多波束测深趋势面系数的主成分估计

在多波束测深趋势面滤波构建趋势面模型的过程中,其模型变量线性相关时,系数阵存在复共线性,因此将主成分估计的方法应用于趋势面模型系数的求解,从而避免了复共线性的影响,最后通过实测数据进行实验,分别利用最小二乘算法和主成分估计求解二次趋势面模型。比较计算结果,验证了主成分估计算法的有效性。     

渤海湾海河口区沉积物中某些有机组分的环境地球化学特征

河口沉积物中的有机物质和营养成分，部分直接来自陆源，部分则源于河口水体的生物化学作用。在有污染源的地区，水体携带着无机和有机污染物的微粒和某些洛于水的化学物质，它们在海水与河水混合的河口环境条件下发生沉淀；另一些溶解性的营养物质能促使浮游生物繁殖，这些生物死亡后也变为沉淀性的有机物质，致使底质状况恶化，在一定条件下会形成对海洋生物异常有害的腐泥。国内外关于利用底泥的有机组分来探讨河口水域有机污染状况的资料目前还较少，对衡量有机污染或海域富营养化程度的底泥测定项目也研究得很不够。通常只用底泥中的硫化物、有机碳(或COD)和氮等成分的含量来反映底质的状况，但由于海域自然环境状况不同，这些成分的背景含量也有很大的差异，往往难以对比。为对本河口区底泥中的有机组分的含量状况及其与有机污染的关系有较全面的了解，我们分析测定了河口区沉积物中的有机碳(TOC)，有机氮(TON)，总磷(TP)，腐植酸量(HA)、硫化物(S)，烧失量(IL)和阴离子表面活性剂(AS)等成分的含量。沉积物样品主要采于1984年5月。采样站位示于图1。根据站位设置的具体自然条件，可将调查区划分为三个区段：永定新河河口段，系指受潮汐影响的河段，包括A,B,C 和D站；大沽排污口区，系指天津南排污河河口段的E和11b站，以及海河防潮闸外侧的11a站；河口近岸海区，系指上述两区段站位以外的其他调查水域，包括北塘口、大沽口及其口外海域。对沉积物中的有机组分采用下列分析方法：有机碳——重格酸钾氧化法；有机氮——元素仪测定法；硫化物——腆量法；腐植酸——碱液提取法；阴离子表面活性剂——乙基紫光度法和原子吸收间接法(吴景阳等，1986 ；本集吴景阳等另文)；磷——比色法；烧失量——重量法。 本文着重讨论这些有机组分的含量分布特征及其规律。     

黄东海海水体类型综合识别技术研究

本文利用黄、东海和南海宝贵的生物一光学实测数据，进行了水体综合识别技术研究。探询了水体光谱离水辐射率、遥感反射率和漫衰减系数等物理量与以悬浮泥沙为主体的水体(CASEII．s)的响应关系。借用主成分分析思想，探询了经过大气校正的近红外波段卫星遥感反射率(Lrc)数据与CASEII．s水体的响应关系。发现这些物理量与水体类型有明显的响应点。     

陆地卫星TM磁带资料在黄河口海区悬沙分布定量研究中的应用

遥感技术是目前获得河口地区及近海水域泥沙分布与扩散的有效方法,多采用美国Landsat系列的多光谱扫描仪(MSS)和专题制图仪(TM)、NOAA气象卫星、法国SPOT卫星资料和前苏联的联盟号以及我国的国土卫星资料等,即将发射的美国海洋卫星将为本项研究提供新的途径。资料的形式有磁带(CCT)和卫片两种,目前世界上以陆地卫星资料应用最广,这主要是由于它有资料商业化、易于获得、资料系列长、重复周期短、可监测动态変化及影像分辨率适中(MSS像元空间分辨率为80m,TM为30m)等优点。 河口区泥沙受河流径流、潮流、风浪等多种动力因素影响,悬浮泥沙的含量和颗粒组成经常变化,因而河口悬沙的时空分布及其运动规律较为复杂,用常规测量方法难以了解其变化规律,而遥感的多时相、多波段可监视泥沙扩散的动态变化;同时,陆地卫星图象覆盖面积较广(185×185k㎡),不同图幅的拼接、镶嵌技术也已完善,故可监测河口区泥沙扩散的空间变化。因此,遥感技术弥补了常规手段的费时、耗资、资料不同步、周期长、难以反映多变的黄河泥沙的动态变化等不足。本文根据1989年8月黄河口海区表层泥沙实测资料与天气条件大致相同的遥感资料(磁带)进行了相关分析,定量研究黄河泥沙入海后的扩散和分布规律。     

