西北内陆干旱区河流绿色走廊湿地景观格局变化及其生态效应研究——以车尔臣河下游为例

应用"3S"技术,通过选取景观的多样性、优势度、破碎度和斑块形状等空间格局指数对车尔臣河下游绿色走廊1975~2007年近32 a间湿地景观格局变化进行研究,并对景观格局变化产生的生态效应进行了分析.结果表明:1975~2000年,湿地面积与斑块数量小幅度增大;2000~2007年,湿地面积与斑块数量大幅度减小,斑块平均面积与斑块密度持续减小,斑块形状趋于复杂,景观格局的多样性减小,优势度与破碎化程度增大.在各湿地类型中,河流湿地面积变化幅度较小,湖泊湿地面积大幅度增大,沼泽湿地面积大幅度减小.     

地下取水系统在海水淡化工程中的应用

海水淡化已经成为解决世界滨海地区城市和生活用水短缺的重要手段,地下取水系统是海水淡化工程的重要组成部分,在提供充足和稳定的水源方面发挥了非常重要的作用。为了提升中国海水淡化工程地下取水技术水平,在参阅大量文献基础上,首先对地下取水系统的类型进行了介绍;然后,以反渗透海水淡化工艺为例,采取个例分析、数据挖掘再加工、环境影响分析和归纳总结等方法,对地下取水系统的优劣势进行了分析;最后,就地下取水系统对不同海岸地貌的适应性以及地下取水设施的投资和运行成本进行了分析。结果表明：(1)地下取水系统相比开敞式地表海水取水系统,具有消除海洋生物撞击和夹带、去除藻类和一些有机物、净化改善水质、替代或部分替代海水淡化预处理等优势;(2)地下取水设施因选址、建设和地下水开采运行等因素,也可能存在破坏海滩地貌形态,导致近岸海洋栖息地环境变化,引起滨海敏感地区海水入侵和地下取水水质污染等问题;(3)地下取水系统对不同海岸环境的适应性,不仅取决于海岸地貌类型,还取决于海洋水文及海岸带水文地质条件;(4)地下取水系统相比地表海水取水系统具有较强的优势,不同类型地下取水系统的投资费用取决于取水工程的建设规模、取水量...     

水下溢油油滴粒径分布实验研究

Oil droplet size distribution(ODSD) plays a critical role in the rising velocity and transport of oil droplets in subsurface oil releases. In this paper, subsurface oil release experiments were conducted to study ODSD under different experimental conditions in a laboratory water tank observed by two high-speed cameras in March and April 2017. The correlation formulas Oh=10.2 Re~(–1) and Oh=39.2 Re~(–1)(Re represents Reynolds number and Oh represents Ohnesorge number) were established to distinguish the boundaries of the three instability regimes in dimensionless space based on the experimental results. The oil droplet sizes from the experimental data showed an excellent match to the Rosin–Rammler distribution function with determination coefficients ranging from 0.86 to 1.00 for Lvda 10-1 oil. This paper also explored the influence factors on and change rules of oil droplet size. The volume median diameter d50 decreased steadily with increasing jet velocity, and a sharp decrease occurred in the laminar-breakup regime. At Weber numbers(We) 100, the orifice diameter and oil viscosity appeared to have a large influence on the mean droplet diameter. At 100We1 000, the oil viscosity appeared to have a larger influence on the relative mean droplet diameter.     

胶州湾大沽河水龄及其对径流变化响应的数值研究

水龄是表征海域水动力系统环境效应的重要参数。本研究利用三维普林斯顿海洋模式模拟的胶州湾水动力场,驱动水龄模型计算了多年平均(1964—2008年)径流下胶州湾内大沽河水龄,并定量分析了不同径流条件下大沽河水龄的差异。结果表明:多年平均径流下大沽河水龄约为42d,丰水年(2007年)和枯水年(2006年)分别为40和47d。水龄空间分布表现为大沽河口附近水龄最低,小于30d;从河口向湾口呈递增趋势,湾口处约为40d;东北部湾顶最高,可达60d以上。水龄季节性变化表现为冬季(48.1d)秋季春季夏季(31.8d)。胶州湾内水龄空间分布与拉格朗日余流形态密切相关,春、冬两季湾内存在多个余流涡,阻碍了水交换,是导致湾东西两侧水龄差异较大的可能原因。径流量变化可显著影响水龄的时空分布:丰水年较枯水年水龄减小16%,冬季差异最大,河口以外海域可达10d以上,变幅超过20%,夏季影响最小,大部分海域不足5d,变幅约为10%;空间上径流变化对东北部湾顶影响显著,差异可达10d以上,河口附近差异不大。     

