甘蓝型油菜耐密性综合评价及其鉴定指标筛选

以从江西省油菜主产区收集到的109个甘蓝型油菜品种(系)为材料,分析了不同密度条件下根茎粗、株高、角果层厚度、分枝数、主花序长、主花序角果数、结角密度、单株角果数、角果粒数、千粒重、角粒重、单位角果皮面积、单株生物量、经济系数、产量等性状的基因型差异,以各性状的耐密系数作为衡量耐密性的指标,利用主成分分析、隶属函数、聚类分析和逐步回归分析法,对不同基因型油菜进行了耐密性综合评价。结果表明,不同基因型油菜品种(系)各性状对密度的反应不同,基因型间差异显著。利用主成分分析法将15个单项指标综合成7个相互独立的综合指标,可代表油菜耐密性86.62%的原始数据信息量。通过隶属函数法得到了各品种的耐密性综合评价值(D),并对D值进行聚类分析,将109个油菜品种划分为4种耐密类型。通过建立耐密性评价的数学模型进行了耐密性预测,筛选出角果层厚度、主花序角果数、角果粒数、单位角果皮面积、经济系数、产量等6个对耐密性有显著影响的指标,可作为油菜耐密性的鉴定指标。

39个传统秋菊品种扦插生根能力综合评价

为了筛选出扦插生根能力较强的传统秋菊(Chrysanthemum morifolium Ramat.)品种,对39个传统秋菊品种扦插12 d的8个根系形态指标进行差异分析、相关性分析和主成分分析,并对这些传统秋菊品种的扦插生根能力进行隶属函数分析和分级。结果显示:供试传统秋菊品种的总根数为3.3~44.0,总根长、平均根长和最长根长分别为2.463~129.174、0.632~4.470和1.610~7.964 cm,根直径为0.200~0.405 mm,根投影面积和根表面积分别为0.102~3.062和0.319~9.619 cm 2,总根体积为0.002~0.079 cm 3,且多数指标以‘火凤凰’(‘Huofenghuang’)最小。这些根系形态指标的变异系数为15.789%~51.605%,其中,总根长的变异系数最大,根直径的变异系数最小,其余指标的变异系数均大于32%。供试传统秋菊品种的多数根系形态指标间存在显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)正相关。主成分分析结果显示:前3个主成分的累计贡献率达97.976%。隶属函数分析和分级结果表明:供试传统秋菊品种的扦插生根能力分为优秀、良好、中等和偏差4个等级,‘龙都春丽’(‘Longdu Chunli’)、‘玉楼人醉’(‘Yulou Renzui’)、‘龙都月华’(‘Longdu Yuehua’)、‘圣光华宝’(‘Shengguang Huabao’)、‘龙都秋枫’(‘Longdu Qiufeng’)、‘龙都春晓’(‘Longdu Chunxiao’)的扦插生根能力优秀,综合得分均大于0.70。根投影面积、根表面积和总根体积在不同等级间差异显著。研究结果显示:不同传统秋菊品种间扦插苗的根系形态指标变异较大,其中,‘龙都春丽’等6个品种的扦插生根能力较强,可作为传统秋菊品种遗传改良的亲本。

不同品种小果型西瓜的品质综合评价

为筛选出适合江苏设施栽培条件下的精良小果型西瓜品种,对春季设施条件下10个不同品种小果型西瓜进行品质分析和综合评价。依据品鉴标准由品鉴人员品尝后对西瓜打分,依次对西瓜的外观品质、内在营养品及经济性状进行测定及记录,利用主成分分析法对包含品鉴得分在内的18项指标进行分析,获得10个西瓜品种的综合得分及最终排名。从品鉴结果看,‘苏梦107-446’的评分最高,表现最好;从西瓜果实经济性状方面比较,‘苏梦108-020’的单瓜重和横径最大,‘早春红玉’的果实纵径、果皮厚度和果形指数表现最高,与其他品种差异显著;内在品质中可溶固形物方面,‘苏梦107-446’的中心和边际可溶固形物含量最大;其他内在品质指标方面,‘早春红玉’的蔗糖含量最高,‘苏梦111-034’的柠檬酸含量最高,‘苏梦107-409’的莽草酸含量最高。利用主成分分析法对18项指标进行分析并提取5个主成分,5项主成分的累积贡献率为89.7%,能够解释89.7%的原始数据信息。10个供试小果型西瓜的品质综合得分由高到低为‘苏梦107-409’、‘苏梦111-032’、‘苏梦111-034’、‘苏梦108-020’、‘早春红玉’、‘苏梦107-446’、‘苏梦7号’、‘苏梦10号’、‘苏梦107-462’和‘苏梦108-019’。

