基于“五融合五重构”混合式教学的课程改革与实践——以“环境规划与管理”课程为例

“环境规划与管理”作为环境保护专业的核心课程,长期存在学习动力、内容创新、实践应用、价值引领等方面的痛点问题。近年来,教学团队本着“立德树人、学生中心、成果导向、持续改进”的理念,基于成果导向教育(OBE)质量评估标准,通过知识传授与思想政治育人相融合,开展线上线下混合式教学的理论与实践研究,探索形成了“五融合五重构”的教学创新路径。通过“五融合”,重构多维一体的课程目标、螺旋递进的内容体系、主动参与的教学策略、“线上+线下”的学习空间、全过程的评价体系,有效解决了课程教学中存在的问题,持续提升课程质量和学生的学习效果,以期为高校本科环境类的学科构建提供参考。

旅游活动输入岩溶地下河系统的水化学指纹记录

地下河系统是岩溶地质景观的重要组成部分,利用特殊岩溶地形地貌建立的国家重大科技基础设施成为科研和旅游的胜地。为了解旅游活动对岩溶地下河系统水化学的影响,文章分析了大小井地下河系统入口和出口在不同旅游时段的水化学特征。结果表明:受旅游人数影响,污水水化学变化较大;大小井水化学类型为Ca-HCO_(3)型,水岩相互作用产生的Ca^(2+)、Mg^(2+)和HCO_(3)^(-)从入口到出口逐渐增加,而人类活动输入的K^(+)、Na^(+)、Cl^(-)、NO_(3)^(-)和SO_(4)^(2-)则表现出差异性特征。小井地下河系统因受沿途城镇生活排放污水和农业活动影响,水化学波动较大,出口K^(+)、Na^(+)、Cl^(-)和NO_(3)^(-)升高;大井地下河虽受旅游活动输入影响,但K^(+)、Na^(+)、Cl^(-)、NO_(3)^(-)和SO_(4)^(2-)随着地下径流长度增加而降低。HFE-D和Gibbs模型以及离子比例系数分析显示,地下河系统受到了城镇生活排放、旅游和农业等人类活动输入的影响,这一现象应引起足够的重视。

典型岩溶温泉群水文地球化学特征

石阡县岩溶温泉群因富含矿物质和微量元素蕴涵着极高的商业价值.采集和收集不同时期石阡岩溶温泉群的水化学分析数据进行综合分析.研究表明:石阡温泉群主要的阳离子为Ca^(2+)和Mg^(2+),主要的阴离子为HCO_3^-和SO_4^(2-),水化学类型为HCO_3-Ca·Mg型、HCO_3·SO_4-Ca·Mg型和SO_4·HCO_3-Ca·Mg型,水质偏碱性,温泉群的补给源为大气降水.水文地球化学特征受控于大气降水入渗深循环过程中的水-岩相互作用.HCO_3-Ca·Mg型温泉由白云岩和方解石等碳酸盐矿物溶解所致;HCO_3·SO_4-Ca·Mg型和SO_4·HCO_3-Ca·Mg型则受控于岩溶含水层中的膏盐层溶解.

