基于LDHs-DGT的环境中活性态Cr原位提取检测方法研究

为原位监测土壤Cr的形态变化，本研究开发了一种以纳米Mg/Al双层氢氧化物（Mg/Al-LDHs）作为结合膜的梯度扩散薄膜（LDHs-DGT）装置，并通过ICP-MS和超痕量六价铬分析仪联用，实现对环境中活性态Cr含量及Cr （Ⅲ）、Cr （Ⅵ）的原位提取、测定。实验结果表明，该装置中LDHs结合膜对Cr（Ⅲ）和Cr（Ⅵ）均有较快的吸附速率，其最大吸附量分别是181.27 μg·cm^-2和176.29 μg·cm^-2，该装置可在pH为5~8、离子强度小于50 mmol·L^-1的环境中对Cr （Ⅲ）和Cr （Ⅵ）实现准确提取，能够有效避免干扰离子对装置的影响，空白背景值为4.9 ng，方法检出限为0.22 ng·mL^-1，Cr（Ⅲ）和Cr（Ⅵ）在扩散膜中的扩散系数分别为（3.58±0.02）×10^-6 cm²·s^-1和（7.03±0.09）×10^-6 cm²·s^-1。LDHs-DGT可以高效侦测土壤活性态Cr的时空变化态势，并能对Cr （Ⅲ）和Cr （Ⅵ）的价态变化进行动态监测。     

黄土丘陵区乡村“人、境、地”演变特征及迁并村庄诊断分类——以陕西省米脂县为例

为探究黄土丘陵区乡村“人、境、地”演变特征及原因，并对村庄是否迁并进行诊断分类，以陕西省米脂县为例，采用参与式乡村评估、遥感解译耕地变化等方法，在识别黄土丘陵区乡村人地系统演化特征、探究乡村衰落规律的基础上，提出因地制宜迁并村庄的诊断指标体系。结果表明:1)2001—2020年米脂县调研乡村人口流失率达54.75%，老龄化与低文化程度在村庄常住人口中所占比例分别为58.44%、72.79%；调研村窑洞空置率达51.78%，基础设施缺失，本村就医率仅25.78%，人均农业水资源量仅有39.53 m³；农业载体的耕地因撂荒与退耕还林还草减少了61.67%；2)造成上述现状的主要原因包括:黄土丘陵区农业产量低，农业生产效率水平低，人均经营耕地少，乡村生活质量差等内因；城乡就业收入差距大，农民对生活质量的追求等外因；3)围绕人口、住房、城乡关系、水资源及耕地5个维度建立迁并村庄诊断指标体系，分类结果表明迁并村庄主要是生活与生产功能较差的偏远村庄。本研究建立的迁并村庄诊断指标体系可运用于国土空间规划中的乡村居民点布局优化，为科学、有效地开展迁村并点提供参考。     

我国西北覆膜农田土壤微塑料数量及分布特征

采集甘肃和陕北9个县区27块长期覆膜农田的81份土壤样品，采用密度浮选分离和加热分析法，并结合显微镜扫描统计微塑料数量和面积。结果表明，西北覆膜农田土壤微塑料含量很高，地块之间差异极大，0~30 cm土层微塑料丰度5.8×10²~1.189×10⁴ pieces·kg^-1，平均（5.09±1.21）×10³ pieces·kg^-1，微塑料面积82~4 155 mm²·kg^-1，平均（1.04±0.20）×10³ mm²·kg^-1，微塑料大小平均0.19 mm²·piece^-1，最大7.11 mm²·piece^-1。按微塑料面积大小将其分为5个组，其中0~0.05 mm²·piece^-1和0.05~0.3 mm²·piece^-1组内的微塑料丰度分别占比38.8%和43.6%、面积分别占比8.7%和36.5%，0.3~0.6、0.6~1.0、>1.0 mm²·piece^-1组内的丰度占比分别为10.5%、4.6%和2.5%、面积分别占比22.1%、16.8%和15.9%，即农田微塑料丰度随颗粒变小而增加。随着地膜覆盖年限增加，土壤中小颗粒微塑料丰度和面积所占比例增加，微塑料大小<0.05 mm²·piece^-1的丰度和面积所占比例覆膜28 a较5 a分别提高了44.9%和85.2%，而>0.3 mm²·piece^-1的丰度和面积占比却明显下降。长期覆膜农田土壤微塑料数量大，随覆膜时间增加颗粒变小丰度增加，土壤潜在污染加重。     

