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灰化苔草铜污染的高光谱响应

灰化苔草铜污染的高光谱响应

作者：张丹江西师范大学

学位级别：硕士

随着社会经济的快速发展，鄱阳湖湿地受重金属污染的范围和程度均有所增加，而重金属污染具有隐蔽性、蓄积性和难降解性特征，这给鄱阳湖湿地的生态环境带来持久威胁，而加强对湿地重金属污染物的动态监测与识别是防治湿地重金属污染的... 详细信息

随着社会经济的快速发展，鄱阳湖湿地受重金属污染的范围和程度均有所增加，而重金属污染具有隐蔽性、蓄积性和难降解性特征，这给鄱阳湖湿地的生态环境带来持久威胁，而加强对湿地重金属污染物的动态监测与识别是防治湿地重金属污染的前提。高光谱遥感技术因有较高的光谱分辨率而被应用于地物的精细探测。重金属污染物通过植物的根部吸收，转运至地上组织，当植物体累积的重金属浓度达到毒害水平时，植物叶片组织和细胞的内部结构将发生改变。本文以鄱阳湖南矶山湿地优势植物灰化苔草和主要重金属污染物Cu为研究对象，通过盆栽实验，监测灰化苔草在不同Cu浓度下光谱参数的变化，以研究灰化苔草对Cu污染的高光谱响应，结果表明：（1）在Cu试验浓度范围内，即0（CK）、50、100、150、200、300mg/kg范围内，灰化苔草对Cu的耐性上限浓度为200mg/kg，敏感浓度为50mg/kg;（2）随着添加Cu浓度的升高，灰化苔草叶片中的Cu含量明显升高（由2.03mg/kg逐渐递增至109.60mg/kg），而灰化苔草叶片SPAD值明显降低（由34.31逐渐降低至29.57）;（3）灰化苔草叶片对Cu污染响应的敏感光谱波段与特征参数分别是：550nm处的绿峰峰值，675nm处的红谷深度，680nm～750nm范围内的红边位置、红边峰值与红边斜率，红边归一化植被指数（NDVI705），750nm～1250nm范围内的近红外反射坪反射率均值（R750-1250nm）;而灰化苔草叶片的Cu含量与红谷深度、红边峰值、红边斜率、近红外反射坪反射率之间均为高度负相关关系（相关系数分别为-0.631、-0.975、-0.965、-0.952）;（4）在灰化苔草生长期内，其光谱特征参数（红谷深度、红边位置、红边峰值、红边斜率、红边归一化植被指数、近红外反射坪反射率均值）与叶片SPAD值的变化相对一致，即生长初期的值较低，生长盛期的值略高，生长后期的值最低，但绿峰峰值与叶片SPAD值变化规律相反。（5）通过光谱参数随灰化苔草生育期变化对Cu污染的响应程度试验研究，发现灰化苔草最佳监测生育期为生长初期至生长盛期，在本实验中即为4月上旬至5月上旬期间。

关键词：灰化苔草铜污染敏感浓度光谱特征参数最佳监测期

修复材料对稻鳖共作土壤环境及农产品质量的影响

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修复材料对稻鳖共作土壤环境及农产品质量的影响

作者：刘星星江西师范大学

学位级别：硕士

稻鳖共作是一种水产动物甲鱼与水稻生长互利互惠的生态种养模式,是目前稻渔综合种养效益较好的种养模式之一,具有巨大的生产潜力。近年来由于土地的不合理利用和工矿企业的发展,使土壤受到了不同程度的重金属污染。在受重金属污染的耕地... 详细信息

