基于系统动力学的辽宁省水环境承载力模拟与预测

应用系统动力学方法建立了水环境承载力模型,并结合层次分析法和向量模法,模拟了辽宁省水环境系统的动态变化,预测了2000-2050年辽宁省水环境在不同发展方案下的承载能力.结果表明：若保持现行发展方案不变,2000-2050年,辽宁省水环境承载力将呈逐年下降趋势;仅增加水资源供给、不进行科学合理的水环境保护与治理,将无法提高该区域水环境承载能力;只有将开源、节流、治污、减排等多种手段相结合,才能有效提高辽宁省水环境承载能力,促进该地区经济、社会和环境的协调发展.     

山西省农业生态经济系统能值分析

采用能值分析方法对2005年山西省农业生态经济系统的投入产出状况、运行效率和环境负荷进行了系统分析.结果表明：2005年,山西省农业生态系统仍处于主要依赖人力有机能和环境资源的传统农业阶段;研究区系统能值投资率（EIR）为1.07,能值产出率（EYR）为0.99,环境负载率（ELR）为6.55;在农业结构调整方面,畜牧业取得了长足发展,而小杂粮、蔬菜和干鲜果的能值产出仍较小,远未成为优势产业;研究区农业生态系统整体的回报效率较低,承受的压力较大.山西省今后应继续转移农业剩余劳动力、控制人口增长,同时加大农业科技辅助能值投入、提高环境资源的利用效率,使系统能值的投入产出向高水平发展.     

长期种植蔬菜后土壤中氮、磷有效养分和重金属含量变化

利用区域采样调查的方法,研究了长沙市郊3类不同种植年限菜地土壤有效态氮、磷和重金属的累积差异,并对其累积风险和可能来源作了初步分析.结果表明:随着种植年限的增加,长沙市郊菜地土壤硝态氮(NO3--N)、有效磷(Olsen-P)和重金属累积量均显著增加,蔬菜种植1～2年(宁乡县)、10～15年(长沙县)和30年(开福区)后土壤NO3 - -N平均含量分别达21.1、42.0和49.5 mg·kg-1;Olsen-P平均含量分别达31.9、146.9和219.9 mg·kg-1;重金属以Cd累积最明显,平均含量分别达0.33、0.52和1.40 mg·kg-1.重金属按累积指数排序为:Cd＞＞Cu＞Pb＞Ni＞Zn.主成分分析和聚类分析表明,速效钾、pH、有机质、铵态氮等主要由自然因素决定,而Olsen-P和NO3-N等与重金属具有相似的累积特征,主要受人为施肥影响.长沙市郊菜地土壤环境和健康质量不容乐观,种植年限越长,氮、磷和重金属累积量越高,菜地土壤重金属与氮、磷来源相似,可能与菜地长期施肥活动有关.     

长白山阔叶红松林径级结构动态模拟和优化经营

以原始阔叶红松林为研究对象,采用密度依赖矩阵模型,模拟了自然生长预案下林分径级结构的动态变化,分析了一种择伐预案对林分径级结构的影响,计算了7种不同择伐强度下森林的恢复期。结果表明:原始阔叶红松林比较稳定,但也有比较缓慢的自然生长,林分株数密度呈下降趋势,符合森林的自然稀疏规律,随着时间的推移,各径阶株数的变化速度逐渐减弱,趋于稳定,验证了演替顶极理论。以生长量、收获量、保留林分结构和采伐费用为森林经营效果的评价指标,则20%的采伐强度、35年采伐周期和25%的采伐强度、45年的采伐周期的2种方案较优。     

蒲河流域河流生境质量综合评价及其与水质响应关系

河流生境是河流生物赖以生存的环境,是维持河流生态完整性、维护河流健康的重要因素。本文结合蒲河流域环境特点,运用层次分析法建立了蒲河流域河流生境质量评价体系,对流域内25个河段的生境质量状况进行了综合评价,并进一步分析了河流生境综合评价指数与河流水质的相关关系。结果表明:(1)蒲河流域25个河段的生境质量状况差异显著,其中1个河段的生境质量等级为好,5个河段为较好等级,16个河段为一般等级,3个河段为较差等级。(2)生境综合评价指数与TP、NH4+-N、CODCr呈负相关,生境质量评价体系中其他指标也与水质指标具有相关性,表明生境质量是影响水质的重要因素。     

