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南昌市城市湖泊表层水微塑料污染特征初探

环境科学学报 2024年第5期44卷 169-176页

作者：曾慧卿孙晨陈春丽蔡利欣李昆弓晓峰南昌大学资源与环境学院南昌330031 鄱阳湖环境与资源利用教育部重点实验室南昌330031 江西生态文明研究院南昌330031

微塑料是环境领域关注的新兴污染物,其在淡水湖泊中的研究亟待加强.本研究选择南昌市城市湖泊水体作为研究对象,对其表层水体微塑料污染进行研究.通过现场采样、显微观察及电镜扫描,对南昌市青山湖、艾溪湖、瑶湖、前湖、象湖、东湖、... 详细信息

微塑料是环境领域关注的新兴污染物,其在淡水湖泊中的研究亟待加强.本研究选择南昌市城市湖泊水体作为研究对象,对其表层水体微塑料污染进行研究.通过现场采样、显微观察及电镜扫描,对南昌市青山湖、艾溪湖、瑶湖、前湖、象湖、东湖、西湖、黄家湖等八大湖泊水体微塑料污染特征进行分析.结果表明,水体微塑料丰度为(10650±1909.2)~(19125±4136.6)n·m^(-3),其中以市中心八一广场附近的东湖、西湖以及高校区附近的前湖微塑料丰度最高,远离市中心的瑶湖丰度最小.南昌市城市湖泊微塑料污染水平高于大多数自然湖泊与国内其他城市湖泊.水体中微塑料形态包含纤维、颗粒、薄膜、碎片和发泡型,以纤维状为主;微塑料颜色有蓝、黑、透明、白、红、黄、绿、紫、粉红、银等10种,以透明型微塑料为主,占比为29.6%~58.2%.尺寸小于2 mm的微塑料占比为71.4%~92.6%.微塑料聚合物类型以聚丙烯(PP)为主,其次为聚苯乙烯(PE)、聚乙烯(PS)和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET).微塑料表面粗糙,比表面积较大,容易与其他环境污染因子形成复合污染.南昌市城市湖泊水体微塑料污染较严重,应以重视并采取相应的防控措施.

关键词：微塑料湖泊表层水体城市分布特征

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中国农田磷流失风险评价及其关键驱动因素

农业工程学报 2024年第2期40卷 332-343页

作者：郑博福刘海燕吴汉卿吴之见刘忠朱锦奇万炜南昌大学资源与环境学院鄱阳湖环境与资源利用教育部重点实验室南昌330031 南昌大学江西生态文明研究院南昌330031 中国科学院亚热带农业生态研究所长沙410125 中国农业大学土地科学与技术学院北京100193

农田面源磷流失是农业面源污染的重要原因之一,识别流域内农田磷流失风险的关键源区及其影响因子是面源污染控制的重要手段。基于磷指数模型开展2000—2020年中国农田磷流失风险评估,选取土壤有效磷含量、磷肥施用量为源因子,土壤侵蚀... 详细信息

农田面源磷流失是农业面源污染的重要原因之一,识别流域内农田磷流失风险的关键源区及其影响因子是面源污染控制的重要手段。基于磷指数模型开展2000—2020年中国农田磷流失风险评估,选取土壤有效磷含量、磷肥施用量为源因子,土壤侵蚀模数、年径流深、农田和水体间归一化距离指数为迁移因子,结合GIS技术评估了中国农田磷流失的关键源区;在此基础上,利用随机森林法分析影响中国农田磷流失的关键因子,并通过结构方程模型揭示了农田磷流失风险指数与各因子的关系。结果表明:1)2000—2020年中国农田的磷流失的低、中、高、极高风险面积分别占农田总面积的43.8%、40.5%、13.4%、2.4%。2)中国农田磷流失在2000、2005、2010、2015、2020年高风险和极高风险总面积的年平均占比从大到小依次为:淮河流域、长江流域、珠江流域、东南诸河流域、松辽河流域、西南诸河流域、黄河流域、内陆河流域、海河流域。3)影响农田磷流失风险的关键源因子和迁移因子分别为土壤有效磷含量和归一化距离指数,其重要性特征值分别为129.53和65.12,土壤有效磷含量是农田磷流失最主要影响因子。4)磷流失风险指数与源因子指数、迁移因子指数呈极显著正相关,选取的14个指标对磷指数的解释度达0.62,其中源因子和迁移因子对磷指数的贡献率分别为0.77、0.19(P 研究结果可为中国农田磷流失风险评估提供科学参考,对中国农业面源污染的宏观防控及战略决策具有重要意义。