稻鳖共作是一种水产动物甲鱼与水稻生长互利互惠的生态种养模式,是目前稻渔综合种养效益较好的种养模式之一,具有巨大的生产潜力。近年来由于土地的不合理利用和工矿企业的发展,使土壤受到了不同程度的重金属污染。在受重金属污染的耕地中,也包含了部分稻渔综合种养区。目前关于农田土壤重金属污染修复主要集中在传统稻作,对稻渔综合种养土壤重金属污染修复的研究较少。鉴于稻渔综合种养田间工程不能破坏土壤耕作层以及尽量少干扰农户生产过程、减少劳动成本的特殊性,在稻渔综合种养土壤重金属污染修复中,不考虑使用将修复材料与土壤充分混匀的修复方法。因此论文选择施用时可不翻动土壤的氨基酸水溶肥、钙镁磷肥、半胱氨酸叶面阻控剂作为供试修复材料,在鹰潭市余江区稻鳖共作田块进行大田试验。研究修复材料在稻鳖共作模式下对土壤理化性质的影响,利用主成分分析法探讨修复材料对土壤综合肥力的提升效果;对土壤中Cd形态转化的影响,采用相关性分析法探究土壤理化性质与土壤Cd形态间的相关关系;对水稻植株Cd富集和转运的影响,采用通径分析研究影响糙米Cd含量的直接和间接因素;对糙米蛋白质和氨基酸含量以及甲鱼肌肉Cd含量的影响,利用相关性分析法探究土壤理化性质与糙米蛋白质和16种氨基酸总量间的相关关系;利用系统聚类分析法确定试验田块Cd输入的主要来源。通过本试验的研究可为氨基酸水溶肥、钙镁磷肥、半胱氨酸叶面阻控剂在保障食品安全和农业安全生产等方面提供参考,以期为稻渔综合种养绿色生产和健康发展提供科学依据和技术支撑。主要研究结果如下:(1)相较于稻鳖共作对照(CK),钙镁磷肥(T3)处理对提高整个生育期土壤p H值以及成熟期有效磷含量效果最好;氨基酸水溶肥(T1)显著提高整个生育期土壤有机质和阳离子交换量。相较于传统稻作(CT),稻鳖共作所有处理在整个生育期的土壤有机质、阳离子交换量、有效磷和碱解氮含量均大于CT。主成分分析表明,T1处理的土壤综合肥力最高,且CK综合得分高于CT,说明稻鳖共作可提高土壤肥力。(2)在分蘖期和成熟期,氨基酸水溶肥(T2)处理土壤残渣态Cd含量显著大于CK,增幅为85.26%和181.64%;与CT相比,T2处理土壤残渣态Cd含量分别增加了120.63%、103.73%。在抽穗期,与CK相比,T3处理显著提高了土壤残渣态Cd含量,增幅为71.05%;与CT相比增幅为83.39%。分析修复材料对土壤Cd的修复效率和迁移率的影响,发现在分蘖期和成熟期,T2处理土壤Cd的钝化修复效率最高,迁移率最低;在抽穗期,T3处理对土壤Cd的钝化修复效率最高,迁移率最低。土壤理化性质与Cd形态间的相关性分析表明,土壤有机质、阳离子交换量、碱解氮、有效磷与酸提取态Cd呈极显著正相关;有效磷、速效钾与残渣态Cd分别呈极显著正相关和显著负相关。(3)水稻植株Cd含量符合根>茎>叶>糙米的规律。对水稻根茎叶Cd含量降低效果最好的是T2处理,对降低糙米Cd含量效果显著的是叶面喷施半胱氨酸(T4)。糙米和甲鱼肌肉Cd含量均未超过国家标准限值。施用氨基酸类修复材料均降低了糙米蛋白质和16种氨基酸总量,其中T4处理的降低效果最显著。根据通径分析,土壤-糙米富集系数对糙米Cd含量的富集起直接作用,而酸提取态Cd、可氧化态Cd、茎-叶片转运系数则起间接作用。根据相关性分析,糙米蛋白质和16种氨基酸总量受到氮元素的影响,与土壤碱解氮呈显著正相关。(4)试验区田块Cd输入途径为肥料、饵料、灌溉水、秸秆还田;肥料、饵料、灌溉水的单位Cd含量均未超过国家标准限值。输出途径为稻谷收获、甲鱼收获和秸秆移除;稻谷单位Cd含量未超过国家标准限值。对试验区Cd输入输出质量平衡进行分析,发现输入输出通量占比最大的是秸秆还田和秸秆移除。因为净通量>0,说明试验区土壤Cd表现为净输入,试验区处于Cd累积状态。系统聚类分析表明水稻根系Cd含量对秸秆还田Cd输入的贡献率最大。

