环境变化的径流效应研究进展及黄河水源涵养区研究展望

针对变化环境下黄河流域实测径流大幅度锐减,严重影响流域水资源与生态安全的问题,面向黄河生态保护和高质量发展的国家重大战略需求,梳理了变化环境下径流效应研究中亟待解决的关键科学问题与关键技术。以黄河水源涵养区为对象,以环境变化的径流效应和水资源预测为核心,细化了数据集构建、机理解析、模型研发、趋势预估4项具体研究内容与研究方案。预期研究成果将揭示黄河水源涵养区水文-生态过程的互馈耦合机理、创新变化环境下生态水文的模拟和预测技术,科学预测变化环境下流域水安全和生态环境风险趋势,有效支撑流域水资源可持续利用与生态环境保护决策。

科尔沁沙地西北缘生态地质环境评价

采用层次分析法对科尔沁沙地西北缘地质环境、生态环境、社会环境进行分析,构建一套以适应农牧业发展为目标层的评价指标体系,并计算区域生态地质环境质量的综合指数,对生态地质环境状况进行评价.通过对评价结果统计认为:生态环境较比地质环境、社会环境对整个评价结果的影响更大,其中土地质量是最主要因素;研究区所有的评价单元中有86%处于中等及偏下的水平.该研究结果对正确认识研究区生态地质环境具有重要的意义.

基于AHP的海峡沿岸地区生态地质环境质量评价——以马六甲海峡北岸马来西亚西南沿海地区为例

生态地质环境质量显示一个区域地质作用与生态空间分布的整体情况。为了给马六甲海峡北岸马来西亚西南沿海地区的生态保护修复及“一带一路”投资建设提供依据,将地理信息系统技术与层次分析法相结合,以马来西亚基础地质、地质灾害遥感地质专题应用及编图项目成果数据集为基础数据,构建了该区的生态地质环境质量评价指标体系并进行综合评价。通过分析结果将研究区的生态地质环境质量划分为优等、良好、中等、较差4个等级,其中:优等区和良好区面积较大,分别为2 753.31 km^(2)和2 960.33 km^(2),占研究区总面积的34.19%和36.76%,主要分布在北部平原地区及沿海地区;中等区和较差区面积分别为1 702.72 km^(2)和618.57 km^(2),占研究区总面积的21.37%和7.68%,主要分布在雪兰莪州中部、森美兰州南部及马六甲州北部地区。从评价结果上看,该地区总体上生态地质环境质量较好,优等区和良好区总和占研究区总面积的70.00%以上,中等区和较差区主要受地层构造和生态条件的限制,需要针对具体问题进行环境保护及生态修复。

不同除鳞工艺对热轧带钢热镀锌质量的影响

目的研究酸洗、湿法抛丸技术(Eco-Pickled Surface,EPS)、EPS+纤维刷工艺(EPS+plus)和干抛丸4种不同除鳞工艺对Q235B热轧带钢热镀锌质量的影响机理和规律,并将EPS和EPS+plus工艺处理后的热轧带钢在带钢热镀锌生产线上试制,实现大规模生产。方法采用粗糙度轮廓仪测量4种表面除鳞处理后的Q235B钢板表面粗糙度,利用扫描电镜分析表面形貌及氧化皮残留情况。通过实验室热镀锌实验,观察镀锌层表面形貌,利用场发射电子探针(EF-EPMA)分析锌层截面形貌及成分面分布;通过折弯实验评定锌层结合力;去除表面镀锌层,计算锌消耗量,观察脱锌后表面抑制层形貌,并用能谱对其进行成分分析。将Q235B热轧带钢在鞍钢金固EPS生产线上进行EPS和EPS+plus处理后,分别在热镀锌生产线进行镀锌和镀锌铝镁工业试制,并对生产试制卷进行力学、折弯及杯突检测,以评定质量。结果酸洗、EPS、EPS+plus和干抛丸4种工艺处理后钢板表面粗糙度分别为1.4442、3.3305、2.3964、4.3388μm。EPS处理试样表面未发现有氧化铁皮的残留,EPS+plus处理试样仅有极少量的氧化铁皮残留。EPS和EPS+plus工艺处理钢板热镀锌试样基体与锌层之间均能形成连续较致密的抑制层,锌层结合力评为1级,且锌消耗量较小,分别为148.3、123.5g/m^(2)。结论EPS和EPS+plus工艺处理后钢板镀锌质量优于酸洗和干抛丸工艺,EPS和EPS+plus工艺处理后在热镀锌生产线上试制的实验卷满足镀锌质量要求。

