可视化灾害数字仿真重构理论及实证研究(Ⅱ)--理论框架与概念化范式

可视化灾害数字仿真重构理论研究,不仅可以实现对灾害空间数据进行有效的集成管理和时空分析,而且为灾害的防治、应急管理和工程论证等提供可靠的依据,是解决灾害实验的危险性和不可重复性的最佳途径.本文提出可视化灾害数字仿真重构理论的概念、研究对象和方法,综述该理论所需要涉及多种跨学科的技术支持,提出灾害数字仿真重构理论的实施流程,按照致灾因子孕育、发生以及作用于承灾体形成灾害的过程为线索,建立灾害数字仿真模型的概念化范式.上述工作共同构成灾害数字仿真重构的完整理论体系.     

少数民族聚集区乡村空间重构的影响机理——以新疆和田地区为例

乡村空间重构不仅是农村现代化的必由之路,还是实现土地集约利用的重要途径。和田地区,经济发展缓慢,其村庄基础设施差,而且由于人口迅速发展,其人地矛盾突出,因此对和田地区进行乡村空间重构势在必行。基于此,本文依据2015年对和田地区入户调查的1 162份问卷,选取了农户的个体特征、家庭特征、职业特征和居住环境特征四个方面的19个影响因素作为自变量,选取农户是否愿意整治作为因变量,运用二元Logistic模型对农户迁居至中心村的影响因素和迁居意愿进行了回归分析。对问卷的统计可知,有64%的被调查者表示接受整治。通过与其他区域的调查对比可知,经济越是发达的地区,其中心村整治的进展越快,农民接受整治的意愿也越强烈。相反,经济越不发达的地区,其中心村整治的进展越缓慢,农民接受搬迁的意愿越低。农户是否愿意接受乡村重构,是农户家庭特征、居民点的基础设施和农户的职业特征共同作用的结果。就农户的家庭特征来看,家庭劳动力数量偏少、家庭年收入越高、耕地面积适中的农户,其搬迁意愿是最强烈的。在农户的职业特征中,愿意参与土地流转、有外出务工经验的农户,其搬迁意愿是最强烈的。在环境特征中,若农户对居住环境和现居住村的建设越不满意、居住环境中需要改善的项目越多,农户的搬迁意愿越强烈。因此,对于和田地区来说,在引导居民集中居住的同时,要引导农户流转土地,促进更多人就业,积极推动特色农业的发展,走农业现代化的道路,以促进农民收入的持续增长。此外,农户对于整治的一个很重要的期望就是改善居住环境,因此在未来的村庄总体建设和规划中,应积极改善村庄内基础设施,并与居住建设同步进行。一直以来,对少数民族聚集区的乡村空间重构的研究比较少。本文对和田地区中心村的研究,是对少数民族地区乡村空间重构研究的重要补充。     

优化的甘蔗皮渣吸附居室甲醛

为了研究优化后的甘蔗皮渣吸附居室中的甲醛,本研究通过3种方法处理材料进行吸附甲醛对比,得出简便高效的碱热烫处理,并针对其热烫时间(X1)、pH值(X2)、水浴锅温度(X3)和水浴时间(X4)设置正交实验,得出热烫时间30 min、pH=11、水浴锅温度80℃、水浴时间2.5 h,甘蔗皮渣对甲醛吸附率可达27.91%。通过与活性炭、硅藻纯吸附效果比较,经F检验得出优化处理甘蔗皮渣与硅藻纯吸附效果相当,均极显著优于活性炭。电镜观测出优化甘蔗皮渣与活性炭、硅藻纯同具粗糙、皱褶、疏松多孔结构;傅里叶红外光谱分析出C≡C等基团在甲醛吸附中起主要作用。     

城郊关键带土壤中溶解性有机质的光谱特性及其时空变异

溶解性有机质(DOM)作为地球关键带中物质与能量循环的重要活性组分,其与关键带中诸多重要环境过程有着密切关系.本研究以宁波樟溪流域作为城郊关键带的典型代表区域,采集土壤样品,结合紫外可见光谱(UV-Vis)、三维荧光光谱(3D-EEM)进行特征表征,分析不同类型土壤中DOM的分布特征、影响因素和季节性变化规律.主要结果如下:林地DOC平均含量均大于耕地,其中林地秋季(15.4 mg·L~(-1))林地春季(12.5 mg·L~(-1));耕地秋季(11.9 mg·L~(-1))耕地春季(11.4 mg·L~(-1));DOM结构在紫外可见光谱下表现为耕地DOM芳香化程度(SUVA_(254))、疏水性组分(SUVA_(260))和分子量(S_R)较林地大,其中耕地秋季最为突出;三维荧光光谱结合平行因子分析(PARAFAC)把土壤DOM分为5种组分,主要以富里酸类物质为主(C_1、C_3、C_5),也含有色氨酸、酪氨酸类蛋白质(C_4)和腐殖酸(C_2)等物质,其中耕地春季的腐殖化程度最大,耕地秋季比春季含有较多类蛋白质,林地较耕地含有更多的类蛋白质,林地春秋两季中DOM结构变化不大.     