长期施肥下红壤性水稻土有机碳储量变化特

研究了1982—2012年长期不同施肥下红壤性水稻土土壤有机碳含量变化、固碳趋势及外源碳输入对土壤固碳的贡献.结果表明： 施肥能提高土壤有机碳含量,连续30年不同施肥后,各施肥处理土壤有机碳含量趋于稳定,有机无机配施的土壤有机碳含量为21.02～21.24 g·kg^-1,增加速率为0.41～0.59 g·kg^-1·a^-1,单施化肥的土壤有机碳含量为15.48 g·kg^-1.各有机无机肥配施处理土壤的平均有机碳储量为43.61～48.43 t C·hm^-2,历年平均土壤有机碳储量显著大于单施化肥处理.土壤固碳速率与年均投入碳量呈显著指数正相关.本试验条件下,每年需要增加外源有机碳为0.12 t C·hm^-2才能维持土壤有机碳的平衡.     

稻瘟病抗病基因Pia的抗性分析及精细定位

稻瘟病是水稻最主要的病害之一.持久抗性品种可以通过聚合不同类型的抗病基因而获得.利用中国10个地区的稻瘟病群体对日本鉴别品种(爱知旭)所持的抗病基因Pia进行了抗谱分析.该基因除了在江苏群体中表现为强效抗性之外,在其他群体中均表现为弱效抗性.利用爱知旭/Kasalath的F2作图群体,通过重组体筛选、精细定位以及共分离...     

桂西北喀斯特区原生林与次生林凋落叶降解和养分释放

凋落叶降解及养分释放研究对喀斯特生态脆弱区森林生态系统的恢复与重建具有重要指导意义。本文选取桂西北喀斯特区3种原生林与3种次生林进行比较,研究其凋落叶降解与降解过程中的营养元素释放规律以及降解速率的影响因子。结果表明,原生林凋落叶的降解速率略大于次生林。C、N、K元素在前180天释放速率较快,随后趋于稳定。次生林凋落叶总P含量在降解初始阶段呈净积累,随后净释放,而原生林的凋落叶在降解360天后仍呈现P素净积累。相关分析表明,凋落叶降解速率与凋落叶初始总N、木质素含量及木质素:N比值呈负相关,与C:N比呈正相关。综合比较发现,次生林圆叶乌桕(Sapium rotundifolium Hemsl)凋落叶的降解速率与养分释放速率较快,是喀斯特退化土地及植被恢复过程中潜在的优势种和建群种。     

植被过滤带对悬浮固体净化效果的模拟

数学模型是进行植被过滤带(VFS)设计的重要工具.本研究通过分析植被过滤带对径流中悬浮固体的净化机理,采用植被过滤带田间尺度机理模型VFSMOD和修正的土壤侵蚀模型MUSLE耦合,对植被过滤带的悬浮固体净化效果进行模拟,并利用野外小区试验数据对该耦合模型进行了验证.结果表明,植被过滤带出流悬浮固体浓度模拟值与实测值的偏差多在±20％以内,其模拟值与实测值的判定系数R2为0.98,该模型具有较高的精度,且优于VFSMOD模型,可用于我国植被过滤带的规划设计.     

典型小流域农田土壤Cd形态分布及纳米羟基磷灰石阻控效果

沿浏阳铁山河流域采集6个土壤样品(S1～S6),分析其Cd含量及形态空间差异特征,并结合室内淹水模拟实验,研究淹水条件下纳米羟基磷灰石添加量对不同样品Cd有效性与形态转化的影响。结果表明,从流域上游到下游,土壤总镉含量分别为1.14、1.37、1.98、7.44、7.45、6. 99 mg·kg~(-1),有效态Cd所占百分比依次为51.75%、40.15%、39.39%、16.40%、28.86%、29.76%,总量与有效态Cd的空间差异均非常明显,而有效态Cd所占百分比与土壤p H呈显著负相关。淹水可降低土壤Cd的有效性,且随着淹水时间延长,土壤有效态Cd逐渐向残渣态转化。添加纳米羟基磷灰石可明显降低土壤有效Cd含量,且随着添加量增加,阻控效果越好。当添加量为5%时,阻控效果最佳;与对照相比,S1～S6有效Cd含量分别降低了77.97%、83.64%、82.05%、77.87%、74.88%、73.56%。研究结果可为矿区小流域农业安全生产的分区管理和重金属污染治理提供数据支持与科学参考。