基于林草生态感知理论的生态观测站建设探讨

本文阐述林草生态感知概况与林草生态感知的特征,分析林草生态感知特征、功能与应用,结合当前生态观测站的建设研究现状和进展,展望了林草生态感知技术的发展趋势。

美国国家生态观测站网络(NEON)——概念、设计和进展

美国国家生态观测站网络(NEON)是一个以研究区域至大陆尺度重要环境问题的国家网络,它是由美国国家科学基金会(NSF)于2000年提出建立的。NEON的目标是通过网络式的观测、试验、研究和综合分析,阐明环境变化的成因和后果,预测环境变化的趋势并提出相应的对策。它是一个由17个区域网络组成的国家生态学研究和环境教育平台。该网络的建成,将为促进生态学的发展、人才培养以及保障美国的生物和生态安全发挥重要作用。由美国国家科学院国家研究委员会的地球与生命研究部任命的专家委员会于2003—2004年对NEON的原设计和建设方案进行了评估,充分肯定了建立NEON的必要性,但同时对原设计和建设方案提出了一些重大修改意见。新的方案建议NEON应重点关注生物多样性、物种组成与生态系统功能、生物地球化学循环的生态学影响、气候变化的生态学内涵、传染病的生态学和演化、入侵种以及土地利用和栖息地的丧失这6个美国国家层次当前所面临的最严峻的环境挑战。未来的NEON将由研究这些问题所设置的6个国家网络组成。深入研究NEON的概念、设计方案和实施计划,对于我国国家生态观测和研究网络的建设具有重要的参考意义。

林区生态观测站光储单元协调控制器设计

在现有林区生态观测站中,存在着蓄电池频繁充放电影响自身寿命和系统运行效率低等问题。针对这些问题,设计了基于DSP+FPGA硬件控制架构的光储能单元协调控制器。该控制器根据林区光照特点与负荷用电需求,将光储单元与负荷的功率作为协调控制判据,采用多工作模式组合的协调控制方法,确保在系统电压稳定前提下实现尽量优先利用光伏电池直接为负荷供电,同时在光照充足时蓄电池进行下垂充电和三阶段快速充电,以均衡蓄电池SOC,提高系统续航能力。最终,经硬件在环实验,验证了所设计控制器的有效性。

准噶尔荒漠生态观测站水面蒸发影响因素研究

采用20cm蒸发皿在新疆准噶尔荒漠生态观测站进行水面蒸发观测试验,结合近地层气象观测资料,通过主成分分析法提取水文气象因子的主成分,利用因子分析法对提取的主成分做进一步分析。结果表明:该区热能成分是影响水面蒸发的主要因素,呈现较强的正相关性;水汽成分对其影响较小,呈现弱的负相关性。

DZZ5型生态气象自动观测站使用与维护

重点介绍了生态气象自动观测站各部分的构成,并对站点运行过程中常见故障进行了总结,对站点的稳定运行有一定的指导意义。

北京野鸭湖湿地观测站大气颗粒物变化特征

利用北京延庆野鸭湖湿地生态气象观测站2013年PM_(2.5)和PM_(10)连续观测资料,统计分析野鸭湖地区大气颗粒物的变化特征及气象影响因素。研究结果表明:野鸭湖观测站PM_(2.5)和PM_(10)年平均浓度分别为45.7μg/m3和80.2μg/m^3,超标率分别为17.8%和11.4%,以《环境空气质量标准》二级标准统计。PM_(2.5)和PM_(10)均在1月达到峰值,7月出现最低值。各季PM_(2.5)/PM_(10)值在37.8%～69.9%之间,春季以PM_(10)污染为主,冬季以PM_(2.5)为主。各季节PM_(2.5)和PM_(10)日变化中夏季出峰最早,冬季最晚,冬春季PM_(2.5)浓度为双峰型,夏秋季为单峰型;PM_(10)的日变化仅春季与PM_(2.5)略有不同,晚上峰值强度远大于早上。野鸭湖地区颗粒物污染受本地源和外来源的共同影响,东北气流易造成颗粒物积累,而西南气流有利于颗粒物稀释扩散。典型污染过程显示,持续的东北风控制、风速2.0 m/s左右、平均相对湿度在80.0%左右利于颗粒物浓度的增加;而偏西气流和较高温度、较低湿度能共同起到缓解污染的作用。

北京野鸭湖湿地观测站O_3变化特征及影响因素

利用2013年8月22日-12月31日北京野鸭湖湿地生态气象观测站监测数据,分析O3浓度变化特征及其影响因素。结果表明,研究时段野鸭湖站O3浓度小时均值为48.3μg/m3,超过一级标准率为3.7%,超过二级标准率为1.3%。O3浓度显午后单峰型,高浓度阶段出峰时间(17:00)比低浓度阶段晚2 h,O3浓度最大值与最小值比值较低。O3浓度变化与气温、风速显正相关,与相对湿度显负相关;受局地上游污染源影响,当低层风向在22.5°~180.0°之间时易造成高O3浓度,西南气流反之。持续的偏东风控制和适中的温度、风速、相对湿度是产生光化学污染的重要气象条件,且一天中超标时段多发生在13:00-17:00。

基于物联网大数据云平台的西天山森林生态站数据管理系统

介绍了基于Web的西天山森林生态系统研究站的数据管理系统。Web应用程序通过调用物联网大数据云平台提供的REST service API检索生态站的数据,并对检索到的观测数据进行管理。该系统向用户提供数据查询、数据目录管理、数据共享、数据可视化、数据报表等常用功能,展示了物联网大数据云平台提供的API具有良好的通用性且功能强大,为单个生态站开发基于云平台的数据管理系统提供了一种简便快捷的方法。