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.     

基于暴雨径流管理模型的海绵城市景观格局优化模拟

随着我国城镇化进程加快,城市不透水面积急剧增加,城市内涝问题日益严重.为此我国基于低影响开发理念提出了海绵城市概念.本研究以辽宁省沈抚新城中心城区作为研究区域,利用暴雨强度公式构建不同重现期的降雨过程,基于海绵城市理念对研究区进行景观格局优化,并运用暴雨径流管理模型模拟预规划方案和景观格局优化方案两种情景下的地表径流和雨水调控能力的差异,分析景观格局优化方案对城市地表径流和雨水调控能力的影响.结果表明: 随着降雨重现期的增大,研究区内径流总量和径流系数呈上升趋势;在相同降雨重现期下,景观格局优化方案的径流系数明显降低,径流总量的削减量逐渐增加,1年一遇、3年一遇、5年一遇和50年一遇重现期下的削减量分别为2.94、3.58、3.72、4.19 mm;相对应的削减率逐渐降低,分别为23.9%、16.4%、14.3%、9.3%;优化后的方案可满足降雨重现期p=1时设计降雨量20.8 mm、p=3时雨水管网不超载且p=50时河道不溢流的要求.     

竹笋基夜蛾的求偶及交配行为

在光周期14 L:10 D、温度(25±1)℃、相对湿度(60±10)％的室内条件下,研究了竹笋基夜蛾的求偶、交配行为,以及雄蛾对雌蛾腺体提取物的EAG反应.结果表明:竹笋基夜蛾求偶及交配行为仅发生在暗期.雌蛾羽化当天便可求偶,第2日雌蛾求偶率达最高;雌蛾进入暗期0～4h后开始求偶,5～7h求偶率达最高,暗期结束前1～2.5h终止;求偶的起始时间随着日龄的增加逐渐提前,1～4日龄雌蛾求偶的次数及持续时间随着日龄的增加而上升,5日龄则下降;雌蛾求偶高峰及停止求偶的时间随日龄的增加逐渐提前.成虫羽化当日便可交配,第2日达到交配高峰,5日后停止交配;雌蛾进入暗期5.5～7.0 h达到交配高峰,交配高峰出现的时间随日龄的增加而提前;随日龄的增加,交配起始时间逐渐提前,而交配持续时间逐渐缩短;增大雌雄比,竹笋基夜蛾交配起始时间提前,交配持续时间缩短,交配率显著提高.竹笋基夜蛾雄虫对2日龄处于求偶期雌虫的性腺体粗提物有显著的EAG反应.     

基于组合绿色生态措施的北方城市雨雪径流削减模拟

以北方城市雨雪径流削减控制为研究目标,通过构建SWMM雨雪径流模型对北方城市夏季降雨径流量和春季融雪径流量进行模拟.同时根据研究区气候特点和实际情况制定了符合研究区低影响开发(LID)绿色生态措施方案,通过加入简单式绿化屋顶、雨雪收集双用装置和下凹式绿地3种控制措施,模拟了组合绿色生态措施对研究区夏季降雨和春季融雪径流的削减以及对排水管网压力的缓解效果.结果表明:2016年5月24日、6月10日和7月18日3场实测降雨模拟的最大径流量分别为2.7、6.2和7.4 m^3·s^-1,1、2、5、10年4种不同重现期降雨条件下的峰值流量分别为2.39、3.91、6.24和7.85 m^3·s^-1;在融雪期,峰值流量出现在3月初.LID措施在雨季对削减峰值流量、延迟峰值时间和缓解排水压力具有很好的控制效果,削减率最高可达70%左右,而且通过加入雪收集装置,对春季融雪径流也有一定的控制效果.     

基于SWMM模型的城市排水区域降雨及地表产流特征

以上海市中心城区典型排水区域为研究对象,基于SWMM模型连续模拟2009—2011年降雨径流,分析区域235场降雨及地表径流特征.结果表明: 该区域发生频率较高的降雨具有雨量小、强度低的特点,雨量为0～10 mm、平均降雨强度为0～5 mm·h^-1、降雨峰值为0～10 mm·h^-1的降雨发生频率最大,分别占所有研究降雨场次的66.4%、88.8%和79.6%,这对于该区域应用低影响开发措施削减小雨量或低强度降雨下的径流和面源污染具有重要意义;径流量总体随着降雨量增大而增大,区域降雨产流临界值不仅与降雨量有关,还与平均降雨强度和降雨历时有关,2 mm以下的降雨基本不产流;2～4 mm的降雨如降雨强度在1.6 mm·h^-1以下,产流量不到1 mm,当降雨量在4 mm以上、平均降雨强度大于1.6 mm·h^-1时,区域基本产流.基于SWMM径流模拟结果,建立适合该区域的径流量与降雨因子的回归方程,其调整R²均大于0.97,能较好反映该区域径流量与降雨因子的关系.研究结果可为该区域更好地规划低影响开发措施和削减排水系统溢流污染提供计算基础,并为类似区域的径流研究提供参考.     

