污水土地生态处理脱氮技术的中型试验研究

地沟式污水土地生态处理工艺,是自然生态净化与人工工艺相结合的小规模污水处理回用技术。它是采用土壤毛细管浸润扩散原理的浅型土壤处理技术,在人工可控条件下,将污水科学、合理地投配到设计定型的装置内,利用污水的能量,把其所携带的污染物,通过人工基质(土壤、砂、碎石等,填料-水-微生物-植物系统)的物质循环和能量流动,逐级降解;在不同的污染负荷、水力负荷下,完成一系列物理、化学、物理化学和微生物化学、生物化学的反应。通过以贵州典型的黄壤土为主配比的人工土作为处理系统填料的现场中型试验,探讨地沟式污水土地处理系统的脱氮效果及其影响因素。地沟式污水土地生态系统对氨氮和总氮去除效果良好,去除率分别达到84 .7%和70 .7% ,出水氨氮(14 .0 mg/L )和总氮(2 4 .7mg/L ) ,达到建设部颁发的生活杂用水水质标准。对处理系统微生物数量及分布的研究表明:处理系统中氮转化细菌丰富,氨化细菌为10 3～10 6 cfu MPN/g(土壤) (cfu:形成菌落数:MPN:最大可能数量) ,亚硝化菌为10 3～10 6 MPN/g(土壤) ,硝化菌10 4～10 6 MPN/g(土壤) ,反硝化细菌为10 3～10 6 MPN/g(土壤)。由硝化/反硝化实现生物脱氮是土地生态处理系统去除总氮的主要途径;建立土壤、土壤微生物、土壤植被环境以促进硝化作用是提高总     

强度石漠化区不同植被修复模式下土壤螨类群落差异

石漠化治理区不同植被修复模式下的土壤螨类群落差异反映了生态系统的恢复状况,可籍以反映石漠化治理的生态效果。2014年1月、4月、8月和10月,对贵州花江喀斯特峡谷区顶坛小流域强度石漠化区域的"花椒"、"金银花"、"花椒+金银花"3种植被修复生境的土壤螨类进行了调查,共捕获土壤螨类1372头,隶属3目55科89属。采用类群(属)数、个体数量、个体密度、多样性指数(H')、丰富度指数(SR)、均匀性指数(J)、相似性指数(CN)、捕食性螨类成熟度指数(MI)和甲螨MGP类群等参数对土壤螨类群落差异进行了表征。结果显示,花椒林拥有较丰富的螨类属,金银花林拥有较高的的个体数量和个体密度。不同模式下的科、属类群组成呈现差异;属数、个体数量存在一定的季节差异,花椒林的螨类属数、金银花林的螨类个体数量和个体密度呈现一定的表聚性;群落多样性大多存在季节差异;捕食性革螨以r选择型为主,甲螨主要为O型和M型。研究表明,强度石漠化在不同植被修复模式下,土壤螨类生物生态类群存在差异,土壤生态系统仍处于修复之中,其中螨类优势属、具有典型生物学与生态学特性差异的螨类类群对石漠化治理的生态效果具有重要的指示作用。     

中国西南喀斯特地区植被变化时空特征及其成因

2000年以来,国家在中国西南喀斯特地区开展一系列生态治理工程,该地区退化生态系统得到一定程度的恢复,而2008年开展石漠化综合治理工程以来该地区的植被覆盖和生产力如何变化尚不清楚。本研究利用遥感增强型植被指数(EVI)和总初级生产力(GPP)数据,研究2000—2015年西南喀斯特地区植被EVI年均值和GPP年总量的时空变化特征,重点探讨2008年以来石漠化综合治理工程、气候变化等因素对植被覆盖及生长的影响,进而评估石漠化综合治理工程的成效。结果表明,2000—2015年西南喀斯特地区植被EVI总体显著增加,其中2008—2015年植被EVI均值和变化率分别比2000—2007年高6.9%和85.7%,EVI显著增加的区域占西南喀斯特地区的13.4%;该区域GPP年总量亦呈显著增加趋势(20.58 g C m-2a-1)。2008—2015年气温和降水对植被EVI变化趋势的贡献仅占28.3%,退耕还林还草等生态恢复措施、大气CO2浓度、大气氮沉降的增加可能是该区域植被覆盖显著增加的主要贡献因子。在100个首批石漠化综合治理试点县中,大部分试点县植被EVI的变化趋势受非气候因子的影响,其中治理面积大的县受非气候因子的影响显著高于治理面积小的县,表明石漠化综合治理工程的实施有效地促进了试点县植被覆盖的增加。     

