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华东师范大学学报（自然科学版） 2021年第2期 110-119页

作者：吴健陈力邱思静鄢忠纯苏敬华胡礼庭王敏上海市环境科学研究院上海200233 华东师范大学生态与环境科学学院上海200241 华东师范大学附属杭州学校杭州310000 北京大学城市与环境学院地表过程分析与模拟教育部重点实验室北京100871

基于0.25 m分辨率航空遥感数据和土地利用及地形图等资料,通过人工目视解译,得到2000年、2005年、2010年和2015年上海市黄浦江上游水源保护区土地利用数据,进一步分析了各类土地利用面积变化、相互转化以及驱动力.结果表明,从2000—2015... 详细信息

基于0.25 m分辨率航空遥感数据和土地利用及地形图等资料,通过人工目视解译,得到2000年、2005年、2010年和2015年上海市黄浦江上游水源保护区土地利用数据,进一步分析了各类土地利用面积变化、相互转化以及驱动力.结果表明,从2000—2015年,随着工业用地的增长,农业用地及水域面积都出现了缩减,城镇用地面积比例上升.15年间,农业用地中,耕地、畜禽养殖用地面积大幅减少,降幅分别为44.17%、71.65%;水域面积降幅为6.44%;绿地林地面积大幅增加,增幅为645.94%.城镇用地面积大幅增加,增幅为53.53%,其中各类城镇用地面积都有所增加,工业仓储面积增幅最大,为21.77%.从土地转出情况来看,15年间耕地转出面积最大,为22839.96 hm(2);畜禽养殖用地的转出率最高,为91.23%.从土地转入情况来看,15年间绿地林地转入面积最大,为16190.32 hm(2);其次是工业仓储用地转入面积,为7979.12 hm(2).综合2000—2015年研究区域发展情况、人口变化、政策影响等多种因素,分析可知城市化、工业化作为驱动力增加城镇用地面积,环境政策影响绿地林地面积、畜禽养殖用地面积,市场调节影响水产养殖用地面积,而水源保护区土地利用类型受环境政策以及城市化双重作用影响.

关键词：黄浦江水源保护区土地利用驱动力

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陆地生物圈模型的发展与应用

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植物生态学报 2020年第4期44卷 436-448页

作者：彭书时岳超常锦峰北京大学城市与环境学院北京大学地表过程分析与模拟教育部重点实验室北京100871 西北农林科技大学水土保持研究所陕西杨凌712100 International Institute for Applied Systems Analysis(IIASA) A-2361 LaxenburgAustria

陆地生物圈与大气圈和水圈之间能量、水和碳氮等元素的交换和循环对整个地球系统产生了深刻的影响。陆地生物圈模型(TBM)是研究陆地生态系统如何响应和反馈全球变化的重要方法和工具。通过对从生态系统到区域和全球陆地生物圈不同空间... 详细信息

陆地生物圈与大气圈和水圈之间能量、水和碳氮等元素的交换和循环对整个地球系统产生了深刻的影响。陆地生物圈模型(TBM)是研究陆地生态系统如何响应和反馈全球变化的重要方法和工具。通过对从生态系统到区域和全球陆地生物圈不同空间尺度的植被动态、生物地球物理和生物地球化学循环过程、水循环和水文过程、自然干扰和人类活动等过程时间动态的模拟,陆地生物圈模型被广泛地应用于评估和归因过去陆地生物圈的时空变化和预测陆地生物圈对未来全球变化的响应和反馈。该文简要回顾了陆地生物圈模型的发展,总结了模型对陆地生态系统主要过程的刻画和模型在生态系统生态学的应用,并对未来陆地生物圈模型的发展和应用进行了展望。

关键词：陆地生物圈模型陆地生物圈生态系统生态学生态系统研究全球变化碳循环

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新型Fe3O4@SiO2-IDA@NH2-MIL-101(Al)@PPy复合纳米材料的制备及其对水中刚果红的去除

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兰州大学学报（自然科学版） 2020年第4期56卷 560-568页

