东洞庭湖沉积物覆水后磷形态变化及其释放量

研究干燥覆水后低流速条件下东洞庭湖沉积物中磷的形态变化及释放量,可以为轻度富营养化湖泊中磷的生物地球化学循环提供基础数据,为季节性湖泊內源营养盐的迁移转化规律研究、內源营养盐的释放风险评价提供理论依据.本文采集处于干湿交替状态的东洞庭湖表层沉积物,利用室内模拟装置,研究风干沉积物低流速条件下覆水后沉积物及上覆水中磷的形态变化.结果表明,低流速覆水后东洞庭湖沉积物中的磷向上覆水及大气中迁移释放,上覆水中磷的释放量随覆水时长增大,释放速率随覆水时长减小,上覆水流速和磷释放量相关性显著.上覆水循环过程中释放到上覆水中的溶解态有机磷比溶解态活性磷更容易吸附于颗粒物而转化为颗粒态磷.覆水后沉积物中各形态有机磷、无机磷及磷的生物有效性均发生转变,覆水初期沉积物中无机磷向有机磷转化,磷的生物可利用性增大;上覆水循环过程中有机磷向无机磷转化,磷的生物可利用性减小;覆水后沉积物的无机磷的主要组分由铝磷转变为铁磷,有机磷的主要组分有从中活性有机磷向活性有机磷转变的趋势.     

贵州草海湿地不同生境周丛生物碳、氮、磷生态化学计量学

为深入了解湿地周丛生物碳(C)、氮(N)、磷(P)生态化学计量的变化规律及其影响因素,对贵州草海湿地4种不同生境(湖滨带、人工湿地、农田沟渠、污水处理厂)中周丛生物两个生长阶段(生长期和衰老期)的C、N、P生态化学计量学进行了研究.结果表明:水体营养指数依次为污水处理厂(51.55±4.50)>农田沟渠(50.41±4.50)>人工湿地(47.20±6.72)>湖滨带(41.86±6.91),湿地下游水域水质较上游明显改善.总体来看,在不同生境间,周丛生物C、N、P含量随着水体营养浓度的升高而增加,但周丛生物化学计量比呈下降的趋势.同一生境中,生长期周丛生物的C、N、P含量和C∶N都小于衰老期周丛生物,N∶P和C∶P则相反.周丛生物生长期N、P元素为弱稳态型(H_N=2.358,H_P=2.576),衰老期为稳态型(H_N=10.99,H_P=5.78),整体来看两个生长阶段周丛生物的N∶P呈稳态型(H_N∶P=4.504).根据周丛生物最佳生长速率计量比得出湖滨带处于P限制状态,而人工湿地、污水处理厂和农田沟渠则不受养分限制.相关性分析表明水体营养水平显著影响周丛生物的N、P元素含量及化学计量比,尤其是水体TP和TN浓度.非线性曲面拟合分析表明,周丛生物N∶P和C∶N分别受水体TP和TN浓度的主要影响,而水体TN和TP浓度对周丛生物C∶P的影响同等重要.该研究表明,基于水体TP、TN浓度和周丛生物化学计量比的三维模型可用来评估水体营养水平和周丛生物化学计量之间的关系.     

三峡工程蓄水后长江中游城陵矶—汉口河段过流能力变化及影响因素分析

受上游水库运行的影响,自2003年后长江中游河段河床调整,引起河道自身过流能力的变化.本文选取长江中游城陵矶-汉口河段作为研究对象,根据实测资料计算了2003-2016年两个水文断面的水位-流量关系及特征流量变化,并采用一维水动力学模型计算了河段尺度的平滩流量.结果表明:(1)螺山站及汉口站2003-2016年的水位-流量关系呈现枯水流量下水位降低、洪水流量下水位抬升的特点;(2)两站年最大流量下对应的水位整体抬升,警戒水位下对应的流量分别减小9%和16%;(3)2003-2016年城汉河段平滩流量有增有减,无明显单向变化趋势,2014年后呈减小趋势.分析断面的过流能力变化,发现螺山站与汉口站警戒流量与动床阻力呈明显的反比关系,过流能力由于河道阻力的增大而减小;床沙粗化、河道相对水深的减小及洲滩植被覆盖度的增大是引起河道阻力增大、过流能力减小的原因.     

