湖北省作物系统氮素利用及其环境影响综合评估

粮食安全、资源高效和环境友好是发展可持续农业的核心问题。湖北省作为长江中下游平原重要农业省份,亟需综合评估作物系统氮素利用及其环境影响。针对湖北省主要粮食作物(水稻、小麦、玉米、大豆)和经济作物(茶叶、水果、蔬菜),提出作物系统氮素利用效率及其环境影响的综合评估框架,系统分析2020年湖北省作物生产过程中氮素利用状况及环境效应的空间分异特征。结果表明,在氮素利用方面,湖北省农作物施氮量、氮盈余和温室气体排放强度偏高,氮肥偏生产力和氮素利用率较低。湖北省施氮量比同年中国施氮量平均水平高43%;粮食作物氮素利用率为35.17%,而经济作物氮素利用率仅为9.99%,存在较大增效空间。在环境影响方面,经济作物氮盈余总量(43.36%)低于粮食作物(56.64%),其中水稻氮盈余总量(38.27%)最高;然而,粮食作物产生的温室气体在环境影响中占主导地位。从空间分布上看,湖北省施氮量呈现中部高、东西低的趋势。经济作物温室气体排放主要集中在鄂南和鄂北地区,粮食作物温室气体排放主要集中在鄂西和鄂东地区。经济作物氨气单位面积挥发量比粮食作物大,呈现南北高、东西低的分布格局。研究可为后续降低湖北省氮肥投...     

辽西北地区防风固沙服务空间流动与辐射效应

生态系统服务空间流动及其辐射区的研究,有助于明确生态系统服务供给区与辐射区之间的空间联系。基于修正风蚀方程模型(RWEQ)评估辽西北地区防风固沙空间分布格局,利用混合单颗粒拉格朗日整合轨迹(HYSPLIT)模型模拟辽西北地区防风固沙服务空间流动路径,识别与计算防风固沙服务的辐射区和辐射效应。结果表明,2020年辽西北地区防风固沙总量为1 220万t,防风固沙能力整体表现为西南部偏高、中部和东北部相对较低,防风固沙服务空间流动路径为195条,大部分向东北和东南方向扩散,两个方向分别为83和70条,占总数的78.46%,辐射范围主要涉及东北、华北及黄渤海海域。中国境内陆地部分辐射区面积为184.82万km²,防风固沙服务减少下风向沙尘量为597.78万t,受益地区包括内蒙古、黑龙江、吉林、山东、北京、河北和辽宁等11个省(区、市)。该研究对辽西北防护林工程防风固沙服务辐射效应实现了量化评估,可为筑牢该地区生态屏障提供决策依据。     

基于碳汇潜力的碳排放空间关联网络结构特征及影响因素——以长江中游城市群为例

考虑碳汇潜力的碳排放空间关联是促进城市群协同减排的重要基础,更是实现碳中和的有力抓手。以长江中游城市群为研究区,对传统引力模型进行修正,构建兼具碳汇潜力的碳排放空间关联网络,采用社会网络分析（SNA）和二次指派程序方法（QAP）探究长江中游城市群碳排放空间关联网络的时空特征与影响因素。结果表明：(1)研究期间长江中游城市群碳排放网络关联关系数、网络密度和网络关联度呈增长趋势,网络效率和网络等级度不断下降,且网络等级度在2010年后始终为0,表明碳排放空间关联网络日益稠密、网络通达性较强,存在多重叠加的溢出渠道,但等级结构并不森严。基于碳汇潜力的长江中游城市群碳排放空间关联网络从“双核化”向“多极化、多线程”网络形态发展,核心城市的扩散作用不断增强。此外,以抚州、宜昌、鹰潭、上饶和吉安等为代表的高碳生态承载力地区,在碳排放空间关联网络中的受益关联性大于溢出关联性。(2)2020年,长江中游城市群碳排放空间关联网络形成四大板块,相较于板块内部成员间的碳排放空间关联效应,板块间的碳排放空间关联效应更为明显,即板块间的“碳排放转移”效应较为普遍。净溢出板块主要分布在武汉都市圈、宜荆荆都市圈和长...     