关键词：农田面源污染磷指数模型磷流失风险评价关键因子随机森林结构方程模型

鄱阳湖洲滩湿地植物演替对土壤微生物量的影响

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湖泊科学 2024年第3期36卷 881-889页

作者：温秀婷郑博福陈晨晨龚磊强詹慧英余定坤朱致睿沈瑞昌南昌大学鄱阳湖环境与资源利用教育部重点实验室南昌大学资源与环境学院和生命科学学院流域生态学研究所南昌330031 江西鄱阳湖湿地保护与恢复国家长期科研基地江西鄱阳湖湿地生态系统国家定位观测研究站南昌330031 南昌大学教育部流域碳中和教育部工程研究中心江西生态文明研究院南昌330031 江西鄱阳湖国家级自然保护区管理局南昌330038

湿地植物演替对土壤微生物量具有显著影响,但不同土壤理化环境下的植物演替对湿地土壤微生物量影响的具体差异还不清楚。以鄱阳湖土壤理化性质不同的4个碟形子湖(包括相对肥沃的东湖和白沙湖以及相对贫瘠的蚌湖和大湖池)为研究对象,运... 详细信息

湿地植物演替对土壤微生物量具有显著影响,但不同土壤理化环境下的植物演替对湿地土壤微生物量影响的具体差异还不清楚。以鄱阳湖土壤理化性质不同的4个碟形子湖(包括相对肥沃的东湖和白沙湖以及相对贫瘠的蚌湖和大湖池)为研究对象,运用空间代替时间的方法,在泥滩带、湿生植被带(苔草)和挺水植被带(南荻或芦苇)采集0~10 cm表层土壤,分析不同土壤理化性质条件下植物群落演替对土壤微生物量的影响。采用土壤微生物量碳(MBC)和微生物熵(qMB)指示土壤微生物量。蚌湖、大湖池、东湖和白沙湖洲滩湿地表层土壤MBC的平均值分别为1077.27、888.29、942.45和1162.46 mg/kg,土壤qMB的平均值分别为6.07%、6.17%、3.60%和3.79%。在泥滩—苔草—南荻植物演替洲滩,土壤MBC先增加后减少;但是在泥滩—苔草—芦苇植物演替洲滩,土壤MBC持续增加。植物演替没有显著改变土壤qMB。尽管植物的生长会增加所有洲滩湿地的土壤MBC,但增加的幅度在相对贫瘠的蚌湖和大湖池明显强于相对肥沃的东湖和白沙湖。蚌湖和大湖池的土壤qMB也显著高于东湖和白沙湖。在植被演替梯度上,洲滩湿地土壤MBC和qMB普遍受到土壤碳、氮、磷含量和pH的影响,但是不同洲滩湿地影响微生物量的关键元素并不相同。这些结果证明植物演替对湿地土壤微生物量的影响不仅与植物物种有关,还受土壤理化环境的影响。本研究将为认识湿地土壤微生物量的变化机制和科学管理长江中下游湖泊湿地提供依据。

关键词：植物演替土壤微生物微生物量碳微生物熵鄱阳湖

长江流域干旱评估指标、时空特征及成因：进展与挑战

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水资源保护 2024年

作者：郑博福肖德利万炜万子健吴之见朱锦奇南昌大学工程建设学院南昌大学资源与环境学院流域碳中和教育部工程研究中心鄱阳湖环境与资源利用教育部重点实验室南昌大学江西生态文明研究院

在全球变化背景下，精准刻画区域干旱的时空格局、演变过程及其形成原因具有重要意义。长江流域作为中国生态环境敏感区及社会经济活跃区，该区域干旱风险在不断上升。在梳理长江流域干旱相关文献基础上，从气象干旱、水文干旱、农业干... 详细信息

