基于RHESSys模型的延河流域水文要素定量模拟

为量化气候变化和土地利用变化对水文过程的影响,引入RHESSys(regional hydro-ecological simulation system)模型对退耕还林(草)工程实施前(P1时期)和实施后(P2和P3时期)的延河流域水文要素(蒸散发、径流和土壤水)进行模拟,并基于不同模拟情景量化土地利用变化和气候变化对不同水文要素的影响。结果表明:退耕还林(草)工程实施后,延河流域蒸散发量呈现显著上升趋势,径流和土壤水呈现下降趋势,但趋势并不显著。与P1时期(1990—1999年)相比,P2时期(2000—2009年)由人类活动引起的土地利用变化对蒸散、径流和土壤水变化的贡献率分别为82.66%、-51.87%和-55.13%,随着退耕还林工程的继续实施,P3时期(2010—2019年)贡献率下降到57.64%、-51.63%和-52.54%。由此可见,退耕还林(草)工程实施后,土地利用变化成为影响流域水文过程的主导因素。该结果对于黄土高原退耕还林(草)工程的实施前景和可持续发展管理有重要意义。

基于贝叶斯决策树的小麦镉风险识别规则提取

为揭示环境因素与小麦Cd超标风险的关系,综合考虑了小麦Cd富集的7个影响因素(土壤Cd浓度、污染企业、城镇村及工矿用地、交通运输用地、土壤类型、土壤有机质含量(SOM)和土壤pH值),采用ID3算法与朴素贝叶斯算法,建立起5棵贝叶斯决策树.提出了15条小麦Cd超标风险的识别规则,将超标风险分为5级并确定了小麦Cd富集的3个主控因子:污染企业、土壤pH值和土壤Cd浓度.经检验,5棵决策树风险识别的平均精度为81.14%,而使用风险识别规则和贝叶斯算法后识别精度提高为89.32%.该模型将贝叶斯算法融入到了决策树模型,可以评估数据完整或缺失样本的Cd污染风险,确定小麦Cd富集的主控因子,同时可以基于风险识别规则判定小麦Cd风险程度和范围,为土壤安全利用和小麦安全生产区的划定提供参考.

2000-2018年红碱淖湿地水面积变化及其保护对策

红碱淖是我国最大沙漠内陆淡水湖,在自然因素和人类活动共同影响下,近年来水生态功能退化、环境恶化,功能与健康受到威胁。基于遥感影像,本文分析了红碱淖近20年空间形态的演变过程,并对其主要影响因素进行了分析。结果显示,2000—2018年红碱淖水体面积先呈下降趋势,中后期下降速率变缓,2015年之后上升,即研究期红碱淖湿地水面积经历了快速萎缩—缓慢萎缩—逐渐增长三个阶段;降水减少和温度升高是红碱淖面积萎缩的主要自然原因,农业灌溉、水利工程建设、煤矿开采和周边植被建设等是湿地水体面积萎缩的人为原因。实施专项保护工程、政策性激励措施、上游水库生态调度等可有效抑制红碱淖湿地萎缩和生态退化,有利于湿地水体面积和生态恢复。今后应从湿地保护机制、跨区域合作、生态监测体系、资金和法律保障、加强全民宣传教育等方面促进和保障红碱淖湿地保护与修复。

水稻和蔬菜的膳食结构变化对农村居民镉摄入健康风险的影响——以珠海市斗门区为例

为了研究膳食结构(水稻、蔬菜)变化对农村居民镉(Cd)摄入健康风险的影响,本文选取珠海市斗门区为研究区,分析了研究区内水稻和蔬菜的Cd含量现状,分别构建了2000年以来Cd含量与膳食结构的变化趋势,并采用靶标危害系数法(THQ)评价了研究区农村居民的Cd摄入健康风险。研究结果表明,研究区内水稻的Cd污染风险高于蔬菜,少量水稻样点存在超标,蔬菜无超标。2000-2017年,研究区水稻籽粒中的Cd含量在0.1 mg·kg^-1附近波动,蔬菜可食部分的Cd含量逐渐降低。在膳食结构中,水稻的比例降低了8.7%,年消费量降低了27%,蔬菜的占比和年消费量都较为稳定。在Cd含量变化和膳食结构改变的双重作用下,2002-2017年居民通过水稻、蔬菜的年摄入Cd总量降低了49%,Cd摄入健康风险降低了56%,其中膳食结构变化对健康风险降低的贡献率为47%。研究结果表明,膳食结构(水稻、蔬菜)变化是影响农村居民Cd摄入健康风险的重要因素。

印度德干高原砖红壤与玄武岩风化红土磁学性质及其成因分析

印度中西部德干高原是由白垩纪末期65Ma以前多次喷发的玄武岩形成的高原。喷发间歇期间玄武岩遭受风化，形成了多层玄武岩风化红层。德干高原就是由这样一层层的溢流喷发玄武岩和风化红层相间而成，厚度达千米以上。在德干高原和南方各地的顶部普遍发育着砖红壤，该砖红壤在德干高原发育约25m厚，被认为是从玄武岩母质基础上原地风化形成，但是实地观察发现，砖红壤与玄武岩风化红土在结构、构造以及物质组成等方面均存在明显差别。常见的玄武岩喷发间歇发育的风化层厚2-3m，存在从上到下风化程度由强到弱，最后过渡到玄武岩母岩的明显层次与颜色的变化。但是德干高原玄武岩之上的25m厚砖红壤缺乏这种渐变特征，而且平坦的砖红壤顶部洼地中还发现了风积黄土层。对德干高原砖红壤、玄武岩以及玄武岩风化红土层分别采样，测量其全样粒度和磁化率、饱和磁化强度、饱和等温剩磁、非磁滞剩磁等常温磁学参数，挑选代表性样品进行磁滞回线和热磁分析。实验结果表明：1）砖红壤样品主要的磁性矿物是赤铁矿，有些同时还含微量磁赤铁矿，粒径相对较粗的玄武岩风化红土层的主要磁性矿物是磁铁矿和磁赤铁矿；2）玄武岩只含磁铁矿，并无磁赤铁矿或者赤铁矿。因此，不论是玄武岩风化红土，还是砖红壤，它们所含的磁赤铁矿以及赤铁矿都是在风化成土过程中形成的。砖红壤以赤铁矿为主和少量针铁矿，偶有样品含微量磁赤铁矿，说明该磁赤铁矿可能是母岩中的磁铁矿风化为赤铁矿的中间产物；3）玄武岩风化红土层与砖红壤不仅在磁性矿物特征方面存在差别，而且在全样粒度组成方面也存在明显差别，前者以〉100μm为主，而后者以〈100μm为主。此外，25m厚层状砖红壤除了缺乏由上而下风化程度由强变弱的差异与层次的特征之外，也缺乏砖红壤中残留的玄武岩碎屑，难以支持巨厚砖红壤由顶层玄武岩就地风化形成的说法。砖红壤厚层均匀特征似乎需要自下而上形成过程，即不断加入物质不断地风化成土才能够形成均匀厚层砖红壤。目前刚刚发现了徳干高原黄土堆积，其西北方向分布着印度沙漠，每年都有沙尘暴发生，向德干高原提供着物质来源。因此，砖红壤由风积物加积形成或许是要考虑的重要可能性之一。