环境监测优化布点的综合因子得分法

在主成分分析的基础上提出了一种新的环境优化布点的方法——综合因子得分法。该方法先将多维环境指标矩阵投影到其主成分空间,然后将其与对应的方差贡献率进行加权求得综合因子得分,综合因子得分值越大表示该监测点综合环境质量越差,根据综合因子得分值的大小就可对监测点样本集进行合理分类。应用实例表明,该方法用于环境监测优化布点,具有计算简便、快速,计算结果稳健,分析合理,易于推广等优点。     

广西北部湾海域初级生产力与环境因子相关关系研究

海洋初级生产力（ocean primary productivity,OPP）是评估海洋生态的重要依据,对海洋资源的开发与管理具有重要意义。本研究基于2017年北部湾近岸海域水质监测数据与MODIS海洋水色数据,构建VGPM模型估算广西北部湾海域海洋初级生产力。根据模型估算结果,分析了该海域2017年OPP的时空变化特征与影响OPP的环境因子相关性。结果表明,北部湾海域OPP呈现出冬、春季高和夏、秋季低的时间特征,近岸高、远岸低的空间特征;月平均OPP最高值出现在12月,为2196.23 mg C/(m2/d）;最低值出现在8月,为693.73 mg C/(m2/d）;OPP与光合有效辐射、海表温度呈负相关关系,与盐度呈正相关关系;营养盐相关性分析表明北部湾海域浮游植物生长对亚硝酸盐的需求不高,对正磷酸盐的需求较为明显。     

低阻陶瓷膜组件回收烟气水热试验研究

采用陶瓷膜组件进行了烟气水分及余热的回收实验,研究了膜间距(20、25、34 mm)、冷却水温度(15～35℃)、冷却水流量(50～170 L/h)和陶瓷膜平均孔径(50、100 nm)对膜组件水热回收性能的影响。结果表明:膜组件间距的减小、冷却水流量的提高和冷却水温度的降低均能有效提高陶瓷膜对烟气的水热回收性能;减小陶瓷膜的孔径能有效提高陶瓷膜的水通量和水回收效率,但对热通量的影响较小;在实验工况下,陶瓷膜的水、热通量以及水回收效率的最高值分别为29 kg·m-2·h-1、65 MJ·m-2·h-1和46%;与平直翅片换热器和螺旋板换热器相比,陶瓷膜组件的阻力因子较小,烟气在膜组件的阻力因子仅为0.005 9。     

生产力指数模型PI在北方土壤生产力评价中的应用

土壤生产力评价是土地生产力评价的一个重要方法,对土壤生产力进行科学合理的定量评价具有重要意义。论文以中国北方4个耕地类型区为研究区域,选用全国第二次土壤普查成果中44个典型剖面的土层厚度、容重、机械组成、有机质含量、pH和作物产量数据,建立了新的PI模型并对PI值与产量进行回归分析,以证明PI模型是较好的土壤生产力评价模型。研究结果表明：①东北黑土区、北方平原区、北方山地丘陵区、黄土高原区的PI均值分别为0.377、0.198、0.202和0.172,说明东北黑土区土壤生产力最高,黄土高原区最低;②在各区内部,PI值与作物产量之间均呈十分显著的线性关系,其回归方程的决定系数变化范围在0.589~0.743,均能通过显著性水平为0.005的检验,表明PI模型可用于区内土壤生产力评价;③回归直线的重合性检验表明,不同类型区PI值与产量的回归方程有显著差异,但北方平原区和北方山地丘陵区在显著性水平为0.05时可将PI值与产量进行统一回归。土地生产力区间差异主要由气候因素造成,而区内差异主要是由土壤因素造成。该模型的不足之处就在于未考虑不同耕地类型区之间不同的气候因素,这一点有待于继续探讨。但是对于耕地类型区内部来说,PI模型不失为一个比较好的土壤生产力评价模型。     

用筑后模型估算我国植物气候生产力

本文根据日本农业气象学家内（山島）善兵卫先生采用的植物气候生产力的“筑后数学模型”NPP=0.29[exp（-0.216RDI²）]R_n,计算了我国气候生产力分布、并与迈阿密和桑斯威特数学模型计算结果做了比较分析。     