渤海湾海河口区耗氧有机物的分布特征

渤海湾海河口区是北京、天津二大城市工业及生活污水排放入海处，是一比较典型的海域。1972年以来曾对渤海湾进行过综合性的环境污染调查和研究，但由于受调查范围和项目的限制，对河口区特别是大沽口、北塘口区有机污染物的迁移转化研究甚少，尚不足以就有机污染对河口生态环境的潜在影响作出科学判断。目前，有机污染已成为海河口区特别是其附近大城市的主要污染问题之一。本文以化学耗氧量(COD)、生物耗氧量(BOD5)、溶解氧(DO)等项目作为耗氧有机物污染程度评价的主要指标(还有氮、磷、本集另有专文讨论)，对海河口区有机污染物的迁移、转化及生态效应进行了调查研究，为有机污染评价提供数据并作初步探讨。     

渤海湾海河口区的有机污染及其防治途径

海河口位于渤海湾西端，天津市东侧，是仅次于黄河口的渤海第二大河口。渤海湾是一个半封闭性的内湾，水质肥沃，资源丰富，是我国黄海、渤海许多经济鱼、虾类良好的产卵、索饵和育肥场所，在渔业上占有重要地位。自古就有“渔盐之利，舟辑之便”的海河口区，由于其独特的地理位置，对天津市社会经济的繁荣发展起着重要的作用。近20年来，随着天津市工农业的发展和经济开发的加强，以及城市的扩大和人口的密集，人类的社会经济活动对海河口区生态环境的影响越来越大，出现了入海径流锐减，水域污染严重等环境问题，渔业资源受到了威胁。为此，中国科学院海洋研究所与其他单位组成协作组，于1978-1981年对渤海湾的污染状况及其影响进行了多学科的综合调查，结果表明：污染的主要区域是河口近岸区，主要污染物是有机物、氮、磷和石油等。(本集邹景忠、张景镛?文)当时由于受调查范围和项目的限制，对河口区的有机污染研究甚少。为进一步查明海河口区有机污染的状况、规律及其影响，研究河口的物理自净，探索污染防治措施，我们又于1983-1985年，从陆、海区域水环境的综合研究出发，运用环境地球化学和污染生态学的一些理论和方法，比较全面、系统地对面积814 km2 的海河口区进行了多学科的专题调查和室内模拟实验研究。 调查范围是118°E以西，38°35’N以北，水深l0m以浅的外河口(包括大沽口、北塘口及其口外近岸水域)和受潮汐影响的内河口(包括永定新河河口段和大沽排污口)，共29个测站(图1)。调查时间为1984年5月(枯水期)、8月(丰水期)、10月(平水期)三个代表月份。8月还在B, D, 8, 17 和20号站进行周日连续观测。调查项目如下： 水文、气象、物理部分：水深、水温、水色、透明度、盐度、海流、风速、风向。 水质部分：溶解氧(DO)、化学耗氧量(COD)、五日生化耗氧量(BOD5)、总氮(TN)、氨氮(NH4-N)、亚硝酸氮( NO2-N)、硝酸氮(NO3-N )、无机氮(TIN)、有机氮(TON)、总磷(TP)、无机磷(TIP)、有机磷(TOP)、阴离子表面活性剂(AS)、悬浮体。 底质部分：有机碳(TOC)、有机氮(TON)、硫化物(S)、腐殖酸(HA)、烧失量(IL)、AS。 生物部分：大肠菌群(CB)、陆源异养菌(THB)、海洋异养菌(MHB)、叶绿素a、浮游动、植物。另外，还进行了天津南、北排污河污水对鱼、虾的急性致毒和鱼虾的回避实验。 本调查是国内首次对河口区有机污染进行综合的研究。通过调查研究，获得了大量数据和样品，经过资料处理、分析和研究，查明了目前海河口区的有机污染水平；探讨了有机污染物的时空分布特征和迁移、转化规律；阐明了有机污染对河口生物(微生物、浮游生物、经济鱼虾)的影响状况；计算了海河口和渤海湾的三维潮流场，建立了COD的三维扩散数值模拟；并在此基础上提出了污染防治对策和建议。其中，对某些有机污染物的迁移、转化规律和河口生态现象所提出的一些新见解，以及调查中所建立的综合研究方法、有机污染评价方法和阴离子表面活性剂分析方法等等，对当前和今后更深入地研究有机污染规律及防治措施都有一定参考价值。 本调查研究成果包括调查报告和专题论文两部分。本调查报告，着重讨论海河口区水环境特征，海河口区有机污染的评价和海河口区有机污染的防治途径等三项内容。     

