河道水下砂坑追踪及对堤防安全性影响研究

未经批准的河道采砂形成的砂坑会对河道岸坡甚至堤坡安全产生严重影响。对于河道管理,由于水下砂坑的隐蔽性,往往难以追踪其位置及规模形态,从而无法评估其对堤防及岸坡安全性的影响。为研究河道水下砂坑追踪技术及对堤防安全性的影响,结合工程,使用侧扫声呐、GPS-RTK及水下测深技术、Autobank分析软件等,对水下砂坑定位,并对砂坑规模形态进行测量,对堤防及岸坡的抗渗稳定性、抗滑稳定性进行分析计算,进而评估水下砂坑对堤防及岸坡安全性的影响。

西南地区生态系统服务供需历史变化与SSP-RCP情景预测

生态系统服务的供需平衡对实现可持续发展至关重要。为了更好地了解过去气候变化和社会经济发展对生态系统服务的影响,并对未来不同气候和社会经济发展情景做出正确响应,有必要对生态系统服务的供需变化进行系统的评估和预测。研究对我国西南地区2000、2010、2015年的水源涵养、食物生产和固碳3项生态系统服务的供给和需求进行了定量的空间评估,然后基于IPCC(Intergovernmental Panel on Climate Change)提出的社会经济发展和气候变化联合情景框架,即SSP-RCP情景(Shared Socio-economic Pathways-Representative Concentration Pathways),对此3项生态系统服务在未来2035年和2050年的供给和需求进行了SSP1-RCP2.6、SSP2-RCP4.5、SSP4-RCP6.0和SSP5-RCP8.5 4个情景下的预测。结果显示,西南地区水源涵养和固碳服务的供给和需求具有显著的空间不匹配特征,且其需求从2000—2015年分别增长了11.49%和252.41%。根据SSP-RCP情景预测结果,水源涵养供给服务受到不同情景下气候变化的影响最大,而固碳服务面临的不确定性最大。4个情景中,SSP5-RCP8.5情景下各项生态系统服务从2035—2050年的变化最为剧烈,而SSP1-RCP2.6和SSP2-RCP4.5情景下各项生态系统服务的变化相对较小。采用了一套系统地评估生态系统服务供给和需求的方法,对生态系统服务供需的定量化研究具有指示意义,并创新地应用了SSP-RCP情景框架,综合考虑了未来不同情景下的气候变化和社会经济发展,对生态系统服务供需进行了预测。

体感游戏与有氧健身舞改善老年人健康体适能与平衡能力的效果对比研究

目的研究体感游戏与有氧健身舞对老年人健康体适能与平衡能力改善的效果。方法40名老年人随机分配为体感组或舞蹈组。分别进行12周中高强度的运动训练,干预前后进行健康体适能与动静态平衡能力指标测量。结果与舞蹈组相比,体感组肺活量(P<0.05,d=0.85)、舒张压(P<0.05,d=-0.24)显著改善;静态平衡测试前后摇摆面积改善效果较好(d=-0.57),动态平衡测试后(d=-0.70)、右前方向上(d=-0.67)的运动控制能力改善效果较好。与体感组相比,舞蹈组闭眼单脚站立(d=-0.61),动态平衡测试左方向上(d=1.14)的运动控制能力改善效果较好。结论体感游戏运动比有氧健身舞在提高老年人健康体适能、身体平衡能力方面更具优势,可作为老年人体育锻炼的重要方式,进一步提高健康水平,预防跌倒损伤现象发生。

长江流域实际蒸散发演变趋势及影响因素

长江流域是我国重要的水资源供给区域,流域生态系统的水资源供给不仅服务于流域内部,同时也通过南水北调服务于北方部分地区。实际蒸散发作为地表水文循环重要环节会直接影响到生态系统的水资源供给服务能力。在全球气候变暖与地表环境变化的背景下,分析长江流域实际蒸散发的演变趋势与成因,对于我国水资源供给和生态安全的保障有着重要的意义。在对比GLEAM_v3.2a、MOD16、GLDAS_Noah2、ERA_Interim四种常用蒸散发数据集精度的基础上,选择精度最优的GLEAM_v3.2a数据集,通过分段线性拟合、逐步回归和相关性分析了1981—2017年间长江流域地表实际蒸散发演变趋势和影响因素。结果表明:(1)长江流域实际蒸散发的演变具有明显的阶段性,1981—1997年为不显著下降阶段,下降速率为-0.02 mm/a,下降区域主要分布在长江流域西北和东部部分子流域,1998—2017年为全流域显著上升阶段,上升速率为1.94 mm/a;(2)日照时数下降速率减缓、植被指数增加速率升高是长江流域实际蒸散发阶段性变化的主要原因,气温突增、风速回升在长江流域实际蒸散发的长期增加趋势中也起到了重要的正向作用;(3)1998—2017年间,长江流域生态系统水资源供给服务量在实际蒸散发显著增加的影响下有所下降,流域西部地区下降趋势明显,旱情加剧;(4)建议在长江流域西部干旱地区优先加强对本地原生林的保护,同时在生态修复工程中选择针叶乔木等蒸腾能力弱的树种,以缓解旱情加剧的趋势。

