基于GF-2影像的武汉市九峰山国家森林公园地上碳储量估算

探究国产高分辨率数据在森林碳储量估算研究中的潜力,为构建森林碳储量估算模型提供新思路。选取武汉市九峰山国家森林公园为研究对象,以GF-2遥感影像为数据源,结合地面实测信息,对研究区森林地上碳储量进行估算,共提取6个植被指数、4个波段值、8种纹理特征,筛选出9个与实测碳储量相关的遥感变量,运用线性与非线性方程对单个高相关变量和多个相关变量进行建模,选出最优模型,为进一步提高预测精度,将模型代入4种纹理窗口(3×3、5×5、7×7、9×9)。结果表明:通过遥感图像提取的植被指数之间,具有较强的共线性,单变量建立的模型精度低于多变量模型;利用均方根误差RMSE与决定系数R^(2)对4个窗口下模型的预测精度进行评价,模型在5×5窗口下预测效果最好(R^(2)=0.73,RMSE=0.5),3×3窗口下预测效果最差(R^(2)=0.64,RMSE=0.8),将所有估测模型进行比较,在纹理窗口下模型精度提高了0.11。利用5×5窗口下构建的多变量模型对研究区碳储量进行估算,九峰山国家森林公园碳储总量为1.06×10^(4) t,总体平均碳密度为84.59 t/hm^(2),具有一定的固碳作用。选用国产高分辨率影像GF-2数据对武汉市九峰山森林公园进行反演研究,能很好地运用在森林植被碳储量定量与生长状况领域。研究结果对“双碳”目标下森林生态系统碳汇监测与管理具有重要科学意义。

沉积物异化铁还原耦合植酸去磷酸化

研究沉积物中微生物驱动的异化铁还原与有机磷降解转化的耦合作用,对深入阐明水体富营养化发生机制、控制环境磷污染和应对潜在的全球性磷危机具有重要的现实意义。该研究以沉积物异化铁还原与有机磷降解转化耦合的环境效应为切入点,探究了异化铁还原促进植酸有机磷去磷酸化的可行性。首先通过对武汉东湖自然沉积物中有机磷与亚铁含量的监测,以及两者之间的相关性分析,发现在以有机质降解为驱动力的早期成岩过程中,三价铁逐渐被还原为亚铁,同时伴随着有机磷含量的降低,揭示沉积物中铁的异化还原可能促进有机磷的降解转化;接着利用富集的沉积物内源微生物群落在实验室构建“异化铁还原微生物群落+水铁矿+植酸”微宇宙模拟系统,开展了铁还原微生物群落驱动异化铁还原对植酸有机磷降解转化作用的研究,进一步证实铁的异化还原能促进植酸有机磷的去磷酸化并生成PO_(4)^(3-),很可能是诱导水体富营养化的潜在新机制。

浅水湖泊溶存甲烷浓度对气温升高及季节变化响应特征

揭示温度升高对浅水湖泊中溶存甲烷(CH_(4))浓度的影响,可为更好地应对气候变化对浅水湖泊碳排放的影响提供数据支持。采集梁子湖表层沉积物和湖水,并置于塑料水缸(沉积物厚度为10 cm,其上注入深度为1 m的湖水),设置比周围环境温度高3.5℃的升温组(W)和不进行温度设置的控制组(C),每组6个平行,2022年1月完成系统设置后放置2个月,在春季(3、4月)和夏季(7、8月)进行样品采集并计算溶存甲烷浓度,同时测量水温(T)、pH、电导率(EC)、溶解氧(DO)、总氮(TN)、总磷(TP)、正磷(PO_(4)^(3-))、氨态氮(NH_(4)^(+))、硝态氮(NO_(3)^(-))和亚硝氮(NO_(2)^(-))、Chl-a、溶解性有机碳(DOC)等参数,并分析溶存甲烷浓度和环境因子的相关关系。结果显示,W组的甲烷浓度与C组之间差异不显著,W组的甲烷浓度总体上低于C组;夏季甲烷的浓度显著高于春季,说明温度是影响甲烷排放的重要因素;Spearman相关性分析和逐步回归分析表明溶存甲烷浓度主要与T、营养盐含量(TP、PO_(4)^(3-)、DOC)、pH、DO和EC有关,其中,季节性温度变化是影响水体溶存甲烷浓度的最主要环境因子。

