基于突变级数法的武汉市农地利用绩效评价及影响因素分析

根据突变级数法基本原理,对武汉市2002-2011年农地利用绩效动态变化情况进行分析,并利用障碍度模型找出影响其绩效水平的主要障碍因子.研究结果表明,研究时段内武汉市农地利用绩效整体呈上升趋势,且带有明显的阶段性特征;经济绩效是影响农地利用绩效的最主要障碍因素;从单项指标来看,随着生态理念的不断深化,未来农地利用程度及资源安全将对农地利用绩效产生较大影响.     

铀矿区周边水体典型核素污染特征及风险评价

为研究铀矿区周边水体中典型放射性核素分布特征及其潜在的健康风险,对该地区周边浅层地下水及河水中放射性活度浓度进行分析测定.运用改进内梅罗综合污染指数法和健康风险评价模型对放射性污染及不同年龄段人群健康风险进行评估.结果表明,地下水与河水中放射性核素²³⁸U、²²⁶Ra、²³²Th活度浓度（地下水：0.012~0.102,0.013~0.036,0.002~0.033Bq/L,河水：0.001~0.066,0.013~0.034,0.001~0.013Bq/L）均未超过WHO饮用水水质准则规定的标准限值,但远远高于江西省水体背景值.河水中各核素活度浓度随水流流向呈递减趋势,地下水中各核素空间分布无明显规律性特征.河水中综合污染指数高于地下水,最高值分别为9.21和6.83,属严重污染和中度污染.健康风险评价结果表明,幼儿和少儿致癌风险要高于成人,幼儿终身致癌风险均超过ICRP最大可接受风险值5.0×10^-5,少儿和成年超标率为33.3%和16.7%,即使未超标但也高于USEPA推荐可忽略风险水平10^-6,具有潜在致癌风险.各核素致癌风险水平呈现为²²⁶Ra > ²³²Th > ²³⁸U,因而对于铀矿区周边饮用水中²²⁶Ra和²³²Th要更加重视研究.     

基于随机森林的耕地利用效率测度模型构建及其应用

构建合适的量化分析模型是科学把握耕地利用状况及利用效率的基础性工作,可为制定合理有效的耕地资源管控政策,实现耕地利用与生态环境的协调发展提供决策依据。为了更准确地反映耕地利用系统的复杂性、动态性及差异性等特征,鉴于随机森林的基本思想,运用随机抽样Bootstrap法在合理构建分类树的基础上,构造了耕地利用效率测度的RF模型,进而以中国粮食主产区172个城市为例训练该模型并将其运用至2003-2015年的耕地利用效率测度中,同时将BP神经网络和熵权法作为对比验证其一致性、代表性和优越性。结果表明：（1）耕地利用效率测度的RF模型不受量纲限制,运行所需参数少,运算过程简化,能够较为精确地模拟各评价指标间的复杂联系,科学量化各评价指标对耕地利用效率的贡献。（2）对同一空间单元的效率值而言,RF>BPNN>EW,RF与BPNN所得效率值的总体分布格局相似,且均与EW的测度结果存在较大差异。（3）从评价结果与现实的匹配度和精度表征参数来看,RF的测度结果与自然和社会经济发展等客观事实更相符,具有较高的适用性与可靠性。同时,与其余两种常用模型相比,RF能够降低计算复杂度,提高训练效率,其测度结果的相关系数R为0.8685,M_RPD为2.3533,且具有最小M_MSE0.0174和M_MAE0.0211,更适用于复杂非线性特征的耕地利用效率研究。     

