不同播种期对天津市宝坻大蒜品质影响的对比试验

天津市宝坻大蒜作为全国农产品地理标志(文中简称宝坻大蒜)深受消费者的喜爱,也是天津市宝坻区出口创汇的重要蔬菜之一。文章针对不同播种期宝坻大蒜的品质进行分析研究,结果表明,不同播种期宝坻大蒜的化学成分无显著差异,主要生物活性特征物质成分稳定。春播宝坻大蒜的植株光合作用较强,大蒜素含量较高;秋播宝坻大蒜的总硒含量较高,总糖、可溶性蛋白含量相近。

生活水源的稳定氢氧同位素和水化学特征——以天津市为例

通过稳定氢氧同位素结合水化学的方法,在2017年采集天津市主要区(县)自来水的基础上,于2019年重点收集中心城区和西青区的直接供水和二次供水的自来水,分析水样中的稳定氢氧同位素组分和主要阴阳离子质量浓度。自来水中稳定氧同位素δ18O的范围为-4.41‰^-10.06‰,氢同位素δD的范围为-52.4‰^-74.4‰。引江水为水源的自来水中的同位素位于全球大气降水线附近,水库蓄存会导致水中同位素富集;深层地下水为水源的稳定同位素贫化。天津市中心城区、西青、津南、北辰、武清和蓟州的自来水水化学类型为Ca·Mg-HCO3,滨海新区和宝坻的水化学类型为Na·Mg-SO4,宁河的水化学类型为Na-HCO3。天津市自来水的主要阴阳离子质量浓度都符合国家饮用水标准,二次供水对水化学组成无显著影响。引江水的自来水水质较地下水为水源的水质好;滨海新区由于水库蓄存,自来水中Na+和SO42-的离子质量浓度高;宁河区的Na+和蓟州区的NO3-质量浓度高。

城市公园对城市热环境的降温效应——以天津市为例

为了解城市公园对城市热环境的影响,基于Landsat8遥感影像,通过反演天津市区地表温度和分析各公园的缓冲区,研究天津市市内六区公园的特征要素对周围环境的降温效应.结果表明:一方面,不同公园的降温范围、降温幅度和降温速率有所不同,各公园降温幅度与距离均近似成拟合二次多项式.另一方面,不同的公园特征要素对周边环境的降温效应存在差异,其中公园的绿地比例与降温范围、降温幅度和降温速率相关性最大,且二者呈拟合二次多项式.

近25a来天津市海河干流水质的演变特征

选取海河干流天津市区段1986—2009年的5项重要水质指标(氯化物、DO、COD、BOD和氨氮),采用距平法、LOWESS平滑法、Mann-Kendall检验法和Sen方法对其水质变化趋势及特点进行分析,研究近25 a来海河干流水质的演变特征。结果表明:①这4种方法及其结合为水质趋势分析和水质管理提供了一种有效手段,不同方法之间可相互验证、相互补充,共同反映水质的演变规律;②近25 a来,海河干流大致满足其为"备用饮用水源地,工业水源地,市区景观娱乐用水"的水功能区划,5项指标中仅COD呈显著上升趋势,上升速率为0.13 mg/(L.a),氯化物含量和BOD呈上升趋势,DO和氨氮含量呈下降趋势,但都不具有显著趋势。海河干流水质总体相对稳定,没有明显变化。

煤改气后天津市采暖期大气污染特征的时空分布研究

燃煤供暖被认为是中国北方采暖期大气污染的主要来源之一,因此国家计划以天然气替代燃煤作为取暖燃料以减轻大气污染。基于2016-2017年天津采暖期前后的空气质量监测数据,探究"煤改气"后城市大气污染物的时空分布特征及影响因素,为大气污染治理提供依据。研究表明,煤改气后天津采暖期主要大气污染物有PM_(2.5)、PM10和NO_2 3种,CO日均质量浓度有超标现象发生,SO_2和O_3日均质量浓度均低于二级标准限值。与使用燃煤采暖时期相比,大气中SO_2、PM_(2.5)、PM_(10)和CO的日均质量浓度均有不同程度的降低,尤其是SO2浓度降幅高达70%,但NO_2质量浓度没有有效降低。从日变化特征来看,采暖期PM_(2.5)、PM10和CO的日变化规律受到了采暖活动影响,呈单峰单谷型的变化趋势。NO_2、SO_2和O_3的日变化规律与非采暖期相似,受采暖活动影响较小。由于受供暖和大气逆温层的影响,采暖期晚上至上午时段大气污染物(O3除外)的质量浓度远远高于非采暖期相同时段的质量浓度。天津大气污染物在非采暖期呈现出典型的"周末效应",但是在采暖期没有出现"周末效应"。冬季,周末白天人为活动较工作日更为活跃,与之相对应增加的城镇生活源可能是造成周末白天PM_(2.5)和PM_(10)质量浓度偏高及"周末效应"消失的主要原因。