城市密闭空间及地下建筑的消防灭火救援技术研究

在我国社会经济的高质量稳步增长下,各地区城市经济水平得到大幅度提升,城市化建设规模也随之不断扩大,同时建筑类型也越来越多样化,而且在先进施工技术与现代科技的辅助下,城市空间利用率持续攀升,地上空间与地下空间得到大幅度延展,但同时也带来不小的消防安全隐患,使得建筑内部复杂性越来越高,这就需要加强城市密闭空间与地下建筑消防灭火救援技术的研究,从而最大程度上提高城市建筑消防安全水平。本文将重点论述城市密闭空间及地下建筑火灾事故特点,并分析容易引发火灾的主要原因,最后提出几点关于城市密闭空间及地下建筑的消防灭火救援技术的建议,以期为城市建筑消防灭火救援方案的改进提供借鉴。     

筑坝蓄水对夏季黑河氮磷营养盐空间分布特征的影响

为探究筑坝蓄水对黑河氮磷营养盐空间分布特征的影响,分别于2018年7月、2019年8月选取28个控制断面采集水样及沉积物进行检测,并采用方差分析法和Pearson相关分析法对不同空间尺度上的水体及沉积物氮磷分布特征进行研究。结果表明,黑河上中游水体氮磷含量基本满足Ⅲ类水质标准,其中水体氮素主要以氨氮(NH_3-N)的形式存在,沉积物氮素主要以硝态氮(NO_3-N)的形式存在。从分布特征来看,上游筑坝河段的水体总磷(TP)、沉积物总氮(TN)含量最高,水温、盐度、溶解氧(DO)是影响该河段氮磷分布的关键环境因子;中游自然河段的水体TP含量、沉积物TN含量次之,化学需氧量(COD)、水温、pH值是影响该河段氮磷分布的关键环境因子。畜牧养殖、矿物开采及工农业污水排放是黑河水体及沉积物氮磷营养物质的主要来源,而筑坝蓄水的滞留效应及其引起的环境因子变化是造成氮磷空间分布不均的主要原因。因此,控制人类活动造成的外源性污染源,并针对不同种类污染物的变化特征选择合理的水库运行方式,是改善黑河健康状况的关键。     

基于乡村社会-生态系统脆弱性的国土综合整治时空配置研究

精确评价乡村社会-生态系统脆弱性并识别其空间分异特征是合理制定国土综合整治规划和精准施策、促进乡村可持续发展的基础。该研究针对效率模型权重分配影响评价结果的精确性问题,引入灾害脆弱性理论的压力冲击因果链分析框架,界定乡村社会-生态系统脆弱性内涵和形成机理,构建社会-经济-环境-压力-状态-响应(SEE-PSR)模型的致脆效率评价指标体系,采用3种效率评价模型对2018年上海市青浦区184个行政村进行评价和比较,分析其空间分异特征并将研究结果运用于国土综合整治时空配置实践。结果表明,乡村社会-生态系统在环境、社会、经济等压力变化下所表现出的承脆体状态和综合应对能力过程符合"输入-产出"的系统致脆效率;采用熵权对抗交叉数据包络分析模型(EW-ACE-DEA)对乡村社会-生态系统脆弱性进行评价,结果更具可信度和精确性;2018年该区行政村社会-生态系统脆弱性均值为0.595,全区值域范围为[0.404,0.787],且空间上呈现由东向西逐渐降低的变化趋势;采用乡村脆弱性等级-脆弱性空间集聚类型的综合配置法,可合理安排该区国土综合整治时序,上海市青浦区国土综合整治时空配置类型可划分为5类。该研究丰富了乡村地理学理论,可为乡村区域治理和区域可持续发展提供决策依据。     

