南昌快速城市化过程对环境多介质有机碳含量的影响

基于1983—2014年6期Landsat遥感影像并结合地统计学方法,分析了南昌市近30年来快速城市化对环境多介质(土壤、灰尘及沉积物)有机碳含量及空间分布的影响.结果表明:(1)南昌市近30年间城市化过程经历了3个阶段:一个高速增长阶段(2000—2005年)和两个低速增长阶段(1983—2000年、2005—2014年);(2)南昌市灰尘、土壤及沉积物中有机碳平均含量分别为28.71、25.21和14.90 g·kg~(-1),均远高于江西省土壤有机碳背景值(2.44 g·kg~(-1));(3)市区主干道路沿线表层土壤有机碳含量显著高于郊区土壤,其分布总体呈现出由市区向郊区阶梯式递减的规律;(4)老城区灰尘有机碳含量高于新建城区,大致随着城市扩张方向呈现逐渐减少的趋势,表现出显著的空间异质性;(5)湖相沉积物有机碳含量在水平方向上也大致呈现出由市区向郊区减小的趋势.     

长株潭城市群PM2.5和O3浓度时空分布特征及影响因素分析

基于2015~2019年长株潭城市群PM_2.5和O₃遥感浓度数据,利用空间自相关指数和地理加权回归（GWR）等方法探究PM_2.5和O₃浓度的时空分布特征及相关因素对其影响强度.结果表明：① PM_2.5浓度整体呈现出冬季和春季高,夏季和秋季低的"U"型特征,而O₃浓度则表现为夏季和秋季高,冬季和春季低的"M"型特征,PM_2.5与O₃年均浓度高低排序为：长沙市>湘潭市>株洲市.② PM_2.5与O₃浓度在夏季呈现正相关,秋冬季为负相关,且具有显著的空间集聚特征,O₃浓度高-高集聚区的面积呈现逐年增加的趋势.③GWR结果显示：夜间灯光强度和人口密度都对PM_2.5与O₃具有正相关效应,其中,植被指数（NDVI）、风速和温度对PM_2.5浓度的影响最为显著,而风速和温度对O₃影响强度更为突出,不同因素对PM_2.5和O₃浓度影响具有显著的空间异质性.     

城市化背景下喀斯特流域生态服务价值时空分异特征——以贵阳市南明河流域为例

以贵阳市南明河流域1990、2000和2013年遥感影像数据为基础,通过多尺度空间单元格及空间自相关分析,结合GIS空间分析技术,定量描述了南明河流域生态系统服务功能的时空分异特征,进一步揭示了喀斯特区域城市发展引起的生态服务价值变化。结果表明:1990~2013年,南明河流域生态服务价值增加6.87亿元,林地生态服务价值增加,而耕地、建设用地的变化造成生态服务价值的损失;流域生态服务价值存在较强空间聚集性,生态服务价值"热点"区主要分布在流域中下游,"冷点"区主要集中在流域中游;随着研究尺度的增加,流域生态服务价值的空间自相关性增强;流域生态服务价值对价值系数缺乏弹性,林地敏感性最高,对流域生态服务价值贡献最大,而城市化进程加快使得建设用地对总生态服务价值的影响程度增加。     

矿业密集区地表热环境时空异质性驱动机理

基于Landsat遥感影像热红外波段数据，利用大气校正法反演地表水热因子中的地表温度值，基于Landsat遥感影像可见光波段，从生物地球物理效应角度提取下垫面地表扰动类型和4个生物物理参数（光合植被覆盖度，Fractional Cover of Photosynthetic Vegetation，f_PV；土壤湿度监测指数，Soil Moisture Monitoring Index，SMMI；增强型裸土指数，Enhanced Bare Soil Index，EBSI；归一化不透水面指数，Normalized Difference Impervious Surface Index，NDISI），借助叠加分析、相关分析和回归分析，定量分析了河北省迁安市马兰庄镇地表热环境时空异质性特征并可视化，以及4个生物地球物理参数的响应规律.结果表明：矿业用地地表温度最高，属热岛效应聚集区；地表下垫面扰动类型以及4个驱动因子的时空变化，导致研究区夏季午间地表热环境异质性较大，且5期影像下垫面地表温度均呈现出工矿用地>居民地>耕地>林地>水域的分异特征；单因素回归分析表明，f_PV和SMMI指数与归一化地表温度（Normalized Land Surface Temperature，NLST）呈线性负相关（P<0.01），EBSI和NDISI与NLST呈线性正相关（P<0.01）；多元回归分析表明，利用4个生物物理参数综合考量地表热环境异质性，可全面反映下垫面生物物理参数与地表温度的真实关系，且5期影像与LST呈负相关关系的SMMI回归系数均大于f_PV，说明地表温度的下降与土壤湿度的增加有明显的关系；与LST呈正相关关系的EBSI回归系数均大于NDISI，说明地表温度的上升与裸土的增加有明显的关系.研究结果可为矿业密集区地表热环境异质性的评估和优化提供定量参考.     