不同农业土地利用方式和管理对土壤有机碳的影响 ——以北京市延庆盆地为例

自20世纪80年代以来,我国农业土地利用方式和农田管理发生了巨大变化,由此引起的土壤有机碳（SOC）含量、密度及其垂直分布发生了相应的变化,研究不同土地利用方式和管理对土壤有机碳的影响对于探讨农田生态系统的固碳作用具有重要的意义.以北京市延怀盆地为典型研究地区,选择6种农业土地利用和管理模式,共计42块样地,在1m深土体内分层采集197个土壤样品.研究结果表明：（1） 不同农业土地利用和管理方式对SOC含量的影响主要发生在0～25 cm土层中,剖面中SOC含量自上向下明显降低.（2） 通过对6种土地利用和管理方式下土壤SOC含量进行比较,结果发现果园和高投入的玉米地土壤在0～100 cm土层中SOC含量均较高,变化范围分别为4.16～10.00 g kg^-1和4.73～9.31 g kg^-1; 菜地土壤在0～40 cm土层中SOC含量较高,变化范围为6.42～9.67 g kg^-1;大豆地、中、低投入玉米地土壤在0～100 cm土层中SOC含量较低,变化范围分别为3.27～7.73 g kg^-1、3.14～8.33 g kg^-1和1.83～7.67 g kg^-1. （3） 不同农业土地利用方式对SOC密度影响的趋势与对SOC含量影响的趋势基本一致,在0～100 cm土壤中,SOC密度的顺序为果园＞菜地＞高投入玉米地＞中投入玉米地＞大豆地＞低投入玉米地,变化范围为4.15～8.22 kg m^-2.     

市县土地生态-生产-生活承载力测度指标体系及核算模型解析

土地同时具有生态功能、生产功能和生活功能,相应地具有生态-生产-生活综合承载力,土地生态承载力、生产承载力和生活承载力是一个相互支持、相互依存的有机整体。土地生态-生产-生活系统承载力是指土地资源与生态环境的供容能力、经济活动能力和满足一定生活水平人口数量的社会发展能力的有机综合体,由处于支持层的生态承载力和处于表现层的生产承载力和生活承载力三部分组成,简称土地"三生"承载力。以党的"十八大"报告提出的"优化国土空间开发格局,促进生产空间集约高效,生活空间宜居适度,生态空间山清水秀"为目标,分析了土地生态-生产-生活综合承载力的基本构成及作用机制,在此基础上,以县级尺度作为测度对象,通过多方案比选,构建了由1个一级指标、3个二级指标、21个三级指标构成的土地生态-生产-生活综合承载力测度指标体系,给出了不同层级具体指标的量化辨识方法;进一步优选出土地生态-生产-生活综合承载力核算的SD情景模型。该研究从理论上旨在为推进国土生态、生产、生活空间集约高效利用提供科学判据,为开展全国市县尺度的土地综合承载力监测预警提供定量的科学依据。     

基于GIS支持下的土地资源空间格局生态优化

以防治水土流失和维护景观整体生态优化为目标,选择我国滇西南地区亚热带山地为典型案例,利用遥感数据和GIS的空间信息处理技术,采用适宜性评价与土地资源利用格局整体优化相结合的方法,用最小累积阻力模型(MCR)确定土地利用的功能分区和生态格局组分,探讨山地土地资源空间格局生态优化途径.结果表明:(1)基于GIS空间分析技术和"成本距离加权"制图分析工具,采用最小累积阻力模型(MCR)的土地资源空间格局生态优化方法是可行的;(2)将水平生态过程作为一种对景观的控制过程来对待,以常绿阔叶林和思茅松林为保护源,基于最小累积阻力面(MCR)模型,构建了对土地资源整体生态功能起维护作用,对源内物种的迁移或扩散过程具有关键作用的廊道、辐射道和战略点等生态格局组分;(3)基于MCR阻力值建立的频率序列及拐点图,拐点两侧的土地利用类型异质性较大,可以作为划分土地功能分区的临界点,以此划分出有利于生态安全的核心源保护区、生态缓冲区、生态过渡区、生态边缘区、农业耕作区和居民生活区等6类土地功能区,并提出各功能区的管理措施.     

