基于暴雨径流管理模型(SWMM)的海绵城市低影响开发措施控制效果模拟

为解决城市化过程中遇到的水生态、水安全和水环境问题,以低影响开发(LID)为核心理念,我国提出了海绵城市这一新型城市雨洪管理概念.本研究利用芝加哥雨型和沈阳暴雨强度公式构建了不同重现期的降雨过程线,然后利用暴雨径流管理模型(SWMM)模拟分析了城市化前、城市化后和LID措施后3种情景方案的水文水质过程.结果表明: 随着降雨重现期的增大,LID措施减少的径流量逐渐增大,研究区径流量基本达到城市化前的水平.LID措施对总悬浮颗粒物(TSS)、化学需氧量(COD)的去除量较大,但TSS和COD排放量仍然远远高于城市化前,总氮(TN)和总磷(TP)的污染物排放量接近于城市化前的自然状态.随着雨强的增大,径流流速增大,LID措施消减的TSS、TP和COD量逐渐减小.     

大庆市6种绿化树种对SO2、NO2的消减及滞尘效应

城市森林在吸收、滞留大气污染物,改善城市生态环境方面具有重要意义。以大庆市6种常见绿化树种为研究对象,采用水洗-滤膜法和熏气试验探究不同树种对总悬浮颗粒物(TSP)、大颗粒物(PM_>10)、粗颗粒物(PM_3—10)和细颗粒物(PM_1—3)的滞留规律以及对大气中SO₂、NO₂的消减效果。研究结果表明：(1)不同树种的滞尘能力差异显著(P<0.05),对TSP的滞留量从大到小依次为：油松(3.82±0.40)g/m²>红瑞木(1.45±0.12)g/m²>紫丁香(1.22±0.17)g/m²>梣叶槭(1.21±0.13)g/m²>大叶杨(0.93±0.17)g/m²>旱柳(0.54±0.14)g/m²;(2)树种间对不同颗粒物的滞留量具有显著差异(P<0.05),供试树种对不同粒径颗粒物滞留的质量占比表现...     

抑制性消减杂交技术的应用

基因的差异表达是调控各种生命活动的核心分子机制,而分离、克隆并进一步研究差异表达基因已成为现代分子生物学研究的热点,也是功能基因组学研究的重要内容.在研究差异表达基因的诸多项技术中,抑制性消减杂交(SSH)技术具有特异性强、假阳性率低、灵敏度高和快速简便等优点,被广泛地应用于生命科学和医学领域的基因差异表达的研究中.近年来,抑制性消减杂交(SSH)技术得到了相应的改进和完善,而在许多研究领域,该技术在广度和深度上都有了一些新进展.主要就抑制性消减杂交技术的产生背景、原理、技术流程、特点及其最新应用研究进展等方面作简要综述.     

迁安三里河滨水缓冲带雨水径流及污染物消减效果与设计优化

滨水缓冲带在入河雨水径流消减及水质净化方面起着关键作用。以迁安三里河滨水缓冲带为研究对象,利用SCS-CN模型、地表径流人工模拟以及水体样品实地采集等方法,揭示了缓冲带的雨水径流消减及水质净化效果,并分析了地表特征对其的影响。研究结果:(1)对雨水径流的消减率可超过80%。前期土壤含水量越低、坡长越长、坡度越小,消减量越大。灌木比草坪、花卉、铺装的消减量大。(2)植被带对TP、TN、NH_3-N、COD和SS的消减率可分别达到85.35%、13.41%、68.32%、87.76%和98.5%。径流时长为60 min比30 min的水质净化效果好。草坪、花卉、高草、灌木对污染物的消减率高,砾石的消减率低。坡度从10°降低到5°,消减率可提升50%以上。坡长的增加对净化作用增加不显著。     

三峡库区面源污染研究进展

为掌握三峡库区面源污染研究动态并明确研究中存在的问题, 基于1990-2018年三峡库区面源污染的相关研究成果, 检索、分类并统计分析了已发表论文数量变化趋势和高频被引论文内容, 从机理、影响因素、负荷与模型模拟、防治四个方面论述了库区面源污染的研究进展, 以便更好地进行区域生态系统管理。面源污染机理研究主要集中在降雨径流、土壤侵蚀、不同土地利用类型、不同管理措施下泥沙、N、P等污染物流失特征, 多关注单一过程及单一尺度, 严重破碎化土地利用格局背景下的面源污染发生过程、扩散格局及其转化机制有待进一步研究。影响因素多讨论土地利用, 景观格局变化对面源污染的影响机制仍不明晰。负荷模拟研究主要是建立经验模型和探讨国外模型在库区的适用性, 原始开发少。面源污染防治措施多集中于工程及单一技术措施, 最佳管理措施(BMPs)的研究较少, 缺乏生态系统、景观及流域尺度面源污染综合防控技术。提出三峡库区面源污染研究需在以下方面有所加强: (1)不同尺度和格局下N、P、泥沙等耦合作用下的运移、转化机理及其不同污染物在不同陆面斑块界面之间转化机制; (2)景观过程与面源污染动态关系; (3)借鉴国外模型理念, 研发适合我国区域地理特征的面源污染机理预测模型; (4)建设标准化面源污染监测系统; (5)统筹“山水林田湖草”系统治理, 研发面源污染综合防控技术体系。     

