生态文明视角下喀斯特地区“双评价”研究——以生态敏感区宁远县为例

精简“双评价”流程、融合评价机制,基于生态文明视角构建具有喀斯特地区特色的指标体系,刻画国土空间开发与保护格局特征,对于生态敏感脆弱区可持续发展具有重要指导意义。分别从生态、农业与建设三个视角构建指标体系,将资源环境承载力和国土空间开发适宜性评价指标整合,从国土的用途功能出发,提供一个全新的评价思路,测算宁远县国土对于不同功能的适宜程度。结果表明：（1）宁远县生态保护重要性总体较高,不同等级、地区空间集聚和分异特征明显,呈南北两侧高、中部和西部偏低的分布格局,需重点加强南北两侧生态空间的保护力度,满足国家提倡的生态文明建设要求;（2）农业生产适宜性总体较低,适宜生产区域主要以城区中心分割线为轴带,呈东、西两侧对称分布格局,和生态保护空间存在一定冲突,需合理优化农业生产结构和布局,保障区域粮食和生态的“双安全”;（3）建设开发适宜性总体上较低,中心外围分布格局特征显著,以中心城区为核心并向四周辐射递减,需节约集约利用国土资源,适当调整和转变发展利用方式,协调“三生空间”关系;（4）以中心县城为核心,“三环带放射式”的国土开发与保护空间格局特征明显,建设—农业—生态空间呈“同心圆”圈层结构分布;（5）多宜、双宜、单宜与不宜空间面积依次为36672.67 hm²、32276.11 hm²、181022 hm²、175.46 hm²,分别占宁远县国土的14.66%、12.90%、72.37%、0.07%。从生态文明视角开展喀斯特地区“双评价”研究,更为精细地摸清特殊地貌的国土基数与空间基底,提升了国土空间规划的科学性与操作性,可为其他喀斯特生态脆弱区域“双评价”工作开展提供科学支撑。     

采伐与人工更新对红壤丘陵区森林面积和地上生物量的影响模拟——以会同县磨哨林场为例

我国人工林生态系统正面临着结构退化、功能降低等问题,迫切需要通过合理的森林管理方案实施有效的管理措施加以改善。本文以湖南省会同县磨哨林场为研究区,应用生态系统过程模型PnET-II和森林景观模型LANDIS-II,采用情景模拟的方式研究未来100年低、中、高强度的采伐措施以及人工更新对森林面积和地上生物量的影响。结果表明：（1）随着采伐强度增加,人工针叶林面积持续减少、森林AGB下降幅度加大;（2）人工更新措施能够使人工针叶林面积保持稳定,促进其AGB积累,有利于人工林更新与生长;（3）对人工林采取中等强度采伐且实施伐后人工更新的管理方案有利于我国南方以杉木（Cunninghamia lanceolata）、马尾松（Pinus massoniana）为主要树种的人工林地区实现森林可持续经营。     

Characteristics of sewer biofilms in aerobic rural small diameter gravity sewers

Small diameter gravity sewers(SDGS) are extensively used to collect rural sewage as they are low in cost and quick to construct.However,the characteristics of biofilms in rural SDGS are still not clear.In this study,biofilms characteristics of aerobic rural SDGS were investigated using simulations in a lab under different flow conditions and slopes.Results indic ated that the average thickness of aerobic rural SDGS biofilms was in the range of 350-650 μm,decreasing at locations with variable flow and high slopes.Protein was the most abundant substance in extracellular polymeric substance of SDGS biofilms.The most abundant bacteria,Proteobacteria,Actinobacteria,and Bacteroidetes,and functional bacteria showed different distributions when analyzed through Illumina HiSeq sequencing of 16 S rRNA.The relative abundances of denitrifying bacteria,nitrite-oxidizing bacteria,and sulfate-reducing bacteria(SRB) were lower during variable flow than during stable flow.High slopes(15‰) decreased SRB presence,which could be used to mitigate H_2 S accumulation in aerobic SDGS.Overall,this study describes the characteristics of aerobic rural SDGS biofilms and provides valuable suggestions for the optimal design of SDGS based on these characteristics.     