长江中下游小流域水质综合评价研究

选取秦淮新河和板桥河作为长江中下游南京段典型支流,以2023年1—12月沿河11个泵站的在线监测数据为基础,采用单因子评价法、综合污染指数法、主成分分析法和Spearman秩相关系数法对水环境质量及主要污染因子进行综合评价。结果表明:秦淮新河整体水质情况优于板桥河,主要超标因子为氨氮和总磷。秦淮新河地表水Ⅳ类达标率较高,综合污染指数趋于减小,各水质指标间相关性良好。板桥河流域除王家山泵站、B地块泵站和古雄泵站外,其余泵站水质大部分满足地表水Ⅳ类标准,综合污染指数高,主成分分析法得分均大于6,主要受溶解氧、氨氮和高锰酸钾指数影响,各指标间相关性弱。基于评价结果,可对相关水质进行预警预测和提出针对性治理措施,继而提升长江流域生态环境质量。

树状牡丹耐热性评价及耐热指标筛选

为综合评价树状牡丹品种耐热性,本研究以24个引种树状牡丹品种为材料,在夏季高温胁迫下对其热害指数、相对电导率等19个指标进行测定,发现不同指标间的变异系数差异较大(8.25%~69.32%)。进一步运用相关性分析、主成分分析和聚类分析等多元统计方法对树状牡丹的耐热性进行评价,将24个树状牡丹耐热性分为4个等级,其中耐热性优秀品种2个(天鹅娇子、乌云集盛),耐热性良好品种4个(气壮山河、新世纪、黑妞和黑夫人),这些品种可在长江中下游以南地区种植;筛选出热害指数、SPAD值和相对含水量等9个指标作为树状牡丹耐热性评价指标。研究结果为树状牡丹品种选育及引种提供参考。

上海淀浦河水质评价及成因分析

采用单因子评价和内梅罗综合污染指数法对上海市淀浦河枯丰水期的水质进行评价。结果表明:淀浦河枯水期七莘路断面未达到水质目标,南港大桥和七莘路断面在丰水期未达到水质目标。枯水期内梅罗综合污染指数大于枯水期,总体上枯水期的水质较差于丰水期。河道沿程水质依次变差,其中下游七莘路断面的水质最差,与水质功能区目标相差较大。通过主成分分析法初步识别出淀浦河的水质污染源为农业面源污染和城市生产生活的综合污染源,农业面源污染的主要贡献因子为TP、NH_(3)-N、EC和浊度,城市生产生活污染源的主要贡献因子为EC、COD_(Mn)和DO。

鄱阳湖西侧周边农村水塘夏季表层沉积物氮、磷、有机质分布特征及评价

水塘作为农村重要的水生态系统,其环境状况与人们生产生活和健康密切相关。为了解鄱阳湖西侧周边农村水塘沉积物的有机质和营养盐赋存状况,于2018—2019年对鄱阳湖流域西侧附近4个县的23个水塘进行沉积物营养盐的分析,同时通过相关分析和差异性分析对其来源进行解析,并采用综合污染指数评价法和主成分分析法对水塘沉积物的污染程度进行评价。结果表明:水塘沉积物污染物含量较高,其有机质、有机碳(TOC)、总氮(TN)和总磷(TP)含量分别为5.81%±2.16%、2.46%±1.02%、(6.48±2.35)mg/g和(1.89±0.80)mg/g。3种形态的无机氮中铵态氮含量最高,其次为硝态氮和亚硝态氮。沉积物TP受到洗涤废水的影响较大,清淤和活化显著减轻了沉积物TN和TOC污染。综合污染指数评价结果表明重度污染和中度污染的水塘占比分别为95.65%和4.35%,其平均评价结果为重度污染,表明水塘沉积物污染严重。而主成分分析结果表明P18水塘污染最重,而P6水塘污染最轻。综合污染指数与主成分分析总得分的相关系数为0.92,表明两者的评价结果较为一致。本研究通过分析鄱阳湖西侧农村水塘的沉积物营养盐含量、污染来源以及污染现状,拟为农村水塘的生态修复提供数据和技术支撑。

