黑河流域植被覆盖程度变化研究

基于长时间序列SPOT VGT-NDVI影像数据,利用均值法、最大值合成法、最小二乘法、NDVI变化度模型等方法,研究黑河流域1999—2010年植被覆盖程度的动态变化规律。结果表明:研究时段内流域的植被覆盖程度呈逐步改善趋势,改善面积百分比为26.65%,其高度改善区域面积为71.79 km2,几乎全部集中在黑河中游地区;但流域植被覆盖水平整体较差,从东南向西北逐步呈荒漠化态势变化;研究发现部分地区植被仍有退化现象。

西北内陆河流域实际蒸散发对干旱的响应及其影响因素

通过对西北内陆河流域实际蒸散发(ET)的研究以解决研究区内水资源短缺问题以及有限水资源的合理利用.利用西北内陆河流域80个气象站点的气象数据和中分辨率成像光谱仪遥感产品数据,采用基于地表能量平衡理论的地表能量平衡系统(SEBS)模型,对2000-2020年西北内陆河流域ET进行定量化估算,分析其时空分布特征和对干旱状况的响应,探讨不同气候因子对ET的影响.结果表明,西北内陆河流域2000-2020年各年平均蒸散量先减小后增加,多年平均值为157.97mm.不同季节,不同土地覆被类型条件下ET均值变化为夏季>春季>秋季>冬季,水域>耕地>林地>草地>其他.西北内陆河流域干旱程度空间分布差异较为明显,ET和温度植被干旱指数有着相反的变化趋势,2000-2020年流域经历了干旱先增强后减弱的一个过程,ET为先减小后增加的趋势.21a来,西北内陆河流域平均气温、地表温度、相对湿度与蒸散发均呈正相关关系,日照时数仅在冬季与蒸散发呈负相关关系,且影响因子与蒸散发的相关性随着季节的变化而改变.通过彭曼公式和蒸发皿数据对SEBS模型模拟值进行精度验证,ET模拟值精度较高,说明模拟结果适用于本研究区.

沣河流域土地利用格局与水质变化的关系

以沣河流域为研究对象,综合运用遥感影像解译和相关分析方法分析了沣河流域的土地利用空间格局及主要水质指标〔生化需氧量(BOD5)、高锰酸盐指数(CODMn)、氨氮(NH3—N)含量及溶解氧(DO)〕含量的变化特征,探讨了土地利用状况对沣河水质的影响。结果表明,沣河流域土地利用类型以林地和耕地为主,两者占全流域面积的90%以上;沿河不同宽度的缓冲区(分别向两岸划分100,600,1 500m)范围内,建设用地、耕地与水质变化呈正相关关系,而林地与水质变化呈负相关关系,表明建设用地及耕地对水质的改善有负效应,而河流沿岸林对改善水质有正效应,并且这种影响在距河岸100m缓冲区范围内达到最大。随着缓冲距离的增大土地利用变化对水质的影响逐渐减弱,说明沣河流域近岸带的土地利用方式对河道水环境质量的影响最大。

金属过滤膜去除微粒子的研究

为彻底去除类似隐孢子虫等粒径 <5 μm的微粒子 ,对金属膜过滤系统的性能及其开发进行了研究。通过考察滤过水的水质和膜压差等指标 ,选择金属粉末烧结膜过滤器为膜组件 ,以与隐孢子虫外观尺寸相似的示踪微粒子为研究对象 ,将金属粉末烧结膜过滤器滤过水进行荧光染色后置于荧光显微镜下观察并进行粒子计数。结果表明 。

祁连山典型小流域高寒草地生物量估算及空间分布特征

以祁连山八宝河流域为例,实地采集的数据为基础,利用统计分析方法,估算了流域内高寒草甸与高寒草原的生物量,并结合实测的归一化植被指数(NDVIGS)和同期的多光谱遥感影像(NDVILD),建立了流域内高寒草地生物量的估算模型,并对流域内草地生物量进行了估算。研究结果表明:研究区内草地地上平均生物量为216.78g/m2,地下平均生物量为2 985.07g/m2。基于遥感估算高寒草地地上生物量的最优模型为指数函数(n=40,R2=0.731,P<0.01),经与实地数据检验,精确度达到72%,模型适合高寒草地地上生物量的估算。基于遥感估算八宝河流域高寒草地地上生物量最高为459.54g/m2,最低生物量为45.12g/m2,地上总生物量为0.198×109 kg。