基于主成分-聚类分析法的沙埕港海域水质状况评价

通过对2012年沙埕港海域水质调查数据的主成分分析,并利用聚类法,对12个调查站位进行分类。根据分析结果对水质状况进行评价。结果显示沙埕港水质污染情况总体是从湾中部往湾顶和湾口逐渐加重。中部区域主要污染因子为无机污染物,湾顶和湾口的主要污染因子为油类和重金属。主成分-聚类分析较为客观地反映了实际情况,可较好地应用于海洋环境评价。     

一种改进的地理加权回归模型水深反演方法

利用多光谱卫星遥感影像反演浅海水深是水深测量的一种重要方式。提出一种基于主成分分析的地理加权回归模型(PCA-GWR),采用WorldView-2多光谱卫星遥感影像数据,对经过数学变换后的波段反射率数据先进行主成分分析,将得到第一主成分量进行地理加权回归分析,并与双波段比值模型、多波段线性模型和地理加权回归模型(GWR)的水深反演结果进行比较。结果显示,各个反演模型反演水深值与实测水深值的相关系数r均大于0.75,其中PCA-GWR模型水深反演结果最好,r为0.96、RMSE为1.56 m、MAE为1.06 m。研究表明,PCA-GWR模型可有效去除数据变换后的冗余信息,降低数据空间非平稳性,具有较高的反演精度与可靠性,适用于浅海水深反演。     

基于集对分析模型评价大辽河口生态系统健康

根据2010年丰水期和平水期的大辽河口区水质、沉积物、浮游生物以及底栖生物的调查结果,采用层析分析法(Analytic Hierarchy Process,AHP)建立评价指标体系并确定各指标权重值;依据集对分析理论(Set Pair Analysis,SPA),建立集对分析模型(Set Pair Analysis Model,SPAM);应用SPAM对调查数据进行计算和分析,确定河口区生态健康等级分级标准并对大辽河口生态系统的健康状况进行评价。评价结果表明:在丰水期研究区20个调查站位中,生态系统健康(Ⅱ级)及亚健康(Ⅲ级)的站位数分别为7个和11个,不健康(Ⅳ级)的站位数为2个;在平水期,14个站位为亚健康状态(Ⅲ级),6个站位为不健康状态(Ⅳ级)。总体上,大辽河口生态状况为亚健康。本研究首次提出应用集对理论对大辽河口生态健康状况进行评价,将定性认识与定量描述相结合,确保了评价结果的客观合理性。     