海绵城市研究进展综述:从水文过程到生态恢复

在我国快速城市化进程中,不合理的规划建设加剧了城市洪涝、城市缺水、生态功能降低等诸多问题,受国外低影响开发理念启发,国内学者提出了与城市水文过程紧密结合的解决之道——"海绵城市"。在梳理海绵城市概念、内涵和发展现状的基础上,讨论了海绵城市建设与城市水文过程之间的作用关系,指出海绵城市研究涵盖水环境、水资源、水安全和水生态等众多领域且不断融合拓展。归纳了海绵城市的发展趋势,强调应更加遵循因地制宜原则,积极响应多尺度气候变化,科学认知城市水文过程并完善城市生态系统构建。提出了海绵城市建设优化框架,在理论上从单纯地关注水文过程转变到全方位倡导生态水文修复,在技术方法上重点融合生态水文途径改善城市水文空间体系,将生态恢复作为重要建设方式来提升城市应对灾害的弹性。     

昆明市明通河流域降雨径流水量水质SWMM模型模拟

选取昆明市明通河流域为研究区域,在暴雨管理模型(SWMM模型)参数敏感性分析、模型率定的基础上,对明通河流域进行了降雨径流水量水质模拟。结果表明:SWMM模型水文水力模块中最灵敏参数为不透水率,水质模块中污染物最大累积量、污染物累积速率均为灵敏参数,而冲刷系数和冲刷指数的灵敏度受降雨强度影响波动较大。水量水质模拟结果与实测结果较为吻合,模型率定取得了满意的结果。模拟结果显示,研究区降雨径流总氮、总磷、化学需氧量单位面积负荷率分别为75.6、8.5、697.8 kg hm-2a-1,城市降雨径流污染在滇池流域面源污染中占有较大份额。     

半湿润地区外源径流型海绵绿地设计方法研究——以迁安市滨湖东路绿地为例

海绵城市建设视角下的城市绿地在调蓄城市雨洪中承担着日益重要的角色,半湿润地区的海绵绿地具有显著特征,总结其设计方法可为风景园林行业的相关研究和实践提供参考。以河北省迁安市滨湖东路绿地的建设全过程为研究对象,以保障绿地的基本功能和消减绿地内外部径流为前提,将半湿润地区降雨特征 作为研究基础,提出半湿润地区外源径流型海绵绿地的设计方法。针对绿地内部的低影响开发（low impact development,简称 LID）体系,利用 Xpdrainage 软件对场地开发前、后进行不同重现期降雨条件下的径流排放过程的情景模拟,对比分析二者的径流总量、峰值流量和峰现时间。结论： 1）在不同重现期降雨量下,滨湖东路绿地调蓄雨水径流作用显著; 2）半湿润地区外源径流型海绵绿地在设计时须利用定性分析结合定量模拟的设计方法。     

土地利用格局对SWMM模型汇流模式选择及相应产流特征的影响

城市下垫面土地利用格局与地形的复杂性将导致地表汇流模式的多变性。在城市雨洪管理模型中,不同汇流模式的选取对雨洪模拟结果产生重要影响,而这一影响往往被忽视。基于设定与巴中城市社区尺度相近的实验区以及巴中市的真实降水数据,并根据实验区土地利用格局特征,在SWMM雨洪管理模型汇水模块中设置Outlet、Impervious、Pervious 3种汇流演算模式及其演算面积比,分析了不同土地利用格局响应下的不同汇流模式选择对城市雨洪模拟结果的影响。结果表明:(1)Outlet、Impervious两种汇流演算模式下汇水区地表径流的模拟结果相同,但与Pervious演算模式下的模拟结果差异显著。在Pervious模式下地表径流相对另外两种汇流模式最大降低了52%,降雨下渗量提高了近1倍。(2)在Pervious模式下,演算面积比对汇水区地表径流模拟结果具有重要影响。在总不透水面(IA)面积一定的情况下,有效不透水面(DCIA)的减少引起非有效不透水面(UIA)的比率增加。这种土地利用格局的变化致使汇水区总径流量、径流系数显著下降,降雨下渗量逐渐增加,洪峰流量则呈先增后减的趋势,且在非有效不透水面(UIA)比率为30%和40%时(此时非有效不透水面与渗透面面积相接近),洪峰流量最小。对结果的分析表明了雨洪管理模型在小尺度汇水区上应用时,应根据土地利用格局特征选择相应的地表汇流模式。正确的评价和分析不同土地利用格局方案对地表径流的影响,从而更为科学地指导城市雨洪管理和海绵城市的规划与建设。     