承德地区主要水系水环境质量综合评价与分析

为探究承德地区主要水系水质状况及污染特征,选取承德市地表水水质监测站2017~2020年29个断面监测数据,采用单因子评价法、综合污染指数法和主成分分析法对承德地区主要水系水环境质量进行综合评价。评价结果表明,总体来看2017~2020年承德地区主要水系整体水质较好;从时间上来看,2019、2020年承德地区主要水系水质较2017、2018年有较为明显提升;从空间上来看,宫后和承钢大桥断面污染相对较为严重。承德地区水系水质主要受总磷、COD和高锰酸盐指数影响较大。

雄安新区生态承载力评价指标体系研究

通过分析雄安新区的生态状况,基于绿色治理、绿色生产与绿色生活三个维度,选择环保投入占财政支出的比重、白洋淀水质达标率等30个基础性评价指标,在运用SPSS的相关性分析消除信息重复评价指标进行初步筛选的基础上,基于主成分分析提炼新区生态承载力的主要影响因子进一步筛选评价指标,确定最终的14个基础性评价指标,构建更加真实、准确地反映新区生态系统与社会经济活动之间协调发展程度的生态承载力评价指标体系,并运用模糊综合评价法对2014—2018年新区的生态承载力进行了评价,最后提出了雄安新区生态承载力提升的主要对策:实施白洋淀环境治理与生态修复工程,充分发挥白洋淀的生态功能;调整优化产业结构,严格控制污染排放,形成绿色生产方式;推广“绿色交通+清洁能源”的绿色生活方式。

豫西长期不同耕作下土壤肥力质量评价

基于河南洛阳长期定位试验(1999—2021年),分析不同耕作措施对土壤化学和生物性状的影响,采用隶属度函数和主成分分析法计算土壤肥力质量综合指数,评估豫西长期不同耕作制度下土壤肥力差异。选取传统耕作(CT)、免耕(NT)、深松(SS)和小麦-花生轮作(TC)共4个耕作处理,采集0~20和20~40 cm的土壤,测定土壤有机碳等指标,分析不同耕作对土壤肥力质量的影响。结果表明:(1)与传统耕作相比,免耕、深松和小麦-花生轮作处理显著提高了0~20 cm土层土壤有机碳、全氮、硝态氮和速效钾含量,降低了土壤全磷和有效磷含量;而在20~40 cm土层小麦-花生轮作和传统耕作土壤养分含量更高。(2)相比于传统耕作,免耕显著提升了0~20 cm土层微生物量碳含量19.14%;免耕和深松显著提高了0~20 cm土壤亮氨酸氨基肽酶的活性;小麦-花生轮作土壤β-葡萄糖苷酶、β-纤维二糖苷酶、β-木糖苷酶、乙酰氨基葡萄糖苷酶、亮氨酸氨基肽酶、碱性磷酸酶酶活性最高。(3)4种耕作措施下0~20 cm土壤肥力质量综合指数从大到小的排序为小麦-花生轮作>免耕>深松>传统耕作,20~40 cm土层为小麦-花生轮作>传统耕作>深松>免耕。综上所述,免耕和深松提高了表层土壤有机碳等指标,改善了土壤肥力质量,小麦与豆科作物轮作也提升了土壤肥力质量。因此,与传统耕作相比,在豫西开展保护性耕作可以有效改善土壤质量。

