基于MaxEnt和ArcGIS的美丽异木棉适生区与主导环境因子分析

美丽异木棉Ceiba speciosa为园林观赏植物,具有重要的美学价值,通过探究其适生区分布可为科学引种栽培和资源有效利用提供依据,因此研究基于854个美丽异木棉的自然分布点数据和26个环境因子数据,选择最大熵模型(MaxEnt)和地理信息系统软件(ArcGIS)对美丽异木棉在中国的适生区分布进行预测,并探讨影响其分布的主导环境因子。结果表明:MaxEnt模型的AUC训练集和测试集平均值均为0.9以上,表明模型的模拟结果具有较高的准确性。美丽异木棉适生区范围主要集中于我国广东省、广西壮族自治区、海南省、福建省南部和云南省南部、四川盆地南部、台湾沿海等地区,总面积为60.2 km^(2)。由模型结果可知,影响美丽异木棉适生区分布的主导环境因子为最冷月最低温和年平均降水量,最冷月平均气温5℃以上、年平均降水量1500~2500 mm的地区最适合美丽异木棉的生长。

扬程特性关联下矿井主泵排水智能控制方法研究

矿井下常常存在地下水渗积问题,通过控制主泵出水压力,能够有效地排除积水,保持井下环境相对干燥,增强煤矿地下环境的安全性。但由于矿井下的透水后压力负荷通常是不确定的,单纯以压力为传感信号的主泵排水控制的稳定性会受到较大影响,当前排水多以人工观测为主,排水控制智能化实现难度较大。提出一种扬程特性关联下矿井主泵排水智能控制方法。分析矿井下大功率变频式主泵的扬程特性(H-Q),获取变频式主泵排水压力和扬程特性(H-Q)之间的关系。利用这一关系作为传感信号,采用解耦补偿器和神经网络,利用神经网络在线调整比例、积分和微分(proportional integral derivative,PID)控制参数,组建大功率变频式主泵出水压力智能控制器,实现泵出水压力智能控制。通过实验分析证明,研究方法应用后在22 s左右矿井主泵达到最佳状态,过程中产生的相对误差均在0.5%以下。在多次迭代控制下,所提方法的控制延误始终低于0.1 ms。

昆明强降水对城市化和热环境变化的响应研究

局部气候变化下的城市化往往对强降水的发生发展产生重大影响,为探究城市化和热环境对昆明强降水的作用,文中利用昆明市1991—2021年湿季(5—10月)城区昆明站与郊区晋宁站的逐时降水数据进行分析,在揭示不同城市化阶段城郊站点之间的强降水差异和变化趋势基础上,结合MODIS地表温度遥感数据,从快速城市化背景的角度,进一步探讨昆明主城区湿季昼夜城市热环境时空分布情况及其与城区强降水指标之间的定量关系。结果表明,近31年来城郊两站点的强降水量和强降水频次均呈现上升趋势。其中,城区强降水量与强降水频次总体增长速率大于郊区,城郊差异较大,城市化对城区强降水量和强降水频次的贡献率分别达到47%以及40%。昆明城区进入21世纪以来总降水量减少,城区强降水量与强降水频次的贡献率不断上升,其线性趋势均在快速城市化阶段表现出更高的显著性。昆明城区强降水主要活跃在19时至次日05时,属于夜间活跃型单峰结构,强降水峰值出现在凌晨04时,“夜雨”特性显著,强降水频次对强降水量具有主要贡献。在1991—2021年期间,白天城郊站点强降水均无明显变化趋势,而夜间城区的强降水量与强降水频次的贡献率趋势上升,并显著表现在近17年快速城市化阶段。快速城市化时期夜间城市热环境指数相比白天显著升高,城市热效应明显。通过相关分析发现,城市热环境对城区强降水具有正向促进作用,而这种作用以高显著性主要表现在夜间。