随机价格下杉木人工林的碳汇收益及最优轮伐期确定

发展林业碳汇是应对全球气候变化及实现中国2060年碳中和的重要举措。基于改进的Faustmann-Hartman模型,以中国南方浙江、福建和江西三个省份杉木人工林为研究对象,使用时间序列模型拟合并预测中国碳排放权交易市场的碳汇价格,通过蒙特卡洛模拟确定最优轮伐期及碳汇收益。研究结果表明：（1）依次纳入木材收益、地上生物量碳汇收益和死亡有机质碳汇收益时,杉木人工林的最优轮伐期分别为21.85年、22.98年和22.88年;（2）上述三种情景下,林地期望价值的净现值分别为20408.20元/hm²、24587.29元/hm²和28101.11元/hm²;（3）全面考虑包含死亡有机质碳库在内的林业碳汇效益,能够稳定提高林地所有者收益约7.02%~21.61%。此外,应进一步考虑多轮伐期下税收政策及自然风险等因素对碳汇营林的影响,这是确定最优轮伐期和碳汇收益后续研究值得重视的问题。     

遥感数据结合Biome-BGC模型估算黄淮海地区生态系统生产力

植被净生态系统生产力(NEP)和净第一性生产力(NPP)作为表征植被活动的关键变量,在全球变化研究及区域生态环境评价中起着很重要的作用。Biome-BGC是一个模拟生态系统植被和土壤中的能量、水、碳、氮的流动和存储的生物地球化学循环模型。论文利用2004年时间序列MODIS LAI遥感产品和气象数据,对黄淮海地区的NEP和NPP进行了模拟估算,由于Biome-BGC模型没有农作物生理生态参数,农作物模拟通过修改草地生理生态参数,并在增加施肥、灌溉和收割代码基础上实现。结果表明,2004年黄淮海地区NEP、NPP呈现南部大于北部的空间分布特征;不同植被类型平均NEP和NPP大小顺序分别为:混交林>落叶阔叶林>常绿针叶林>农作物>灌木>草地、混交林>农作物>落叶阔叶林>常绿针叶林>灌木>草地;与观测数据、MODIS NPP产品和统计数据进行对比,表明Biome-BGC模型可较好用于区域植被生产力的模拟,农作物模拟结果与统计数据的决定系数达到0.612 3,且模拟得到的黄淮海地区农作物NPP比MODIS NPP产品更接近统计值。     

广西百色不同功能区土壤重金属污染与来源

以百色城区及周边县城土壤为研究对象,测定不同功能区(清洁区、矿区、工业区和城市中心区)土壤Co、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn、Cd、As和Hg含量,采用地质累积指数法评价重金属污染水平。结果表明,百色地区土壤重金属含量差异很大,除Cu以外,工矿区土壤重金属污染达到中度污染水平以上,其中Cd达到强污染水平;清洁区和城市中心区土壤大部分重金属元素则处于无污染水平。采用主因子分析法分析了矿区和工业区土壤重金属可能的污染源,结果显示工矿区土壤重金属可能有三个来源:工业源的Co、Ni、Pb、As、Hg,混合源的Cd、Cr、As、Zn,自然源的Cu、Zn。     

废弃物基水热炭改良对水稻产量及氮素吸收的影响

生物炭农田回用是实现农林废弃物资源化利用和碳封存的有效手段.近年来,水热碳化技术由于在炭产率、能耗及生产过程中的烟气排放等方面显著优于常规热解碳化技术而受到关注.为实现农林废弃物的资源化利用,明确水热炭农田应用对作物生产力的影响,本研究通过原状土柱模拟试验和表征分析,研究了4种不同类型改良水热炭对两种典型土壤的水稻产量和氮素吸收的影响及可能的驱动因素.结果表明,锯末水热炭和秸秆水热炭经物理或生物改良后,在两种类型土壤上均能够增加水稻产量和氮素吸收,减少氮素损失,且其效应不受水热炭添加量影响(5‰,15‰;质量分数).与对照相比,水热炭添加处理的产量和氮素吸收量分别提高9.2%～20.7%和7.7%～17.0%.高C/N比的锯末水热炭更有利于高肥力土壤水稻氮素吸收量的增加;而低肥力土壤由于限制性因子较多,受水热炭类型的影响较小.通过对水热炭的表征分析发现,其表面养分元素丰富;水洗或生物改良后其表面孔隙结构有较大改善,C元素相对含量明显降低,N和O元素相对含量明显增加,这对养分的固持/供应可能产生影响.因此,水热炭改良后孔隙结构的改变和N、O元素含量的增加可能是其施用后水稻产量和氮素吸收增...     