以坡位为空间配置单元的流域管理措施情景优化方法

基于流域过程模型的BMP情景分析是当前流域管理措施评价、非点源污染控制等研究应用中广泛采用的方法,但其通常采用的BMP空间配置单元（地块、农场、水文响应单元或子流域）与坡面上的地形部位关系较弱,难以有效地根据坡面过程特点表达坡面上多种BMP之间的空间配置关系,影响了BMP情景优化效率和结果的合理性。为此,本文提出以坡位单元作为BMP空间配置单元,将各种BMP在不同坡位间合理的空间配置关系显式表达为基于坡位的空间配置规则,通过结合NSGA-II优化算法建立了一套基于坡位单元的BMP空间配置优化方法。应用案例表明,本文构建的基于坡位单元的BMP情景优化方法可有效利用基于坡位的空间配置规则进行BMP情景优化,优化所得的BMP空间配置方案更为合理,优化效率较高。     

北黄海春季海面太阳辐射船基观测与分析

利用"中国近海海洋综合调查与评价"2007年北黄海春季航次的资料,综合分析了短波、长波辐射及海面短波、长波反射辐射特征及与云量、气温、水汽压、海面红外温度等的对应关系。结果显示海面太阳入射辐射远大于海面反射辐射,二者相差约1个量级;海面长波辐射总体上大于大气逆辐射,二者相差约40 W/m2,平均净辐射为153.1 W/m2。观测期间大气透射率约为0.45,并据此分析探讨了云对太阳辐射传输的影响,建立了考虑总云量、低云量及水汽压等因素的海面太阳短波辐射经验估算公式,计算结果与实测结果具有较好一致性,均方根误差为11.3 W/m2。最后讨论了太阳辐射船基观测由于船体晃动可能造成的误差影响。     

一个SO2气相化学模式及其敏感性分析

气相化学过程是硫沉降过程中的重要过程。气相化学反应既是ＳＯ２气体的氧化去除过程,也为液相化学过程提供初值条件。首先建立了一个适合于研究硫沉降过程的气相化学数值模式,模式包括了５２个方程、３１个物种。然后利用这个气相化学模式探讨了ＳＯ２的气相氧化过程对大气温度、湿度、太阳光强等条件的敏感性并给出了ＳＯ２气相氧化率的日变化。     

基于遥感技术的中国北方沙质荒漠化防治建议

根据中国北方地区人类活动对地表组成物质的扰动特征,将中国北方沙质荒漠化土地治理区划分为绿洲周缘农业型沙质荒漠化、农牧交错带农牧型沙质荒漠化、草原牧业型沙质荒漠化三种类型;利用1975年M SS卫星图像数据和2000年ETM卫星图像数据为信息源,在M APG IS软件支持下,采用人机交互方法对沙质荒漠化土地类型进行信息提取,编制研究区1975年和2000年沙质荒漠化土地类型分布图,在根据沙质荒漠化土地类型的变化幅度确定沙质荒漠化土地变化类型的基础上,通过1975年和2000年沙质荒漠化土地类型分布图的叠加分析,查明了中国北方近25年来沙质荒漠化土地的时空演化规律,结合中国北方不同沙质荒漠化土地治理区的自然条件和人类活动特征,提出了中国北方沙质荒漠化土地治理建议。     

未来东亚地区硫化物沉降及输送的预测

采用东亚未来二氧化硫排放量的预测资料,利用东亚硫化物输送模式拟了未来１５年东亚各地区的硫化物沉降量、相互输送量的变化趋势力其对土壤的影响。结果表明,未来１５年东亚各地区的硫化物沉降量将日益增多,一些地区硫化物沉降量大大超出了土壤对酸沉降的承受能力,对周边地区硫化物的输送量也将进一步加大,形势相当严峻。     

黄海南部海域不同类群微型浮游原生生物生长对亚洲沙尘和磷添加的响应

海洋原生生物是微食物环的重要组成部分,在海洋生态系统的物质循环和食物传递中发挥着不可替代的作用;亚洲沙尘颗粒经长距离输运后沉降入黄海,会对海洋生态系统产生显著影响。本研究在黄海南部海域进行了现场模拟培养实验,分析了不同浓度沙尘和P添加对不同粒径、异养类型浮游原生生物生长速率的影响。结果表明,在培养早期,P和沙尘的添加都会促进各营养类型浮游原生生物的生长,特别是对10~20μm自养型生长速率的促进作用最为显著,其在高、低浓度P和高、低浓度沙尘添加组的生长速率分别为1.39、0.96、0.69和0.47 d-1,分别是对照组的5.35、3.69倍和2.65、1.81倍(P<0.05),表明研究海区为P潜在限制海区,沙尘对原生生物的促进作用可能和P的溶出有关;沙尘对异养型和兼养型原生生物早期是抑制作用。在培养后期,沙尘添加对各类群原生生物的生长以促进作用为主,对2~5μm异养型的促进作用最为显著,其在高、低浓度沙尘组的生长速率分别为0.84和0.40 d-1,显著高于对照组的-0.46 d-1(P<0.05)。沙尘沉降早期对大粒径自养型原生生物生长的促进作用会加速富营养海区赤潮的发生,但对异养型的抑制作用会削弱海区物质循环和食物传递的效率;沙沉降对不同粒径和营养类型浮游原生生物生长的影响会改变黄海南部海区微型食物网的结构,影响原生生物在该海区物质转化和食物产出中的生态功能,研究结果可为深入探讨沙沉降对海洋生态系统的作用机制和生态效应提供科学参考。