Fuzzy experts on recreational vessels, a risk modelling approach for marine invasions

Understanding risks from the human-mediated spread of non-indigenous species (NIS) is a critical component of marine biosecurity management programmes. Recreational boating is well-recognised as a NIS pathway, especially at a regional scale. Assessment of risks from this pathway is therefore desirable for coastal environments where recreational boating occurs. However, formal or quantitative risk assessment for the recreational vessel pathway is often hampered by lack of data, hence often relies on expert opinion. The use of expert opinion itself is sometimes limited by its inherent vagueness, which can be an important source of uncertainty that reduces the validity and applicability of the assessment. Fuzzy logic, specifically interval type-2 fuzzy logic, is able to model and propagate this type of uncertainty, and is a useful technique in risk assessment where expert opinion is relied upon. The present paper describes the implementation of a NIS fuzzy expert system (FES) for assessing the risk of invasion in marine environments via recreational vessels. The FES was based on expert opinion gathered through systematic elicitation exercises, designed to acknowledge important uncertainty sources (e.g., underspecificity and ambiguity). The FES, using interval type-2 fuzzy logic, calculated an invasion risk value (integrating NIS infection and detection probabilities) for a range of invasion scenarios. These scenarios were defined by all possible combinations of two vessel types (moored and trailered), five vessel components (hull, deck, internal spaces, anchor, fishing gear), two infection modes (fouling, water/sediment retention) and six frequently visited marine habitats (marina, mooring, farm, ramp, wharf, anchorage). Although invasion risk values determined using the FES approach was scenario-specific, general patterns were identified. Moored vessels consistently showed higher invasion risk values than trailered vessels. Invasion risk values were higher for anchorages, moorings and wharves. Similarly, hull-fouling was revealed as the highest infection risk mode after pooling results across all habitats. The NIS fuzzy expert system presented here appears as a valuable prioritising and decision-making tool for NIS research, prevention and control activities. Its easy implementation and wide applicability should encourage the development and application of this type of system as an integral part of biosecurity, and other environmental management plans.     

长江口-浙闽沿岸沉积色素的分布特征及其指示意义

利用高效液相色谱法分析了长江口-浙闽沿岸表层沉积物中的色素组成和含量,探讨了海洋初级生产力、浮游植物功能类群和浮游植物色素保存效率的空间分布特征及其影响因素.结果表明,沉积物中的色素类型主要为沉积绿素(chloropigments,Chlorins)[包括叶绿素a(chlorophyll-a,Chl-a)及其降解产物(pheopigments,Pheo-a),如脱镁叶绿素a(pheophytin-a,PHtin-a)、脱镁叶绿酸a(pheophorbide-a,PHide-a)、焦脱镁叶绿素a(p Pheophytin-a,p PHtin-a)、甾醇绿素酯(sterol chlorin esters,SCEs)和胡萝卜醇绿素酯(carotenol chlorin esters,CCEs)].Chlorins高值区呈南北两大斑块状分布,可能主要是受到长江冲淡水及浙闽沿岸泥质区上升流输运的营养盐的影响.研究区域内类胡萝卜素整体上无明显趋势性变化,在长江口以及浙闽沿岸各呈现一个高值区.基于沉积物中特征类胡萝卜素比例估算得到的浮游植物功能类群中硅藻、甲藻、定鞭藻、青绿藻、隐藻和蓝藻的相对贡献分别为48.8%±17.4%、10.7%±11.5%、8.1%±7.2%、18.6%±8.2%、9.4%±6.4%和4.3%±3.2%.对营养盐水平、水体盐度等外界环境的偏好导致硅藻和甲藻比例离岸降低,青绿藻、隐藻和蓝藻比例离岸增加.Chl-a/Pheo-a比值的分布表明,较高的沉积速率以及季节性的底层水体缺氧事件导致了近岸海域(长江口最大浑浊带外缘、杭州湾湾口以及浙闽沿岸上升流区)具有较高的沉积色素保存效率,这些沉积色素保存效率较高的区域可能是进行海洋生态环境历史重建的理想区域,而杭州湾水体通过舟山群岛与外部海水进行水体交换时造成的较差沉积环境可能是导致杭州湾外海具有较低沉积色素含量和较低保存效率的主要原因.     

非均相类Fenton试剂的制备及其在焦化废水处理中的应用研究

利用浸渍法,将Fe3＋负载在经酸碱改性后的粉状活性炭上,当浸渍液浓度为2．5％,固化温度为270℃时,制成的催化剂催化活性较高。用自制的非均相类benton试剂降解焦化废水,通过正交试验和极差分析得出,影响因素的主次顺序为催化剂用量〉初始pH值〉反应时间〉H：0：投加量。结果表明,在100ml水样中。室温条件下,初始pH值为4．0,催化剂使用量为1．5g,H20：投加量为5ml（分两次投加）,反应时间为90min时,COD去除率可达99％。采用混凝＋化学沉淀＋非均相类Fenton试剂法处理焦化废水,各主要出水水质指标为：色度lO倍;COD浓度38．5mg／L;氨氮浓度8．4mg／L,达到国家一级排放标准。     