温和水热预处理促进秸秆产沼气的条件优化研究

以水稻秸秆为原料,在前期单因素试验基础上,通过正交试验研究不同水热预处理条件对稻秸理化特性及产沼气效果的影响.结果表明,预浸时间、初始含水率和热处理时间3个因素对稻秸厌氧发酵20d累积TS产气率的影响程度各不相同,各因素对厌氧发酵累积TS产气率的影响大小顺序为初始含水率 >预浸时间 >热处理时间;得出的最佳水热预处理条件为：初始含水率为55%,预浸时间为2h,热处理时间为6h;与处理CK相比,最佳预处理条件下稻秸20d容积产气率提高29.79%,产气量达总产气量60%和80%时间可提前5d;结合预处理前后稻秸理化特性变化规律分析,表明温和水热预处理促进了纤维素和半纤维素的降解溶出,并促使其更多转化为挥发性脂肪酸（VFA）,从而有利于稻秸快速产沼气.     

水资源在提高我国土地生产能力中的地位和作用

我国是人多地少的国家,同时土地生产能力受到水资源等自然条件的严重制约,长期以来旱涝盐碱自然灾害连续不断,阻碍农业生产的发展。水利建设成为提高土地承载能力的主导因素。合理开发利用水资源,在农业生产发展中占有极其重要地位和作用。因此,强化水资源管理,大规模开展以水利建设为中心的农田基本建设,使我国土地生产能力在原有基础上走上新台阶,是确保我国人口不断增长和国民经济发展对食物需求的根本性措施。     

作物光温生产力模型及南方水稻适宜生长期的数值分析

发展了一个具有生物学基础的、兼具实用性和理论性的水稻生长模拟模型。它是在水肥适宜的条件下,以光、温因子模拟作物生长过程。其空间尺度是叶面水平的,时间尺度是逐时的,并且具有模拟冠层瞬时光合作用的能力。该模型由发育阶段、冠层光分布、冠层光合速率和叶面积指数增长等子模型组成。使用地理分期播种资料进行了检验,该模型可以解释在不同气候区域水稻干物质积累随生育期和播种期变化的９２５％～９５８％。使用常规气象资料,用数值方法研究了南京、长沙、广州和贵阳等地杂交水稻的气候生态适应性。模拟结果表明,贵阳气温低、生育期长,其中稻生育期内温度适中、光照较强,干物质生产力高。广州气温高,中稻、早稻生育期短,产量较低,因受低温的影响小,是晚稻的高产区。南京和长沙以在生长中后期能避开盛夏高温并能正常抽穗扬花的适播晚稻干物质产量较高     

不同覆土厚度的煤矸石充填复垦区土壤生产力评价

以淮南矿区新庄孜煤矿采煤塌陷区土地复垦区为研究对象,调查了不同覆土厚度的煤矸石充填复垦区土壤生产力状况,发现在以煤矸石充填为基底,上覆不同表土厚度的区域土壤生产能力差异较大,其中覆土较厚的地块小麦产量达到5 770 kg/hm2,覆土较薄的地块只有4 736 kg/hm2。运用了复垦土壤生产力指数的修正模型（MPI）对不同覆土厚度的复垦地块生产力进行评价。结果表明,覆土75 cm和90 cm的地块的水解性氮和速效钾的适应性接近于对照地块,速效磷和有机质的适应性稍微偏低,生产力水平接近于对照地块;覆土40 cm和60 cm的地块土壤的养分普遍偏低,限制了农作物的生长;通过对评价结果的误差分析显示,本次评价的最小误差为1.65%,最大误差为4.33%,运用MPI模型对煤矸石复垦土壤生产力的评价具有较高的精确度。     

黄土高原旱地农业自然生产力潜势评价——兼论旱地农业的出路

本文运用系统工程理论,从理论与实践的结合上,对黄土高原旱地农业自然生态系统的土地、光、热、自然降水等各主要因子的生产潜力进行了评价。从而为开发该地区旱地农业的自然生产力潜势提供了科学依据。本文还通过对旱地农业生态经济系统可控制因素与非可控制因素的分析,以及从人类经济再生产行为方式等角度,对旱地自然生产力蕴藏着巨大潜势和“越穷越垦、越垦越穷”这一历史事实构成的悖论作出了科学解释,否定了“十年九旱”是旱地农业增产的主要制约因素的传统观点,为开发旱地农业资源提供了一条现实的、可供选择的思路。     

土地生产潜力评价中土壤修正系数模型的研究──以河北省涿鹿县为例

为了方便、准确地分析土壤条件（包括部分地理条件，如坡度、地下水位等，下文同）对土地生产潜力的影响，本文提出土壤修正系数的概念，即：在一定的气候和投入水平条件下，某种土壤能够满足作物生长的生理、生态要求的程度称其为该土壤对这种作物的土壤修正系数。以河北省涿鹿县为例探讨了定量计算土壤修正系数的理论和方法，并采用相对权重模糊距离法设计了土壤修正系数的计算模型。专家计算结果。（２）土壤修正系数模型的理想检验方法是在土地利用、气候等条件一致的情况下，将土壤修正系数与实际产量进行对比分析。但由于气候等条件不好控制，因此该方法在实践中很难实现。事实上，“土地评价的结果如果能够准确地反映土地评价专家的正确判断，那么它就是有效的；检验结果正确性的一个方法就是通过比较不同专家分析评价的结果。”（Ｎ．Ａ．Ｊ．ＶａｎＬａｎｅｎ，１９９１）笔者认为，这是对目前土地评价结果检验的一个比较客观的认识，本文的检验方法就是基于此。表７相关分析和均方差分析参考文献     