关键词：稻鳖共作土壤理化性质土壤Cd形态农产品质量农田Cd输入输出

鄱阳湖湿地生态系统服务价值与退田还湖生态补偿研究

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鄱阳湖湿地生态系统服务价值与退田还湖生态补偿研究

作者：汪为青江西师范大学

学位级别：硕士

湿地作为陆地的三大生态系统之一,在改善生态环境、维护生态平衡中发挥着不可替代的作用。而目前,我国的湿地资源正处在不断衰退中,建立和完善湿地生态补偿机制是实现社会、经济和环境协调发展与可持续发展亟待解决的问题。鄱阳湖是我... 详细信息

湿地作为陆地的三大生态系统之一,在改善生态环境、维护生态平衡中发挥着不可替代的作用。而目前,我国的湿地资源正处在不断衰退中,建立和完善湿地生态补偿机制是实现社会、经济和环境协调发展与可持续发展亟待解决的问题。鄱阳湖是我国重要的湿地保护区域,在上世纪末鄱阳湖湿地区实施了大规模的退田还湖工程。这一工程使鄱阳湖湿地的生态服务效益得以增加,改善了人类的福祉;同时也造成了土地面积的减少,给农户的农业生产造成了损失。但由于缺乏公正、可信和易行的补偿标准所以造成国家对退田农户的补偿强度和持续性上的不足,使退田还湖中农民的福利受到了一定程度上的损失,这将影响到退田还湖工程的实际成效,不利于鄱阳湖湿地的生态环境建设,为此有必要建立鄱阳湖退田还湖的生态补偿机制,对退耕农民进行生态补偿。本文系统地对生态补偿的理论基础进行了阐述,综合运用影子工程法、条件价值法等方法对鄱阳湖湿地生态系统的生态服务价值进行了计算。论文借用区位商理论将生态系统的生态服务划分为主导生态服务和一般性的生态服务。并重点对生态补偿额量化评估进行了研究,提出以主要生态服务价值量作为生态补偿量的基础,依据受偿区域的经济社会发展水平,运用皮尔(***)生长曲线对主导生态服务价值进行调整,提出生态补偿量计算公式P=C1×(1-α)+C2×α并结合退田农户的实际收益损失,得出补偿量标准为1800元/亩·a-1,最后提出了生态补偿的实施建议。

关键词：鄱阳湖生态服务价值退田还湖生态补偿

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地理校本课程开发研究

地理校本课程开发研究

作者：盛卫荣江西师范大学

学位级别：硕士

本文是在前人对校本课程开发理论研究基础上,以基础教育课程改革纲要为指导,以教育学、地理教学目标论和评价理论为依据,通过比较研究、综合分析、归纳法等研究方法,对校本课程开发的定义、其他相关概念、指导校本课程开发的理论基础主... 详细信息

本文是在前人对校本课程开发理论研究基础上,以基础教育课程改革纲要为指导,以教育学、地理教学目标论和评价理论为依据,通过比较研究、综合分析、归纳法等研究方法,对校本课程开发的定义、其他相关概念、指导校本课程开发的理论基础主要原则,开发的程序、评价以及余干县中学地理校本课程开发案例等进行研究分析。通过综合比较校本课程开发的诸多定义和对国内外校本课程开发的比较研究中发现,地理校本课程开发的目的是:在规范课程改革的理论研究和实践探索活动中,以学校为基础,通过对本校学生的需求进行科学评估,充分利用当地社区和学校的课程资源而开发的多样性的、可供学生选择的开放式课程。课程与教学相互整合,教师在课程改革中发挥主体作用,构建起一个开放的、充满生机的、有中国特色的社会主义基础教育课程体系。地理校本课程开发实践深刻地证明地理教师素质的提高是校本课程开发成功的关键,教育主管部门和学校领导要开辟多种渠道提高地理教师素质;同时传统的地理课程评价机制不适应地理校本课程开发的需要。改革地理教育评价机制,建立与新课程改革相适应的新的评价机制是地理校本课程开发成功的保障,因此地理教师的任务还很重。

