组稀疏低秩矩阵估计的变转速滚动轴承故障特征提取

早期轴承故障特征的有效提取对于避免严重机械事故具有重要的意义。表征轴承故障的脉冲信号往往淹没在强背景噪声干扰中,并且轴承常常在变转速工况下运行,这使故障特征的提取较为困难。针对这一问题,提出一种用于变转速工况下滚动轴承故障特征提取的组稀疏低秩矩阵估计算法。首先,根据变转速工况下轴承故障脉冲信号的角度时间循环平稳特性,利用阶频谱相关(order-frequency spectral correlation, OFSC)将测量信号转换至阶频域中;其次,揭示了轴承故障脉冲在阶频域中的组稀疏性和低秩性,并据此构建一种凸优化问题来增强这两种特性,引入非凸罚函数来提高故障特征的稀疏性;再次,在交替方向乘子法(alternating direction method of multipliers, ADMM)和优化最小化(majorization-minimization, MM)框架下求解该凸优化问题,推导出组稀疏低秩(group sparse low-rank, GSLR)矩阵估计算法;最后,通过构建增强包络阶次谱(enhanced envelope order spectrum, EEOS)对求解得到的目标分量进行故障特征检测。仿真和试验信号的分析验证了该方法在故障特征提取中的有效性。

湿地生态水文结构理论与分析

针对水土资源开发利用引发的湿地消退问题,通过研究湿地水分运动与补给规律,分析湿地和径流进退的关系、湿地生境和生物的扩展关系,分析湿地水文连接度下降引起的湿地消退效应。根据湿地水循环原理和湿地生境空间分布规律,建立湿地径流场与生物多样性场的概念,从而提出湿地生态水文结构理论。以维持湿地存在、保障湿地生物多样性为目标,通过湿地径流场与生物多样性场的耦合关系,将湿地划分为中心区和适宜活动区,以维持湿地生态水文结构所需要的水分条件定义为湿地生态需水。湿地生态需水问题的核心为确定湿地生态水文结构,并以湿地中心区和适宜活动区为边界条件,通过地表水地下水转化的水量平衡模型对湿地生态需水量进行分析计算。以维持中心区的水分条件作为最小生态需水;维持适宜活动区的水分条件作为适宜生态需水。湿地生态水文结构更对湿地管理提供生态安全阈值。根据湿地生态水文结构的稳定程度,建立湿地生态安全危机管理机制,进行不同级别的预警管理。

草原生态补奖政策问题与建议

以内蒙古为例,基于牧户调研和遥感数据,总结了第一轮草原生态补助奖励机制实施以来取得的成效。指出了第一轮草原生态补奖政策实施中存在的主要问题,分析探讨了超载过牧难以控制的原因,及草原生态补奖的内涵,在此基础上提出了优化草原生态补奖政策的建议。

中国荒漠植物生态化学计量学特征与驱动因素

化学计量学已成为生态学进行定量分析和研究的热点问题之一.通过对1995-2015年生态化学计量学研究成果的分析,对中国干旱半干旱荒漠生态区、高寒荒漠半荒漠生态区的荒漠植物生态化学计量学特征及其驱动因素已有的研究成果进行了系统研究.结果表明:(1)在荒漠生态系统中,N和P是主要的限制性营养元素,不同生活型植物的C、N、P含量均存在显著差异,C、N、P含量在3种生活型的大小顺序为草本>灌木>乔木;(2)荒漠区主要灌木植物叶片C:N:P化学计量比在整个生长季内的变化规律不同;单个荒漠植物物种叶片C、N含量及C:N的季节变异较小,叶片P含量及C:P和N:P季节变异较大;(3)荒漠植物叶片的生态化学计量学特征会随外界环境的变化而变化,同一生活型的植物也会表现出不同的生态化学计量学特征.该研究以期为维护荒漠生态系统平衡和生态脆弱区生物多样性保护提供理论指导与案例借鉴.

豫北平原近25年来生态服务价值研究

运用3S技术,分析和探讨了豫北平原的内黄县1979—2003年的生态系统服务价值变化.土地利用变化直接影响生态服务价值,该区25年间的生态系统服务价值变化显著,呈增长趋势.耕地和林地生态系统服务功能约占总服务价值的80%～90%.结果表明:25年来内黄县研究区域的生态环境质量呈不断上升的态势,生态系统服务价值增加逾2.6×108元.研究区内的林地、园地面积不断增加,增加的面积部分主要源自未利用地,而另一部分则是由耕地转变而来.这一方面反映了人口增长和经济建设需求对生态环境变化的积极影响,另一方面也反映了研究区人民和相关部门重视生态环境,环保意识增强.