基于AHP的海南岛生态地质环境质量综合评价与分析

为判定海南岛总体生态地质环境脆弱性与生态适宜性,在对前人研究总结和对海南岛的生态地质环境特征分析的基础上,从生态要素、地质要素、地理要素、人为要素4个方面选取了湿润指数、地层岩性、地貌、土地利用、人口密度类型等12个主要影响要素,构建了海南岛生态地质环境质量综合评价模型。运用层次分析法(AHP)计算各要素的权重,利用ArcGIS软件对其叠加计算得到综合评价结果,并利用自然间断分级法将结果按优、良、中、差划分为4个评价分区。结果表明:海南岛总体的生态地质环境质量较好,同时基于空间相关性分析,各评价分区在区域尺度上存在一定的空间相关性。其中生态地质环境质量优良区占15%,良好区占59%,中等区占22%,较差区占4%。通过综合评价可以较客观地认识海南岛的生态地质环境质量状况,同时基于此为各个分区制定了与该区域环境承载能力相适应的经济发展模式以及生态地质环境保护措施。可为海南岛的国土空间管控、生态环境保护等方面提供参考。

9种介电类水分传感器对风沙土含水率的测定精度及校准模型比较

【目的】比较不同水分传感器对风沙土含水率的测定精度,并建立校准模型,为旱区农业水土资源的高效利用提供理论依据。【方法】以METER、Acclima和Truebners三大制造商生产的9种介电类水分传感器为对象,以典型风沙土为供试土壤,通过室内校准试验比较各种传感器对土壤含水率的测定精度,评估其在风沙土上的适用范围、准确度、精密度及其影响因素,并构建不同传感器测定风沙土含水率的校准模型,比较不同校准模型的精度。【结果】(1)默认模型下,与其他传感器相比,MAS-1和EC-5的测定精度较高,其均方根误差(RMSE)分别为0.020和0.027,平均偏差误差(MBE)分别为0.016和0.024,斜率(k值)分别为0.9433和0.9403,决定系数(R^(2))分别为0.926和0.938。(2)土壤含水率范围影响传感器的测定精度。各传感器在低含水率下的RMSE平均值比中、高含水率分别减小了40.9%和42.6%,MBE平均值减小了61.8%和59.9%,而R2平均值提高了0.7%和11.3%。其中,低含水率时EC-5和TDR-315H的精度较高,而中、高含水率下MAS-1的精度均较高。对于含水率相同的土壤,各传感器的测定结果差异较大,且含水率越高差异越大。(3)与默认模型相比,校准模型的RMSE和MBE平均减小了48.8%和72.6%,纳什系数(NSE)和R2提高了70.7%和4.5%。经模型校准后,5TE和TEROS-12测定精度的增幅最大,而TDR-315H的测定精度相对最高。此外,传感器测定的风沙土含水率默认值与校准值具有较高的拟合精度,通过模型转换可实现对默认值的二次校准。【结论】综合评估测定精度、使用寿命和售价,MAS-1、EC-5和TDR-315H可作为风沙土含水率监测的优先传感器备选,且利用风沙土的校准模型对传感器进行标定十分重要。

再生水回用对典型污水处理工艺生态效应的影响

再生水回用是降低水污染、改善水环境、提高水资源利用率的重要途径,但这一过程同步增加了药剂和能源的消耗,以及温室气体排放等。研究再生水回用对典型污水处理工艺的生态效应影响,可为污水处理策略的全过程优化提供支持。文中采用生命周期评价法,从元素资源消耗(ADPE)、化石燃料消耗(ADPF)、臭氧层耗竭(ODP)、全球变暖(GWP)、酸化(AP)、富营养化(EP)、淡水生态毒性(FAETP)、陆地生态毒性(TETP)和人类毒性(HTP)9种环境效应,对比分析了常规污水处理工艺AAO和再生水处理工艺AAO+MBR的生态效应。结果表明,AAO+MBR工艺对EP的削减效果是AAO工艺的1.1倍,污水处理效果优于单独使用厌氧/缺氧/好氧(AAO)工艺;AAO+膜生物反应器(MBR)工艺对ADPE、ADPF、ODP、GWP、AP、FAETP、TETP、HTP的负面影响均高于AAO工艺;进一步在20%、40%、60%、80%和100%不同再生水回用率情景下比较AAO工艺和AAO+MBR工艺对9种环境效应的影响,发现再生水回用率显著影响ADPE、ADPF、FAETP、ODP,当再生水回用率为100%时,对环境影响下降45%~100%;对AP、GWP、TETP、HTP的影响较小,当再生水回用率为100%时,对环境影响下降17%~25%;对EP影响则不显著,随着再生水回用率变化,EP基本保持不变。研究可为污水处理决策优化提供支持。