在全球变化背景下，精准刻画区域干旱的时空格局、演变过程及其形成原因具有重要意义。长江流域作为中国生态环境敏感区及社会经济活跃区，该区域干旱风险在不断上升。在梳理长江流域干旱相关文献基础上，从气象干旱、水文干旱、农业干旱三个角度评述当前长江流域干旱评估指标的研究进展，进而阐述长江流域干旱时空特征，并总结影响长江流域干旱形成的因素。最后，提出当前长江流域干旱研究面临的挑战及未来研究方向。研究结果可为长江流域干旱研究提供理论基础，并为该区域防旱减灾提供科学参考。

关键词：干旱评估指标时空特征进展长江流域

生态型县域生态系统服务时空格局及其协同关系——以国家全域旅游示范区江西省武宁县为例

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水土保持通报 2024年第2期44卷 400-415页

作者：刘尧兰温智亮郑博福黄云朱锦奇刘忠万炜南昌大学资源与环境学院鄱阳湖环境与资源利用教育部重点实验室江西南昌330031 南昌大学江西生态文明研究院江西南昌330031 中国农业大学土地科学与技术学院北京100193

[目的]分析生态型县域生态系统服务的时空变化及协同关系,为促进国家生态文明建设,实现生态保护和社会经济协调发展提供理论参考。[方法]以江西省武宁县为例,结合野外实测数据,运用InVEST模型评估了该区2000—2020年水源涵养、土壤保持... 详细信息

[目的]分析生态型县域生态系统服务的时空变化及协同关系,为促进国家生态文明建设,实现生态保护和社会经济协调发展提供理论参考。[方法]以江西省武宁县为例,结合野外实测数据,运用InVEST模型评估了该区2000—2020年水源涵养、土壤保持、碳储存和粮食供给4种典型生态系统服务,在此基础上探讨了生态系统服务间的协同关系及其时空变化特征。[结果]①2000—2020年,武宁县单位栅格年平均水源涵养量从173.14 mm提升至283.92 mm,单位栅格年平均粮食供给量从3.52 kJ提升至5.34 kJ,两者均呈现增长趋势;土壤保持功能呈先减少,后增长,再减少的波动趋势;20 a间土壤保持功能下降了15.71%,而碳储存功能呈现微弱增长的趋势。②武宁县南部和北部的林地是水源涵养、土壤保持和碳储存的高值区;水域、建设用地及未利用地分布区域是水源涵养、土壤保持和碳储存的低值区;4种生态系统服务中,林地和耕地是生态系统服务功能发展的关键用地。③武宁县水源涵养、土壤保持和碳储存3者之间是协同关系,与粮食供给是权衡关系;“高—高”和“低—低”集聚的协同关系主要分布在高海拔的林地及水域,“高—低”和“低—高”集聚的权衡关系主要分布在耕地。[结论]2000—2020年武宁县生态系统服务功能整体呈上升趋势,未来应重点关注生态调节服务功能向资源价值的转化。

关键词：生态系统服务权衡与协同 InVEST模型生态型县域江西省武宁县

鄱阳湖典型洲滩湿地土壤有机碳分解速率及温度敏感性

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湖泊科学 2024年第5期36卷 1425-1435页

作者：刘洁郑博福徐志文龚磊强余定坤詹慧英沈瑞昌南昌大学鄱阳湖环境与资源利用教育部重点实验室生命科学学院流域生态学研究所资源与环境学院南昌330031 江西鄱阳湖湿地保护与恢复国家长期科研基地江西鄱阳湖湿地生态系统国家定位观测研究站南昌330031 江西生态文明研究院江西“两山”转化与生态产品价值实现研究示范国家级专家服务基地南昌330031 江西省鄱阳湖国家级自然保护区管理局南昌330031

土壤有机碳分解的温度敏感性(Q_(10))是预测生态系统碳循环对全球气候变化的关键参数。全球湿地水文节律正在迅速变化,然而淹水差异对湿地土壤Q_(10)的影响还较少受到关注。在淹水差异梯度上,土壤有机碳质量对Q_(10)的调控机制也未明确... 详细信息

