都柳江上游沿岸喀斯特地区土壤重金属污染及健康风险分析

以贵州省都柳江上游沿岸喀斯特地区为研究对象,根据空间系统法布设样点,共采集62个表层土壤样品.运用单因子污染指数法、内梅罗综合污染指数法、人体健康风险评价模型、克里金插值方法和地理探测器模型,研究土壤重金属Sb、As、Cd、Pb和Cu的污染及人体健康风险空间分布特征.结果表明,研究区土壤Sb和Cd含量分别是贵州省土壤重金属背景值的6.58和1.95倍.土壤重金属总体属于轻度污染,土壤Sb和As的轻度及以上污染面积分别占总面积的24.62%和20.97%,Cd轻度污染面积分布最广,占总面积的44.55%.研究区土壤重金属人体健康风险为低风险等级,儿童健康风险大于成人,Cd和Sb是人体健康风险的主要影响元素.由地理探测器分析可知,所有因子中地层对土壤中Sb和Cd人体健康风险空间分异的解释力最大,其余因子对土壤Cd的人体健康风险空间分异解释力大小依次为：土壤类型>海拔>距河流远近>土地利用类型>坡度;而其余单一因子对土壤中Sb人体健康风险空间分异的解释力均较低,其空间分异可能受到多重因子的复合影响.地层与Cd对成人和儿童的致癌健康风险呈显著正相关（p<0.05）...     

基于地理探测器和多源数据的耕地土壤重金属来源驱动因子及其交互作用识别

明确耕地土壤重金属来源对土壤健康合理管护及其可持续发展至关重要.利用正定矩阵因子分解(PMF)模型源解析结果(源成分谱和源贡献)、历史调查数据和时序遥感数据,整合地理探测器(GD)、最佳参数地理探测器(OPGD)、空间关联探测器(SPADE)和空间关联交互探测器(IDSA)模型,探讨了土壤重金属来源空间分层异质性研究中可塑性面积单元问题(MAUP),分别识别了分类变量和连续变量中控制土壤重金属来源空间分异的驱动因子及其交互作用.结果表明,中小尺度下土壤重金属来源的空间分异性研究受空间尺度影响,0.08 km²能够作为区域土壤重金属来源空间分异性探测的可选空间单元.连续变量受空间相关性与离散化水平影响,分位数法和中断数为10的离散化参数组合能够减少连续变量在土壤重金属来源空间分异性探测中所受分区效应的影响.分类变量中地层(PD 0.12～0.48)控制土壤重金属来源空间分异,地层和流域的交互作用对各来源解释力为27.28%～60.61%,各来源的高风险区域分别分布在地层中的下震旦系、上白垩系、土地利用中采矿用地和土壤种类中典型强淋溶土区域.连续变量中人口(PSD 0...     

长三角地区生态系统服务价值动态演化及驱动力分析

长三角地区是中国经济最活跃、开放水平最高、人口最为稠密的区域之一,探究区域生态系统服务价值时空演变规律及其驱动因素,对于实现长三角地区生态环境共保联治、增强区域可持续发展能力、推动长三角一体化高质量发展具有重要意义。基于1990—2018年长三角地区4期土地利用数据,在定量分析长三角生态系统服务价值变化趋势及各生态系统服务功能权衡协同关系的基础上,综合采用空间相关、热点分析和地理探测方法探讨长三角生态系统服务价值时空分异特征及其驱动因素。结果表明：(1)长三角生态系统服务价值和各生态系统服务功能价值均呈下降趋势,2010年之后下降趋势放缓;2010年之前区域生态系统服务功能权衡度下降、协同度上升,2010年之后协同关系占据完全主导地位。(2)长三角生态系统服务价值空间分布呈现南高北低的空间格局,且呈显著正向空间自相关关系;冷点数量在2010年达到峰值,之后开始减少;热点数量自2000年之后呈减少趋势,但减幅变小。(3)海拔、日照时长和年降水量为长三角生态系统服务价值空间分异的主要驱动因子;一产占比与海拔的交互作用最为明显,q值达0.883,自然地理要素与社会经济要素交互作用主导驱动了长...     

基于Geodetector模型的鄂北岗地土壤有机质空间格局及影响因素分析——以枣阳市为例

为探明鄂北岗地耕地土壤质量及影响因素情况,以湖北省枣阳市为研究区,选择样点240个,以土壤有机质土壤有机质(SOM)含量为研究对象,运用经典统计学、地统计学对耕地土壤有机质含量空间格局进行分析,引入地理探测器Geodetector模型结合佩尔森(Pearson)相关系数法,得出影响枣阳市土壤有机质含量空间格局的显著性因子。结果表明:(1)枣阳市耕地土壤有机质含量分布空间格局呈弱变异,空间变异模型为球状模型拟合,分布格局呈现四周高,中心向东北向偏低的空间格局;(2)对土壤有机质含量单因子影响最强的5种因子均为降水量、土壤类型、NDVI、地表起伏度、公路距离;(3)各因子交互作用解释力均大于单因子作用解释力,表现为非线性协同作用。该研究将地理信息科学与遥感、统计学以及地理探测器等多学科技术相结合,为探索控制鄂北岗地土壤养分的空间格局及其因素提供方法途径,尝试为水稻种植区及盆地地区进行农业管理、施肥管控及土壤养分空间预测等研究工作提供基础。     

