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农业氮素投入与农业面源污染风险的响应关系——以河南省为例

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安全与环境学报 2024年

作者：李栋浩蔡文沛李玲吴用王佳宁杨仙河南农业大学资源与环境学院

氮肥施用在农业生产中对作物的生长和产量有显著的影响，从环境承载能力上来看，过量地施用氮素会导致农业面源污染的风险增加。根据河南省第二次全国污染源普查公报，河南省的面源污染总氮排放量为1.74×105t，造成了较大环境污染问题... 详细信息

氮肥施用在农业生产中对作物的生长和产量有显著的影响，从环境承载能力上来看，过量地施用氮素会导致农业面源污染的风险增加。根据河南省第二次全国污染源普查公报，河南省的面源污染总氮排放量为1.74×105t，造成了较大环境污染问题。从保障粮食安全的角度来看，面源污染导致的土壤质量下降和污染物积累，会直接影响农作物的生长和产量。研究河南省氮素投入与面源污染的响应关系，不仅可以更加精确地确定氮肥施用量，减少氮肥施用、降低面源污染风险，还对保障粮食安全具有重要意义。研究以减少面源污染风险、提高氮肥利用效率为目的，根据土壤氮素平衡原理，使用清单分析法和排污系数法解析了河南省17个地级市氮肥施用现状并对各地市农田土壤氮盈余、理论施氮量以及监控施氮量进行了量化分析。结果显示：除漯河市外，河南省剩余16个地级市的农田土壤氮素含量普遍处于盈余状态，氮盈余平均值达到255 kg/hm2，氮肥生产效率较低且大量施肥，是导致河南省农业面源污染和制约粮食增产增效的主要原因；河南省16个地级市存在过量施氮的情况，对作物施氮量进行调整后，在保证土壤养分和作物生产的前提下，河南省年总施氮量由原来的3.793×106t减少到2.553×106t，平均施氮量负荷由455 kg/hm2降低到319 kg/hm2，河南省平均氮肥生产效率也将从14.3 kg/kg提升到22.3 kg/kg，有效提高了氮肥生产效率并减少了农业面源污染发生的风险；在农田土壤氮素平衡模型中，濮阳市、焦作市等部分施氮水平较高的地区由于土地利用率高、农作物消耗较大和种植结构等原因，农田土壤氮素的过剩量较小，农业面源污染风险也较小；济源、三门峡等部分施氮水平较低的地区由于地形、土壤和熟制等因素影响，农田土壤氮素的过剩量反而较大，农业面源污染风险也较大。因此，施氮量越大并不意味着农业面源污染风险越大，在农业生产中不能一味地追求“减氮”，而是要使氮肥施用量能够满足实际农业生产和增产的需求。

关键词：环境学氮肥农业面源污染氮素平衡

河南省氮素农业面源污染风险评价与关键管控区识别

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农业机械学报 2024年第3期55卷 311-320页

作者：高林林吴用杨书涵刘雪珂李玲李栋浩河南农业大学资源与环境学院郑州450002

农业面源污染是我国水环境保护面临的重要问题,风险评价对于农业面源污染防治具有重要意义。本研究以河南省为研究区域,采用层次分析法的分级赋值方法,基于熵值法和专家打分确定各影响因子权重,构建河南省氮素农业面源污染风险多因子综... 详细信息

农业面源污染是我国水环境保护面临的重要问题,风险评价对于农业面源污染防治具有重要意义。本研究以河南省为研究区域,采用层次分析法的分级赋值方法,基于熵值法和专家打分确定各影响因子权重,构建河南省氮素农业面源污染风险多因子综合评价模型,计算河南省氮素农业面源污染风险指数并在流域尺度上进行验证,划分氮素农业面源污染的风险等级并识别关键管控区。结果表明:种植源、养殖源和生活源分别贡献河南省31.52%、38.47%和30.01%的氮素流失负荷,流失负荷呈现为西低,中、东部高的特点。河南省有39 429 km^(2)的区域存在中风险,约占河南省总面积的23.61%,有17 318 km^(2)的区域存在高风险,约占总面积的10.37%;划定距河流2 km以内的中、高风险区为一般管控区和重点管控区,面积分别为10 982 km^(2)和9 285 km^(2)。通过与同期水质自动监测数据进行相关分析,决定系数为0.82,表明模型模拟结果具有较高的精准度。综合结果表明,建立的多因子综合评价模型具有科学性和准确性,可用于氮素农业面源污染风险的识别。

