热岛效应季节动态随城市化进程演变的遥感监测

作为城市特有的一种环境问题,热岛效应动态发展变化的规律是城市热岛研究的基础工作.遥感技术在城市热岛动态变化监测方面的有用性已经得到了证实.然而当前城市热岛遥感研究基本都取少数几景进行对比分析,这使得遥感在城市热岛时空动态监测方面不能充分发挥作用.采用50景长时间序列Landsat TM和ETM+SLC-on/off影像,采取定性和定量分析相结合的方法,使用热岛强度、热岛范围等指标和热岛显著区的概念对厦门市1987-2008年20年间热岛季节动态随城市化进程演变的趋势进行分析,结果表明:厦门城市热岛在2003、2004年之后已由春夏秋扩展到冬季,且冬季热岛的高等级斑块在数量、个体面积和总面积上均有明显增长趋势.引起这种变化的原因还需要进一步研究和分析.     

高寒草甸不同植被类型土壤全氮含量变化动态分析

采用凯氏定氮法对高寒草甸不同植被类型土壤全氮进行季节动态测定分析,结果表明:在整个生长季中0～20 cm层土壤全氮质量分数的顺序为:藏嵩草沼泽化草甸(Kobresia-swamp meadow)>露梅灌丛草甸(Dasiphoru fruticosa shrubs)>人工燕麦草地(Avena sativa artficial grassland)>矮嵩草草甸(Kobresia humilis meadow)>矮嵩草退化草地(Kobresia humilis-degraded grassland).原生植被草甸类型下单位面积土壤全氮含量远高于退化草地.藏嵩草沼泽化草甸土壤每平方米的全氮含量最高,达到0.712 kg,金露梅草甸次之,两者之间差异性不显著(p>0.05);其他三种草地类型单位面积土壤全氮含量差异性显著(p<0.05);原生草甸矮嵩草草甸每平方米全氮平均含量为0.406 kg,而退化的矮嵩草草地每平方米全氮平均含量为0.301 kg,可以推算,土地退化导致土壤全氮流失的量为0.105kg,即高寒草地退化导致25.86%氮流失.随着季节的变化,土壤全氮质量分数随生长季均有所增加,最高值都出现在8月份,但各月份之间土壤全氮质量分数变化差异性不显著(p>0.05).原生植被0～10 cm层土壤全氮含量高于10～2O cm层,人工草地与退化草地差异性不显著.     

系统动力学模型在城市发展规划环评中的应用

鉴于作为评价对象的城市社会经济环境复合系统具有多目标、多要素、动态关联等突出的系统动力学特征,选择和应用系统动力学方法开展城市发展规划环评在理论上具有可行性和技术优势.作为典型资源型城市的山西省临汾市正面临转变发展方式和加快环境治理的紧迫要求,本文依托该市转型发展规划环评工作,在全面识别和剖析城市发展要素、现状问题及其成因基础上,以经济发展、产业结构、节能减排和环境改善为重点研究了规划要素间的动态反馈关系,以此构建城市转型发展规划环评SD模型,并对4个规划替代方案进行模拟和评价.结果显示,在环境目标刚性约束下所有替代方案均不能实现人均GDP翻番的较高经济增长目标,其中以较强环境约束为特征的“方案III”具有最好的环境与经济综合效果.据此评价建议临汾市应在确保实现环境改善目标的前提下主动放缓工业增长速度,同时加快以“煤焦铁电”为代表的主导产业结构调整并继续加大节能减排力度,全面提高城市可持续发展能力.     