水洗过程对垃圾焚烧飞灰浸出特性的影响

通过水洗试验,对垃圾焚烧飞灰的浸出特性进行了研究.结果表明:水洗过程对飞灰中Cl,Na,K和Ca元素具有一定的去除效果,尤其是Cl元素的去除率在液固比为10 L/kg时可达到60.0%;经过水洗后飞灰XRD图中的钾盐和食盐的特征峰已经不明显,石英和石膏特征峰改变很小,KCl和NaCl是水洗过程中K,Na和Cl元素的主要去除形态;水洗对飞灰的酸中和容量影响较小;采用TCLP法和水平振荡法进行对比试验表明,水洗灰的重金属浸出质量浓度均低于原灰.

洞庭湖区农业生态安全评价

生态安全是一定时间尺度内,不同层次、不同类型的生态系统保持其自身正常结构与功能和满足人类持续发展需要的状态。它是农业可持续发展的核心和基础。在分析农业生态安全面临的问题、构建农业生态安全评价指标体系的基础上,运用层次分析法和G IS技术,采用“农业生态不安全指数”对洞庭湖区各县(市)的农业生态安全状况进行了综合评价。结果表明,湖泊调蓄功能衰退,洪涝灾害威胁加剧,水土流失严重,环境污染加重是洞庭湖区农业生态安全面临的主要问题。洞庭湖农业生态安全表现出明显的地域分异特征,生态农业生态不安全指数由湖边向丘陵、山地区递减。本研究成果可直接为洞庭湖区生态环境保护及建设提供科学依据,其研究方法可为区域农业生态安全评价借鉴。

柴油污染土壤对小麦种子萌发及幼苗生长的生态毒性效应

在实验室人工控制条件下,研究了不同浓度柴油污染土壤对小麦(TriticumaestivumL.)种子萌发及幼苗生长的影响,并对幼苗体内(根和叶片)的抗氧化酶系对污染胁迫的响应进行了研究。结果表明,柴油浓度500￣15000mg·kg-1处理对小麦发芽率影响甚小,当浓度达30000mg·kg-1时发芽率降至61.7%。根长和芽长受柴油污染胁迫抑制明显,在500mg·kg-1低浓度处理中即表现出显著的受害症状(P<0.05)。发芽率、根长和芽长对柴油胁迫的敏感顺序依次为根长>芽长>发芽率。500mg·kg-1的低浓度处理对小麦幼苗生长有刺激作用;柴油浓度为1000￣30000mg·kg-1时则明显抑制幼苗生长,其叶绿素a含量、株高和鲜重都不同程度地下降,且随柴油浓度增加受害程度加重。小麦幼苗体内的抗氧化酶系活性随着柴油浓度的增加和胁迫时间延长(出苗后7d和10d)呈现相应响应,总体上超氧化物歧化酶(SOD)活性随着柴油浓度增加而增强,过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性则随污染浓度增加呈下降趋势。小麦幼苗根部和叶片中的丙二醛(MDA)含量对污染胁迫响应不同。

生态旅游景区游客满意度实证研究——以张家界国家森林公园为例

文章对我国有代表性的生态旅游景区——张家界国家森林公园游客满意度进行实证调查,从游客的个人特性、游览动机、游客对公园的预期想法与实际体验进行研究,并结合重要程度分析法与SWOT构建游客期望与满意度矩阵表。研究发现:游客个体特性不同,其游憩动机有所差异;游客的游憩动机与行前期望相关性显著;从期望与满意度矩阵表得知,张家界国家森林公园拥有机会因子14项,优势因子3项,弱点因子11项和挑战因子6项,表明张家界国家森林公园游客整体满意度一般。