黑河流域张掖段不同主体功能区水环境承载力评价

水环境承载能力评价可为地区经济发展和生态环境保护提供重要依据,为精准查明张掖市水环境承载力状况,基于各区县重点开发区、重点生态区和农产品主产区3种不同主体功能定位,从水资源、排放强度、水环境质量和水生态4个维度选取合理指标,构建了复合型水环境承载力评价指标体系,利用层次分析法和综合指数法评价了2018—2020年各区县水环境承载力。结果表明:2018年各区县评价指数介于63.9~79.4,民乐县和高台县为临界超载,其他县区不超载;2019年评价指数介于63.2~86.9,临泽县、民乐县和高台县为临界超载,其他县区不超载;2020年评价指数介于70.6~88.6,六县区均处于不超载状态,总体张掖市的水环境承载能力现状良好,且逐年提升。但临泽县、山丹县、民乐县和高台县刚脱离“临界超载”,“不超载”状态优势不存在,仍有较大提升空间。不同功能区4个指标对水环境承载力的影响程度有所差别,重点开发区影响程度较大评价指标为排放强度和水环境质量指数,重点生态功能区为水生态指数和水环境质量,农产品主产区为水资源和排放强度指数,在改善提升不同功能区水环境承载力时应注意上述指标。

基于步行性的城市热环境暴露风险区识别及其健康效应——以武汉市主城区为例

以武汉市主城区为例,运用大气校正法反演地表温度,基于步行指数计算步行性,通过空间叠加识别出高步行-高热类(预警空间)、高步行-低热类(友好空间)、低步行-高热类和低步行-低热类4类空间,并基于脆弱人群视角探究城市的健康公平性。结果表明:预警空间占全域12.53%,呈大小落石状分布于城市中心区,友好空间占全域1.13%,零星散落于预警空间内。研究区内32.50%的常住人口生活在预警空间,33.11%的儿童和40.01%的老年人生活在高步行性和高热环境暴露风险的空间中,预警空间对老年人表现出明显的倾向性,老年人健康风险较高。此外,儿童相对于老年人更多生活在低步行性空间,老年人相对于儿童面临更高的热环境暴露风险。

褐土区典型县域耕地土壤肥力时空演变特征及主控因素

【目的】探明褐土区典型县域耕地土壤肥力时空演变特征及主控因素,为合理施肥及土壤培肥提供科学依据。【方法】基于山西省寿阳县1983、2007和2017年的土壤肥力(包括土壤有机质、全氮、有效磷、速效钾含量和pH值)数据,采用内梅罗指数法计算土壤肥力综合指数;通过随机森林(RF)方法定量土壤肥力演变的主控因素;利用GIS和地统计学相结合的方法,确定土壤肥力综合指数及其主控因素的时空演变特征和分布格局。【结果】(1)1983—2017年间寿阳县耕地土壤肥力水平总体呈上升趋势,肥力综合指数由1.16增至1.42,增加了0.26。土壤肥力指标变化具有明显的阶段性,1983—2007年,有机质、全氮和速效钾增幅明显,年均增加量分别为0.09 g·kg^(-1)、0.0021 g·kg^(-1)和1.61 mg·kg^(-1),而有效磷增幅不显著;2007—2017年,有机质、全氮和有效磷增幅明显,年均增加量分别为0.20 g·kg^(-1)、0.01 g·kg^(-1)、0.24 mg·kg^(-1),而速效钾增幅不显著。(2)RF分析结果显示,1983年寿阳县耕地土壤肥力的主控因素为全氮和有机质,贡献率分别为75.3%和17.8%;2007年土壤肥力的主控因素则为速效钾、有效磷和全氮,贡献率分别为31.8%、27.1%和26.8%;2017年变为全氮、速效钾和有效磷,贡献率分别为31.8%、27.1%和26.8%。(3)寿阳县耕地土壤肥力主控因素的变化存在显著的空间差异特征。1983—2007年,全域土壤有机质整体呈现增加趋势;全氮除在西北部和中部降低外,在其他区域均呈增加趋势;有效磷则呈现北部降低、南部增加的变化特征;速效钾在全域呈增加趋势。2007—2017年,有机质在东南部增加较快,其他区域增加较慢;全氮则呈现在县域中部减少、其他区域增加的变化趋势;有效磷在县域东部下降,其他区域上升;速效钾则呈现在东部和西部下降、中部上升的空间变化特征。【结论】34年以来,寿阳县耕地土壤肥力总体呈上升趋势,有机质、全氮、有效磷和速效钾是影响土壤肥力演变的主控因素,有机质、全氮和有效磷在南部增长较快,速效钾则在东部增长较快。未来建议寿阳县采取全区尤其是中部增氮,全区稳磷控钾的养分调控策略。

