基于支持向量机的湖泊生态系统健康评价研究

利用支持向量机在处理分类问题、小样本问题和泛化推广方面的优势,构建了基于支持向量机的湖泊生态系统健康评价模型.同时,对广州市最大的人工湖——白云湖的水质及生物群落情况进行了监测,最后运用该模型对白云湖生态系统健康状况进行了评价.评价结果表明,白云湖生态系统处于病态状态,不能达到其净化水质的设计作用.建议从提高进水水质、实施湖区截污和丰富生物量3方面改善白云湖生态系统健康水平.与传统熵权综合健康指数法和熵权模糊综合评价法相比,所建模型更加客观、科学地评价了湖泊生态系统健康状况,能够为湖泊生态系统健康管理提供一定依据,具有广阔的应用前景.     

表面活性剂对热带假丝酵母降解苯酚的影响

通过液态发酵培养法探讨了添加2种化学表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、曲拉通X-100(Triton X-100)以及生物表面活性剂二鼠李糖脂(dirhamnolipid,diRL)对1株热带假丝酵母(Candida tropicalis)降解苯酚的影响.结果表明,发酵液中苯酚的分解和菌体生长的不同步,反映了苯酚对该菌的毒性作用以及苯酚降解过程中中间产物的形成.CTAB对热带假丝酵母具有毒性作用,抑制菌体对苯酚的降解.低浓度(0.1、0.3CMC)的Triton X-100对C.tropicalis的生长及对苯酚的降解有一定的促进作用,分别将苯酚降解完全的时间由空白的48h提前至24h和36h;随着Triton X-100浓度增大(1.0、3.0CMC),降解初期菌体的衰亡减缓,但使菌体生长滞后,苯酚分解完全的时间延长.生物表面活性剂diRL促进菌体对苯酚降解的同时显著地促进了C.tropicalis的生长,且促进作用随着加入diRL浓度的增大而增强,1.0、3.0CMC的diRL将苯酚降解完全的时间都提前到24h;而diRL在发酵过程中浓度也逐渐降低,这表明diRL很大程度上减弱了苯酚对菌体的毒性,并且可以共同作为碳源促进菌体的生长.     

Tween 80和鼠李糖脂对稻草酶解的影响

采用纤维素酶促水解的方法,以稻草为底物,探讨了添加化学表面活性剂Tween 80和生物表面活性剂鼠李糖脂对酶解过程的糖产率、酶稳定性、纤维素转化率的作用以及对酶动力学特征和酶在纤维素上吸附的影响.结果表明,不同浓度的Tween 80和鼠李糖脂对稻草酶解有不同程度的促进,添加0.016%和0.048%Tween 80使糖产率分别提高18.07%和11.98%,而添加0.01%和0.03%鼠李糖脂使糖产率分别增加了23.01%和22.16%,相比较鼠李糖脂的效果更好.表面活性剂能有效增强酶的稳定性,添加高浓度表面活性剂的酶稳定性优于添加低浓度表面活性剂,添加浓度为0.048%的Tween 80得到最高相对CMCA(羧甲基纤维素酶活)108.06%和最高相对FPA(滤纸酶活)80.26%.表面活性剂能提高酶解反应的纤维素转化率,而且添加鼠李糖脂的转化率明显高于Tween 80.表面活性剂不仅能够提高最大反应速度并使米氏常数变大,而且显著地降低了纤维素酶在纤维素上的吸附.     

成渝经济区矿产资源开发对其生态环境影响评价

文章以成渝经济区为研究区,根据成渝经济区矿产资源开发和生态环境特点,综合运用RS和GIS技术,结合研究区矿产资源总体规划、生态功能区划、生物多样性保护、自然保护区、水源涵养、土壤保持、生态脆弱区分区等数据,采用空间图层叠加法,分析矿产资源开发利用对生态环境的影响,进一步分析了未来矿产资源的开发对区域主要生态屏障的水源涵养、土壤保持、生物多样性保护等生态功能的影响,并提出针对性的生态环境保护对策措施。     

城市有机垃圾间歇厌氧消化pH控制动力学研究

对厌氧消化系统的物料及电离平衡进行分析,利用底物降解和微生物生长动力学建立城市有机垃圾间歇厌氧消化pH值控制模型,并研制开发了间歇厌氧消化过程pH值与产气量最优化计算机软件.运用该模型可预测不同厌氧消化过程的最佳pH值,从而通过控制厌氧系统的pH值使系统产气量达到最大,通过2组对比实验验证模型的有效性.结果表明,在相同的实验条件下厌氧系统的pH控制在最佳值时系统产气较未对pH值控制时稳定,且总产气量平均提高20%左右.     

基于随机模拟与三角模糊数耦合的重金属污染评价模型

基于河流环境系统中随机性、模糊性等多种不确定信息共存的特性,采用蒙特卡罗方法模拟三角模糊数,并将其应用到沉积物重金属污染评价领域,通过将各重金属实测含量及地球化学背景值三角模糊化,然后进行随机模拟,并结合各等级概率水平加权进行综合污染等级分析,建立了基于随机模拟与三角模糊数(SS-TFN)理论的沉积物重金属地累积指数评价模型.采用该模型对湘江长沙段沉积物中重金属污染状况进行评价.结果表明,Cd的污染程度最大,处于严重污染级别;其次为Zn和Hg,处于重度污染级别,并有向严重污染恶化的趋势;而其他重金属污染程度则较低.相对于确定性评价方法,该模型能够得出评价区域重金属地累积指数的可能值区间及其相应的概率水平,客观真实地综合表征沉积物中重金属分布及污染情况,为科学决策提供更多全面合理的信息.     

