GIS支持下的水文生态效应评价混合型专家系统设计初探

文章从人工神经网络(ANN)、专家系统(ES)各自的优势和不足出发，结合地理信息系统(GIS)技术的特点，介绍了水文生态效应评价的混合型专家系统(HEMES)的基本结构模式和各模块的功能。然后抓住ANN、ES、GIS的共同作用因子一专家知识，从数据库结构、C 类方面探讨了三者集成的问题，并根据集成的思想探讨了相关功能设计。指出HEMES是一种更准确、易操作的评价技术，可作为相关管理、决策者的辅助工具。     

滨海滩涂不同围垦年代垦区农作物重金属累积特征及其与氮、磷的关系

为探明滨海滩涂围垦区农作物重金属累积特征及其与围垦年代、作物氮磷含量及化学计量比的关系,采集盐城地区不同围垦年代(围垦20、30、40、60年)农田4种主要作物(大麦、小麦、油菜、蚕豆)样品63个,测定了其根、茎叶和籽粒中Cd、Cu、Zn、Pb、Hg、As及全氮(N)、全磷(P)和粗蛋白(CP)含量,分析了重金属累积特征及与围垦年代、N、P、CP及N/P比的关系,并采用单因子污染指数法和内梅罗综合污染指数法对重金属污染程度和安全水平进行了评价。结果表明,1)围垦农田作物整株各指标含量分别为Cd (0.52±0.94)、Cu (12.98±16.00)、Zn (34.93±27.91)、Pb (3.50±5.88)、Hg (0.0063±0.0063)、As (1.94±3.72) mg·kg~(-1)及N(13.69±8.27)、P (5.98±2.24)、CP (79.55±49.54) g·kg~(-1);籽粒中则分别为(0.0059±0.020)、(1.83±1.48)、(11.13±4.45)、(0.09±0.30)、(0.0023±0.0036)、(0.0021±0.0048) mg·kg~(-1)及(19.21±7.68)、(6.04±1.64)、(111.78±47.81) g·kg~(-1); 2)作物重金属均表现为根茎叶籽粒,N和CP与之相反,表现为根茎叶籽粒,而P则表现为根籽粒茎叶; 3)不同围垦年代之间作物重金属、N、P、CP含量、N/P比及综合污染指数(Pz)均没有显著差异(P0.05); 4)各作物籽粒6种重金属单因子污染指数均值均小于1,除个别样品Pb超标(超标率11%)外,其他重金属均未超标; 5)作物籽粒重金属Pz均值为0.38,表明该地区作物重金属总体处于安全级,但大麦、小麦、油菜籽粒均有样品Pb含量超过警戒线,个别样品甚至达到重度污染水平; 6)作物整株各重金属之间、重金属与P之间均存在显著正相关(P0.01),而重金属与N、CP、N/P存在显著负相关(P0.01),在籽粒中则相关性均不显著(P0.05)。以上结果显示,盐城滨海滩涂围垦区作物重金属累积与围垦时间关系不大,其含量目前尚处于可接受范围内,但Pb污染值得关注,作物重金属与P之间存在一定的相互促进作用,而与N存在一定的拮抗作用,高氮低磷的机体养分状况有助于降低重金属含量。     

中国生活源固体垃圾产生和处理及其N2O排放

核算和评估固体垃圾产生和处理及其N₂O排放具有重要的现实和指导意义.本研究以中国为例（2008—2017年）,建立了固体垃圾产生、处理和N₂O排放核算框架.结果表明,10年间中国固体垃圾产生量上升了34.6%,年均6.13亿t,生活垃圾（48.6%）和工业日用品垃圾（24.6%）是主要贡献源;处理格局仍以填埋为主（占53.0%）,焚烧为辅（25.5%）;堆弃（42.5%）和焚烧（31.2%）是固体垃圾处理中N₂O气体的主要排放源,堆肥占21.9%,填埋处理排放最少（4.4%）;固体垃圾处理产生的渗滤液逐年增加,渗滤液排放的N₂O占固体垃圾处理N₂O排放总量的41.7%,生活垃圾产生的渗滤液是其主要排放源.加大垃圾分类处理和资源化利用力度,加强农村生活垃圾处理处置能力、减少垃圾堆弃量及提高垃圾处理技术对固体垃圾的产生及其N₂O排放减排至关重要.     