关键词：地理校本课程开发评价机制乡土地理

基于生态足迹模型的江西省可持续发展综合评价研究

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基于生态足迹模型的江西省可持续发展综合评价研究

作者：刘厚仙江西师范大学

学位级别：硕士

本文首先回顾了可持续发展产生的背景、概念的由来与内涵的发展,评析了国内外衡量可持续发展的指标体系。当前随着研究的不断深入,可持续发展的定量化成为研究的关键和难点,生态足迹模型是一种定量化测度可持续发展的方法之一,它以概念... 详细信息

本文首先回顾了可持续发展产生的背景、概念的由来与内涵的发展,评析了国内外衡量可持续发展的指标体系。当前随着研究的不断深入,可持续发展的定量化成为研究的关键和难点,生态足迹模型是一种定量化测度可持续发展的方法之一,它以概念形象、内涵丰富和可操作性强的特点而迅速风靡全球。生态足迹模型最早是由加拿大生态经济学家William和Wackernagel提出的,它提供了一个核算不同区域尺度自然资本利用的简明框架,通过测算人类对自然的消费与自然资本的承载量,确定人类对自然生态系统的利用状况,从而判断一个国家或地区的发展是否可持续。这种可持续发展评价模式优势明显,但也有不足之处,主要表现在其在评价上的生态偏向,并且忽视生态弹性对生态系统的自我修复与调节的功能。本文的出发点在于扬生态足迹模型之长,避其之短,尝试性地提出一种以生态足迹模型为评价基石,综合可持续发展在经济、社会方面的多指标综合评价方法,从生态可持续发展、经济可持续发展、社会可持续发展三方面综合评价区域可持续发展度。论文以江西省作为区域可持续发展综合评价的实证案例,分别评价了江西省2000-2004年这一时间段的生态、经济、社会可持续发展度及可持续发展综合能力。结果表明,江西省2000-2004年经济可持续发展能力、社会可持续发展能力在增长,可持续发展综合能力总体呈上升趋势,但生态可持续发展能力却在持续下降。从系统管理的角度来讲,生态的不可持续发展会影响甚至制约江西省可持续系统的整体发展,因而从长远的视角分析,建立在超出生态系统承载能力的一切社会、经济的发展只会离可持续发展的差距越来越大,由此可见,江西省实现可持续发展的任务艰巨,采取必要的措施刻不容缓。文章从生产性生态足迹、生态弹性、人口状况、万元GDP生态足迹状况等多角度具体分析了江西省生态压力产生的内在原因:(1)由于江西省人口总量不断增长,人均土地资源相对较少,生态足迹总体大于生态承载力,且生态赤字处于不断增长状态,这是江西省生态压力的主要原因(2)生态弹性度呈波动下降状况,削弱了生态系统的承载能力。(3)江西省万元GDP生态足迹总体较高,资源利用效益相对低下加剧了资源的不足及生态的破坏。文章最后针对江西省实施可持续发展过程中存在的具体问题,提出了降低生产性生态足迹的需求并提高区域的生态承载能力的意见与对策。

关键词：可持续发展生态足迹评价生态赤字江西省

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开放式中学地理教学研究

开放式中学地理教学研究

作者：余腊英江西师范大学

学位级别：硕士

历史是在不断改革中向前发展的，社会的每一次政治革命、技术革命、经济改革，都必然要求教学进行相应的改革。就地理教学来说，不仅面对着社会的改革发展，地理学的不断更新发展，同样也要求教学本身进行改革。怎么改?改什么?这是历史... 详细信息

历史是在不断改革中向前发展的，社会的每一次政治革命、技术革命、经济改革，都必然要求教学进行相应的改革。就地理教学来说，不仅面对着社会的改革发展，地理学的不断更新发展，同样也要求教学本身进行改革。怎么改?改什么?这是历史赋予我们地理教育工作者的任务。而目前的中学地理教学基本上仍是以教师为中心，灌输式的传授地理知识，学生作为客体处于一种单纯接受知识的被动地位，束缚了学生的个性和潜能，禁锢了学生的发展，因此必须要寻求一种切实可行的以提高学生综合素质为目的的新的教学模式。本文所研究的开放式教学是以新课程理念为指导的教学模式，是自主学习理论、合作学习理论、探究学习理论、建构主义理论、研究性学习理论与我国中小学当前的教学实际相结合的产物。本文根据教育学，心理学的相关理论，以培养学生学科素质和综合素质为教学目标，阐述了中学地理教学过程中存在的问题及传统教学模式的利与弊;分析了中学地理开放式教学的内涵，论述了开放式教学的理论基础、基本特征;以案例分析的方法，重点从教学内容、教学过程、教学方法等几方面探讨开放式地理教学的实施及对培养学生素质的作用，提出了实施该教学模式应注意的几个问题。实验证明，开放式教学不仅能显著提高学生的学业成绩，而且能促进学生社会交往技能、学习兴趣、自信心等非认知品质的提高，同时对其它学科的学习产生一定的迁移。通过实施开放式教学，形成了互尊互爱、民主平等、和谐发展的师生关系，提高了学生的学习能力，使学生“乐学”、“会学”、“善学”。

