河道型水库沉积物有机碳空间分布特征及其埋藏效应

【目的】河流筑坝对有机碳具有重要的拦截作用,影响内陆水体碳循环。目前,河道型水库沉积物有机碳空间分布特征和自生有机碳埋藏通量仍不明确。【方法】采用沉积物柱芯法、沉积物物理化学参数和碳同位素二元混合模型,对河道型水库(银盘水库)沉积物有机碳埋藏开展了调研。【结果】结果显示：银盘水库沉积物有机碳含量变化范围为0.99%～1.32%,库中和坝前沉积柱有机碳含量均值分别为1.12%和1.16%;内源有机碳与总磷呈现显著正相关;有机碳埋藏速率变化范围为98.7～348.9 g C·m^-2·a^-1,平均值为223.8 g C·m^-2·a^-1,有机碳埋藏通量和内源有机碳埋藏通量分别为2.5×10⁹ g C·a^-1和1.8×10⁹ g C·a^-1;内源有机碳对沉积物总有机碳的贡献比例为69.0%～75.2%,平均值为71.5%。【结论】结果表明：河道型水库沉积柱有机碳含量从库中到坝前没有明显变化;水库内源有机质的生成与营养盐输入...     

里下河地区农业系统碳源汇时空特征研究

进行县域尺度农业系统碳源汇空间特征研究,对区域实现农业系统可持续发展并达到碳中和的目标具有重要指导意义。基于2000—2020年兴化市县域尺度农业系统投入产出等数据,采用碳排放系数法、农作物经济产量法、模型估计法计算研究区域范围内农业系统碳排放和碳吸收总量,对研究区域范围内农业系统碳源汇时空特征进行分析研究。结果表明,碳排放量较大的乡镇是安丰、千垛和临城镇;碳排放量较大的是种植业土壤呼吸、农药、灌溉以及翻耕活动;碳吸收量较大的乡镇是兴东、千垛和安丰镇,碳吸收量较大的是水稻、小麦和蔬菜。因此,在兴化市28个乡镇中,应对垛田镇和临城镇实施增汇减源措施,继而增强区域农业系统碳吸收能力。     

应用回归克里格方法的河北省降水量空间插值研究

基于河北省143个标准气象站2001年～2020年观测降水资料,采用回归克里格方法结合地理经度(lon)、纬度(lai)和海拔(alt)因素对该地降水量进行空间插值分析。研究表明,区域降水量具有显著经向和纬向地带性分异特征,并且与海拔呈显著负相关关系。站点降水量数据具有显著空间自相关性,其自相关范围约为7 km,拟合得到多元回归模型为y=-2486.65+39.46lon-32.44lai+0.29alt,其R²=0.51,P<0.01。回归克里格插值显示区域降水量分布范围介于343.1mm～705.6 mm,以实际观测值接近,得到的降水量插值结果在空间分布上符合河北省实际。     

基于一维水动力-水环境耦合模型的长兴港生态流量研究

【目的】长兴港是太湖流域重要的城市河流，对其开展生态流量研究并确定合理的生态流量管控值，对保障长兴港水生态环境健康、提高当地人民群众幸福指数具有重要意义。【方法】以长兴港新塘断面2016—2020年的逐月水生态监测数据为对象，明确了长兴港非汛期、汛期的水环境约束指标；并基于MIKE 11软件，构建了一维水动力-水环境耦合模型；从保障水生态环境质量、缓解水华爆发的营养条件的角度出发进行了生态流量研究。【结果】结果显示：长兴港非汛期约束指标为NH₃-N、COD_Mn和BOD,汛期约束指标为NH₃-N、TP和COD_Mn;通过对比实测数据与模拟数据可知，水位、流量的模拟值与实测值间的■均小于10%,R²和Nash-Suttcliffe系数分别大于0.6和0.9,各时期的水环境主要管控指标的模拟值与实测值间的■均小于17%;最终计算得到长兴港非汛期和汛期合理的生态流量管控值分别为2.59 m³/s和2.63 m³/s。【结论】结果表明：研究构建的...     

