基于富营养化阈值的松花湖水环境容量分析

通过对松花湖水体中浮游植物的绝对优势种——铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)单藻株生长与磷、氮定量关系的室内模拟研究,得出松花湖富营养化发生的阈值为：总磷浓度0．065 mg/L,总氮浓度0．843 mg/L．利用风险分析理论和蒙特卡罗随机模拟方法,在分析2002-2004年松花湖水体中总磷和总氮浓度实际分布规律的基础上,提出了计算湖、库总磷和总氮水环境容量的不确定性方法．通过对松花湖磷、氮水环境容量的计算,得出松花湖流域总磷和总氮的最大允许排放量为2123．78 t/a和7018．82 t/a,为了使松花湖富营养化发生的概率在0．001以下,总磷和总氮需要分别削减3208．34 t/a和18648．91 t/a．     

日本海环流研究综述

日本海作为东北亚地区最大的边缘海,是西北太平洋上的重要海区。由于特殊的地理位置和复杂的地形,使得日本海的环流结构呈现独有特征,如日本海内的亚极地锋现象,复杂多变的涡旋,北部形成的深水团等。概述了日本海环流状况,着重介绍了对马海峡、郁陵海盆环流情形和日本海特征水团;总结了目前仍存在的争议问题,如对马暖流源头、对马暖流空间结构等;指出了目前日本海尚待解决的科学问题,如对马暖流流量的长期变化及其原因、东韩暖流消失现象及其机制、日本海特征水的传播路径及其影响因素、日本海的某些变化产生原因及其与全球变化的响应等。     

多重压力对重点生态功能区农户生计资产可得性的影响——以甘南黄河水源补给区为例

重点生态功能区主要承担着提供持续、稳定生态服务的功能,农户作为维护其主体功能的最基础单元和该区最主要的经济活动主体,面临着自然、社会、政策等多重压力,其交互作用不仅加剧了农户的生计脆弱性,更影响到该区主体功能的发挥,当前急需辨明多重压力对农户生计的影响,以便寻求有效的生计脆弱性减缓对策。本文以甘南黄河水源补给区为例,运用入户调查数据与有序Logistic回归模型等方法在识别农户遭受关键压力的基础上,进一步探讨生计压力的交互作用对生计资产可得性的影响。结果显示：① 甘南黄河水源补给区大多数农户遭受自然+经济型多重压力,其中,重点保护区、恢复治理区及经济示范区农户遭受的多重压力分别以自然+经济型、自然+经济型、经济+社会型为主。② 在多重压力的冲击下,重点保护区与恢复治理区农户除了社会资产可得性变化处于稳定状态,其余各类资产可得性变化几乎处于降低态势,而经济示范区农户的金融资产与社会资产的可得性变化处于稳定状态,其余各类资产可得性变化均处于降低态势。③ 婚嫁支出高与农牧产品价格下降、牲畜患病与人畜饮用水困难、子女学费支出高+婚嫁支出高+农牧产品价格下降+养老无保障、建房开支高与生态政策、子女就业困难与农业病虫害等压力的交互作用分别对自然资产、物质资产、金融资产、社会资产、人力资产等的可得性变化影响最强烈。     

2012—2016年象山近岸海域水质评价与模拟研究

为了解象山近岸海域水质污染状况,文章根据2012—2016年象山县近岸海域的水质监测结果,分析象山近岸海域水质现状及年际变化。应用灰色预测的模型来对象山近岸海域水质主要污染物的相关数据进行处理,得出主要污染物的预测结果。分析结果表明：象山近岸海域主要污染物为无机氮。用预测结果和实际数值通过残差验证,最后模拟出今后几年的监测值,为象山县近岸海域生态环境相关管理部门提供数据支撑和决策依据。     

北太平洋副热带模态水盐度的年代际变化

副热带模态水(Subtropical Mode Water;STMW)在气候变化中起着重要作用。本文利用全球高分辨率数值模拟结果,研究了北太平洋STMW核心层盐度(Core Layer Salinity;CLS)的年代际变化及其物理机制。结果表明,CLS存在显著的年代际变化,其空间分布则与背景流场分布特征有关。侵蚀区CLS滞后生成区CLS约1~2年,这主要是海流平流输运引起的。生成区内,STMW的季节循环一般可分为生成期(12-4月)、隔离期(5-6月)和侵蚀期(7-11月),生成期混合层盐度(Mixed Layer Salinity;MLS)决定着隔离期和侵蚀期的CLS,而MLS年代际变化则主要由同太平洋年代际涛动存在负相关性的海表面淡水通量的变化引起。     

