation increased by 15% and the temperature did not changed, in the whole year; in the meantime, the most unfavourable climate change scenarios was T2P-15 under which the precipitation declined by 15% and the temperature increased by 2℃, in the whole year.     

LIDAR技术在内陆水系监测管理中应用综述

机载激光雷达(Light Detection and Ranging,LIDAR)测距系统是20世纪90年代发展起来的高新技术,该系统是集激光、全球定位系统和惯性导航系统3种技术于一体的测量系统,能够快速、精确的获取物体三维数据。文章简要说明了LIDAR技术的基本原理。介绍了国外LIDAR技术在内陆河流监测中的应用,如河网测绘、河漫滩的监测管理、河岸侵蚀监测、洪水监测管理等内陆水系监测管理实例。通过对流域范围的LIDAR点云数据进行滤波与分类,建立数字高程模型,或结合使用地理信息系统、遥感影像、全球定位系统采集的数据,来实现上述实例。简要评述了LIDAR技术在内陆水域监测管理方面的优势,以及当前我国内陆水系监测管理的技术现状。通过国外典型案例说明LIDAR技术在我国内陆水系监测管理中广阔的应用前景。     

活性污泥中超氧化物歧化酶(SOD)活性测定影响因素

研究以污水生物处理中的活性污泥为对象,采用氮蓝四唑光还原法测定超氧化物歧化酶(SOD)活性,从样品制备和保存方面探讨了是否添加溶菌酶液、细胞破碎时间、酶液保存时间与保存温度等因素对SOD活性测定的影响。研究表明,溶菌酶液的加入提高了细胞破碎效果;细胞破碎的条件为99次(工作3 s,停3 s),时间为40 min时破碎效果最好;酶液保存时间在4 h内最佳;-20℃保存比4℃保存对酶活性影响小。最佳检测条件为:取样量为1 mL时,反应温度为30℃,反应时间为20 min时,SOD酶活性最大。     

华南沿海某大气背景点黑碳气溶胶污染特征

黑碳气溶胶(BC)因其显著的气候效应和对人类健康的危害而成为研究的热点。研究背景点位BC的浓度水平和来源特征有助于掌握BC在区域尺度上的辐射强迫特性和环境影响。2009年秋季在华南沿海某区域大气背景点进行了为期约40 d的BC在线观测。观测期间BC的平均浓度为(2.34±1.33)μg/m3,与其它区域背景点相比处于较高水平。利用中尺度天气研究和预报系统WRF模拟的高分辨率三维气象场数据驱动HYSPLIT-4反向轨迹模式,模拟观测期间每小时的气团轨迹,将所有轨迹分为来源特征明显的东北沿海、北方内陆、香港方向和东南海面方向四类。当受到东北沿海来源气团影响时,BC的浓度为平均水平的1.4倍,BC和CO有较好的线性相关关系,而其它三类气团影响时的BC浓度都低于平均浓度,且BC和CO的相关关系很差,说明来自东北沿海地区的较近距离区域传输是影响该背景点大气BC的主要源区。     

GM(1,1)灰色模型在真空预压沉降预测中的应用

土体固结度是真空预压法加固土体效果的一个重要评价指标,地基最大沉降量的计算是确定土体固结度的关键。本文结合工程实例,分析了GM(1,1)灰色模型在真空预压沉降预测中的可行性,根据部分实测数据计算了地基最大沉降量及土体固结度,并与常用的三点法和双曲线法计算结果进行对比,结果表明GM(1,1)灰色模型的预测结果更符合工程实际。该研究对真空预压施工具有一定的指导意义。