蜗牛酶辅助提取白芽奇兰茶多糖及其抗氧化活性

为提高白芽奇兰茶的利用率,利用蜗牛酶辅助提取白芽奇兰茶多糖,在单因素试验基础上,以多糖提取率为响应值,采用Box-Behnken方法对酶解温度、酶用量、酶解时间和pH进行四因素三水平试验设计,利用Design-Expert 8.05b软件对白芽奇兰茶多糖的酶解提取工艺进行响应面优化,利用白芽奇兰茶多糖对1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)自由基、羟基(OH)自由基和超氧阴离子(O2-)自由基的清除能力来评价其抗氧化活性。结果表明,最佳的提取工艺条件为酶解温度51℃、酶用量1.2%、酶解时间55 min和pH 5.6,得到白芽奇兰茶多糖的提取率为93.81mg·g^(-1),与未加酶相比,提取率提高了77.74%。试验显示,白芽奇兰茶多糖与DPPH自由基、OH自由基和O_2^-自由基的清除效果有明显的量效关系,对DPPH自由基、OH自由基和O_2^-自由基的IC50分别为80.65,204.39和428.10 mg·L^(-1)。

基于生态系统服务供需的雄安新区生态网络构建与优化

城市生态网络构建是城市生态系统服务有效发挥作用的保障,构建完善的生态网络对于城市生态格局的优化具有重要的意义。结合雄安新区总体规划,通过雄安新区生态系统服务供给、需求两个层面识别生态源地。基于源地⁃缓冲区⁃廊道⁃节点框架,构建新区生态网络。其中,基于生态源地与城镇用地驱动因子,运用最小累积阻力方法得到累积阻力差,构建新区三生空间布局。根据成本距离分析和路径分析,结合雄安新区规划绿带分布,生成生态廊道,并在廊道与廊道交汇点、重要生态功能与脆弱的关键点以及道路轨道交汇点识别生态节点。得出:(1)新区生态源地主要位于白洋淀、公园绿地与其他绿地,分为水域生态源和林地生态源两类生态源地,面积总共728 km2。城镇源地主要位于新区东部容城县与雄县城区以及一些零星的农村居民点区域,面积为166 km2。(2)在新区三生空间布局下,加强生态廊道的构建,提升生态源地之间、生态源地与城镇源地之间的连通性,新区生态廊道主要依赖河流廊道和林地廊道两种类型。(3)在新区未来生态网络的建设中,需要重点关注河流廊道交汇点、河流廊道与城区的交汇处、交通道路与生态用地交汇处等的生态节点的建设及其生态功能的提升。

基于土地覆盖和NDVI变化的拉萨河流域生境质量评估

气候变化和人类活动导致的土地覆盖和植被变化都会对生境质量产生影响。青藏高原是众多珍稀高原动植物的栖息地,具有重要的生物多样性维持价值。拉萨河流域是青藏高原经济最发达、人口最密集的核心地区,人类活动对生境质量带来的胁迫和压力持续增加。为揭示近些年来土地覆盖和植被变化对拉萨河流域生境质量的影响,选择生长季NDVI作为植被变化的指示因子,通过对不同植被类型各年份的生境适宜度进行修正,利用In VEST模型评估了拉萨河流域1990—2015年的生境质量时空变化。研究结果表明,1990—2015年拉萨河流域土地覆盖变化整体相对较小,其中人工表面和湿地面积增幅相对较大,分别为82.65%和32.40%;土地覆盖变化的转移方向主要为稀疏草地转化为草原和草甸、耕地转化为人工表面以及冰川/积雪转化为荒地。植被变化方面,1990—2000年,除流域中上游的裸岩、裸土地区和念青唐古拉山地区外,流域NDVI整体有较显著上升;而2000年以后略有下降。从生境质量的空间分布来看,高质量生境主要分布在流域下游、念青唐古拉山南侧河谷地区以及拉萨河源头等地区,低质量生境主要分布在拉萨市市辖区及周边、林周县县城及周边,以及流域中上游的荒地等地区。从时间变化上来看,1990—2000年,拉萨河流域整体生境质量指数从0.51上升到0.57; 2010年和2015年整体生境质量指数分别为0.56和0.55,较2000年略有下降。相比于土地覆盖变化,NDVI对生境质量变化的影响更为显著。