Density-dependent kinetics models for a simple description of complex phenomena in macroscopic mass-balance modeling of bioreactors

From experiments originally proposed by Ardity et al. [Arditi, R., Perrin, N., Saïah, H., 1991. Functional responses and heterogeneities: an experimental test with cladocerans. Oikos 60, 69–75] in the field of fundamental ecology, this paper derives conditions under which mass balance ratio-dependent kinetics models are more appropriate (in a sense to be specified in the sequel) than substrate-dependent kinetics models to macroscopically describe bioprocesses with attached biomass. From literature results, it is also suggested that the use of Contois growth functions should be preferred to substrate-dependent kinetics when macroscopically modeling an immobilized-biomass bioreactor. The “robustness” of this result, rather based on a qualitative reasoning, is investigated in simulation and a number of fundamental properties of ratio-dependent models are highlighted. Furthermore, it is shown that ratio-dependent models are well suited to describe macroscopically bioreactors where the diffusion phenomenon is obviously one of the most important limiting factor.     

长江中游地区生态系统服务价值空间分异及敏感性分析

生态系统功能的不断退化是人类当前面临的一个共同挑战,是全球可持续发展研究的焦点问题。长江中游地区生态环境保护对于构建中国生态安全格局具有重要作用,为了深入分析长江中游地区土地利用活动对生态系统功能的干扰程度,基于长江中游地区生态系统服务价值评价结果,采用土地利用变化生态贡献度和生态系统服务价值敏感性方法进行测度。研究结果表明：（1）研究期间长江中游地区地均生态系统服务价值经历了“先增加后降低”的变化过程,山区地均生态系统服务价值高于平原地区、城市群地区、大城市周边县区以及主要交通道路沿线地区,长江中游地区生态系统服务价值总体变化呈现“两纵三横”的空间分布格局;（2）1995-2015年间退耕还林、还水、还湿是长江中游地区生态系统改善的主要原因,毁林开荒、围湖造田以及建设用地对林地和耕地的占用是长江中游地区生态系统恶化的主要原因;（3）食物生产、原材料生产、气体调节、土壤保持和维持生物多样性等五种类型生态系统功能敏感性有所增加,其他类型生态系统功能敏感性逐渐减弱。研究结果可为长江中游地区生态环境保护,保障生态系统服务各项子功能的持续供给提供科学指导。     

异质性工业企业碳减排状态与路径的比较

在将企业各主营业务划分至所属细分行业的基础上,采用ZSG-SBM方法测算工业行业2011~2016年和上市工业企业2014~2016年的碳排放效率;通过结构方程模型量化企业的碳减排潜力和能力;综合评估其碳减排状态,并运用四象限矩阵法探讨其减排路径的差异.结果显示,2011~2016年中国工业行业的碳排放状况得到逐年改善,制造业内部行业效率呈现集聚现象,重工业行业效率普遍高于0.65,轻工业行业效率参差不齐;异质性企业的减排潜力和能力存在关联和差异,治理结构和技术能力对企业深度减排具有多重影响和关键作用,外部环境对技术能力兼具激励效应和挤出效应.因此,干预政策的制定应关注企业碳减排状态的异质性,规划有差别的减排路径,避免重复建设.     

喀斯特高原黄壤区退化植物群落常见植物叶片氮同位素组成

氮是植物需求量最大的矿质营养元素。由于氮循环诸过程中的化学转化、物理运输等都有可能使其发生同位素分馏,植物稳定氮同位素组成是土壤-植物-大气连续体综合作用的整体响应,能较好的反映流域内与植物生理生态过程相联系的一系列环境信息,具有示踪、整合和指示等多项功能。为探讨喀斯特环境下黄壤区植物稳定氮同位素组成变异的影响因素及其相关关系,以喀斯特高原贵州省清镇市王家寨峰丛洼地小流域为例,选取流域内黄壤区退化植物群落3种植被类型中的4种常见植物为研究对象,分别对其叶片C、N、P、K、Ca、Mg元素含量和稳定氮同位素进行了测定分析。结果表明:(1)研究区植物叶片δ~(15)N值的变化范围为-3. 25‰～0. 69‰,平均值为-1. 04‰,变异程度较高,离散程度较大,呈负偏态分布。(2)植物叶片δ~(15)N值在群落间和坡位间的差异均不显著(P0. 05);(3)植物叶片δ~(15)N值的种间变化趋势为小果蔷薇(-0. 03‰)火棘(-0. 24‰)过路黄(-1. 58‰)粉枝莓(-2. 29‰),差异显著(P0. 05)。(4)研究区植物叶片δ~(15)N值受群落类型和物种因素的交互影响显著(P=0. 016,R2=0. 870)。(5)研究区植物叶片δ~(15)N值受叶片K营养含量的影响较大,同时与C、N、P、K、Ca元素化学计量比之间的关系密切,叶片K、Ca营养含量间的调控是影响黄壤区植物叶片δ~(15)N值的主要因素。     

