Deep learning architecture for air quality predictions

With the rapid development of urbanization and industrialization, many developing countries are suffering from heavy air pollution. Governments and citizens have expressed increasing concern regarding air pollution because it affects human health and sustainable development worldwide. Current air quality prediction methods mainly use shallow models; however, these methods produce unsatisfactory results, which inspired us to investigate methods of predicting air quality based on deep architecture models. In this paper, a novel spatiotemporal deep learning (STDL)-based air quality prediction method that inherently considers spatial and temporal correlations is proposed. A stacked autoencoder (SAE) model is used to extract inherent air quality features, and it is trained in a greedy layer-wise manner. Compared with traditional time series prediction models, our model can predict the air quality of all stations simultaneously and shows the temporal stability in all seasons. Moreover, a comparison with the spatiotemporal artificial neural network (STANN), auto regression moving average (ARMA), and support vector regression (SVR) models demonstrates that the proposed method of performing air quality predictions has a superior performance.     

“结构—行为—绩效”框架下农地整理的管护绩效研究

在分析农地整理建后管护基本内涵的基础上开发了农民满意度绩效量表,引入新制度经济学领域"结构—行为—绩效"(SCP)范式,构建农地整理建后管护的"组织结构—管护行为—管护绩效"的分析框架。以湖北省赤壁市黄盖湖农场和嘉鱼县潘家湾镇为研究区域开展实证研究,通过比率标度法和熵权法生成绩效测度的组合权重并得到满意度绩效,运用调查数据检验建后管护的组织结构和管护行为对管护绩效的影响机理,分析组织结构的工作职能、成长机制以及管护行为中的集体行为和个体行为的影响程度。研究结果显示:受访农民对农地整理的管护绩效评价接近于"一般",企业管护模式下黄盖湖农场和集体管护模式下潘家湾镇的管护绩效存在显著的地区差异;表征管护组织持续发展状态、内部结构完善程度的组织结构类变量以及表征管护资金投入、受益农民群体参与程度的管护行为类变量是显著影响管护绩效的解释变量;黄盖湖农场企业化经营的组织结构、潘家湾镇的综合治理改革以及受到县级财政专项支持等外部要素是造成农地整理管护绩效差异的主要原因。研究结论验证了农地整理建后管护SCP分析框架的有效性,为提升农地整理管护绩效提供了理论依据。     

土地利用生态服务价值指标体系评估结果比较研究

生态系统服务价值评估越来越受到学术界关注。针对当前生态服务价值评估方法、指标体系和评估效果较多的实践,通过文献归纳,对国内外土地利用生态服务价值评价方法、指标体系及其系数进行了梳理、分类和评价,将指标体系分为Costanza和谢高地两大类,并将谢高地指标体系分为价值当量、价值系数和区域修正。以辽宁省2005、2010年土地利用数据为案例,运用Costanza价值系数、谢高地两个版本价值当量、两个版本价值系数的区域修正,分别核算了案例区生态系统服务价值及变化,并比较评价结果。研究得出Costanza价值系数应用于中国实践时评估结果显得偏低,谢高地2002版的价值当量和2002版的价值系数区域修正结果最接近平均值,相对较为可取,2007版的价值系数区域修正评估结果也较为接近均值但略低,2007版的价值当量评估结果总体偏高。研究结果有利于指导土地利用生态服务价值评估指标体系选取。     

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。     

丹江口水库表层沉积物不同形态氮的赋存特征及其生物有效性

为了揭示丹江口水库沉积物氮空间分布特征及其生物有效性,采用连续分级提取法研究了表层沉积物中可交换态氮(Exchangeable nitrogen,EN)、酸解态氮(Acid hydrolysable nitrogen,HN)及残渣态氮(Residue nitrogen,RN)的赋存特征,同时结合生物可利用态氮的含量,探讨了各形态氮对生物可利用态氮的贡献。结果表明,丹江口水库沉积物中总氮(Total nitrogen,TN)在425~5796 mg/kg之间,平均为1 319.32 mg/kg,其中EN、HN和RN的平均值相对比例为2.15∶1.95∶1,且各形态氮含量的空间分布呈入库河流大于库区开阔区域的特征,尤其在丹江、老灌河以及犟河-堵河入库口的含量较大。潜在矿化氮(Potential mineralized nitrogen,PMN)含量在40.20~1 468.95 mg/kg之间,平均为275.06 mg/kg,其中EN对丹江口水库沉积物PMN的贡献较大,比例在19.85%~90.80%之间,平均为63.47%。各形态氮在不同的水环境条件下发生迁移转化,保持着水-沉积物界面氮的动态平衡。     

