基于微生物生物完整性指数的地下水生态系统健康评价:以包钢稀土尾矿库周边地下水生态系统为例

生物完整性指数是水体生态系统健康评价的重要指标,已被广泛应用于湖泊河流等的生态系统健康评价中.但利用水体中分解者微生物群落构建IBI评价标准的报道很少,针对地下水生态系统的研究更是鲜见.本研究针对包钢稀土尾矿库周边地下水生态系统健康开展评价工作,基于地下水环境中微生物群落Illumina高通量测序信息,筛选关键环境因子,甄别敏感或耐受微生物分类属,确定候选生物参数,探索针对地下水的微生物完整性指数(microbiome index of biotic integrity,M-IBI)评价流程与标准构建方法.结果表明,总计12个地下水样点中,4个样点属于健康等级(Ⅰ级),占总样点的33.3%;2个样点属于亚健康等级(Ⅱ级),占总样点的16.7%;5个样点属于一般等级(Ⅲ级),占41.7%;1个样点属于较差等级(Ⅳ级),占8.3%;总体来看,靠近尾矿库的样点健康等级较低,而远离尾矿库参照点受到的干扰较小,健康等级较高,这可能与人类活动干扰影响程度密切相关.参照该地区地下水理化参数基础上的水质情况分析结果,发现应用M-IBI指数可较合理地评估包头稀土尾矿区周边地下水生态系统健康状况.结合生态系统健康内涵,本研究初步提出针对地下水生态系统健康的M-IBI指数评价体系构建流程.     

典型工业无组织源VOCs排放特征

选取制药厂、酿酒厂和橡胶厂分析了不同工艺过程VOCs排放特征.结果表明,制药厂安乃近合成和氨基比林合成的VOCs排放以苯、甲苯和苯乙烯等苯系物为主,乙酰氨基酚合成的VOCs排放主要以C4～C6的烷烃为主,酿酒厂和橡胶厂VOCs排放均以甲苯、乙苯和间,对二甲苯为主.采用最大增量反应活性法对臭氧生成潜势进行分析,制药厂安乃近合成和氨基比林合成VOCs单位臭氧生成潜势以苯、甲苯等苯系物为主;乙酰氨基酚合成以顺-2-丁烯、甲苯和异戊烷为主;酿酒厂、橡胶厂以甲苯、乙苯、间,对二甲苯为主.同时采用阈稀释倍数对VOCs进行恶臭分析,制药厂和酒厂无组织排放VOCs恶臭污染程度较轻,橡胶厂的伸缩装置车间和硫化车间的无组织VOCs排放存在一定程度的恶臭污染.     

中国沿海省市海洋生态补偿效率评价

本文运用考虑非期望产出的超效率SBM模型、DEA-Malmquist指数模型、Tobit模型和标准差椭圆模型,对2006-2016年中国11个沿海省市的海洋生态补偿效率开展测度和分析,结果显示：2006~2016年中国总体海洋生态补偿效率平均值为0.633,处于中等效率水平,随时间呈“下降-上升-稳定”的趋势;海洋生态技术进步依旧是海洋生态补偿过程中全要素生产率的重要驱动力,但面临一定的技术效率损失;海洋第三产业比重对海洋生态补偿效率值有正向的显著影响,城市化率、进出口总额占比和海洋灾害直接经济损失对海洋生态补偿效率存在显著的负向影响;海洋生态补偿效率的空间聚集性增强,区域不平衡性有所收敛,空间分布格局基本保持稳定.     

三峡库区典型流域水华暴发评价函数模型研究

藻类在光照充足时将无机磷酸和ADP转化为ATP以储备能量,外部条件改变时,则ATP可逆转换为ADP以释放能量.在此理论框架下根据三峡库区典型流域水华暴发时的现场监测数据研究了绿藻光合磷酸化的活化能ΔE、计算了库区流域中若干水系在不同水文条件下提供的有效能量Δe和综合营养指数TLI(Σ),并以ΔE、Δe和TLI(Σ)为参数构建了预测和判断不同水域环境中水华是否暴发的水华暴发评价函数F,在考虑外部因素和内部因素对水华暴发影响程度的大量计算和分析的基础上,确定了ΔE、Δe和TLI(Σ)的相关权重分别为a₁=0.3,a₂=0.3,a₃=0.4.模型计算和实地验证表明:F比单纯的TLI(Σ)作为水华暴发或者水体富营养化的判据更合理,更有说服力和更具普适性.     