生态文明导向的旅游发展方式转型——基于崇明岛案例

生态文明是人类文明发展的高端形态。生态文明导向的旅游发展方式转型,实质是旅游科学发展方式的实践建构和理论探索。传统旅游发展方式注重景观资源、资本要素的投入,忽视人本关怀。旅游业作为"国民经济战略性支柱产业与人民更加满意的服务业"的"国计民生"高端定位,为旅游发展方式转型提出了明确的方向。新旅游发展方式,是一种呵护自然生态、彰显人本关怀、坚守公平正义、凸显科学与伦理的文明发展方式。为此,本文基于长江口的崇明岛案例,探讨了旅游发展方式转型的低碳化模式,提出了生态旅游质量提升的一般理论模式。

基于哈肯模型的产业生态系统演化机制研究

对中国产业生态系统演化机制的研究是生态工业领域的一项探索性工作。本文运用自组织理论中的哈肯模型,建立产业生态系统演化方程,以北京、上海等21个省市为样本进行实证研究,结果表明反映环境科技进步的环保生产率是产业生态系统演化的序参量,从自组织理论角度增强了生态工业主要依靠技术创新这一结论的可信性和说服力。

农村发展中生态环境问题及其管理创新探讨

在对农村发展中生态环境问题辨析的基础上,分析农村生态环境问题的成因,并构建农村发展与生态环境保护相结合的农村生态环境管理模式,从转变农村生产模式、建立符合我国实际的、激励和约束相容的区域农村生态环境决策与管理体系等方面对农村生态环境管理进行创新。

基于发展权价值评估的太湖东部水源保护区生态补偿标准

生态补偿是协调环境保护与区域发展机会公平的重要手段.太湖东部湖区是苏州市、嘉兴市和上海市重要饮用水源供给地.本文分析了苏州市滨湖地区水源地水质保护行为与发展权价值损失的关系.应用区域比较法,在地理要素修正的基础上评价了太湖东部水源保护区发展权价值损失,以此作为生态补偿的标准.研究表明,2009年太湖东部地区水质保护行为的发展权损失为42.39亿元,地方财政收入损失占75.88%;农民收入损失占13.58%;城镇居民收入损失占10.53%.为了缩小城乡居民的收入差距,应优先对农民实施生态补偿.水质保护行为产生的外部收益超出了水源供给价值,需要在更大范围内统筹生态补偿问题.

基于脆弱性和可持续生计视角的黄土高原生态环境治理研究

脆弱性和可持续生计在国际上倍受关注,脆弱性分析和可持续生计方法已经成为可持续发展研究的重要工具,该文以脆弱性和可持续生计为视角,对黄土高原现行的水土流失治理和生态环境建设的模式进行审视,认为坝系退耕、赈济退耕、梯田退耕、集雨工程、生态移民5种模式的实质是通过人为干预改变黄土高原水沙运移的时空特征,遏止日趋严重的水土流失,防止生态环境进一步恶化,实现黄河中下游的生态安全和可持续发展;不同模式在黄土高原水土流失治理和生态环境建设中各有其优势,也各有其脆弱性,其应用和推广必须因地制宜,必须适应黄土高原的自然地理分异特点,必须考虑地方居民的可持续生计,不能以偏概全,要统筹考虑。

中街山列岛海洋保护区鱼类物种多样性

基于2010—2012年在中街山列岛海洋保护区进行的8个航次底拖网调查数据资料,从鱼类分类学和生态类群等方面,结合多样性、资源密度和相对重要性指数,对该保护区鱼类物种多样性特征进行了分析。调查海域共采集鱼类55种,隶属2纲12目32科44属。其中,鲈形目鱼类26种,占47.3%;趋礁性鱼类41种,占74.5%;暖温性、暖水性和冷温性鱼类分别为30、24和1种,其中暖水种约占所有偶见种的70%;定居种、近海洄游种和季节性种分别为27、24和24种;底层、近底层和中上层鱼类分别占40.0%、36.4%和23.6%,其中矛尾鰕虎鱼(Chaeturichthys stigmatias)、龙头鱼(Harpodon nehereus)和鳀科鱼类分别成为各水层的绝对优势种。所有调查站点鱼类平均生物量指数夏季最高(1043.7 kg/km2),春季最低;尾数密度指数春季最高(122×103尾/km2),冬季最低;生物量与尾数密度指数最高与最低季节之间均存在显著性差异(P<0.05)。对多样性的分析显示,Margalef丰富度(D)冬季最高,秋季最低,Shannon-Wiener多样性(H')与Pielou均匀度(J')均为夏季最高,秋季最低。聚类和NMDS方法分析显示不同季节鱼类群落组成格局差异极显著(P<0.01)。研究结果表明,中街山列岛海洋保护区鱼类资源结构受近海季节性洄游种类影响较大,鱼类分布季节动态多呈现洄游性更替节律,保护区内虽已出现鱼类多样性下降趋势和生态系统功能退化现象,传统经济种类的优越性在逐渐下降或边缘化,但独特的岛礁生境仍能很好地发挥着维持固有种类和提供良好栖息场所的优势,随着海洋牧场建设与一系列资源保护与修复措施,石首鱼科幼体已形成优势群体,而且保护区内出现大量小型饵料鱼类。