基于“压力-状态-响应”模型的上海市松江区复合生态系统承载力动态分析

本研究利用“压力-状态-响应”概念框架构建了上海市松江区复合生态系统承载力评估模型。综合考虑数据权威性、代表性、连续性,本研究共选取59项指标,利用层次分析法(Analytic Hierarchy Process, AHP)对各项指标进行权重赋值,利用标准化处理、去趋势处理、相关分析等方法分析该区域生态压力、生态弹力、系统响应等方面相对变化趋势及相互关系。结果表明:1)2016—2022年,松江区生态压力呈缓解态势,主要原因是污染物排放量逐年减小、人口增速趋缓、人均资源消费稳定;2)松江区系统状态/生态弹力呈增强态势,主要原因是区域生态资源、环境治理、经济发展状态不断改善和增强;3)松江区复合生态系统承载力持续增强,主要原因是生态弹力不断增强,系统响应表现为环境质量不断改善;4)相关分析表明,系统响应(环境质量)和生态压力呈负相关关系,说明改善区域环境质量当前最有效的方法是减缓生态压力,提高环境基础设施建设可能产生相对滞后的环境效益。

鄂东白莲河湿地生态地质环境质量评价

白莲河湿地位于大别山生态功能区,是华中地区重要的生态屏障。近几十年来,该湿地受人类活动影响的程度不断加剧,迫切需要对其生态地质环境质量现状进行全面评估。对白莲河湿地的生态地质环境条件及主要问题进行综合分析,基于遥感解译和白莲河水库及入库支流地表水、环库土壤取样测试结果,选取地质环境、生态环境、社会环境等3个一级指标和15个次级指标,建立白莲河湿地生态地质环境质量评价指标体系,利用ArcGIS空间分析技术和层次分析法,对其进行质量评价。结果表明,研究区可划分为质量良好区、较好区、中等区和较差区4个等级区,其面积占比分别为45.63%、26.94%、21.52%、5.91%;生态地质环境问题主要分布在白莲河水库库首东河及西河、库东瓦寺前河及如意河、库尾大坝及第一溢洪道沿岸区域;污染源、地表水环境质量、滩涂湿地演变、地貌类型、地质构造是影响白莲河湿地生态地质环境质量的主要因素。研究成果可以为白莲河湿地恢复与保护、资源的合理利用、自然保护区的建设等提供地质依据。

基于均匀设计的无铬复鞣工艺设计与优化

为提高皮革复鞣工艺的生态性能,以锆-铝-钛鞣白湿革为原料皮,以皮革的热收缩温度、撕裂强度、感官性能和复鞣排放废液中的COD含量作为评价指标,设计并优化基于改性戊二醛、锆铝钛配合鞣剂和阳离子油的无铬复鞣工艺。结果表明,当改性戊二醛鞣剂用量为2%、锆-铝-钛配合鞣剂用量为2%、阳离子油用量为0.4%时,复鞣效果和生态性能好,复鞣后的坯革也具有较好的耐热性能、感官性能和物理性能。这为皮革的生态设计提供了一种新思路。

地下生态粮仓应用要点分析

从地下生态粮仓建设、进出仓工艺和储粮工艺三个方面,分析了地下生态粮仓的优势、重难点与应用情况,提出了地下生态粮仓研究亟待解决的问题,为地下生态粮仓的合理建设提供参考,以期促进地下生态粮仓的研究、推广和应用。