中国海绵城市——一座巨型绿色屋顶实验室

绿色屋顶是雨洪管理中一项重要的低影响开发（LID）措施。由于气候变化和城市快速发展,LID雨洪管理策略对于当下全球的城市设计都至关重要,尤其是在经济蓬勃发展历来又饱受洪水灾害的中国。气候变化导致降水事件及雨水径流峰值流速难以准确预测。面对建筑布局日益稠密、不透水下垫面日益增多的中国城市,设计师们需要随时做好应对城市雨洪问题的准备。2015年提出的“海绵城市”战略为在城市尺度下应用和监测绿色屋顶效益提供了机会。目前业内大多数国际性绿色屋顶的研究应用都局限于小型控制实验区,借海绵城市建设之东风有机会将应用实验扩展到城市规模。中国雨洪管理智慧的历史可以追溯至5 000年前,现今中国正处于成为大尺度绿色屋顶实践世界领先者的机遇期。因此,LID应是城市设计的驱动力量而非事后补救措施。景观设计师不仅能够从场地、城市和区域3个层面上对场地及其周围环境进行全面解读,而且对需要实施LID的其他因素也有全面认知。为探究中国雨洪管理结构提供了新的视角,对景观设计师如何参与LID实践提出了建议。     

海绵城市规划政策及建设适宜措施研究

为了更好地推动海绵城市的建设与实施,促进城市内部雨洪管理模式与城市生态环境的发展,本研究梳理了中国海绵城市政策的发展历程,以华南地区的海绵城市为主要研究对象, 并以4种海绵城市相关专业专家为调查对象,从环境危机感、责任归属感、优点认同、政策拥护以及海绵城市的建设措施方面进行问卷调查。首先建立“危机—行为”理论模型并利用结构方程分析法揭示相关专业人员对环境问题的意识、对海绵城市政策的拥护程度数理关系。其次,分析适宜华南地区建设的海绵城市措施,得出“竖向结合天然河道”的建设措施具有最高的区域针对性。同时,基于区域发展现状与区位环境特征,提出可融入政策的措施制定方法,为相关政策与实施策略的制定提供依据和参考。     

抗肿瘤海绵放线菌的分离及菌株HA01184的鉴定

目的：对采自海南、湛江等海域的海绵样品进行放线菌选择性分离,采用其发酵液进行抗肿瘤活性筛选,并对活性较好的菌株进行鉴定。方法：用含50μg／mL重铬酸钾为抑制剂的海水高氏一号合成培养基分离培养海绵放线菌;以MTT法进行菌株的抗肿瘤活性筛选;通过培养特征、形态特征、生理生化特征、16S rDNA序列测定及系统发育分析,对菌株HA01184进行鉴定。结果与结论：海水高氏一号合成培养基用于海绵放线菌分离培养具有很好的选择性,从海绵样品中共分离得到放线菌165株,细胞毒活性达80％以上的阳性菌株有10株,其中菌株HA01184的发酵液细胞毒活性为90％。结合形态观察、生理生化特征和16S rDNA序列比对分析,将HA01184归于链霉菌属,可能是来自海洋环境的一个潜在新种。     

甜菜夜蛾核多角体病毒sod基因的克隆及原核表达

甜菜夜蛾核型多角体病毒中国株(Spotoptera exigua MNPV-Z)超氧化物歧化酶基因(sod)业已被克隆及在大肠杆菌中进行了表达,证明了SeMNPV-Z的sod基因产物确有SOD活性,其活力单位约为291.19U/ mL培养液.DNA测序结果表明SeMNPV-Z的sod基因编码151个氨基酸,与人的sod1基因的核苷酸的同源性为50%,与LdNPV、HaSNPV、HcNPV、AcNPV和BmNPV的sod基因的同源性分别为64%、63%、63%、65%、63%.     

