亚热带区域农业面源污染流域源头防控机理与技术示范

日益剧增的农业面源污染使得亚热带流域环境可持续管理面临巨大挑战。亚热带红壤丘陵地区的丰富降水、复杂多样土地利用方式和高强度氮磷投入,导致了该地区水文过程、氮磷元素生物地球化学过程、以及氮磷污染物迁移转化规律的复杂性。从"十一五"至今,我们以亚热带丘陵区典型金井小流域为对象,研究建立流域多尺度环境监测系统,准确定量流域氮磷平衡特征,精确解析流域氮磷迁移规律与输出通量;构建以水文和氮磷过程为主要对象的分布式栅格流域生源要素管理模型(CNMM),制定流域氮磷环境安全控制标准,开发流域环境安全评价和污染源头防控决策支持系统;研发针对农田养分流失、分散型农村生活污水和养殖业废水的绿狐尾藻生态湿地消纳技术,探索农业氮磷减控关键途径,构建流域面源污染源头防控技术体系,并进行了大规模的推广应用与示范。这些结果将巩固和加强亚热带区域农业面源污染流域源头防控的应用基础研究,为实现流域环境的生态管理、质量恢复和生态系统服务功能提升提供理论依据。     

空气污染视角下中国工业能源环境效率的空间效应及其影响因素研究

工业能源消耗是温室气体排放的主要来源,提高工业能源环境效率是缓解当前气候变化问题的重要途径.从空气污染的视角出发,将工业CO_2、工业SO_2和工业PM_(10)3种污染物排放作为非期望产出,采用非径向方向距离函数测算了1998-2014年中国30个省域的工业能源环境效率,检验了其空间相关性并通过空间计量回归模型分析了中国工业能源环境效率的主要影响因素.研究结果表明:中国工业能源环境效率整体处于上升趋势,但区域差异显著,东部和中部地区的工业能源环境效率显著高于西部地区;中国工业能源环境效率存在正向空间相关性,西部多数省域处于低集聚区;环境规制是影响中国工业能源环境效率的重要因素,应协同推动经济高质量发展与生态环境高水平保护,改善能源消费结构和国有企业股份制改革,有助于提高中国工业行业的能源环境效率.     

聚苯乙烯（EPS）颗粒混合轻量土的动强度参数研究

【目的】探讨水泥用量、聚苯乙烯(Expanded Polystyrene,EPS)颗粒用量和振动次数对EPS颗粒混合轻量土动强度参数的影响,分析EPS颗粒混合轻量土的动强度参数特性,为EPS颗粒混合轻量土的推广使用提供参考。【方法】通过室内动三轴试验,以黄土作为原料土,在EPS颗粒用量为1.4,3.1,5.4,8.6,13.1,20.1 g/kg,水泥用量为100,150,200 g/kg的条件下制备不同原料用量EPS颗粒混合轻量土,设定固结应力为50,100,150和200 kPa,固结应力比K_c=1.0,振动次数为10,20,30,40,50,60,70,80,90和100,通过莫尔应力圆计算土体的总应力参数,采用5.0%压应变作为破坏标准选取相应的动强度,并分析水泥用量、EPS颗粒用量及振动次数对EPS颗粒混合轻量土动强度参数的影响。【结果】当固结应力比K_c=1.0时,不同原料用量EPS颗粒混合轻量土的动强度包络线均不经过原点,且在剪应力轴存在一定的截距。当水泥用量一定时,随着EPS颗粒用量的增大,EPS颗粒混合轻量土的动黏聚力和动内摩擦角均有所减小,其中当振动次数为20,EPS颗粒含量由1.4 g/kg增大到20.1 g/kg时,动黏聚力减少43.39%,动内摩擦角减少并趋于0。当EPS颗粒用量一定时,随着水泥用量的增大,EPS颗粒混合轻量土的动黏聚力和动内摩擦角均呈增大趋势,其中当振动次数为20,水泥用量由100 g/kg增大到200 g/kg时,动黏聚力增大了54.07%,动内摩擦角增大了140.95%。【结论】水泥用量和EPS颗粒用量对EPS颗粒混合轻量土的动强度参数均有较大的影响,振动次数对动黏聚力影响较大而对动内摩擦角影响甚微,在分析土体稳定性时应充分考虑以上因素的影响。     

岷江上游藏区聚落土地利用演变及预测

【目的】探究岷江上游藏区聚落土地利用类型、数量演变规律及空间分布。【方法】利用岷江上 游 1995、2005、2015 年 3 期土地利用数据,运用 CA-Markov 模型模拟预测了 2025 年岷江上游的土地利用情况。 在此基础上,对岷江上游藏区聚落 4 期土地进行对比分析。【结果】前期只有林地面积大幅减少,其他用地增加, 建设用地的动态度波动最大,总面积增加 139.52 hm2,而建设用地和裸地的增幅分别为 92.16% 和 25.72%;中期 只有建设用地面积大幅度增加,动态度波动最大,总面积增加 1 943.03 hm2,其他用地面积虽然减少,但动态度 变化不大;而近期裸地和旱地扭转减少的趋势变为增加,林地和草地分别减少 1 735.45、1 367.14 hm2,减少的 部分主要去向为建设用地和裸地。从整个研究期来看,研究区各类型土地所占比例变化很小,建设用地、裸地 以及旱地数量都有所增加。【结论】模拟结果具有一定可行性,较好地体现了岷江上游藏区聚落土地利用动态 变化的趋势,可对该地区土地资源优化配置提供一定程度的指导。     