土壤有机碳分解的温度敏感性(Q_(10))是预测生态系统碳循环对全球气候变化的关键参数。全球湿地水文节律正在迅速变化,然而淹水差异对湿地土壤Q_(10)的影响还较少受到关注。在淹水差异梯度上,土壤有机碳质量对Q_(10)的调控机制也未明确。以鄱阳湖的东湖洲滩湿地为研究对象,在淹水时长差异诱导形成的3个植被群落样带(泥滩带、苔草带和芦苇带)各采集深度为0~10、10~20和20~30 cm的土壤,在实验室内测定不同温度(10、15、20、25、30℃)下各植被带3个深度土壤有机碳的分解速率,运用指数方程拟合Q_(10),探讨淹水时长梯度上土壤有机碳分解速率和Q_(10)的变化规律。运用傅里叶变换红外光谱技术(FTIR)测定土壤有机物的官能团结构,结合土壤有机碳、可溶性有机碳和微生物碳等有机碳组分含量,明确土壤有机碳质量对Q10的影响机制。结果表明,在10、15、20、25、30℃的温度下,土壤有机碳分解速率的平均值分别为19.19、31.00、51.67、77.28和109.32μg/(d·g)。各个植被带的土壤有机碳分解速率均随着土壤深度的增加而显著降低。然而,在3条植被带之间,只有0~10 cm的土壤有机碳分解速率存在显著差异(P=0.030),表现为芦苇带>苔草带>泥滩带。土壤Q_(10)的平均值为2.48,没有受到植被带和土壤深度的显著影响。FTIR数据显示,随着土壤深度和淹水时长的增加,洲滩湿地易分解的脂肪类有机物比例逐渐下降,但难分解的芳香类有机物比例逐渐升高。相关分析和结构方程模型结果表明,土壤有机碳分解速率的主要影响因素为含水量、微生物碳含量、pH和营养盐含量等。土壤有机物官能团结构、pH和总氮等因素对土壤Q_(10)有显著影响。表层土壤Q_(10)与脂肪类有机物含量呈正相关,与芳香类有机物含量呈负相关。

关键词：土壤有机碳洲滩湿地温度敏感性傅里叶变换红外光谱鄱阳湖

2022年江西省极端干旱对柑橘种植经济损失的遥感评估

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遥感技术与应用 2024年第2期39卷 337-349页

作者：吴叔阳郑博福汪江刘忠万炜师纪博南昌大学资源与环境学院江西生态文明研究院江西南昌330031 中国农业大学土地科学与技术学院北京100193 四川省国土空间生态修复与地质灾害防治研究院四川成都610081

2022年江西省发生极端干旱灾害,对柑橘生长及产量造成了十分严重的影响。利用遥感技术快速、准确地评估干旱受灾程度对柑橘种植减损及后续稳产具有重要意义。采用2022年Landsat遥感影像数据、江西省土地利用类型数据和Google Earth柑橘... 详细信息

2022年江西省发生极端干旱灾害,对柑橘生长及产量造成了十分严重的影响。利用遥感技术快速、准确地评估干旱受灾程度对柑橘种植减损及后续稳产具有重要意义。采用2022年Landsat遥感影像数据、江西省土地利用类型数据和Google Earth柑橘监督分类样本点数据识别并提取了江西省柑橘种植区;在此基础上,利用2021年及2022年MODIS数据产品分别计算江西省柑橘关键生育期(6~10月)的归一化差值植被指数(NDVI)和地表温度(LST),用以联合反演温度-植被干旱指数(TVDI);再结合江西省统计年鉴中的柑橘种植面积数据及实地调研数据,定量评估了4种情形下2022年江西省极端干旱对柑橘种植造成的经济损失。研究结果表明:①2021年和2022年6月~10月江西省柑橘种植区TVDI平均值分别为0.83和0.62,2022年干旱胁迫明显加重;②2022年6月~10月江西省柑橘种植区重度干旱占66.1%,中度干旱占33.7%,且干旱空间分布具有赣北大于赣南的空间格局;③2022年7月初~11月初,江西省柑橘种植区TVDI长时间维持在0.8以上,表现为重度干旱,此时段与柑橘关键生育期重合,对柑橘果实生长影响巨大;④2022年江西省柑橘产量平均减产率达到58.2%,柑橘种植的经济损失呈现由北向南增加的趋势,赣南、赣中以及赣北的直接经济损失依次为49.64亿元、45.17亿元、19.84亿元。研究结果有助于政府部门快速摸清江西省果农受灾情况,并为后续柑橘种植的抗旱救灾、减损保产提供一定的决策依据。

