公路生态系统健康评价指标体系研究

在把握公路生态系统健康的概念和内涵的基础上,从区域社会经济影响、道路使用性能、环境质量状况、生态景观以及环境风险5个方面选取19个典型指标构建了公路生态系统健康评价指标体系,对关键评价指标的意义进行了具体分析.为了服务于公路生态系统健康评价,对重要指标的评价标准进行了划分,并探讨了公路生态系统健康评价的主要方法及发展方向.     

综合安全评价(FSA)方法

为提高国际海运安全管理的决策水平,国际海事组织(IMO)接受并倡导由英国海运界提出的综合安全评价(FSA)方法,笔者对FSA方法作了本质性分析和应用性研究。阐述了FSA的由来,5个组成步骤及相互关系和流程,揭示了FSA与风险管理和安全系统工程的渊源;介绍了危险识别的7种工具;对步骤二“风险评估”重点引入了半定量分析方法和定量分析方法,并用集合论观点讨论了事故频率和后果严重度的计算方法;介绍了风险控制方案的“成本与效益评估”的数学模型;归纳了FSA方法的优缺点。指出FSA是一种集风险评价和成本/效益评估于一体,兼顾技术性与经济性,可广泛兼容具体评价方法和普遍适用各类风险评价的框架性方法,但具体应用需要有效整合适用的定性和定量方法。     

内燃机曲轴系振动响应的多体系统动力学分析方法

介绍了运用多体系统动力学进行内燃机曲轴系振动响应分析的方法.通过综合运用CAD建模、有限元分析以及机械系统仿真等技术,可以建立包括曲轴柔性体以及随曲轴一起转动的零件刚性体在内的整个曲轴系的模型,计算零件间的相互作用,分析曲轴的动态变形.建立了某车用内燃机曲轴系的多体系统动力学模型,并对其振动响应进行了计算.     

杨柳街矿区地下水水化学特征及矿井涌水来源分析

杨柳街矿区随意排放的酸性废水对当地生态环境带来严重破坏,为查明矿区地下水水化学特征及矿井出水的来源,系统采集了20个水样。综合运用Piper三线图、相关性分析、离子比值法和系统聚类对常规水化学组分进行了分析。结果表明:煤系地层含硫矿物的氧化作用是矿井酸性废水形成的主要原因;岩溶区碳酸盐岩的溶解作用是形成低总溶解性固体的HCO_3型地下水的主要水文地球化学过程;煤系砂岩水和岩溶水在石炭系含水层发生了混合作用,对茶园水库构成潜在威胁。矿井渗水的直接补给来源为煤系基岩含水层和上覆泥质灰岩含水层,间接来源为地表河水入渗,潜在来源为西部岩溶含水层沿断层补给。     

天然黏土矿物原位钝化修复镉污染土壤的研究

采用盆栽试验,研究了海泡石、膨润土和高岭土对镉污染土壤的钝化修复作用.结果表明,投加3种天然黏土矿物均未能显著提高油菜的生物量,但从变化趋势来看,海泡石处理的增产作用优于高岭土和膨润土处理.供试矿物均能有效降低油菜体内Cd质量比,其中海泡石处理对油菜地上部Cd质量比降低效果最为显著,降低率最大为27.88%; 而膨润土处理对油菜根部Cd质量比降低效果最好,降低率最大为25.94%; 高岭土对油菜体内Cd质量比的降低效果最差.投加海泡石显著提高土壤pH值,使土壤有效态Cd质量比显著降低; 而添加高岭土则使土壤pH值略有下降,对土壤有效态Cd质量比无显著影响; 投加膨润土对土壤pH值无显著影响,但可以显著降低土壤有效态Cd质量比.施加海泡石和膨润土后,土壤交换态和碳酸盐结合态Cd质量比显著降低,残渣态Cd质量比显著升高; 而施用高岭土仅使碳酸盐结合态Cd质量比显著升高.综合试验结果,3种天然黏土矿物钝化修复土壤Cd污染的能力从大到小依次为海泡石、膨润土、高岭土.     