冬季动态槽式堆肥温度的空间变异

以鲜鸡粪、蘑菇渣和污泥按照体积比3∶1∶1混合进行动态堆肥模拟试验.堆肥槽沿物料前进方向分为7个部分,对每个部分按等间距分别做5个水平方向上切分和5个垂直方向上切分,在形成的125个交叉点上进行温度监测.研究结果表明,第1天的混合物料温度在同一层中变异很小,不同层之间略有差异.随着动态过程的进行,同一层温度变异逐渐增大,从第一天相差1～3℃,增加到相差30～40℃,靠近墙体的堆料温度较低,远离墙体的温度较高.随着堆肥时间延长,差异增大.机械翻堆能起到通风的作用,同时使每一个堆方的堆料在纵向方向上上下混合,但达不到横向混匀,因此,靠近墙体两侧的堆料始终处于较低的温度,只有中部能达到较高的温度,以堆肥温度50℃作为无害化指标,自墙体向中心方向的1m为没有达到无害化厚度,无害化体积占堆肥总体积50%.整个动态堆肥过程符合二级动力学方程.     

基于GIS的北京市妫水河流域水土流失的初步分析

基于ArcGIS空间分析平台和ERDAS空间建模平台,利用水土流失综合指数法,分别以坡度、植被覆盖度和土地利用类型为主要背景因子,分析了北京市妫水河流域水土流失的空间背景特征.结果表明,妫水河流域水土流失的空间背景特征是缓坡、低植被覆盖度和疏林灌草地,而这些特征正是妫水河流域山前洪冲积扇地区的主要特点,缓坡、低植被覆盖度(不考虑城市建成区)和疏林灌草地也主要集中在流域内山前洪冲积扇地区.并提出防治妫水河流域水土流失的有效措施.      

重庆市大气污染物的空间统计分析

利用空间统计分析方法(spatial statistics analysis),借助GIS,分析了重庆市3种主要大气污染物TSP,SO₂和NO_x质量浓度在空间上的分布特点.研究表明,在"九五"期间和2002年2个时期,重庆市大气污染物在空间上均呈不均衡分布.整体上,SO₂的空间自相关性很强,属集中分布模式;TSP的空间自相关性较弱,属于随机分布模式;NO_x处于二者之间.局部相关性分析表明,大部分区县的大气污染物之间相关性较弱.此外,利用缓冲区和内插浓度表面法分析了2个时期的污染物质量浓度随离行政中心距离变化的趋势,发现ρ(TSP)和ρ(SO₂)在各地带内均有明显削减,而ρ(NO_x)削减不显著;ρ(SO₂)和ρ(NO_x)随距行政中心距离增大下降,但ρ(TSP)随距离增大而增加.3种污染物质量浓度都在离行政中心50～60 km的地带发生明显变化,由此得出目前重庆市大气污染物空间分布的特征距离为50～60km.      

聚合氯化铝-腐殖酸(PACl-HA)絮体的物理与分形特征研究

采用低温急速冷冻-真空干燥技术制备了PACl-HA絮体的粉末样品,研究了这些样品的物理与分形特征.结果表明,PACl-HA絮体具有无定形结构,主要组成元素为C、O、Al,所含特征官能团保留了絮体组成原料的一些特征;絮体的BET比表面积为130～161 m²·g^-1,BJH累积吸附孔体积为0.38～0.52 cm³·g^-1,BJH脱附平均孔径为7.7～9.6nm,PSD峰值对应孔径8.4～11.2nm.PACl-HA絮体具有自相似性的粗糙表面,呈现多尺度分形特征;图象法和N₂吸附/脱附等温线法确定的表面分形维数Ds分别为2.03～2.26、2.24～2.37,前者的分形尺度大约处于23～390nm之间,主要属于絮体外表面尺度,而后者的分形特征尺度区间的下限大约为0.2nm,属于孔表面尺度;另外,对同一絮体,N₂吸附法和脱附法确定的孔表面分形维数不同.热力学模型计算出的D_s远大于3,与Sahouli等的研究不符.