湖泊底泥中17β-雌二醇的生物代谢机制研究

研究了湖泊底泥微生物在好氧、厌氧环境条件下对17β-雌二醇(17-βestradiol,E2)的生物降解特性,探讨了其相应地生物代谢机制.结果表明,好氧条件,反应24 h后约99%的E2从液相中消失,中间产物雌激素酮(estrone,E1)随反应进行浓度先增加后从液相中逐渐消失;厌氧条件,96 h后约4%的E2仍存在于液相中,E1浓度先增加后降低后又逐渐增加,再降低直至从液相中完全消失.综合分析E2和E1的浓度经时变化认为,好氧条件下,E2被脱氢酶氧化成E1,E1再被体系中存在的其它生物酶氧化,直至被完全矿化;厌氧条件下,E1和E2二者之间存在一种相互转换关系:E2被脱氢酶氧化成E1,同时E1被还原酶还原成E2,在相互转化的过程中,体系中的其它生物酶会逐渐降解E2、E1,直至最终将其完全矿化.与E2相比较,E1更易积累于天然水域中的微生物体内.

基于SEBAL模型的疏勒河流域蒸散发估算与灌溉效率评价

我国西北干旱区内陆河流域水资源匮乏,水资源利用主要用于农业生产,准确估算内陆河流域蒸散发与农业灌溉效率,对研究内陆河流域气候变化和水资源合理利用具有重要作用。利用基于地表能量平衡方程的SEBAL模型,对2017-2018年疏勒河流域蒸散量进行定量估算与时空分布特征分析,并结合降水量与净灌溉水量数据,对疏勒河流域昌马灌区的年内灌溉水有效利用系数进行估算。结果表明:(1)疏勒河流域2017-2018年日均ET呈单峰变化趋势,最大值为6月的5.03 mm·d-1,最小值为12月的0.55 mm·d-1,并存在明显的空间分布差异。(2)疏勒河流域四季ET差异显著,夏季ET达到最高的201.83 mm,春秋次之,冬季最低为53.92 mm;ET由东南向西北逐渐减小,流域上游ET明显高于中下游地区。(3)昌马灌区各灌溉时段不同的灌溉水量造成了各灌季蒸散量的差异,灌区ET高值区主要分布在中部与东南部,低值区主要分布在西北部和灌区边缘。(4)昌马灌区年内灌溉水有效利用系数呈下降趋势,其中春灌、夏灌、秋灌和冬灌分别为0.76、0.71、0.69和0.55,年均灌溉水有效利用系数为0.67。

气候变化与人类活动对中国西北内陆河流域植被净初级生产力影响的定量分析

利用基于遥感数据的 CASA 模型和变异系数法计算 2000-2020年中国西北内陆河流域的植被实际净初级生产力(NPPA)和潜在净初级生产力, 分析植被 NPPA的时空变化格局和气候因子对植被NPPA的影响, 定量分析气候变化与人类活动对植被 NPPA变化的影响 . 结果表明, 2000-2020 年西北内陆河流域年平均植被 NPPA呈波动增加趋势, 变化范围为 62.64~96.10 g/(m~2·a);草甸、草原和栽培植被的固碳量最大, 灌丛和栽培植被的固碳能力最强;气温、降水与太阳辐射总量是植被 NPPA增加的主导因素, 降水量和相对湿度的变化对于植被 NPPA的促进作用最大 . 气候变化与人类活动共同主导植被 NPPA增加的面积占增加总面积的 49.90%, 人类活动主导植被 NPPA减少的面积占减少总面积的86.06%.