南水北调中线水源地丹江口水库水化学特征研究

丹江口水库是南水北调中线工程的水源地,对水库中的5个点位进行了3 a的动态监测.对水化学类型和水化学特征进行了系统分析,运用相关分析及方差分析,对水化学时间、空间分布特征进行了研究.结果表明,TDS介于149.9-291.2mg·L^-1,属于弱矿化度水.总硬度（以Ca^2＋、Mg^2＋浓度和计）介于40-50 mg·L^-1之间,属于极软水.HCO3^-及Ca^2＋分别介于122.5-170.0 mg·L^-1、37.1-43.2 mg·L^-1,分别占主要阴、阳离子组成的77.54%-77.87%和70.66%-77.93%,按照O.A.阿列金分类法,丹江口库区水质为HCO3^--Ca型水.主要离子呈现一致的空间变化,在丹江库区沿水流方向逐渐降低,至汉江库区达到最小值.水化学特征的季节及时间变化表明,主要离子的浓度在枯季比在雨季大.丹江口水库水化学特征主要由岩石风化决定,高浓度的HCO3^-及Ca^2＋主要来源于方解石和白云岩,但是上游及库区周边人为活动对NO3^-产生了一定的影响.最后,提出了流域水资源保护的建议和措施.

南水北调中线水源地汉江上游流域主要生态环境问题及对策

汉江上游是南水北调中线水源地，流域生态环境建设是保障水源地水质安全的关键。针对上游流域水环境污染、土地利用以及水土流失等重大生态环境问题，结合流域数字高程模型及水质调查对其进行了系统分析。结果表明：（1）丹江流域、库区流域及汉中盆地水质较差，COD60和氨氮成为水源区主要污染物；（2）各子流域区植被覆盖占各自面积的71．2％～95．7％，表明流域植被覆盖较好，但沿河岸100m范围内农业用地占29．2％～43．4％，且多为坡耕地；（3）流域水土流失严重，2000年左右流域侵蚀图显示汉江源头、秦岭南及大巴山北均出现了大片年均侵蚀模数〉2200t／km^2的区域，且有日益增强的趋势。提出加大水环境污染整治力度、加强农业用肥管理及河岸带建设、水土保持建设以及加强流域水环境及水土保持监测和科研工作等对策。

运用水质指数法评价南水北调中线水源地丹江口水库水质

丹江口水库是南水北调中线工程水源地,水库水质的好坏直接影响工程效益的发挥.根据2005年雨季和枯季的水质监测数据,参照GB3838-2002中Ⅱ类水质标准,将21项水质监测指标分为难处理的毒性指标(ρ(As),ρ(Hg),ρ(Cd),ρ(Cr),ρ(Pb)和ρ(Se))、易净化的污染指标(pH,ρ(DO),IMn,ρ(BOD5)和ρ(NH3-N))及其他指标(ρ(DP),ρ(DIN),ρ(F-),ρ(Cl-),ρ(SO42-),ρ(NO3--N),ρ(Cu),ρ(Zn),ρ(Fe)和ρ(Mn))3类,首先计算单项水质指数,然后分类别计算分类指数,最后得到综合水质指数(WQI).结果表明:①重金属Hg,Se,Cd和Pb危及库区水质安全;②易净化污染指标及其他指标的WQI值小于20,但氮已对水质构成极大威胁;③水库水质在枯季好于雨季;④水质空间格局为汉江库区好于丹江库区,丹江库区好于库区下游.对于水源地,在评价有毒重金属时应结合地表水环境标准和饮用水标准.另外,就污染物成因及水资源保护措施进行了初步探讨.

