玉米光谱小波奇异熵的铜污染监测研究

不同浓度铜离子(Cu2+)胁迫梯度下的玉米叶片光谱存在细微差异,但传统的光谱相似性测度方法难以区分健康的与受污染的玉米叶片光谱间的变异信息.为此,本文结合小波变换和奇异熵理论,构建小波奇异熵(Wavelet Singular Entropy,WSE)方法用于Cu2+胁迫下的玉米污染程度分析与污染监测.通过设置不同浓度Cu2+胁迫梯度下的玉米盆栽实验,依据玉米叶片的光谱测量数据和所测定的叶片中Cu2+含量,并与绿峰高度(Green-peak Height,GH)和红谷吸收深度(Red-valley Depth,RD)光谱特征参数法污染监测应用结果进行对比分析,研究WSE方法的Cu2+污染监测效果.结果表明,WSE值与Cu2+胁迫梯度、玉米叶片中Cu2+含量呈显著正相关,WSE值大小能够较好地表征叶片光谱的污染信息奇异性及其污染程度.     

基于PM2.5的中国雾霾灾害风险评价

基于雾霾胁迫、人口暴露和适应能力,结合遥感数据与统计数据,对2014年中国286个地级及以上城市的雾霾灾害风险进行评价,在此基础上,识别雾霾灾害风险热点区的风险主导因子.结果表明:中国城市雾霾灾害风险整体水平不高且内部差异显著,雾霾灾害风险大体呈"东高西低、北高南低"的空间布局特征.雾霾灾害风险热点区范围涵盖96个城市,占据国土面积92.4万km~2,波及人群数量5.9亿.风险主导因子分区方面,适应能力主导区分布在汕头、揭阳、邵阳、娄底、玉林、汕尾、达州、巴中、天水、昭通、潮州和贵港等12个城市;雾霾胁迫主导区分布在郑州、上海、成都、泰州、济南、西安、武汉、鄂州、南京、扬州、天津、无锡、嘉兴、南昌、常州、芜湖、淄博、合肥、镇江、黄石、马鞍山、南通和日照等23个城市,其余61个城市则属于雾霾胁迫-适应能力综合主导区.     

生态缺水条件下流域生态经济系统安全性分析

生态用水和社会经济用水的竞争状况使得研究水资源短缺地区的流域生态经济系统安全状况、有效进行生态缺水条件下流域生态经济系统的调控十分必要.从宏观角度出发,首先分析了流域生态经济系统演化的机制和影响因素,在此基础上,通过建立指标体系,提出了构建流域主要指标为状态变量的生态经济系统演化模型,并利用模型进行系统安全性分析.以潮白河流域为例,构建了人口数量、人均GDP、生态系统指数以及生态用水比例为状态变量的生态经济系统演化模型.模型模拟结果表明,如果不加以调控,该流域将无法提供生态经济系统的安全保障.提出了提高生态用水比例、控制经济增长速度和积极进行生态建设、控制水土流失的对策,为实现潮白河流域的生态经济系统安全保障服务.     

基于GIS的东辽河流域生态安全空间差异评价研究

生态安全建设是协调经济开发与生态保护的重要战略.区域生态安全评价与预警研究具有空间特性、非线性、随机性,研究过程中必须处理大量的空间信息,而空间分析和空间数据管理正是GIS的优势,它使各环境要素的分布态势及彼此间的拓扑关系一目了然,并且图文并茂地展示全流域的生态安全格局.在充分研究辽河流域生态环境状况基础上,选取东辽河流域11个县市区,借助GIS格网赋值技术,讨论了基于GIS的东辽河生态安全空间差异的评价方法.首先,拟定"压力-状态-响应"(P-S-R)指标体系,实地调查并收集资料;然后,数字化流域,运用模糊AHP法赋权并量化计算;最后,建立东辽河流域生态安全指数GRID数据库,进行GIS的空间Interpolate运算和Assembly分析.结果表明,公主岭市是生态安全区,约占全流域面积的10.78%;西丰市和东辽县是生态不安全区,约占流域面积的13.07%;其余8个地区为生态安全中等区,约占全流域面积的76.15%.评价结果与各地区现状生态环境评价基本-致.提出了相应的生态保护建议.     

DNA提取方法对活性污泥微生物多样性PCR-DGGE检测的影响

评价超声波法、2种基于SDS的裂解法、改进的化学裂解法、微波法和冻融 玻璃珠 溶菌酶 SDS等6种DNA提取方法对活性污泥微生物多样性PCR-DGGE检测的影响.结果表明,2种不同的DNA纯化方式(溶液和胶纯化)及PCR扩增方式(直接和巢式PCR)对DGGE结果没有明显的影响,但不同的DNA提取方法对DGGE结果有明显的影响,其中2种基于SDS裂解法的DGGE条带较多,其提取的DNA产量(14.85μg/g湿重)和纯度(OD260:OD280＞1.80)也最高;改进的化学裂解法和微波法次之;超声波法、冻融 玻璃珠 溶菌酶 SDS法较少.研究表明,DNA提取方法是影响活性污泥微生物多样性PCR-DGGE检测结果的关键因素,基于SDS的裂解法是用于活性污泥微生物多样性PCR-DGGE研究的一种简便、可靠的总DNA提取方法.     