食物供给视角下黑河流域中下游生态系统服务间的关系

黑河流域中下游是河西走廊的重要食物供给区,其食物供给功能变化对流域生态建设及经济社会健康发展具有重要影响。基于食物供给视角,对2000—2018年黑河流域中下游地区产水、土壤保持、植被固碳和食物供给等生态系统服务进行测算,探讨彼此之间的权衡协同关系,并进行食物供给服务热点区划分,从而提出提升食物供给功能的建议。结果表明:2000—2018年研究区产水能力下降,但土壤保持、植被固碳和食物供给能力上升;不同土地利用类型条件下生态系统服务间关系不同,但总体为协同关系;食物供给服务第4类热点区面积最大,研究期间热点区结构得到一定优化,且不同热点区生态系统服务间关系差异明显。研究结果对揭示黑河流域食物供给区生态系统服务间关系、提升区域食物供给能力具有重要作用。

好氧/厌氧污泥对17β-雌二醇的降解特性

采用好氧、厌氧交替运行的污水处理厂的活性污泥处理内分泌干扰物17β-雌二醇(E2),分别考察了好氧和厌氧条件下,污泥对E2及其降解中间产物——雌酮(E1)的去除效果,同时考察了污泥混合液中碳源和氮源对E2降解的影响。结果表明,在好氧条件下,活性污泥对E2、E1均有很好的降解效果,E2的未检出时间均在70 min左右,E1的未检出时间均在110 min左右,添加碳源和氮源对E2的降解速率无显著影响。厌氧污泥对E2和E1的降解速率远小于好氧活性污泥的,添加碳源对E2、E1的降解有一定的抑制作用,而添加氮源可以促进对E1的降解,但对E2降解的影响较小。好氧条件下活性污泥对E2的降解符合一级反应动力学方程;厌氧条件下,特别是有NO3--N存在的条件下,污泥对E2的降解不符合一级反应动力学。

基于SPOT NDVI的植被覆盖时空演变规律分析——以西北五省为例

基于SPOT VGT-NDVI影像数据,通过最大值合成法、均值法、线性回归以及最小二乘法等研究方法分析西北五省1999—2007年9 a间的植被覆盖时空演变与动态变化规律。结果表明:9 a间西北地区的植被覆盖有明显改善趋势,改善面积百分比为26.92%;部分地区植被覆盖仍有退化现象,面积百分比为1.22%,但其明显小于植被改善比例;除陕西省外,西北地区植被覆盖整体不高;7、8月份该区域植被覆盖达到一年中最大值。

浅水型水库活性区沉积物氮磷释放特征

为了了解浅型水库活性反应区底泥中氮磷的释放特征,对某小型水库活性区0-30cm沉积物柱芯分层进行氮、磷快速释放试验研究。研究结果表明:在厌氧条件下,可溶性无机磷(PO4-P)的释放速率显著比好氧状态下的高,最大释放速率为75.52μg/(h·g);在不同沉积深度的垂直剖面上,PO4-P释放量由大至小依次为中层(ML,14～16cm)、表层(SL,0～2cm)和底层(BL,28～30cm),较高的水温环境可促进可溶性磷释放;水库沉积物聚集了大量NH4-N在好氧条件下,沉积物释放的NH4-N质量浓度逐渐降低,同时伴随着NO3-N质量浓度大幅度增加;在厌氧条件下,NO3-N和NO2-N质量浓度无明显变化;不同沉积深度底泥层硝化作用存在显著差异,表层沉积底泥NO3-N转化速度最大;可通过曝气措施削减水库水中氮磷含量,抑制藻类过度繁殖,进而改善水库水环境质量和出水水质。

MIEX在水处理中的应用

天然水中溶解性有机碳(DOC)的主要成分是带负电荷的腐殖酸和富里酸,应用常规水处理工艺很难有效将其去除。应用磁性离子交换树脂(MIEX)的连续离子交换技术为水处理提供了高效去除水中DOC、UV254、THMFP的方法,以满足不断提高的饮用水水质标准。MIEX用于常规水处理工艺之前,可提高DOC、UV254等的去除率,提高程度取决于原水水质(相对分子质量分布、比紫外吸光值SUVA)和树脂量(树脂剂量、接触时间)。对MIEX工艺的原理、流程、去除DOC效果和混凝剂节约方面进行了阐述。

超高流速金属膜过滤性能及其微粒子去除特性

以完全去除类似隐孢子虫等微粒子为目标,实验选用与隐孢子虫外观尺寸相似的Crypto-tracer-1号示踪微粒子,对金属膜过滤系统在饮用水中的处理性能进行评价和研究.试验选用三种金属膜:金属薄片筛网膜过滤器(Fuji FP-0.3),金属非织网式膜过滤器(Fuji FA-3),金属粉末烧结膜过滤器(SIKA-R0.5AS).试验对金属膜处理工艺中的水质参数和膜间压力进行测试分析,结果表明,在大规模的给水处理厂中,采用金属膜过滤系统可以在高滤速下完全将类似于隐孢子虫微粒子去除.