对南水北调工程解决中国北方用水问题的分析

简要介绍了南水北调工程,分析了调水后我国北方用水情况,对今后的用水及缺水情况进行了预测。分析预测结果表明:调水后,黄河上游(西线受水区)基本能满足正常来水年份用水;在中等枯水年份,2030年和2050年分别缺水80亿m3和50亿m3。整个中线受水区2020年缺水量高达207亿m3。淮河流域(东线受水区)基本能满足2030年水平的需水要求,但2050年将缺水20~40亿m3;山东半岛依然为严重缺水区,缺水量达38.91亿m3。

南水北调中线丹江口库区主要生态环境问题及植被恢复

丹江口水库作为南水北调中线引水渠,其水质好坏直接关系到工程效益的发挥。与工程实施相关的水质保障措施将在一定程度上控制水源地点源污染,非点源污染将成为水库水质污染的主要来源。目前库周边支流如老灌河、滔河等的水质为Ⅴ类或劣Ⅴ类,库区水质整体有逐年恶化趋势。2004-2005年库区断面监测结果表明：As、Cd、Cu、Pb和Zn的最大值已分别达到0.120 7、0.006、0.056 3、0.048、0.012 4 mg/L,均超出了Ⅱ类水标准限值,总氮范围为0.73-2.22 mg/L,其最大值达劣Ⅴ类。同时,严重的植被毁损及水土流失已危及库区安全。通过分析水源地面临的水质、植被损坏、水土流失等主要生态环境问题,提出了以异龄复层的乔灌混交林和草相结合为主的植被恢复和库岸带生态屏障建设等方式,来改善库区脆弱生态环境的途径和策略,并对植被合理搭配及土地利用方式进行探讨。

非金属矿物材料在环境保护中的应用

略述非金属矿物材料在节能。

突发性大气环境污染事故的应急监测

介绍了突发性环境污染事故的分类及特征,检测管法在突发性大气环境污染事故应急监测中的应用,并讨论了突发性环境监测中的个人防护问题。

高速公路突发性大气环境污染事故的应急监测

突发性环境污染事故威胁着人类健康,是破坏生态环境的重要因素之一。因此,加强突发性环境污染事故应急监测是环境监测中一项重要的工作。

高速公路建设期大气环境污染的差分吸收光谱遥感监测技术

光谱遥感监测是大气环境污染监测领域的一项高新技术,具有其他方法不可比拟的优点,它弥补了常规监测方法在高速公路建设期中对大气污染监测的局限性。

超临界水氧化技术的研究及应用

介绍了超临界水氧化技术、超临界水的特征、超临界水氧化技术的氧化原理和工艺流程及其装置;综述了超临 界水氧化技术的国内外现状及应用研究;就工程应用及在富营养化水体中的应用前景等方面问题进行了探讨。

南水北调工程及其生态安全:优先研究领域

南水北调工程的实施将大幅度增加黄河上游径流量,并同时减少长江尤其是其上游及汉江下游的径流量,从而导致两条主要河流及其支流的水环境改变。中线工程从汉江上游丹江口水库调水,库区上游90 000余km2内的非点源污染和1 300万人口的生活污水处理设施的缺乏对水质将产生重大影响;调水引起水文节律的改变从而对东线沿途的湖泊生态系统产生重大影响;黄淮海平原受水区可利用水量的增加也可能导致该地区的盐渍化。介绍了南水北调工程并讨论了其必要性,提出了工程对生物迁移的影响、水环境及水生态安全、水资源保护的流域生态系统管理和西部退化生态系统的恢复和重建等优先研究领域,并提出结合“中国生态系统研究网络”、“生态环境国家野外科学观测研究站”的建设和长期监测来保障工程生态安全的策略。

地铁车站内乘客疏散时间计算方法研究

在分析实测数据的基础上,针对地铁车站内乘客疏散时间计算问题建立了考虑人群密度、空间环境变化的数学模型.文中分别对乘客下车过程、站台、通道和楼梯的行走过程、使用自动扶梯过程以及通过出口过程进行分析研究,以乘客疏散过程为依据建立基于统计学与排队理论的综合计算模型,给出了适合计算地铁车站内乘客出站所需疏散时间的方法.本文以西直门地铁站乘客疏散为案例验证了所建立计算模型的有效性及实用性,模型计算结果与观测数据的总体误差约为2.25%,其中仅楼梯阶段与出口的通行时间计算误差超过10%.案例研究结果还表明地铁车站疏散能力存在上限,在进行地铁车站设计与列车运行计划制定的过程中应充分考虑这一限制因素.