基于主成分和聚类分析贵州黔东南红酸汤品质的综合评价

为了比较黔东南不同地区红酸汤的综合品质特性,该研究对该地区的8种红酸汤样品(编号为QST1~QST8)的总酸、氨基酸态氮等9个品质指标进行测定。基于此,采用相关性分析、主成分分析(PCA)和聚类分析(CA)对红酸汤品质特性进行分析。结果表明,8种红酸汤的品质指标存在差异,其中样品QST3总酸含量(2.35 g/100 g)最高,样品QST1还原糖含量(1.61 g/100 g)和可溶性固形物含量(16.88 g/100 g)均为最高,样品QST7光泽度(34.12)和红色色度(28.78)最好,样品QST6挥发性风味物质含量(3 118.76μg/g)和氨基酸态氮含量(0.09 g/100 g)最高。相关性分析发现,氨基酸态氮与挥发性风味物质、还原糖与总酸、红色色度与光泽度呈极显著性正相关(P<0.01);pH和还原糖呈极显著性负相关(P<0.01)。基于红酸汤9个品质指标,通过PCA建立综合品质评价模型,得出样品QST6的品质最佳。CA将8个样品聚为2大类,p H、氨基酸态氮、光泽度值和挥发性物质总量较高的样品为一类,总糖、还原糖、可溶性固形物含量较高的样品为一类。

山地城市主要河流水质评价及预测研究——以四川省绵阳市为例

综合客观评价河流水质的健康及污染状况,科学分析预测水环境质量的变化趋势,对于河流水污染精准防治具有重要意义。选取绵阳市境内主要河流为研究对象,基于2014-2022年绵阳市12个水质监测断面的4项污染物指标监测数据,结合模糊综合评价法及主成分分析法对其断面水质进行评价并判断污染程度,建立带外源输入的非线性自回归(NARX)神经网络模型,预测研究区域内2025年和2030年的水质变化趋势。结果表明:1)综合不同水期来看,在枯水期,芙蓉溪仙鱼桥与梓潼垢家渡断面的水质级别分别在2015年和2016年都未能达到水质目标,满足水质功能标准的断面占12个监测断面的92%,而在平水期与丰水期各断面水质均能达到各自的标准;2)凯江老南桥、梓潼垢家渡及天仙镇大佛寺断面水质受水期影响较大,平武水文站在所选断面中总体水质较好,而芙蓉溪仙鱼桥较差;3)溶解氧(DO)、高锰酸盐指数(CODMn)、五日生化需氧量(BOD5)及氨氮(NH3-N)的实测值与预测值之间高度相关,均方误差均较小,满足水质预测的精度要求;4)从水质变化趋势来看,除天仙镇大佛寺断面2028-2030年的水质级别由2023-2027年的Ⅰ级降为Ⅱ级以及芙蓉溪仙鱼桥断面2025年和2030年水质级别分别为Ⅱ级与Ⅲ级外,其余断面水质级别均为Ⅰ级,总体水质有所提升。该研究提出的基于模糊综合评价法-主成分分析法-NARX神经网络模型研究框架能够准确地对河流多断面各水期的水质进行客观评价,并在一定程度上弥补水文观测的“数据盲区”,适用于其他类似河流的水质预测,可为河流水质综合评价及预测预警提供科学依据与技术支持。

鄱阳湖生态经济区污水处理厂污泥重金属污染特征、来源及潜在生态风险评价

鄱阳湖生态经济区是我国南部市场经济最活跃区域之一,为了解该区域城市污水处理厂污泥重金属的来源及污染情况,为污泥处理和资源化开发再利用提供科学依据,收集环鄱阳湖生态经济区主要城市污水处理厂脱水污泥,得到污泥中8种主要重金属含量,并分析重金属污染特征、来源和风险评价。结果表明:①研究区域污泥重金属含量高低依次为Zn、Cu、Pb、Cr、Ni、As、Cd和Hg,其中Cu、Zn、Pb、Cd和Cr变异程度较高,属于强变异。②主成分分析结果显示,研究区域污泥中重金属主要来源有2个,其中Cu、Zn、Pb、Cd、Cr和As来源主要为生活清洁和工业部门,Ni和Hg来源主要为电镀化工行业和医疗。③内梅罗综合污染指数为1.615,污泥重金属为轻度污染。④Cd元素地累积指数平均值最高,污染达强-极强污染级别。⑤Cd、Hg生态风险为严重风险,且Cd元素对研究区域生态风险影响最大,研究区域综合生态风险指数为467.43,区域潜在生态风险程度属于重风险。研究显示,鄱阳湖生态经济区污水处理厂脱水污泥中重金属污染程度中等,但Cd元素潜在生态风险值得关注。

