合肥市水环境承载力评估

从经济、人口、资源和技术管理等角度分析了影响水环境承载力的因素,结合研究区的特点确定了评价的指标体系.采用向量模法对合肥市2000年-2007年的水环境承载力进行评估.结果表明:合肥市的水环境承载力水平较低,但总体呈逐年上升趋势,评价值由2000年的0.027增加到2007年的0.077.在主要的水资源支持因素中,经济发展和技术管理因素对水环境的贡献增长速度最快,而自然资源因素则是主要的不稳定因素.为了协调经济发展和环境保护,提高水环境承载力,开源节流,提高水资源量是维持水环境承载力的重要途径之一.     

中国土地利用碳排放变化及协调分区

土地利用变化所产生的碳排放已成为地区碳排放的主要来源之一,为了探究其变化以全国30个省市为研究对象,基于2001～2019年MODIS的MCD12Q-LUCC数据,通过碳排放系数法,聚类与异常值分析法,从碳排放经济贡献系数、碳生态承载系数及二者的耦合协调关系等角度探讨了近19年间全国各省土地利用碳排放的空间特征并进行了分区研究.结果表明：(1) 2000～2019年全国土地利用碳排放量增长显著,但在2011年后碳排放量增长率变得平缓,而碳汇量的增长则相对缓慢,二者间的差距仍较大.(2)聚类与异常值分析显示研究期内全国各省市土地利用碳排放高值集聚中心由广东、江苏等省份转移到河北、山西、内蒙古等省份且集聚状态越来越明显.(3)全国各省市碳排放经济贡献系数呈现南高北低的空间特征,生态承载系数则呈现出由西高东低逐渐发展为中高东低,北部次之的特征,两者的耦合协调度呈现出下降的趋势.(4)本文基于碳排放经济贡献和碳生态承载,将各省划分为低碳保持区、经济发展区、碳汇发展区和综合优化区这4类,并提出各自的发展建议,争取实现碳中和与低碳可持续发展.     

基于关联向量机回归的水质预测模型

提出了一种基于关联向量机回归的水质时间序列预测模型,并以该模型对氢离子浓度指数(p H值)、溶解氧(DO)、高锰酸盐指数(CODMn)和氨氮(NH3-N)4种重要水质指标进行预测.首先采用国家环保部发布的四川攀枝花龙洞水质自动监测数据进行实验,对该模型的有效性进行了验证;然后将关联向量机回归预测模型与支持向量机回归预测模型进行比较.为了比较不同核函数的预测效果,实验中预测模型的核函数分别采用了线性函数和高斯函数.实验结果表明,关联向量机回归模型的预测效果不亚于支持向量机回归模型;且在给出预测值时,还能同时给出预测结果的可信程度.     

A multi-level characterization method for the assessment of urban ecological risks

Urban ecological risk characterization is the final step in risk assessment and an important foundation upon which risk managers build risk aversion, risk control, and emergency handling strategies. In this study, we reviewed present risk characterization methods and proposed a multi-level characterization method for the assessment of urban ecological risks. The new characterization method consists of four elements: urban ecological risk sources, risk source probabilities, assessment endpoint indicators, and assessment endpoint indicator probabilities. Using this method, results of risk assessments can be organized into different levels of detail to meet different risk management goals.     

Software for prioritizing conservation actions based on probabilistic information

Marxan is the most common decision-support tool used to inform the design of protected-area systems. The original version of Marxan does not consider risk and uncertainty associated with threatening processes affecting protected areas, including uncertainty about the location and condition of species’ populations and habitats now and in the future. We described and examined the functionality of a modified version of Marxan, Marxan with Probability. This software explicitly considers 4 types of uncertainty: probability that a feature exists in a particular place (estimated based on species distribution models or spatially explicit population models); probability that features in a site will be lost in the future due to a threatening process, such as climate change, natural catastrophes, and uncontrolled human interventions; probability that a feature will exist in the future due to natural successional processes, such as a fire or flood; and probability the feature exists but has been degraded by threatening processes, such as overfishing or pollution, and thus cannot contribute to conservation goals. We summarized the results of 5 studies that illustrate how each type of uncertainty can be used to inform protected area design. If there were uncertainty in species or habitat distribution, users could maximize the chance that these features were represented by including uncertainty using Marxan with Probability. Similarly, if threatening processes were considered, users minimized the chance that species or habitats were lost or degraded by using Marxan with Probability. Marxan with Probability opens up substantial new avenues for systematic conservation planning research and application by agencies.     