“十二五”太湖富营养化控制与治理研究思路及重点

在总结“十一五”太湖富营养化治理成效、存在问题的基础上,提出“十二五”期间水体污染控制与治理科技重大专项太湖富营养化控制与治理项目的总体设计思路. 项目以综合示范区水质改善为目标,重点研发园区化乡镇企业工业废水中难降解含氮、磷有机物的深度削减技术,农田种植业和农村分散式生活污水的控源减排技术,“湖荡湿地-入湖河流-湖滨缓冲带”为一体的生态拦截与修复技术;以湖泊水生态安全保障为目标,研发湖泛与水华灾害应急处置技术及建立水资源优化调度决策平台. 选择太湖流域重污染型竺山湾小流域、面源污染主控型苕溪小流域和城市化型太湖新城三大典型综合示范区,通过控源减排和生态修复关键技术的研发、集成和综合实施,实现综合示范区污染负荷得到有效控制、示范区水环境质量得到改善和规模化蓝藻水华发生得到有效控制的目标.      

苏州工业园区不同生境鸟类群落结构及季节动态

2012年5月至2013年4月,在苏州工业园区选择了4种生境,设置了17条样线、24个样点,逐月对鸟类群落进行了研究。共记录到鸟类130种,隶属12目41科,雀形目鸟类占主要地位,其中留鸟、夏候鸟、冬候鸟和旅鸟分别占鸟类总种数的26.15%、25.38%、27.69%和20.77%。区系以广布种和古北界种类为主,兼有东洋界种类,具有南北过渡的明显特征。从季节动态变化上看,园区鸟种数由多到少表现为春季冬季秋季夏季;密度由高到低表现为冬季秋季春季夏季。湿地生境鸟类种数最多,分布均匀;道路生境鸟类种数最少,分布不均,但优势种突出,以常见的伴人雀形目鸟类为主。聚类结果显示,环境条件是影响鸟类组成的重要因素。     

紫色土区裸露地植被恢复技术

通过现场调查和样方调查法,分别调查衡阳市紫色岩裸露地的地形、地貌、气候、母岩、土壤等因子,以及植被分布、生态环境、植物生长等.在此基础上,采用对比研究法,有选择地进行植物及其配置模式的适宜性试验、整地方式的对比试验、宜林型紫色土经济林树种选择试验,评价不同立地条件类型下的植物适宜性与不同配置模式群落的生态适宜性及水土保持能力,最终筛选出不同立地条件类型下适宜的植物及其配置模式与整地方式,为紫色土裸露地植被恢复与宜林地经济开发提供理论依据和技术基础.表18,参11.     

露天矿排土场边坡自然恢复规律及其环境解释

露天矿排土场边坡水土流失严重,易发生地质灾害,急需开展生态恢复和土地复垦研究。为了解排土场边坡植物群落演替规律以及植物对生境因子的响应关系,本研究以阜新露天矿不同恢复年限排土场边坡为对象,调查不同坡向和坡位的植物组成、数量、高度和盖度,采用双向指示种法（TWINSPAN）对植物群落进行分类;同时分析边坡土壤物理、化学和生物学性质,采用去趋势典范对应分析（DCCA）方法研究群落分布格局与环境因子的关系。结果表明,排土场边坡共出现27种植物,物种数量小于平台。植物群落在阴坡和阳坡呈现出不同的演替格局,阴坡演替顺序为狗尾草（Setaira viridis）＋茵陈蒿（Artemisia capillaries）＋铁杆蒿（Artemisia sacrorum）→狗尾草＋铁杆蒿＋白蒿（Artemisia anethoides）→铁杆蒿＋狗尾草;恢复10 a后,铁杆蒿在中上坡位占据优势地位,植物种类和数量下降,植物群落呈逆向演替。阳坡演替顺序为蒺藜（Tribulus terrestris）＋旱稗（Echinochloa hispidula）＋狗尾草→狗尾草＋蒺藜＋白蒿→狗尾草＋页蒿（Carum carvi）＋白蒿,植被演替进程缓慢。DCCA排序表明,第一轴主要反映植物群落随坡位、土壤水分、氮元素有效性和周转的变化规律,其与土壤pH值和脲酶紧密相关;第二轴主要反映植物群落随着恢复年限和土壤磷素有效性的梯度变化,其与土壤容重、速效磷、蔗糖酶和碱性磷酸酶紧密相关。排土场边坡必须采取人工恢复措施,土壤酶活性对植物群落分布影响较大。     