淮北涡河流域农业自然生产潜力模型与分析

根据淮北涡河流域的特点,本文以小麦—玉米一年两熟制建立光合作用、温度、水分和土壤条件对自然生产潜力影响的动态分室模型,再用阶乘模型将它们综合为农业自然生产潜力模型,并将模型计算值与实际生产情况对比分析。模型的输出结果综合反映了该区自然资源对农业生产的影响。由模型分析出影响本区农业自然生产力的当前限制因子是土壤养分,长远限制因子是土壤有机质和水分,为分阶段区域治理提供了依据。在土壤完全改良后,淮北平原的农业生产可跃上年平均亩产900kg的新水平。     

应用ARID CROP模型对中国黄淮海地区冬小麦气候生产力的数值模拟研究

应用ＡＲＩＤＣＲＯＰ模型对黄淮海地区冬小麦气候生产力进行了数值模拟研究,给出了该地区冬小麦气候生产力Ｙｑ分布图,继而研究了水分保持最适状况时的光温生产力Ｙｗ分布状况,在此基础上给出了水分增产力Ｑ（Ｑ＝（Ｙｗ－Ｙｑ）／Ｙｑ）分布图。研究表明,黄淮海地区冬小麦气候生产力变幅在３７５０～９７５０ｋｇ／ｈｍ^２之间,总的趋势北低南高,黑龙港地区出现了一个３７５０ｋｇ／ｈｍ^２的低值区。水分是黄淮海北部地区冬小麦气候生产力的一个重要限制因子,当水分完全适宜时,南部淮河流域冬小麦气候生产力仅可提高５％～１０％,而黄淮海北部地区气候生产力则可提高７５％～１００％。用黄淮海地区冬小麦高产记录与生产力模拟值进行了对比分析,表明用ＡＲＩＤＣＲＯＰ模型对该地区冬小麦气候生产力进行研究是可行的,该研究为引黄灌溉提供了一定的理论依据。     

应用ARID CROP模型对中国黄淮海地区冬小麦气候生产力的数值模拟研究

应用ＡＲＩＤＣＲＯＰ模型对黄淮海地区冬小麦气候生产力进行了数值模拟研究，给出了该地区冬小麦气候生产力Ｙｑ分布图，继而研究了水分保持最适状况时的光温生产力Ｙｗ分布状况，在此基础上给出了水分增产力Ｑ（Ｑ＝（Ｙｗ－Ｙｑ）／Ｙｑ）分布图。研究表明，黄淮海地区冬小麦气候生产力变幅在３７５０～９７５０ｋｇ／ｈｍ２之间，总的趋势北低南高，黑龙港地区出现了一个３７５０ｋｇ／ｈｍ２的低值区。水分是黄淮海北部地区冬小麦气候生产力的一个重要限制因子，当水分完全适宜时，南部淮河流域冬小麦气候生产力仅可提高５％～１０％，而黄淮海北部地区气候生产力则可提高７５％～１００％。用黄淮海地区冬小麦高产记录与生产力模拟值进行了对比分析，表明用ＡＲＩＤＣＲＯＰ模型对该地区冬小麦气候生产力进行研究是可行的，该研究为引黄灌溉提供了一定的理论依据。     

主成分和聚类分析应用于淮南矿区地下水水质评价

运用主成分方法分析淮南矿区23个地下水样的7个水样指标,提取出4个主成分,应用聚类分析对该4个主成分的得分进行聚类。在此基础上,将主成分得分与其对应的特征值相乘,得到水质综合评价指数。聚类分析后水样划分为5类,对每一类的水质综合评价指数取平均值,从而确定水质等级。     

河北沧州黑龙港地区粮食作物生产潜力估算

本文采用屡次分析法,运用1∶10万TM卫星图象对黑龙港类型区(沧州区域为例)农业生产水平类型划分的结果,分析计算了该区各种类型土地(高、中、低产田)的各级生产潜力和粮食作物生产潜力。得出沧州区域提高粮食生产潜力着眼点在高、中产田,主要措施是增加能量投入,合理用水,改良土壤。