新型脱氮微生物与水体脱氮新工艺研究进展

氨氮是河流等淡水资源有机污染的主要污染指标之一。生物脱氮具有低成本、高效、无二次污染和易操作等优点,极具发展前景。重点概述了水体净化系统中新型脱氮微生物的种类及研究进展,介绍了厌氧氨氧化、短程硝化-反硝化和分段进水生物脱氮等高效节能新工艺的工艺原理。     

SWAT模型对景观格局变化的敏感性分析——以丹江口库区老灌河流域为例

景观的空间配置与类型组成能够对流域的产流、产沙及非点源污染产生影响。在以往SWAT模型研究中,往往默认水文模型考虑了该影响。为分析SWAT模型对不同景观格局变化的敏感性,根据老灌河流域2000年土地利用在各子流域的组成,模拟研究区更为破碎、复杂的景观空间配置,通过设置多套试验参数,利用SWAT模型生成基于不同景观格局的模拟结果。结果表明,SWAT模型不能反映除坡度和面积变化之外的景观水平下各斑块之间因景观空间格局改变对流域产流、产沙以及非点源污染的影响;模型通过其他参数的调整,弥补了模型分析数据的不足,使实测数据与模型部分结果高度吻合。这表明,一个能够反映流域部分水文特征的SWAT模型,未必是对研究区真实情形的模拟,而是各个参数间平衡的结果。因此,在利用SWAT模型分析模拟景观变化时,不应默认模型能够模拟景观空间格局改变对流域水文过程的影响,同时研究者可以通过划分坡度带,提高模型对不同坡度土地利用的敏感性。     

水生态区划的研究综述

水生态区划是在不断满足水环境管理发展需求的基础上逐步发展起来的一种水体区划方法。系统介绍了水生态区划的发展过程,对其不同发展阶段的水文区划、水资源区划、水环境功能区划、水功能区划、生态水文区划、水生态区划各类型进行了比较分析。通过介绍国内外水生态区划研究,并根据目前水生态区划特点,对我国水生态区划的发展进行了展望。     

基于主成分回归的河南省地下水硝酸盐脆弱性评价

根据水文与地貌特征将河南省分为山区和平原区,选取富水程度、降水入渗、单位面积施肥量、蔬菜种植面积比例和土壤质地作为共性指标,坡度和地下水埋深作为个性指标,利用主成分回归分析确定指标权重,在ArcGIS 9.2的支持下对河南省地下水硝酸盐脆弱性进行评价. 结果表明,河南省地下水硝酸盐脆弱性程度以中低水平为主,中等脆弱性以下地区占总面积的68.4%,高脆弱性地区占19.8%,极高脆弱性地区占11.8%.影响河南省平原地区地下水脆弱性的主要因素依次为土壤质地、施肥水平和降水入渗,而影响山区地下水脆弱性的主要因素依次为施肥水平、土壤质地和坡度.研究结果为合理施肥和农业环境管理提供了理论依据.     

毛乌素沙地流动沙丘不同深度土壤渗漏特征

沙地的土壤深漏是沙地水分循环及水量平衡中的重要环节,对这一分量的准确测算,能够增进对沙地降雨的分配、转移及运输过程规律的认识。利用土壤深层水量渗漏测试记录仪(YWB-01),对毛乌素沙地典型的流动沙丘50、100 cm和200 cm的3个层次的土壤渗漏水量进行定点实时监测,定量分析降雨条件下沙地土壤渗漏特征,得出以下结论:(1)在降雨条件下,2016年4—6月3个沙层的渗漏过程都不明显,从7月开始,渗漏过程与降雨过程的一致性随沙层的增加而逐渐减弱;(2)随沙层深度的增加,累计渗漏天数以及连续渗漏天数在增加,累计渗漏水量、最大日渗漏水量逐渐减小,渗漏水量的波动也逐渐减小;渗漏水量10 mm的天数和渗漏水量所占的比例明显减少;(3)对降雨量和各沙层渗漏水量日、周、半月、月累积量之间进行相关分析和线性拟合后发现,越往深处渗漏水量对降雨的响应越弱,月渗漏水量与月降雨量的关系更密切。     

