水源地土地覆被分类及无人机遥感验证评价方法研究

本文提出一种水源地土地覆被分类及无人机遥感验证评价方法。采用面向对象分类方法对高空间分辨率卫星遥感影像进行土地覆被分类,基于无人机遥感影像,采用随机抽样方法获取多边形样本验证分类结果,建立混淆矩阵后评价分类精度,并采用国产卫星及无人机遥感数据开展示例研究,取得了很好的研究应用效果。     

Comparison of macroinvertebrate community structure in urban (Shenzhen City) streams with typical habitat characteristics北大核心CSCD

2020年12月在深圳市城市区域典型生境特征溪流——城市山区源头溪流金龟河、国家地质公园保护区入海溪流杨梅坑河与黑臭水体治理后溪流石溪河,开展底栖动物多样性与生境质量状况取样,通过多元统计分析探明各溪流底栖动物群落结构差异及其主要环境影响因子.结果表明:(1)金龟河底质异质性(SI)最高;杨梅坑河水质最好且流态异质性(Fr)最优,石溪河水质最差且底质异质性(Fr)最低.(2)共采集鉴定大型底栖动物118个分类单元,隶属于3门6纲14目87科.水生昆虫均占绝对优势,其中金龟河67属(81.7%),杨梅坑河62属(95.4%),石溪河12属(52.2%).金龟河中底栖动物Shannon-Wiener多样性指数、改进的Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度均高于杨梅坑河与石溪河.(3)金龟河的主要功能摄食类群是滤食者(45.5%),杨梅坑河(38.3%)与石溪河(58.7%)的主要功能摄食类群均为收集者.(4)冗余分析(RDA)结果显示,氨氮、海拔、湿宽、水温、溶氧、底质异质性(SI)、电导率和流态异质性(Fr)为影响深圳市溪流的大型底栖动物群落结构的主要环境因子.研究表明:(1)深圳市的山区溪流可作为深圳市生物多样性保护的重点区域.(2)在城市溪流生态系统中,水环境化学因子并非为主要影响因子,生境多样性发挥了重要作用.(图6表3参43)     

染整废水深度处理纳滤工艺膜污染成因分析

为调查棉针织染整废水纳滤脱盐系统膜污染的类型和成因,使用电感耦合等离子发射光谱仪、扫描电子显微镜-EDX能谱仪、傅里叶变换红外光谱仪、热重分析仪、高倍光学显微镜和X射线荧光光谱仪,从膜进水水质、膜过程污染状况和膜清洗效果等三方面进行了联合互补检测和综合分析.结果表明,棉针织染整废水脱盐过程中纳滤膜的污染类型包括无机污染、有机污染和微生物污染;干燥(105℃)的污染物成分组成中结合水所占质量分数约8.2%,有机成分所占质量分数约41.0%,无机成分所占质量分数约50.8%;在无机污染物中铁盐污染较为突出,有机污染物所包含的主要官能团为—OH、—CH和—CC,微生物污染物中包含原生动物和后生动物;短期膜污染和长期膜污染分析结果表明有机污染和微生物污染的形成需要长时间的累积效应;纳滤膜清洗试验结果表明,有机污染和微生物污染是引起膜通量下降的主要原因,两者对膜通量影响的贡献率约53.3%.     

石英E1′心电子自旋共振信号强度的热活化研究

石英E₁′心是一种重要的顺磁性缺陷,其热活化ESR信号强度的最大值有许多新的应用,但对于获取E₁′心信号强度最大值的方法尚存不同的认识。为了进一步研究和探讨石英E₁′心信号的增强机理及石英E₁′心ESR信号强度最大值的获取方法,采用电子自旋共振（ESR）技术测量了两个冰碛物样品在300℃等温加热前和加热后石英E₁′心的ESR信号强度,结果表明：在室温下,石英E₁′心信号强度随辐照剂量的增加而增强是由于伪E₁′心的形成而造成的;而石英E₁′心信号强度随辐照剂量增加而减弱可能是因为辐照使已增强的E₁′心产生衰退。300℃的等温热退火实验（分为15 min和20 min）结果表明：获取E₁′心ESR信号强度的最大值需要人工辐照,人工辐照的作用不仅是提供更多的空穴,而且可能更有利于氧空位向E₁′心转化。     