关键词：氮素农业面源污染多因子综合评价风险识别管控区河南省

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河南省农业面源污染负荷估算及控制分区

环境污染与防治 2024年第5期46卷 750-759页

作者：杨书涵吴用高林林李玲李栋浩胡亚瑾河南农业大学资源与环境学院河南郑州450000

农业面源污染问题是造成水环境污染的重要原因之一,识别农业面源污染空间分布并进行分区控制是农业面源污染防治的前提。运用清单分析法、等标污染负荷法和聚类分析法对河南省2020年农业面源的污染源、污染物及其空间分布特征进行分析... 详细信息

农业面源污染问题是造成水环境污染的重要原因之一,识别农业面源污染空间分布并进行分区控制是农业面源污染防治的前提。运用清单分析法、等标污染负荷法和聚类分析法对河南省2020年农业面源的污染源、污染物及其空间分布特征进行分析。结果如下:1)河南省农业面源主要污染源为化肥施用和畜禽养殖,污染物COD排放量最大,南阳市排放总量最高;河南省农业面源污染呈较强的区域分异特征,化肥施用污染主要集中在周口市,畜禽养殖以南阳市为最严重;总等标污染指数最高为濮阳市。2)通过聚类分析将河南省划分3个一级面源污染控制分区:高度、中度和轻度风险区,并在此基础上细分为7个二级面源污染控制分区,并针对性地给出了河南省农业面源的防治对策,为河南省农业面源污染的分类管控提供参考依据。

关键词：农业面源污染河南省控制分区等标污染指数时空特征

乌梁素海重金属在冰-水介质中迁移的微观机理

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人民黄河 2024年第4期46卷 86-91页

作者：孙驰王俊史小红吴用王浩张亚峰姜卜源郑州工程技术学院土木工程学院河南郑州450053 内蒙古农业大学水利与土木建筑工程学院内蒙古呼和浩特010018 河南农业大学资源与环境学院河南郑州450002

为探究乌梁素海重金属在冰-水介质中迁移的微观机理,对冰封期乌梁素海不同重金属(Fe、As、Cr、Cu、Zn、Mn、Cd、Hg、Pb)水样进行室内单向结冰模拟,总结重金属在冰体和冰下水体中的分布特征,并根据第一性原理进行结合能计算,从结合能的... 详细信息

为探究乌梁素海重金属在冰-水介质中迁移的微观机理,对冰封期乌梁素海不同重金属(Fe、As、Cr、Cu、Zn、Mn、Cd、Hg、Pb)水样进行室内单向结冰模拟,总结重金属在冰体和冰下水体中的分布特征,并根据第一性原理进行结合能计算,从结合能的角度分析其微观机理。结果表明:各重金属与水体的结合能均大于与冰体的,表明重金属在水体中比在冰体中更稳定,驱使重金属从冰体向冰下水体迁移。

关键词：重金属冰-水双介质微观机理第一性原理结合能乌梁素海

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连续钢梁SFRC组合桥面板的优化设计

华南理工大学学报（自然科学版） 2024年第1期52卷 26-37页

作者：徐晨许琴东孙旭霞吴用贤张玉彬徐艺同济大学土木工程学院上海200092 同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司上海200092 兴泰建设集团有限公司内蒙古呼和浩特010000

为探究中大跨径连续钢梁钢纤维混凝土(SFRC)组合桥面板优化设计方法,研究结合SFRC组合板偏拉试验与数值模拟所得SFRC受拉开裂特性,依据现有连续钢梁构造特点,采用SFRC代替原设计中C50混凝土铺装,通过Abaqus建立SFRC组合桥面板钢箱梁节... 详细信息