城市非点源污染研究进展

城市非点源污染是伴随城市化而出现的新问题,其主要来源于城市中的工业排放、化石燃料燃烧、汽车尾气和土壤侵蚀等,通过暴雨径流的冲刷作用汇入城市水体,从而严重危害着城市水体水质和生态系统的安全.本文阐述了城市非点源污染的概念、形成过程及其影响因素;评述了城市暴雨径流的主要研究方法,即事件平均浓度(EMC)和初期冲刷(FF);介绍了国内外常用的SWMM和HSPF两种城市非点源污染模型的研究进展;总结了最佳管理措施(BMPs)和低影响发展(LID)在城市非点源污染控制中的应用;最后根据目前研究的不足,提出了未来研究要在加强污染物机理研究的基础上,进一步完善城市非点源模型,而中国要研究适合本国的城市非点源污染控制措施和将城市非点源污染治理与城市规划、景观设计相结合.     

绿地土壤入渗及其对城市生态安全的重要性

土壤入渗是水分通过地表进入土体形成土壤水的过程,是评价土壤水分调节能力最重要的指标之一。本文介绍了土壤入渗理论、测定方法及影响因子;探讨了绿地土壤入渗对城市雨洪消减、地下水补给、污染物净化和植物生长的重要作用;分析了中国城市绿地土壤入渗的现状和主要影响因素。针对绿地土壤入渗的重要作用而中国普遍对其认识不足的现象,提出了绿地土壤入渗研究和应用的四点建议:(1)尽早将土壤入渗作为中国城市绿地土壤质量评价的技术指标,完善绿地土壤质量评价体系;(2)加强绿地土壤入渗的基础研究;(3)加大绿地土壤入渗改良技术的应用研究,研发适宜中国应用的绿地入渗改良集成技术;(4)改变传统的绿化工程土壤建设和养护模式。     

筛选差异表达基因和蛋白质的方法进展

分离和鉴定差异表达基因和蛋白质不仅有助于发现基因和蛋白质的功能,更有助于揭示某些疾病的发生机理.目前筛选差异表达基因的方法主要有差异显示PCR方法(differential display RT-PCR,DDRT-PCR)、消减杂交法(subtractive hybridization,SH)、基因芯片技术(DNA chip technique)和基因表达的系统分析(serial analysis of gene expression,SAGE)等,其中消减杂交法中又先后建立了代表性差异分析技术(representational difference analysis,RDA)、抑制消减杂交法(suppression subtractive hybridization,SSH)和获得全长基因的消减杂交法(full-length-gene-obtainable subtractive hybridization).筛选差异表达蛋白质的方法主要有双向电泳技术(two-dimentional gel electrophoresis)和噬菌体全套抗体库技术(phage display antibody repertoire library technique).这些方法各有特点,各有利弊,研究者可根据自己的需要选择适合于自己的方法.     

肌病小鼠卵巢正位移植技术

卵巢移植,国外已经做了很多工作。在移植技术方面积累了不少经验。出于不同的目的,卵巢组织可以正位移植,也可以异位移植于脑、眼前房、脾脏和皮下组织等部位。卵巢移植技术的建立,不仅在研究内分泌功能方面,而且在分析组织适合性的遗传学方面亦提供很大的方便。据报导已应用于下述研究工作:(1)研     

抑制性消减杂交技术在禽类差异表达相关基因筛选中的应用进展

抑制性消减杂交技术(suppression subtractive hybridization,SSH)是目前被广泛用于寻找差异表达基因方面的一种技术,因其具有假阳性率低、灵敏度高、重复性好、特异性强等特点而被大多数研究者所采用。该技术的优势在于可以在转录水平对不同环境、不同生理条件下的组织或细胞进行基因差异表达方面的研究。随着近年来分子生物学的不断发展,对差异表达基因的筛选及克隆已逐渐成为研究的热点。本文主要对抑制性消减杂交技术在鹅、鸭和鸡这三种常见禽类的生产性能、抗病机理以及品种差异等方面研究中的应用进行综述,从而为采用抑制性消减杂交技术研究生命活动的分子作用机制提供更多的参考。     