天津农田包气带氮循环微生物群落特征及分子生态网络分析

土壤包气带硝酸盐累积会造成地下水氮污染,对生态和人类健康产生不利影响.为探究土壤包气带硝酸盐削减与微生物群落的关系,以天津农田土壤包气带(0~3 m)为研究对象,通过测定土壤理化性质,借助16S rRNA高通量测序,分析微生物群落特征并构建土壤氮循环微生物分子生态网络.结果显示:天津农田土壤中奇古菌门(Thaumarchaeota)和变形菌门(Proteobacteria)微生物群落相对丰度最高,微生物群落组成与土壤pH值、铵盐含量、亚硝酸盐含量呈现显著相关性.氮循环分子生态网络中出现氨氧化古菌、氨氧化细菌、亚硝酸盐氧化菌、反硝化菌、厌氧氨氧化菌、硝酸盐异化还原为铵细菌以及NC10门细菌等.反硝化菌群是硝酸盐削减的主要驱动力,并与以氨氧化古菌、亚硝酸盐氧化菌、硝酸盐异化还原为铵细菌为代表的其他参与氮循环的微生物群落之间形成竞争为主的相互关系,使微生物群落保持稳定性.同时,群落之间的合作关系促进了氮循环转化,进而保证硝酸盐削减的可持续性.

基于Exergy天津市生态经济系统可持续发展度量

城市生态系统是复杂的高度人工化的复合生态系统,其正常的运转动力来自于外界能量的输入,Exergy作为热力学指标是指系统从给定状态到与其周围介质达到热力学平衡所需做的最大功,Exergy概念被生态学家借鉴应用于生态系统的研究,使它有了生物学的含义。在分析能量、能值和Exergy概念的内涵及总结Exergy的研究进展的基础上,通过构建城市尺度的能质账户分析模型,对天津市生态经济系统的能质效率进行了分析。将生态热力学的理论应用区域经济地理学定量研究中,结果表明,天津市总体的能质(exergy)输入从2003年的682.5PJ增加到2010年的1254.2 PJ,系统的总能质输出从1 42.0 PJ增加到299.8 PJ,能源输入总量快速增加,但总体的能质效率增加不大,提高资源和能源的利用效率方面还有较大的提升空间,这与采用其他方法的计算结果相一致,在该指标易于理解,可以为政府决策者在制定经济发展战略时提供有效理论支持。

天津主要水体表层沉积物中重金属污染特征

以天津主要水体（于桥水库、团泊洼水库、海河干流、大沽排污河和渤海湾天津近岸海域）为研究对象，测定了表层沉积物中重金属Cd，Zn，Cu，Ni，Pb，Cr，Mn和Fe的含量，采用潜在生态风险指数（RI）、相对富集系数（REF）和相关分析等方法，研究了沉积物中重金属的污染水平、富集规律和可能来源．结果表明：各水体表层沉积物均以Cd和Zn污染较重，Pb，Mn和Cr污染较轻，污染程度为：Cd〉Zn〉Cu〉Ni〉Pb〉Mn〉Cr．Cd和Zn富集相当严重，REF分别在12．68～43．OO和2．48～14．02之间，Mn和Ni的REF均小于4．不同水体的污染程度存在较大差异，大沽排污河、海河干流属于严重污染，具有严重生态风险（RI〉926）；团泊洼水库和于桥水库属于重度污染，具有重度生态风险（RI=508-621）；天津近岸海域属于中度污染，具有中度生态风险（RI=240）．相关分析的结果反映了Cd，Zn，Cr和Pb等重金属来自人类活动的污染，Mn和Ni则以自然来源为主．