为探究中大跨径连续钢梁钢纤维混凝土(SFRC)组合桥面板优化设计方法,研究结合SFRC组合板偏拉试验与数值模拟所得SFRC受拉开裂特性,依据现有连续钢梁构造特点,采用SFRC代替原设计中C50混凝土铺装,通过Abaqus建立SFRC组合桥面板钢箱梁节段模型进行参数分析,考察了SFRC板厚、钢顶板厚、配筋率对主梁抗弯刚度、钢结构应力影响的特点。在此基础上以主梁弹性抗弯刚度和关键截面应力为约束条件,以上部结构自重与材料成本为优化目标,对中跨50 m和80 m连续钢梁进行优化。最后依据变量优化结果,采用Midas建立考虑负弯矩区SFRC开裂的杆系模型来验证优化结果的合理性。结果表明:文中引入材料塑性损伤的有限元分析方法具有可靠性,所建立的SFRC裂缝宽度与受拉损伤因子关系可以表征SFRC开裂状态。连续钢梁上80~120 mm厚SFRC层参与受力后使主梁弹性抗弯刚度提升17%~24%,当SFRC裂缝宽度达0.20 mm时,主梁抗弯刚度折减13%~20%;钢顶板应力降低7%~12%,主梁负弯承载力无明显变化。增大顶板厚度与配筋率均可有效改善钢顶板应力。对SFRC层厚、配筋率、钢顶板与顶板加劲肋尺寸进行优化分析,结果表明:相比原设计,优化后的50 m和80 m SFRC组合桥面板连续钢梁用钢量分别降低13%与6%,上部结构自重分别减小12%与6%,材料的成本分别降低14%与9%,该优化设计流程与优化结果可为SFRC组合桥面板在连续钢梁中推广应用提供参考。

关键词：钢纤维混凝土组合桥面板参数分析优化设计

NaCu_(5)S_(3)复合Ni_(x)Fe-LDH的结构对水解氧析出性能的影响

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物理学报 2023年第10期72卷 345-353页

作者：白成吴用辛雨慈牟俊峰江俊颖丁鼎夏雷余鹏重庆师范大学物理与电子工程学院光电功能材料重庆市重点实验室重庆401331 上海大学材料研究所上海200072

析氧反应(OER)在锌空气电池、燃料电池和电解水等能源储存和转换设备中都有至关重要的作用.然而OER过程涉及四电子转移,导致反应动力学缓慢.尽管贵金属氧化物被认为是最先进的OER电催化剂,但昂贵的价格以及稀缺性限制了其商业应用.因此... 详细信息

析氧反应(OER)在锌空气电池、燃料电池和电解水等能源储存和转换设备中都有至关重要的作用.然而OER过程涉及四电子转移,导致反应动力学缓慢.尽管贵金属氧化物被认为是最先进的OER电催化剂,但昂贵的价格以及稀缺性限制了其商业应用.因此,本工作结合水热和水浴法制备了NaCu_(5)S_(3)@Ni_(x)Fe-LDH(x=1,2,3,4)纳米片阵列复合电催化剂.对样品的结构进行了表征,结果显示NaCu_(5)S_(3)和Ni2Fe-LDH充分混合,形成紧密结合的界面,有利于电荷的快速转移,这将增强两相界面处的电子调控作用,改变其局域结构特性,促进OER电催化性能.电化学测试结果显示,当电流密度为20 mA·cm^(-2)时,NaCu_(5)S_(3)@Ni2Fe-LDH在1.0 M KOH电解液中的氧析出过电位仅为227 mV,电催化性能优于原始的NaCu_(5)S_(3)(271 mV)和Ni2Fe-LDH(275 mV),并且具有长达72 h的稳定性.此外,NaCu_(5)S_(3)@Ni2Fe-LDH复合电催化剂具有较小的电荷转移电阻,较大的双层电容值(10.0 mF·cm^(-2))和电化学活性表面积(250 cm^(2)),有利于OER的进行.本工作为设计廉价、高效且稳定的OER复合电催化剂提供了切实可行的实践路径.

关键词：析氧反应电催化复合电催化剂纳米片阵列

NaCuS复合NiFe-LDH的结构对水解氧析出性能的影响

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物理学报 2023年

作者：白成吴用辛雨慈牟俊峰江俊颖丁鼎夏雷余鹏重庆师范大学物理与电子工程学院光电功能材料重庆市重点实验室上海大学材料研究所

析氧反应 (OER) 在锌空气电池、燃料电池和电解水等能源储存和转换设备中都有至关重要的作用. 然而OER过程涉及四电子转移，导致反应动力学缓慢. 尽管贵金属氧化物被认为是最先进的OER电催化剂，但昂贵的价格以及稀缺性限制了其商业应... 详细信息

