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西北煤电集聚区不同水体水化学特征及氟成因

中国环境科学 2024年第7期44卷 3810-3822页

作者：韩萱黄磊刘廷玺侯泽明李艳娜许江内蒙古农业大学水利与土木建筑工程学院内蒙古自治区水资源保护与利用重点实验室内蒙古呼和浩特010018 黄河流域内蒙段水资源与水环境综合治理自治区协同创新中心内蒙古呼和浩特010018

为探明西北煤电集聚区不同水体水化学特征以及氟离子分布成因,以鄂尔多斯市补连塔矿区为研究对象,采用Piper三线图、主成分分析、相关性分析等方法,对采集的55个水样进行测试,结合非致癌健康评价模型对地下水中氟离子进行健康风险评估.... 详细信息

为探明西北煤电集聚区不同水体水化学特征以及氟离子分布成因,以鄂尔多斯市补连塔矿区为研究对象,采用Piper三线图、主成分分析、相关性分析等方法,对采集的55个水样进行测试,结合非致癌健康评价模型对地下水中氟离子进行健康风险评估.结果表明:所有水样均呈现出弱碱性;Na^(+)、SO_(4)^(2-)是地表水以及深层地下水的优势离子,浅层地下水的优势离子为Ca2+和HCO_(3)-;地表水的水化学类型主要以SO_(4)·Cl-Na和HCO_(3)·SO_(4)-Na型为主,浅层地下水的化学类型较多,主要以SO_(4)·Cl-Na·Ca、HCO_(3)-Na·Mg、HCO_(3)-Mg和SO_(4)·Cl-Ca型为主,深层地下水则以HCO_(3)·SO_(4)-Ca和SO_(4)-Na型为主;其水化学特征主要受硅酸盐风化溶解作用影响,同时采煤活动促进了不同水体之间水化学转化;地表水、浅层地下水与深层地下水中F变化范围分别在0.16~4.82,0~0.69,0.08~6.26mg/L,地下水中F有19.35%的风险指数超过HQ=1,推测该地区地下水的高氟现象对人类健康产生一定的影响.

关键词：地下水地表水水化学特征主成分分析氟离子

城镇污水厂各工序段对微塑料去除率差异特性分析

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中国环境科学 2024年第6期44卷 3122-3131页

作者：米家辉卢俊平刘廷玺刘禹张琦石震宇刘莹慧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 内蒙古自治区水资源保护与利用重点实验室内蒙古呼和浩特010018

污水处理厂被认为是微塑料的主要排放与储存场所.为探究城镇污水处理厂不同处理工序段对污水中微塑料的去除效率差异特性,以内蒙古某污水处理厂为研究对象,通过采用体式显微镜观察,并借助LAS X软件统计分析的方法展开研究,结果表明:污... 详细信息

污水处理厂被认为是微塑料的主要排放与储存场所.为探究城镇污水处理厂不同处理工序段对污水中微塑料的去除效率差异特性,以内蒙古某污水处理厂为研究对象,通过采用体式显微镜观察,并借助LAS X软件统计分析的方法展开研究,结果表明:污水厂中微塑料的主要存在形态以纤维状为主(61.8%),其次为碎片状与薄膜状,微塑料的尺寸主要集中在0.25-0.50mm(32.9%).一级处理工序中对微塑料去除效果最好的构筑物分别是:粗格栅、细格栅和初沉池,尤其对尺寸小于0.25mm微塑料颗粒的去除效果最好.旋流沉砂池对纤维、碎片和薄膜状微塑料均没有起到积极的去除效果,二级处理工序中的二沉池对微塑料的去除起到了关键作用,其次为纤维生物转盘,其对尺寸介于0.50~1.00mm的微塑料去除效率最高.一级处理工序对3种形状微塑料的去除效率均为正值,且去除效率与微塑料尺寸呈负相关关系.一级处理工序中的构筑物对小尺寸微塑料的去除效率比较稳定,而对大尺寸微塑料的去除效率波动较大,对不同形状微塑料的去除率随污水在各处理构筑物流动方向沿程呈下降趋势.二级处理工序对3种形状微塑料的去除率均呈现为负值,而仅对尺寸小于0.50mm的微塑料去除率为正值.本研究旨在为污水厂提升微塑料去除率的运行管理提供理论指导作用.