河道硬化对傍河地下水源补给结构及范围的影响

为研究傍河地下水的水均衡状况,以及傍河水源井群补给范围受河道硬化的影响,选取张家口盆地的Y傍河地下水源地为研究对象.采用数值模拟法建立研究区地下水数值模型,通过水均衡分析探究河道硬化对傍河地下水水均衡状况造成的影响;利用MODPATH对水源井群进行质点反向示踪模拟,获得井口质点向前追踪1 000 d的补给范围,对比水源井群补给范围并结合历史与近期水质数据分析河道硬化造成的影响.结果表明:①傍河地下水水均衡情况显示,主要的补给项为边界流入和降雨入渗,二者补给量分别为208.04×103与35.91×103 m3/d,占比分别为82.88%与14.31%;主要的排泄项为边界流出与地下水开采,二者排泄量分别为152.12×103与95.40×103 m3/d,占比分别为60.60%与38.01%.②河道硬化对傍河地下水水均衡的影响表现为河水对地下水的入渗量减少了46.79×103 m3/d,入渗量减幅为86.91%,且地下水停止了对河水的排泄,补给范围地下水水位下降了2~6 m.③河道硬化对傍河水源井群补给范围的影响表现为井群1 000 d的补给范围沿河流方向上减少了271 m,垂直河流的最宽距离增加了210 m,面积增加了0.77 km2,补给区域向远离河岸的方向发生偏移.④河道硬化对傍河地下水水质影响表现为河道硬化后傍河地下水pH、总硬度、氨氮浓度等均下降,有效减少了地表水污染物的入渗,但地下水的化学环境发生改变,潜在风险增加.研究显示,河道硬化极大地阻碍了河流与地下水之间的相互作用,严重影响了傍河地下水源的补给量和补给范围,使水源井群的补给区域发生偏移,给傍河地下水水源安全带来新的潜在风险.      

Ce改性Mn系催化剂结构及低温催化活性影响研究

采用浸渍法制备了Ce改性负载型Mn系TiO 2催化剂,考察了Ce负载量、反应温度等因素对催化剂效率以及选择性的影响,利用扫描电镜、氮气物理吸附(N 2-TPD)等表征手段分析了Ce/TiO 2催化剂催化活性影响机理。结果表明:改性催化剂在Ce/Ti摩尔比为0.08的条件下表现出最佳的脱硝效率及NO选择性;MnCe(0.08)Ti催化剂在180℃条件下的脱硝效率超过85%,而N 2 O体积分数仅为24×10-6(47.1 mg/m 3);Ce的加入优化了催化剂表面的孔隙结构,比表面积与和孔容积分别达到121.11 m 2/g、1.71 cm 3/g;MnCe(0.08)Ti催化剂在210℃通入体积分数为300×10-6(857.1 mg/m 3)的SO 2和8%的水蒸气,连续运行180 h过程中的脱硝效率均可保持在80%以上,具有良好的抗硫性和稳定性。     

透析对施氏矿物微观结构及其砷吸附能力的影响

探讨透析对施氏矿物微观结构和砷吸附能力的调控,对高效合成施氏矿物,进而将其应用于含砷地下水处理具有重要意义.本研究在利用FeCl_3·6H_2O与Na_2SO_4合成施氏矿物的基础上,用截留分子量100000 Da和20000 Da透析袋分别对施氏矿物透析10 d与20 d,探究了透析过程对施氏矿物产生量、比表面积、孔体积、平均孔径等矿物特征的影响,并考察了透析前后施氏矿物对废水中砷的吸附去除效果.研究结果表明,透析过程可显著提高矿物的合成量,增加矿物比表面积及孔体积,增加矿物的平均孔径.施氏矿物在截留分子量100000 Da与20000 Da透析袋中透析20 d,矿物产生量分别增加70.70%与79.84%;比表面积分别增加68.75%与45.85%;其中微孔(2 nm)比表面积增加439.90%与395.11%,中孔(2～50 nm)比表面积增加30.63%与9.96%;孔体积分别增加332.79%与287.25%,其中微孔体积增加491.61%与419.92%,中孔体积增加了220.36%与211.95%,透析后矿物平均孔径增长了214.77%与244.31%;矿物对污水中砷的吸附去除能力提高65.60%与64.74%.本研究结果可为化学合成施氏矿物改性并将其应用于地下水除砷领域提供必要的参数支撑.     