川南山地林分变化对土壤物理性质和抗蚀性的影响

以川南天然林(TRL)及其转变成的毛竹林(MZL)、檫木林(CML)、柳杉林(LSL)、杉木林(SML)和水杉林(SSL)为对象,研究不同林分土壤物理性质和抗蚀性差异,以主成分分析法(ZCFM)和隶属函数法(LSHM)分别计算的土壤抗蚀性综合值Ⅰ(KSX-Ⅰ)和Ⅱ(KSX-Ⅱ)评价林分变化对土壤抗蚀性的影响,探索简便易行的土壤抗蚀性综合评价方法。结果表明,天然林转变为人工林后土壤物理性质和抗蚀性变差,呈现出有机质和0.25 mm水稳性团聚体含量、水稳性团聚体平均重量直径、团聚度、孔隙度及物理稳定性指数降低,而结构体破坏率、不稳定团粒指数、容重、分散率及侵蚀系数增加。各林分土壤KSX-Ⅰ和KSX-Ⅱ均呈现出TRLCMLSSLLSLMZLSML的规律变化。土壤抗蚀性指标间相关性均达到显著(p0.05)水平;土壤KSX-Ⅰ和KSX-Ⅱ之间呈显著相关关系(p0.05),且两者均与各抗蚀性指标间呈显著相关(p0.05)。说明天然林植被变化后会使土壤抗蚀性降低,影响原有植被水土保持功能,应该加强天然林及其生态功能保护;ZCFM和LSHM均可作为计算土壤抗蚀性综合值的有效方法,但考虑到计算过程的难易度,后者更简便易行。结果为土壤抗蚀性综合评价新方法的建立提供了参考。     

基于效果-效率-适应性的养殖废弃物资源化利用管理模式评价框架构建及初步应用

由于产业发展正处于转型阶段,我国畜禽养殖污染治理中的管理问题比技术问题更加突出,选择适宜的组织管理模式尤其重要。融合了效果分析、效率评价和适应性分析,尝试构建一个养殖废弃物资源化利用管理模式综合评价框架,并选择太湖流域4个不同类型的典型案例进行方法例证。研究表明,传统的养殖企业主导型管理模式应用于小型、分散养殖废弃物资源化利用时面临着经济效率低、适应性差难题;农村废弃物处理中心、种植企业和有机肥企业的参与可以改善小型、分散养殖废弃物资源化利用的经济效率;综合考虑效果、效率与适应性,种植企业、有机肥企业主导型模式的适宜推广范围更广。应根据不同地区种植-养殖产业关系、污染治理需求、经济发展水平与政府投入能力等,灵活组合应用不同管理模式。     

农地整理项目农户耕地损失补偿额度的实证研究——基于耕地资源价值与农户受偿意愿

从耕地资源价值出发,测算农地整理项目农户耕地损失补偿额度,并基于湖北省孝感市和潜江市的农户调查数据分析农户的受偿意愿及其影响因素。研究表明:基于耕地资源价值体系,测算得到孝感市和潜江市农地整理项目农户耕地损失补偿额度分别为1 449 695.76、1 784 296.17元/hm~2;农户所期望得到的耕地损失补偿标准远低于耕地资源价值体系测算出来的理论值,两市农户对耕地损失的平均受偿意愿额度为336 197.95元/hm~2,可以农户受偿意愿为主、耕地农业生产价值和社会保障价值为辅,制定农地整理项目农户耕地损失补偿标准;受教育程度对补偿标准有显著负向影响,农户文化程度的提高有助于提高其对农地整理事业的认知程度,进而促进我国农地整理事业的发展;土地权属调整是解决农户耕地损失的一项重要措施,做好农地整理项目土地权属调整工作需充分尊重农户的意愿,并以农业现代化作为土地权属调整的目标。     

Pollination ecology of <Emphasis Type="Italic">Eomecon chionantha</Emphasis> Hance (Papaveraceae), an endemic species in China

Eomecon chionantha Hance, the only species in the genus Eomecon, is an angiosperm species endemic to China. Here we investigated the pollination syndrome, pollinator generalization of E. chionantha. Our results showed that the individual flower longevity of E. chionantha was 3–5 days. The flowering phenology of E. chionantha can be divided into five phases. We found significant differences in the pollination efficiency of the different insects visiting E. chionantha with bees and flies being the most efficient pollinators. This, in addition to floral morphology and phenology, suggests that E. chionantha is generalized on bees and flies and possesses an outcrossing, partially self-compatible and pollinator-dependent breeding system.     

湖库型水体总氮总量控制目标的区域分配研究

基于层次分析法原理,以资源禀赋、社会经济、农业生产生活、污染治理水平为主要考虑因素设计指标体系和层次结构,建立了湖库型水体总氮总量控制目标分配方法,并在石头口门水库流域进行了应用,为湖库型水体总氮总量控制目标分配及石头口门水库流域总氮总量控制提供借鉴。