武夷山保护区不同封育年限毛竹林的土壤特性

以封育年限为0、3、5、10、15、40 a毛竹混交林作为调查对象,对不同土层的土壤理化性质进行分析和评价.结果表明:土壤密度随着封育年限的增加不断降低;不同封育年限的非毛管孔隙度之间不存在显著差异(P>0.05);随着封育年限的增加,不同土层的含水率、毛管孔隙度以及有机质、碱解氮、有效磷和速效钾的质量分数逐步提高,土壤pH值与全钾质量分数无明显变化,有机质质量分数在封育第40年达到最高,为61.92 g·kg^(-1);6个封育年限毛竹林群落土壤肥力质量由高到低表现为40 a>15 a>10 a>5 a>3 a>0 a.武夷山封育状态下的毛竹林土壤理化特性受封育年限的影响显著,封育40 a的毛竹林群落土壤肥力质量最好,正常经营的毛竹林群落土壤肥力质量最差,土壤肥力质量随封育年限的增加而提高.

引黄济青调水工程水质评价

以引黄济青调水工程输水主干渠为研究对象,基于2018年11月—2019年8月一个调水周期内上游至下游S_(1),S_(2),…,S_(7)共7个断面的逐月水质监测数据,采用主成分分析法选取主要影响因子,应用综合水质标识指数法、水质综合污染指数法、内梅罗综合污染指数法和主成分分析法对工程水质进行评价。结果表明:河段主要污染物因子为高锰酸盐指数、氟化物、硫酸盐、氯化物、总磷、总氮、化学需氧量、5 d生化需氧量、氨氮;调水周期内主干渠水质总体良好,除总氮外水质基本符合或优于地表水Ⅲ类标准,能达到目标水质要求;从时间分布看,3种评价指数值均基本呈现先增大后减小再增大的趋势,冬季和初春水质较差,秋末和春末夏初水质较好;从空间分布看,工程前半段的水质总体优于后半段的,断面S4、S5污染最严重。

基于多元统计分析的冬小麦干旱综合指标构建及监测研究

为了实现水分胁迫后冬小麦干旱指标综合表现的定量监测,以2017—2018、2018—2019年的冬小麦水分胁迫试验为基础,选择冬小麦叶片含水量(LWC)、叶绿素密度(ChD)、游离脯氨酸含量(Pro)以及抗氧化物酶中的超氧化物歧化(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性等生理参数作为研究对象,利用主成分分析方法(PCA)构建了冬小麦干旱综合指标(Comprehensive drought index,CDI)。结合相关分析法和逐步多元线性回归(CA+SMLR)、偏最小二乘法和逐步多元线性回归(PLS+SMLR)及连续投影算法(SPA)对光谱反射率进行了特征波段提取,综合利用化学计量学方法,对冬小麦生理生化及CDI指标监测展开了研究。结果表明:通过CA+SMLR提取的特征波段个数较少,并且所构建的SMLR模型表现一般;利用SPA构建的监测模型表现优于CA+SMLR和PLS+SMLR 2种方法,可以实现对冬小麦CDI指标优化目的。利用多元回归分析方法构建的模型对比,发现基于全谱建立的PLSR模型表现(R^(2)=0.885,RMSEC=0.221,RPD=2.772;R^(2)=0.631,RMSEP=0.441,RPD=1.625),其预测效果最好;SPA方法提取特征波段建立的MLR模型表现(R^(2)=0.647,RMSEC=0.387,RPD=1.355;R^(2)=0.672,RMSEP=0.376,RPD=1.500)次之。综上,通过CDI模型的构建,为实现水分胁迫后冬小麦生理参数综合表现的高光谱监测提供了参考。