典型岩溶区土壤和地下水中多环芳烃的分布特征及健康风险研究

以重庆市典型岩溶槽谷为研究区,采集其地下河流域内的土壤和地下水样品,分析了16种优控多环芳烃（PAHs）的含量、时空分布特征及致癌、非致癌健康风险.结果表明,土壤和地下水在不同样点间的PAHs含量及健康风险差异明显,与国内外其它地区相比,青木关和南山流域内土壤和地下水PAHs的污染水平较低,两地下河流域内土壤PAHs的组成以高环为主,地下水中则以低环为主,土壤PAHs的健康风险值为5.53×10^-8~4.57×10^-7,整体处于低致癌风险水平,其中,二苯并[a,h]蒽（DahA）的致癌风险最高,贡献率达80%以上;地下水PAHs的健康风险值为5.83×10^-8~1.32×10^-6,经口摄入途径的致癌风险水平较高.南山地下水样点间健康风险值波动比较大,受点源污染影响明显,其地下水的健康风险已超过可接受水平（1.0×10^-6）.     

基于城市化的浙江省湾区经济带碳排放时空分布特征及影响因素分析

基于STIRPAT扩展模型与2003-2017年浙江省湾区经济带面板数据,分析碳排放时空分布特征并应用时空地理加权回归模型（GTWR）实证考察城市化视角下碳排放的驱动机制及其时空异质性。结果表明：（1）浙江省湾区经济带各地市碳排放规模逐年增加但增幅不大,增速放缓,碳排放量差异明显,碳排放强度逐年下降,空间上呈现自西南向东北逐渐加大的趋势;（2）经济发展水平和对外开放程度是碳排放的主导因素,其他依次为能源消费结构、技术进步和城市化;（3）各影响因素呈现较强的时空异质性,不同时间、地区各驱动要素的波动方向和强度并不相同。在此基础上具体分析各地区碳排放驱动因素影响情况,为实现区域差异化碳减排策略提供指导。     

基于韧性理念的海岸带生态修复规划方法及应用

生态修复是海岸带空间规划的重要组成部分,而韧性理念中有关规划-吸收-恢复-适应的演化规律对于海岸带生态修复具有重要的指导意义。以沙化较为典型的海南木兰湾海岸带区域为例,开展海岸带国土空间生态修复规划的方法及应用研究,基于沙化脆弱性和生态系统服务的空间耦合分析划分不同类型空间,并分区制定生态修复规划方案。研究结果表明：（1）沙化脆弱性高的区域主要是旱地和沙地,面积达21.8%,生态系统服务高的区域主要是林地、水域、湿地,面积达67.5%。（2）重建修复区主要位于鱼塘、旱地一带,占总面积的16.4%;人工辅助修复区主要位于旱地以及迎风面一带,面积达5.5%;适度开发区多为基本完全沙化区域,面积为15.8%。相关评估结果和生态修复规划方案能够揭示生态系统各关键因子之间的胁迫-响应机理,为海岸带沙化区域的生态修复及恢复提供科学支撑。     

三峡库区澎溪河回水区溶解态金属离子来源和时空分布特征分析

以三峡库区北岸最大支流澎溪河的高阳平湖段为例,探讨随着调水方式导致的水位变化,三峡库区支流金属离子Ca、Zn、Fe、Cr、Pb、Cu和Hg等在时间、水平和垂直空间维度上的分布和动态.在2013年6月5日~2014年5月29日为期1 a的采样周期内于澎溪河长年回水区高阳平湖的4个采样点采样共21次,平均每17.3 d采集一次.水体样品分别采自水体表层(0~0.5 m)、中层和底层(底泥以上0.5 m).冬季水体不分层期间,中层样品采自水深1/2处,分层时则采自温跃层.应用RBR-80220型水质自动分析仪监测各样点水温、电导率、水深等数据.水样采用冷原子吸收法和电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测定各金属质量浓度.运用Excel、SPSS软件进行数据统计分析;以Hg离子为例,利用Matlab软件构建各水位时期金属离子质量浓度分布三维柱状图.结果表明:(1)从水体可溶性金属离子质量浓度角度,澎溪河水质总体较好,Cr、Pb、Cu、Zn和Hg等离子均低于地表水环境质量标准(GB3838-2002)Ⅲ类水质标准相应离子质量浓度;(2)在来源上,Cr、Pb和Cu等离子来源于干流回水;Fe和Zn离子来源于澎溪河内源;Hg离子来源受干流回水和内源影响.金属离子随着温度分层出现质量浓度分层现象;(3)影响高阳平湖电导率的主要物质是非金属离子.