荣成天鹅湖水体有机磷的生物有效性和时空分布

磷是滨海湿地生产力的关键限制因素之一,有机磷的矿化分解是湿地活性磷的重要补充途径。本文以滨海荣成天鹅湖湿地为研究对象,通过采集不同季节、不同点位的表层水样,利用酶水解技术研究了天鹅湖水体有机磷的生物有效性及其时空变化规律。研究表明:(1)天鹅湖已经出现轻度富营养化。有机磷是天鹅湖水体总磷(TP)重要组成部分,其中溶解态有机磷(DOP)的含量为0.039～0.123 mg/L,占水体TP的29%～74%,颗粒态有机磷(POP)的含量为0.011～0.073mg/L,占水体TP的11%～25%。(2)在有机磷中,24%～31%的DOP和41%～82%的POP是潜在的生物可利用磷。(3)天鹅湖DOP遵循春夏高而秋冬含量低的特点。有机磷空间分布非均一性,DOP主要分布在湖中区和入河口区。POP集中分布在北部入河口和湖心区及其北部沙滩区域。另外,通过相关性分析表明,有机磷与水环境因子关系密切,DOP和溶解态酶水解有机磷(DEHP)的含量可以指示水体富营养化程度。总之,水体有机磷循环供磷可能是造成水体富营养化的重要原因。因此,在富营养化的防治过程中应该采取有效措施防治有机磷的矿化。     

飞机发动机舱灭火剂用量试验验证与优化研究

为提升飞机的安全性,飞机防火系统越来越受到重视。航空防火系统中常用灭火剂Halon 1301会破坏臭氧层、造成环境污染,但至今仍未找到理想的替代品。从优化灭火剂的用量着手,以达到降低污染、减轻飞机重量的目的。目前灭火剂的用量没有结合实际仅依靠理论公式进行计算,为优化灭火剂用量,以某型飞机发动机舱防火系统为例,通过模拟真实环境试验验证不同灭火剂用量下的灭火效果。结果表明优化灭火剂用量后依然能充分地保证灭火效果。     

载铁改性沸石粉体抑制甲烷/空气扩散火焰试验研究

为发展洁净高效新型粉体灭火介质,以沸石粉体为基体,采用盐酸活化和氯化铁溶液浸泡方法制备载铁改性沸石粉体灭火剂。采用X-射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和X-射线荧光光谱仪(XRF)等仪器对该粉体灭火剂的结构和形貌进行表征。通过小尺度的杯式燃烧器试验研究载铁沸石粉体对甲烷/空气扩散火焰的灭火效果,并和未改性沸石粉体进行对比。试验结果表明,载铁改性沸石粉体灭火剂的灭火效能明显高于未改性沸石粉体。改性沸石灭火效能提高,主要是由于所负载的铁离子在火焰中转化为活性铁原子,参与清除火焰自由基的催化反应。     

不同类型喷头灭火有效性研究

通过实验研究了不同类型喷头对灭木垛火的影响。实验采用了ZSTX和ZSTP两种类型喷头,在不同的水压力下灭木垛火,通过实验现场观测和测得的烟气温度,烟气组分变化来分析对比灭火的效果和对烟气的影响。通过对比分析实验数据,可知ZSTX喷头在0.2MPa的水压力下可以实现灭火,ZSTP喷头在0.4MPa才可以实现灭火。喷淋实现灭火时产生的CO比只能实现控火产生的CO少。     

长江经济带城市扩张的时空特征与生态响应

量化识别城市扩张在不同发展阶段的时空特征，有助于从宏观上认知城市扩张态势，理解城市化的生态响应。以Landsat TM/OLI影像为数据源，分析了近30a（1986~2016年)长江经济带3个省级城市和4个地级市的城市扩张，包括建设用地的时空变化和扩张模式，以及扩张的生态效应。结果表明：(1)建设用地扩张量在过去30a呈线性递增过程，平均扩张速率在2006~2016年降低，表明建设用地由增量扩张向存量开发转型，但地级市的转型滞后于省级城市;(2)蔓延式扩张比例下降而填充式扩张和飞地式扩张不断增加，说明城市扩张模式由粗放蔓延型向紧凑集约型转换;(3)建设用地从快速扩张到稳定扩张的过程与植被覆盖从退化到管控的过程一致，印证了建设用地扩张与植被覆盖度的时空关联性。同时，建设用地扩张导致的生态系服务价值负值不断增加，较大幅度的降低了生态系统服务总价值。面临城市扩张进程中出现的植被覆盖退化和建设用地生态系统服务负值过大的问题，合理而有力的规划政策实施在未来城市发展中尤为重要。     

