开封市大气降尘中重金属污染及潜在生态危害评价

为了研究开封市大气降尘中的重金属污染情况,文中以开封市三个主要功能区商业区、工业区、居民区为研究地点,采集了开封市鼓楼、第三大街、金康苑等六个地区的共计200个样品。并分别在同一地点的四个季节进行了采样以作横向对比分析。采用微波消解系统对样品进行前处理,利用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-AES)测定样品中的重金属。分析结果表明:(1)开封市大气降尘重金属中Zn、Cr和Mn含量比开封市土壤背景值低,Al、Cd、Cu、V和Pb含量均高于背景值。其中Al、Cu和Pb的增幅相对较大,其它元素增幅相对较小,其余的2种重金属含量值与土壤背景值相差不大。(2)商业区、居民区与工业区降尘中重金属相比,商业区降尘Cd、Cr、Pb、Cu和Zn含量显著高于居民区、工业区,而Al和Mn、V含量各区域相差不大。(3)降尘中重金属Cd在商业区为很强的潜在生态危害,Cd在三个功能区均表现出相对较高的潜在生态危害,Al、Mn、Cr、V和Cu在各功能区均表现出较低的潜在生态风险。潜在生态风险顺序为:工业区>居民区>商业区。(4)全年中各重金属含量总体呈现出冬季、秋季含量比春季和夏季高的特征。     

关中-天水经济区人类活动对植被覆盖变化的影响

为探究植被覆盖变化及人类活动对改善关中地区及西北地区的生态环境影响,利用植被覆盖和地表温度数据,结合Sen趋势与Mann-Kendall检验分析关中-天水经济区2001—2016年的植被覆盖变化趋势,并根据估算的土壤湿度因子,应用残差法评价人类活动对植被覆盖变化的影响程度及影响方向。结果表明:1)从时间变化维度来看,2001—2016年关中-天水经济区植被覆盖变化总体呈良好趋势,且整体表现为在不断波动中递增,表明关天经济区进行的生态环境建设工程正在慢慢凸显它的生态效应。2)从空间变化维度来看,关中-天水经济区植被覆盖显著增长的区域面积占35.87%,主要集中在研究区南北两侧。而显著下降的面积区域占3.21%,主要分布在城市中心,即经济发展活跃的地区,如西安市区,宝鸡市区,天水市区,铜川市区等。3)关中-天水经济区植被覆盖受自然因素影响较小,受其他因素影响大。其正相关区域占13.43%,不显著相关区域占85.26%。4)关中-天水经济区人类活动对植被覆盖变化的正作用大于负作用。其中,正作用区域主要分布在研究区北部和东南地区,其主要原因是人类活动不频繁,建设生态屏障、加强退耕还林、三北防护林保护以及水土保持等生态工程促进植被NDVI增长。负作用区域主要分布在渭河沿线、经济活动较高地区,其主要原因有:人类活动频繁、过度城市化、工业化等抑制植被生长。5)植被覆盖的增长和下降区域与人类活动对植被影响的正作用和负作用区域大致相同。这也从侧面反映了关天经济区植被覆盖情况受人类活动影响大。总之,在负作用区域,在经济建设发展的同时也要注重植被建设、以及对植被乃至生态环境的保护。     

长期施肥对黄土旱塬农田土壤微生物量碳、氮、磷的影响

为研究长期不同施肥方式对土壤微生物量碳、氮、磷含量的影响,以国家黄土高原农业生态试验站长期定位施肥试验为研究对象,选取不施肥(CK)、单施氮肥(N)、单施磷肥(P)、施氮磷肥(NP)、单施有机肥(M)、氮肥配施有机肥(NM)、磷肥配施有机肥(PM)、氮磷肥配施有机肥(NPM)8个处理,应用氯仿熏蒸-浸提法和生态化学计量比,研究了30 a不同施肥方式下土壤微生物量碳、氮、磷含量变化及其与土壤基本理化性状的关系。结果表明:长期施肥较CK处理均能提高土壤微生物量氮、磷含量;与CK相比,施用化肥处理的微生物量碳含量均有所降低,而微生物量氮、磷含量显著提高;除NM处理外,施用有机肥处理的土壤微生物量碳、氮、磷含量较CK处理均显著提高。长期单施化肥、有机肥和化肥有机肥配施处理的微生物量C∶N显著低于CK处理,等量施磷处理(P、NP、PM、NPM)的微生物量C∶P、N∶P均低于CK和其余施肥处理,而NM处理的微生物量C∶P、N∶P显著高于其余处理。冗余分析显示,土壤全氮(F=13.9,P=0.002)对土壤微生物生物量影响最大,解释了微生物量变化的5.3%,各理化性质的影响顺序为全氮全磷pH有机质;相关性分析表明,土壤微生物量碳、磷分别与土壤有机质、全氮、全磷呈显著正相关,土壤微生物量氮与有机质、全氮呈显著正相关。长期单施化肥使土壤酸碱度发生改变,对微生物的生命活动产生抑制作用。而长期化肥配施有机肥能不同程度提高土壤养分含量,促进土壤微生物的生长繁殖,进而增强微生物对碳、氮、磷等元素的吸收利用,对于提高土壤肥力和肥料利用率具有重要意义。     