长白山天然更新红松幼树光合与光谱特性的季节动态

为了解长白山阔叶红松林天然更新红松幼树不同叶龄针叶在不同季节光合能力的差异和光谱特性动态,利用Li-6400便携式光合测定仪和Unispec-SC光谱仪分别在6月中旬、7月下旬和9月上旬3个阶段对红松各叶龄针叶进行光合和光谱指数的测定.结果表明:随季节变化,红松各叶龄针叶最大净光合速率(Pmax)和气孔导度(Cond)逐渐增大.但当年生针叶完全长出之后,1年生针叶最大净光合速率的增长幅度低于2年生针叶.除1年生针叶在9月上旬的蒸腾速率(Tr)处于6月中旬和7月下旬之间外,各叶龄针叶的蒸腾速率均随着叶龄增大而减小,同叶龄针叶随时间推移而增大.暗呼吸速率(Rd)的变化趋势并不稳定.在不同季节,3年生针叶的光合参数一直处在较低水平,且差异并不显著,而当年生、1年生和2年生针叶的光合参数随着季节推移存在显著变化.叶绿素归一化指数(ChlNDI)、光化学反射指数(PRI)随季节推移而增大,随叶龄增大而减小,结构不敏感植被光谱指数(SIPI)呈现出相反的规律.结果表明,叶龄和季节对红松幼树的生长均存在显著影响.1年生、2年生针叶的光合构件随季节变化表现出较强的可调整性,而3年生针叶可调整性较弱.红松针叶的生长周期中,前3年一直保持较强的初级生产能力,直到第4年才逐步衰老,生产能力显著降低,直至凋落.     

塔里木河中游典型绿洲土壤含盐量的光谱特征

土壤含盐量是土地质量的一个重要因素。光谱反射率以快速获取和高质量等特点,在土壤研究方面广泛受到重视。选择塔里木河中游典型绿洲作为研究区,探讨了利用土壤光谱反射率来估算土壤含盐量,为该区域农业的可持续发展提供参考。首先,对土壤光谱反射率做了17种形式的变换,寻找能突现土壤含盐量的最佳的光谱波段。其次,对土壤光谱反射率与土壤含盐量进行耦合分析,建立了光谱反射率与含盐量的相关性方程。最后,使用统计软件SPSS16.0利用验证土壤验证方程的精度。结果显示,非盐渍土的最好估算方程为土壤光谱反射率的一阶微分形式,总均方根差RMSE为0.457。盐渍土的最好估算方程为对数倒数的二阶微分形式,总均方根差RMSE为0.523。结果表明,可以用土壤的光谱反射率间接测量土壤的含盐量,正确有效地指导农业生产。     

夏、冬季降雨中溶解性有机质(DOM)光谱特征及来源辨析

利用紫外-可见光谱与三维荧光光谱,结合拉格朗日混合单粒子轨道模型及火点图,研究了重庆2013年夏、冬两季雨水DOM光谱特征,并对其来源进行解析.结果表明,雨水DOM与水体、土壤DOM具有类似性质光谱特征,证明降雨DOM也是陆地及水环境中DOM地化特征的重要贡献者.雨水DOM中DOC含量为0.88~12.80 mg·L-1,CDOM含量在3.17~21.11m-1之间,夏、冬两季降雨DOM差异明显(P0.05).与夏季相比,冬季降雨DOM分子量较小,芳香性程度较低,腐殖化程度也更低,输入主要以本地和短距离输送为主;而夏季DOM来源较分散.尽管吸收和荧光光谱可用于解析雨水DOM组成和来源,但在光谱特征的解析和来源识别上与其他来源DOM有所区别,传统"内、外源区分"并不适用于雨水DOM.     

黄浦江流域典型污水中不同粒径胶体的三维荧光光谱特征

基于切向流超滤系统及三维荧光光谱技术,对黄浦江流域典型污水(即生活污水及农业污水)中的胶体进行粒径分级及三维荧光光谱特性分析.结果表明,所选水样的胶体质量浓度及胶体态有机碳质量浓度分别为9.60~32.50 mg·L~(-1)和0.03~6.25 mg·L~(-1),二者均随粒径的增加而呈递增趋势.不同粒径分级胶体的三维荧光图谱表现为类蛋白荧光峰(峰D和峰T)及类腐殖质荧光峰(峰C和峰A)这4个荧光峰,其中类蛋白荧光峰主要存在于M_r1×10~3~5×10~3分级胶体中,类腐殖质荧光峰主要存在于M_r10×10~3~300×10~3分级胶体中.同时,通过表征胶体荧光光谱特性的荧光指数,包括FI值、腐殖化指数HIX及生源指数BIX,分析了所选胶体的来源及光谱特性.结果表明,小粒径胶体主要为陆源来源,芳香性及腐殖化程度较高;而大粒径胶体自生源比重大,类蛋白物质是其主要成分.     

夏季太湖CDOM光学特性空间差异及其来源解析

为进一步探究夏季太湖CDOM（有色溶解性有机质）光学特性在空间分布上的差异性与其来源的关系,对其紫外-可见吸收及三维荧光光谱特性进行了分析研究,在此基础上进一步分析了CDOM吸尘系数及其荧光组分（C1、C2、C3、C4）强度和各水质参数间的相关性.结合主成分分析法探讨了CDOM的来源以及与各参数指标[ρ（DOC）除外]之间的来源关系.结果表明:CDOM吸收系数α（355）、S值（光谱斜率）变化范围分别为3.27~8.27 m-1和0.011~0.021 nm-1;太湖西部、北部及南部湖区CDOM丰度较大,S值较低,受陆源输入的影响较为明显.CDOM的三维荧光光谱揭示其中含有两种类蛋白质组分C1和C2以及类腐殖质组分C3和C4,并且以类蛋白质组分为主.此外,大部分采样点的荧光指数（FI）为1.70~2.01,自生源指数（BIX）大于1,腐殖化指数（HIX）小于0.6,r_（T/C）（荧光峰T与荧光峰C荧光强度比值）小于2,表明夏季太湖CDOM内源特性相对强烈.研究显示,除ρ（DOC）外,CDOM与其他水质参数在第一主成分上（贡献率为90.8%）均存在显著相关关系,说明各水质参数的来源存在相似性,并且受生物自生源影响更为显著.