南黄海东部海域浮游生态系统要素季节变化的模拟研究

利用海洋生态系统动力学垂直一维物理-生物耦合模式模拟研究了南黄海东部海域浮游生态系统要素垂直分布的季节变化.物理亚模型为一维POM模式(Princeton Ocean Model),基于文献结果对垂直混合系数Kh和Km进行了调整;生态亚模型为ERSEM模式(European Regional Sea Ecosystem Model),主要考虑浮游植物、浮游动物、细菌、底栖碎屑和营养盐(氮、磷、硅)等状态变量.模拟结果表明,浮游植物出现一年双峰的态势和夏季次表层叶绿素最大值的现象,春、秋季水华期间,表层叶绿素峰值分别为3.25 mg/m3和0.71 mg/m3.浮游动物和细菌在春季水华后表层出现峰值,分别为143.6 mg C/m3和23.55 mg C/m3.硝酸盐、磷酸盐和硅酸盐的垂直分布均在5-11月呈现表层浓度低、底层浓度高的分布.通过计算碳通量可以看出,在春、夏季,浮游植物对无机碳的摄取量分别为58.944 g C·m-2·quarter-1和68.276 g C·m-2·quarter-1,高于细菌对非生命有机碳的摄取.在冬季,细菌对非生命有机碳的摄取超过浮游植物对无机碳的摄取量.浮游动物在冬季主要摄食细菌,占71%;春、夏季主要摄食浮游植物,可达67.5%.浮游植物对碳的释放主要是以DOC的形式,约占90%.     

黄河拉西瓦水电站建设对区域景观格局的影响

本根据水利水电工程对景观格局的影响特征,从拼块类型尺度和景观尺度选出优势度、多样性、均匀度、分离度等8个能全面反映景观格局变化的数量化指数,完善了水利水电工程环境影响评价内容。以黄河拉西瓦水电站为例,对该区域LandsatTM7图像解译和GIS处理,结合工程设计规划,绘制建设前后区域景观格局图,建立空间信息数据库,计算各景观指数,分析其变化趋势。结果表明,黄河拉西瓦水电站区域有16种景观类型,分别属于6种生态系统,拼块类型多样,景观格局复杂,其中草地景观优势度最高,接近80％;建成后拼块类型的景观比例、密度、优势度、分离度等都有一定变化;景观均匀度、多样性指数和人为干扰强度都相应增加。总体上,景观格局没有发生大的变化,区域生态系统的功能和性质也不会改变。     

污水灌溉对土壤重金属含量、酶活性和微生物类群分布的影响

以沈阳张士灌区长期污灌的农田土壤为对象,研究了土壤重金属、土壤酶活性、微生物生物量和种群分布特征,分析了土壤微生物参数与土壤重金属和土壤性质的相关关系.结果表明,虽然已停止污灌十余年,张士灌区农田土壤仍存在Cd、Zn、Cu等多种重金属污染.土壤Cd污染最严重,含量达1.75～3.89 mg·kg-1.土壤耕作层(0～30cm)Zn、Cu、Pb总含量随土层深度增加逐渐减少,而Cd元素的垂直分布呈向下迁移的趋势.Cd、Zn、Cu、Pb等4种重金属含量水平分布特征相似,均为1号样地＞2号样地＞3号样地＞4号样地.相关性分析表明,张士灌区土壤酶活性、微生物生物量和种群分布受重金属污染和土壤养分的影响,土壤养分含量(有机碳、N、P、K)对微生物的正面效应大于重金属对微生物的负面效应.土壤全量Cd和速效K对微生物参数的影响最为明显,Cd含量与多酚氧化酶活性和微生物生物量(Cmic)呈极显著负相关,与纤维素酶活性呈极显著正相关(P＜0 01),速效K含量与多酚氧化酶活性、微生物生物量以及可培养微生物种群数量均呈极显著正相关(P＜0.01).     

辽宁省城市生态安全评价方法与预测模型研究

通过层次分析法确定辽宁省13个城市1995-2005年城市环境状态、环境压力和人文环境响应3个子系统的23个指标的权重,计算13个城市不同年份的城市生态安全指数值,通过逐步回归法构建不同显著水平的3个预测模型,并验证2005年的实证数据.结果表明,大连、葫芦岛和营口不同年份的生态安全指数都较高,基本处于生态安全和理想安全水平;朝阳与锦州的城市生态安全指数值最低.3个预测模型的评价结果非常相似,并与PSR模型评价结果的变化趋势相似,可见通过3个预测模型得到的城市生态安全结果可靠.     

城市生态安全评价及部分城市生态安全态势比较

以我国35个大中城市生态环境系统为研究对象,选取资源环境压力、环境状态和人文环境响应3个亚系统的23个指标,通过数据标准化处理、指标权重确定和生态安全评价指数模型构建,测算城市生态安全水平;再选取不同生态安全等级的福州、深圳等9城市,分析环境压力、状态和响应3项目对我国城市生态安全影响大小.结果表明,3项目的权重分配差异不大,反映这3个方面对城市生态安全的重要程度相似.按评价指数大小排序结果显示,福州、深圳两城市生态环境的安全态势居所有城市之首;有7个城市生态环境达到安全等级;其余26城市为生态临界安全或不安全状态.我国城市环境状态对于决定城市生态环境安全程度具有重要的作用.各城市压力指数值差异不大,人文环境响应指标值相对较低,反映我国城市环境压力、状态和响应指标对城市生态环境安全贡献的差异,其中人文环境响应项目的贡献最小.