基于多元统计分析和RBFNNs的水质评价方法

提出了一种基于多元统计分析和RBFNNs的水质评价方法,其可适用于大尺度、多断面、长时间的水质评价工作,旨在补充以往相关研究工作.其主要程序为:利用方差分析对各断面多年水质监测样本进行时间与空间尺度上的显著差异性分析,识别出具有显著差异的样本,然后通过层次聚类分析把上述样本进行聚类分组,最后应用径向基神经网络对各组样本进行水质评价,并把此评价结果再分解到各断面各时段,此方法的特点为在不损失信息的前提下能大大减轻水质评价工作量,且客观可信、分辨率高,并能综合反映总体与个别特征.以辽宁省太子河为例,通过方差分析将2001～2003年6个断面的144个样本归纳为存在显著差异的74个样本,再通过聚类分析得到9个相似组,相应的水质评价结果为2.7394、4.4306、4.0994、2.777、4.2192、4.1214、4.4129、4.4259、4.4359,与传统单项指数法的结果基本一致.具体落实到各断面,结果表明,2001～2003 年间太子河大部分断面的水质处于Ⅳ类以上.     

艾比湖流域地表水水化学特征及空间变异特征分析

为了更好地了解艾比湖流域的水化学特征变化,采用2014年5月和10月2次的野外实地考察数据,利用多元统计和空间变异特征的方法分析艾比湖流域地表水化学特征。结果表明:1)流域水化学组成以Na+、Cl-离子为主,其次为Mg~(2+)、SO_4~(2-)。2)通过因子分析可得,第一主成分包括TDS、矿化度和Mg2+,第二主成分为p H。3)聚类分析结果显示在以5为阈值的前提下将丰水期的水化学参数聚为两类,一类为HCO-3、K+、Ca~(2+)、Cl~-、Na~+、SO_4~(2-)、p H和Mg2+,另一类为TDS、电导率和矿化度;而枯水期可聚为3类,第一类为HCO-3、K+、Ca2+、Cl-、Na+、SO_4~(2-)和Mg2+,第二类为TDS、电导率和矿化度,第三类为p H。4)根据水化学参数的空间分布特征分析得出,从丰水期到枯水期各水化学参数空间变异较为明显,并且均呈下降趋势,其中K+的空间变异最为显著,p H的最不显著。     

南漪湖上覆水溶解性有机质的光谱特征

为考察南漪湖上覆水中溶解性有机质(DOM)的光谱特征与来源,采用紫外-可见光吸收光谱(UV-Vis)与三维荧光光谱(EEMs)为工具,并结合平行因子分析(PARAFAC)、荧光区域积分分析(FRI)、相关性分析、主成分分析与聚类分析对DOM进行定性与定量分析.结果显示,UV-Vis参数a(440)、E₂/E₃、E₃/E₄、S_R表明DOM具有腐殖化特征与自生源特征,且E₂/E₃、E₃/E₄与a(440)呈显著正相关关系(P<0.01,P<0.05),S_R与a(440)无显著相关关系(P>0.05),说明腐殖酸浓度越高则DOM相对分子量越大,但无法依据腐殖酸浓度大小判断DOM来源.根据a(440)计算获得溶解性有机碳(DOC)平均浓度为26.79mg/L,且该湖泊出口附近DOC浓度为10.15mg/L.荧光指数(β:α、FI、BIX、HIX、Fn (280)、Fn (355))显示该湖泊DOM具有腐殖化程度较低及强自生源特征,类蛋白组分(Fn (280))相对浓度的空间分布上由西向东逐渐增大,而腐殖酸类组分(Fn (355))相对浓度峰值出现在入湖口与出湖口.通过PARAFAC解析出3种组分,分别为类富里酸(C1)、类色氨酸(C2)和类腐殖酸(C3),且C1、C2、C3含量分别占总组分强度21.96%、13.36%、84.21%.FRI法分析显示类蛋白物质所占比例之和(区域I+II)为49.65%,该结果说明水体已受到了人为因素影响.通过相关性分析结果显示,C1、C3与β:α、BIX呈显著负相关系(P<0.001),C2与β:α、BIX、Fn (355)呈正相关系(P<0.001).通过主成分分析与聚类分析,南漪湖上覆水中DOM在16个位点间呈现不同特征,但整体上水体中DOM来源受内源输入影响较为显著,应加强该湖泊内源释放污染物控制与管理.     