1990—2020年青海省“三生”空间格局演化及影响因素研究

基于1990—2020年青海省4期土地利用数据，构建“三生”空间分类体系，探究青海省“三生”空间格局演化及影响因素。结果表明：1990—2020年青海省各空间类型间均发生不同程度的转化，2010—2020年整体表现为潜在空间转向生产-生态空间和生态空间、生产-生态空间与生态空间之间相互转移的特征，高程与坡度对空间类型分布影响较大；2020年青海省生产-生态空间面积占全省面积比例最高，面积为408 011.90 km²,而生产-生活空间面积仅为1 769.47 km²;30 a间青海省“三生”空间景观格局破碎化、复杂化的趋势有所减缓，异质性降低、连通性升高；经济规模、城镇化水平、交通条件、碳排放强度是青海省“三生”空间格局的主要影响因子。     

城镇污水处理厂碳排放核算及减碳案例分析

针对城镇污水处理厂的温室气体(GHGs)排放，建立实用量化的指标核算与分析方法，并明确优化其产(排)污关联参数与排放因子的取值。以某10万m³/d城镇污水处理厂为研究对象，核算出其2021年实际碳排放强度约0.43 kg CO₂/m³,碳排放源贡献中，电耗因素居首(贡献碳排放权重为35%),而药耗因素在排放总量的权重为23%,因此节能降耗协同，对于减污降碳优化管控尤显重要。基于污水处理厂碳排放的显著性影响因子及其变化，需做好敏感性分析。抓好污水处理厂大功率耗电设备的效能与优化分析调控，调控平衡脱氮与除磷在生化反应单元的竞争矛盾，优选碳源种类、抓好碳源QC/QA、精细内外碳源投量(控制总体△C/N在7～8)及提升其利用效率，助力节约优先与绿色低碳目标。     

秦岭北麓(西安段)碳排放和碳汇分析与预测研究

秦岭北麓是中国西北地区重要的森林生态系统,对该区域的碳排放和碳汇进行分析与预测对实现双碳目标具有重要意义。以秦岭北麓(西安段)为研究对象,基于中国碳核算数据库分析区域碳排放时空格局,采用CASA模型分析区域碳汇时空分布格局,分别采用STIRPAT模型和灰色预测模型预测区域未来碳排放和碳汇量。结果表明：秦岭北麓(西安段)预计可实现2030年“碳达峰”目标,碳排放量峰值为5.94×10⁷ t/a,但是难以实现2060年“碳中和”目标,2060年的区域净碳汇量为-2.26×10⁷ t/a。研究成果可为秦岭北麓(西安段)实现双碳目标的政策制定提供科学支撑。     

基于PSO-CV算法的信息扩散插值模型及其在黄河源区的应用

根据有限的雨量站观测资料进行空间插值是探索降水空间特征的有效手段。介绍了一种基于信息扩散理论的空间插值模型,并在已有经验信息扩散插值模型的基础上,考虑其关键参数估计的不足,提出一种基于粒子群算法(PSO)与交叉验证(CV)相结合的最优信息扩散插值模型。以黄河源区为例,引入反距离加权法、普通克里金法、泛克里金法及考虑高程的协克里金法作为对比参照,分别从年、季、月和日4种时间尺度评价了信息扩散插值模型的插值效果。结果表明,整体来看最优信息扩散插值模型的精度最高,反距离加权法的精度最低,经验信息扩散插值模型与其他3种空间插值方法的精度差异不大,不同方法间的精度差异随着时间尺度的减小而减小。     