不同根构型大豆对低磷的适应性变化及其与磷效率的关系

 【目的】探讨土壤低磷胁迫下大豆的根形态、构型适应性变化的基因型差异及其与大豆生长和磷效率的关系。【方法】采用具有不同根构型和磷效率的51个大豆品种,分别在广东省博罗县和英德县两个试验点的酸性缺磷红壤上,分春播和夏播两个季节进行田间试验,测定低磷、高磷处理下根形态、构型的差异及其与大豆生长和磷效率的关系。【结果】低磷处理下供试大豆基因型间生物量和产量具有极显著的基因型差异;供试大豆基因型的根形态、构型与磷效率密切相关,浅根型大豆根系具有合理的三维空间分布和较长的总根长,其磷效率和产量最高;低磷条件下,浅根构型和深根构型的大豆基因型根构型可塑性最小,中间根构型的大豆供试材料根构型最不稳定,可塑性最大。【结论】缺磷是供试酸性红壤上大豆生长的主要限制因子之一,大豆具有适应低磷土壤的遗传潜力;土壤中磷的有效性等环境因素对根构型具有调节作用;具有较好根形态构型的大豆基因型有利于从耕层土壤中吸收有效磷和其它养分,其产量和磷效率均较高。     

区域土地利用变化与景观格局分异研究

以1975年和2005年的土地利用图为基础图件,以各个县市为研究单位,提取各个县市的土地利用数据,分析三峡库区近30年来土地利用动态度的变化、土地利用程度的变化;然后接合景观生态学的理论,引入了斑块平均面积、景观的多样性与景观破碎度,寻找分异特征。研究表明,三峡库区近30年各类建设用地的变化速度>河流水域的变化速度>林地、草地的变化速度>耕地的变化速度;各县市土地利用程度在增加;各个景观指数的变化在各个地域分布上的变化趋势是不一样的,土地利用对景观格局的影响比较和缓,三峡库区景观的多样性在减少。     

栽培模式对超级杂交晚稻生长发育和产量及氮肥利用率的影响

选用优化栽培、轻简栽培、两段优化栽培和常规栽培4种晚稻栽培模式,在2个施缓释氮量的处理(折合纯氮分别是0、180kg/hm2)下,研究了栽培模式对超级杂交晚稻生长发育和产量及氮肥利用率的影响.结果表明:在施纯180kg/hm2条件下,两段优化栽培表现为产量最高,分蘖速度快,茎蘖数栽培幅度大,LAI和干物质积累量大,氮肥利用率高;其次为优化栽培,轻简栽培最小,但两段优化栽培生育期较长.优化栽培和轻简栽培生育期较适中.在不施氮水平下,也有相同的趋势.因此,超级杂交晚稻较优的栽培模式是两段优化栽培和优化栽培.     

水分胁迫对不同类型春小麦水分利用效率和光合日变化的影响

通过不同生育期3个水分胁迫-复水处理,即:生育期土壤相对含水量(SRWC)维持在饱和持水量的60%~70%(T1),孕穗期SRWC维持35%~45%,之后恢复充足的供水(T2),抽穗期SRWC维持在35%~45%,之后恢复充足供水(T3),研究了旱地类型(DE)、中间类型(IE)和水地类型(WE)春小麦品种水分利用效率和光合日变化.结果表明:水分胁迫对水分利用效率的影响明显小于对籽粒产量的影响,且T2的抑制效应大于T3.无论是T1还是T3,3个品种类型光合日变化均大致呈双曲线,但品种间存在时段性差异.T3处理,DEI、E在15∶00~16∶00表现出光合超补偿作用.在3个处理中,籽粒产量和水分利用效率均呈极显著正相关(0.860~0.965).     

贵阳水资源持续利用策略

当前贵阳城区的供水流量已经接近每天50万t,相当于所在南明河小流域年平均流量的50％,这给贵阳未来水资源的持续利用增添了较大的压力。为了缓解水资源短缺的紧张局势,贵阳有必要重视和完善以水循环利用为基础的外源调水保障供应模式。通过分析贵阳水资源的分布状况及城市取用水的基本特点,认为贵阳以双重循环方式利用水资源的雏形正在逐渐显现,即以阿哈湖为节点的城区内循环和主城区以下南明河某河段污废水回用的大循环;培育此双重循环的格局将有助于提高城市水资源的重复利用率,增强贵阳水资源持续利用的可能性。     

太原市土地利用数量及空间结构分析

以太原市为研究对象,运用景观生态学的相关指标对太原市土地利用现状结构、空间布局进行了分析,结果表明,太原市农用地和未利用地所占比例较高,多样性指数较大,耕地、林地和未利用地的空间分布比较集中,为集中连片开发利用土地、实现土地资源规模经营,提高土地利用集约化水平提供了基础条件,但土地利用斑块的形状不规则,为土地利用实现机械作业、建设配套设施带来一定的难度,这就要求对今后的土地利用进行合理规划,为进一步提高土地利用率创造便利条件。