Bridging gaps in demographic analysis with phylogenetic imputation

Phylogenetically informed imputation methods have rarely been applied to estimate missing values in demographic data but may be a powerful tool for reconstructing vital rates of survival, maturation, and fecundity for species of conservation concern. Imputed vital rates could be used to parameterize demographic models to explore how populations respond when vital rates are perturbed. We used standardized vital rate estimates for 50 bird species to assess the use of phylogenetic imputation to fill gaps in demographic data. We calculated imputation accuracy for vital rates of focal species excluded from the data set either singly or in combination and with and without phylogeny, body mass, and life-history trait data. We used imputed vital rates to calculate demographic metrics, including generation time, to validate the use of imputation in demographic analyses. Covariance among vital rates and other trait data provided a strong basis to guide imputation of missing vital rates in birds, even in the absence of phylogenetic information. Mean NRMSE for null and phylogenetic models differed by <0.01 except when no vital rates were available or for vital rates with high phylogenetic signal (Pagel's λ > 0.8). In these cases, including body mass and life-history trait data compensated for lack of phylogenetic information: mean normalized root mean square error (NRMSE) for null and phylogenetic models differed by <0.01 for adult survival and <0.04 for maturation rate. Estimates of demographic metrics were sensitive to the accuracy of imputed vital rates. For example, mean error in generation time doubled in response to inaccurate estimates of maturation time. Accurate demographic data and metrics, such as generation time, are needed to inform conservation planning processes, for example through International Union for Conservation of Nature Red List assessments and population viability analysis. Imputed vital rates could be useful in this context but, as for any estimated model parameters, awareness of the sensitivities of demographic model outputs to the imputed vital rates is essential.     

基于SEBAL模型的赤峰市植被修复下林草蒸散耗水特征

水是制约干旱半干旱地区实现可持续发展的关键因素,维持降水与蒸散发的平衡是开展植被修复工程时需要着重考量的因素.利用陆面地表平衡算法（Surface Energy Balance Algorithm for Land,SEBAL）模型反演了2000年、2008年、2016年赤峰市全域及森林与草地生态系统的实际蒸散发,通过参考蒸散比不变法与日气象数据将反演结果扩展至日尺度,累加得到月际与生长季尺度的实际蒸散发;结合降水变化,分析植被修复工程开展后赤峰市实际蒸散发的时空变化特征与水分盈亏状况.结果表明:①2000年、2008年、2016年赤峰市生长季的实际蒸散量分别为440.86、452.76、474.34 mm,呈增加趋势,蒸散发高值区（>400 mm）由北向南扩增.②2016年生长季森林分布区的耗水量比2000年增加了27.69×108 t,水分亏缺量增加了8.03×108 t,表明过度造林会使森林生态系统遭受严重的干旱胁迫.③一个生长季内,草地生态系统蒸散量的增幅远低于森林生态系统,1 m2草地生态系统的耗水量比森林生态系统少0.18 t.研究显示,在降水量低于300 mm的区域,草地生态系统面临较轻的干旱,且部分区域可以实现水分平衡.为了维持区域水资源存量,建议赤峰市在今后的植被修复工作中,对于降水量低于300 mm的区域以草本修复为主.      

基于ADAMS的机械式内割刀切割失效影响研究

割刀常因振动而折断刀片,造成切割设备失效,影响施工安全。为降低ND-J114型号机械式内割刀的事故率提高割刀使用寿命,采用多体动力学的方法,利用ADAMS软件对其切削套管的过程进行动态模拟,在不同钻压和转速情况下,对割刀切削力和角加速度的变化规律进行分析,从割刀振动的角度出发,通过降低割刀的振动来降低刀片折断的风险。分析结果表明:割刀在切削套管的过程中最优钻压为4 800 N,割刀运转平稳;切削力的大小跟钻压近似于成正比关系;割刀最优转速为29 r/min,割刀运转平稳;切割转速在10~30 r/min时,切割效果较好,切割设备越不易折断;转速对切削力大小的影响较小。