石羊河流域生态系统碳储量时空变化及多情景模拟

以石羊河流域为例,利用InVEST模型评估1990~2020年土地利用变化带来的碳储量效应,耦合PLUS模型模拟2035年在自然发展、生态保护、水资源约束和经济发展情景下土地利用变化及其对碳储量的影响.结果表明:石羊河流域土地利用主要以未利用地,草地和耕地为主,占流域总面积的93%.1990~2020年石羊河流域耕地,水域和建设用地面积呈增长趋势,其余用地面积呈减少趋势.2020~2035年多情景模拟下,只有生态情境中林地和草地面积增加显著.1990~2020年流域碳储量整体呈增长趋势,其中以草地,未利用地和耕地碳储量贡献为主,占碳总量的86%.2020~2035年4种情景下的碳储量均有所增加,但生态保护情景中碳储量增加最为显著,共增加3.75×10^(6)t.自然发展情景和经济发展情景下,林地和草地转为耕地的面积远大于转入,碳储量损失较多.水资源约束情景下,耕地主要转出为草地和建设用地,其他各地类之间转换所承载的碳储量基本平衡.生态保护情景下,林地,草地等生态用地转入面积大于转出使区域碳储量增加.研究结果以期为石羊河流域提升陆地生态系统碳储量和规划未来国土空间提供科学依据.

乳液聚合法制备PSA纳米微球与PS纳米微球的性能测定

以苯乙烯(St)和甲基丙烯酸(MAA)为原料,采用乳液聚合法共聚制备羧基化聚苯乙烯(PSA)纳米微球。通过改变乳化剂(SDS)的用量、St/MAA的质量配比控制微球性质和大小。利用透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FTIR)、差示扫描量热仪(DSC)、热重分析仪(TGA)和Zeta电位仪对PSA纳米微球进行表征。FTIR结果证实MAA成功引入到微球中,TEM和SEM表明当乳化剂用量为单体总质量的10%时,得到大小均匀,直径为45 nm的PSA微球。PSA的玻璃化转变温度和热分解温度随MAA的含量增加而提高。纯PS表面带负电荷,Zeta电位为-17 mV。共聚后的PSA纳米颗粒,其St与MAA物质的量比为10/1. 0,10/1. 5和10/2. 5时,Zeta电位分别为-31. 9、-39. 6和-44 mV。上述结果表明,采用共聚是调节PS微球热性质及表面性质的有效途径。

董志塬区气象干旱特征及其对作物产量的影响

本文利用1955—2013年庆阳市西峰气象站气象数据及1991—2013年西峰区冬小麦、春玉米和马铃薯产量统计数据,分析了该区域气象干旱特征及其对作物产量的影响。结果表明:(1)近60年来,董志塬区的降水量和干燥度年际变化显著,1985年之后起伏进一步加大。整体上看,降水量呈微弱下降趋势,干燥度表现出微弱上升趋势;多年平均降水量为550.6 mm,多年平均干燥度为1.81。干燥度最大值出现在1995年,为3.22,相应年份的降水量负距平达到了最大值(-216.9 mm)。(2)前一年8—9月份降水量及干燥度对当年冬小麦产量的影响都达到了极显著水平(P<0.01),表明播种前底墒对冬小麦产量影响很大;6—7月份干燥度、降水量对春玉米产量的影响达到了显著水平(P<0.05),其中,7月份的影响最大;而在6月份,干燥度对马铃薯产量的影响达到显著水平,但降水量对其产量的影响却未达到显著水平。粮食产量除了受到气象条件的影响外,品种、管理措施也是影响其变化的重要方面。

兰州市主城区校园地表灰尘重金属时空污染特征及健康风险评价

通过分析兰州市主城区中小学校园地表灰尘重金属含量、时空污染特征及健康风险水平,在此基础上探究月均灰尘重金属含量及内梅罗综合污染指数与气候环境的相关性。结果表明,兰州市主城区校园地表灰尘中Cr、Ni、Cu、Zn、Pb季节平均含量都超出了兰州市土壤背景值,总体表现为冬季高于夏季;各重金属空间分布特征为Cr、Ni高值区集中在西固区且呈组团状分布,Pb含量高值区集中分布于城关区中部,Cu、Zn高值在主城区不均匀分布。Cu、Zn、Pb是主要的污染因子,且重度污染多发于秋、冬季,综合污染水平表现为冬季严重、春季和夏季低、秋季不稳定。未成年人各重金属不同暴露途径的非致癌风险从大到小依次为手-口暴露、皮肤暴露、呼吸暴露,非致癌风险从大到小依次为Zn、Pb、Ni、Cr、Cu,致癌重金属Cr、Ni的致癌风险低。月均降水量、风力等级及东南风与灰尘重金属含量和内梅罗综合污染指数相关性明显,校园灰尘重金属污染主要来自校外。

Dynamic change of desertified land in each county around Qinghai Lake in recent 30 years