基于主成分、隶属函数和全株玉米青贮质量评分指数综合评价我国不同规模奶牛场的全株玉米青贮质量

本试验旨在研究我国不同规模奶牛场的全株玉米青贮质量,比较不同青贮质量综合评定方法,为青贮饲料质量评价和调制优质青贮饲料提供理论依据。从我国17个省区不同规模奶牛场采集474个全株玉米青贮样品,通过检测全株玉米青贮质量的相关指标,并分别运用主成分分析、隶属函数分析和全株玉米青贮质量评分指数(CSQS)分析对不同规模奶牛场的全株玉米青贮质量进行综合分析。结果表明:1)不同规模奶牛场全株玉米青贮中干物质、粗蛋白质、中性洗涤纤维、淀粉、粗脂肪、乳酸含量存在显著差异(P<0.05);2)主成分分析提取了5个主成分,累计贡献率达到85.01%,反映了原有指标大部分信息;3)主成分分析、隶属函数分析和CSQS分析结果均显示不同规模奶牛场全株玉米青贮质量由高到低依次为5000头以上、3000~5000头、1000~2999头、500~999头、500头以下。综上所述,奶牛场规模越大,全株玉米青贮质量越好。3种综合评价方法结果一致,但CSQS分析方法由于涉及指标较少,更简便易行,便于推广使用。

典型河流的水质评价及影响因素分析:以深圳龙西河和丁山河为例

为掌握现阶段龙岗河水体状况及主要影响因子,进而为龙岗区河流的水污染防治和水生态修复工作提供数据基础及技术支撑,于2021年对龙西河和丁山河进行水样及底栖动物的采集和检测。文中采用了综合污染指数法、主成分分析及水质生物评价法对水质进行了分析。结果表明,基于综合污染指数反映出龙西河全年水质等级属于清洁,丁山河全年水质属于中污染及重污染水平的比例约为66.67%,水体污染程度较高,而结合底栖生物多样性指数所指示的龙西河与丁山河的水质状况分别对应中污染和重污染等级。对龙西河水质产生较大影响的污染指标为粪大肠菌群、TP、COD_(Mn),影响丁山河水质的主要污染指标为粪大肠菌群、TN、TP、COD_(Mn)、BOD_(5)。时间变化上,龙西河水质状况差异不显著,丁山河水质污染指数与降雨呈正相关,强降雨时期带来的农业、畜禽养殖等面源污染加剧了水质恶化。3种评价方法的有效结合能够从水质因子及生物多样性层面综合反映水体实际状况,可为该水系其他河流的水质评价提供参考。

祖厉河流域水质评价与时空变化分析

祖厉河是黄河上游重要的一级支流,其水质状况直接影响到黄河干流水质。为了解祖厉河流域近年的水质状况,收集了7个监测断面2016—2020年的17个水质指标数据,使用单因子评价法、主成分分析法和综合污染指数法探究了祖厉河流域水质的时空变化特征。结果表明:(1)2016—2020年,祖厉河流域水体水质指标中氨氮、总磷、Cd、高锰酸盐指数、化学需氧量和粪大肠菌群存在超过《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)Ⅴ类标准限值的风险。(2)3种方法评价结果大体一致,下游因水量大、环境容量高、水体自净能力强而水质较好,上游因水量小、距离污水处理厂近而水质较差。(3)2016—2020年祖厉河流域水质状况逐年改善,2020年综合污染指数已达到清洁,水质较好状态;年内夏季相对较好,冬季相对较差。

基于多种方法的长江上游小流域水质综合评价

选取大河和巴关河流域2018—2022年水质监测数据,运用单因子评价法、Spearman秩相关系数法、综合污染指数法和主成分分析法,对流域水质状况、变化趋势及主要污染物特征进行综合评价分析。结果表明:2018—2022年,大河流域水质未达到地表水Ⅲ类标准;流域整体综合污染指数超过了1,为重污染,下游污染程度较重;营养指标和有机污染物指标存在显著正相关。巴关河流域水质达到了地表水Ⅲ类标准;流域整体综合污染指数未超过1,为中污染,上游污染程度较重;营养指标、有机污染物指标和重金属指标等均呈现出不同程度的相关性。巴关河流域水质总体优于大河流域。TP、NH_(3)-N、COD_(Mn)、COD_(Cr)和BOD_(5)是影响大河流域和巴关河流域水质的主要因子,均属于有机型及富营养化污染指标,主要来自生活源和农业源。建议选择适宜的评价方法开展系统性小流域污染溯源,分河段有针对性地开展小流域水环境治理。