作者：林思颖许银银胥晓云吴涯璐马建民兰州大学资源环境学院甘肃省环境污染预警与控制重点实验室兰州730000 兰州市环境监测站兰州730000 北京大学城市与环境学院地表过程分析与模拟教育部重点实验室北京100000

基于Fe3O4的外磁场响应性、NH2-MIL-101(Al)较大的比表面积及聚吡咯(PPy)分子表面丰富的官能团,通过共价键及原位聚合方法,制备了一种高效、稳定的新型Fe3O4@SiO2-IDA@NH2-MIL-101(Al)@PPy纳米复合材料,研究了该复合材料对水中有机染料... 详细信息

基于Fe3O4的外磁场响应性、NH2-MIL-101(Al)较大的比表面积及聚吡咯(PPy)分子表面丰富的官能团,通过共价键及原位聚合方法,制备了一种高效、稳定的新型Fe3O4@SiO2-IDA@NH2-MIL-101(Al)@PPy纳米复合材料,研究了该复合材料对水中有机染料刚果红的去除.利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射、傅里叶变换红外光谱仪和振动样品磁强计对材料进行了表征.研究了溶液pH、温度、初始质量浓度和离子强度对刚果红吸附效果的影响,探讨了其吸附机理.结果表明,在溶液pH=7,温度308.15 K时,Fe3O4@SiO2-IDA@NH2-MIL-101(Al)@PPy纳米复合材料对刚果红的吸附效果最优,吸附量可达289.18 mg/g.吸附机理主要为静电作用和π-π共轭效应.该吸附反应分别符合准二级动力学速率方程及Langmuir等温吸附模型,为自发不可逆的、无序的吸热过程.

关键词：金属有机骨架材料磁性吸附剂聚吡咯刚果红

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基于空间差异的黑河中游土地多功能利用研究

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地理研究 2019年第2期38卷 369-382页

作者：蒙吉军王祺李枫郭力仁北京大学城市与环境学院地表过程分析与模拟教育部重点实验室北京100871

土地多功能利用是提高土地利用综合效率、协调用地矛盾的有效途径。选择人地关系较活跃的黑河中游为研究区,融合多源数据,采用集对分析、热点分析和空间自相关等方法,对2000-2014年土地多功能利用进行动态评价及空间关系揭示。结果表明... 详细信息

土地多功能利用是提高土地利用综合效率、协调用地矛盾的有效途径。选择人地关系较活跃的黑河中游为研究区,融合多源数据,采用集对分析、热点分析和空间自相关等方法,对2000-2014年土地多功能利用进行动态评价及空间关系揭示。结果表明:土地利用功能增加了近一倍,以社会功能和经济功能为主;各功能之间表现为协同或互斥关系:社会功能和经济功能、环境功能和文化功能之间均呈正相关关系,但社会功能和环境功能之间呈负相关关系;土地利用各功能均具有明显的空间聚集性特点,多功能利用集中在黑河水系形成的绿洲平原区、区县建成区和南部山区。研究结果对干旱区土地持续利用管理具有重要的借鉴意义。

关键词：土地多功能利用集对分析空间分析黑河中游

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土地分离与共享框架的研究现状及应用拓展

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地理科学进展 2020年第5期39卷 880-888页

作者：胡甜吴健生彭建李卫锋北京大学城市规划与设计学院城市人居环境科学与技术重点实验室广东深圳518055 北京大学城市与环境学院地表过程与模拟教育部重点实验室北京100871 香港大学建筑学院城市规划与设计系香港999077

"土地分离"与"土地共享"是2种不同的土地利用思维方式,反映人类土地利用的决策选择。中国有大量包含土地分离和共享思维的实践,但缺乏将这些实践案例纳入统一体系的研究范式。土地分离与共享框架最初用来探索粮食... 详细信息