关键词：微塑料污水处理厂去除效果赋存形态去除贡献率

冰封期不同类型湖泊细菌与蓝藻群落组成及共现网络分析

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湖泊科学 2024年第5期36卷 1366-1379页

作者：杨文焕张明宇杨娅婷徐龙郭渊马杰李卫平内蒙古科技大学能源与环境学院包头014010 黄河流域内蒙古段生态保护与综合利用自治区协同创新中心包头014010 内蒙古自治区乌兰察布市生态环境局凉城县分局乌兰察布013750

季节性冰封使得寒区湖泊微生物群落结构及生物间的相互反馈具有特殊性。黄河流域内蒙古段湖泊作为典型的寒区湖泊,其漫长的冰封期为研究细菌与蓝藻在冰封条件下的相互关系提供了天然平台。解析不同类型湖泊生态系统中细菌与蓝藻群落间... 详细信息

季节性冰封使得寒区湖泊微生物群落结构及生物间的相互反馈具有特殊性。黄河流域内蒙古段湖泊作为典型的寒区湖泊,其漫长的冰封期为研究细菌与蓝藻在冰封条件下的相互关系提供了天然平台。解析不同类型湖泊生态系统中细菌与蓝藻群落间的相互关系差异,有助于深入理解湖泊冰封条件下水生态系统的功能与动态。为探明湖泊功能对菌藻关系的影响,本文以大型淡水湖泊乌梁素海、城市湖泊南海湖、咸水湖泊岱海冰封期冰下水体为研究对象,利用宏基因测序分子生物学技术、冗余分析、Mantel检验分析及Network网络分析模型等方法,对冰封期间细菌和蓝藻群落结构及相互关系进行研究。结果表明:3个湖泊冰下水体中优势菌门组成一致,属水平上的群落组成具有较为明显的差异;湖泊间菌藻群落组成差异与环境因子的协同作用高度相关,总磷、氨氮和总氮是影响冰封期菌藻群落结构的主要环境因子;细菌-蓝藻的微生物网络复杂性呈现南海湖>岱海>乌梁素海。岱海网络中菌藻关系多以负相关为主,负权重边占比达到31.70%,且模块化程度较高。本文旨在对湖泊冰下水体中的细菌、蓝藻群落结构及共现网络进行深入分析,以更好地理解不同水生态系统下微生物错综复杂的关系,为相关领域的生态保护和研究提供重要的理论依据。

关键词：冰封期宏基因群落结构冗余分析菌藻关系

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芍药种子层积过程中生理生化变化研究

草地学报 2024年

作者：穆赢通吕丽娟李晓杰王俊杰路景诗贾俊英青格乐桑昊张晓明内蒙古农业大学草原与资源环境学院内蒙古自治区中蒙药材良种育繁工程技术研究中心呼和浩特市林业和草原局内蒙古民族大学农学院内蒙古自治区高校中(蒙)药材生态种植工程研究中心(培育) 内蒙古自治区农牧业科学院内蒙古自治区林业科学研究院

芍药(Paeonia lactiflora )种子层积过程中形态、营养物质、酶活性、内源激素及关键基因的表达，为其休眠机制研究奠定基础。研究种子的形态变化，测定营养物质、酶活性、激素及关键基因的表达。休眠解除过程分为下胚轴生长、胚芽膨大... 详细信息