北部湾带鱼的摄食习性

2008年8月至2009年9月,对北部湾带鱼逐月渔获物胃含物进行鉴定和统计分析,研究其摄食习性.结果表明：北部湾带鱼捕食种类包括鱼类、头足类、底栖甲壳类以及浮游动物等,属于广食性动物.优势种类有少鳞犀鳕(37.99%)、蓝圆鲹(16.42%)和中国毛虾(10.03%).蓝圆鲹和尖吻小公鱼全年在全湾带鱼的食物中均有出现,是重要的饵料指标种类.摄食强度与饱满指数的季节差异十分显著(P<0.001),食物多样性无显著季节性差异(P>0.05),秋季最高,全年平均为1.97.聚类分析表明,北部湾带鱼在达到50%性成熟肛长值(190 mm)时,饵料由幼鱼的以小型浮游动物、中上层鱼类及甲壳类为主向成鱼的以较大型鱼类和头足类为主转换.     

植物自毒物质剂量与效应的机理模型研究

植物自毒现象在自然和农业生态系统中广泛存在.该研究针对植物自毒作用强弱与自毒物质浓度相关的低促高抑赫米斯(Hormesis)特性,在An-Johnson-Lovett Hormesis模型中引入生态限制因子米式(Mitscherlich)模型,建立了自毒物质作用的剂量/自毒效应规律的机理数学模型.模型的演示与文献的报道结果一致,用已经发表的多种植物的自毒研究数据进行检验显示很强的拟合效果,说明以生态限制因子为核心建立的自毒模型不仅从植物生长的生物生态学属性上进一步揭示了自毒作用随自毒物质浓度变化的效应规律,同时在应用上具普遍性,这为今后更深入地研究自毒作用提供了一理论平台.     

基于TOPSIS模型的海南岛土地综合承载力时空变化及障碍度诊断

土地是人类一切活动的根本,是区域经济与社会发展的重要保障。为探讨海南岛土地综合承载能力,依据2009-2019年统计数据,采用TOPSIS和GM （1.1）模型从时序角度评价并预测了2020-2030年海南岛土地综合承载力,并借助ArcGIS软件和障碍度模型对各市县2015年、2019的土地综合承载力进行动态分析及障碍度诊断。结果显示,海南岛土地综合承载力主要受经济与社会子系统的影响,2009-2019年土地综合承载力水平虽有波动但整体呈缓慢升高趋势,其中水土资源与生态环境子系统贴近度值表现为下降趋势,而经济与社会子系统贴近度值明显升高。预测结果表明2020-2030年土地综合承载力呈持续上升趋势。土地综合承载力空间动态变化差异显著,总体表现为沿海市县综合承载力水平高于内陆市县,2015年与2019年处于较高水平的是海口和三亚,处于中等水平的2015年为8个市县,2019年达到11个市县,处于较低水平的2015年为8个市县,2019年只有5个市县,并且各市县子系统承载力差异显著。障碍度分析表明,2015年和2019年子系统障碍度最高的是经济子系统,2015年障碍因子主要有经济密度（X₉）、地均固定资产投资（X₁₂）、耕地有效灌溉率（X₆）及人均GDP （X₈）;2019年障碍因子主要有经济密度（X₉）、地均固定资产投资（X₁₂）、人均GDP （X₈）及复种指数（X₁₄）。经济发展水平是制约各市县土地综合承载力的主要障碍因素。研究将为海南岛自由贸易港建设中生态环境与社会经济可持续发展提供科学依据。     

水稻OsMGD2和OsMGD3基因的功能鉴定及对烟草耐低磷胁迫的影响

【目的】单半乳糖甘油二酯合酶（MGD）是合成单半乳糖甘油二酯（MGDG）的关键酶,在植物响应低磷胁迫过程中起着重要作用。为系统了解水稻OsMGD2和OsMGD3基因在低磷胁迫响应中的作用和功能。【方法】采用盆栽试验分析正常和低磷条件下野生型（SR1）和过表达OsMGD2和OsMGD3转基因烟草的生理响应和脂质组分的变化。【结果】无论在正常还是低磷条件下,转基因烟草与野生型的磷含量无显著差异,然而转基因烟草的生物量、叶绿素含量和光合能力均显著高于野生型。转基因烟草在低磷胁迫下的磷脂（PL）含量、双半乳糖甘油二酯（DGDG）含量、DGDG/MGDG比值和半乳糖脂（GL）/PL比值均显著高于野生型烟草,且OsMGD3转基因烟草的脂质含量和比值均高于OsMGD2转基因烟草。【结论】通过调控水稻OsMGD2/3基因表达,可提高植物低磷下的膜脂重塑能力,维持植物在低磷胁迫下的较高的光合和生长能力,增加植物的低磷耐受性。     