冲积平原区高程因子对土壤剖面质地构型的影响--以封丘县为例

河流冲积平原区土壤剖面质地构型对土壤水肥保持、供给能力以及水盐运动产生极为重要的影响。区域土壤的六大成土因素中,地形的影响最为突出。分析土壤剖面质地构型的地形影响,对于指导农业生产具有重要的理论与现实意义。本研究应用模糊c-均值算法模型,基于土壤剖面特征质地层厚度数据,得到研究区9种土壤剖面质地构型。对比分析典型区和研究区土壤剖面质地构型的地形影响结果表明：隶属于土壤剖面质地构型砂-砂-砂的隶属度值与高程之间始终存在正相关,说明地形较高部位发育的土壤质地偏砂的规律性始终存在,而从典型区到研究区,其它土壤剖面质地构型、0-60cm土层质地类型、以及表土层、心土层和底土层质地类型受地形影响的规律性减弱。地形较低部位发育的土壤剖面质地构型相对复杂,而地形较高处,发育的土壤剖面质地构型相对简单。土壤剖面质地构型复杂的地区可能更多地受到人为因素的干扰,从而表现出受地形影响的规律性不明显。     

基于K-均值算法模型的区域土壤数值化分类及预测制图

根据封丘县土壤发生学特点遴选质地、有机质、土壤颜色、pH值、电导率和土壤发生层厚度等作为土壤属性向量,运用k-均值算法模型,对研究区40个土壤剖面样本实施数值化分类,并依据《中国土壤系统分类检索》确定算法模型输出的5个中心土壤剖面的系统分类归属。基于40个样本土壤剖面剖面与各中心剖面类型之间的分类距离,应用地统计学手段预测研究区空间任意位置的土壤与各中心剖面分类距离,完成研究区土壤数值化连续分类并在空间上实现可视化表达。在此基础上,运用去模糊化手段,“硬化”连续分类边界,获得可与传统土壤制图互为参比的研究区土壤预测制图,并对输出结果进行了土壤发生学解释。本研究表明,土壤数值化分类手段与地统计学随机模型相结合可以实现区域土壤的空间预测,且预测制图比传统土壤制图蕴含更加丰富的信息。     

区域地表水体、归一化植被指数与热环境多样性格局的关联分析

以河南省省会郑州市为研究区域,在2 km×2 km网格尺度下将多样性理论与方法应用于区域地表水体、归一化植被指数(NDVI)和地表温度(LST)分布的离散性评价,将NDVI和LST各分为4个等级,计算了其空间分布多样性指数,并探索了它们之间的内在联系.结果表明:将多样性理论与研究方法应用于区域热环境的空间分布离散性评价具有可操作性和实际研究意义;地表水体分布与最低温区分布具有较高的区位重叠性,高的植被覆盖度往往伴随低的地表温度;1988-2009年,郑州市地表水体分布离散性呈明显降低趋势;地表水体分布离散性与区域内各温度区分布离散性存在紧密联系;NDVI分级分布离散性与各温度区分布离散性之间关系复杂,需引入其他环境影响因素参与评价.     

基于GIS的农田土壤肥力评价及其与土体构型的关系

以河南省延津县中低产田为例,选取土壤有机质、全氮、全磷、全钾、速效氮、速效磷、速效钾、pH和阳离子交换量（CEC）等指标作为评价因子,利用ArcGIS 9.2软件和模糊数学方法对土壤肥力进行了综合评价,根据评价结果,分析不同土体构型土壤肥力状况差异.结果表明：该区土壤呈偏碱性状态,全氮、全磷、速效氮、CEC、有机质、速效钾含量偏低,速效磷、全钾含量中等,土壤肥力综合指数为0.14～0.63,整体水平偏低.除速效磷和全钾外,其他土壤肥力指标在不同土体构型间均表现出显著差异,土壤肥力与土体构型关系密切,上壤下粘型土壤的肥力等级相对较高,上壤下砂型次之,通体砂型最低.根据各指标在剖面上的分布状况判断,该区土体结构不良,保水保肥能力差,可针对此特征进行土壤改良.     

基于环境卫星数据的黄河湿地植被生物量反演研究

回归模型拟合植被指数与生物量的定量关系是植被生物量反演的重要研究方法之一.研究在此基础上,基于环境卫星遥感数据和同步野外实地采样数据,以郑州黄河湿地自然保护区为试验区,比较MLRM(多元线性回归模型)与SCRM(一元曲线回归模型)反演植被生物量的能力,并估算研究区植被生物量,生成研究区生物量分布图.结果表明,文中所建立的MLRM在研究区具有较好的反演精度和预测能力.其模型显著性检验为极显著,相关系数为0.9791,模型拟合精度达到29.8 g/m2,其模型预测结果系统误差为49.9g/m2,均方根误差为67.2 g/m2,预测决定系数为0.8742,比传统的一元回归模型具有更高的精度和可靠性.估算研究区域2010年8月湿生植被生物量约为6.849199 t/hm2,相对误差为4.73％.