地表水环境遥感监测关键技术与系统

介绍了地表水环境遥感监测的关键技术与系统及其典型应用,其代表性机理模型和应用示范成果主要来自于中国科学院遥感与数字地球研究所的高光谱遥感团队在最近几年中取得的一些研究进展,主要包括建立了基于改进双峰法的水体分布自动化遥感提取方法,实现了简单、高效和高精度的水体提取;提出了大型湖泊长时序水量估算方法,并以青藏高原湖区为例,重建了典型湖泊面积、水位和水量序列;发展了基于“软分类”的典型内陆水体叶绿素a浓度反演方法,构建了基于生物光学模型的高度浑浊水体悬浮物浓度遥感反演半解析方法,提高了反演方法的区域和季节适用性;构建了基于水色指数的大范围湖库营养状态和透明度遥感监测方法,实现了全球大型湖库营养状态遥感监测,以及全国大型湖库透明度遥感监测;在此基础上,开发了地表水环境遥感监测系统,提高了水环境遥感监测效率,促进了卫星遥感在水环境监测中的高精度业务化应用。     

生态工程建设背景下贵州高原的植被变化及影响因素分析

基于MODIS-NDVI和气象数据,运用趋势分析、偏相关分析和残差分析等方法,对生态工程建设背景下贵州高原的植被变化及影响因素进行分析,并定量探讨气候因素与人类活动对植被变化的影响。结果表明：(1)2000~2016年期间,贵州高原植被NDVI在空间上呈东高西低的分布特征,高值分布于野生动植物及自然保护区等,低值分布于湿地保护工程区。NDVI总体呈上升趋势,湿地保护工程区、退耕还林工程区等植被覆盖上升速率较快,野生动植物及自然保护区呈略微的下降趋势。(2)植被改善区域(83.74%)分布于研究区边缘及西北部,退化区域(16.26%)分布于研究区中部和东南部,其中退耕还林还草工程区植被改善最为明显,野生动植物保护及自然保护区和速生丰产工程区改善效果较差。(3)从气侯因素分析来看,气温和降水在总体上与NDVI均呈正相关,气温对贵州高原植被生长的影响大于降水。(4) 从人类活动分析来看,人类活动对植被的建设作用强于破坏作用,人类活动正作用（76.68%）主要分布于西北部,负作用（23.32%）集中分布于东南部。植被覆盖增加是气候因素和人类活动共同作用的结果,人类活动对植被的贡献率为75.53%,气候因素为24.47%。     

Applying Statistical Causal Analyses to Agricultural Conservation: A Case Study Examining P Loss Impacts

Estimating the effect of agricultural conservation practices on reducing nutrient loss using observational data can be confounded by factors such as differing crop types and management practices. As we may not have the full knowledge of these confounding factors, conventional statistical meta‐analysis methods can be misleading. We discuss the use of two statistical causal analysis methods for quantifying the effects of water and soil conservation practices in reducing P loss from agricultural fields. With the propensity score method, a subset of data was used to form a treatment group and a control group with similar distributions of confounding factors. With the multilevel modeling method, data were stratified based on important confounding factors, and the conservation practice effect was evaluated for each stratum. Both methods resulted in similar estimates of the conservation practice effect (total P load reduction avg. ~70%). In addition, both methods show evidence of conservation practices reducing the incremental increase in total P export per unit increase in fertilizer application. These results are presented as examples of the types of outcomes provided by statistical causal analyses, not to provide definitive estimates of P loss reduction. The enhanced meta‐analysis methods presented within are applicable for improved assessment of agricultural practices and their effects and can be used for providing realistic parameter values for watershed‐scale modeling.     