基于层次决策分析法构建多环芳烃高效降解菌群的研究

以潮间带沉积物为菌源分离出5株多环芳烃高效降解菌,基于层次决策分析法(Analytic Hierarchy Process,AHP)构建了多环芳烃高效降解菌群。利用层次决策分析法,对细菌的降解率及代谢活性进行比较,并通过不同的赋值方式,构建了3组多环芳烃降解菌群:AHP-1(主观温和赋值组)、AHP-2(主观极端赋值组)、AHP-3(客观赋值组)。实验结果表明,菌群的降解速率显著高于单菌的降解速率。在此基础上,以等比例方式混合细菌作为对照组,研究了以上4组菌群的降解率和代谢活性。结果表明,1 d内,AHP-3取得了较高的PAHs降解率(64.02%),高于AHP-1(58.75%)、AHP-2(55.17%)及对照组(54.98%)。利用层次决策分析法这种尚未报道过的新型构建菌群的手段,可以提高PAHs的降解速率,因此,可以作为一种方法,为菌群的构建提供理论基础。

新疆焉耆垦区防护林主要树种适宜性评价研究

从焉耆垦区生态环境建设和防护林体系保护的实际需求出发,通过林地资源监测和实地调查,以树种的生态适应性、生态功能、综合效益和观赏价值作为防护林树种选择的主要评价准则,选取抗寒能力、抗旱能力、抗蛀干害虫能力、防风能力、经济效益等15个评价因子作为指标。利用层次分析法建立3级评价体系,运用多目标线性加权和法得出该区域64种主要防护林树种的树种适应性评价的总体得分值(Y),并根据该数值对防护林树种的适宜性进行等级划分。分析得到,Ⅰ级(Y≥4.0)适宜性优良的树种有泓森槐、胡杨、新疆杨等8种,Ⅱ级(3.6≤Y<4.0)适宜性较好的树种有刺槐、沙枣、山楂、美国黑核桃等19种,Ⅲ级(3.2≤Y<3.6)适宜性一般的树种有樟子松、大果榛子、臭椿、苹果等19种,Ⅳ级(2.8≤Y<3.2)适宜性较差的树种有梣叶槭、白榆、垂柳等13种,Ⅴ级(Y<2.8)适宜性极差的树种有箭杆杨、黑杨、竹柳等5种。

黄河流域农业水资源高效利用与优化配置研究

水资源是基本的自然资源、战略性的经济资源,对于黄河流域而言更是攸关上、中、下游农业高质量发展与生态保护的核心要素;在实施“黄河流域生态保护和高质量发展”国家战略的背景下,提高水资源利用效率并优化分配具有重要意义。本文围绕黄河流域农田水分高效利用和可持续发展,遵循流域系统水文学研究方法和大食物观理念,立足农业高质量发展过程中水资源优化配置的理论与技术,探讨了农田水文过程的机理及用水效率提升、农业与生态的水资源优化配置、水–粮食–生态协同优化、农业信息化体系建设等方面的发展挑战与应对策略。从水循环的视角全面审视了黄河全流域农业节水和水资源配置能力,可为黄河流域农业水土资源优化配置、农业高质量发展与生态保护协同等提供基础支撑。

色纺纱产品绿色设计的探讨

为了实现色纺纱产品的绿色制造,以FZ/T 07013—2021《绿色设计产品评价技术规范色纺纱》为依据,对比了2种色纺纱产品设计方案的实际生产数据与标准的量化指标,并将生命周期评价方法引入到色纺纱整个生产过程,识别评价了生产边界内各阶段对环境影响的主要因素,针对主要因素优化了产品设计方案。结果表明:通过构建色纺纱生命周期模型,开展产品生命周期评价,针对性采取减小染色浴比、调整染色工艺、改进纺纱工艺、优化纱线原料配比,可以减少生产过程的单位产品水耗、能耗,减小对环境的影响。

拖拉机驾驶室及覆盖件高端涂装线规划设计新思路

结合当前涂装行业工艺、设备的发展,以节能、环保、高效、智能为出发点,介绍了拖拉机涂装线的规划设计,并重点阐述了新材料、新设备、新工艺以及自动化智能化在现代拖拉机涂装线上的应用.