国内环境遥感监测指标验证方法研究进展

随着经济的快速发展,我国环境问题日益突出,环境治理已刻不容缓。卫星遥感技术的发展,为环境监测提供了有力的技术手段,并在环境监测领域发挥越来越重要的作用,在生态环境、水环境、大气环境等三个环境领域建立了环境遥感监测指标。然而,环境遥感监测指标验证工作相对较少,缺少规范化与标准化,未形成健全的验证体系。综述了目前国内具有代表性的环境监测指标验证方法,总结了验证中存在的问题,就其今后的发展方向,进行了有益的探讨。     

新疆博格达山北坡表土花粉散布特征

基于博格达山北坡68个表土样品花粉组合特征,对比植物群落样方调查结果,借助聚类分析、主成分分析方法,探讨了表土花粉组合与现代植被分布的关系。研究表明,(1)博格达山北坡表土花粉可划归5个不同植被带,湿度是影响其分布的主要因素,藜科(Chenopodiaceae)、蒿属(Artemisia)、云杉属(Picea)花粉分布受气流影响显著,忽略它们对其他植被带花粉组合的干扰,表土花粉与现代植被分布对应良好。各植被带均有其特有的花粉组合方式,山地荒漠带藜科-蒿属组合占绝对优势,山地草原带演替为蒿属-藜科-禾本科(Poaceae)-蔷薇科(Rosaceae)组合,山地森林带以云杉属-桦木属(Betula)-蒿属-藜科-禾本科为主,高山草甸带以蒿属-云杉属-藜科-莎草科(Cyperaceae)组合为特征,高山垫状植被带表现为蒿属-藜科-蔷薇科-云杉属组合。(2)草本植物花粉含量(62.7%)优势明显,乔、灌木(37.3%)次之。蒿属(23.1%)、藜科(21.5%)、云杉属(18.1%)、莎草科(9.4%)、禾本科(8.6%)、桦木属(5.7%)、蔷薇科(5.3%)等科(属)含量高、变幅大,为最主要的花粉类型,可作为古气候研究的重要依据,藜科、蒿属产量大、易传播,表现出超代表性,云杉属代表性较好,莎草科则受自身结构及保存条件等多重因素影响呈低代表性。(3)蒿属/藜科(A/C)比值不仅能将山地荒漠带、山地草原带区分开,还能指示研究区域湿度变化,古环境重建时可作为区域有效湿度的代用指标。     

菰和菖蒲在污水中的生长特性及其净化效果比较

通过漂浮栽植菰(Zizania latifolia)和菖蒲(Acoruscalamus),研究了它们在低、中、高3种浓度污水中的生长特性及其对这3种浓度污水的净化效果.结果表明,菰和菖蒲均在中浓度污水中生长最好.菰在中浓度污水中的生物量显著高于低浓度和高浓度中;菖蒲在中浓度污水中的生物量略高于低浓度和高浓度中,但差异不显著.菰对中浓度污水中TN、NH3-N、TP和CODCr的去除率分别为97.4%、95.3%、98.5%和71.4%,对高浓度污水中TN、NH3-N、TP和CODCr的去除率分别为96.4%、97.7%、88.2%和76.1%,净化效果均显著高于低浓度中.菰可作为中、高浓度污水的净化植物.菖蒲净化中浓度污水的效果最好,对TN、NH3-N、TP和CODCr的去除率分别为97.5%、94.1%、98.5%和72.7%;对高浓度污水中的NH3-N和CODCr去除效果也较好,去除率分别为97.8%和86.7%,但对TN和TP的去除率分别为89.5%和70.9%,显著低于对低浓度和中浓度污水中TN和TP的去除率.图1表4参13     