基于Super-SBM模型的中国省域城市工业用地生态效率时空演变及影响因素研究

研究城市工业用地生态效率能够准确认识当前城市工业用地可持续发展水平,对节约和集约用地具有重要意义。以省域为单位,运用Super-SBM模型测算2000—2016年中国30个省(市、区)城市工业用地生态效率,分析其时空演变特征,并运用面板数据模型对其影响因素进行实证分析。结果表明:(1) 2000—2016年中国城市工业用地生态效率总体呈下降趋势,总体下降5.81%,年均下降0.35%,其过程呈现"先下降后上升"两阶段变化特征;(2)工业用地生态效率均值相对无效率城市远多于相对有效率城市,生态效率均值最高的是海南,其次为北京和上海,排在最后三位的是四川、江西、山西;(3)生态效率有效的省(市、区)个数先大幅度减少后小幅度增多,有效区域由东部地区、西北、东北地区向东南地区、东北经济发达沿海地区、西北地区、华北地区转移;(4) 2000—2016年城市工业用地生态效率均值按从大到小排序依次为华南地区、华北地区、华东地区、西北地区、东北地区、西南地区和华中地区,区域间城市工业用地生态效率存在较为显著的差异,且随着城市工业的发展区域差异呈增大趋势;(5)环境管制力度、工业行业集聚程度、工业对外开...     

基于未来土地利用模拟模型的郑州市“三生空间”模拟及生态环境效应分析

本文选取郑州市为研究区,基于2010,2015和2020年土地利用数据,采用土地利用转移矩阵和生态环境效应评估方法,分析2010—2020年“三生空间”格局变化和生态环境质量时空演变。采用未来土地利用模拟(FLUS)模型,以2015年土地利用数据为基准,结合自然发展情景、生产优先情景和生态保护情景三种情景,模拟2035年“三生空间”格局发展,并计算区域生态环境质量指数及生态贡献率。结果表明：(1)2010—2020年,郑州市生产空间占地面积持续下降,生活空间不断增加,生态空间先增加后减少。(2)2010—2020年,生态环境质量指数从0.3097持续降至0.3058,低质量区域不断扩张。农业生产用地的缩小,以及其他和水域生态用地被占用是导致生态环境质量恶化的主要因素。(3)自然发展情景下,生活空间存在扩张趋势,而生产和生态空间却不断下降,而生产优先情景和生态保护情景下,生活空间缩减,生产和生态空间不断上升。(4)三种情景中,生态保护情景下郑州市2035年的生态环境质量指数最高,且在该情景下郑州市生态环境质量水平也在不断提升。研究模拟未来土地利用格局变化及其引起的生态环境效应,将有利于优...     

中国东北地区人乳头瘤病毒16型全基因组克隆及HPV16.HaCaT重组细胞模型的构建及初步鉴定

为构建含东北地区人乳头瘤病毒16型(HPV16)全基因组的HPV16.HaCaT细胞模型,收集中国东北地区HPV16单一感染患者宫颈脱落细胞,提取DNA,将HPV16全基因组分成4个区段,通过4对特异性引物对HPV16全基因组进行分段扩增,测序后进行序列拼接及核酸序列分析,克隆HPV16全基因组序列;通过细胞转染,构建含HPV16全基因组的HPV16.HaCaT重组细胞模型;利用聚合酶链式反应(PCR)和细胞免疫荧光法检测重组细胞内HPV16早期基因的表达.成功克隆出中国东北地区HPV16全基因组序列(GenBank登录号:MW320358);构建了东北地区HPV16全基因组的重组质粒及HPV16.HaCaT重组细胞模型;证明了 HPV16早期基因E1-E4、E5、E6和E7在重组细胞模型内均有表达,从而获得中国东北地区HPV16全基因组序列及含有HPV16全基因组的HPV16.HaCaT重组细胞模型.