地质高背景区镉污染稻田中低累积水稻品种筛选

【目的】探究地质高背景区镉(Cd)污染稻田水稻对Cd的富集转运特征,筛选适用于稻田安全生产的Cd低累积水稻品种,为该地区的水稻安全生产提供参考。【方法】以贵州开阳县10个主栽水稻品种为材料,采用田间小区试验的方法,测定土壤、水稻不同组织部位Cd含量,对比不同水稻品种对Cd的富集和转运特征,并结合水稻产量和聚类分析,筛选Cd低累积水稻品种。【结果】参试水稻品种的稻田土壤p H为5.88~6.37、全Cd含量为0.89~1.30 mg/kg、有效态Cd含量为0.40~0.58 mg/kg,不同品种间土壤p H及Cd含量无显著差异(P>0.05,下同)。水稻不同组织部位间的Cd含量以茎部和根部积累较高。相对于根际土,Cd在水稻茎、根中呈明显的富集特征,富集系数均超过1.00,但多数品种谷壳、糙米对Cd的富集系数小于1.00。Cd转运系数以糙米/谷壳、茎/根转运系数较高,其中,水稻体内Cd从根向茎、谷壳向糙米的转运能力相对较强,接近或超过1.00。在水稻品种间产量无显著差异的前提下,结合聚类分析可将10个水稻品种划分为三类:第Ⅰ类(较低值类)包括成优1479和天优1177;第Ⅱ类(中间值类)包括C两U华占、黑糯80、川华优320、红优2号、C两优华占和泸香优110;第Ⅲ类(较高值类)包括金优2017和宜香优2115。【结论】10个参试水稻品种中,本地主栽水稻品种各部位相对易于富集Cd,其中,金优2017和宜香优2115糙米Cd含量严重超标,不建议在Cd污染稻田中种植;成优1479和天优1177的糙米Cd含量较低,可作为Cd低累积水稻品种推广种植。

基于多目标重金属元素筛选低累积芸豆品种

为筛选基于多目标重金属元素芸豆品种,保障芸豆生产输出潜力,以黔西北主栽的10个芸豆品种为研究对象,通过污染区田间微区试验,研究不同芸豆品种中Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Zn、Ni等典型有害重金属元素的污染特征和富集系数。结果显示:10个芸豆品种对8种典型有害重金属的吸收累积能力整体呈现Zn>Cu>Cd>Ni>Hg>Cr>As>Pb的特征;芸豆对Zn、Cu元素的富集能力较强(富集系数0.2左右),对Cd的富集能力较弱(富集系数0.02~0.05),对Pb、As、Cr、Ni、Hg富集能力非常弱(富集系数不足0.01)。芸豆品种间对同一典型有害重金属元素的累积存在显著差异,按照芸豆中重金属含量进行聚类分析,可以把芸豆品种划分为较高值类、中间值类、较低值类3个类别,富集系数也可以相应地明显区分开来。其中,黑红芸豆、威芸一号、大红芸豆和红芸豆可作为Cd的低累积推荐品种;红芸豆、朱砂豆、圆花豆可作为Hg的低累积推荐品种;本地芸豆、黑芸豆、圆花豆、威芸一号和朱砂豆可作为As的低累积推荐品种;黑芸豆、奶花豆、本地芸豆和朱砂豆可作为Pb的低累积推荐品种;威芸一号和圆花豆可作为Cr的低累积推荐品种;朱砂豆可作为Cu的低累积推荐品种;黑芸豆、本地芸豆、大红芸豆、威芸一号、红芸豆和朱砂豆可作为Zn的低累积推荐品种;大红芸豆、威芸一号、黑红芸豆、红芸豆可作为Ni的低累积推荐品种。研究表明,10个芸豆品种均可以作为黔西北Cd污染区的推荐品种,但其体内重金属Cu、Zn超标风险须引起特别关注。

喀斯特山区河流水环境容量核算与污染控制的单元化研究——以清水江流域鱼梁江河段为例

以喀斯特山区清水江流域鱼梁江河段为研究对象,在查明地下水排泄与河流环境容量及其水质之间关系的基础上,采用Daniel趋势检验法和水量—水质同步估测模型等分析了流域水质变化及其污染负荷和核算了多水文情势下的水环境容量等。结果表明,流域污染负荷为:氨氮(NH-3-N)312.85t/a,总磷(TP)274.91t/a,氟化物(F^-)311.82t/a,主要为城镇生活和工业污染排放且具明显空间分布特征。控制单元Ⅰ的F-浓度显著下降,水环境容量未超载;控制单元Ⅱ和Ⅲ的TP、F^-和NH-3-N浓度均显著下降,前者水环境容量均超载,后者TP为过载状态;控制单元Ⅳ主要污染物浓度无明显升降趋势,但TP和F-出现超载,TP严重超载为枯竭状态;控制单元Ⅴ的TP和F^-浓度显著下降,水环境容量均为超载状态,亟待实施NH-3-N、TP和F^-污染物总量控制和精准削减措施。