冰碛物电子自旋共振信号测量的基本流程

电子自旋共振（ESR）法是一种用于直接测量和研究含有未成对电子的顺磁性物质的分析方法。ESR测年是应用这种分析方法对沉积物最后一次埋藏以来的年代进行测定。相比于其他方法,它具有测年范围广,测试的样品种类多,样品可以重复测量,测量周期短等优势。20世纪80年代以来我国开始进行沉积物ESR测年与研究,但是在冰碛物ESR测年的制样和测量过程中存在一些问题。本文介绍冰碛物ESR测年的过程：样品野外采集时剖面的选取及其注意事项;详细描述提纯冰碛物中石英颗粒的前处理过程;石英颗粒经过人工辐照后在顺磁波谱仪上测试ESR信号并拟合古剂量过程中的具体方法和需要注意的问题。从实验中得到,用0.063 —0.125 mm粒径的组分提纯石英砂比较困难,前处理过程中试剂和时间消耗量大,因此建议ESR测年时：在样品充足的情况下选用细颗粒组分（0.063—0.125 mm）,样品不充足的情况下选用中颗粒部分（0.125—0.25 mm）。待测样品中存在其他矿物会对石英的ESR信号有影响,因此在提纯石英过程中用重液分选提高石英纯度并可以增强测量的ESR信号的稳定性。经过氢氟酸刻蚀后的样品,石英的纯度要达到95%—99%或以上。对于冰碛物ESR测年过程中ESR信号的选择需要参照样品自身的特点,综合考虑多次尝试才能确定用常温Ge心信号还是低温的Al心、Ti心作为样品中石英的ESR测年信号。通过规范的采样、制样和ESR信号测量流程,使样品的定年能够被不同的人重复,并能够进行不同区域之间的对比。     

水源地污染源无人机遥感监测

无人机遥感是近年新兴的航空遥感技术,随着无人机平台与载荷的不断进步,其研究应用愈加深入,已广泛应用于各行业领域,并作为卫星遥感技术的补充,愈加发挥着重要作用。为拓展无人机遥感技术应用潜力,分析无人机在环保领域应用效果,以扬州市南水北调工程东线输水水域的水源地为研究区域,基于其污染源特征及周边生态环境状况,研究无人机平台与载荷搭配(可见光与热红外)技术,监测研究区污染源,分析其对水质的潜在影响。结果表明,研究区存在多处污染源,主要为点源污染(工业点源、水产养殖、生活污水),面源污染(河道码头、水土流失、农业)和内源污染(航运船舶、桥梁交通运输、渔民生活)等,同时,发现某助剂厂隐藏在水面下的4个排污口。该项技术的实验研究,发挥了无人机平台与载荷搭配应用效果,获取了污染源的类型、数量、空间分布及其扩散形态,为水源地无人机遥感技术应用奠定了工作基础。     

城市大气颗粒物表面半醌自由基的测定及特征分析

采集上海市城区和郊区两个典型站位的大气颗粒物样品,通过二氯甲烷萃取分离并利用电子自旋共振波谱技术(ESR)分析测定吸附在颗粒物表面的稳定自由基.结果显示,测试样品的波谱特征表现为显著的三重信号峰,且g因子值均在2.00379—2.00395范围内,通过与醌类标准物质图谱比对,可以判断颗粒物表面至少吸附1种邻位半醌自由基.对自由基分布特征研究发现,自由基浓度的时空变化和粒径分布特征显著:闵行采样点的半醌自由基浓度远高于普陀采样点;在季节变化上表现为夏秋季半醌自由基浓度低于冬春季,其中春季最高,夏季最低;半醌自由基在不同粒径颗粒上的分布,呈现PM2.5>PM10>TSP的变化规律,说明自由基更容易富集在细颗粒上.