灰色综合评判法与大气环境质量评价

依据灰色理论中白化函数的构造原则和聚类原理，提出了灰色综合评判法，并以大气环境质量评价为例作了说明。该法以等斜率方式构造白化函数，拓展了白化函数中污染物浓度的取值范围，有较高的信息利用率。评价结果能同时给出各评价对象所属的污染级别和各评价对象之间环境质量的优劣，具有较强的实用性。     

吉林省泥石流易发区的降雨特征分析

吉林省东南部侵蚀山地为泥石流主要活动区,泥石流在海拔1 km以下的低山丘陵地区经常发生,并多与暴雨洪流伴生。论文基于GIS平台,应用ArcGIS对吉林省泥石流事件发生区的高程、坡度、土地利用和土壤类型进行分析,绘制吉林省泥石流易发区分布图。通过专家评分法对发生区高程、坡度、土壤类型和土地利用类型进行定量化评分,并采用自组织映射聚类分析法和灰色聚类的优选排序法,将泥石流易发区有记录的泥石流事件依据当日降雨（J₁）、连日累计降雨（J₂）、前7 d累计降雨（J₃）、高程（J₄）、坡度（J₅）、土壤类型（J₆）和土地利用（J₇）7种影响因子进行划分,最终把事件分为3类,绘制不同自然地理特征条件下吉林省降雨诱发泥石流区划图,为地质灾害治理提供参考。     

上海市不同土地利用类型春季中小型土壤动物群落结构研究

城市不同土地利用方式对土壤动物具有一定影响,为了解城市不同土地利用方式中小型土壤动物群落结构,于2006年春季对包括学校、居住区、公园、工厂、垃圾填埋场和道路等绿地中的中小型土壤动物进行采样研究。研究表明,9种生境中小型土壤动物平均密度为62653只,分别隶属于3门16个类群,优势类群为线虫纲(Nematoda)、蜱螨目(Acarina),常见类群为弹尾目(Collembola)、近孔寡毛目(Oligochaeta plesiopora)、涡虫纲(Turbellaria)和轮虫纲(Rotatoria),它们共占了总捕获量的98.27%。不同城市绿地生境中的土壤动物的类群组成以及个体数不同,群落复杂性指数(Cj)比其它多样性指数更能体现群落的复杂性与多样性。群落聚类以及排序的结果显示,9种生境中的中小型土壤动物群落可以分为6大类:即浦东路旁绿化、工业区乔木及草地类型、植物园草地及废弃地乔木类型、校园乔木及居住区草地类型、校园草地类型、植物园乔木类型。     

干旱区典型湖泊湿地主要植物生态种组分析

根据2007年7-9月新疆艾比湖湿地25种主要植被在47个调查样地的存在．缺失数据,应用非度量多维标度（NMDS）方法研究了干旱区典型湖泊湿地内植物群落生态种组的划分,并与系统聚类分析结果做了比较分析。研究显示：艾比湖湿地的主要植物种划分为5个生态种组,各生态种组内的植物种之间具有相似的生境和生态位;NMDS是基于高维数据非线性迭代的降维排序方法,与传统的生态种组分析方法相比较,NMDS充分抽取了植被在样地内非线性集聚分布的信息,因而其种组划分结论更符合实际调查结果,也更为可靠、有效。研究结果从生态种组的视角为艾比湖湿地生态恢复和保护植物多样性提供更具有实践价值的参考依据。     

灰色系统方法在县域生态区划中的应用

为了反映各生态因子之间的内涵不确定性关系,通过对影响区域生态的因子的筛选,进行主成分分析,得到影响龙湾区生态环境的主要因子是各土地使用类型的分布和污染物排放量;通过灰色关联度分析获得各因子对生态影响的权值,结合"星座图"聚类方法将温州市龙湾区区划出3个生态类型,5个发展方向,并形成了对县域生态区划行之有效的方法。     

湖南省生态经济分区及其发展研究

生态经济分区旨在协调区域经济发展与生态环境保护及自然资源利用的关系，是宏观管理区域社会经济持续发展的一种新模式、文章根据省级生态建设与发展需要，从生态经济系统原理出发，选择了34个适合湖南省生态经济系统分类的特征指标，以行政县为分类的基本单元，采用模糊聚类分析方法对湖南省进行了不重叠、内在的聚合分类。研究结果将湖南省分为6个生态经济区和24个生态经济亚区，与实际相符。在此基础上，对各生态经济区的生态经济特点、发展方向和环境保护策略进行了具体分析，为宏观指导湖南省生态经济建设与可持续发展提供科学依据。     

世博会期间上海市大气挥发性有机物排放强度及污染来源研究

基于VOCs在线观测数据,对世博会期间（2010年5月1日～10月31日）上海大气VOCs的排放进行了估算;采用后向轨迹模型和聚类分析法,研究了不同大气污染输送通道下上海市空气质量和观测站点VOCs的变化;基于受体模型对上海市城区大气VOCs进行了污染来源解析.结果表明,世博会期间,上海市每小时排放的VOCs导致大气中VOCs浓度的增加量为（5.98±3.18）×10-9,该值比2009年同期低1×10-9左右.世博会期间,上海大气主要受偏东方向气流的影响,所占比例超过40%;其次是偏西风（25%）;偏南和偏北风共占约20%.受同一大气输送通道影响,观测点VOCs浓度与上海API值呈正相关,R2=0.599.受西北方向大气输送通道影响,本市空气质量最差,API值在70左右;其次是西南方向大气输送通道,API值在60以上;当本市大气受东面海洋上空输送气团的影响时,API〈50,空气质量为优.世博会期间,与机动车有关的排放最大,包括尾气和油气挥发,对上海大气VOCs的贡献约40%;其次是生产工艺和燃煤等工业排放,占30%～40%;溶剂涂料使用导致的排放约20%;夏季天然源排放的贡献在6%左右,也不容忽视.