土地利用变化对土壤硝化及氨氧化细菌区系的影响

以西藏高原相邻的原始森林、天然草原和农田土壤为研究对象,分别采用室内培养法和nested PCR-DGGE技术,对比研究了这3个生态系统的土壤硝化势、硝态氮浓度以及土壤氨氧化细菌（AOB）菌群区系.结果表明,农田土壤的硝化势和硝态氮（NO 3--N）浓度显著高于相邻的草原和森林土壤,硝化势分别是森林和草原土壤的9倍和11倍,NO 3--N是农田土壤无机氮（Nmin）的主要成分,占无机氮的70%～90%.铵态氮（NH 4＋-N）则是森林和草原土壤中主要的无机氮形态.原始森林和天然草原间的硝化势和硝态氮浓度没有显著差异.原始森林的土壤AOB菌群数量、多样性及均匀度最低.天然草原生态系统转换为农田后,土壤AOB菌群的多样性和均匀度显著降低,但是农田土壤的AOB菌群结构仍与其前身草原生态系统有较高的相似性.原始森林的AOB菌群数量、多样性及均匀度最低直接导致了其硝化势最低;农田土壤的硝化势和硝态氮浓度最高意味着农田生态系统中优势AOB的活性最高.以上结果表明,土地利用变化导致土壤氮素内循环及其关键微生物AOB的多样性与活性均发生显著变化,这些变化会影响土壤环境质量以及生态系统的持续与稳定.     

T型氧化沟工艺处理低碳源生活污水的效果研究

详细介绍了T型氧化沟工艺的特征,并考察研究了该工艺处理低碳源生活污水的长期运行效果。研究结果表明,工艺出水COD、BOD5、NH3-N、TN和TP年平均浓度分别为13.9、3.8、0.91、18.80和1.67 mg/L,去除率分别为88.99%、94.37%、96.74%、37.57%和41.58%,均能达到相应的排放标准。由于T型氧化沟中以好氧环境为主,缺乏厌氧和缺氧环境以及进水的BOD5/TN值低,工艺对有机物及NH3-N的去除效果较好,但TN和TP去除效果较低。提出了加强工艺脱氮除磷的措施,为同类型污水处理厂改造提供参考。     

基于资源环境承载力的全国造纸工业类型区划分研究

本文从造纸行业特征、资源消耗、污染物排放等方面入手,结合区域资源环境承载力,分析行业发展可能带来的环境污染问题.分析造纸行业发展与其所需主要资源间的空间布局关系,明确选定行业发展的资源、环境和生态制约条件.结合造纸行业特点,从环境约束、生态约束和资源约束入手,构建其环境管理类型区划分的指标体系;采用层次分析法、灰色定权聚类分析等方法对分区数据进行必要处理,采用二维判断矩阵法等方法进行环境管理类型区划分,对实施针对造纸行业分区域、分类别、差别化的环境管理提供了决策依据和方法基础.     

主成分分析法在煤矿事故统计分析中的应用

为了研究我国煤矿各类事故之间的相互关系,运用主成分分析法对我国煤矿事故数据进行了统计分析,计算得到煤矿事故类型的第一主成分和第二主成分,并进一步分析了煤矿事故的主要类型以及各类事故之间的相互联系,对制定相应的煤矿事故预防措施具有一定的指导作用。     

新疆奎屯原生高砷地下水的分布、类型及成因分析

原生高砷地下水在全球分布广、危害大,严重威胁着全世界数亿人口的身体健康.为科学指导高砷地区地下水资源的合理开发利用,以中国大陆第一个砷中毒病区新疆奎屯为研究区域,分析了奎屯地区高砷地下水的分布规律、类型及成因.结果表明,奎屯地区有88.7%的地下水中砷浓度超出10μg·L~(-1),多为高砷地下水.高砷地下水多分布在深层承压含水层,砷浓度从南向北逐渐升高,与采样点海拔高度呈显著负相关.奎屯地区地下水整体呈弱碱性、碱性环境,氧化还原电位(Eh)均为负值,具有较强的还原性,属于还原性-弱碱性高砷地下水(I-2型).奎屯南面的天山与北面的河流沉积平原环境相结合,为该区地下水形成高砷提供了有利的地质环境.奎屯地区沉积层深厚,地下径流更替缓慢,相对封闭的水文地质条件使地下水中的砷富集而不易流失,强烈的蒸发可以使地下水中的砷进一步浓缩.同时,地下水的还原条件有利于含水层中砷的释放,砷浓度不仅受铁锰氧化物矿物还原的影响,而且受SO2-4还原和硫化物矿物沉淀的控制,吸附态砷的解吸附也是该地区地下水的富砷过程.     

山东及其近海小震群活动特征研究

对山东及其近海30多年来发生的39次小震群资料进行了系统的整理、分析。结果表明:这39次小震群大多分布在断裂带上,发生在2条(或2条以上)断裂交汇部位的占67%,这些容易发生小震群的断层大多为走滑性质的活动断裂,占到86.5%;其中主余型的占57%,双震型的占32%,多震型的占11%,该区震群活动与外围的中、强地震对应率为56%,其中的较显著小震群与外围的中、强地震对应率为71%。对震群与中强地震的间隔时间和间隔距离,以及与区域地震构造的关系进行了初步分析。     

成都市城市环境与经济协调发展分析

从城市环境与经济发展的协调度方面分析了成都市１９９０－１９９７年间协调度的变化趋势,评估了成都市城市环境与经济协调发展的类型,得出了成都市属于总体协调发展类环境滞后型的结论。