拉萨河流域生态系统类型和质量变化及其对生态系统服务的影响

在气候变化和人类活动干扰驱动下,地表生态系统的类型和质量都在发生复杂的变化,进而对生态系统服务和人类福祉产生深远影响。青藏高原的生态重要性和生态敏感性显著,其生态系统和生态服务的变化对区域和我国的生态安全具有重要的影响和指示意义。为了揭示拉萨河流域近年来的生态系统变化导致的生态系统服务变化,尤其是生态系统质量变化及其对生态系统服务的影响,选择NDVI作为生态系统质量变化的指示因子,通过对In VEST模型中与植被相关的各参数进行计算和修正,结合生态系统类型变化,评估了1990—2015年间拉萨河流域土壤保持、水源涵养和固碳三项生态系统服务的变化,进而分析了生态系统类型和质量变化对其的影响。研究结果表明,1990—2015年拉萨河流域生态系统类型变化整体相对较小,但是人工表面和湿地面积变化速率较快; 1990—2000年生态系统质量整体有显著上升,2000年以后略有下降,其中2000—2015年草甸和草原NDVI分别下降了7.48%和5.44%,呈现明显退化趋势; 1990—2015年拉萨河流域土壤保持和固碳服务分别增加了3.98%和9.12%,而水源涵养服务降低了23.05%,各项生态系统服务变化主要发生在1990—2000年;总体来看,生态系统类型变化引起的生态系统服务变化相对较小,而生态系统质量变化对流域生态系统服务的影响显著,尤其是1990—2000年间;但2000年以后生态系统类型变化对生态系统服务变化的贡献有所加大。

基于多风险源胁迫的西南地区生态风险评价

西南地区生态环境复杂、人地矛盾突出,生态系统面临着多种风险胁迫,进行生态风险评价对区域生态风险的预警和防控具有重要的意义。基于西南地区的生态环境特征,将生态风险分为自然灾害风险与人类活动风险,从风险源危险性、生态系统潜在损失度、生态系统易损性3个方面构建单一风险评价模型,将单一风险评价结果进行综合分析得到西南地区综合生态风险结果。研究表明,西南高生态风险区面积为17.02万km2,占研究区总面积7.4%,主要分布在念青唐古拉山、邛崃山、哀牢山、无量山、金沙江、怒江、澜沧江、大渡河流域等地,以及成都、重庆、贵阳等人地作用强烈的大城市周边。这些地区环境复杂,灾害易发,应加强防控与监测,优化产业结构,继续推进生态保护工程,降低生态风险。

基于生态系统服务供需的景感尺度特征分析和应用

自然生态系统与人类感知的交互作用是景感生态学关注的焦点,与生态系统服务的供需紧密关联。生态系统、生态过程、生态系统服务以及人的需求均具有一定的时空尺度特征,因此,由这些过程产生的"景感"也具有时空尺度特征,并依赖于这个过程的尺度特征相互作用。梳理生态系统服务供需关系与景感营造规划的尺度特征,探索二者相互联系,进而提出基于景感生态学理论,通过景感营造实现生态系统服务供需平衡的多尺度实现路径。从空间维度,体现从"社区-城市-流域-区域"的多尺度景感规划框架,从应用维度,体现从生态系统服务需求探索-关键指标体系识别-多源谜码数据感知-景感营造与规划设计的具体流程。通过多尺度的联合景感营造,调整自然供给水平与人类不同尺度的生态系统服务需求以期达到平衡,从而实现人类生存环境福利与居民福祉提升的目标。在此基础上,结合雄安新区规划建设实例,从多尺度景感营造的角度为城市绿色生态建设与可持续发展提出优化建议。主要结论:(1)基于"社区-城市-流域-区域"的多尺度景感分析框架,将景感要素与生态系统服务供需思想融入城市规划,在不同尺度上趋善优化,对于实现可持续发展城市规划和管理具有重要指示意义;(2)雄安新区规划设计需更系统和细致地考虑人类感知需求,通过多尺度景感营造设计,共同实现雄安新区的可持续发展与人居环境提升。其中,在社区尺度,需重点关注社区植被配置和居民的休闲游憩;在新区尺度重点关注绿地系统网络构建;在大清河流域尺度重点关注河流健康与水文调节;在京津冀区域尺度需注重山体通风廊道与生态屏障的构建与优化。