基于高光谱的土壤全氮含量估测

基于高光谱(350~2 500 nm)数据,研究了我国中、东部地区5种主要类型土壤全氮含量与高光谱反射率之间的定量关系,构建了基于偏最小二乘法(PLS)、BP神经网络(BPNN)和特征光谱指数的土壤全氮含量估算模型。结果表明,以500~900 nm、1 350~1 490 nm区域波段反射率经Norris滤波平滑后的一阶导数光谱为基础,构建的基于PLS和BPNN的土壤全氮含量估算模型精度较高,建模决定系数分别为0.81和0.98;独立观测资料检验结果显示,模型预测决定系数分别为0.81和0.93,均方根误差RMSE为0.219 g·kg^-1和0.149 g·kg^-1,相对分析误差RPD为2.28和3.36,说明PLS和BPNN模型对土壤全氮含量具有较高的预测精度。在光谱指数的分析中,基于近红外872 nm和1 482 nm 两个波段的差值光谱指数DI(NDR₈₇₂,NDR₁₄₈₂)对土壤全氮含量最敏感,建模决定系数、预测决定系数、RMSE和RPD分别为0.66、0.53、0.31 g·kg^-1和1.60。比较而言,三种方法估算土壤氮含量的精度顺序为BPNN模型＞PLS＞DI(NDR₈₇₂,NDR₁₄₈₂),基于PLS和BPNN两种方法建立的土壤全氮含量高光谱估测模型具有较高的精度,可以用来精确估算土壤全氮含量;基于两波段构建的DI(NDR₈₇₂,NDR₁₄₈₂)预测效果低于前两者,但也可以用来粗略估测土壤中的全氮含量。     

基于污染损害指数法的深圳水库水质评价与分析

采用基于污染损害指数的普适公式,计算各种污染物的污染损害分指数,并利用广义模糊对比法对分指数进行赋权,求出水质综合污染损害指数。将该方法应用于深圳水库2001年至2007年的水质评价,并对水质变化原因进行了分析。研究结果显示,近7年来深圳水库水质综合污染损害指数从52．61降至9．70,水质类别由Ⅴ类上升至Ⅲ类,呈现明显改善趋势,表明系列治理工程和管理措施成效较为显著。污染损害指数法能够客观反映水体质量状况,使用方便,值得推广。     

基于综合指数的湖北省耕地质量变化分析

在综合界定耕地质量内涵的基础上,构建了耕地质量变化的评价指标体系和评估模型,以此为基础,对1995—2005年湖北省耕地质量的动态变化进行了分析。研究表明:湖北省耕地综合质量变化总体呈现波动上升趋势,但体现耕地综合质量的耕地本底质量、经济质量与生态质量变化差异显著。耕地本底质量自20世纪90年代中期到本世纪初变化平缓,整体波动较小;耕地经济质量在1995—1999年间提升迅速,2000年后基本保持平稳,但最近几年有波动下降的趋势;耕地生态质量自20世纪90年代中期以来呈缓慢下降趋势,近几年下降趋势有所缓和;耕地综合质量在1999年之前平稳上升,之后又呈现缓慢下降趋势。影响湖北省耕地综合质量变化的主导因子是耕地的经济质量与生态质量的波动,这与不同时期湖北省社会经济与资源环境发展的侧重有关,而耕地的本底质量变化对耕地综合质量变化的影响较小。研究采用的综合指数法能较全面地体现区域耕地质量变化的综合特点,且能反映区域耕地质量变化的一般过程。     

基于模糊Petri网的城市突发性燃气短缺应急能力评估

为了有效地降低在城市突发性燃气短缺应急能力评估过程中应急能力影响因素的不确定性和模糊性对评估结果的影响,提出基于模糊Petri网的城市突发性燃气短缺应急能力评估方法。通过分析城市突发性燃气短缺应急事前-事中-事后过程的影响因素,根据评估准则构建出1个包括5个二级指标和26个三级指标的应急能力评估指标体系;针对评估指标体系复杂且变迁的权重值缺乏客观性等问题,引入模糊推理算子与层次分析法,采取定性与定量相结合的方法对评估体系进行应急能力评估。实例仿真结果表明,与传统的评估方法相比,利用模糊Petri网对应急能力评估的结果更加准确和科学。     

基于层次分析-模糊综合评判的化工园区安全评价研究

应用模糊数学理论,把模糊综合评价方法具体应用到化学工业园区安全综合评价研究中,结合化工园区的实际情况,建立了化工园区的安全现状综合评价指标体系,采用定性与定量相结合的层次分析法计算评价因素的权重,运用模糊综合评判理论,提出安全现状二级模糊综合评价方法,实现对化工园区安全等级的综合评判。应用该方法对某化工园区的安全现状进行了综合评价,得出其安全等级为"一般"。实例表明:模糊综合评价方法可操作性强、效果较好,可在化工园区的安全综合评价中广泛应用。     

基于熵权的改进密切值法在地面水水质评价中的应用

为了简化传统密切值法运算,更能全面客观地反映出各样本的优劣情况,尝试采用目标差值率法进行初始矩阵的规范化处理,引入熵权法确定各评价指标的权重,对传统密切值法进行了改进.通过将两种不同密切值法对某区域水体水质的评价结果进行对比表明: 两种密切值法评价水质得出了一致的水质优劣排序,但改进后的密切值法可以有效地消除各评价指标在量纲、数量级及指标优劣等方面的差异,计算更简便; 改进后的密切值法利用熵权法确定各评价指标的权重,更客观; 改进后的密切值法评价结果中各样本的差异性放大了,对比更为明显.