基于GIS的陕西省工业水污染排放空间分布研究

【目的】陕西省工业基础力量雄厚，工业资源优势突出。鉴于其位于黄河中上游，确定其水污染排放空间布局特点，对于促进陕西省与黄河流域环境污染协同治理，具有重要意义。【方法】根据陕西省2020年环境统计数据，运用GIS中的相关核密度评估空间分析工具，研究陕西省工业源水污染排放空间分布格局。【结果】结果显示：(1)陕西省工业源水污染源排放主要集聚在关中平原地区，渭河水系沿岸1 km以内最为聚集，其工业污染源数量共94家，工业废水COD、工业NH₃-N排放量分别占全省的7.18%、6.67%。(2)陕西省内工业废水COD和工业NH₃-N排放量最高的产业集中在化学原料和化学制品制造业，酒、饮料和精制茶制造业，农副食品加工业，煤炭开采和洗选业等。(3)陕西省工业废水COD排放密度最高的区域主要位于渭南市；工业废水NH₃-N排放密度最高的区域主要位于宝鸡市、西安市及渭南市。【结论】结果表明：陕西省工业源废水污染物排放应重点关注关中地区的渭河流域，同时也需强抓化学原料和化学制品制造业、酒、饮料和精制茶制造业、农副食品加工业、煤炭开采和洗选业...     

宁夏黄河流域生态系统服务权衡协同及其与人类活动强度的关联性研究

【目的】为揭示宁夏黄河流域生态系统服务的权衡协同作用及其与人类活动之间的关系，【方法】结合1990—2020年的多源数据和多种模型，量化了生态系统服务及其相互作用的动态特征，分析了人类活动强度的时空特征及其与生态系统服务间的时空关联性。【结果】结果表明：1990—2020年，宁夏黄河流域的粮食供给服务持续增加，产水和固碳服务先减少后增加，土壤保持服务变化剧烈，整体有所增加；产水和土壤保持服务在空间上自南向北递减，粮食供给和固碳服务呈南北高、中部低的空间格局。粮食供给与产水、土壤保持服务之间是权衡关系，而产水与土壤保持服务之间、固碳与其它3种服务之间是协同关系。人类活动以低和较低强度为主，其与粮食供给、固碳服务一直呈空间正相关性，与产水服务前期呈正相关性并于2020年逆转为负相关性，与土壤保持服务呈一直增强的空间负相关性。【结论】研究结果增强了对生态系统服务与人类活动相互作用关系的认识，并且提出在宁夏黄河流域低活动-高服务、高活动-低服务集聚区要注意协调好人类活动与生态保护的关系。     

污水处理厂温室气体的产生、核算和减量研究进展

从产生影响因素、核算方法与低碳处理技术三个方面阐述污水处理厂直接和间接温室气体排放的研究进展。介绍近期国内外关于N₂O、CH₄和CO₂产生的研究成果，简述排放量核算的排放系数法、现场测定法、模型法和生命周期法研究现状及适用目标，重点阐述N₂O与CH₄排放因子的研究及尚待完善的内容。分析“截污降碳”新要求下运行参数优化需要考虑的新要素，介绍部分硝化/厌氧氨氧化、微藻技术等自养脱氮耦合进水能源“碳捕捉”的低碳处理技术。认为我国污水处理厂降低温室气体间接排放量还有很大提升空间，能源供给方式有必要调整，低碳处理技术辅以厌氧消化-热电联产等能源回收措施，是未来污水处理厂实现可持续发展的有效途径。     

暴雨洪涝灾情快速监测评估技术框架体系与应用：以2022年6月北江流域洪水灾情分析为例

【目的】暴雨洪涝灾情快速评估在洪灾应急救援和灾后恢复重建中发挥着重要作用,但仍面临诸多挑战。为快速监测和评估洪涝灾情,建立一套集成天空地网多源信息与多种技术的暴雨洪涝灾情快速监测评估技术框架体系,【方法】以2022年6月北江暴雨洪灾为例,综合利用雨量、河道水位、网络淹没图片和视频、卫星遥感影像、地面调研测绘和无人机低空航测等多源数据、水文模型和地理空间分析技术,通过实地调研测绘和无人机航测,结合遥感影像、水力学模型和地理空间分析技术,快速识别本次洪水淹没深度范围、分析淹没区内的受灾人口、房屋、农田等基本灾情,在洪水灾情分析的实战中检验集成天空地网多源信息的暴雨洪涝灾情快速监测评估技术。【结果】结果显示：清远市新增的淹没面积为478 km²,其中淹没农田307 km²(64%),淹没区内有74 119栋房屋和167 306人;韶关市新增的淹没面积为90 km²,其中淹没农田46 km²(51%),淹没区内有15 629栋房屋和78 037人。【结论】结果表明：无人机航测结合地面RTK高程和洪痕测绘,将...     