黄河中游小北干流段持续淤积期的主槽摆动特点

黄河中游小北干流河段为典型的游荡型河段,主槽经常发生摆动,揭示主槽摆动特点对研究该河段的河床演变规律具有重要意义.以1986-2001年小北干流段汛后卫星遥感资料与实测29个淤积大断面地形资料为基础,计算了断面及河段尺度的主槽摆动宽度与强度,定量分析了持续淤积期小北干流段的主槽摆动特点及其主要影响因素.计算结果表明:主槽摆动方向具有往复性,断面主槽摆动宽度沿程变化表现为上段大、中下两段小的特点,其中禹门口-庙前段多年平均主槽摆动宽度和强度分别为1151 m/a和0.70,是小北干流段中主槽摆动最为剧烈的河段;建立了小北干流段主槽摆动强度与上游水沙条件(来沙系数)与下游侵蚀基准面(潼关高程)之间的单因素及多因素响应关系,并对综合关系式进行了率定与验证.在综合关系式中,主槽摆动强度随来沙系数和潼关高程的增大而增大,且两者在该关系式中的占比平均值分别为89.3%和10.7%,说明水沙条件是影响黄河中游小北干流段主槽摆动强度的主要因素,潼关高程是次要因素.采用该经验公式得到的计算值与实测值总体符合较好,可用于计算和预测小北干流段持续淤积期的主槽摆动过程.     

水质较好湖泊环境保护的理论基础及中国实践

目前,我国湖泊富营养化及蓝藻水华问题十分突出,国家高度重视湖泊的生态环境保护.自“九五”以来,国家就投入太湖、巢湖、滇池“老三湖”等重污染湖泊的治理,但成本巨大,且历经近30年才初见成效.按照湖泊污染程度,湖泊治理与保护可分为“污染治理型”“防治结合型”“生态保育型”3大类.“老三湖”的治理是典型的“先污染、后治理”的模式,水质较好湖泊主要属于生态保育型湖泊,因此,“老三湖”治理模式不适用于水质较好湖泊的保护.本文系统总结了我国水质较好湖泊优先保护理念的形成和水质较好湖泊专项实施的历程.根据水质较好湖泊的特点,及其生态系统退化与修复的一般过程,提出了水质较好湖泊保护的基本思路.从热力学角度,阐明了氮磷营养盐输入湖泊生态系统中是熵增过程,也是湖泊生态系统退化的根本原因,湖泊氮磷污染负荷源头控制是关键.湖泊流域生态安全格局是确保湖泊生态系统健康的基础,从景观生态学角度,阐明了优化湖泊流域水土资源利用、优化发展模式是减轻湖泊环境压力的重要途径.在浅水湖泊生态系统,以沉水植物占优势的“清水态”和以浮游植物占优势的“浊水态”转换过程不是沿着同一条途径,存在上临界阈值和下临界阈值,水生态修复过程表现出一种迟滞的现象.从湖泊水生态系统稳态转换理论角度,阐明了湖泊生态修复工程应在湖泊生态系统发生退化转变之前实施,才能获得较高的环境效益.通过国家财政专项对81个水质较好湖泊的支持,既能促进湖泊流域经济社会发展,又能确保湖泊水环境质量变好,湖泊水生态系统逐步改善.建议加强不同类型湖泊保护模式的总结,深入对水质较好湖泊生态系统演替理论和保护技术研究,支撑国家系统开展水质较好湖泊保护.     

野外模拟扰动对太湖微囊藻群体大小的影响

风浪扰动是影响湖泊生态系统重要的环境因素之一.为了解风浪扰动对湖泊微囊藻群体大小的影响,在野外模拟了风浪扰动对太湖微囊藻群体大小的影响.结果表明,实验组模拟风浪连续扰动24 h,扰动结束时实验组和对照组微囊藻群体大小分别为68.38和12.56μm,实验组和对照组微囊藻群体大小呈极显著差异;扰动结束时实验组和对照组微囊藻胞外多糖含量分别为1.49×10~~(-6)和1.26×10~(-6)mg/cell,二者差异显著.表明适当强度的风浪扰动短时间内能促使微囊藻群体显著增大,有助于人们对太湖微囊藻水华暴发机理的认识.     

