近海浮游植物水华动力学和生物气候学研究综述

浮游植物水华作为近海重要的生物过程,其动态变化对生态系统内的能童传递、生产力水平和各生源要素的循环等均有重要影响.随着气候变化对生态系统影响研究的深入,浮游植物水华生物气候学研究已成为当前生物海洋学研究的热点.综述了浮游植物水华的研究历史、研究方法及其发生发展的动力学机制,重点评述了气候变化对浮游植物水华动态的影响及国...     

中大西洋营养盐富集实验中浮游植物生长的营养盐限制作用

借助中国首次环球科学考察航次,在中大西洋航段现场对表层海水进行了添加N、P、Si的营养盐富集实验,通过实验过程中水体营养盐浓度、叶绿素a（Chl-a）浓度以及温度等参数的分析,探讨了实验海区浮游植物生长的营养盐限制作用。结果表明,添加N、P、Si都可造成实验水体中Chl-a浓度明显增大,且N对浮游植物生长的限制作用最明显,其次为P,Si的作用最弱。实验过程中水体N／P值的变化同叶绿素a浓度及浮游植物生长速度（R）没有可对比性,N／P值与后两者之间的相关性都差,可以认为水体中N／P值并不能单独限制浮游植物生长。实验水体温度同Chl-a浓度和R值间也缺乏相关性,表明水体温度同样不能控制浮游植物生长。     

海洋中氮营养盐循环及其模型研究

对某一海区营养盐的去向、不同形态间的相互转化及其与生物相关的过程的研究是研究整个海洋生态系统的基础和关键。氮是海洋环境中主要的营养元素之一,并被认为是大部分海区的限制营养元素。人们对于氮在海洋环境中的循环过程的研究随着分析方法及对化学和生物知识的掌握和理解而不断加深。模型研究是研究海洋生态系统的一个有效方法,营养盐循环模型是其中重要的环节,随着理论和观测数据的补充而不断发展。综述了海洋环境中氮营养盐循环主要过程的实验研究,主要包括:浮游植物的吸收、氮的再生、微生物在其循环中的作用、不同形态氮的化学转化、水体-沉积物界面等,及其相关过程近十年来模型化研究的进展。     

浮游植物动力学模型及其在海域富营养化研究中的应用

浮游植物动力学模型用来研究特定海域浮游植物生物量的时空分布规律，定量确定各种物理，生物过程的贡献，对解决浮游植物生物量异常增加导致的富营养化问题具有至关重要的作用，综述了国内外海洋浮游植物动力学模型研究的发展过程和现状，介绍了几种不同时空尺度浮游植物动力学模型的特点和性能，此类模型在发达国家的海域富营养化研究和环境管理中已取得了相当的进展，而我国目前虽已开展了海洋生态模型的初步研究，但面临一些困难，其中不仅需要获取特定海域的过程参数，而且急需对海域的强迫过程和边界过程加强认识。     

流域污染负荷模型的比较研究

对美国目前常用的一些用于流域总量管理的数学模型进行了概括分类,把收集到47个模型划分为流域负荷模型、受纳水体模型和集成化模拟系统三类,并选择其中的19个流域污染负荷模型作为重点进行了比较研究。针对这19个模型,首先对各模型的主要输入数据、模型主要的输出信息、模型所能处理的土地利用类型、模型中水文侵蚀和沉积物的计算机理、污染负荷计算结果的基本形式、所能模拟的污染物类型、模型的时间尺度特征、模型软件的提供者等9个方面作了较为详细的介绍。在此基础上,结合文献调研和对部分模型实际使用的效果,从模型处理不同土地利用类型(包括对流域点源的识别和处理)的适用性、对不同时间尺度的适应性、水文过程的模拟能力、不同类型污染物负荷的计算能力、对污染物运移过程的描述、模型结果输出的友好性、输入数据的需求程度、评估和设计污染总量管理措施的支持能力、以及使用说明文档的完备性等9个方面,对模型性能进行了定性评估,分别用“高”、“中”、“低”来表示模型的优劣程度。     