"土地分离"与"土地共享"是2种不同的土地利用思维方式,反映人类土地利用的决策选择。中国有大量包含土地分离和共享思维的实践,但缺乏将这些实践案例纳入统一体系的研究范式。土地分离与共享框架最初用来探索粮食生产与生物多样性保护的权衡关系。经过10多年的发展,其理论内涵和研究内容不断丰富,是地理资源与环境领域重要的研究议题。论文在解析土地分离与共享框架内涵的基础上,综述土地分离与共享框架的相关研究成果,探讨土地分离与土地共享的策略选择。研究发现土地分离与共享相关研究存在从农业环境主题向城市管理主题转化的趋势,而且除了强调单一生物多样性保护和农业生产外,还有少数研究开始关注碳储存、土壤保持等其他生态系统服务类型;尽管土地分离与土地共享策略各有其优势和局限,但在目前的研究和实践中,土地分离比土地共享更受青睐。论文基于土地的多功能性进一步扩展该框架在城市用地管理中的应用,可为复杂社会-生态系统可持续发展提供路径指导。

关键词：土地分离土地共享生态保护生物多样性自然栖息地土地利用决策

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过程耦合与空间集成：国土空间生态修复的景观生态学认知

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自然资源学报 2020年第1期35卷 3-13页

作者：彭建吕丹娜董建权刘焱序刘前媛李冰北京大学城市与环境学院地表过程分析与模拟教育部重点实验室北京100871 北京大学深圳研究生院城市规划与设计学院城市人居环境科学与技术重点实验室深圳518055 北京师范大学地理科学学部地表过程与资源生态国家重点实验室北京100875

新时期国土空间生态修复的核心是整体保护与系统治理,强调生态保护修复与社会经济发展耦合关联的系统性、协同性。景观生态学以景观为研究对象,基于整体综合视角聚焦景观结构与功能演变及其与人类社会相互作用机理,重点关注过程耦合与... 详细信息

新时期国土空间生态修复的核心是整体保护与系统治理,强调生态保护修复与社会经济发展耦合关联的系统性、协同性。景观生态学以景观为研究对象,基于整体综合视角聚焦景观结构与功能演变及其与人类社会相互作用机理,重点关注过程耦合与空间集成。面向国土空间生态修复的战略需求,景观生态学"格局与过程耦合—时空尺度—生态系统服务—景观可持续性"的研究路径能够为国土空间生态修复提供重要学科支撑;依据格局—过程互馈机理识别退化、受损的山水林田湖草生命共同体,基于景观多功能性权衡协调社会—生态需求并确定修复目标,应用生态安全格局优化多层级修复网络体系,建立面向景观可持续性的多尺度级联福祉保障。

关键词：国土空间生态修复景观生态学过程耦合空间集成

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去灰分对生物炭理化性质及芳香族污染物吸附的影响

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环境化学 2020年第11期39卷 3161-3170页

作者：张萌吕耀斌朱一滔施羲渊李威李萍萍王喜龙南京林业大学南方现代林业协同创新中心生物与环境学院南京210037 北京大学城市与环境学院地表过程分析与模拟教育部重点实验室北京100871

本研究考察极性和非极性芳香族化合物1-萘酚和萘在以小麦秸秆为原料、不同炭化温度(300、400、500℃)下制得的原始生物炭以及去灰分处理后生物炭上的吸附,以探究生物炭的矿物组分对其吸附芳香族污染物的影响机制.结果表明,去灰分后,萘... 详细信息