新疆绿洲区秸秆燃烧污染物释放量及固碳减排潜力

根据 2004-2013年新疆绿洲区主要作物产量,采用排放因子法对秸秆燃烧污染物排放量和碳释放量进行了估算,结果表明,2013年新疆地区作物秸秆燃烧排放的CO₂、CO、CH₄、NMVOC、OC、BC、SO₂、NO_x、NH₃和PM_2.5的量分别为9.0×10⁶ t、5.5×10⁵ t、1.6×10⁴ t、9.4×10⁴ t、1.9×10⁴ t、3.9×10³ t、2.4×10³ t、1.8×10⁴ t、7.8×10³ t和1.2×10⁵ t,碳排放总量为2.7×10⁶ t;在排放清单中,CO₂和CO是主要污染物,分别占污染物排放总量的91.6%和5.6%;棉花秸秆为排放贡献最大的污染源,占总排放量的43.3%,其次是小麦秸秆和玉米秸秆,分别占28.3%和21.9%.在此基础上,基于生物炭固碳技术,对该区域作物秸秆转化为生物炭的固碳量和碳封存潜力进行了估算,结果表明,若把被燃烧的三类秸秆(棉花、小麦和玉米)转化为生物炭,则每年可减少该区域54.9%的碳排放量;若将作物秸秆全部转化为生物炭,每年将有3.6×10⁶ t碳和1.3×10⁷ t CO₂被长期封存于生物炭中。可见,生物炭具有良好的固碳减排潜力,是一种可持续的碳封存技术。     

山西省种养废弃物构成及资源化利用潜力研究

为实现种养废弃物的高效利用,通过文献查阅、实地调研等方式对山西省种养废弃物资源量、利用现状进行了调查,估算出主要的农作物秸秆和畜禽粪尿的资源量,分析其在市域尺度上的分布特征、资源化利用潜力及综合高效利用的途径。结果表明,晋南地区存在大量小麦秸秆,其他地区均以玉米秸秆为主。畜禽粪尿中以牛、猪、羊粪尿居多,且存在晋西北多羊、北中部多牛、晋东南多猪的分布格局。2007—2015年山西省农作物秸秆产量由1.27×10⁷ t增加到1.54×10⁷ t,畜禽粪尿的产生量由1.82×10⁷ t增加到2.02×10⁷ t,且山西省种养废弃物的总产量近几年逐渐趋于稳定。若将山西省种养废弃物肥料化,其相当于有机质、N、P、K分别为1.54×10⁷、1.25×10⁵、5.28×10⁴、1.04×10⁵ t,若将其能源化则可转化为标准煤1.05×10⁷ t或沼气4.59×10⁹ m³,资源化潜力巨大。研究表明,山西省种养废弃物资源种类多、数量大,地域性差异大,资源化利用的空间较大,应力争通过肥料化、能源化、饲料化及其他利用途径,实现种养废弃物资源的多途径综合高效利用。     

围垦对滨海稻田土壤N2O还原潜力的影响

稻田湿地生态系统的N₂O还原消耗潜力对缓解大气温室气体效应具有重要意义，而滨海自然湿地围垦改造成稻田后耕层土壤的N₂O还原速率及其微生物机制却鲜有报道。选取崇明岛光滩湿地为对照（WK0），比较研究不同围垦年限（19、27、51、86 a）的围垦区稻田耕作层土壤N₂O还原速率演替规律及其微生物数量变异特征。结果表明，土壤总有机碳含量（TOC）随围垦年限增长而显著增加，而土壤pH值、SO₄^2-浓度和EC值则均随围垦年限增长而呈逐渐下降趋势。土壤N₂O还原速率随围垦年限增长而显著增加，其中围垦86 a稻田土壤达到25.5 μg N₂O·g^-1·d^-1，与光滩湿地相比增加了58.4%。定量PCR结果发现，功能基因nosZ Ⅰ和nosZ Ⅱ拷贝数也随着围垦年限增长而显著增加，其中围垦86 a的稻田土壤功能基因分别为1.72×10⁸ copies·g^-1和4.36×10⁸ copies· g^-1，比光滩湿地稻田高出一个数量级。相关性分析发现土壤N₂O还原速率与功能基因nosZ Ⅰ拷贝数呈显著正相关，而功能基因nosZ Ⅱ拷贝数随围垦年限的增加率远高于功能基因nosZ Ⅰ；N₂O还原速率、功能基因nosZ Ⅰ、nosZ Ⅱ拷贝数与3个土壤理化指标（pH、EC、SO₄^2-）均呈负相关。因此，围垦造田促进了滨海湿地土壤N₂O还原过程，而功能基因nosZ Ⅰ数量的大幅增加是N₂O还原速率增加的重要原因。     