近25年山西植被指数时空变化特征分析

在遥感及地理信息系统技术支持下,利用1982-2006年8 km×8 km的NASA/GIMMs植被指数(NDVI)数据,采用多种方法分析了山西高原近25 a来植被指数的时空动态变化规律.结果表明:①25 a来,山西省年均NDVI基本在0.33上下呈波动中上升趋势,表明山西高原植被活动在增强;②从季节变化来看,山西省春季和秋季的植被都在增加,冬季上升趋势较弱,夏季变化很小,呈现极弱的递减趋势;③空间上,植被指数南部好于北部,山区好于平原;④从植被变化趋势图中也可以看出植被呈现总体变好趋势,其中北部变好趋势明显,其次是南部;⑤植被年际变化表现出较为一致的变化趋势以及较为明显中部和南北反相的局地变化特征.     

椒江口春季水体异养细菌及氮、磷细菌的生态分布特征

2009年5月7日～5月15日,对椒江口海区水体中可培养异养细菌、有机磷细菌、无机磷细菌、反硝化细菌和氨化细菌的数量进行调查,分析上述各微生物类群的空间分布特征,并探讨5类细菌之间及与Chl a、DO、NO3-N、NO2-N、NH3-N、PO4-P的相关性.结果表明:椒江口春季水体中,可培养异养细菌数量介于(1.15 ...     

退耕还湖后安庆沿江湿地土壤颗粒分形特征

以安庆沿江不同退耕还湖方式(白荡湖区,低坝高网式养鱼;菜子湖区,自然恢复湿地)和不同历史利用方式(水耕和旱耕)的湿地土壤为研究对象,分析退耕还湖后湿地土壤的颗粒分形特征变化。结果表明,退耕还湖后白荡湖区湿地土壤颗粒分形维数和<0.01 mm粒径颗粒含量降低,且历史水耕湿地土壤颗粒分形维数降幅小于历史旱耕湿地;菜子湖区湿地土壤颗粒分形维数和<0.01 mm粒径颗粒含量升高,且历史水耕湿地土壤颗粒分形维数增幅大于历史旱耕湿地。2个湖区湿地土壤颗粒分形维数与土壤细黏粒、粗黏粒和细粉粒含量呈显著正相关(P<0.01),与粗粉粒、细砂粒和粗砂粒含量呈显著负相关(P<0.01),与土壤有机质、全磷和有效氮含量呈显著正相关(P<0.05),土壤颗粒分形维数和土壤养分含量的聚类分析结果总体相似。土壤颗粒分形维数可作为评价退耕还湖后湿地生态恢复过程中土壤演变状况的重要参考指标。     

淋洗脱盐对滨海滩涂不同植被演替带土壤重金属的影响

为研究围垦对滨海滩涂土壤重金属的影响,采用土柱实验模拟淋洗脱盐过程,分析了滨海滩涂不同植被演替带(光滩、互花米草滩、碱蓬滩、芦苇滩)土壤在淋洗脱盐前后重金属(As、Hg、Cd、Cr、Pb、Cu、Zn)含量的变化,评估了围垦可能导致的滩涂重金属流失量。研究表明,淋洗脱盐后,各植被演替带土壤重金属均显著降低,相比而言,Hg、Cr更易淋洗(淋洗率分别为57.2%、49.9%),而Zn不易淋洗(淋洗率18.5%);不同植被演替带土壤重金属淋洗率表现为:光滩互花米草滩碱蓬滩芦苇滩,光滩土壤重金属更易淋洗,而芦苇滩重金属不易淋洗;根据土壤容重、含水率、淋洗率及重金属含量计算重金属流失量发现,不同植被演替带重金属流失量同样表现为:光滩互花米草滩碱蓬滩芦苇滩;除互花米草滩As流失量较高外(19.26 kg·ha-1),其他重金属流失量均表现为光滩最高,光滩围垦可能会造成更多的重金属流失;在仅考虑淋洗脱盐情况下,以江苏省2010~2020年围垦规划270万亩计,仅表层20 cm滩涂土壤,通过围垦即可能导致As、Hg、Cd、Cr、Pb、Cu、Zn流失2 102.5、7.4、421.3、8 587.9、4 376.3、2 404.3 t,由围垦导致的滩涂重金属流失风险值得关注。     