玉米联合固氮耐铵工程菌Enterobacter gergoviae-7(E7)在不同载体及玉米根际的存活规律

以草炭、腐植酸和水为载体接种玉米联合固氮耐铵工程菌Enterobactergergoviae -7(以下简称E7)制备菌剂 ,在常温条件下放置 5dE7菌数在载体内明显增加 ,1mo后E7菌数略有下降 ,2mo后E7菌数急剧下降 ,半年后E7活菌数降至n(CFU) =5 .0× 10 6～ 93.0× 10 6g- 1 ,3种菌剂中菌数的变化趋势一致 ,E7菌数残留量 :草炭菌剂 >液体菌剂 >腐植酸菌剂 ;用草炭菌剂拌种在生长 2 0d的玉米根区 (包括根系和根际土壤 ) ,E7菌数达到最大值 ,以后E7菌数下降 ,至灌浆期玉米根际未能检测到E7;不同接种方法试验结果表明 ,以草炭菌剂拌种 +种下 2cm穴施使玉米获得最高增产率 .(表 3)     

广州城郊环境梯度下马尾松针叶元素质量分数变化特征

城市化、工业化迅速发展及人类活动的加剧给城市及其周边地区森林生态系统带来前所未有的干扰和压力。植物冠层是植物与大气直接进行气体交换的界面,冠层叶组织化学分析已成为评价环境污染对森林树木健康的影响,指示环境污染的有效手段。文章以广州黄埔工业区(丹水坑风景区)、城郊接壤区(华南植物园)和近郊(帽峰山森林公园)这一环境梯度为对象,在各研究点上选定自然生长的、成熟健康的马尾松(Pinus massonianaL.)5株,分别采集树冠中部向阳枝条上的当年生(Current,C)和一年生(Current 1,C 1)针叶,然后将每组针叶区分为带叶鞘针叶、去叶鞘针叶和叶鞘3个组分进行样本制备,测定N、Al、Cu、Cd、Pb、Zn、Cr、Ni元素质量分数,旨在探讨利用马尾松针叶不同组分的元素质量分数用于指示城郊梯度环境质量变化的适宜性和可靠性。研究结果表明:①当年生带叶鞘针叶中Al质量分数显著高于当年生去叶鞘针叶(p<0.05),其余元素在当年生和一年生的去叶鞘针叶与带叶鞘的完整针叶间均无显著差异;②Ni在当年生针叶及其叶鞘间没有显著差异(p<0.05),其它被测定的金属元素无论在当年生还是一年生针叶中,均表现为叶鞘中的元素质量分数均显著高于去叶鞘针叶(p<0.05),体现了针叶与叶鞘在形态结构上的差异引起重金属积累的差异;而非金属元素N质量分数则针叶显著高于叶鞘;③一年生针叶中Ni质量分数显著低于当年生针叶,但Al、Pb、Zn质量分数显著高于当年生针叶,一年生叶鞘中所有金属元素的质量分数都显著高于当年生叶鞘,表现出随暴露时间和针叶寿命的延长而持续累积的特征;而营养元素N质量分数在当年生针叶和一年生针叶以及当年生叶鞘和一年生叶鞘间无显著差异;④城乡环境梯度下生长的马尾松为研究环境质量演变提供了一个天然的实验室,受人类活动干扰大的城区马尾松一年生针叶的Cd和N质量分数及其叶鞘中的Cu、Cr、Ni质量分数显著高于受人为干扰较少的郊区,表明植物组织中元素化学特征反映了城市发展过程中人类活动的足迹。在城市环境尤其是重金属污染的监测中,成熟的一年生叶鞘更具指示意义,效果更显著。