Turbulent kinetic energy budgets in a model canopy: comparisons between LES and wind-tunnel experiments

A comparative study of turbulence in a wind-tunnel model canopy is performed, using Large eddy simulation (LES) and experimental data from PIV and hot-wire anemometry measurements. The model canopy is composed of thin cylindrical stalks. In the LES, these are represented using a plant-scale approach, while the scale-dependent Lagrangian dynamic model is used as subgrid-scale model. LES predictions of turbulence statistics and energy spectra are found to be in good agreement with the experimental data. Turbulent kinetic energy (TKE) budgets from the LES simulation are analyzed to provide more information absent in the measurements. Results confirm that sloshing motions at the low levels of the canopy are mainly driven by pressure fluctuations. A difference between the energy flux obtained from the energy spectrum and the SGS dissipation rate is observed, consistent with a spectral bypass mechanism in which the real spectral flux due to cascade is smaller than that implied by the energy-spectrum level, due to direct drain by the canopy.     

四川汶川地震对生态系统破坏及其生态影响分析

利用多平台、多分辨率遥感数据,监测了四川汶川地震灾前、灾后地表覆盖的变化,分析了地震对区域生态系统的破坏及生态重灾区各生态系统类型破坏的分布特征. 采用地理信息系统建模、空间复合分析等手段,研究了地震对灾区生态承载力、生境与生物多样性、生态系统服务功能的影响. 结果表明,地震对灾区生态系统造成严重破坏,灾区因地表破坏、水土流失加剧导致区域生态承载力下降,生境破碎化,生物多样性与生态系统服务功能受到影响.      

天津盘山风景名胜区植被覆盖状况

以天津国家级盘山风景名胜区为研究区,利用2004-2007年覆盖天津国家级盘山风景区的中巴资源卫星数据,用主成分变换方法,对原始CCD影像进行提取,与归一化植被指数(NDVI)相结合,进行土地利用/土地覆盖(LULC)的提取。通过研究发现,2007年6月项目区植被面积为85 km2,9月为97 km2,与2004、2005年同期植被面积相比均有较大变化。     

陕北红碱淖湖泊变化和生态需水初步研究

红碱淖位于陕北风沙区,是我国沙漠中最大的淡水湖,对当地生态环境保护具有重要作用。论文通过对陕北红碱淖湖泊的考察和调研,调查分析了湖泊近年来的变化趋势和流域的生态环境现状。在流域水资源开发利用分析和耗水计算基础上,初步定量评价了湖泊变化的主要影响因素。计算结果表明,红碱淖近年的萎缩主要是由于当地气候持续干旱的影响,目前该湖泊仍处于负均衡状态。根据湖泊对于当地生态环境的重要性,确定了湖泊保护的最小目标和适宜目标,根据水量平衡计算,确定了最小和适宜的生态需水量。通过对流域社会经济用水和生态建设用水研究,提出了湖泊保护的对策建议。     

泰国水稻种植区耕地信息提取研究

耕地信息是重要的农业信息,是分析土地资源利用程度的基础。论文通过面向对象的方法提取了泰国的水稻种植区耕地信息。研究中以TM影像作为数据源,首先考虑多光谱特征、紧密度和光滑度等几何特征,通过区域合并方法进行影像的多尺度分割,生成同质的影像对象多边形。然后选取影像中样地的光谱标准差、形状指数、对称度和密度作为耕地类别的识别特征,并采用模糊函数方法对各特征进行了定义。最后利用最相近匹配方法,对每个对象多边形进行类别判别。在分类的基础上,进行同类别的合并和统计,得到耕地的分布和比例信息。通过野外实测样地和目视解译结果检验,耕地类别符合率为90.25%,面积相同率为90.25%,形状一致性为90%,最终土地利用程度分析结果精度为90%。     

我国中东部水生态环境评价与对策研究

利用遥感(RS)和地面野外调查手段,对我国中东部地区水生态环境进行了现状调查与评估.结果表明:我国中东部地区农业用水比重大,水资源利用效率低,资源浪费严重;地表水资源干流水质总体稳定,部分流域水质有所改善,主要污染由工业污染向生活污染、农村面源污染转化;湖泊污染严重,湖泊富营养化现象普遍,赤潮濒发,损失较大;地下水主要以点状和面状污染为主,南方城市污染程度普遍高于北方城市;不合理水利工程干扰了自然水生态过程,加剧河流泥沙淤积,湖泊调蓄洪水生态功能随之下降;水资源利用强度超过了30%～40%的国际警界线,加剧了江河断流;水资源需求增大,地下水超采严重,出现地下水位下降、地面沉降、海水倒灌、泉水干枯等现象.      

远程氩等离子体提高PVC生物填料挂膜性能的机理研究

采用接触角测定、电子扫描电镜（SEM）和X射线光电子能谱（XPS）研究了远程氩等离子体表面改性前后PVC填料表面结构性能的变化,以揭示远程氩等离子体提高PVC生物填料挂膜性能的机理,并对表面改性前后PVC填料进行了细菌挂膜试验.同时,利用＂远程等离子体＂场,评价了等离子体表面改性中电子、离子、自由基的贡献.结果表明,远程氩等离子体可以通过将含氧基团和含氮基团引入PVC填料表面,使其表面极性改变,提高表面润湿性能,使得填料的挂膜性能提高,从而增强了PVC填料的生物亲和性,加强了微生物的附着、固定作用.远程氩等离子体可以在一定程度上抑制电子、离子的刻蚀作用,强化自由基反应.     

三峡库区乐天溪流域生态修复效果的遥感监测研究

论文利用多时相LandsatTM E/TM影像、文献和野外调查资料,从土地利用类型与结构、植被覆盖度、土壤侵蚀等方面对三峡库区乐天溪流域生态修复效果进行了定量研究。结果表明:通过5年的生态修复,乐天溪流域林草覆盖率由1997年的80.6%增加到2002年的83.23%,不仅林草覆盖率增长,而且林地质量有较大提高,覆盖度较高的林地和灌丛面积增幅达18.1%和9.1%,相反,疏林面积减少37.9%。流域土地利用结构明显有好转,结构基本合理,相对合理指数由0.76上升到0.81。土地利用结构的改善使得流域土壤侵蚀强度大为降低,微度、中度和强度土壤侵蚀面积分别减少11.49、26.43和4.61km₂,流域平均侵蚀模数由1999年的1562.5tk/m₂降为2002年的870.7t/km₂。生态修复效果显著,但在实际工作中生态修复也需要人工的合理干预。     

地理信息系统在环境模型研究中的应用

结合国内外环境信息系统的研究现状和研究实例,首先分析了ＧＩＳ与环境模型研究结合的必要性和ＧＩＳ在环境模型研究中潜在的应用范围,然后剖析了ＧＩＳ与环境模型研究结合的三阶水平并介绍了ＧＩＳ在环境模型研究中的应用现状,最后分析了ＧＩＳ和环境模型研究结合的发展趋势并给出了ＧＩＳ、ＲＳ、ＥＳ与环境模型理想的结合框架。