2009年夏季九龙江口表层水主要化学要素的含量分布和来源分析

2009年夏季,九龙江口表层水COD、DO、PO4-P、DIN、TN、TP含量的变化范围分别为0.81～4.37、3.74～5.76、0.025～0.046、0.53～1.89、0.68～2.65、0.046～0.253 mg/dm3,平均值分别为2.38、5.09、0.04、1.30、1.70、0.10 mg/dm3;而Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、Hg、As、Oil含量的变化范围分别为0.92～2.09、0.005～1.431、0.77～4.05、0.006 4～0.054 2、0.073～0.622、0.010～0.038、0.9～5.7、8.5～17.2μg/dm3,平均值分别为1.45、0.26、1.84、0.03、0.26、0.02、2.3、12.0μg/dm3.与1992年厦门海域水质调查结果比较分析表明:影响九龙江口海水质量的环境因子主要是DIN、PO4-P含量.应用主成分分析(PCA)方法对其污染来源进行分析表明:14个变量的全部信息可由4个主成分反映(特征值:7.24+2.06+1.63+1.25=12.18个变量),总贡献率达87.01%.第一主成分的贡献率为51.74%,主要体现了水体中营养要素氮、磷和COD的影响,其中COD、PO4-P、TN、DIN含量之间的相关系数介于0.778(COD～PO4-P)至0.971(TN～DIN)之间.第二主成分的贡献率是14.72%,在As、TP、Pb上的载荷分别为0.938、0.814、0.731,它主要反映表层水中重金属As的影响.第三主成分的主要特征是在Cr、Zn、Cu含量上有较高的载荷,分别为0.929、0.915、0.757.第四主成分的主要特征是在Hg、Cd含量上有较高载荷,且它们之间的相关系数为0.627.第三、四主成分分析结果表明九龙江口表层水受部分重金属元素的污染.通过PCA聚类分析调查站位间污染状况的相似性及远近关系,及对九龙江河口区主要化学要素污染来源的分析,结果表明其表层水污染来源可能是上游生活污水、生活垃圾未能很好处理就排入河流以及农业化肥污染和上游工业点源废水排放等.     

青山水库轮虫群落结构特征的时空差异对水质变化的影响

为研究青山水库轮虫群落结构特征的时空差异对水质变化的影响,对其进行了四个季度的采样调查。结果共发现轮虫物种30种,分属于9个科,其中优势种为长肢多肢轮虫和针簇多肢轮虫,后者是一种污染指示种,表明水质处于中度污染状态。轮虫平均密度为171 ind./L,平均生物量为0.0158 mg/L。通过对水库理化因子与轮虫群落生物指数进行相关性分析,初步确定水温和溶解氧是青山水库轮虫群落演替的主要影响因子。根据轮虫群落结构聚类分析表明,青山水库分为四大区域。另外,主成分分析结果表明水质的下降可能与营养盐的的增加有关,特别是氮的输入。综合理化指标、营养状态指数、轮虫多样性指数以及优势种指示种等多种评价方法,结果表明2012—2013年青山水库水质属于中度—重度污染之间,营养程度为中度富营养状态,青山水库水环境污染严重。依据理化指标和轮虫群落结构特征来评价水质状况,得到的结果基本一致,因此轮虫可以作为青山水库一个较为理想的检测指标。     

纳污海水中COD生化降解过程的模拟试验研究

1995年5－11月期间,采取渤海湾海水,控制不同的试验水温和不同的有机物起始浓度,采用试验室模拟方法,测定COD生化降解曲线。依据COD降解动力学理论,得出不同环境条件下的COD生化降解动力学参数。经过归纳综合,建立了纳污海水中COD的生化降解动力学参数方程式。试验结果显示,渤海湾天津近岸排海污水COD生化降解过程符合一级反应动力学模型,其降解速率系数足值介于0．023－O．076d-1之间。k值受温度变化的影响较大,温度越高,k值越大。     

山东省大、中型水库鲢、鳙的生长与环境条件的关系

根据1989年的调查资料,研究了山东省20座大、中型水库鲢、鳙的生长与环境条件的关系。将进水量、集雨区土壤肥力、总氮、总磷、硬度、电导率、化学耗氧量、浮游植物生物量、浮游动物生物量等9项标志水域鱼产力的环境条件,分成基础条件(指前二项)、化学条件和生物条件三个层次分别考查其与鲢、鳙的生长关系。提出的这三个层次都对生长有显著影响,达到或接近于强相关。通过逐步回归得出的复回归模式则更表明生长与这些条件的相关高度显著。指出在像当前山东省大多数水库这样,鱼的密度显著小的情况下,鱼的生长情况可以作为概略评价水域鱼产力的一个相对指标。     

