城市污泥有机氮矿化动态及其影响因素的研究

采用好气培养间歇淋洗法研究了厌气消化脱水污泥的有机氮矿化动态．在污泥用量为３％—２４％范围内，污泥有机氮１４周矿化率可达３１％—６５％，前６周矿化相对较快，随后减慢，其矿化动态可用经典一级动力学方程来描述．污泥用量小于６％时，随污泥用量增加，有机氮矿化率明显减小；污泥用量在６％—２４％时，污泥用量对有机氮矿化率的影响较小，但温度对有机氮矿化率影响相当明显．     

紫色土小流域浅层井水中胶体颗粒的季节变化

胶体是多种污染物迁移进入地下水的主要载体.为探究地下水中胶体颗粒的长期动态变化及影响因素,对川中丘陵区紫色土小流域浅层井中胶体颗粒浓度及井水理化性质进行了1 a的原位观测.结果表明:浅层井水中胶体颗粒含量存在较强的季节变异(CV0.5),胶体颗粒质量浓度峰值可达到14.68 mg·L~(-1)(相应的数量浓度为1.34×109L~(-1)),出现在非雨季,由人为取水扰动所致.雨季中前期大雨产流的物理扰动能有效增加井水中胶体颗粒浓度,后期暴雨的促进作用不明显.井水化学性质(EC、Ca2+、Mg2+、DOC)是影响胶体颗粒浓度动态及存在形态最重要的因素.该地区作为饮用水源的浅层井在雨季中前期可能受到因增加的胶体颗粒输入而辅助迁移的农化物质(如农药、P等)对井水质量安全的威胁,建议加强该时段内降雨后井水中胶体及井水理化性质的监测.     

长江大保护5年来流域土地利用和生态系统服务变化

2016年我国开始实施长江大保护战略,防护林建设、港口码头整治、岸线复绿等一系列生态保护修复措施得以落实。以2010年、2015年、2020年3期遥感解译的土地利用数据为基础,对比分析前5年（2010—2015年）和后5年（2015—2020年）长江流域土地利用和生态系统服务变化,以及河湖滨岸缓冲带土地利用和港口码头分布变化,以考察长江大保护的成效。结果表明：1）2015—2020年,长江经济带6大城市群、重要保护区域及主要河湖缓冲区的土地利用转化主要表现为耕地和林草地转为建设用地。与前5年相比,长江流域生态系统综合动态度、生态用地变化指数和开发干扰指数都在下降,土地利用变幅与动态度都趋于平缓。2）2015—2020年,主要河湖缓冲区（0~5 km）的林草地、耕地和未利用地面积减少,湿地和建设用地面积增加。与前5年相比,河湖滨岸带港口码头总数量和总面积都由明显增加转为有所减少。3）2015—2020年,长江流域生长季植被覆盖度呈上升趋势。与前5年相比,高等级植被覆盖度面积持续增加,较低、中等和较高等级面积都持续减少。4）2015—2020年,生态用地面积与质量基本稳定。与前5年相比,生态系统服务综合当量由略有升高到保持稳定,变化趋于平缓。     

Spatial variations in CO2 fluxes in a subtropical coastal reservoir of Southeast China were related to urbanization and land-use types

Carbon dioxide (CO2) emissions from aquatic ecosystems are important components of the global carbon cycle, yet the CO2 emissions from coastal reservoirs, especially in developing countries where urbanization and rapid land use change occur, are still poorly understood. In this study, the spatiotemporal variations in CO2 concentrations and fluxes were investigated in Wenwusha Reservoir located in the southeast coast of China. Overall, the mean CO2 concentration and flux across the whole reservoir were 41.85 ± 2.03 µmol/L and 2.87 ± 0.29 mmol/m2/h, respectively, and the reservoir was a consistent net CO2 source over the entire year. The land use types and urbanization levels in the reservoir catchment significantly affected the input of exogenous carbon to water. The mean CO2 flux was much higher from waters adjacent to the urban land (5.05 ± 0.87 mmol/m2/hr) than other land use types. Sites with larger input of exogenous substance via sewage discharge and upstream runoff were often the hotspots of CO2 emission in the reservoir. Our results suggested that urbanization process, agricultural activities, and large input of exogenous carbon could result in large spatial heterogeneity of CO2 emissions and alter the CO2 biogeochemical cycling in coastal reservoirs. Further studies should characterize the diurnal variations, microbial mechanisms, and impact of meteorological conditions on reservoir CO2 emissions to expand our understanding of the carbon cycle in aquatic ecosystems.     