粮食主产区农户参与农村人居环境整治意愿心理驱动因素分析

农户参与人居环境整治的意愿是农村人居环境持续改善的关键动力.文章从农户心理因素视角出发,利用粮食主产区河南省舞钢市农村367户调查数据,运用结构方程模型(SEM)实证分析了农户心理因素对农村人居环境整治参与意愿的影响,检验了价值感知的中介效应和社会信任的调节效应.心理因素的生态认知、环境责任感、自我效能感、环境态度对农户参与农村人居环境整治意愿的影响均有统计学意义;价值感知在心理因素与农户参与意愿上有中介效应;社会信任在心理因素与农户参与意愿上有调节效应.地方政府应采取提升农户心理因素、增强农户环境价值感知、促进农户社会信任等方面措施,激发农户参与农村人居环境整治意愿.

板栅结构对极板电位降的影响

介绍一种通过仿真计算,评估板栅结构对极板电位降、等电位线分布影响的方法。多极耳结构显著减小极板电位降。主纵筋结构实现了横筋集流作用,对减小高极板电位降有作用。多主纵筋和多极耳结构效果更明显。纵筋变截面有助于纵筋导电截面电流密度的均匀化。多极耳、多主纵筋、纵筋变截面结构效果最佳。

青岛主要海岛成因分类及其地质环境分析

论文在阐述了青岛海岛分布区区域地质特征基础上,根据青岛海岛的岩性、地质构造特征和影响海岛形成的主导性地质作用,将青岛主要海岛划分为构造作用成岛型(Ⅰ型)、岩浆作用成岛型(Ⅱ型)和变质作用成岛型(Ⅲ型)并对青岛主要海岛的地质环境进行分析。

川北烟区土壤有效磷空间变异特征及主控因素

为明确川北烟区土壤磷素环境特征,采用地统计学方法和GIS技术研究了川北植烟土壤有效磷空间变异特征,并运用回归分析定量分析了区域内土壤有效磷空间变异的影响因素。结果表明,川北烟区土壤有效磷含量变化介于0.5~34.3 mg·kg^(-1)之间,平均值为11.72 mg·kg^(-1)。土壤有效磷变异系数为57.94%,属于中等变异程度;有效磷块金系数C0/(C0+C)为40.3%,区域内存在中等程度的空间自相关性,受结构性因素和随机性因素的共同作用且更倾向于受结构性因素影响。空间上,全区表现出由西南向东北方向递减,且多呈现片状分布。亚类、土类对土壤有效磷空间变异的独立解释能力分别为28.8%、26.1%,是结构性因素中的主控因子;土壤质地与p H的独立解释能力次之,分别为18.3%和17.5%;地形地貌的独立解释能力最低,仅为0.7%。本研究结果为川北烟区烤烟平衡施肥及种植规划提供了理论依据。

花棒液流变化规律及其对环境因子的响应

在西北干旱沙区,采用茎流热平衡技术对花棒主茎、一级分枝和二级分枝液流进行研究.结果表明,在整个生长季内液流速率日变化曲线峰型表现各异,但在短时间段内其液流速率日变化有较强的规律性.主茎和一级分枝液流速率的曲线在生长季中期出现了剧烈动荡,在生长季末期到达最大值后同一数值维持较长时间;二级分枝的液流量在生长季初期出现了“昼低夜高”、生长季中期的液流量低于6、9月份液流量;主茎和一级分枝单日液流量的最大值出现在7月份,分别为5 781.6 g和3 180 g,二级分枝的最大值出现在9月份(480 g).日液流量大小依次为主茎>一级分枝>二级分枝,而液流通量在整个生长期内表现比较复杂.通过对同时观测的气象因子的分析,表明在整个生长季影响花棒液流速率的主导因子是土壤含水率,而在一个较短的时间段内,光照强度、气温和水汽压亏缺则是影响花棒液流速率的主导因子.