静脉产业园餐厨垃圾协同处理项目及运行优势分析

针对餐厨垃圾处理项目存在投资运行成本高、占地面积大、盈利难等问题,提出静脉产业园餐厨垃圾协同处理模式,即餐厨垃圾处理项目依托生活垃圾焚烧厂建设,采用“预处理+协同处理”工艺实现与生活垃圾焚烧厂的协同处理。以山东省某静脉产业园内餐厨垃圾协同处理项目为例,介绍了以“物料接收+分拣+制浆+除砂除杂+三相提油”为主体的餐厨垃圾预处理工艺,分析了运行数据,比较了协同处理与单独厌氧两种工艺的运行经济性及碳减排情况。结果表明:该项目预处理工艺运行稳定,运行期间设备产能可达到11 t/h,油脂、残渣和浆液平均产率分别为2.87%、36.56%和74.40%;水、电、蒸汽吨垃圾耗量基本满足设计要求,平均耗量分别为0.09 t、18.93 kWh、0.06 t;100 t/d餐厨垃圾协同处理较单独厌氧处理优势明显,运行费用可节省36.30%;与单独厌氧处理相比,协同处理节省电力约237.17 MWh/a,折合碳减排量可达168.84 tCO_(2)e/a。静脉产业园餐厨垃圾协同处理模式可作为后续餐厨垃圾处理项目推荐采用的优选方案。

乡村振兴背景下岚皋县生态旅游资源评价研究

在国内大循环为主体、国内国际双循环相互促进的新发展格局以及乡村振兴背景下,对岚皋县生态旅游规划、开发、保护及可持续利用进行研究。通过实地考察、资料收集,采用层次分析法构造两两比较判断矩阵,构建了“生态资源环境价值、生态旅游资源价值、生态旅游开发潜力”3个维度32个指标的岚皋县生态旅游资源评价体系,计算出各指标权重并进行综合评价。结果表明:岚皋县生态旅游资源丰富,可加大旅游开发力度;客源市场潜力、生物多样性指数、森林覆盖率、知名度和美誉度、资源保护程度等是岚皋县生态旅游发展的重要影响因素。根据分析结果提出了岚皋县生态旅游发展的改进措施:利用岚皋县独特的生态资源,建立生态旅游平台;大数据助力生态旅游,打造生态旅游品牌;加大生态旅游宣传,提高岚皋县生态旅游知名度与影响力,构筑生态旅游新业态。

生态博物馆建设适宜性评价指标体系研究

世界范围内建有约400座生态博物馆,但其建设适宜性评价指标体系尚未形成共识。因此,研究在既有成果基础之上,综合运用理论研究法、频度分析法、头脑风暴法、德尔菲法(Delphi)和层次分析法(AHP)构建了“EHRS”生态博物馆建设适宜性评价指标体系。结果显示:(1)该评价体系包含了4项准则层(B1—B4)、11项指标因子(C1—C11)。(2)“文化遗产”是生态博物馆建设的必要条件,“社区居民”是生态博物馆建设的核心条件,“自然生态”是生态博物馆建设的基础条件,“社会保障”是生态博物馆建设的一般条件。(3)评价一个地区是否具备建设生态博物馆的条件时,应首先评价该地的“民族风俗习惯活态性”,其次为“传统技艺独特性与完整性”,最后为“民众意愿与需求度”。研究成果为后续生态博物馆建设提供参考和借鉴。

不同土壤培肥措施下农田有机物分解的生态过程

通过在河北曲周实验站的田间试验,研究了4种不同土壤培肥措施条件下农田生态系统中几种主要土壤生物随有机物分解的变化规律、有机物的分解及其主要影响因素。研究结果表明:除土壤线虫外,其他几种主要的土壤生物的分布规律基本上是堆肥区>原貌区>对照区>化肥区,与施入的有机物(小麦秸秆)的分解规律一致。在受人为扰动的堆肥区、化肥区和对照区土壤中,细菌占绝对优势,而在未开垦的原貌区中,真菌起着重要作用。在有机物分解初期,土壤微生物能比较快地迁移到秸秆表面,秸秆表面的生物数量最多的是细菌,随着细菌的数量增加,原生动物数量亦呈现增加趋势,蚯蚓数量增多,而线虫的数量则减少。而有机物分解后期,真菌的数量逐渐减少,蚯蚓的数量也呈下降趋势,有机物的分解速度减慢。通过灰色关联度分析,9种外界因素(生物因素和环境因素)对小麦秸秆分解作用的相对重要程度排序:土壤温度(0.844)>蚯蚓(0.777)>真菌(0.764)>全氮(0.754)>线虫(0.753)>有机质(0.742)>细菌(0.738)>原生动物(0.693)>土壤含水量(0.661),其中土壤温度和蚯蚓是影响土壤有机物分解的最重要的两个因素。