本研究考察极性和非极性芳香族化合物1-萘酚和萘在以小麦秸秆为原料、不同炭化温度(300、400、500℃)下制得的原始生物炭以及去灰分处理后生物炭上的吸附,以探究生物炭的矿物组分对其吸附芳香族污染物的影响机制.结果表明,去灰分后,萘和1-萘酚在生物炭上的有机碳标化吸附分配系数Koc普遍增大(除了1-萘酚在300℃生物炭上的Koc值减小),吸附等温线的非线性程度增强,主要是由于去灰分改变生物炭的组成结构和表面性质.去灰分后,生物炭的整体极性略有提高,而表面极性明显降低,表明矿物组分影响生物炭中极性官能团的空间分布,有助于极性官能团在生物炭表面的向外暴露.与脂肪碳相比,原始和去灰分生物炭中的芳香碳组分对于萘和1-萘酚是更为有效的吸附位点,其与这些芳香族化合物间的疏水作用是主导吸附机制.去灰分潜在增加了生物炭的芳香碳含量,增强其芳香性;同时减少生物炭表面极性官能团的暴露,使得原来被屏蔽的疏水吸附域外露,促进与目标化合物的疏水作用,导致吸附强度(Koc)增大.除了疏水作用,1-萘酚结构中的极性官能团—OH能与矿物含氧表面或极性官能团形成氢键作用,对其在低温生物炭(300℃)上的吸附有重要贡献,去灰分后氢键作用减弱,导致吸附强度(Koc)下降.这说明生物炭中的无机矿物一方面可以通过特定作用机制有效结合芳香族有机污染物,该作用对总吸附的贡献与污染物性质、生物炭的制备温度和理化属性以及二者之间的主导作用机制有关;另一方面屏蔽有机组分上和孔内的有效吸附位点,抑制芳香族污染物在生物炭上的吸附,酸洗去灰分对生物炭吸附芳香族污染物的影响取决于这两个方面的平衡.

关键词：生物炭芳香族污染物吸附去灰分

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博斯腾湖流域大气多环芳烃污染特征、干沉降通量及来源

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环境科学 2019年第2期40卷 558-566页

作者：宋世杰黄韬赵留元毛潇萱穆熙高宏马建民兰州大学资源环境学院甘肃省环境污染预警与控制重点实验室兰州730000 北京大学城市与环境学院地表过程分析与模拟教育部重点实验室北京100871

本研究使用大气被动采样器(PAS-PUF)和干沉降被动采样器(PAS-DD),分别于2016年采暖期和2017年非采暖期对新疆博斯腾湖流域及周边地区15种USEPA优控多环芳烃(PAHs)大气浓度和干沉降进行了观测,并对其污染特征和来源进行了研究.结果表明,... 详细信息

本研究使用大气被动采样器(PAS-PUF)和干沉降被动采样器(PAS-DD),分别于2016年采暖期和2017年非采暖期对新疆博斯腾湖流域及周边地区15种USEPA优控多环芳烃(PAHs)大气浓度和干沉降进行了观测,并对其污染特征和来源进行了研究.结果表明,采暖期和非采暖期博斯腾湖流域PAHs大气浓度范围分别为6. 38～245. 43 ng·m^(-3)和2. 33～74. 76ng·m^(-3);采暖期与非采暖期均呈现出居民区>湖泊周边>塔中的空间分布.采暖期和非采暖期PAHs大气干沉降通量范围分别为0. 45～18. 10μg·(m^2·d)-1和0. 25～8. 15μg·(m^2·d)-1;采暖期居民区PAHs干沉降通量比湖泊周边和塔中采样点高,但在非采暖期塔中采样点高于其它采样点.整体而言,博斯腾湖流域大气及干沉降中PAHs在采暖期显著高于非采暖期,在采暖期与非采暖期均以菲(Phe)、芴(Flu)、荧蒽(Flua)和芘(Pyr)等3～4环PAHs为主.比值法源解析结果显示,博斯腾湖流域大气和干沉降中PAHs主要来源于煤炭和生物质燃烧; HYSPLIT前向和后向轨迹模拟结果表明,非采暖期居民区较高PAHs排放通过大气传输到达博斯腾湖区,经大气干沉降进入水体,可能会对博斯腾湖水生环境造成影响.