基于多模态信息融合的心理负荷评估

为了相对稳定地识别人员是否处于心理负荷状态,设计并实施含能材料起爆作业心理负荷诱导试验。首先对心理负荷诱导情况进行判断,然后分别采集27名被试在静息状态和实施含能材料撞击起爆作业状态下的眼动、心率变异性(HRV)和脑电信号(EEG),通过正态性检验和假设检验获得心理负荷表征指标并进行统计功效分析,依据表征指标,采用支持向量机(SVM)和随机森林(RF)算法建立多模态信息融合的心理负荷评估模型,最后采用被试工作特征曲线(ROC曲线)分析各模态组合和分类器的心理负荷识别性能。研究结果表明：双模态(眼动+EEG)下SVM算法和3模态下RF算法评估性能和稳健性较高,多模态信息组合具有优异的识别效果。     

基于支持向量机的化工工艺安全评价模型构建及优化研究

为解决现阶段基于风险分级的安全评价方法仍存在着高维数据处理不当、评价智能化程度不高等问题,创建支持向量机的安全评价模型,利用核函数解决安全评价因子分类问题,粒子群算法(PSO)寻找最适合模型的正则项C,进一步提升安全评价模型的正确率,形成适用高维数据的化工工艺安全评价方法。研究结果表明：该模型与经典支持向量机模型和BP神经网络评价模型相比具有更高的正确率,研究结果对借用机器学习来创新安全评价理论及工程应用具有现实意义及理论价值。     

北京市能源消费与经济增长关系的协整检验分析

采用协整分析并建立向量误差修正模型（VECM）检验了北京市1980～2008年能源消费与经济增长之间的因果关系.结果表明,北京市能源消费与经济增长之间存在长期均衡状态,体现为从经济增长到能源消费单向的因果关系.经济对能源的长期与短期弹性分别为0.44和0.12,北京市1980～2008年GDP年均每增长1%,带动能源消费增长约0.4%.经济发展对能源消费提升是滞后的,能源消费并不是经济增长的一个强的外生变量.研究结论能够对北京市制定节能减排目标以及促进区域经济发展提供重要参考依据.     

钢铁行业典型烧结机污染物排放特征对比研究

钢铁工业排放是引起空气污染的重要原因之一,烧结工序又是钢铁行业中的排放大户.鉴于此,选取了一台工艺相对落后但仍在我国中西部地区大量存在的90 m2小型步进式烧结机和一台工艺较为先进的450 m2大型带式烧结机,对两台烧结机不同点位的SO₂、NO_x、颗粒物以及烟气Hg等进行实测,并对颗粒物中的元素、水溶性离子、OC和EC进行分析,从而获取不同技术水平、不同污控措施下烧结机污染物排放特征以及与2019年生态环境部办公厅印发的《关于推进实施钢铁行业超低排放的意见》中的超低排放限值之间的差距.结果表明:①烧结机头SO₂、NO_x、CO、颗粒物和烟气Hg排放浓度分别为54.69~123.04 mg/m3、187.28~312.58 mg/m3、6 746.04~7 790.83 mg/m3、11.04~19.93 mg/m3和78.97~2 537.07 ng/m3,烧结机尾颗粒物排放浓度为0.76~16.22 mg/m3,机头颗粒物以PM_2.5为主,占比为81.02%~91.49%,机尾颗粒物主要为PM₁₀,占比为71.17%~73.01%.烧结机头SO₂、NO_x、颗粒物以及烧结机尾颗粒物还需分别减排36.00%~71.55%、73.30%~84.00%、9.40%~49.82%和0~38.35%才能满足超低排放限值.②烧结颗粒物主要成分为K、Ca、Na、Mg、Fe、Cl-、SO₄2-、NH₄+、OC和EC等,其占比与烧结机类型、烧结原辅料以及污染物控制措施等因素有关,石灰石-石膏法脱硫后SO₄2-占比增加28.12%,活性炭移动床脱硫后EC占比增加2.15%.③布袋除尘器对烧结机不同粒径颗粒物和烟气Hg的脱除能力比双室五电场静电除尘器分别高出1.25%~5.06%和9.51%,活性炭移动床系统对烧结不同粒径颗粒物以及烟气Hg的去除效果分别比石灰石-石膏法脱硫系统高出9.40%~11.38%和4.31%.研究显示,不同工艺、不同污控措施烧结机大气污染物排放特征存在一定差异,SO₂、NO_x排放浓度与超低排放限值差距较大,烟尘排放浓度与超低排放限值差距较小.      

两种新型流域非点源污染负荷估算模型的比较

为探索简单快捷、实用性强的流域非点源估算模型,基于降雨量差值法的基本思想,应用径向基函数(RBF)神经网络和支持向量机(SVM)2种技术,以渭河流域历年降雨量资料为基础建立了相应的流域非点源污染负荷估算模型.并将2种模型估算结果与相关分析法估算结果进行了比较,综合分析渭河流域历年径流量与三者所推得的历年点源负荷的标准差.结果表明,支持向量机的估算结果最为合理,且计算简单,操作便捷,具有实用价值.