Desertification is one of the most serious eco-environmental problems around Qinghai Lake.Based on GIS and RS,GIS analysis was used to obtain the information of spatial-temporal change and different pattern of desertification in each county around Qinghai Lake in four phases of1976,1987,1995 and 2006.Using the function of intersect and overlay supported by ARCGIS,with analyzing attributes of vector RS images,we obtained transition data and established transfer matrix of land-use types in recent 30 years,besides,protracted land-use transition maps of all desertification classes.In further,we analyzed transition quantity and direction of desertification in each county,moreover,reconstructed the process of spatial-temporal evolution of desertification.The results are showed below:(1)it's the transition between desertified land and others but not in the desertified that played the main role in Gangcha and Gonghe County,while the transfer between desertified lands were greater than that with other land-use types in Haiyan County.(2)Extremely severe desertified land mainly distributes in Ketu and Sand Islands that belongs to Haiyan County,and moderate desertified land in riversides of Gangcha County,also,the light desertification expanded too rapidly to become the most desertified land-use type in the surrounding of Qinghai Lake since 1976.(3)By using relative change rate of desertified land,the regional variability rank from top to toe was Gangcha,Haiyan and Gonghe.

马四剖面揭示的共和盆地12 ka以来的环境演变

以共和盆地东部风成沉积剖面(MS剖面)磁化率为依据,运用四次回归方程重建了剖面形成时的年均气温和降水量,确定近12 ka以来共和盆地年均温度–0.37℃～5.09℃,多年平均温度为2.5℃,降水量267.91～550.77 mm,多年平均降水量为418.62 mm。对常量元素氧化物(SiO_2、Al_2O_3和Fe_2O_3)含量进行分析,结果表明:1)古土壤层SiO_2含量均低于风成砂层, Al_2O_3和Fe_2O_3含量均高于风成砂层; 2)风成砂层SiO_2含量S3>S5>S1,Al_2O_3和Fe_2O_3含量S5>S3>S1,揭示S3层形成时期冷干, S5层次之, S1层干旱程度较弱;土壤层SiO_2含量S4>S2>S6, Al_2O_3和Fe_2O_3含量为S6>S2>S4,表明S6形成时期气候温湿, S2层次之, S4层温湿程度较低; 3)分层氧化物变异系数大小表明S2和S6层形成时气候波动剧烈, S1和S3层形成时期气候较稳定。以常量元素氧化物含量、温度和降水为依据,结合14C测年,重建了近12 ka以来共和盆地环境演变过程:11.9 ka BP以前为凉干期,11.9～9.7 ka BP为温湿期, 9.7～8.0 ka BP为冷干期, 8.0～4.8 ka BP为暖湿期, 4.8～2.9 ka BP为凉干期, 2.9 ka BP以来为温润期。马四剖面记录的环境演变过程与青藏高原其他区域环境演变过程具有相似性,表明共和盆地环境演变与区域环境变化具有同步性。

基于物元可拓模型的兰州市主城区公园表土重金属污染评价

在分析兰州市主城区公园表土重金属含量水平的基础上,采用UNMIX模型对重金属进行来源解析,同时引入Hakanson毒性响应系数修正传统权重,运用物元可拓模型对重金属污染水平进行评价,并将评价结果与内梅罗综合污染指数(PN)和潜在生态风险指数(RI)进行对比.结果表明:(1)研究区公园表土重金属含量均值都高于兰州市土壤背景值,其中Ni、Cu和Co的点位含量超标比例各为100%,Cr、V、Pb和As分别为58.82%、14.71%、20.59%和2.94%.(2)源解析显示研究区公园表土重金属存在3大污染源,源1为建筑业污染源,对Co的贡献率为56%;源2为交通污染源,对Cu和Pb的贡献率各为44%和52%;源3为自然源,对V、Cr、Ni和As的贡献率各为62%、60%、56%和56%,自然源占主导作用.(3)各重金属权重修正效果显著,Cr和V的降幅各为44%左右,而Ni、Cu、Pb、As和Co的修正权重比常规权重有所增加,增幅依次为Co <Pb <Cu <Ni<As,As的权重变化最为明显,增加约188%左右.(4)物元评价结果显示,研究区46%的公园表土为Ⅴ级状态(重度污染),41%为Ⅳ级状态(中度污染),3%为Ⅲ级状态(轻度污染),Co为主要污染因子;物元可拓模型评价结果与PN及RI结果大致相同,说明物元可拓模型可用于土壤重金属污染评价,评价结果准确客观.

基于随机森林评价的兰州市主城区校园地表灰尘重金属污染

将2018年1~12月兰州市主城区校园地表灰尘重金属元素含量计算得到的综合污染指数(P_N)和潜在生态风险指数(RI)作为训练集,使用11个影响地表灰尘重金属污染和积累的特征参数,利用随机森林算法对信息采样点的P_N、RI进行估算,分析了地表灰尘重金属污染的时空变化特征,并对传统算法插值结果和随机森林插值结果进行了比较.结果表明,研究区地表灰尘重金属各元素浓度均高于本地背景值;研究区P_N排序为城关区>西固区>安宁区>七里河区,RI排序为城关区>西固区>七里河区>安宁区,P_N和RI在空间分布特征上很相似,都位于交通枢纽或市中心;P_N在冬季和夏季出现高值,RI高值则出现在冬季,冬季高值主要源于采暖燃煤源的增加;空间插值结果对比表明随机森林插值结果优于传统算法插值结果.