PSO-RBF耦合神经网络在水质评价中的应用

径向基函数神经网络(RBF)中,连接输出单元的权重是影响径向基函数神经网络学习精度的主要参数,采用粒子群算法(PSO)对模型参数(权值)进行优化,建立了PSO-RBF耦合神经网络模型,避免权重的人为设定,具有客观性。并在Matlab环境下编程计算,构建了用于地下水环境质量评价和海水富营养化评价的径向基函数网络评价模型。将模型应用于黑龙洞泉域5个地下水监测点和某海水富营养化评价。评价结果和其他方法的评价结果一致,与实际情况符合,评级结果是合理的。评价结果表明,RBF网络简便有效,收敛速度快,有较强的分辨能力,优化确定模型参数后,便可对评价样本进行评价,具有较好的实用性和通用性。     

双氰胺对冬闲稻田和油菜地N2O排放的影响

冬季的温室气体排放往往被忽视,而最新的研究结果表明,冬闲稻田和冬季油菜地N_2O排放仍较大,研究相应的减排措施及减排机制对于减少农田土壤N_2O排放有重要意义.在中国科学院桃源农业生态试验站选择冬闲稻田和油菜地两种不同土地利用方式,并设置添加和不添加双氰胺(DCD)处理,采用静态箱采集和气相色谱法结合监测N_2O排放动态,利用分子生物学手段分析氨氧化古菌(AOA)和氨氧化细菌(AOB)的群落结构和丰度变化.结果表明,添加DCD后明显抑制了冬闲稻田和油菜地N_2O排放,分别减少了36.7%和23.6%.DCD施入抑制了冬闲稻田AOA和AOB的丰度但只改变AOA的群落结构,DCD使AOA和AOB丰度分别减少了59.3%和73.7%.与此相反,添加DCD只改变油菜地AOB的群落结构同时只抑制了AOB的丰度.本研究表明,施加DCD能有效减少冬闲稻田和冬季油菜地N_2O排放,但减排机制不一致.     

不同水分管理方式下水稻生长季N_2O排放量估算:模型验证和输入参数检验

利用2005～2007年我国稻田N2O排放通量的田间原位测定资料和国际上其它地区稻田N2O报道结果,对作者建立的不同水分管理方式下水稻生长季N2O排放估算模型进行了验证.结果表明,持续淹水稻田N2O排放的拟合结果与其他地区淹水稻田N2O通量值相一致.淹水-烤田-淹水的水分管理方式下,稻田N2O排放的拟合值接近于国际上同类研究结果.淹水-烤田-淹水-湿润灌溉的水分管理方式下,稻田N2O排放的估算模型对田间原位测定资料有很好的适切性.为了检验模型输入参数的可信度,将本研究建立的有关我国水稻生产的相关资料数据库与以往研究报道结果进行了比较,结果表明,两者具有高度的一致性.数据库资料表明,在20世纪50～70年代间,持续淹水稻田占20%～25%,大约75%～80%的稻田采用淹水-烤田-淹水的水分管理方式.在20世纪80～90年代间,采用持续淹水,淹水-烤田-淹水和淹水-烤田-淹水-湿润灌溉水分管理方式的稻田分别约占12%～16%、77%和7%～12%.20世纪50年代水稻生长季平均每季总施氮量为87.49 kg·hm-2,而90年代平均为224.64 kg·hm-2.其中,化学氮肥的施用量从20世纪50年代的37.4 kg·hm-2增加到了90年代的198.8 kg·hm-2,分别占水稻生长季氮输入总量的43%和88%.在20世纪50～70年代间有机氮的输入量相对比较稳定,平均变幅在45.2～48.2 kg·hm-2之间,随后逐步降低,有机肥料氮占氮输入总量的比例从20世纪50年代的52%降低到了90年代的9%.作物残体N输入量从20世纪50年代的4.9 kg·hm-2增加到了80年代的6.3 kg·hm-2.20世纪50～70年代水稻生长季氮肥施用量具明显的空间变异性,而80～90年代间其空间变异较小.模型验证和输入参数检验的结果表明,该模型能较好地模拟我国不同水分管理方式下的稻田N2O直接排放量.     

Heavy-metal contents in suspended solids of Meiliang Bay, Taihu Lake and its environmental significances

Surface water was taken from river mouth to the central area of Meiliang Bay, Taihu Lake, a large shallow eutrophic lake in China. Suspended solids were condensed by centrifugation 25L surface water samples from each selected site. Suspended solids and surface sediments were further freeze-dried and microwave digested before determining the metals by ICP-AES. Among the metals analyzed in suspended solids and sediments, contents of Cr, Cu, Mn, Ni, and Zn in suspended solids were significantly higher than those in sediments while contents of AI, Ba, Be, Ca, Co, Fe, K, Mg, Pb, and V in suspended solids were 10%-30% higher than those in sediments. Sr and Ti contents in suspended solids and sediments were very similar. Na content in suspended solids was lower than that in sediments. Heavy metals were significantly accumulated in suspended solids. From the river mouth to the center of Meiliang Bay, contents of Cr, Cu, Pb, and Zn in suspended solids showed a gradual decreasing trend indicating the river(Zhihugang River) still discharged large quantity of heavy metals to Meiliang Bay. The study suggests that the geochemical behaviors and ecological effects of heavy metals in suspended solids may serve as a good indicator for the pollution of lake.