我国果菜茶中畜禽粪便有机肥替代化肥潜力

为探究我国畜禽有机肥对果菜茶理论养分需求量的满足水平,评估果菜茶三大作物有机替代与化肥减量潜力,本研究借助统计资料,定量分析我国畜禽粪便养分资源供应量和果菜茶理论养分需求量,在此基础上进行全国性及区域性替代可行性分析。统计分析表明:2015年,我国果菜茶化肥氮磷(纯养分)施用总量为1.84×107t·a-1,是理论需求量的两倍左右,化肥过量施用十分严重;2015年,我国畜禽粪便产生的氮、磷(以P2O5计,下同)分别为7.98×106、6.42×106t·a-1,若全部用于果菜茶,可替代78%的化肥,减少2.88×106～5.18×106t氮、磷肥损失;90%的省(市、自治区)产生的畜禽粪便可满足区域内化肥减量20%的目标,71%的省(市、自治区)畜禽粪便可满足区域内替代50%化肥;各地区畜禽有机肥替代化肥量空间差异较大,除长三角、珠三角经济发达地区(上海、江苏、浙江、福建、山东、广东、陕西)以外,其余省份(市、自治区)畜禽有机肥可100%替代区域内果菜茶化肥,并且,东北、西北地区的畜禽粪便在满足区域内果菜茶养分需求的基础上仍有较多盈余,可施用于粮食或者经济作物,或者转化为优质商品有机肥补给长三角、珠三角地区。我国果菜茶三大作物通过畜禽有机肥替代化肥,70%省份可实现化肥减量目标,减少氮磷化肥面源污染。研究结果可为我国果菜茶中畜禽粪便有机肥替代化肥施用提供一定理论指导,为实现果菜茶化肥减量的目标提供决策支持。     

系统动力学模型在吉林省水资源承载力的仿真应用

水资源短缺和水环境污染作为水资源危机的主要内容,在吉林省社会经济发展过程中广泛存在。对此,从人口、经济、生态、水资源和水环境等5个子系统,建立吉林省水资源承载力系统动力学模型,通过设计现状延续型、节约水量型、环境保护型、综合协调型4种情景,模拟2016-2025年吉林省水资源承载力。结果显示:现状延续型在水量和水质两要素均最差,为最劣方案;节水水量型和环境保护型分别在缓解水资源供需压力和改善水环境质量上有所建树,为非劣方案;综合协调型在水量和水质两要素均表现优异,为最优方案;2025年4种方案的水资源承载力排序为综合协调型>环境保护型>节约水量型>现状延续型。     

硬质海岸防护设施的生态效应与对策

虽然滨海地区占地球陆地面积不足4%，但沿海生境是全球最有价值的自然资源之一。世界上超过三分之一的人口生活在距海岸线100 km的范围内。气候变化和人类活动使得全球海岸侵蚀和风暴潮威胁加重。海岸防护可以有效抵御海岸侵蚀、风暴风险和海平面上升。本文概述了全球主要沿海国家和地区（欧盟、美国、中国）海岸硬化情况以及海岸硬化带来的生态效应。欧洲海岸线硬化比例为10%（2006年），美国海岸的硬化比例为14%（2015年），而中国海岸线的硬化比例近60%（2014年）。海岸硬化会引起滨海湿地重要物理、化学和生物过程的改变，生境丧失和破碎化，以及生物连通性的改变。增加硬化设施的结构复杂性或由混合型海岸代替传统硬化海岸可以减轻海岸硬化对滨海湿地生态系统的威胁，但对硬质海岸和混合型海岸的生态服务功能以及抵御风暴能力的评估还比较缺乏，有待进一步研究。     

四种草本植物对城市非点源模拟雨水中镉的去除效果研究

采用盆栽实验,研究人工模拟雨水中镉污染物在四种草本植物中的富集及去除效果。本实验同时设定两种情景,即不同入口浓度和不同土壤介质情况下,分析测定了植物地上部分与地下部分镉含量及镉的去除率。结果表明:四种草本植物对人工模拟雨水中镉均有较好的去除效果,镉的平均去除率在89.76%~96.64%之间。四种草本植物对人工模拟雨水中镉污染物的去除能力为:早熟禾高羊茅地毯草黑麦草。四种草本植物对于不同浓度的人工模拟雨水中镉的去除率也不相同。当人工模拟雨水中镉的浓度为0.2mg/L时去除率较高并且去除效果稳定,当浓度为0.02mg/L时,去除率变化幅度大,去除效果相对低。对于同一种草本植物相同的入口浓度情况下,沙土Ⅰ为最佳土壤介质,具有较好的去除镉的能力。四种草本植物地上部分与地下部分的镉含量比值均小于1。四种草本植物对镉的总累积量最大的是黑麦草,36.46μg,最小的是地毯草,21.95μg。实验结果表明,植物体内累积的镉的含量与植物生物量呈正相关关系。该研究对于植物滞留系统结构优化具有一定的理论指导意义。     