不同比例尺下单波束测深数据的插值方法精度分析

以某内河航道局部航段作为试验区域，对不同比例尺单波束测深数据采用空间插值方法进行格网化，同时与多波束测深系统的实测数据进行对比，统计插值方法精度特征指标。结果表明，不同比例尺水深源数据密度对空间插值方法影响显著，随着测量比例尺不断减小，空间插值方法的内插精度下降明显；对于比例尺大于1:500的水深数据源，克里金插值法、最小曲率法和线性插值三角网法3种插值方法的精度基本相当，反距离加权插值法不满足插值精度要求；综合考虑内插精度特征参数，在类似区域建议采用线性插值三角网法。     

六盘山西缘前庄地区水资源特征及开发利用建议

【目的】六盘山西缘前庄地区因其特殊的地理位置与构造属性有着较为独厚的水汽条件，为了科学地认识前庄地区水资源特征，推进该地区生态文明建设及经济发展，填补六盘山西缘水资源基础资料，对该区进行水化学特征研究。【方法】采集具有类型代表性的水资源样品，对其离子组分、离子组分空间变化特征、水化学类型及水质进行分析，结合旅游地质资源研究成果，给出其利用开发建议。【结果】结果显示：前庄地区水资源锶含量较高，属于富锶水，大部分指标符合《生活饮用水卫生标准》和《地表水环境质量标准》;水体资源整体阳离子浓度呈现Ca²⁺>Na⁺>Mg²⁺>K⁺关系，阴离子浓度表现为SO■>HCO^-₃>Cl^->CO■,反映水体为淡水；从空间分布来看，水体的离子质量浓度随着海拔从低到高呈现出增加趋势；水体水化学类型由HCO₃-Ca型水、混合型水和Cl-Ca型水组成。【结论】结果表明：前庄地区水资源总体水质较好，从旅游地质...     

于桥水库富营养化评价及空间分布特征研究

基于天津市于桥水库2000-2010年水质数据,结合卡尔森富营养化指数与3种GIS空间插值方法(反距离权重、径向基函数、普通克里金),评价水库富营养化状态并对其空间分布特征及成因进行分析。结果表明:①普通克里金插值方法下的指数半方差模型插值精度较高。②水库富营养化主要表现为氮污染超标,有机污染较轻,磷为限制因子,在降雨集中的汛期(7-9月)水质营养状态空间差异显著。③水库整体水质呈中营养-轻富营养状态,范围为45.87~54.58,水库北岸由于沿岸畜禽养殖污染已处于轻富营养状态,南岸由于农业产生的面源污染呈现向富营养化转变的趋势,反映了水库富营养化空间分布状况,为建立有效的水库环境保护措施提供了新思路。     

西咸新区潜水水质对生态环境的影响分析

研究了西咸新区(咸阳区域)黄土台塬地貌的地下水位、水质、矿化度等水文地质特征,分析其对地表生态环境环境的影响,并采用反距离加权插值(IDW)法对该地区水文地质资料进行了空间插值,得出了连续性序列。结果表明:该地区土壤适宜含水量基本上维持在地面以下2⁵ m之间,植物生长基本正常,无盐渍化或沙化;地下水水质都符合灌溉用水,黄土台塬西南部地下水符合国家生活饮用水卫生标准,北部地区矿化度较高。     