医疗废水处理前后溶解性有机物的光谱特征分析

医院诊疗过程中产生大量富含溶解性有机物(DOM)的医疗废水,DOM会影响医疗废水的处理效率和出水水质.本研究利用紫外可见吸收、三维荧光以及红外光谱技术分析了14家医疗废水处理前后DOM的光谱特征.结果表明,医疗废水DOM的荧光组分由类蛋白质(类色氨酸C1和类酪氨酸C4)及类腐殖质(C2和C3)两大类组成,结构性质相似,多为含O—H、N—H、C═O、C—H、C—OH、C—O和C—O—C等官能团的苯酚类、醇类、苯胺类、脂类、芳香类有机物及氯等物质.DOM自生源性较强,腐殖化程度低,腐殖质来源于生物源和非生物源.处理后DOM结构未出现明显变化,不饱和程度略有降低,苯环C骨架的聚合度和腐殖化程度增加.DOM的去除以类蛋白质为主,总荧光强度由13.29—75.17 R.U.降至0.98—33.73 R.U..类腐殖质C2和C3去除效果相对较低,其去除与3440—3350 cm^(−1)、1421—1387 cm^(−1)和703—599 cm^(−1)波段范围含O—H、N—H,C—H和C—OH以及苯环等官能团的有机物有关.而临床使用的抗菌药物载体AgNPs在医疗废水中不易被降解去除.

喷施叶面阻隔剂对马铃薯Cd、Cu、Ni、Zn富集转运的影响

为筛选适于调控马铃薯体内Cd、Cu、Ni、Zn的叶面阻隔剂,通过盆栽试验法对马铃薯叶面喷施富里酸(FLS)、腐殖酸(FZS)、天冬氨酸(TDAS)、硒肥(XF)、硅肥(GF)、Zn-赖氨酸(Zn-LAS)、Fe-赖氨酸(Fe-LAS),以对比研究叶面喷施对威芋5号(低累积品种)和青薯9号(高累积品种)根、茎、叶、块茎部位Cd、Cu、Ni、Zn富集和转运规律的影响。结果表明:喷施叶面阻隔剂前后,Cd、Cu、Ni、Zn在马铃薯体内富集规律一致,以Cd富集最明显,Zn、Cu次之、Ni富集能力最低,且叶面阻隔剂能有效抑制不同部位间Cd、Cu、Zn、Ni富集。与对照威芋5号相比,喷施叶面阻隔剂能降低马铃薯块茎部位Cd、Cu、Ni、Zn质量比,以XF、GF、FZS对块茎Cd降低幅度明显(37.6%、32.6%、14.6%),Zn-LAS、Fe-LAS对块茎Cu、Ni降低幅度明显(43.8%、44.7%;66.9%、95.2%),GF、Zn-LAS对块茎Zn降低幅度明显(52.7%、57.4%);较青薯9号的对照,喷施叶面阻隔剂能有效降低马铃薯块茎部位Cd、Cu、Ni、Zn富集,以FZS、Fe-LAS对块茎Cd降低幅度最大(34.6%、41.4%),Fe-LAS对块茎Cu降低幅度最高(51.8%),GF、Fe-LAS对块茎Zn降低幅度最高(30.1%、46.7%),FZS、Fe-LAS对块茎Ni降低幅度最高(79.9%、82.0%)。Cu、Zn、Ni在马铃薯体内转运能力由大到小为茎、叶、根、块茎,Cd转运呈现茎、根、叶、块茎的降低规律。研究表明,喷施叶面阻隔剂能有效阻隔马铃薯体内Cd、Cu、Zn、Ni富集转运。