梭鱼草净化黑臭河水的日变化试验研究

测定了曝气和非曝气的2个植物净化槽在1 d中7个不同时间点的出水水质理化指标(pH、DO、COD、NH_4~+-N、TP)及植物叶片的叶绿素(Chla)、可溶性蛋白(SP)含量及过氧化物酶(POD)活性,另设空白槽为对照;试验目的是研究各指标的日变化情况及相互关系,为提高梭鱼草净化黑臭河水的处理效率及其植物净化槽的合理优化运行提供科学依据.结果表明,各水槽内所测指标的变化均在一定程度上与光强变化相关,对非曝气植物槽的分析发现,在出水理化指标中TP浓度与光强的相关性最好(r=0.93,p<0.01),而在植物生理指标中SP含量与光强相关性最好(r=0.91,p<0.01);植物处理使出水的DO日均值增加了0.13 mg/L,而曝气植物处理则使其增加了1.8 mg/L,曝气是对城市黑臭河水进行植物净化修复的必要辅助手段;曝气植物槽对黑臭河水中COD和NH_4~+-N的去除率日均值比植物槽升高了7.1%和6.3%(p<0.01),TP去除率却相应下降了38%(p<0.01);与非曝气槽植物相比,曝气槽植物体内Chla、SP日平均含量显著降低(p<0.05)而POD活性显著升高(p<0.05);光强和曝气的变化能迅速而显著地影响梭鱼草的生理特性从而改善其净化槽出水水质,是构建和优化黑臭河水植物净化槽时值得考虑的重要调控因素.     

PBT基推进剂热分解特性与慢烤行为关系研究

目的 研究PBT(3,3–二叠氮甲基氧丁环–四氢呋喃共聚醚)基推进剂慢速烤燃响应情况与热分解特性之间的关系。方法 采用差示量热扫描仪和慢速烤燃试验,研究推进剂在不同固含量(通过改变高氯酸铵含量来调整)和不同铝粉含量下的热分解温度变化情况,计算不同组分含量下推进剂的热分解动力学参数,对比分析PBT基推进剂固、铝粉含量变化对热分解特性及慢速烤燃行为影响。结果 固含量从78%下降至75%时,配方中AP(高氯酸铵)的高、低温热分解温度和热分解活化能均会下降。铝粉质量分数从18%下降至5%时,配方中AP的高、低温热分解温度和热分解活化能均会下降。当采用78%的固含量时,配方无法通过慢烤试验,而采用75%的固含量,铝粉质量分数为18%、5%时,均能通过慢烤试验。结论 根据热分析及慢烤试验结果可认为,固含量变化对慢烤响应程度变化有较大影响,Al粉含量变化对配方慢烤响应程度的影响较小。影响配方慢烤响应程度主要由AP高温分解控制,AP高温分解活化能越低,越有利于推进剂通过慢速烤燃测试。     

南北向街谷内热不稳定流场日变化规律的模拟研究

城市街谷内热不稳定流动是促进污染物扩散的重要影响因素之一.本文基于街谷内热平衡分析,结合大涡模拟方法,研究了一个南北走向的城市街谷内温度、风场的日变化特征,并分析了壁面对流换热及长波辐射对街谷内环境的影响.结果显示:壁面对流换热是影响街谷内温度、风场的主要因素,而长波辐射的影响非常小,长波辐射引起街谷内空气温度升高不足对流换热影响的10％,而其对平均风速和脉动量的影响更是在2％和1％以内;街谷内空气温度从早上开始逐渐增加,到15:00的时候达到最大,可达311 K(38℃);上午时段,迎风面壁面热浮力减弱街谷内风速,街谷底部和迎风墙侧的脉动量根均方值较大,而下午时段街谷顶部的脉动量根均方值达到最大.街谷内不同位置和不同时段内,通过建筑材料选择和表面结构设计,适当调控建筑壁面的温度,可以促进街谷内温度分布和空气流通改善.     