析氧反应 (OER) 在锌空气电池、燃料电池和电解水等能源储存和转换设备中都有至关重要的作用. 然而OER过程涉及四电子转移，导致反应动力学缓慢. 尽管贵金属氧化物被认为是最先进的OER电催化剂，但昂贵的价格以及稀缺性限制了其商业应用. 因此，本工作结合水热和水浴法制备了NaCu5S3@NixFe-LDH (x=1，2，3，4) 纳米片阵列复合电催化剂. 对样品的结构进行了表征，结果显示NaCu5S3和Ni2Fe-LDH充分混合，形成紧密结合的界面，有利于电荷的快速转移，这将增强两相界面处的电子调控作用，改变其局域结构特性，促进OER电催化性能. 电化学测试结果显示，当电流密度为20 mA cm-2时，NaCu5S3@Ni2Fe-LDH在1.0 mol/L KOH电解液中的氧析出过电位仅为227 mV，电催化性能优于原始的NaCu5S3(271 mV) 和Ni2Fe-LDH (275 mV)，并且具有长达72 h的稳定性. 此外，NaCu5S3@Ni2Fe-LDH复合电催化剂具有较小的电荷转移电阻，较大的双层电容值 (10.0 mF cm-2) 和电化学表面积 (250 cm2)，有利于OER的进行. 本工作为设计廉价、高效且稳定的OER复合电催化剂提供了切实可行的实践路径.

关键词：析氧反应电催化复合电催化剂纳米片阵列

黑龙江省松嫩平原土地生态脆弱性时空特征分析

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土壤通报 2023年第3期54卷 505-515页

作者：张琳琳黄勤赵华甫吴用中国地质大学土地科学技术学院北京100083 河南农业大学资源与环境学院河南郑州450002

【目的】松嫩平原作为东北典型黑土地的集中分布区,面临着水土流失、土壤肥力下降等问题。综合评价松嫩平原的土地生态脆弱性,为该区域的土地资源利用和黑土地保障粮食安全提供依据。【方法】采用“生态敏感性-生态恢复力-生态压力度”... 详细信息

【目的】松嫩平原作为东北典型黑土地的集中分布区,面临着水土流失、土壤肥力下降等问题。综合评价松嫩平原的土地生态脆弱性,为该区域的土地资源利用和黑土地保障粮食安全提供依据。【方法】采用“生态敏感性-生态恢复力-生态压力度”模型(S-R-P模型)和GIS技术,结合层次分析法和综合指数法,构建黑龙江省松嫩平原土地生态脆弱性评价指标体系,对2005、2010、2015、2020年研究区土地生态脆弱性进行评价,分析其各时期等级转化和时空分布特征。【结果】黑龙江省内的松嫩平原土地处于轻度脆弱状态,土地生态脆弱性综合指数波动下降。2005~2020年,微度和轻度脆弱区面积分别增加3.37%和5.16%;中度、重度和极度脆弱区共减少8.53%。轻度脆弱区和微度脆弱区占比最大,主要分布在研究区的东北部和中部,共占80.96%;中度、重度和极度脆弱区主要分布于研究区中西部和南部,总占19.03%;土地生态脆弱性等级保持不变、上升和下降的区域分别占总面积的76.09%、5.52%和18.04%。【结论】研究区土地生态脆弱性整体处于轻度脆弱状态且有改善的趋势,但其空间差异明显,需继续提高生态防护措施,加强对黑土地的保护和粮食安全的保障。

关键词：土地生态脆弱性评价 S-R-P模型 GIS 松嫩平原

欧洲家庭法统一进程的最新发展——以欧洲家庭法协会为视角

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当代法学 2008年第4期22卷 45-52页

作者：吴用武汉大学法学院湖北武汉430072

欧洲家庭法协会(CEFL),以协调和统一欧洲家庭法为己任,自2001年成立以来着手对欧洲传统家庭法领域展开实体法协调的尝试。在离婚、离异配偶间扶养、父母责任等家庭法领域起草若干原则作为示范法,反映了欧洲比较家庭法的最新发展进程。... 详细信息

欧洲家庭法协会(CEFL),以协调和统一欧洲家庭法为己任,自2001年成立以来着手对欧洲传统家庭法领域展开实体法协调的尝试。在离婚、离异配偶间扶养、父母责任等家庭法领域起草若干原则作为示范法,反映了欧洲比较家庭法的最新发展进程。即使在欧盟各成员国批准《里斯本条约》后,CEFL仍有其发挥作用的空间。

关键词：欧洲家庭法协会欧洲家庭法协调父母责任离婚离异配偶扶养儿童权利