浮游微生物对环境荷尔蒙的分解特性

以日本岐阜县境内的长良川及其支流为对象,研究了河流浮游微生物对17β雌二醇(E2)的分解特性.结果表明:无论是在好氧还是在厌氧条件下,河流水系微生物均对E2有较好的分解作用,且好氧条件下的分解速率大于厌氧条件的.对于干流,其分解速率越往下游越大,而对于支流,则与其流域的土地利用、污水处理和排放情况密切相关.厌氧条件下E2浓度的半衰期为385.08～3.98 h,平均半衰期为100.6 h;而好氧条件下E2浓度的半衰期为31.79～2.30 h,平均半衰期仅为9.4 h.

内蒙古地区菠菜猝倒病病原菌鉴定

在内蒙古通辽市、包头市和巴彦淖尔市郊区大棚蔬菜种植区采集菠菜幼苗猝倒病病株,采用形态学和分子生物学方法对分离得到的病原物进行鉴定,并采用平板法测定代表菌株的致病性。结果表明:从82份病样中共获得60株腐霉菌株,分别为德里腐霉(Pythium deliense Meurs)、瓜果腐霉〔Pythium aphanidermatum(Edson)Fitzp〕和终极腐霉(Pythium ultimum Trow var. ultimum)。这3种腐霉均为菠菜猝倒病致病菌,但是发病率有所不同,P.deliense的发病率最高,为85.7%;其次是P.aphanidermatum,发病率为42.9%;发病率最低的是P.ultimum var. ultimum,为28.6%。

泛河西地区植被覆盖变化及其对气候的响应

基于2002—2012年MODIS NDVI数据产品,分析了泛河西地区植被覆盖的变化状况,并结合2002—2012年该研究区22个气象站点的降水和气温资料,分别从年际、年内与季节变化3个层面综合分析了泛河西地区植被覆盖对气候变化的响应。结果表明,泛河西地区植被覆盖呈增加趋势和减小趋势的面积分别占研究区总面积的71.07%和28.93%,呈增加趋势的面积明显大于呈减小趋势的面积;从年际变化来看,研究区植被变化受降水影响的程度高于气温;从季节变化的空间分布来看,3个季节中NDVI与降水之间呈正相关关系的面积大于其与温度之间呈正相关关系的面积,即与温度相比,泛河西地区植被的变化趋势对降水的响应较为敏感。

浮游微生物作用下河流水系氮的变化

以日本岐阜县境内的长良川及其支流为对象,研究了浮游微生物作用下河流水系在好氧、厌氧条件下的氮、磷变化特性。结果表明:①河流水系浮游微生物中含有丰富的硝化与反硝化菌,当NH4+-N含量较高时,好氧条件下NH4+-N到NO2--N的亚硝化反应、NO2--N到NO3--N的硝化反应和厌氧条件下NO3--N到NO2--N的还原反应明显存在。②受溶解氧(DO)和碳源有机物的影响,河流水系中浮游微生物的反硝化能力较差,导致水体中存在不同程度的NO3--N积累。另外由于底泥与河水的接触面小,故反硝化过程成为氮净化的限制因素。③对于DO充足的水体,NO3--N浓度较NO2--N、NH4+-N浓度高,因此NO3--N、NO2--N、NH4+-N的浓度顺序成为继DO后判断河流水质好坏的又一标准。④浮游微生物对磷基本没有去除作用。

MIEX和臭氧、活性炭、超滤、强化混凝等工艺联用在饮用水处理中的效果

MIEX是强碱性阴离子树脂,它的小颗粒大比表面积及内部的磁性氧化铁使它具有快速凝聚和沉降性能及高离子交换率,它的最大优点就是能连续操作,被用来处理水中各种有机污染物.并从不同水源水质、不同季节、接触时间、初始质量浓度及投药量等方面阐述了MIEX和其他工艺,如臭氧、活性炭、超滤和强化混凝等联用效果,分析去除NOM,THM和农药过程中的影响因素,为我国在水处理技术上开发一个经济、环保以及满足日益提高的水质标准的新工艺提供技术依据.