非点源污染负荷模型的研究进展

基于国内外非点源负荷污染模型的研究现状,针对农业、城市和混合三种类型非点源模型,总结并梳理了主要模型的适用条件,并对非点源模型的发展趋势进行了展望。     

颗粒态氮磷负荷模型研究

为研究妫水河流域的颗粒态氮磷非点源污染来源,以控制非点源污染,在官厅水库周围进行了野外人工降雨试验。试验数据表明,氮磷输移率与产沙率具有很好的相关性,颗粒态氮、磷的平均相关系数分别为0.9594和0.9772。建立了新的颗粒态氮磷负荷模型,其中富集系数等于泥沙中总氮总磷百分含量与土壤中百分含量之比。根据妫水河流域的土壤图、土地利用图及数字高程模型,应用新的模型研究了妫水河流域颗粒态氮磷污染负荷的空间分布。结果表明,颗粒态氮磷主要来自地表植被覆盖差的丘陵和山地。     

西太平洋Y3海山对营养盐的影响及其生态环境效应

作为大洋典型地貌特征的海山,其邻近的海洋生境并不被人熟知。依据2014年冬季对热带西太平洋Y3海山及其邻近海域的综合调查,首次探讨了该海山区海水中营养盐的分布特征及其与生态环境的耦合关系。结果表明Y3海山区是典型的热带寡营养海域。在50~125 m的深度,温跃层和高盐区双重作用对底部高浓度营养盐向上输送的阻碍,是导致真光层上部营养盐浓度较低的重要原因;同时,浮游植物和异养细菌的消耗也加剧了该区域营养盐的缺乏。Y3海山突出的地形地貌对营养盐的分布产生重要的影响,海山对流经的海流产生阻碍,形成上升流,使底部高浓度的营养盐突破温跃层和高盐区的阻碍向上输送,从而使海山周围营养盐的平均浓度高于远离海山的海域。相关性分析显示,Y3海山区真光层中营养盐浓度与温度、盐度、叶绿素a浓度和异养细菌丰度分别呈负相关、正相关、负相关(除NO₂-N外)和负相关关系。海山区特殊的营养盐分布及其与生态环境的耦合是其成为一种独特的大洋生态系统的重要因素。     

太湖流域污染负荷模型研究

在大量参数试验和调查的基础上,通过研究太湖流域各种点源和非点源污染负荷的排放去向、产生量和处理系数,建立了太湖流域污染负荷模型。该模型的计算结果为太湖流域水质模型的模拟提供了污染源的各种污染负荷完整的输入资料,不再需要繁杂地整理和准备太湖流域水质模型必须输入的各种污染负荷数据。可以通过图形直观地显示太湖流域各种污染源的污染物产生量和处理量,使整个流域上难以直接量测的各种污染负荷得到量化。     

城市湖泊水华预警模型研究——以北京“六海”为例

采用决策树方法和非线性回归方法建立湖泊水华预警模型。决策树方法预测水华爆发时机,非线性回归方法预测水华爆发强度,并运用信号灯显示方法,划分出水华爆发的预警区间。以北京六海为例,模型结果表明来水水量Q,温度T和总磷浓度是影响“六海”湖泊水华爆发的主要影响因子,选择叶绿素a(Chl-a)<30 μg/L的预警信号为绿色,30 μg/L60 μg/L为红色。当每月来水量Q>79.0万m3或来水量Q<79.0万m3,水温<13.4℃,预警指标为绿色;Q<79.0万m3,水温T>13.4℃,水华预警为黄色;Q<38.7万m3时,T>23.25℃,TP>0.13 mg/L,水华预警为红色。对模型结果分类进行了验证。结果表明:模型对于限制因素发生变化时的水华预测结果更为准确,并且结构简单,输入输出关系明显,结果易于解释。     

着陆器足垫垂直冲击模型试验研究

着陆器着陆过程中会产生巨大的冲击作用,影响其内部精密仪器的正常工作。因此,研究着陆器足垫与土体相互作用对着陆器软着陆具有重要意义。基于对着陆过程的研究,将问题分解为垂直冲击和水平滑动两个方向的运动,并通过力的平衡和动量定理建立了垂直冲击的动力模型。利用独立研发的垂直冲击模型试验装置,探讨了冲击过程中土体密实度、冲击速率和冲击质量等对足垫刺入深度、最大轴力和最大加速度等的影响。分析结果表明,足垫刺入深度和最大轴力都随着冲击能量的增大而增大,并且逐渐趋于平稳。土体越密实、冲击质量越小,足垫加速度峰值则越大。试验结果还与动力模型进行了对比,结果表明,动力模型能合理地反映出着陆器在垂直冲击阶段的动力特性。     