杭州湾北部实测波浪特征

为了解杭州湾北部波浪特性,利用杭州湾北部一年实测波浪资料,统计分析该地区的波参数变化特征,运用回归分析获得波参数之间的相关关系,并用谱参数及波谱形态分析了实测波浪频谱的变化特性。结果表明,与杭州湾南部海域波浪特性明显不同之处是热带气旋对本观测水域波浪的影响强度大于冬季季风的影响强度,较大波浪主要由热带气旋引起,并且路径相似的热带气旋在杭州湾南、北部测点引起的最大波浪其参数较为接近。研究水域常浪向分布在东东北至东南向,强浪向主要分布在东东北方向。研究成果可为河口海湾相关工程的设计建造和沿海防灾减灾提供重要参考。     

松花江鱼类总汞与甲基汞污染趋势预测

根据松花江吉林市至三岔河口江段鱼体内总汞与甲基汞含量的多年监测结果，选用多种数字模型进行预测，结果表明，大约大１９９７年以后，该江段鱼体内总汞与甲基汞含量基本能达到环境背景值水平，在彻底解决工业汞污染源后，该江段总汞与甲基汞污染对人体健康的危害，大约也还将持续１５年以上。     

太湖水体有机污染与主要环境因子的响应

根据１９８７－１９８８年有关研究资料，分析太湖ＣＯＤ，ＢＯＤ５和ＴＯＮ的时空变化及其与ＴＯＣ的关系，研究ＣＯＤ出入湖量和水文气象因子对湖体ＣＯＤ的影响。结果表明，ＣＯＤ是太湖有机污染的重要指标；在不同时期和湖区，其含量差异明显，丰水期低，枯水期高。各湖区污染排列为：五里湖＞梅梁湖＞湖心区＞东太湖。进入太湖有机物量的增减，是ＣＯＤ在湖体中消长的主导因素，但水位和温度等条件因子对有机污染程度亦有重要曩     

青岛市西小涧垃圾场垃圾渗漏水对地下水的影响

在野外实验取得了的大量数据的基础上,计算了地下水的给向弥散系数和平均流速,并用二维连续污染方程预测了西小漳垃圾场垃圾渗漏水对地下的影响,在沿着水流方向,最大的影响范围为６５ｍ,在垂直方向上,影响范围为３０ｍ。     

青岛—石臼所沿岸潮流特征分析

本文对青岛—石臼所沿岸潮流特征进行了分析。实际观测资料表明,这一带潮流具有典型的往复流性质,并有较明显的不对称性和较大的垂直变化。文中指出涨落潮流不对称性是由于余流和分潮流影响的结果。讨论了不对称性随余流和分潮流的变化和潮流垂直梯度的特征。不对称和垂直梯度对泥沙运动和污染扩散的影响在文中也作了阐述。     

海州湾南部近岸柱状样沉积物重金属污染

按照《海洋监测规范》,As采用原子荧光法分析,Hg采用冷原子吸收分光光度法分析,Pb、Cd、Cu采用阳极溶出伏安法分析,对海州湾南部近岸3个柱状样主要重金属在不同深度浓度的变化和重金属潜在生态危害指数随深度的变化进行了分析,结合210Pb测年,探讨了重金属的污染历史。结果表明,海州湾南部近岸柱状样重金属浓度随深度基本呈锯齿状变化;同有机质的相关性分析表明As、Cu、Pb与人为污染有关;重金属污染水平总体轻微,其中主要污染元素是Hg,已达极强生态危害。     

THE EFFECT OF CADMIUM ON THE ACTIVITY OF ALKALINE PHOSPHATASE IN MUSSEL VIRIDIS

The paper preliminarily discusses the effects of cadmium pollution on the alkaline phosphatase of mussel, mytilue viridid. The results show the cadmium pollution has a inhibition on the alkaline phosphatase, and the degree of inhibition rises with the increases of concerntration if cadmium in seawater. When the concentration is within the range of 1-500 ppb, the percentage of inhibited emzyme has a linear relationship with the logarithm of cadmium concentration. The results also prove that the salinity may increase the effects of cadmium on emzyme. The inhibition which may be indirect or secondary effects is reversible.Mussels play a purification role in the waste water containing cadmium, the purification rate of which may as high as 125 mg Cd2 gram (mussel)/day. This is a prospective method in purification and removing of cadmium.The study of effects of cadmium pollution on the alkaline phosphatase of mussel shows that in the study of effects of pollutants on aquatic organisms, biochemical index may