科技前沿

新型中子半导体探测器能装入口袋,美国研究人员近日在《自然》杂志上发表研究报告称,他们使用一种富含锂的新型半导体材料,开发出可装入口袋的小型中子半导体探测器。这种探测器高效且稳定,既可以作为便携式设备用于现场检查,也可以用在超大型探测设备上,有望成为新一代中子探测器。高效的中子探测器在国家安全、医学、天文学等许多领域都至关重要。     

聚集用火下热探测器响应温度的研究

为得出聚集用火下建筑物天花板平面热探测器响应温度的计算公式,采用PyroSim 2015软件进行建模,在模型天花板平面内设置一系列的热电偶代替热探测器监测温度变化,在热释放速率（HRR）分别为1,5,10,20,30 kW和天花板高度分别为3,5,7 m的条件下进行15次数值模拟,对模拟结果数据分析、处理及拟合。研究表明:羽流中心线处温度远高于其他位置;羽流中心线处响应温度随着天花板高度的升高而降低,且与HRR存在显著的二次函数关系;其他位置处响应温度随着天花板高度的升高而降低,随着到羽流中心线距离的增大而降低,且与HRR和到羽流中心线的距离存在显著的二次函数关系。结合室内全年最高温度及补偿温度,建立出聚集用火下热探测器响应温度的计算公式。     

光电探测器微变信号放大电路的设计和分析

针对火灾探测过程中的光电探测器输出的微弱信号设计了一个微变信号提取放大电路。将探测器内阻分解为微变内阻和不变内阻,采用两路取样信号方法进行差模放大。经过计算选择了特定的电路参数,使得电路输出和探测器微变内阻成正比关系,从而实现了微变信号的放大。用斩波方法进行了电路输出性能的实验。对电路参数的选择以及温漂问题进行了详细分析。     

现代火灾自动报警系统简介

在火灾自动报警系统中,探测器及模块是系统的“感知器官”,随时监视着周围环境情况;控制器（含联动型）是系统的“躯体”和“大脑”,它给探测器及模块供电、接收、转换、协调、处理和传递信息,并使系统与相关设备（如显示、讯响、 网络等）发生联系。     

湖北省生态系统服务协同权衡时空差异及归因分析

快速城镇化进程导致生态系统服务功能日益下降,如何促进城市扩张和生态保护的协调、可持续发展成为热点话题。现有研究多采用相关性指标测度单期生态系统服务间协同权衡特征,较少兼顾动态关系识别与作用强度测定。以湖北省为例,测定2010、2020年两期产水、食物供给、生境质量和土壤保持4项生态系统服务,构建动态权衡协同度(DESTI)量化2010～2020年间生态系统服务变化量的权衡/协同关系的强度及方向,引入最优参数地理探测器识别自然与社会因子对其驱动机制。结果表明：(1)2010～2020年,除生境质量外,食物供给、土壤保持和产水3项生态系统服务功能均呈递增态势;(2)4项生态系统服务间动态协同权衡的强度和方向在空间上存在显著差异;(3)动态协同权衡度受自然因素(日照时数、降雨)和土地利用类型的驱动作用明显,自然经济交互作用也增强了协同权衡的空间差异。研究全方位明晰了区域动态协同权衡的空间特征、作用强度与驱动机制,提出的管控措施有助于区域生态经济的协同发展。     

耕地土壤重金属健康风险空间分布特征

以江苏省某市为研究区域,借助ArcGIS和SPSS分析工具,利用US EPA健康风险评估模型评估耕地土壤重金属Cr、 Pb、 Cd和Hg的健康风险,从地理学的视角构建包含地理探测器及优化后的位序-规模理论模型的健康风险分析方法体系,分析其健康风险空间分异度及风险水平差异.结果表明,研究区域Cr、 Pb、 Cd及Hg这4种耕地土壤重金属含量均值分别为65.207、 25.486、 0.238和0.045 mg·kg~(-1),均低于耕地土壤污染风险的最低筛选值; Hg和Cd的健康风险均处于可接受范围内,Cr和Pb的儿童非致癌风险均值以及Cr的成人及儿童致癌风险指数均值分别为2.914 385、 1.337 503、 4.312 679×10~(-6)及8.137 130×10~(-6),均超过可接受范围;不同耕地重金属健康风险q值的范围为0.005 523～0.204 238,高风险特征因子需要进一步引起关注;研究子区域1、子区域2、子区域3和子区域4的Cr与Pb的儿童非致癌风险及Cr的致癌风险的R值较大,均接近或超过1,其他研究子区域的R值均低于0.1,中、高风险区与低风险区R值差异相对较大,研究子区域的高风险区比较集中.以耕地土壤重金属健康风险评价结果为基础,地理学视角分析市域范围的空间分异程度以及市辖县的风险水平,对于丰富健康风险研究手段、衡量不同尺度的健康风险水平以及制定精细化的风险管控策略等具有积极的意义.