VELOCITY CHARACTRISTICS OF SHANXI AND ADJACENT AREA AND ITS TECTONIC SIGNIFICANCE

In order to acquire a better velocity structure of the crustal and uppermost mantle beneath Shanxi area, we obtain the group and phase velocities of Rayleigh wave of the periods 8s to 50s in Shanxi and adjacent area using ambient seismic noise recorded at 216 broad-band stations. All available vertical-component time series for 2014 have been cross-correlated to yield estimates of empirical Rayleigh wave Green's function. Group and phase velocity dispersion curves for Rayleigh wave are measured for each interstation path by applying frequency-time analysis. It describes finer velocity structure of the crust and upper mantle in Shanxi, which reflects the geological structure characteristics at different depths. The resolution is within 50km and the resolution of part periods can reach 40km.The Rayleigh wave group and phase speed maps at short periods(8~18s and 10~22s)show clear correlations with shallow geological structures. Mountain areas on both sides of Shanxi depression zone show apparent high-velocity anomaly, except for low-velocity anomaly in the Taiyuan Basin, Linfen-Yuncheng Basin and Weihe Basin. Especially, the areas of Youyu County-Pianguan County-Kelan County-Shuozhou City and Jingle County-Lishi District of Lüliang City in Lüliang Mountains, and Yu County-Fuping County-Yi County and Yangcheng County-Licheng County in Taihang Mountains, present higher velocity anomaly. In addition, the velocity is lowest in the Weihe Basin, and the amplitude of low velocity decreases gradually from the south to the north of the basins in Shanxi, which probably is related to the process of gradual stretching and development of the Shanxi rift zone from the southwest to the northeast. The obvious velocity difference across the latitude of 38°N exists at 18~30s period of phase and 24~35s period of group velocity maps, which is probably related to the deep and shallow Moho depth variation in the south and north of Shanxi and the suture zone of ancient blocks including "hard" southern block and "soft" northern block. At the same time, the research result of receiver function reveals that partial melting of the lower crust occurs in the northern Taihang Mountains, while the southern section remains stable(Poisson's ratio is above 0.3 in the northern Taihang Mountains and 0.25~0.26 in the southern section). The phase velocity map at 30~50s period clearly shows NW velocity gradient belt, and the low velocity anomaly in the northeast side may be related to Cenozoic volcanism. Meanwhile, the eastern border of Ordos block is the western faults of central basins in Shanxi depression zone. However, some research results indicate that the above border is Lishi Fault in the surface, inferring that the Ordos block shows a shape of wide in the upper and narrow in the lower part from the surface to deep. The Datong volcanic area at 18~45s period of phase and 24~35s period of group velocity maps shows low velocity of trumpet shape from shallow to deep, related to the upwelling of hot material from lower mantle in the Cenozoic causing a large area of intense magmatic activity. It indicates the more specific upwelling channel of Datong volcanoes simultaneously.     

基于ArcGIS点抽稀的河南省灾情速报骨干网建设

河南省地震局灾情速报员队伍经过多年建设,目前在册灾情速报员多达3万余人,数量位居全国前列,但也存在灾情速报员数量过多、管理不易等问题,为确保河南省地震灾情速报员队伍发挥作用,以河南省现有行政村点为基础,根据空间均匀分布的原则,以5×6 km为格网单元,对ArcGIS的三种不同的点抽稀方法进行对比分析,最终选择SubsetFeatures和SubPoints相结合的方法,提取出6000多个行政村点,依此为依据报送人员名单,以保证每个乡(镇、街道办事处)有3～5名灾情速报人员组成河南省骨干灾情速报员队伍,从而强化灾情速报工作管理。     

基于手机位置数据的地震灾情指标选择

选取四川阿坝州九寨沟县MS7.0地震、新疆博尔塔拉州精河县MS6.6地震、四川广元市青川县MS5.4地震作为案例分析,绘制活跃Wi Fi数量、无线网络联网设备数量、汇总在线设备数量、活跃基站数量等4种地震灾情指标在地震发生前后数量变化的折线图。根据与地震前1天变化情况的对比分析,验证地震灾情指标的可用性,选取出效果好的指标,这对进一步研究震后快速获取极震区位置、影响场方向等具有重要意义。     

金鱼藻(Ceratophyllum demersum)调控浮游植物捕获磷与生长的策略

水体浮游植物具有捕获利用磷的能力以及沉水植物能够显著抑制水体中藻类生长已得到国内外广泛共识,但相应的潜在机制尚缺乏深入了解.本研究选取金鱼藻(Ceratophyllum demersum)为研究对象,基于室内模拟实验,探讨了沉水植物调控浮游植物捕获磷与过度生长的机制.结果显示,尽管未种植金鱼藻的对照组上覆水中总磷、总溶解态磷和可溶性活性磷的平均浓度均显著高于种植金鱼藻的实验组(约4倍),但是两个系统中这3种磷浓度随时间的变化趋势均符合S形的对数曲线.实验组藻类密度、有效光量子产量、总碱性磷酸酶活性(TAPA)以及细颗粒碱性磷酸酶活性(细颗粒APA)也远低于对照组.此外,对照组中粗颗粒碱性磷酸酶活性(粗颗粒APA)占TAPA的44.7%,显著高于细颗粒APA.结构方程模型结果表明,对照组水体藻类密度对TAPA具有直接的正向作用,而金鱼藻的生长显著弱化了不同形态磷与APA、藻类密度、细菌动力以及光量子产量之间的相互作用.这说明沉水植物对水体浮游植物生长的调控具有多种策略.