流域土地利用变化对不同重现期洪水的影响——以奉化江皎口水库流域为例

土地利用变化对流域洪水过程产生显著影响,并导致设计洪水发生变化。为进一步指导流域防洪及水库洪水设计,以浙东沿海奉化江皎口水库流域为例,应用HEC-HMS水文模型模拟分析土地利用/覆被变化(LUCC)对不同重现期暴雨洪水事件的影响。结果表明,流域内1985—2003年土地利用变化引起不同重现期洪水过程与洪水量级发生改变,其中,洪量和洪峰均增加,洪量较洪峰变化明显。LUCC对小洪水过程影响更明显,5年一遇以上洪水的洪峰和洪量分别平均增加3%和7.6%,而小于2年一遇洪水的洪峰和洪量分别平均增加5.41%和11.91%。同时,LUCC使100年、50年和25年一遇洪水重现期分别提前了15、6a和2a,即其对量级最高的特大洪水的重现期影响最大。此外,不同的土地利用转变方式对洪水的影响程度不一,其中,林地向裸地转变对洪水影响最大,林地向灌草地转变次之,林地向耕地变化对洪水影响最小,且这种差异性在低重现期洪水表现更明显。     

新疆焉耆盆地人类活动与气候变化的效应机制

通过对新疆焉耆盆地及其周边近40a(1973—2014)的气候变化趋势检测、LUCC和生物量估算,探讨气候变化和人类活动的生态效应机制,研究区域陆地生态系统演变及其归因。分析结果表明:(1)焉耆盆地山区和平原区降水变化都有明显的突变点,并呈现增加趋势,蒸发量在山区减少,在平原区波动性减少趋势;(2)LUCC分析表明,山区裸地面积减少5.40%,冰川面积减少3.36%,高地植被面积增加8.76%;同时平原区天然绿洲面积增加1.96%,沙漠面积减少1.62%,水域面积减少1.30%,人工绿洲面积增加15.41%,湿地面积增加1.27%;(3)山区陆地生态系统对区域气候变化非常敏感,其中降水变化是决定山区地表植被生存状态和分布的重要因素;(4)人类活动的推动作用和有益气候变化的支撑是绿洲平原区生态系统好转的原因,其中人口急剧增加和社会经济快速发展,导致绿洲平原区生态系统结构及其时空分布的主要因素。焉耆盆地及其周围区域陆地生态系统的演变对气候变化和人类活动有明显的时空尺度效应,其反应程度各不相同。     

面向实践的生态用地内涵、多维度分类体系

生态用地是保障我国国土生态安全格局、建设生态文明基础,是土地资源研究领域的热点问题。其内涵与分类界定是深化生态用地研究与实践的前提,也是该研究领域的难点。根据国内外现有研究,挖掘生态用地的内涵与分类特征。基于此,重新阐释了生态用地的内涵,提出功能主导性、尺度依赖性、区域特殊性、等级性和可操作性等五大分类原则,构建了面向管理实践的多维度生态用地分类体系,即基础性生态用地、保全性生态用地、生产性生态用地和生活性生态用地4大类、10个一级类和15个二级类。同时在分类体系中明确了各生态用地地类的适用尺度与范围。多维度生态用地分类体系的构建,将有利于国家和地方制定生态用地管理政策,便于深入生态用地及其生态系统服务研究。     

四川茂县土地岭大熊猫走廊带植被恢复格局及其与干扰的关系

通过样带调查和TWINSPAN、DCCA分析,从植物种、植物群落及其多样性与环境关系方面,研究了岷江上游土地岭大熊猫走廊带恢复植被的干扰状况。结果表明：应用TWINSPAN分类,并结合优势种组成、干扰状况分析及DCCA排序,可将植被划分为6个群落类型,同时划分出响应型、迟钝型、中度干扰忍耐型和重度干扰忍耐型4类干扰响应的植物类型。以样方物种和以样方多样性指数的DCCA分析结果基本一致,物种及群落的空间分布呈明显的聚集格局,反映其与环境因子间的密切关系。DCCA排序图上,海拔差、坡形、与公路距离、坡度及道路条数对群落和物种分布有明显的影响,与干扰相关性最大的坡度、样地道路数目、与公路间的距离3个因子反映了植被的干扰梯度。干扰对土地岭恢复植被影响显著,干扰降低了群落的物种多样性,同时阻碍了演替进程。