贵阳市水资源承载力演变的集对分析与诊断识别

利用集对分析法诊断识别出2005-2017年贵阳市水资源承载力的演变特征和脆弱性指标。研究结果表明:水资源承载力评价等级均高于2.0,处于临界超载状态;实施节水型社会建设后水资源承载状态呈现向好态势;人均水资源量和供水量不足以及农业灌溉定额偏高是水资源承载力致弱的主要因子;夯实节水型社会建设、提升水资源利用效率和加强地下水战略储备资源的保护与利用是提升贵阳市水资源承载力的一个有效途径。

岩溶山区城镇化进程与资源环境耦合协调关系的演变特征——以贵阳市为例

采用灰色关联度模型及耦合协调模型分析了贵州省贵阳市城镇化进程与资源环境系统及其两者耦合协调关系的演变特征。结果表明,城镇化水平逐年提升,城镇化的资源支撑需求以及环境风险持续增加;城镇化与资源环境的关联度在0.54~0.68之间,处于中度较强关联状态;整体耦合度介于0.37~0.50之间,处于拮抗阶段;耦合协调度介于0.31~0.62之间,呈现由低度协调向高度协调的转变特征。城镇化进程中的行政区划、产业结构以及政策调整等是两者耦合协调关系的致变因素。

碳酸盐岩风化过程的铀、钍地球化学行为

铀、钍作为亲石元素普遍存在于地壳中,基岩风化使它们广泛参与地表及近地表环境中的各种地球化学过程。碳酸盐岩风化成土和侵蚀过程是喀斯特环境生态系统中铀系核素的重要来源和生物地球化学循环关键环节。采集典型喀斯特小流域后寨河6个碳酸盐岩风化剖面基岩和土壤样品,分析了风化过程中铀钍含量、分布和迁移特征,研究结果显示,碳酸盐岩化学风化作用产生的质量亏损平均在70%以上,纯石灰岩或白云岩剖面化学风化亏损系数达到90%以上,处于极度亏损状态。铀和钍受风化溶蚀残余作用的影响在岩土界面上出现富集突变特征,钍的富集更为明显,剖面中两者发生二次分布。化学风化亏损系数表明U和Th化学活动性的差异明显,U风化过程中易溶解而活动性较强,Th多吸附于土粒残余富集而活动性较弱,碳酸盐岩风化成土过程中Th/U比值的阶段性变化指示着风化作用强度,为提取更多的地球化学信息提供可能。

岩溶流域地表水和地下水硝酸盐来源定量识别

选取岩溶地区花溪河流域典型农业区为研究对象,运用δ^15N-NO3^-,δ^18O-NO3^-和δ^18O-H2O同位素示踪技术和水化学分析方法,阐明了研究区地表水和地下水中硝酸盐的分布特征,并揭示其来源和形成过程,基于R语言下运行的贝叶斯模型(stable isotope analysis in R),对研究区水体中各种硝酸盐来源的贡献比例进行了定量识别.结果显示:受碳酸岩盐风化的控制,流域内地表水和地下水的水化学类型以HCO3-Ca型为主,硝酸盐在研究区水体中的空间分布特征受土地利用类型影响明显;在研究区水体硝酸盐形成过程中,硝化作用起主导作用,水体中的硝酸盐来源主要有化肥、降雨中的氨盐、土壤有机氮、粪便和污水,与地表水相比,地下水中硝酸盐受粪便和污水的影响较大;基于SIAR源解析模型分析,大气沉降、化肥、土壤有机氮和粪便污水对研究区地表水硝酸盐的贡献比例分别为3.97%、26.87%、36.80%和32.37%,对地下水硝酸盐的贡献比例分别为2.83%、13.96%、21.03%和62.18%.