雄安新区多尺度生态安全格局构建框架

维持城市所处的生态系统格局与过程,使得城市生存和发展所依赖的关键生态系统服务实现供需平衡是保障城市生态安全的根本要求和基本前提。因此,城市生态安全不仅是城市本身的问题,还涉及到城市所处的流域、区域、国家等多个不同的空间尺度,具体由支撑城市及其发展的关键生态系统服务所涉及的生态过程所决定。对生态安全概念及研究进展进行了梳理和分析,在此基础上,提出了一个城市生态安全保障的生态系统服务研究框架,将维持城市生态安全的关键生态系统服务需求分为3个层次:一是水资源供给、食物生产、水质净化等城市生存所依赖的基础资源与基本环境维持相关的服务,二是土壤保持、水源涵养、防风固沙、固碳释氧、生物多样性等生态系统稳定和可持续性维持相关的生态系统稳定和调节类服务,三是生态休闲、微气候调节、降尘减噪、文化审美等人居环境与文化类服务。进而利用该框架,从不同需求层次分别对雄安新区生态安全保障的生态系统服务需求进行了分析,结合其自然地理特征和新区建设的社会经济发展情景,从新区城市、大清河流域和京津冀区域三个尺度提出了雄安新区生态安全格局构建框架,以及相应的保障对策和建议,包括从多尺度进行生态环境调控和管理,打破行政和地域边界限制;关注各尺度各关键生态系统服务的过程,加强生态环境要素的监测和预警;重视新区在人居环境改善层次的生态系统服务需求等。

汶川地震重灾区恢复期生态系统健康评价

2008年的汶川地震对区域生态系统造成了显著破坏。为了解震后区域生态系统恢复情况,从而为震区生态恢复策略提供科学依据,利用遥感数据研究了四川省汶川地震重灾区39区县2010—2015年的生态系统类型及活力变化,并运用In VEST模型评估了震区土壤保持、水源涵养、生境质量等生态系统服务能力,最后基于VOR模型并耦合关键生态系统服务定量评估了震区生态系统健康状况。结果表明:2010—2015年间震区湿地和城镇面积有所增加,植被和农田有不同程度的减少,但是Ⅹ—Ⅺ地震烈度等级区域内森林面积增加1309.77 hm2;震区生态系统活力均值明显上升,Ⅹ—Ⅺ地震烈度级别区生态系统活力增幅最明显,分别为14.84%、12.47%;水源涵养能力稍有降低,减幅0.46%,土壤保持服务增幅1.26%,生境质量指数无明显变化;生态系统健康指数(EHI)均值有小幅度提升,从0.6761上升到0.6853,增幅1.36%,Ⅹ—Ⅺ地震烈度级别区EHI增幅比其他地区明显,增幅分别为4.01%、3.48%,表明受灾最严重的地区生态恢复比较显著。但是,由于震区重建开发导致局部区域如宝兴、汉源、石棉、涪城、广汉、汶川西北部和震区北部部分区域EHI下降。未来应继续保持Ⅹ—Ⅺ地震烈度级别区良好的生态恢复趋势,同时也要重视震区中部平原地区的基本农田保护和南部、北部地区的自然生态空间保护工作,维持震区生态系统健康和区域可持续发展。

The Role of Groundwater in the Salt Lakes in the Badain Jaran Desert,China

The Badain Jaran Desert is the second largest desert in China with tallest sand dunes on the earth.In contrast to the extremely dry climate,there are about 100 lakes spreading regularly over the depressions among high

基于LCA的干线公路低碳方案养护时机分析

为了合理选择低碳干线公路交叉口养护时机,通过沥青路面的疲劳寿命和永久变形分析养护时机,采用全寿命周期方法进行养护维修阶段能耗与排放的环境影响评价。研究表明,相比较传统方案维修三次,高模量沥青方案养护维修次数少,全寿命周期成本低,具有良好的经济环境效益。通车跟踪观测表明高模量沥青路面具有明显的抗车辙性能。

河北省张家口崇礼区北部地球化学特征及其找矿指示

地球化学测量成果被广泛而成熟地运用在矿产勘查工作中,为明确张家口崇礼区北部成矿、找矿的地球化学指示信息,对该区水系沉积物测量及异常查证成果进行了综合分析。通过计算元素富集系数和变异系数、开展R型聚类分析、统计化探异常区岩石的地质年代、对比该区化探异常及已知矿床与典型矿床的成矿要素,从而推断了该区找矿主攻元素为Ag、Pb、Zn、Mo、Cd,且Ag、Pb、Zn和Mo、W 2组元素分别具有共伴生关系,指出该区化探异常主要受燕山期岩浆热液控制。综合分析认为,本区找矿模型为蔡家营式次火山-热液型多金属矿床,具有寻找次火山-热液型Ag、Pb、Zn、Mo多金属矿床的潜力。

基于性能预测的沥青路面寿命周期养护时机分析

为了实现寿命周期养护效益最大化,对高速公路交通量和检测数据进行了分析,并对路面使用性能进行预测分析,结合发展趋势预测模型和交通量增长趋势,采用寿命周期养护环境影响及费用测算方法,计算了不同养护阈值条件下寿命周期内综合效益值,为实现寿命周期内最优养护时机提供数据支撑。