关键词：中学地理开放式教学素质教育

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铅镉高污染农田稳定化修复及安全利用研究

铅镉高污染农田稳定化修复及安全利用研究

作者：郝金才江西师范大学

学位级别：硕士

随着社会经济的发展,我国土壤重金属污染形势日益严重,威胁着生态安全和人体健康。本研究以云南兰坪县矿区镉(Cd)和铅(Pb)复合污染农田土壤为研究对象,通过培养、盆栽试验和田间试验,研究石灰、海泡石、生物炭、钙镁磷肥等钝化材料对土... 详细信息

随着社会经济的发展,我国土壤重金属污染形势日益严重,威胁着生态安全和人体健康。本研究以云南兰坪县矿区镉(Cd)和铅(Pb)复合污染农田土壤为研究对象,通过培养、盆栽试验和田间试验,研究石灰、海泡石、生物炭、钙镁磷肥等钝化材料对土壤重金属的钝化效应以及重金属低积累玉米品种筛选,期为控制农田土壤重金属污染提供理论依据。主要研究结果如下:(1)稳定剂培养和盆栽试验表明,稳定材料种类和剂量对土壤铅镉有效性影响具有明显差异;石灰、海泡石、高剂量生物炭对供试土壤铅镉均具有显著钝化效果,以石灰最佳,但是在石灰用量超过0.2%后,钝化效果增幅较小。在本研究高污染土壤上(Cd 33.9 mg/kg,Pb 1277 mg/kg),石灰和海泡石复配处理使土壤有效态铅和镉浓度分别降低97.5%和81.4%,相应玉米地上部铅和镉浓度分别降低29.6%和34.0%,但绝对浓度仍较高,为41.0和30.0 mg/kg。(2)钝化剂田间试验表明,与盆栽试验结果相似,钝化显著降低土壤有效态Pb和Cd浓度。与未施用钝化剂土壤相比,石灰与生物炭复配有效态Pb和Cd显著降低81.1%、93.3%。所有处理玉米籽粒铅镉浓度均低于国家粮食安全生产标准,但不同钝化材料处理下,玉米籽粒对铅镉浓度的富集系数和产量不同。其中生物炭处理玉米籽粒Pb和Cd的富集系数相对较低,分别为0.0001,0.014;生物炭与海泡石,生物炭与钙镁磷肥复配处理玉米产量与对照相比分别增加44.3%、41.7%。这该研究表明,在田间污染程度下玉米能够安全生产,钝化剂能进一步将低玉米对重金属的富集。(3)选择50个潜在的玉米重金属低积累品种,开展田间筛选试验研究。结果表明,玉米籽粒富集系数以及产量存在显著品种差异。供试16个玉米品种籽粒Cd、Pb浓度均达到国家食品安全生产标准,诚信1号等15个玉米品种籽粒高产;Cd富集系数最低为先玉987(蓝),富集系数为0.004;Pb富集系数最低为登海605、诚信5号、诚信1号和金农109,富集系数均为0.0001。最终获得诚信1号、金农109、诚信6号、诚信5号、龙生16号、强盛103、强盛101、先玉987(蓝)、润民8号等9个籽粒高产和Cd、Pb积累性较弱的玉米品种,可为Cd和Pb高污染农田土壤钝化和低积累作物联用的安全生产提供作物品种。

关键词：高污染钝化剂农田土壤玉米低积累