关键词：极端干旱柑橘遥感评估经济损失江西省

苔草溶解性有机质对土壤吸附Cu^(2+)影响研究

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环境科学与技术 2024年第5期47卷 127-133页

作者：章绍康吴静琳弓晓峰王玉秀倪妍豫章师范学院生态与环境学院江西南昌330103 宜春市万载生态环境局江西宜春336100 南昌大学资源环境与化工学院南昌大学鄱阳湖环境与资源利用教育部重点实验室江西南昌330031 豫章师范学院南昌市绿色新型材料与工业废水处理重点实验室江西南昌330103

该文以苔草为研究对象,利用红外光谱、紫外吸收光谱、三维荧光光谱分析了苔草溶解性有机质(DOM)的光谱特性,通过等温吸附平衡试验和吸附动力学试验研究了苔草DOM对土壤吸附Cu^(2+)的影响,分析了苔草DOM与Cu^(2+)反应前后成分变化。研究... 详细信息

该文以苔草为研究对象,利用红外光谱、紫外吸收光谱、三维荧光光谱分析了苔草溶解性有机质(DOM)的光谱特性,通过等温吸附平衡试验和吸附动力学试验研究了苔草DOM对土壤吸附Cu^(2+)的影响,分析了苔草DOM与Cu^(2+)反应前后成分变化。研究表明,苔草DOM具有羟基、羧基、羰基、甲基等官能团,由富里酸、类富里酸、类腐殖酸和类色氨酸4种组分组成,以相对分子质量较大的胡敏酸为主。加入苔草DOM会降低土壤对Cu^(2+)的最大吸附量、吸附平衡速率以及吸附亲和力。苔草DOM中的紫外区类富里酸物质和类腐殖酸物质可以通过羧基、羟基等官能团与Cu^(2+)产生络合作用,反应过后苔草DOM不饱和共轭双键结构数量、腐殖化水平、芳香环上取代基中的羰基、羧基、羟基和酯类含量均显著下降。研究结果可为苔草DOM的组成和结构提供基础数据,同时为解决DOM对重金属活性影响争议提供科学依据。

关键词：苔草溶解性有机质光谱分析土壤 Cu^(2+)

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炼化行业复杂性与碳排放之间的关系

石油学报（石油加工） 2024年第1期40卷 239-247页

作者：李承卓马丹竹牛皓刘广鑫石磊辽宁石油化工大学石油与天然气工程学院辽宁抚顺113000 生态环境部环境工程评估中心北京100012 浙江清华长三角研究院浙江嘉兴314000 南昌大学资源与环境学院江西南昌330031

炼化行业的复杂性与单位原油加工量排放的二氧化碳量(简称单位碳排放量)存在密切关系,探究二者关系可为炼化行业实现“双碳”目标提供理论指导。以中国炼化行业为研究对象,构建炼化行业炼化工艺单元拓扑结构模型,计算单位碳排放量和复... 详细信息

炼化行业的复杂性与单位原油加工量排放的二氧化碳量(简称单位碳排放量)存在密切关系,探究二者关系可为炼化行业实现“双碳”目标提供理论指导。以中国炼化行业为研究对象,构建炼化行业炼化工艺单元拓扑结构模型,计算单位碳排放量和复杂性指数,对其进行分类并分析了产品特征和碳排放特征。笔者进一步分析复杂性和碳排放关系,并挖掘二者背后的量化关系,采用情景分析法对3种减排路径进行潜力分析,提出相应减碳建议。研究结果表明,炼化行业单位碳排放量随复杂性指数呈现先增加后降低的趋势。基于情景分析探究了不同减排措施下的减排潜力,发现简单炼油厂采用绿电唯一供给方案降碳率可达80%;复杂炼油厂和一体化炼油厂则应以碳捕集、利用与封存(CCUS)技术和绿电供给为主,辅以绿氢替代灰氢的降碳方案。

关键词：炼化行业碳排放复杂性碳中和情景分析节能减排