差异化碳减排目标对区域产业部门经济与碳减排的影响

碳减排目标是实现减排任务的重要保障.为探讨差异化减排目标对区域产业部门经济与碳减排的影响,以在我国具有特定区位条件（“21世纪海上丝绸之路”的重要节点）和经济发展现状（相对较为落后）的广西壮族自治区为主要研究区域,构建包括广西壮族自治区和我国其他地区〔除广西壮族自治区以外的其他省（自治区、直辖市）,但不含港澳台地区,下同〕在内的可计算的一般均衡模型,设定P55C65、P75C65、P65C55、P65C65、P65C75（“P”表示广西壮族自治区,“C”表示我国其他地区,“55”“65”“75”分别表示碳减排目标依次为55%、65%、75%）和基准情景（无减排目标）,研究区域间宏观经济和微观产业部门指标之间的相互影响.结果表明:①无差异情景（P65C65）下,广西壮族自治区农林牧渔业2030年的产值为741.17×108元,比基准情景下降0.19%;我国其他地区电子设备制造业的产值为33 457.49×108元,比基准情景下降2.00%.对广西壮族自治区碳排放贡献较大的产业部门主要为食品制造业、金属冶炼及压延业和服务业,而我国其他地区碳排放主要受电力热力生产的影响.②差异化情景下,这两个区域的金属冶炼及压延部门受减排约束影响均较明显.相比无差异情景,P75C65情景下,广西壮族自治区2030年金属冶炼及压延部门的出口总值和省际输出分别降至17.55×108和186.32×108元,分别下降了6.80%和1.65%;本地供应和产出分别降至358.72×108和562.59×108元,分别下降了1.85%和1.95%;金属冶炼及压延部门碳排放降至4 997×104 t,下降了12.79%.而我国其他地区2030年P75C65情景下,金属冶炼及压延部门的出口总值、省际输出、本地供应和产出则分别上升了0.05%、2.06%、0.06%和0.06%,分别增至1 283.24×108、28.25×108、26 598.95×108和27 910.43×108元,该部门的碳排放上升了0.05%,增至82 927×104 t.尽管碳减排目标能有效降低广西壮族自治区的碳排放,但也会给其产业部门带来一定的经济损失,该区域的出口、省际输出、本地供应和产出不仅受自身减排目标的影响,也受到我国其他地区减排目标的约束.建议在落实各省（自治区、直辖市）减排任务时,也要实施差异化减排目标,发展当地的优势产业.      

城市污水处理系统真核微生物群落特性与地域性差异

城市污水处理厂是控制水污染、保证城市与人类可持续发展的重要设施.真核微生物作为活性污泥系统中不可或缺的一部分,在指示活性污泥性质、预测出水水质、强化净化效果、保障系统稳定运行过程中发挥着重要作用.本研究以来自北京、深圳和无锡的14个城市污水处理厂的61份样品为研究对象,采用18S r DNA高通量测序技术并结合多种生态学及统计学相关分析方法,探讨了活性污泥系统内真核微生物群落特性与地域性差异.结果表明,不同空间尺度下,活性污泥系统内真核微生物群落优势种群组成相似,在Devision水平上,群落优势种群主要由真菌、原生动物(纤毛亚门)和后生动物组成,三者相对丰度之和高达86. 22%～89. 40%.不同城市污水处理厂活性污泥系统内真核微生物多样性存在差异,无锡群落的多样性(丰富度和香农-威纳多样性指数)最高,北京的最低,且3个城市的活性污泥系统内真核微生物群落结构存在显著的地域性差异. partial mantel test和多元回归矩阵分析结果表明,曝气池混合液温度和出水总氮浓度与活性污泥系统内真核微生物群落结构的相关性较强.研究结果深化了对污水处理系统中真核微生物的认识.