芍药(Paeonia lactiflora )种子层积过程中形态、营养物质、酶活性、内源激素及关键基因的表达，为其休眠机制研究奠定基础。研究种子的形态变化，测定营养物质、酶活性、激素及关键基因的表达。休眠解除过程分为下胚轴生长、胚芽膨大和上胚轴生长;初始储藏物质以脂肪为主，约28%。休眠解除过程脂肪、淀粉、蛋白质和可溶性糖整体下降，为萌发提供物质。脂肪在休眠解除中消耗最多，为主要供能物质。休眠解除过程分解营养物质的酶活性变化符合营养物质变化趋势，抗氧化酶活性整体增强;休眠解除过程中GA含量呈现上升-下降，ABA含量和GA/ABA比值显著下降，关键基因变化符合内源激素含量变化。芍药种子休眠解除须满足暖温-低温的变化，酶活性增强，营养物质分解为休眠解除提供能量，ABA含量显著下降是抑制萌发的主要激素。芍药种子休眠的解除需要能量代谢和激素共同调控。

关键词：芍药种子休眠种子形态生理生化指标

基于Beer-Lambert方法的机载LiDAR草地叶面积指数估算研究

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中国草地学报 2024年第9期46卷 43-53页

作者：李苏和郭利彪谭维贤黄平平兰春阳吴雨晴内蒙古工业大学信息工程学院内蒙古呼和浩特010080 内蒙古自治区雷达技术与应用重点实验室内蒙古呼和浩特010080

草地叶面积指数(Leaf area index,LAI)是天然草地的重要结构参数,能够用来监测草地的生长状况和生产力水平,对草地资源可持续利用和科学管理具有重要意义。以内蒙古锡林郭勒盟典型草原为研究对象,首先使用无人机激光雷达(Airborne light... 详细信息

草地叶面积指数(Leaf area index,LAI)是天然草地的重要结构参数,能够用来监测草地的生长状况和生产力水平,对草地资源可持续利用和科学管理具有重要意义。以内蒙古锡林郭勒盟典型草原为研究对象,首先使用无人机激光雷达(Airborne light detection and ranging,Air-LiDAR)草地冠层观测数据,通过解析点云数据构建冠层高度模型(Canopy height model,CHM),随后进行研究区草地冠层间隙率计算,最后基于Beer-Lambert方法进行0.05 m、0.10 m、0.15 m、0.20 m 4个不同空间分辨率采样尺度下的LAI估算,并选择CHM低值、中值、高值3个不同子区域分别进行不同冠层高度下LAI的检验和分析。结果表明:(1)草地叶面积指数与冠层高度模型数值呈正相关、与冠层间隙率呈负相关。(2)机载LiDAR草地LAI估算的最优采样尺度为0.15 m,CHM不同高度子区域LAI结果检验R^(2)和RMSE分别为:低值区为0.66和0.04;中值区为0.54和0.34;高值区为0.54和1.17,表明无人机LiDAR可捕获草地冠层观测采样存在的异质性差异分布特征。(3)不同空间分辨率0.05~0.20 m间隔采样LAI结果表明,对于CHM低值、植被分布稀疏区域不同分辨率LAI无显著空间尺度变化差异,但CHM高值、较密植被分布群落LAI会随空间分辨率表现出尺度性差异。综上所述,本研究设计完成的无人机LiDAR草地LAI估算模型,参数机理具体、流程方法可操作性强,具有较好的数值检验精度,可为激光雷达在草地植被叶面积指数遥感反演及应用提供技术参考。

关键词：草地植被无人机激光雷达间隙率叶面积指数空间异质性

内蒙古自治区太阳能发电工程沙尘灾害风险区划

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沙漠与绿洲气象 2024年

作者：马玉峰东方达布希拉图赵艳丽内蒙古自治区气候中心内蒙古自治区气象局

利用气象灾害风险评价理论，从致灾因子危险性、承灾体暴露度和承灾体脆弱性三个方面出发，通过层次分析法等研究方法，开展内蒙古太阳能发电工程沙尘灾害风险区划。通过GIS空间分析，建立太阳能发电工程沙尘灾害风险评估模型，划分灾... 详细信息