基于地形修正的降水空间插值方法及其应用

获取精准的降水空间分布信息对于水资源管理和洪涝灾害预报预警具有重要意义。地形变化对降水空间分布有显著影响,然而传统的降水空间插值方法难以考虑这种影响。基于黄土高原气象站1988～2017年长序列降水观测数据和高精度地形数据,建立了综合考虑站点与插值目标网格的位置、高程及坡向关系的降水空间插值方法(Angular Distance Aspect Gradient Weighting method, ADAGW),并在黄土高原地区进行应用。结果表明：相较于传统空间插值方法,ADAGW方法能够更有效地捕捉复杂地形下的降水空间分布。该方法在日尺度、月尺度、年尺度上的空间插值结果的决定性系数(R²)和均方根误差(RMSE)均优于传统降水空间插值方法;地形对于降水分布的影响与时间尺度有关,当时间尺度较长时,地形因素对降水分布的影响更为明显。该方法考虑了高程及坡向对降水空间分布的影响,有助于获取更精准的面雨量分布。     

大黄堡湿地缓冲区池塘浮游植物多样性及水质生态评价

【目的】为了解大黄堡湿地缓冲区池塘浮游植物群落结构及与环境因子的相关性,并对其生态环境进行评价,为大黄堡湿地池塘水环境保护、修复及合理运用提供参考,【方法】于2021-09-15至2021-10-15和2022-05-15至2022-08-30在缓冲区池塘,采集浮游植物样品和水样,鉴定浮游植物种类、测定水质理化指标,分析浮游植物丰度与环境因子间的相关性。【结果】结果显示：监测期间,共鉴定浮游植物7门116种(属),主要以绿藻门为主,占其总数的39.70%;浮游植物平均丰度为12.63×10⁸ ind./L,以蓝藻门为主,占总丰度的76.83%;常见优势种为颤藻(Oscillatoria sp.)、席藻(Phormidium sp.)、小球藻(Chlorella sp.)和蹄形藻(Krichneriella sp.)等;浮游植物群落多样性指数(H′)、均匀度指数(J)和丰富度指数(D)平均值分别为1.72、0.36、1.39,湿地池塘水体处于中污染水平。浮游植物优势种丰度变化与水体pH、氧化还原电位、总氮和悬浮物有显著相关性(P<0.05)。【结论】大黄堡湿地...     

青藏高原多尔索洞错水深反演与水量变化估算

利用由实测水深空间插值获得的水下地形数据估算湖泊水量及其变化往往存在较大误差。以Landsat系列影像数据及多尔索洞错12 m以下实测水深数据为基础,建立多波段组合模型进行水深模拟,结合多时相Landsat影像获取的多尔索洞错边界数据获取水深变化,估算1996～2016年多尔索洞错水量变化。实验结果表明：多因子反演模型的相关系数(R²)均在0.90以上,平均绝对误差低至0.48 m,相比空间插值方法能更精确地模拟多尔索洞错水深在12 m以下区域的水深分布情况;近20 a来多尔索洞错不断扩张,水位升高约0.40 m/a,水量增加约0.18 km³/a。     

1969—2019年四川省极端气温事件时空分布特征

【目的】全球气候变暖背景下极端气候事件频发，为诊断气候变化环境下四川省极端气温事件的动态演变特征，【方法】基于1969—2019年四川省33个国家地面气象观测站逐日最高和最低气温资料，利用线性倾向估计法、反距离加权法和Mann-Kendall突变检验法分析了四川省近50 a极端气温事件的时空变化特征，并探讨了海拔高度等因子对各极端气温指数的影响。【结果】结果显示：四川省极端气温事件存在明显的年际变化和空间分布特征，海拔高度为影响四川省极端气温指数的最主要影响因子。【结论】结果表明：(1)四川省极端暖事件显著增加，极端冷事件显著减少；极端气温指数中霜冻日数、冷日指数和冷夜指数均未检测到突变点，其余指数存在明显突变。(2)受复杂地形影响，四川省极端气温存在明显空间差异，位于低海拔地区的叙永为年内日最高气温值最大、高温日数出现最多的地区；高海拔地区的红原为年内日最低气温值最低的地区，色达为霜冻日数出现最多的地区，巴塘为暖日和暖夜日数最少的地区，若尔盖为冷日和冷夜日数最多的地区。(3)经度、海拔高度和平均气温均会影响极端气温指数，而海拔高度为极端气温指数的最主要影响因子，极端暖指数由低海拔区向...