植物根系对土壤团聚体形成作用机制研究回顾

土壤团聚体是土壤结构的基本单元,土壤水力侵蚀的微观描述即为土壤团聚体的破裂过程。研究表明:植物根系可以改变土壤的力学以及水文特征,促进土壤团聚体的形成和稳定。因此,对近20年国内外的相关研究成果进行较为系统的回顾,从根系对土壤团聚体的物理、生物、电化学作用3个研究视角,分析了植物根系对土壤团聚体形成的作用机制,提出了现有研究中存在的问题及研究趋势,这对深入认识植物根系对土壤团聚体的影响及其作用机制、发展根-土相互作用的土壤侵蚀过程模型具有重要的意义。     

稳态风沙流沙粒起跳速度概率分布模型北大核心CSCD

颗粒起跳速度概率分布函数是泥沙输运和粉尘释放模型中的重要输入参数。然而,为了可靠描述这种分布函数,需要准确测量近地层风沙流内起跳颗粒的运动轨迹。本文使用高速摄影系统和颗粒轨迹检测算法相结合测量了风洞沙床面附近部分溅射颗粒、没有引起溅射的反弹颗粒以及引起1个溅射的反弹颗粒的轨迹,通过分析三种起跳模式对应的起跳速度概率分布构建稳态风沙流跃移颗粒起跳速度的概率分布模型。结果表明:(1)三种起跳模式的起跳角度和起跳速度均服从Lognormal概率分布。(2)所有起跳颗粒的起跳角度概率分布方程几乎不受起跳模式影响。(3)所有起跳颗粒的起跳速度概率分布方程主要受溅射颗粒数与反弹颗粒数比值的控制,预示着风沙流发育过程或湍流波动将会对起跳速度概率分布函数产生重要影响。因此,我们的研究结果提供了关于近床面风沙跃移过程的新认识,并对模拟风沙输运中的粒-床相互作用和地貌动力学模型具有重要意义。     

基于GIS农业生态气候适宜性评价及农业优化布局研究——以关中地区为例(英文)

本文采用关中地区长时间序列气象站点农业气候观测数据,借助气象数据空间化模型,对主要农业气候要素进行空间栅格化。在此基础上,运用模糊数学方法,构建农业气候生态适宜性测评模型,对关中地区农业气候生态适宜度进行100m×100m小网格尺度上综合评价,依据评价结果和关中地区农业发展实际需求,提出关中地区农业发展优化布局分区和可持续农业发展战略。研究结果表明:关中地区的农业生态气候适宜性资源指数空间差异显著,呈现出北低南高,纬度地带性规律比较明显;效能指数空间分异呈现为南北低中部高格局。资源指数与效能指数北部都较低,但北部的光照条件较好,关中地区的农业生产布局应该充分利用北部的光照条件与南部的降水与湿度条件,因地制宜的进行农业的生产的空间布局,加强农田水利设施建设,破除水资源约束瓶颈。从关中农业资源环境本底出发,对关中农业生产布局进行优化分区,可将分为五个大区,即渭北旱塬区,充分利用光照和温差自然条件,应大力发展林果基地,同时拓展林果加工产业链。平原灌溉区,结合水热组合条件,建设规模成片的高标准基本农田,大力发展现代化农业模式的小麦生产基地,大中城市周围应大力发展蔬菜基地。秦岭北坡区,水源涵养功能突出,大力发展观光生态农业,同时加大中药材等农副业的发展。大荔沙区,应积极植树造林,改造沙荒,积极发展粮果套种,果菜套种。泾渭黄洛滩涂地区,应当因地利用丰富的水资源,开发渔业和发展综合的农林牧业,沿河两岸建设护岸林带,营造速生产林,发展沿河的乡村旅游产业。     