漆酶的逆胶束萃取条件优化的研究

研究了生物表面活性剂逆胶束体系萃取纯化漆酶的后萃的过程.在此逆胶束体系中,表面活性剂采用一种阴离子生物表面活性剂鼠李糖脂(rhamnolipid, RL),溶剂采用异辛烷.分别考察了4种不同离子种类(NaCl, NaBr, KCl和KBr)与不同浓度、4种不同助溶剂种类(正丁醇,正己醇,正庚醇及正辛醇)与不同比例、乙醇的含量以及温度对漆酶的后萃过程的影响.结果表明,0.25mol/L KCl或0.20mol/L KBr能够得到较好的萃取效果;在四种助溶剂中,正己醇(比例为0.5)和正庚醇(比例为0.5)效果比较好;乙醇加入量为9%效果最优;最适宜温度为35℃.在上述条件下,漆酶的酶活回收率和纯化倍数分别高达90%,4.7倍.电泳分析结果进一步证实了漆酶的纯化效果较好.研究证明鼠李糖脂逆胶束萃取酶类具有广阔的应用前景.     

利用污泥熟肥作为高含水率污泥堆肥调理剂

采用静态强制通风好氧堆肥的方法,以木屑作为对比,考察了利用污泥熟肥作为调理剂对污泥堆肥过程的影响。结果表明,与以木屑作为调理剂的污泥堆体(对照组)相比,以污泥熟肥作为调理剂的污泥堆体(实验组)升温快,高温阶段(>50℃)持续时间长达10 d,满足粪便无害化卫生标准的要求,而对照组仅持续了2 d;实验组腐熟的堆肥含水率从60%降到39%,下降了21%,pH维持在7.5～8.5范围内,微生物活性较强,而对照组含水率仅下降15%,pH始终低于7.5;实验组种子发芽指数(GI)在第14天就回升到80%以上,基本上去除了植物毒性,而对照组GI在第22天才回升到50%。总体而言,污泥熟肥能显著改善堆肥中微生物的微环境,促进有机物的降解,缩短堆肥腐熟时间,是一种优质的调理剂。     

区域性气候变化对长江中下游流域植被覆盖的影响

利用2000─2010年MODIS EVI(增强型植被指数)数据和气候资料,对长江中下游流域区域性气候变化对植被覆盖的影响进行了综合研究. 结果显示:①2000—2010年间长江中下游流域植被覆盖度呈上升趋势,EVI年均值从0.302增至0.318,增幅达5.57%,增长主要出现在春季. 各植被类型中,常绿阔叶林、落叶阔叶林、混交林和人工农田植被覆盖度增加最为显著. ②研究区整体植被覆盖较好,但地域差异较大, EVI高值区分布在东南部南岭、武夷山、九岭山一带;中部江河湖泊区、长江两岸大型城市周边区域植被覆盖较差. ③气温是植被覆盖变化的主要影响因子,尤其春季表现最为显著;由于常年降水充沛,研究区降水量对植被覆盖影响程度不及气温;日照时数仅在夏季对当月植被覆盖有一定影响;相对湿度对植被覆盖影响较低,但在秋季对植被覆盖影响时间较长,可持续3个月. ④气候变化对自然植被覆盖的影响主要表现在湖南省和湖北省西部;对湖南省中部和安徽省中北部地区人工农田植被的影响较显著. ⑤空间相关性研究表明,长江中下游流域植被覆盖度增加除与自然条件改善有关外,国家近年来实施的各项生态工程也起到了积极的作用.      

重庆市重要生态功能区生态系统服务动态变化

借助遥感数据和GIS空间分析技术,选取生物多样性维持、土壤保持、水源涵养和固碳4种生态系统服务建立评估模型,对2000—2010年重庆市域内3个重要生态功能区——三峡库区水源涵养重要区(下称三峡重要区)、秦巴山区水源涵养重要区(下称秦巴重要区)和都市区“四山”生态屏障重要区(下称“四山”重要区)生态系统服务的时空变异特征进行综合研究. 结果表明:①2000—2010年,三峡重要区4种生态系统服务均呈增强趋势. ②秦巴重要区内,生物多样性维持和水源涵养功能总体较好,并且持续增强;固碳功能有所减弱,该时段内固碳功能高等级面积减少了931.90 km2. ③“四山”重要区土壤保持和水源涵养功能有所增强,生物多样性维持和固碳功能略有减弱. ④重庆市重要生态功能区生态系统服务以中和较高等级分布为主,空间差异较大,异质性明显. 生态系统服务较好区域主要分布在渝东北秦巴山区以及中西部植被覆盖较好的山脊;市域中部长寿、垫江、涪陵等区县生态系统服务相对较弱. 10 a间,重庆市重要生态功能区生态系统服务总体呈变好趋势,但局部地区有所减弱,主要表现为秦巴和“四山”重要区固碳功能的降低.