关键词：博斯腾湖流域大气多环芳烃(PAHs) 干沉降来源

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腐殖酸负载对萘和1-萘酚在生物炭上吸附动力学的影响

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环境化学 2020年第1期39卷 101-109页

作者：张萌吕耀斌朱一滔施羲渊杨庆王喜龙李威李萍萍南京林业大学南方现代林业协同创新中心生物与环境学院南京210037 北京大学城市与环境学院地表过程分析与模拟教育部重点实验室北京100871

进入环境的生物炭对有机污染物的吸附过程受到普遍共存的溶解性有机质的影响.本研究将两种腐殖酸组分负载在以玉米秸秆为原料、不同炭化温度下(200、400、600℃)制得的生物炭上,考察极性和非极性有机污染物萘和1-萘酚在原始和腐殖酸负... 详细信息

进入环境的生物炭对有机污染物的吸附过程受到普遍共存的溶解性有机质的影响.本研究将两种腐殖酸组分负载在以玉米秸秆为原料、不同炭化温度下(200、400、600℃)制得的生物炭上,考察极性和非极性有机污染物萘和1-萘酚在原始和腐殖酸负载生物炭上的吸附动力学,分别应用拟一级、拟二级和双室一级3种动力学模型对实验数据进行拟合.结果表明,拟二级和双室一级动力学模型均能较好地描述动力学吸附过程.腐殖酸负载对生物炭上萘和1-萘酚的吸附动力学有显著影响,使得平衡吸附量(Qe)下降,而表观吸附速率提高.致密的芳香碳组分和纳米级孔隙主要对萘和1-萘酚在生物炭上的慢吸附单元起作用,腐殖酸负载降低了生物炭的芳香化程度和孔隙度,慢吸附对总吸附的贡献(fslow)降低.生物炭内部有机碳的致密性降低,使得萘和1-萘酚分子容易扩散进入生物炭颗粒内部,加之表面积和孔隙度减少,缩短吸附平衡时间,两种化合物的慢吸附速率常数(kslow)均提高.负载腐殖酸后,两种化合物的快吸附速率常数(kfast)的变化却不同.腐殖酸负载向生物炭表面引入含氧极性官能团,阻碍萘分子向表面疏水吸附位点扩散,使得萘的kfast下降;而由于1-萘酚是极性有机物,除了疏水作用,其结构中的—OH能通过氢键与生物炭表面相互作用,其kfast反而升高.

关键词：生物炭有机污染物腐殖酸吸附动力学

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涑水河流域土壤保持服务供需关系量化评估

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资源科学 2020年第12期42卷 2451-2462页

作者：杨丽雯王大勇王勇智梁泽吴舒尧李双成山西能源学院资源与环境工程系晋中030060 北京大学地表过程分析与模拟教育部重点实验室北京100871 山西师范大学地理科学学院临汾041004 山西省气候中心太原030006

土壤保持服务是一种重要的生态系统调节服务,其供需关系量化评估对流域环境管理具有重要意义。本文基于修正通用水土流失方程(RUSLE)计算涑水河流域土壤保持服务供给量,使用土壤侵蚀导致的单位面积土壤营养元素损失和水库库容损失价值... 详细信息

土壤保持服务是一种重要的生态系统调节服务,其供需关系量化评估对流域环境管理具有重要意义。本文基于修正通用水土流失方程(RUSLE)计算涑水河流域土壤保持服务供给量,使用土壤侵蚀导致的单位面积土壤营养元素损失和水库库容损失价值之和计算需求,分析供需平衡状况和影响因素,并使用土壤保持服务居民满意度调查数据检验供需平衡分析结果。结果显示:①2000年和2015年土壤保持服务供给区主要分布于河流上游的中条山山区,土地利用以林地和草地为主,需求区主要分布于河流中下游的冲积平原,土地利用以旱地为主。②2000年和2015年供需平衡区分别占流域总面积的34.80%和76.27%,供需关系的改善主要受需求显著降低的影响,而需求降低主要受降雨侵蚀力减少的影响。本文揭示了涑水河流域土壤保持服务供需数量关系的时空特征和影响因素,可为流域的土地利用规划和自然资源管理等提供理论支撑。

关键词：土壤保持服务供需平衡生态系统服务量化评估土地利用居民满意度涑水河流域

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