福建省农业生态环境质量评价方法研究

根据农业生态环境评价指标筛选的原则,选择与福建省农业生态环境质量密切相关的19个因子作为候选因子,通过专家对候选因子进行排队打分筛选,得出福建省农业生态环境质量评价指标体系,采用层次分析方法确定各因子指标权重Ki。经过归一化处理,得到福建省68个县归一化后的因子值aij和农业生态环境质量总指数值的计算公式Pj=∑aij.Ki,再根据总指数值的大小,将各区、县(市)的农业生态环境质量划分为好、较好、一般、较差、差五个等级。利用G IS制作福建省农业生态环境质量现状分布图,结果表明,福建农业生态环境质量现状有从东南沿海差或较差向西北好逐渐变化的趋势;灾害面积率、林地面积占土地面积百分率、耕地面积占土地面积百分率、化肥使用量、农药施用量、人均耕地面积是决定福建各地农业生态环境优劣的主要原因。

成都市生态环境与社会经济协调发展分析

以成都市为研究区域，采用主成分分析法（PCA）确定选取的生态环境与社会经济各项指标的权重，在此基础上建立可持续发展模型，对该区域生态环境与社会经济的协调发展度进行了分析。分析结果表明：成都市生态环境与社会经济之间属于协调发展类环境滞后型，且2001～2004年协调发展值逐年下降，可持续发展情况呈下降趋势。说明成都市在发展经济的同时，必须进一步增加环保投资，加强生态环境建设，还应将循环经济理论应用到区域规划中，调整产业结构，促进生态工业、生态社会、生态服务业等的建设，减少污染物的产生，实现环境、经济的”双赢”，做到真正的可持续发展。

马来西亚雪兰莪州生态环境脆弱度评价——基于逐次投影寻踪模型的研究

以马来西亚雪兰俄州为例,利用逐次投影寻踪模型进行了生态环境脆弱度评价。在评价过程中,评价指标中加入了基于遥感的表征指标,并且通过逐次投影寻踪模型确定指标权重。结果表明,该地区的生态环境脆弱度不断加重,生态环境逐渐恶化;加入遥感表征指标,并基于逐次投影寻踪模型进行的生态环境脆弱度评价能,更好地反映研究区的生态环境脆弱度态势。

大辽河地区生态环境敏感性评价

为了防止大辽河地区湿地生态功能减退,促进大辽河地区的河流及湿地生态环境保护,本研究以盘锦和营口地区为研究区域,建立了大辽河地区生态环境敏感性评价的指标体系,结合GIS技术,利用层次分析法和模糊评判模型计算出研究区域的敏感性等级及空间分布。评价结果表明,大辽河地区生态敏感性在空间分布上呈现显著差异性;中度敏感区主要分布在盘山县区以及盖州东南部分地区,土地面积为2 607.42km2,占总土地面积的30.38%;高度敏感区占整个研究区域的大部分,覆盖了盘锦市、大洼县、营口市、大石桥市以及盖州市大部分地区,土地面积为5 975.55km2,占总土地面积的69.62%。中度敏感区要适度开发,避免生态环境破坏;高度敏感区要恢复与保护原生植被,提高生态系统的多样性与稳定性,实现可持续发展。

绿色创新研究的几个基本问题

近些年来,针对绿色创新的研究逐渐成为热点。与绿色创新相近的概念主要包括生态创新、环境创新和可持续创新,但以往研究并没有很好地区分四者之间的关系,导致现有关于降低对自然环境消极影响的创新研究缺乏清晰的概念内涵。本文在对上述四个相近概念进行辨析的基础上,构建出绿色创新概念的定义和内涵。