典型岩溶地下水系统地球化学敏感性研究

通过研究典型岩溶地下水系统地球化学敏感性表明,地下水系统水化学阳离子以Ca2+、Mg2+为主,平均敏感指数分别为0.73和0.19;阴离子以HCO3-和SO24-为主,平均敏感指数分别为0.92和0.37;主量元素表现出明显的地球化学敏感性特征.研究区主量元素的地球化学敏感性依次为:HCO3->Ca2+>SO42->Mg2+>Cl->Na+>NO3->K+.运用敏感性最强的HCO3-敏感性指数(GSIHCO3-)对地下水系统进行敏感区域区划,GSIHCO3-<0.5的区域为低敏感区,0.5<GSIHCO3-<1的区域为中度敏感区,GSIHCO3->1的区域为高敏感区.高敏感区域地下水系统可能成为污染物的汇和源,地下水与地表水之间的频繁快速转化和相互补给可能形成两者交叉污染和叠加污染的恶性循环.

贵州岩溶山区城镇化进程中地下水的资源功能评价

地下水是岩溶山区现代城镇化发展的战略性基础资源,为了解城镇化进程中地下水资源功能的支撑作用,通过构建地下水资源功能评价指标体系,对贵州省9个市(州)岩溶区域城镇化进程中地下水的资源功能进行定量评价.评价结果表明:地下水的资源功能在城镇化进程中呈现明显的差异性特征,城镇化水平较高的贵阳市对地下水的依存性高达79.08%,地下水的资源功能较强;城镇化水平较低的地区对地下水的依存性较小,地下水的资源功能相对较弱.随着城镇化水平的提升,地下水资源的可持续性受地下水污染和超采等因素制约,其资源功能存在弱化甚至丧失的风险.

岩溶易旱区地下水水文地球化学特征及其控制因素——以兴仁县为例

地下水是岩溶易旱区极其重要的水资源,是当地生态环境和人类生存的基本保障。通过收集整理岩溶易旱区兴仁县地下水水化学数据,分析与研究,发现岩溶易旱区地下水的溶解组分主要来源于碳酸盐岩的溶蚀,水化学类型主要为HCO_3-Ca型和HCO_3-Ca·Mg型,部分地区由于受到岩层中石膏夹层溶解的影响,水化学类型为HCO_3·SO_4-Ca·Mg型。地下水中Ca^(2+)、Mg^(2+)、HCO_3^-等离子受流经区域地层岩性和水-岩相互作用的影响,表现出显著的区域性特征,属自然来源;K^+、Na^+、Cl^-、NO_3^-等指标与人类活动关系密切,SO_4^(2-)受水-岩相互作用和人类活动共同影响。岩溶易旱区地下水水文地球化学容易受到人为活动的干扰且日趋明显,降低人为活动对岩溶地下水的影响是确保岩溶易旱区地下水环境及饮水安全的关键。

岩溶山区城镇化进程的土地利用景观格局演变特征——以贵阳市为例

基于多期贵阳市土地利用现状数据,运用景观生态学原理系统研究了城镇化进程中贵阳市景观格局时空演变特征.结果表明,城镇化进程中建设用地景观面积持续增加,耕地、林地和草地景观面积减少.城市建设用地景观早期集中于贵阳市中部,其它呈零星点状分布;中期以南部和西北部为主,逐渐由零星点状向带状发展;后期由带状向四周拓展的区位演变特征.城镇化进程中景观蔓延度和景观形状呈下降趋势,斑块数和破碎度增加,景观形状趋于规则;景观多样性和均匀度随城镇化推进有所上升,景观异质性增强.景观格局变化受控于国家政策、城市发展理念与规划调整.

茶叶产地与品质的元素、同位素鉴别技术研究进展

茶叶是我国特色地标性农产品之一,具有深厚的文化底蕴和区域资源优势,其产地溯源与品质鉴别具有重要意义。本文系统介绍了多矿质元素、稀土元素、稳定同位素等地球化学手段在国内外茶叶产地溯源和品质鉴别中的研究进展,并分析了这些方法的优势和不足。今后的相关研究应该进一步明确元素及同位素在"土壤-茶鲜叶-成品茶"中的迁移转化规律,辨识多因素如加工方式、人类活动及污染物等在茶叶"种植-生长-加工"过程中对其原产地信息及品质的影响,结合传统鉴别技术及大数据方法并综合比较多种统计模型,以期系统地建立和完善主要茶产地及名优茶产品的元素-同位素指纹图谱。这对茶树生长和生态环境改良及优势品种的选择,保护名优茶产品优势,树立正确的产品意识,建立良好的贸易秩序具有深远的意义。