基于AE的深部复变环境下急斜特厚煤层开采动力失稳分析

华亭煤矿5#煤是赋存在深部的急斜特厚煤层,其开采扰动极其频繁,最大主应力与最小主应力相差较大,开采过程中频繁出现动力失稳并诱致衍生灾害.基于声发射的煤岩动力失稳行为实验与现场相关测试的比较,综合分析了复杂变化环境下煤岩在不同的动态拉伸比能、压缩变形阻力和剪切应力作用下的失稳声发射能率和总事件等定量规律.

我国主产棉区棉花纤维品质性状的区域分布特征

我国主产棉区及其亚区的棉纤维品质区域特征明显,适时评价各棉区的纤维品质发展现状有助于稳定优势棉花产区和促进特色棉花产区的发展。本研究采用GGE双标图分析了2011—2015年全国棉花品种区域试验中各亚区环境与纤维品质性状的互作模式,分析比较了各主产棉区和亚区的纤维品质特征。结果表明:1)在主产棉区尺度上,长江流域棉区纤维长度和比强度最好,并且都达到了国家棉花品种审定的Ⅱ级标准,而马克隆值和纺纱均匀性指数居中;黄河流域棉区的纤维长度和比强度较好,但马克隆值偏高;西北内陆棉区的马克隆值和纺纱均匀性指数表现最好,纤维长度和马克隆值达到了国家棉花品种审定的Ⅱ级标准,但比强度在三大棉区中表现最差。2)在棉花亚区尺度上,纤维长度表现以长江下游和长江上游亚区为最好,黄土高原亚区稍差,其余亚区表现较好;比强度表现以长江下游、长江中游、淮北平原、南襄盆地和黄土高原最好,而南疆棉区、长江上游和北疆棉区比强度稍差;马克隆值以北疆棉区、南疆棉区和长江上游表现最好,而黄土高原、淮北平原、长江中游和华北平原的马克隆值偏高。3)在纤维品质的综合表现上,北疆棉区、长江下游、长江上游和南疆棉区的纤维品质综合表现最好,淮北平原、长江中游和南襄盆地次之,华北平原和黄土高原稍差。本研究展示了GGE双标图的"环境?性状"功能图在纤维品质区域特征评价方面的应用效果,可为我国棉花优势产区发展和棉纺企业合理用棉提供理论依据,也对全国棉花纤维品质生态区划分具有指导意义。

经济-能源-环境动态交互关系的探索性分析

要判断经济发展是否是可持续的,就要观察经济增长、能源消耗与环境保护的关系是否是动态协调的。因此就需要搞清楚经济增长、能源消耗与环境污染三者之间的相互关系。本文以经济欠发达的甘肃省为例,首先从协同度的角度研究了1985-2010年间经济-能源-环境三者之间的协调发展关系;然后利用向量自回归(VAR)模型进一步量化了三者之间的动态影响程度;得到了经济欠发达地区经济-能源-环境三者之间总体的协调趋势及三者的相互影响方向。

农业生态环境对粮食安全的作用机理及对策

粮食安全是维护社会稳定、经济发展和国家长治久安的基础。粮食自然再生产过程特征决定了粮食安全受自然因素的影响较大,农业生态环境对粮食生产起着决定性作用,单纯的依靠技术和投资而不加强对农业生态环境的保护是难以保障粮食安全的。通过分析生态环境对粮食安全的作用机理和我国农业生态环境问题成因,认为保障粮食安全的关键是积极改善粮食主产区的生态环境问题,保障粮食产量和品质的同步提升。对于粮食主产区来说,积极采取措施保护耕地面积和质量、大气和水资源等构成的生态环境系统等是保障国家粮食安全的重要途径。