冲击碾压加固砂土模型试验研究

冲击碾压技术(IR)已在国内外公路、机场等工程的地基处理中得到大量应用,处理的深度明显大于传统静碾和振动压实技术,具有施工快速、节省工期和施工成本等优点,逐渐受到工程界和学术界的重视。关于冲击碾压技术的理论研究明显落后于工程实践,为进一步促进冲击碾压技术在工程中的合理应用,采用自行研制的冲击碾压模拟试验设备进行了模型试验研究,探讨冲击轮质量和牵引速度对冲碾加固效果的影响以及冲碾过程滚动冲击产生的冲击荷载形式和冲击能量在砂土中传递与衰减的过程。研究结果表明,冲击轮的质量和牵引速度对冲击碾压加固效果有明显影响,通过增加冲击轮质量可以明显增大土中浅层深度范围内的冲碾加固效果,牵引速度在冲碾过程中存在最佳值,接近最佳牵引速度时的冲碾加固效果最好;三边形冲击轮滚动冲击产生的冲击荷载为瞬变单脉冲形式,且在冲击接触面上不均匀分布,表现为接触面中心处冲击荷载较大而两侧明显较小;冲碾过程中冲击能量主要以瞬变非周期性脉冲形式在土体中传播,沿竖直方向传递,其衰减过程以负幂函数形式进行。     

Effects of the external carbon sources on the microbes in the simultaneous biological removal of SO2 and NO x process

Effects of sodium acetate and glucose on the microbes from the simultaneous flue gas desulfurization and denitrogenation tandem biotrickling process were respectively investigated. For the acidophiles, although the impacts of the carbon sources on the total microbial growth and nitrogen conversion in the medium were slight, the sulfite oxidation rate was obviously improved. The highest sulfite ion oxidation ratio in 48 h was up to 47.2 % as 258.08 mmol L^?1 sodium acetate was added in the medium. For the neutrophiles, the two carbons promoted the total microbial growth, but only sodium acetate could enhance the nitrite consumption significantly. The best nitrite consumption rate in 48 h could reach to 86.7 % with 258.08 mmol L^?1 sodium acetate. It provides valuable information for the development of biological SO₂ and NO _x simultaneous purification process.     

Assessment of pollution sources in the southeastern of the Riyadh and its impact on the population/Saudi Arabia

The rapid growth of Riyadh—capital of Saudi Arabia—is pushing the area to more pollution and incentive for reorganization. The aim of this research is to assess air pollutants in southeast of Riyadh and detect opinion of the population about their environment. The assessment was done by analyzing 405 questionnaires, evaluating thermal band of Landsat 8, and spatial analyzing of particular matter and chemicals in 19 air samples by geostatistical tool in the ArcMap. Most of the inhabitants stated that they are suffering from bad odor, sewage leakage, and dust mainly from a cement factory. The thermal band of Landsat clarified the location of the pollution sources mainly the 1st industrial city, Yammama Cement Factory, and power plant in Farouq area. The ordinary kriging maps showed that the highest concentration of PM₁₀ (>403 μg/m³) lied to the northern and western side of the study area and caused a health issue to most inhabitants.     

Lithium in tektites and impact glasses: Implications for sources, histories and large impacts

Lithium (Li) abundances and isotope compositions were determined in a representative suite of tektites (moldavites, Muong Nong-type tektites and an australite, Ivory Coast tektites and bediasites), impact-related glasses (Libyan Desert Glass, zhamanshinites and irghizites), a glass fragment embedded in the suevite from the Ries impact crater and sedimentary materials in order to test a possible susceptibility of Li to fractionation during hypervelocity impact events and to de-convolve links to their potential parental sources. The overall data show a large spread in Li abundance (4.7-58 ppm Li) and δ⁷Li values (−3.2‰ to 26.0‰) but individual groups of tektites and impact glasses have distinctive Li compositions.Most importantly, any significant high-temperature Li isotope fractionation can be excluded by comparing sedimentary lithologies from central Europe with moldavites. Instead, we suggest that Li isotope compositions in tektites and impact-related glasses are probably diagnostic of the precursor materials and their pre-impact geological histories. The Muong Nong-type tektites and australite specimen are identical in terms of Li concentrations and δ⁷Li and we tentatively endorse their common origin in a single impact event. Evidence for low-temperature Rayleigh fractionation, which must have operated prior to impact-induced melting and solidification, is provided for a subset of Muong Nong-type tektites. Although Li isotope variations in most tektites are broadly similar to those of the upper continental crust, Libyan Desert Glass carries high δ⁷Li ?24.7‰, which appears to mirror the previous fluvial history of parental material that was perhaps deposited in lacustrine environment or coastal seawater. Lithium isotopes in impact-related glasses from the Zhamanshin crater define a group distinct from all other samples and point to melting of chemically less evolved mafic lithologies, which is also consistent with their major and trace element patterns.Extreme shock pressures and the related extreme post-shock temperatures alone appear not to have any effect on the Li isotope systematics; therefore, useful information on parental lithologies and magmatic processes may be retrieved from analyses of Martian and lunar meteorites. Moreover, lack of significant Li depletion in tektites provides further constraints on the loss of moderately volatile elements during the Moon-forming impact.     