秦岭南北地区人口增长对水资源影响的比较研究

采用近30年来(1970-2000)关中地区33个县市、陕南地区26个县市气象观测数据及研究区内各主要县市的近50年来(1949-2000)人口数据,对比分析了人口增长对秦岭南北地区水资源的影响。分析表明近50年来,关中地区每年平均增长人口27.1万人,陕南地区每年增长人口8.9万人,关中地区人口总数和增长速率分别是陕南地区的2倍和3.5倍;关中地区和陕南地区的人均水资源量变化都呈现出下降的趋势,关中地区的下降速率为每年2.1%,陕南地区下降的速率为1.4%;从时间上看,关中地区90年代与60年代相比,人均水资源量减少了46.5%,陕南地区90年代与60年代相比,人均水资源量减少了16.5%;从空间上看,关中地区主要缺水区域位于渭河的中下游,大部分地区人均水资源量在1,400m3以下,而陕南地区只有汉中水资源受人类影响较大人均水资源量在1,400m3以下,其他县市水资源仍然很丰富,人均水资源量在2,800m3以上。由于人口增长迅速,关中地区的水资源较陕南地区在时间和空间上都存在严重的缺乏,前景不容乐观。因此,从人口和水资源两方面考虑陕南地区是支持关中经济发展的重要后方。     

区域旅游规模空间演化与景区品质关系——云南省入境旅游与国内旅游比较

以入境旅游和国内旅游为比较,采用2005、2010和2015年云南省16州(市)的旅游统计数据,利用等级结构、旅游经济联系度等方法,揭示10年来旅游规模分布及扩散与景区品质的关系。研究表明:1)入境旅游规模集中分布在世界级景区所在城市,随世界级景区变化而演化;国内旅游规模主要分布在景区品质高的城市,并呈现以昆明为中心的集聚特征,但整体向高品质景区演化。2)入境旅游规模与景区品质呈二次函数关系;国内旅游规模与景区品质显著正相关,但比景区品质等级结构更加扁平化。3)入境旅游规模在世界级景区城市和边境城市之间点点扩散;国内旅游规模以昆明为中心向景区品质高的城市圈层扩散,圈层内形成了资源品质不高但旅游规模大的过渡城市,圈层外出现景区品质高但旅游规模小的过滤城市,即"错位发展"城市。     

山东省近55年来极端降水的时空变化与灾害效应研究

基于山东省1963～2017年22个气象站点的逐日降水数据,选取9个极端降水指数,采用线性趋势分析、Mann-Kendall突变检验联合滑动t检验、Morlet小波分析和克里金空间插值等方法,研究了山东省近55年来极端降水的时间变化趋势、突变特性、周期变化、空间分布规律以及气象灾害效应。结果表明:(1)1963～2017年山东省极端降水指数存在变化,但是变化趋势不显著,只有持续湿期呈显著下降趋势。(2)持续湿期和年降水量在1975年发生突变,强降水量在2002年发生突变,大雨日数在1975年、2002年发生突变,极端强降水量和降水强度在1993年发生突变,持续干期、日最大降水量、5 d最大降水量突变年份不明显。(3)各极端降水指数存在2～5 a、6～9 a、15～18 a的周期变化。(4)极端降水指数变化趋势空间差异显著,除持续干期和持续湿期外,其余7个极端降水指数呈下降趋势的区域主要分布在鲁东南地区及胶东半岛南部,呈增加趋势的区域主要分布于鲁中及鲁西北的部分地区。(5)旱涝灾害变化空间分布与相关的极端降水指数变化趋势基本一致:西北部和胶东半岛持续干期明显增加,旱灾也呈增加趋势;西北部及中部山区极端降水量和降水强度增加,洪涝灾害也在加剧。极端降水导致该区干热风灾害总体减少,但是该区部分地区未来发生干热风灾害的可能性增加。山东省应该有针对性地采取有效的防灾减灾措施,减少灾害损失。     

丹江流域河流表层沉积物粒度分析与重金属污染评价

通过野外调查和采样,对丹江流域22个河流表层沉积物粒度组成特征进行分析,对沉积物中As、Cd、Co、Cu、Mn、Ni、Pb、Zn等8种重金属污染特征进行评价。结果表明:(1)丹江流域河流表层沉积物中沙粒和粉沙含量较高,粘土含量较低;(2)沉积物中重金属Cd和Zn的平均含量高于背景值且污染范围较大;(3)Cu、Pb、Co和Ni 4类重金属的相关性较强,地球化学行为和污染源相似;(4)Cd与Zn的地累积指数数值较高,其中Cd污染程度中等,Zn污染程度较轻。