天津典型湿地芦苇种群生产力和氮磷营养结构与环境因子的关系

天津芦苇（Phragmites australis）湿地是东亚—澳大利亚候鸟迁徙必经之地,具有重要的生态功能。近几十年来,随着城市化进程的快速发展和人口的增加,天津地区水体咸化、氮污染等问题严重。调查了天津典型湿地七里海、北大港和大黄堡湿地芦苇种群地上部生物量、形态特征及氮、磷营养状况,探讨其与环境氮、磷营养和含盐量的关系,结果表明：（1）天津典型湿地芦苇种群地上部最大生物量变化范围为978~1 263 g·m-2,并未随样地间含盐量和氮含量等环境因子的变化而显著改变;（2）在最大生物量时期（8月）,北大港湿地芦苇地上部氮含量和氮储量明显低于七里海和大黄堡;8月北大港湿地芦苇叶片氮磷比为12.48,氮限制植物生长;七里海和大黄堡湿地芦苇叶片氮磷比分别为14.89和15.72,氮、磷共同限制植物生长;（3）当前环境压力显著影响了芦苇地上部氮、磷营养状况。底泥含盐量增加可降低芦苇叶片氮、磷含量;随着底泥氮营养的增加,芦苇茎氮含量呈线性增加;而随着底泥磷营养的增加,芦苇叶和茎磷含量并未增加。虽然天津地表水体氮污染严重,但是氮而非磷成为芦苇生长的主要限制因子,天津芦苇湿地仍然具有吸纳环境氮污染物的潜力。

天津滨海地区城市供水调节水库水质咸化原因与改善途径

对天津市滨海地区的北塘水库沉积物（0～40cm）中有机物、全盐量、钠离子和氯离子等浓度进行测定，运用沉积物盐渍化和碱化度（ESP）等方法，探讨滨海地区蓄淡水库水质成化的主要影响因素和改善途径。结果表明：成化浅层地下水的补给是水库成化的重要因素，扩大水源地保护区范围，加强水库周边排沥设施建设，使地下水深度降至水库的临界深度以下，是水库水质咸化首要的改善途径。

天津地区降水和气温的变化趋势及多尺度交叉小波分析

由于降水量和气温的变化对水循环研究与水资源规划和利用具有重要意义，运用线性倾向估计、Mann-Kendall检验和交叉小波的方法分析了1954年—2013年天津地区主要气象站点的年降水量和年均气温．结果表明：天津站点的降水倾向率为-16．92～14．11mm／（10a），年平均气温的线性倾向率为0．181--0．309℃／（10a）；天津地区气温在1954年-1982年波动变化，1982年发生突变呈上升趋势，且在1991年后上升显著；天津地区降水量和气温的周期性具有相似性，降水量和气温在1960年-1970年呈负相关关系，其共振周期高能量区主要分布在1965年前后的2a；天津地区的降水量和气温在多时间尺度上主要呈非线性关系，降水量减少而气温升高，总体呈现干旱化趋势．

天津北大港水库水体的同位素和水化学特征

天津北大港水库蓄水后水质变差,严重影响着水库的安全运行、水资源的合理调配。为研究天津北大港水库水体咸化成因,在2015年丰水期(8月)和枯水期(12月)分别采集河水、水库水和地下水样品,测定水体中的稳定氢氧同位素(δD,δ^(18)O)和水化学组成。结果表明,在丰水期,水体受到强烈的蒸发作用,水体中的稳定氢氧同位素组分比枯水期富集;河水和水库水的水化学类型为Na-Cl(SO_4)型,地下水的水化学类型为Na-HCO_3Cl型。河水和水库水水化学组成受蒸发结晶作用控制,且距海岸越近,水体的电导率越高,同位素越富集。滨海地区的北大港水库,水库水在运移中盐分含量增加,而强烈的蒸发作用加剧了水体中盐分积累,导致水体咸化。需进一步辨析水库咸化的影响因素及贡献,为滨海地区水库管理和运行提供理论基础。