利用气象灾害风险评价理论，从致灾因子危险性、承灾体暴露度和承灾体脆弱性三个方面出发，通过层次分析法等研究方法，开展内蒙古太阳能发电工程沙尘灾害风险区划。通过GIS空间分析，建立太阳能发电工程沙尘灾害风险评估模型，划分灾害等级，得到内蒙古太阳能发电工程沙尘灾害低风险区主要分布在呼伦贝尔市、兴安盟、锡林郭勒盟东北部，通辽市北部以及赤峰市大部；次高风险区与高风险区主要分布在阿拉善盟、巴彦淖尔市西北部以及鄂尔多斯西南部。从沙尘灾害风险区划整体结果来看，内蒙古自治区太阳能发电工程沙尘灾害影响范围相对集中，且范围较小，有利于太阳能发电站的安全运行，同时在太阳能资源开发建设过程中要重视沙尘灾害对工程建设和运营的负面影响，做好沙尘灾害前期评估工作，完善运营中沙尘灾害应急预案，将沙尘灾害的影响降到最低。

关键词：太阳能发电站沙尘灾害评估空间分布内蒙古自治区

科尔沁沙地沙丘生态系统水热通量特征及影响驱动因子

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中国环境科学 2024年第2期44卷 1041-1052页

作者：张思敏郝丽娜童新贾天宇张亦然马扩伦硕刘廷玺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 内蒙古自治区水资源保护与利用重点实验室内蒙古呼和浩特010018 黄河流域内蒙段水资源与水环境综合治理协同创新中心内蒙古呼和浩特010018 内蒙古水利水电勘测设计院内蒙古呼和浩特010018

以科尔沁沙地的典型沙丘区为研究对象,利用涡动相关系统(EC)持续监测沙丘生态系统2013~2022年的表面能量通量数据,采用普通最小二乘线性回归法(OLS)和表面能量平衡比率(EBR)两个指标评估能量平衡闭合度,对沙丘生态系统生长季(4~10月)能... 详细信息

以科尔沁沙地的典型沙丘区为研究对象,利用涡动相关系统(EC)持续监测沙丘生态系统2013~2022年的表面能量通量数据,采用普通最小二乘线性回归法(OLS)和表面能量平衡比率(EBR)两个指标评估能量平衡闭合度,对沙丘生态系统生长季(4~10月)能量通量的日变化、季节变化以及年际变化进行分析,并计算波文比(β)和能量平衡比,探讨了影响潜热通量(LE)、感热通量(H)和土壤热通量(G)变化的环境因素.结果表明:多年平均年净辐射(R_(g))为1592.77MJ/m^(2),其中H、LE和G分别为614.60,636.22和117.76MJ/m^(2),科尔沁沙地沙丘生态系统年能量的主要组成部分为潜热通量,占总能量的40%.β日动态曲线呈单峰变化,波动相对较平缓.各年年均表面能量平衡比率(EBR)介于0.75~0.90之间,多年年均EBR为0.87,说明能量平衡闭合度的残差为13%.研究表明饱和水汽压差(VPD)是影响能量通量的主要因素,其次是空气温度(T_a)和土壤温度(T_s),均与能量通量呈显著正相关;而植被对能量通量的影响表现在LE与叶面积指数(LAI)呈正相关,而H相反.

关键词：科尔沁沙地涡动相关系统水热通量波文比能量平衡比影响因素

荒漠草原区土壤水分ELM-ESTARFM遥感反演模型构建与应用

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干旱地区农业研究 2024年第3期42卷 236-244页

作者：王欢李瑞平王福强赵建伟苗存立籍晓婧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 赤峰市克什克腾旗自然资源局内蒙古赤峰025350 内蒙古自治区测绘地理信息中心内蒙古呼和浩特010018

土壤水分的高时空分辨率和高精度评估对干旱监测具有重要意义。为探究我国内蒙古荒漠草原区土壤水分遥感反演最优模型,基于Landsat和MODIS数据进行改进型自适应反射率时空融合(Enhanced Spatial and Temporal Adaptive Reflectance Fusi... 详细信息