Integration of hyperspectral and LiDAR data for mapping small water bodies

Inland water bodies are globally threatened by environmental degradation and climate change. On the other hand, new water bodies can be designed during landscape restoration (e.g. after coal mining). Effective management of new water resources requires continuous monitoring; in situ surveys are, however, extremely time-demanding. Remote sensing has been widely used for identifying water bodies. However, the use of optical imagery is constrained by accuracy problems related to the difficulty in distinguishing water features from other surfaces with low albedo, such as tree shadows. This is especially true when mapping water bodies of different sizes. To address these problems, we evaluated the potential of integrating hyperspectral data with LiDAR (hereinafter “integrative approach”). The study area consisted of several spoil heaps containing heterogeneous water bodies with a high variability of shape and size. We utilized object-based classification (Support Vector Machine) based on: (i) hyperspectral data; (ii) LiDAR variables; (iii) integration of both datasets. Besides, we classified hyperspectral data using pixel-based approaches (K-mean, spectral angle mapper). Individual approaches (hyperspectral data, LiDAR data and integrative approach) resulted in 2–22.4 % underestimation of the water surface area (i.e, omission error) and 0.4–1.5 % overestimation (i.e., commission error).The integrative approach yielded an improved discrimination of open water surface compared to other approaches (omission error of 2 % and commission error of 0.4 %). We also evaluated the success of detecting individual ponds; the integrative approach was the only one capable of detecting the water bodies with both omission and commission errors below 10 %. Finally, the assessment of misclassification reasons showed a successful elimination of shadows in the integrative approach. Our findings demonstrate that the integration of hyperspectral and LiDAR data can greatly improve the identification of small water bodies and can be applied in practice to support mapping of restoration process.     

南黄海物理-生物地球化学过程的时空异质性及内在关联和机制

研究多重物理过程控制下陆架边缘海生物地球化学过程的时空异质性及其生态响应,对于深入认识海洋生态系统具有重要的意义。基于相关历史观测资料和卫星遥感海表温度,本文综合分析了南黄海物理-生物地球化学过程的时空变化和空间异质性特征,探讨了该海域内部典型地理单元之间的内在关联和机制。结果显示,冷季沿岸流南向输送和暖季锋面上升流垂向输运的季节性交替是影响石岛外海与海州湾外侧海域生物地球化学和初级生产的重要物理过程。夏季苏北沿岸水的东北向扩展可形成浒苔离岸/跨区域输送的动力驱动。暖季水体层化显著影响着南黄海中部冷水团海域的生物地球化学过程,春至秋季冷水团海域底层水体中的营养盐逐渐累积,形成了营养盐的重要贮库;层化季节黄海冷水团边界锋区上升流系统的存在使得南黄海叶绿素a和初级生产力高值区位置同海表低温涌升流区总体相一致。冷季南黄海西部南下的冷水与中部北向入侵的暖水共同导致了“S”型锋面的形成;暖季黄海冷水团边界锋区的上升流系统是连接层化海域和近岸区的纽带,可实现对冷水团内部营养盐的提取,从而将冷水团内部和边界区的生物地球化学过程形成有机连接,并在成山角-石岛外海、海州湾外侧、苏北浅滩东部形成三个典型的物理-生物地球化学相互作用区。本研究细化和整合了南黄海区域海洋学研究,揭示了该海域物理-生物地球化学过程的空间异质性特征和不同地理单元之间的关联性及机制,获得了对南黄海水文-生物地球化学-生态过程的综合、系统认知。     

北太平洋热带水体积的年际变化及其变化机制

利用EN4(the UK Met Office EN4.2.1 analyses)盐度数据发现北太平洋副热带高盐中心——北太平洋热带水(NPTW)的海表面积与体积在2000—2008年、2014—2017年存在下降趋势,2008—2014年期间存在上升趋势,进一步的研究表明,这些变化与太平洋年代际震荡(PDO)的位相转换紧密相关。利用淡水通量数据以及ECCO2(Circulation and Climate of the Ocean, Phase II)流场数据计算分析后表明,淡水通量对NPTW的变化贡献较小,而水平输运对NPTW的表面积以及体积变化贡献较大,这与PDO正(负)位相期间北赤道流(NEC)的向北(南)摆动有关。     

软土地区人工冻土无侧限瞬时抗压强度的试验研究

冻结法施工在上海隧道建设中(如隧道旁通道、地下泵房等的设计与施工)得到广泛应用,也曾引发过严重的地质灾害(如上海地铁4号线外滩段的地质灾害)。因此安全、经济、合理地将冻结法用于上海软土地区隧道建设中已经成为上海工程建设中的一个重要的研究课题。本文以上海复兴东路越江隧道旁通道冻结法施工中遇到的第⑥层粉质粘土及第⑦层粉细砂为研究对象,针对设计冻结壁重要强度参数无侧限瞬时抗压强度,进行了室内试验研究,揭示了两种土的冻结强度随温度的变化关系,同时研究了粉细砂的冻结强度随含水率的变化规律。     

城镇黑臭河道治理:多水塘活水链人工湿地的应用

随着现代工业的发展,城市黑臭河道问题日趋严重,严重影响了城市形象、生态环境和居民身心健康。利用多水塘活水链人工湿地技术净化江苏常州永胜河河水水质。监测结果显示:该技术使水体总氮浓度削减了92.0%、总磷浓度削减了82.9%,处理后的水体总氮、总磷含量达到地表IV类水标准。项目年处理水量约30万t,每年以较低的成本(平均水处理费用约为0.03元/t),削减总氮、总磷和氨氮量分别为1496.6 kg、176.0 kg和1408.6 kg。通过引植多种浮叶植物、挺水植物、沉水植物,该湿地修复工程为当地营造了优美的湿地景观。多水塘活水链人工湿地是集经济效益、生态效益、环境效益于一体的新型水体生态治理技术,为我国城镇黑臭河道治理提供了一条新的途径。