亚热带水田土壤团聚体有机质对长期秸秆还田的响应

为了探究长期秸秆还田处理下土壤团聚体有机碳含量和固碳效率的变化情况,以江西省进贤县稻田红壤为研究对象,分别进行常规处理和常规+秸秆还田处理,利用元素分析仪测定不同粒级土壤团聚体的碳、氮含量,并通过土壤有机碳(soil organic carbon,SOC)固存量和累积碳投入量计算土壤固碳效率.结果表明:①稻田红壤的优势团聚体粒级为[0.250,2.000)mm,质量占比为40.64%~47.04%.与常规处理相比,常规+秸秆还田处理对各级团聚体的质量占比和土壤团聚体稳定性指标均无显著影响.②相比于常规处理,常规+秸秆还田处理下全土的SOC和总氮(total nitrogen,TN)含量分别显著增加13.60%和10.17%,但全土的C/N以及各级团聚体的SOC含量、TN含量和C/N均未发生显著变化.③相比于常规处理,常规+秸秆还田处理下土壤的SOC固存量和累积碳投入量分别显著增加55.37%和216.76%,但固碳效率显著降低50.85%.综上,在南方亚热带红壤双季稻种植区,秸秆还田有利于SOC的固存,但降低了土壤固碳效率,对土壤团聚体稳定性的影响不显著.

天津盐渍化土壤水溶性氮素组成及分布特征

对天津不同程度盐渍化农田（n=4）和荒地（n=4）土壤水溶性有机碳（SOC）和水溶性氮素组成与分布特征进行了研究。结果表明：农田和荒地土壤水溶性有机碳（SOC）含量分别为26.1-46.4mg/kg和19.6-77.8mg/kg,由表层向下呈现出降低-升高-稳定的变化趋势。农田土壤具有较高溶解性总氮（TSN）、硝氮（NO-3—N）和水溶性有机氮（SON）含量,分别是荒地土壤的0.8-5.9、0.8-10.5和0.9-8.7倍。NO-3—N和SON是TSN的主要组成部分,分别占农田土壤TSN的38%-72%和26%-60%,荒地土壤的32%-75%和16%-58%。NO-3—N、SON在农田土壤剖面中主要积累在土壤表层和底层,而在荒地土壤剖面中主要积累在土壤表层,且在农田土壤中具有较高的淋溶风险。

天津夏季大气降水中低分子有机酸研究

低分子有机酸是大气中普遍存在的挥发性有机物,它对酸雨的形成具有较为重要的贡献。该研究采集了天津2013-2015年夏季大气降水,用离子色谱测定样品中低分子有机酸以及常规无机阴离子。实验结果表明:甲酸、乙酸和草酸是天津市降水中主要有机酸,它们加权平均浓度分别为12.53、3.45、0.64μmol/L,分别占有机酸的75.39%、20.76%和3.85%。天津降水中甲酸、乙酸和草酸对雨水自由酸的贡献明显小于无机酸,它们对总自由酸的贡献分别为2.45%、0.47%和0.14%;与南方酸雨城市相比,北方城市降水中有机酸对雨水酸度的贡献偏小。用[F/A]T法判断天津市降水中有机酸可能主要来自于植物和蚂蚁直接排放,以及不饱和烃类和醛类的光化学氧化作用。

天津北大港水库水体的水化学特征及水质评价

北大港水库是天津市重要的调蓄水库,水库在蓄水后快速咸化,影响到水库功能的正常发挥。为解析北大港水库及周边水体的水质和主要影响离子,在2015~2017年的丰水期和枯水期分别采集北大港水库水库水和独流减河河水样,分析水体的水化学组成及时空特征。结果表明,河水、水库水的水化学类型分别是Na-Cl(HCO3)型和Na-Cl(SO4)型。由主成分分析可知,Cl-,SO42-,NO3-以及溶解氧(DO)四个指标是北大港水库水质的主要影响因子。基于模糊数学理论的水质综合评价表明,水库水和河水中96%的水体隶属于V类。在空间上,水体距离渤海湾越近,水质越差;由于独流减河径流量和入海水量的减少,河水的水质最差点从水库排咸闸处逐渐上移到水库十号口门进水闸处。本研究可为北大港水库的水质改善提供理论依据。