黄河三角洲潮间带盐地碱蓬湿地土壤磷含量和储量的季节动态变化特征

以黄河三角洲潮间带盐地碱蓬湿地为研究对象,通过在春季、夏季和秋季分别采集0～10 cm和10～20 cm土层的土壤样品,分析了盐地碱蓬湿地土壤磷素的时空动态变化特征。研究结果表明:盐地碱蓬湿地土壤总磷(TP)、有效磷(AP)和AP/TP比值的变化趋势相似,且具有高度的时间异质性,都呈现秋季低、夏季和次年春季高的"V"形分布特征;湿地土壤TP水平较高,已超过生态毒性的最低阈值(600 mg·kg~(-1)),但该区土壤AP/TP比值低于磷的生物利用度的阈值(2%);湿地土壤TP储量随夏季、秋季、次年春季呈依次减少的变化趋势,AP储量也呈现秋季低、夏春季高的"V"形分布特征;湿地土壤TP、AP含量和储量在两个土层之间不存在显著性差异(P0.05)。湿地土壤TP和土壤含水量(P0.05)、Al和Mg(P0.01)均存在显著正相关关系,和土壤盐度呈显著负相关关系(P0.05);AP和土壤含水量及容重显著正相关(P0.05);土壤磷素与土壤有机质、土壤pH的相关性均未达到显著性水平(P0.05)。总体上,黄河三角洲盐地碱蓬湿地土壤磷的垂直变异性不大,但具有明显的季节变异性,其含量与土壤铝镁化合物以及土壤盐度和含水量具有显著的相关性。     

黄河三角洲湿地土壤盐离子沿水盐梯度的变化特征

为了分析黄河三角洲滨海湿地土壤电导率及盐离子组成沿水盐梯度的分布规律,沿自黄河向海的方向选择了假尾拂子茅湿地、香蒲湿地、芦苇湿地、柽柳和盐地碱蓬混生湿地和盐地碱蓬湿地作为研究样地,于2014年在各类型湿地内采集0～50 cm的土壤,并测定土壤电导率和6种盐离子。结果表明,盐地碱蓬湿地0～50 cm土壤的电导率、钠离子、钾离子和氯离子显著高于其他湿地(P0.05),镁离子、钙离子和硫酸根离子的最高值则出现在柽柳和盐地碱蓬混生湿地。在剖面方向上,电导率和6种盐离子表现出不同的变化趋势。线性相关分析表明,土壤电导率和6种盐离子呈显著正相关关系(P0.05)。土壤电导率和盐离子在2014年均表现出强变异特征。研究表明,沿自河向海的水盐梯度,湿地土壤电导率、钠离子、钾离子、镁离子、钙离子、氯离子和硫酸根离子总体呈现逐渐上升的趋势,土壤电导率的变化主要受钠离子和氯离子含量变化的影响。     

基于地理信息系统的土地利用变化制图方法研究

论述了土地利用变化图绘制的一般过程。图例的设计和不同时期土地利用现状图的代数叠加运算是整个编制过程的关键。做图过程中应本着简单实用、形象达意和美观大方的原则进行。分别选取黄河小浪底水利枢纽库周1993和2000年TM遥感影像进行土地利用变化分析,编制出了建库前后的土地利用变化图,计算出了土地覆被变化的转移矩阵并对土地利用变化的结果进行分析。     

土地用途转换表征模型与应用

介绍了栅格面积成分数据模型,推导了土地用途转换动态度公式,为区域土地用途转换提供了表征方法与手段。在此基础上,以东北地区土地用途转换为案例,采用栅格面积成分数据模型与土地用途转换动态度公式,提炼了1988～2000年东北地区土地用途转换的特征。研究表明,东北地区土地用途转换导致了各种土地利用类型的收缩与扩张,并体现为水田与旱地相互转换、退耕还林/还草等9种主要转移类型。     

白洋淀近20年土地利用变化及其对水质的影响

土地利用变化对明晰和诊断人类活动对湖泊水环境的影响具有重要意义.本文以白洋淀为研究对象,综合运用遥感影像解译、马尔柯夫转移矩阵和相关性分析的方法,揭示了白洋淀1987-2007 年的土地利用变化规律,探讨了土地利用变化对白洋淀水质的影响.结果表明:白洋淀土地利用类型以苇地、耕地和水域为主,占总面积比例分别为45.66%～52.62%,17.92%～29.82%和11.31%～18.52%;1987～1999 年间耕地向苇地和水域转变,转移概率分别为12.84%和7.2%;1999-2007 年间水域转化为耕地和林地,转移概率分别为12.76%和6.37%,苇地转化为耕地和建筑用地,转移概率分别为3.03%和2.31%;1987-2007 年间干草地和水域的面积分别减少24.06 km2和19.92 km2,耕地、建筑用地和苇地的面积分别增加20.98 km2、9.94 km2和9.67 km2,变化趋势主要是由干草地和水域向耕地、建筑用地和苇地的转变;除干草地与BOD5的相关系数为-0.711,P=0.048 外,其他各土地利用类型与水质指标的相关性均不显著.该研究为在流域尺度下揭示土地利用空间格局变化对白洋淀水环境的影响奠定基础,并为制定该流域水环境管理措施提供科学依据.     

流域生态需水学科维度方法研究与展望

综合运用专家调查问卷、比较分析和统计学方法,系统研究了流域生态环境需水方法论与维度问题,分析了不同特征的流域如何选取和优化学科方法,从学科维度探讨了方法特征、使用范围、优选和发展趋势.结果表明,流域生态需水方法论可以从方法、学科、空间维度和程序维度4个方面进行研究.根据发展阶段和问题需求,目前学科维度重要性居于首位,重要性顺序为:学科维度(46%)>方法维度(33%)>空间维度(12%)>程序维度(8%).学科各子维度方法数量依次为:水文学方法(31%)>生态学方法(28%)>其他方法(21%)>水力学方法(12%)>综合法(8%).比较不同学科方法计算同流域的生态需水量结果相对标准偏差均大于0.25,差异性较大.流域生态环境需水方法在学科维度层面呈现从单学科分析向多学科综合发展、从局部过程向全流域水文循环过程发展、从传统技术向数字流域技术发展的趋势.建议以流域水环境问题为导向,以流域生态系统管理和系统优化理论为指导,以生态优先和保证基流为基本原则,对于生态参数和科学方法进行科学筛选、整合与优化.