洞庭湖区血吸虫病疫水人水相互作用关系及防控方案研究

研究洞庭湖区血吸虫病人水相互作用关系及传染防控,是推进湖区社会经济稳定健康发展的重要保障。从水文情势、产业发展、居民行为、城乡建设四方面探讨了洞庭湖区血吸虫病疫水人水相互作用关系,并运用系统动力学模型,设置教育优先方案、生态保护优先方案和城镇化推进方案对其防控方案进行系统仿真模拟和对比分析,研究结果表明:(1)水文等生态因素对于人水接触的影响逐步减少,而社会经济因素则显得越来越重要。(2)系统动力学模型能有效展示血吸虫病各影响因素之间的关系,是研究血吸虫病防控的有效方法之一。(3)依据仿真模拟结果,城镇化推进方案是经济增长、城乡协调、环境友好的最优血防方案。     

西昌高原鳅人工繁殖技术研究

对西昌高原鳅(Triplophysa xichangensis)人工繁殖中的催产药物及其剂量、受精方式、孵化方法和仔鱼水花培育方法等一系列关键技术进行了详细研究。结果表明,对性腺发育至Ⅳ+~Ⅳ++期的雌鱼分二次注射LRH-A2 0.1μg/g(鱼体重)和HCG 20 IU/g(鱼体重),雄鱼剂量减半,注射量0.1 mL,能很好地促进雌雄鱼发情并产卵排精,在水温19±0.5℃时的效应时间为30.5~31 h;在一个特制的塑料盆中完成了亲鱼培育、打针催产、发情、自然产卵受精、孵化以及仔鱼培育等全部人工繁殖过程,受精率、孵化率和仔鱼水花培育20 d的成活率平均分别为97.2%、85%和85%。本研究成果可应用于西昌高原鳅规模化繁育,对长江上游鱼类生物多样性保护有着积极意义。     

房地产开发地铁振动达标距离研究

已建和待建的多条地铁线路穿过某房地产开发地块,为了防治地铁运行对建筑造成振动环境影响,需要设定建筑靠近地铁的最小达标距离,包括采取减振措施后的距离。通过现场系统实验监测结合数值模型分析,从工程实践的角度提出了上述距离。对于实验中观察到随距离出现振动局部放大以及进口与国产仪器监测结果不同的现象,佐证了有关学者的理论与实验分析,提出:(1)现有地铁环境影响评价报告常用的60m评价范围偏小,推荐可扩大至80~100m;(2)迫切需要新的振动环境标准发布,避免有关项目的环境管理要求偏低。     

页岩对污泥氨气挥发的抑制作用

氨气是城市污水污泥产生的恶臭气体之一,控制或抑制其产生是资源化利用甚至处置过程中至关重要的.通过改进氨气测量方法定量分析外掺页岩对污泥氨气挥发的抑制作用和机理,实验研究了页岩掺量、陈放形式以及环境温度对污泥氨气挥发浓度的影响.结果表明,外掺页岩对污泥氨气挥发具有明显的抑制作用,随温度升高、陈放时间延长抑制效果有所减弱但仍具有明显作用;页岩对污泥氨气挥发的抑制作用主要为对氨气的吸附作用.     

臭氧氧化处理页岩气钻井废水的机理与动力学

采用臭氧氧化法处理页岩气钻井废水经混凝沉淀后的出水(COD=759.63 mg/L),重点研究了废水中有机污染物的去除机理与反应动力学。实验结果表明:在废水pH为11.2、臭氧通入量为8 mg/min、反应时间为50 min的最佳工艺条件下,废水的COD去除率为42.51%;羟基自由基抑制剂CO_3~(2-)、HCO_3~-和叔丁醇的引入抑制了废水COD的臭氧氧化去除,尤其是叔丁醇的加入使COD去除率显著下降,说明废水中有机物的臭氧氧化去除过程遵循羟基自由基机理;臭氧氧化法对钻井废水中有机物的氧化去除过程符合表观二级反应动力学规律。     

MCM-41分子筛负载铁铈催化降解甲基橙

采用等体积浸渍法制备了负载型有序介孔Fe-Ce/MCM-41催化剂。研究了该催化剂降解甲基橙的适宜工艺条件,并采用XPS,XRD,TEM技术对该催化剂进行了表征。实验结果表明,该催化剂Fenton氧化降解甲基橙的较适宜工艺条件为:溶液pH 5.0、甲基橙溶液初始质量浓度100 mg/L、催化剂加入量2.0 g/L、H_2O_2浓度20 mmol/L,在此适宜条件下反应120 min时,甲基橙去除率接近100%。表征结果显示:Fe-Ce/MCM-41催化剂主要由铁、铈、氧、碳4种元素组成;铁与铈的摩尔比接近3∶1;铁和铈主要以Fe_3O_4和CeO_2的形态存在于催化剂表面。