近60年天津海岸带地区降水与气温的演变规律

天津海岸带地区生态环境较为脆弱,水资源短缺日益严重,其中春旱问题突出.因此,探讨该区年和春季降水量与气温的长期演变规律具有重要意义.基于1961—2018年降水与气温数据,根据气象行标当候(5 d)划分春季(10~22℃),利用线性趋势、小波分析和小波相干性分析该区降水量与气温的长期演变规律.结果表明:①年降水量总体呈下降趋势,降水倾向率为-10.9 mm/(10 a),而春季降水量总体上无显著变化趋势;年和春季平均气温均呈上升趋势,表明该区气候总体上呈“暖干化”趋势.②年降水量时间波动主周期为23 a,比气温和春季降水量主周期(27 a)缩短4 a;降水与气温的不同步可能导致气温高的年份春季降水少,加剧了春旱问题.③年降水量与平均气温在1995年前为负相关,3~5 a周期区间内春季降水量比气温在1985—1995年和2005—2010年落后1 a左右,年和春季降水与气温在全年和春季尺度上均为非线性的耦合关系.④春季植物生长关键期(3—4月份)降水量无显著变化,但气温却升高,这可能影响植物生长对水分潜在的需求,进而降低作物产量.

天津滨海湿地与其长期开垦农田间土壤线虫群落特征的比较

为了深入探究土壤线虫在滨海湿地开垦前后的群落特征变化,以天津北大港湿地和七里海湿地及其开垦后农田为研究对象,采集0~15 cm的土样并分离土壤线虫,在种属水平上划分为不同营养类群和生活史类群,分析不同类群线虫的多度和占比,计算土壤线虫的多样性指数和功能性指数.研究区内共捕获土壤线虫8630条,分属33属,优势属为拟丽突属(Acrobeloides)、真滑刃属(Aphelenchus)、螺旋属(Helicotylenchus)和锥形虫属(Dolichodoridae),占捕获线虫总数的49%.研究区湿地经长期开垦后,土壤线虫多度由每100 g干土342条增加到737条,其中,北大港地区增加38%,七里海地区显著增加194%;线虫种属数量也发生了变化,这主要是由于食细菌线虫、食真菌线虫、c-p1类群和c-p2类群线虫数量的增加引起的.研究区在长期开垦后,北大港地区变化不显著,七里海地区的丰富度指数和香农多样性指数分别显著增加了51.58%和48.95%,线虫功能性指数中仅富集指数在七里海地区显著增加了103%.土壤pH值与线虫生态指数和线虫组成之间均存在较强相关性.综上,滨海湿地开垦为农田后,土壤线虫群落物种逐步丰富,线虫群落结构趋于稳定,同北大港湿地相比,七里海湿地受环境扰动后恢复较快.

天津北大港水库水质咸化的地球化学机理分析

作为"引黄济津"工程的调蓄水库,北大港水库的水质咸化问题一直受到关注,通过采样分析、数据收集和归纳等方法,对北大港水库水质咸化的地球化学机理进行研究.研究结果表明:北大港水库水体总溶解物质(TDS)含量较高,咸化明显,水化学类型主要为Cl-Na型.Gibbs图解分析表明海水入侵对北大港水库水体的咸化具有重要影响,同时,通过离子比值的分析发现,阳离子交换反应也是造成水质咸化的主要原因,而其他因素如蒸发-浓缩作用等因素也对北大港水库水体的咸化现象产生一定影响.

天津海浸区与非海浸区农田土壤有机质组成的空间差异

为了探究特征地带土壤有机质的空间差异,分别测定天津海浸区与非海浸区农田土壤的盐度、粒径、pH值和阴阳离子含量等理化性质,结合热裂解-气相色谱/质谱联用技术研究土壤有机质组成的空间差异.结果表明:①海浸区与非海浸区土壤中有机碳(soil organic carbon,SOC)和总氮(total nitrogen,TN)含量随土壤深度增加总体呈现减少趋势,不同深度土壤的SOC和TN含量具有显著差异.②海浸区各深度(除表层和[1.0,1.3)m外)土壤的SOC和TN含量均略高于非海浸区相同深度的数值;同一深度下,非海浸区土壤的C/N高于海浸区的数值,[0.6,0.8)m深度处非海浸区土壤的C/N约是海浸区数值的1.7倍.③非海浸区土壤有机质中单环芳烃和多环芳烃含量高,在[1.0,1.3)m深度处两者总占比约为80%;海浸区土壤有机质中含量最高的是脂类化合物,在深度为[1.0,1.3)m和[1.3,1.6)m处占比均约为60%.④海浸区与非海浸区的有机质均以微生物来源为主.