联合径流侵蚀功率与连通性指数识别流域侵蚀对植被恢复的响应

为识别植被恢复流域侵蚀变化过程，本研究构建了包含RUSLE（Revised Universal Soil Loss Equation）、IC（Index of Connectivity）和基于SWAT（Soil and Water Assessment Tool）的径流侵蚀功率方程所构成的侵蚀过程识别模型方法框架，以探究延河流域侵蚀过程的变化及对植被恢复的响应特征。结果表明：延河流域侵蚀情况总体持续向好，1985—2000年间多个年份的流域平均侵蚀模数超过80 t·hm^-2·a^-1，而在2015年左右下降至10~30 t·hm^-2·a^-1，植被恢复造成了流域侵蚀的动态变化，两者呈负相关的年际变化趋势，表明植被增加在较大程度上抑制了土壤侵蚀。径流侵蚀功率时空变异性较大，最大值从1985年的13.28×10^-4m⁴·s^-1·km^-2下降至2020年的4.40×10^-4 m⁴·s^-1·km^-2，在空间上则呈现支流大干流小的特点，而当嵌套流域面积小于1 000 km²时径流侵蚀功率随面积减小呈幂函数趋势增加，因此需要重点关注小尺度中的径流侵蚀事件。IC表现为坡面小而沟谷大的空间格局，整个流域的IC变化范围从-13.11至1.95，其在中游较小而在上游和下游较大，且随嵌套面积增加而下降。IC与NDVI（Normalized Difference Vegetation Index）在时间尺度上高度相关（R²=0.98），IC随植被增加有减小趋势，表明植被的增加阻碍了泥沙路径的连通程度。同时，IC和侵蚀保持较强的相关性，高IC区域的侵蚀治理应是流域管理的重点。总体上，该模型方法框架运用良好并提供了一种新思路以探究流域侵蚀规律。     

华北地区不同规模畜禽养殖场粪便中抗生素抗性基因污染特征

为调查华北地区畜禽养殖环境抗生素抗性基因（ARGs）污染特征及影响因素，采集河北省和天津市不同规模的养猪场和养鸡场新鲜粪便样品，分析粪便中ARGs污染水平及有机质与ARGs含量的相关性。实时荧光定量PCR结果显示，不同种类畜禽养殖场粪便ARGs的相对丰度有显著区别，鸡粪中sul和erm基因的相对丰度高于猪粪，而编码核糖体保护蛋白的tet基因（4.24×10^-3~5.85×10^-1）在猪粪和鸡粪中的相对丰度无明显差异，均显著高于sul（1.07×10^-4~2.26×10^-1）、erm（6.36×10^-4~2.62×10^-1）以及编码外派泵蛋白和酶抑制剂的tet基因（1.24×10^-4~5.41×10^-2）。不同规模的养猪场粪便ARGs污染水平趋势为：中型 > 大型 > 小型，而不同规模养鸡场粪便中ARGs相对丰度无显著性差异（P=0.551）；此外，正交偏最小二乘判别（OPLS-DA）与典型相关分析（CCA）结果显示，畜禽粪便中编码核糖体保护蛋白的tet基因（tetM、tetO和tetW）相对丰度与有机碳（OC）和有机氮（ON）含量高度相关（VIP> 1），sul基因则与OC/ON明显相关。综上，粪便中有机质和生物可利用碳氮比是影响畜禽养殖业ARGs污染水平的重要因素。     

基于双荧光基团分子信标对水体中铅离子（Ⅱ）的检测

为了建立一种快速、准确地测量水体中铅（Pb）离子含量的方法，利用两个荧光基团6-羧基荧光素（6-Carboxy fluorescein group，FAM）和5-羧基四甲基罗丹明（5-Carboxytetramethylrhodamine，TAMRA），结合Pb离子（Ⅱ）的核酸适配体，构建了一种特殊的能特异性识别Pb²⁺的双荧光基团分子信标。根据分子信标与Pb²⁺结合后FAM与TAMRA总荧光强度的变化，建立了对水体中Pb²⁺高灵敏的双色荧光定量检测方法。结果表明，在优化的条件下，FAM和TAMRA的总荧光强度（ΔI_T）与Pb²⁺的浓度（C）在8×10^-10~4×10^-8 mol·L^-1范围内呈现良好的线性关系，其拟合的回归方程为ΔI_T=3.052 C+13.129（R²=0.998 7），方法的检出限为1.5×10^-10 mol·L^-1（3σ，n=9）。研究表明，本实验利用Pb²⁺的适配体及两个荧光基团FAM与TAMRA构建的双荧光基团分子信标能特异性地识别水体中的Pb²⁺，基于分子信标所建立的分析方法精密度好、准确度高，能很好地应用于水样品中Pb²⁺的定量检测。     