汉江上游金水河悬浮物及水体碳氮稳定同位素组成特征

金水河位于南水北调中线工程水源地的汉江上游,研究其污染物来源及分布规律对水源地水资源保护尤为重要。研究了不同水文季节金水河中悬浮颗粒物C和N稳定同位素值、水体硝酸盐与铵盐含量及其N稳定同位素特征。结果表明:金水河流域可溶性氮素与悬浮颗粒物的来源具有明显的空间性和季节性差异,并且流域内叶绿素浓度、水体浊度、悬浮物浓度都会对河流碳氮素稳定同位素值造成影响,主要体现在环境因子的变化制约着水体中硝化和反硝化生物对氮素的可利用性。结果显示:1)水体中悬浮颗粒物的碳稳定同位素为-8.03‰-14.57‰,平均值为2.59‰;氮稳定同位素范围为-7.50‰-7.34‰,平均值为:4.33‰,表明悬浮颗粒物的来源主要为外源性土壤有机质与内源性水生植物残体的混合;2)河流水体中铵盐与硝酸盐N-稳定同位素范围分别为-5.86‰-17.20‰,平均值为5.02‰及-1.48‰-15.86‰,平均值为5.75‰;水体可溶性氮素主要来源为大气沉降、河流水生生物以及地表径流所带入的化肥农药等;3)悬浮颗粒物含量不仅随着河流径流量的季节性变化而变化,还随着人为干扰强度的加强而呈递增的趋势,水体悬浮颗粒物含量最高达到(9.883±3.45)mg/L。而NH_4^+及NO_3^-的浓度也呈现出相同的趋势,含量分别为0.07-0.45 mg/L,平均值为0.25 mg/L;0.08-0.44 mg/L,平均值为0.37 mg/L。稳定同位素测定为河流生态系统提供了一个整合时空氮素来源和转移循环过程的综合指标,揭示了环境因子对河流生态系统氮循环的影响过程与机制。

三峡库区消落区表层土壤重金属污染评价及源解析

三峡库区是我国重要的水源地,研究库区水陆交错带消落区内土壤重金属污染程度并解析其来源,对水库的水环境和土壤环境具有重要意义。本研究采用地质累积指数,对三峡库区消落区175m水位蓄水前12个采样区表层68个土样的土壤重金属Cu、Pb、Zn、Cd、Hg、As和Cr污染进行评价,结果表明:整个研究区不受Cr污染,研究区70%以上面积不受Pb、Cu和Zn污染;研究区As污染最严重,其次为Cd和Hg。利用因子分析法对这7种重金属来源进行解析的结果表明,库区消落区土壤重金属源可分为2大类别:"自然因子"类别元素(Cr、Pb、Cu和Zn)和"工业污染因子"类别元素(Hg、As和Cd)。消落区表层土壤重金属污染评价及源解析可为消落区生态环境的综合治理提供参考。

汉江堵河流域地表水质时空变化特征

对汉江堵河流域9个点位为期1年的地表水水质理化特性进行时空特征分析,应用t检验进行水质季节性变化分析,聚类分析进行空间相似性分析以确定空间尺度的分类情况,判别分析识别显著性指标,并以此反映上述空间聚类分析结果的差异性。结果表明:①Cl-、总溶解性固体(TDS)及浊度(Turbidity)3项指标没有表现出显著的时间差异性;②温度、pH、NO3-、TP表现为丰水季显著大于枯水季,而SO42-、HCO3-、NH4+、DO则表现出相反的变化趋势,即枯水季显著大于丰水季;③空间聚类分析将采样点分为4类;④判别分析体现出良好的指标降维能力,仅需4个指标(NO3-、TDS、SO42-、HCO3-)即可反映整体水质的空间差异性。

南水北调中线工程总干渠沿线经过河流水质评价

选取南水北调中线总干渠工程沿线的19条河流,对其水环境特征进行了为期1年的动态监测。利用单因子污染指数评价每条河流的污染因子和污染源类型,在此基础上,由综合污染指数评价得知,河南的赵河、贾鲁河、河北的孟良河,北京的琉璃河水质为Ⅳ类中度污染;河南的卫河、河北的洨河、天津的北运河水质为Ⅴ类重度污染,天津的独流碱河水质为劣Ⅴ类严重污染。评价Ⅳ类、Ⅴ类、劣Ⅴ类河流水质指标污染分担率确定污染水体主要污染物及其来源。总体来看,水质沿工程总干渠由南到北逐渐恶化,污染类型也由农业型转向工业型。研究结果可为中线工程的水资源合理配置与沿线河流污染的有效控制提供科学依据。