喀斯特山区砷渣堆场污染迁移风险与区划

喀斯特山区土壤空间异质性强,污染物在洼地土壤之间可能通过独特的地表与地下二元水文地质结构的贯通互联而发生转移.通过对喀斯特山区砷渣堆场的废渣及受其影响的土壤中砷含量、分布和迁移等进行系统分析表明,降雨淋滤砷渣产生的废液随地表和地下径流远距离迁移影响洼地土壤;pH从渣场经麻厂到屯脚洼地沿迁移路径升高,均值分别为3.3、6.8、7.5;As含量沿线降低,分别为59.87、28.96、20.51mg·kg^(-1);洼地土壤多因排水条件差发生内涝淹没呈面状污染扩散展布.单因子和地累积指数评价结果显示:耕作层(0~30 cm)较下部土壤污染风险高,砷的垂向迁移致使耕作层底部污染趋增.砷通过洼地落水洞、漏斗排水与下渗经地下溶洞与管道发生长距离迁移,空间上呈现由“点”沿“线”成“面”的水平和纵向污染风险转移特征;区域上则形成点、线和面以及地表地下组合在水平和垂直方向上的非连续污染风险格局.研究结果对认识喀斯特山区土壤重金属污染风险格局及精准区划与修复提供新借鉴思路.

岩溶地下河水化学对城镇化进程的时序响应

利用25年地下水观测与遥感解译数据研究地下河对城镇化进程的水化学时序响应,结果表明,随着城镇化的进行,地下河的矿化度逐渐上升;水化学类型时序演变从枯水期单一的HCO3·SO4-Ca·Mg型和丰水期HCO3-Ca·Mg型向HCO3·ClCa型、HCO3·SO4-Ca型、HCO3-Ca和HCO3·SO4-Ca·Mg型等多类型演化,快速城镇化时期水化学类型多变.受地表降水输入影响,地下河枯水期与丰水期[Mg2+]/[Ca2+]和[HCO3-]/[SO42-](摩尔比)变化较大,城镇化前地下河水化学受水岩相互作用、农业活动和酸雨入渗共同影响,两者均值分别为0. 86和29. 34;2001年城镇化后农业活动和酸雨输入贡献减少,丰水期城镇化输入(居民生活和工业排污)明显增加,两者出现突变特征,分别降低至0. 38与6. 01. 1990~1995、1996~2010和2011~2015年不同时期的主要地球化学敏感阳离子分别为Ca2+及Mg2+、Na+和NH4+,阴离子则分别为HCO3-、HCO3-及SO42-和Cl-.地下河对城镇化进程的水化学响应具有明显的阶段性和时序性.

贵州阿哈湖喀斯特小流域DOC输出特征

河流不仅是陆地碳循环的通道,也是碳交换的重要场所,而小流域更被认为是陆地碳循环的热点。为探究人类活动影响下喀斯特小流域溶解性有机碳(DOC)输出特征,于2017年6月~2018年5月对阿哈湖3条主要入湖小流域游鱼河、白岩河、金钟河河水主要理化特征和DOC含量进行分析,并计算流域DOC输出通量。研究期间游鱼河、白岩河、金钟河DOC含量分别为4.78±2.11、5.61±2.27、7.40±2.51 mg/L,输出通量分别为2.71、2.91、3.82 t/(km^2.a)。结果表明:(1)阿哈湖小流域河水DOC含量时空变化特征明显,与降雨、流域土地利用类型密切相关,人类外源输入对DOC有显著影响;(2)对比不同河流DOC输出特征发现,小流域通常具有更高的DOC输出通量,特别是受城市输出影响的中小流域,其河流碳过程在碳循环中的贡献可能被低估。