石灰性农田土壤-水稻系统根际与非根际土氮转化速率差异

为探讨石灰性农田土壤-水稻系统根际与非根际土的氮素转化特征差异,本研究以石灰性紫色土发育而成的水稻土为研究对象,通过采集水稻分蘖期和成熟期的根际与非根际土壤,开展¹⁵N成对标记室内好氧培养试验,并计算土壤各初级氮转化速率。结果表明：水稻分蘖期根际土初级矿化速率（4.45 mg·kg^-1·d^-1）和硝化速率（9.16 mg·kg^-1·d^-1）均显著低于非根际土（P<0.05）;水稻成熟期根际土初级矿化速率（6.75 mg·kg^-1·d^-1）和硝化速率（16.86 mg·kg^-1·d^-1）与非根际土无显著差异,但显著高于分蘖期根际土的初级矿化和硝化速率（P<0.05）。水稻分蘖期NH₄⁺-N固定速率显著高于成熟期,其中,分蘖期根际土NH₄⁺-N固定速率为19.75 mg·kg^-1·d^-1,与成熟期根际土相比增加了42.21%;此外,两个生育期的水稻根际土NO₃^--N固定速率均显著高于非根际土。水稻分蘖期根际土无机氮总固定速率显著大于有机氮矿化速率,有利于氮素的留存和周转,相应地,初级硝化速率显著降低,减少了土壤NO₃^--N损失。研究表明,水稻不同生育期对石灰性水稻土主要氮转化速率的影响具有差异,且这种差异可能受水稻生育期内土壤水分、根系分泌物及无机氮含量变化的调控。     

我国农村居民人均消费支出的主成分分析

运用主成分分析法对当前我国农村居民人均消费支出进行分析,以2001、2006和2011年全国31个省、市、自治区的农村居民消费性支出数据为依据,从时间和地域空间两个维度对我国各地区居民消费情况进行排名分组。结果表明,当前我国地区农村居民消费水平不平衡问题越来越严重,政府应积极实施缩小区域消费差异的政策。     

我国农村居民人均消费支出的主成分分析

运用主成分分析法对当前我国农村居民人均消费支出进行分析,以2001、2006和2011年全国31个省、市、自治区的农村居民消费性支出数据为依据,从时间和地域空间两个维度对我国各地区居民消费情况进行排名分组。结果表明,当前我国地区农村居民消费水平不平衡问题越来越严重,政府应积极实施缩小区域消费差异的政策。     

我国城乡居民食物消费模式变化对虚拟水消费的影响

为了研究不同的食物消费模式对虚拟水消费的影响,对全国1990—2014年城镇居民和农村居民的食物虚拟水消费量进行了计算分析,结果显示:全国城镇居民和农村居民人均虚拟水消费量都呈现出缓慢增长的趋势,城镇居民人均虚拟水消费量增长速度快于农村,是农村居民的1.12倍左右;城镇居民的虚拟水消费多样性指数高于农村居民;收入水平是引起城乡差异的主要因素之一。未来随着食物消费量的不断增加,食物虚拟水消费量也将持续增长,势必对水资源造成更大的压力,这就需要倡导城乡居民均衡膳食和健康的消费习惯,改善食物消费模式,提高水资源的利用效率。     

统筹城乡视角下我国农村消费函数实证研究

基于统筹城乡视角,研究影响我国农村居民消费水平的因素。选取1985～2008年农村居民家庭人均纯收入和农村居民人均年生活性消费支出的相关数据,建立农村居民家庭人均纯收入和人均生活性消费支出的回归模型,运用计量软件对其进行回归分析和误差修正模型检验。分析结果表明,农村居民当期消费与当期收入、滞后1期的消费、滞后1期的收入之间不仅存在长期均衡关系,而且存在短期均衡关系,当期收入是决定本期消费的主要原因。提出了推进农业现代化、积极发展农民专业化合作组织、完善农村土地流转机制、提高农村公共服务水平、加快农村剩余劳动力转移等政策建议,以提高我国农村消费水平。     

兰州市城乡居民食物氮足迹测度及其动态分析

借助N-Calculator模型估算了2000-2014年兰州市城乡居民人均食物消费氮足迹,分析了其变化特点与影响因素间的关系。结果表明,城镇居民人均食物消费氮足迹在9.734~12.779 kg(N)/a波动,平均为10.655 kg(N)/a;农村居民在8.810~11.311 kg(N)/a波动,平均为10.194 kg(N)/a。城镇居民人均食物消费氮足迹与社会经济因子恩格尔系数、食物价格指数呈负相关,与人均可支配收入呈正相关;农村则相反。     