土壤水分的高时空分辨率和高精度评估对干旱监测具有重要意义。为探究我国内蒙古荒漠草原区土壤水分遥感反演最优模型,基于Landsat和MODIS数据进行改进型自适应反射率时空融合(Enhanced Spatial and Temporal Adaptive Reflectance Fusion Model,ESTARFM),结合下垫面因子、地形因子、气象因子、植被因子等多要素环境因子,通过极限学习机(Extreme learning machine,ELM)和随机森林(Random forest,RF)两种方法构建土壤含水率反演模型,并与Landsat(未进行融合)构建的土壤含水率反演模型进行对比,最终筛选得到最优土壤含水率反演模型,并对研究区不同土地利用类型土壤含水率分布特征进行应用分析。结果表明:归一化植被指数是土壤含水率环境因子相关分析中最重要的预测因子(0~10、10~20、20~30 cm土壤深度处R^(2)=0.85、0.82、0.79),其次为降水量(R^(2)=0.73、0.68、0.71)、高程(R^(2)=0.71、0.70、0.71)、水体指数(R^(2)=0.69、0.69、0.68)、归一化盐分指数(R^(2)=0.68、0.67、0.65)。与未进行时空融合所构建的模型相比,利用ESTARFM时空融合所构建的模型精度均有所提升,考虑ESTARFM时空融合时,ELM模型的R^(2)、RMSE、MAE分别为0.89、6.58%、3.93%,RF模型的R^(2)、RMSE、MAE分别为0.78、7.25%、4.95%;未考虑ESTARFM时空融合时,ELM模型的R^(2)、RMSE、MAE分别为0.75、7.37%、5.24%,RF模型的R^(2)、RMSE、MAE分别为0.71、7.48%、5.30%。表明ELM模型比RF模型的土壤含水率反演效果更好,且ELM-ESTARFM为土壤含水率反演最优模型。在此基础上,运用改进后的ELM-ESTARFM遥感反演模型监测了乌审旗全域土壤含水率,发现研究区北部和西北部的土壤含水率较高,南部地区的土壤含水率较低;对于不同土壤深度,土壤含水率由大到小依次为耕地、林地、草地、沙地,耕地区域0~10、10~20、20~30 cm土层含水率分别为18.92%、19.34%、21.84%,林地为11.80%、11.87%、12.40%,草地为10.97%、11.02%、12.22%,沙地为5.07%、5.35%、5.67%。

关键词：土壤水分环境因子极限学习机随机森林

基于MWatNet模型的河套灌区解放闸灌域灌溉水体提取

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农业机械学报 2024年第6期55卷 178-185,201页

作者：张圣微韩永婷刘璐杨林雒萌方科迪章骞内蒙古农业大学水利与土木建筑工程学院呼和浩特010018 内蒙古自治区水资源保护与利用重点实验室呼和浩特010018 黄河流域内蒙段水资源与水环境综合治理自治区协同创新中心呼和浩特010018

为提高灌溉农田中灌溉水体的识别精度,以河套灌区解放闸灌域作为研究区,基于Sentinel-2遥感影像,结合灌区实际情况对地表水体提取模型(WatNet)进行改进,得到MWatNet模型并提取灌溉水体。采用总体精度(Overall accuracy,OA)、平均交并比(... 详细信息

为提高灌溉农田中灌溉水体的识别精度,以河套灌区解放闸灌域作为研究区,基于Sentinel-2遥感影像,结合灌区实际情况对地表水体提取模型(WatNet)进行改进,得到MWatNet模型并提取灌溉水体。采用总体精度(Overall accuracy,OA)、平均交并比(Mean intersection over union,MIoU)、F1值等水体提取精度指标进行综合评价。结果表明:改进后的地表水体提取模型(MWatNet)在解放闸灌域农田灌溉水体的提取上具有较好的识别精度,模型总体精度达到96%,平均交并比达到83%,F1值为80%,实地调研验证准确度为85.7%;对比原WatNet、水体语义分割模型(Deeplabv3_plus)和水体提取模型(Deepwatermapv2),MWatNet在灌溉水体提取的连结性、剔除道路和城镇干扰等方面,均表现出更好的效果和模型运行效率。利用该模型可以实现灌溉水体定量化表征,为灌溉用水调度提供了数据支撑。

关键词：水体提取灌溉农田 Sentinel-2影像深度学习河套灌区 MWatNet模型

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