Carbon Management in Agricultural Soils

World soils have been a major source of enrichment of atmospheric concentration of CO₂ ever since the dawn of settled agriculture, about 10,000 years ago. Historic emission of soil C is estimated at 78 ± 12 Pg out of the total terrestrial emission of 136 ± 55 Pg, and post-industrial fossil fuel emission of 270 ± 30 Pg. Most soils in agricultural ecosystems have lost 50 to 75% of their antecedent soil C pool, with the magnitude of loss ranging from 30 to 60 Mg C/ha. The depletion of soil organic carbon (SOC) pool is exacerbated by soil drainage, plowing, removal of crop residue, biomass burning, subsistence or low-input agriculture, and soil degradation by erosion and other processes. The magnitude of soil C depletion is high in coarse-textured soils (e.g., sandy texture, excessive internal drainage, low activity clays and poor aggregation), prone to soil erosion and other degradative processes. Thus, most agricultural soils contain soil C pool below their ecological potential. Adoption of recommend management practices (e.g., no-till farming with crop residue mulch, incorporation of forages in the rotation cycle, maintaining a positive nutrient balance, use of manure and other biosolids), conversion of agriculturally marginal soils to a perennial land use, and restoration of degraded soils and wetlands can enhance the SOC pool. Cultivation of peatlands and harvesting of peatland moss must be strongly discouraged, and restoration of degraded soils and ecosystems encouraged especially in developing countries. The rate of SOC sequestration is 300 to 500 Kg C/ha/yr under intensive agricultural practices, and 0.8 to 1.0 Mg/ha/yr through restoration of wetlands. In soils with severe depletion of SOC pool, the rate of SOC sequestration with adoption of restorative measures which add a considerable amount of biomass to the soil, and irrigated farming may be 1.0 to 1.5 Mg/ha/yr. Principal mechanisms of soil C sequestration include aggregation, high humification rate of biosolids applied to soil, deep transfer into the sub-soil horizons, formation of secondary carbonates and leaching of bicarbonates into the ground water. The rate of formation of secondary carbonates may be 10 to 15 Kg/ha/yr, and the rate of leaching of bicarbonates with good quality irrigation water may be 0.25 to 1.0 Mg C/ha/yr. The global potential of soil C sequestration is 0.6 to 1.2 Pg C/yr which can off-set about 15% of the fossil fuel emissions.     

兰州市南北两山不同生境红砂种群数量动态研究

对兰州市南北两山不同生境天然分布的红砂种群进行数量动态研究,通过径级结构回归年龄结构,编制静态生命表,绘制生存函数曲线,计算动态指数及谱分析,结果表明:不同生境红砂种群均表现为幼龄个体多,中老龄个体少,种群在Ⅲ龄级时死亡率最高,随着年龄增加,死亡率有所降低,Ⅶ、Ⅷ龄级由于生理衰老死亡率上升,种群存活曲线均接近于Deevey-Ⅲ型,年龄结构均接近增长型,增长潜力阴坡山下(5.90%)>阳坡山下(5.62%)>阴坡山上(4.77%)>阳坡山上(3.79%),并存在明显的周期性,红砂种群的数量动态变化整体上受其生命周期中生物学特性的控制;由于坡向及海拔差异带来的环境异质性,阴坡山下红砂种群整体生长最佳,阴坡山上和阳坡山下次之,而阳坡山上的红砂种群危险系数最大,受环境和种内压力共同作用显著,应适当抚育,从而促进种群持续发育。     

环境作用动力学基础及应用

目的优化原有的环境作用动力学理论模型。方法在原有环境作用动力学理论模型的基础上,提出环境适应性、环境响应性、变化重复性等3个概念,修改蠕变动力学理论模型的假设2。结果形成了由8个定义、2个假设组成的更加完善的环境作用动力学理论模型。结论新的环境作用动力学理论模型涵盖了蠕变动力学理论模型和原有的环境作用动力学理论模型,应用范围得到大大扩展。