基于韧性理念的中国城市雨洪管理研究热点与趋势

在中国洪涝灾害频发的背景下,海绵城市等雨洪管理实践有助于灾害的缓解,提高城市应对雨洪的“韧性”。韧性城市作为应对灾害风险的城市规划理念,已被应用于一些国家的雨洪风险管理中。本文基于韧性理念,运用科学计量分析工具CiteSpace梳理中国雨洪研究现状,从生态、工程、社会雨洪韧性3方面分析了雨洪管理热点与相关技术,发现在跨领域的雨洪系统管理、区域到街区间不同空间尺度用地调蓄管理方面存在不足,提出未来应构建以“生态-工程-社会”为核心,涵盖“区域-城市-街区”尺度,多技术集成为支撑的自适应韧性雨洪管理体系。     

The past,present, and future trends of biosorption

The discovery and further development of biosorption phenomena provide a basis for a whole new technology aimed at the removal of various pollutants or the recovery of valuable resources from aqueous systems. Today, biosorption is one of the main components of environmental and bioresource technology. Since the status of scientific development of a technology can be reflected through analyses of the literatures pertaining to it, in this review, we qualitatively examine almost all aspects of biosorption research. A range of subjects are covered, including the initial history, raw materials, mechanisms, instrumental tools, process factors, modification and immobilization methods, recovery and regeneration, continuous processes, commercial application, and modeling studies of biosorption. Finally, we summarized the important considerations of the current research on biosorption, as well as the suggestions for its future directions. We believe that this review will prove to be useful for scientists and engineers in the performance of their research into biosorption.     

流域风化层雨洪调蓄生态机理

风化层是陆地表面经各种风化作用而形成的疏松堆积层,是雨洪调蓄的天然场所,对流域水资源管理有着重要意义。从复杂开放系统论的观点出发,结合近年来国内外对风化层雨洪调蓄特征的研究,分析了风化层在流域雨洪调蓄中的生态机理。主要研究了风化层的概念、风化层雨洪调蓄的组成与时空结构;解释了风化层集水、蓄水、净水、养水、供水功能等方面的雨洪调蓄功能;分析了风化层与地形地貌、生境、地质、土壤、大气、能量以及人类活动等流域环境要素的生态关系。研究表明:(1)流域风化层具有重要的雨洪调蓄特征,是由其特有的物质组成与时空结构特征决定的,正常发挥风化层的雨洪调蓄功能,流域中的水为健康的"活水",不同流域风化层的物质组成和结构的时空变化极大,其雨洪调蓄功能的发挥机制也极其复杂,采用常规定量研究方法几乎不可能掌握其机理,应采用复杂开放系统理论和方法开展研究;(2)风化层是流域系统的一个子系统,与其它流域环境要素之间是相互联系和相互作用的,过去我们通常采用的"排水范式"解决局部问题以期改善整个流域系统问题的治理思路是行不通的,已不适应今后的风化层雨洪调蓄生态学研究,还极可能衍生新的系统问题;(3)将流域视为一个复杂开放系统,国外流域生态学家提出了生态结构(Ecostructures)的概念,强调流域系统自身生态能力的发挥,将土壤-植被-大气连续体(SVA)研究扩展到风化层-生境-能量连续体(RHE)的生态耦合研究。因此建议,采取"边学边做"(Learning by Doing)的流域适应性管理,应当是今后流域风化层雨洪调蓄管理的重要方向。     

洪灾后的反思：湿地管理和洪水灾害的生态关系浅析

湿地是水陆相互作用形成的独特生态系统类型,广泛分布于世界各地,是自然界最富生物多样性的生态景观和人类最重要的生存环境之一。在世界自然保护联盟（ＩＵＣＮ）、联合国环境规划署（ＵＮＥＰ）、世界自然基金会（ＷＷＦ）编制的世界自然保护大纲中,湿地与森林、海洋...     

The role of pollutant accumulation in determining the use of stormwater ponds by amphibians

Urbanization often results in the creation of habitats such as stormwater management ponds. Although stormwater ponds are designed to retain runoff and associated pollutants, they are frequently colonized by wildlife including pond-breeding amphibians. Understanding of the ecological function of these created habitats is limited. This study investigated the role of pollutants in shaping use of stormwater ponds by amphibians. A survey of 68 stormwater ponds in Baltimore County, Maryland, and statistical modeling found wood frogs (Rana [= Lithobates] sylvatica) were more likely to breed in ponds with longer hydroperiods and Cl^? concentrations below approximately 250 mg/L. American toad (Bufo [= Anaxyrus] americanus) use of ponds was primarily influenced by hydroperiod; toads were more likely to use longer hydroperiod ponds. To confirm use was a result of toxicity and differential sensitivity among species, wood frog and American toad embryos and larvae were exposed to sediment from six stormwater ponds spanning the range of pollutant conditions documented in the field. Survival of wood frogs through metamorphosis was related to metal and salt levels of pond sediments, but survival of American toads was not. In agreement with the field study, no wood frog larvae survived to metamorphosis when Cl^? levels were above 260 mg/L. The results suggest that pollutants that accumulate in stormwater ponds, specifically road deicing salts, are acting as local filters capable of creating unique assemblages of anuran larvae in urban areas.     