主体功能区建设中财政支出的资源环境偏向研究

构建政府异质性偏好的理论模型,选取广东省为样本进行研究,测算不同主体功能定位下政府财政支出偏向,结果发现:优化开发区域公共财政支出偏向于经济建设领域,重点开发区域公共财政支出侧重于资源节约型、环境友好型的低碳发展模式,限制开发区域和禁止开发区域公共财政支出则以资源环境保护为重点,这是由于:对国土资源空间划分不同类型的功能区域,决定不同功能区域所承担的职能也不尽相同,政府在公共财政资金支出偏好选择上相应有所侧重,因而也造成各功能区财政支出偏向的不同。应该指出的是,各类主体功能区政府要在"经济建设偏好"和"资源环境偏好"之间寻找平衡点,通过优化公共财政支出结构,提升公共财政资源配置效率,实现国家的主体功能区战略。

矿区地质环境定量评价的FAHP与可变模糊集模型

针对矿山地质环境影响因素具有多样性、不确定性特征,难以进行定量评价的问题,将模糊层次法(Fuzzy analytic hierarchy process,FAHP)与可变模糊集相结合,以宁夏某地区为例,构建了一种适用于矿区地质环境的定量评价模型。首先构建了涵盖矿区地质背景、地质灾害、资源毁坏、环境污染等4个一级指标,工程地质条件、地形地貌、水文气象、人类活动强度等16个二级指标的矿区地质环境评价指标体系;然后采用可变模糊集求解方法计算了各评价指标的权重向量,并结合FAHP法求解出矿区地质环境等级特征值,依据各特征值对矿区地质环境所属等级进行了准确划分。研究表明:该矿区地质环境等级特征值为2.489,综合地质环境等级为II级,区内地质环境总体良好;该区矿区地质背景、地质灾害、环境污染等级均为II级,资源毁坏等级为III级,表明该区资源毁坏程度处于预警状态,有必要进一步加大矿产资源、土地资源以及水资源的保护力度,实现可持续发展。

毕节喀斯特山区饮用水源地水环境污染分析及保护

在对毕节地区倒天河水库等13个饮用水源地水质进行评价的基础上,选择生活污水排放量等9个水环境因素作为分析变量,通过采用主成分分析,把水源地水环境影响因素概括为流域人口数量、流域农业土地利用强度、流域农业化学污染、流域自然条件4个主因素,其方差累积贡献率达86.093%。根据各主因素影响水体污染的强度差异和水体污染现状,将饮用水源地水环境划分为生活废水污染、水土流失污染和农药化肥污染3种类型,提出了相应的水环境保护措施。

平顶山市环境空气容量与污染物排放量的关系研究

确定了平顶山市区环境空气容量,建立了工业生产总值与环境空气主要污染物排放量的数学模型,从而定量讨论了环境空气容量与主要污染物排放量的关系.其中,工业生产总值与二氧化硫排放量的拟合方程为Y=0.013 8X+2.57,与可吸入颗粒物排放量的拟合方程为Y=0.005 70X+2.59,经检验,两方程均呈显著性线性关系.利用此方程,预测了未来的污染物排放量,并与不同城市面积下的环境空气容量进行了比较.结果表明,即使城市面积发展到200 km2,两种主要污染物排放量也已经超过大气环境空气容量.

甘肃辛辣蔬菜主产地土壤环境评价

甘肃种植具有辛辣味的特色蔬菜主要有洋葱、大蒜、大葱和韭菜。分别选择在洋葱主产地永昌县和金塔县、大蒜主产地民乐县和成县、大葱主产地临洮县、韭菜主产地武山县采集土壤样品,测定分析了土壤理化性状和重金属质量分数。结果表明,甘肃辛辣蔬菜主产地土壤有机质质量分数低、富磷、缺氮,土壤环境无污染。洋葱主产地永昌县和金塔县、大蒜主产地民乐县和成县、大葱主产地临洮县的土壤环境质量均达到国际二级水平,韭菜主产地武山县的土壤环境质量达国际一级水平。