基于电阻率的硫酸污染水泥土检测方法的探讨

电阻率法作为一种简单有效的测试方法,已在岩土工程检测中得到了一定程度的应用.通过室内试验模拟了水泥土试块受不同浓度硫酸溶液污染的反应,采用电阻率法研究了孔隙水电阻率、水泥土电阻率、结构因子与溶液浓度和龄期之间的关系.结果表明,孔隙水和水泥土电阻率随溶液浓度增大而减小、随龄期的增大而增大,结构因子随着溶液浓度和龄期的增加而增加,它们之间具有较高的相关性.这充分说明,电阻率法可应用于硫酸污染水泥土的检测和评价.     

原生滩涂植被演替带土壤Cd形态分布及其生态风险评价

为了解原生滨海滩涂不同植被演替带土壤镉(Cd)的含量特征、赋存形态及生态风险,以盐城地区原生滨海滩涂为研究对象,利用BCR 3步提取法分析了不同植被演替带土壤Cd的含量及赋存形态,并采用平均沉积物质量基准系数法(SQG-Q)和风险评价准则(RAC)对Cd的潜在生态风险进行了初步评价。结果表明,原生滩涂土壤中总Cd(CdT)含量在2.21~3.61 mg·kg~(-1)之间,远高于江苏沿海土壤Cd背景值和国家土壤环境质量三级标准;不同植被演替带间,CdT含量表现为互花米草滩碱蓬滩芦苇滩光滩;SQG-Q系数显示该地区土壤CdT处于中等风险,互花米草滩风险相对较高;总体上原生滩涂土壤中可还原态Cd比例较低(12.8%),而酸溶态、可氧化态、残渣态三者差异不大(分别为28.2%、29.8%,29.2%);互花米草滩和芦苇滩酸溶态Cd比例(30.5%、37.0%)显著高于碱蓬滩和光滩(28.2%、20.6%),而残渣态Cd(21.5%、20.9%)则显著低于碱蓬滩和光滩(41.5%、45.6%);RAC评价结果显示,滩涂土壤Cd总体上呈现中等风险,而互花米草滩和芦苇滩达到高风险。以上结果显示,原生滨海滩涂土壤Cd已存在一定的生态风险,其中互花米草滩风险相对较高,随着互花米草的扩张及围垦面积的扩大,其重金属风险值得关注。     

不同互花米草(Spartina alterniflora Loisel)密度生境中大型底栖动物群落格局

为了解不同互花米草入侵密度下滩涂大型底栖动物群落结构与差异,评价互花米草入侵对滩涂大型底栖动物资源的影响后果,于2008年7月在浙江省中部沿岸潮间带上区选择互花米草浓密区、稀疏区和光滩进行大型底栖动物群落与互花米草密度调查。对各生境大型底栖动物群落结构与差异进行比较分析,结果显示：①浓密区大型底栖动物种数、栖息密度、生物量、分类多样性指数(Taxonomic diversity index)和分类差异指数(Taxonomic distinctness)均低于其他两种生境,且以上各项参数与互花米草密度呈负相关关系;②稀疏区大型底栖动栖息密度和生物量高于光滩,种数相等,但稀疏区种间的差异程度高于光滩;③浓密区大型底栖动物群落与稀疏区和光滩差异均较大,而稀疏区与光滩差异较小,此外,群落差异程度与互花米草密度差呈正相关关系。