中国人口老龄化城乡倒置现状及其与城市化的相互影响

本文从中国人口老龄化城乡倒置现象及其带来的挑战入手,分析了城市化与中国人口老龄化城乡倒置的关系。传统城市化过程中长期以劳动力转移为主而带动的老年人口有限,提高了农村人口的老龄化程度,影响城乡统筹发展,这种人口转移方式是形成老龄化城乡倒置的主要原因。同时,人口老龄化城乡倒置又会对城市化本身产生影响,它不仅影响到城市化水平和速度,而且影响到城市化的质量。要缓解这种状态,必须走新型城市化道路,转变城乡人口转移方式,融合城乡社会保障体系。     

干旱半干旱区耕地非粮化空间格局及驱动因素

为厘清干旱半干旱区耕地非粮化态势,减少非粮化对粮食安全的威胁,本研究利用空间自相关分析法、多元线性回归模型与地理加权回归分析方法,探索非粮化地域分异特征及主要驱动因素。结果表明： 2018年干旱半干旱区耕地非粮化面积为8.3×10⁶ hm²,非粮化率为38.3%;非粮化率在空间上呈由西向东逐渐递减的分布格局,非粮化面积则呈两边高、中部低的分布特征;土地流转面积是驱动干旱半干旱区非粮化空间格局分异的最重要因子,人均GDP、人均耕地面积和乡村劳动力人数也影响了地域分异特征,但不同地域内各因素作用存在显著的空间异质性。研究表明,非粮化受经济、社会、政策因素影响大,今后应规范土地流转行为,调整惠农补贴并优化资源配套,加大监管的同时谨防“一刀切”,实现农民增收、耕地保护和粮食安全“三协同”     

基于秸秆露天焚烧量的北方农村地区秸秆成型燃料替代采暖散煤节能减排研究

基于农村采暖散煤消耗量及秸秆露天焚烧比例的实地调研结果,从资源数量的角度验证了将露天焚烧的秸秆加工为秸秆成型燃料并用于替代北方农村地区采暖散煤使用的可行性,同时定量计算了替代后产生的能源环境影响,给出了散煤消耗的减少量和污染物减排量清单。结果表明,北方大部分省份能够通过将露天焚烧的秸秆加工为成型燃料来实现对农村采暖散煤的替代。替代后北方各省总计能够减少散煤使用量8 603.6万t,分别减少SO_2、NO_x、CO、PM_(2.5)、CO_2排放量32.3万、27.47万、613.76万、63.30万、25 195.29万t,其中黑龙江、河南、新疆、山东、河北、辽宁节能减排效果最显著。研究显示,秸秆成型燃料替代农村地区采暖散煤的能源环境影响显著,对我国能源短缺、农村废物处理、大气环境污染等问题能起到很好的改善作用,建议加强成型燃料在农村地区的应用和研究。     

云南省城乡经济差异演变的时空分析

选取云南省城镇居民家庭人均可支配收入和农村家庭人均纯收入作为分析的变量指标,采集《云南年鉴》和《云南统计年鉴》中1978～2007年的相关数据,采用RHL值和泰尔指数,对云南省城乡经济差异的发生、发展和变化进行定量研究,并通过经济增长对城乡差异收敛与发散的空间分析及城乡经济差异演变趋势进行回归分析。结果表明,1978～2007年,城市经济发展以向下收敛为主,农村经济发展以向下发散为主,导致城乡发展分离趋异,总体表现云南城乡差距扩大,农村地区的发展远远滞后于城镇的发展;城乡差异发展趋势显示库兹尼次曲线的倒“U”形特征。为促进城乡经济的协调发展,提出以下建议：采取非均衡发展的战略,加速总体经济发展;培育和发展中小城市,促进城乡经济一体化发展;适当扶持贫困农村地区,充分发挥比较优势。     

东中西部地区农村居民收入比较研究

对我国东中西部地区农村居民人均纯收入总量及来源结构进行分析后发现，1999年中央实施西部大开发战略以来，东中西部地区之间的差距不仅没有缩小，反而呈扩大之势。从战略的高度讲，缩小区域农村之间差距主要应采取如下一些对策：以财政投资为主，着力普及农村十二年义务教育，重点发展农村职业技术教育；以“丰”字型的城市经济发展战略为轴心，加快农村剩余劳动力向城市转移的步伐；以中央财政为主，有计划分步骤地在中西部地区建立社会保障制度；以农业产业化为龙头，加快中西部地区非农产业发展；以增加农民收入为切入．最，深化中西部地区农村税费改革；以统筹城乡发展为基调，走城乡协调发展的道路。