Nitrogen removal in constructed wetland systems

Since the mid 1990s, constructed wetlands have been increasingly used as a low‐energy ‘green’ technique, in the treatment of wastewater and stormwater, driven by the rising cost of fossil fuels and increasing concern about climate change. Among various applications of these wetlands, a significant area is the removal of nitrogenous pollutants to protect the water environment and to enable effective reclamation and reuse of the wastewater. This paper provides a review of the current state of nitrogen removal technology, focusing on existing types of wetlands, the mechanisms of nitrogen removal, major environmental factors relative to nitrogen removal, and the operation and management of the wetlands.     

全球基因编辑作物监管趋势研究

欧美国家作为作物基因编辑技术的发源地,逐步建立和完善了从基础研究到技术开发服务再到育种应用等完整的产业技术链布局,形成了配套的风险管理体系。全面总结了全球作物基因编辑监管的最新进展和趋势,提出中国完善基因编辑技术监管框架的对策建议,以期尽快缩小基因编辑技术进步与监管政策体系的差距。     

中国野生动物红外相机监测与研究: 现状及未来

智能传感器、人工智能、信息技术等现代科学技术的创新应用极大地提升了人类在全球生物多样性保护和恢复方面的潜力。结合国内外相关研究案例, 本文的主要内容包括: (1)对过去30年间(1991-2021年)中国野生动物红外相机监测研究相关文献资料进行总结分析; (2)结合国内2011年以来的典型案例, 对技术方法、物种发现与编目、形态与行为研究、生态学研究和保护管理等主题领域的进展进行总结分析; (3)结合国外近期的典型案例, 对红外相机监测与研究的重点领域进行评估分析; (4)对中国野生动物红外相机监测研究的未来发展提出相关建议。通过回顾, 本文旨在明晰国内外红外相机技术在野生动物监测研究中的创新应用和发展趋势, 为中国在该领域的未来发展提供参考依据, 以便更好地服务于中国生物多样性监测与研究网络建设和以国家公园为主体的自然保护地体系建设, 为推进国家生态文明建设、保障生态安全和生物安全提供决策支持和科学依据。     

The Plant‐Covered Retention Soil Filter (RSF): The Mechanical and Biological Combined Sewer Overflow (CSO) Treatment Plant

Massive improvements of municipal wastewater treatment during the last 20 years have significantly reduced the pollution load on our bodies of water. At the same time, pollution load resulting from combined sewer overflows (CSO) has increased, which has made appropriate countermeasures necessary. Up to now, this has been achieved by introducing combined wastewater basins in accordance with the German ATV standard A 128 which deals with the design and construction of this type of installation. However, the effect of these installations is limited, according to their specific size, and especially the reduction of nutrient compounds is not sufficient, as these installations may include sedimentation as a first treatment process which does not affect the soluble substances at all. The only technology that is capable of reducing settable compounds as well as soluble compounds is a plant‐covered retention soil filter (RSF). The first retention soil filters were built in Germany about 10 years ago at a few sites to treat stormwater overflows from combined sewer systems (CSO) in order to meet advanced standards. This paper introduces the technology of RSFs for the treatment of combined water and deals with design, operation principles, some current suggestions for the construction site, and for the first time, the results of a long period of operation on the basis of long‐term investigations at RSF Fulda, which is the second oldest RSF in Germany (1994). Even so, in Germany RSFs are used for the treatment of stormwater.     

生物滞留系统径流与水质调控效应研究进展

生物滞留系统作为应用最广泛的现代雨洪管理措施之一,能够有效减少地表径流量和峰值流量、延迟产流时间并改善径流水质。本文从生物滞留系统结构与分类、径流调控与水质净化机理和效益、径流调控与水质净化模拟模型、径流调控与水质净化效益影响因素等多个方面综述了国内外研究进展,并从生物滞留系统设计参数优化、基质和植物配置优化、植物和微生物作用机理、气候变化响应、流域/区域尺度径流与水质调控效应、特定和新型污染物净化机理、清理维护方法、全生命周期评价等方面提出了未来研究趋势和重点,以期为生物滞留系统径流与水质调控效应研究及生物滞留系统设计、建设和维护等提供理论和方法参考。