地下水应急水源地综合研究——以唐山市平原区为例

为规范地下水应急水源地勘查、评价和研究内容及程序,以唐山市平原区地下水应急水源地为例,运用综合分析和数值模拟法,针对应急水源地的供水特征和生态环境约束,总结了地下水应急水源地的选址原则,探讨了地下水应急水源地研究内容和研究步骤,提出了地下水应急开采量概念。通过研究查明了水文地质条件,确定应急水源地位置; 建立了地下水流模型; 以地质环境为约束,以可持续开发利用为前提条件,评价了应急开采量和地下水资源恢复能力。对唐山市平原区地下水应急水源地的研究表明,该水源地距离现有水源地较远,水文地质条件、补给条件和水质较好,地下水应急水源地的应急开采量约9×104 m3/d,停采后地下水资源恢复能力较好。研究成果对地下水应急水源地的勘查和评价具有指导意义。     

高速滑坡岩体碰撞效应的试验研究

应用力学原理从理论上分析了大型高速滑坡岩体与阻挡山体的碰撞过程,得出了碰撞后滑坡岩体的平均运动速度和运动方向的关系式;通过碰撞试验研究了滑坡岩体碰撞解体后的加速运动效应,得出了不同速度段岩体体积的分布规律,为进一步研究远程活动阶段碎屑流的形成奠定了基础,对防灾减灾具有重要意义。     

落石冲击作用下被动柔性防护网整体结构试验

针对被动柔性防护网受力系统,介绍了被动柔性防护网在国内外的应用和研究现状,阐明了被动柔性防护网的构成和传力机理,揭示其抵抗落石冲击的基本原理。为分析被动柔性防护网整体受力机理和响应特点,进行了在落石作用下被动柔性防护网足尺模型的冲击试验,分析了被动柔性防护网受到冲击之后的整体变形以及减压环、钢柱等关键构件的耗能及其破坏机理,为被动柔性防护网的结构计算分析与设计提供一定的参考依据。     

不同种类珍珠在各种外界环境下的抗腐蚀性研究

通过对不同种类的珍珠进行加热、紫外线照射、汗液、沐浴露和防晒霜等腐蚀实验,分析了这些腐蚀手段对珍珠颜色和化学成分的影响。结果表明,加热对珍珠彩度降低的影响最小,而防晒霜和沐浴露的腐蚀效应最大。金珍珠在各种腐蚀手段下表现出最为明显的彩度下降。在珍珠腐蚀前后的化学成分分析中发现,各种腐蚀手段普遍导致珍珠表面Ca含量升高、Si含量显著降低。Mn和Sr的含量变化与珍珠种类和腐蚀手段相关。探究不同外界条件对珍珠色泽变化的影响,可为博物馆展览保存、消费者选购提供参考。     

The role of soil surface water regimes and raindrop impact on hillslope soil erosion and nutrient losses

Few investigations have addressed the interaction between soil surface water regimes and raindrop impact on nutrient losses, especially under artesian seepage condition. A simulation study was conducted to examine the effects on nitrogen and phosphorus losses. Four soil surface water regimes were designed: free drainage, saturation with rainfall, artesian seepage without rainfall, and artesian seepage with rainfall. These water regimes were subjected to two surface treatments: with and without raindrop impact through placing nylon net over soil pan. The results showed saturation and seepage with rainfall conditions induced greater soil loss and nutrient losses than free drainage condition. Nutrient concentrations in runoff from artesian seepage without rainfall condition were 7.3–228.7 times those from free drainage condition. Nutrient losses by runoff from saturation and seepage with rainfall conditions increased by factors of 1.30–9.38 and 2.81–40.11 times, and the corresponding losses with eroded sediment by 1.37–7.67 and 1.75–9.0 times, respectively, relative to those from free drainage condition. Regardless of different soil surface water regimes, raindrop impact increased 20.90–94.0 % nutrient losses with eroded sediment by promoting soil loss, but it only significantly enhanced nutrient transport to runoff under free drainage condition.