高陡山区开采自然坡失稳分析的神经网络方法

针对山区地下开采自然边坡稳定性分析问题,根据大量工程实测资料,建立了人工神经网络预测模型。通过对人工神经网络算法的改进,选取适当的动量项系数及变步长方法,对已有的实测资料进行了训练和测试,并对丁家河磷矿自然边坡稳定性进行了具体的预测分析,理论计算结果与工程实际情况一致。分析结果表明,所建立的理论模型可用于山区磷矿开采自然边坡稳定性预测分析。     

沉水植物氧化塘对污水厂尾水深度净化效果与机制的小试研究

室外采用玻璃缸装置研究了抚仙湖常见的9种沉水植物氧化塘对澄江县污水厂尾水营养盐的去除效果及机制.结果表明:氧化塘中沉水植物的光合作用导致水体较高的DO和pH值,从而提高氧化塘总氮和总磷的去除率,但沉水植物叶片的腐烂分解则提高了水体氮磷的含量.沉水植物氧化塘对总氮和总磷的去除率分别介于19.44%-64.71%和28.13%-98.33%.沉水植物的直接吸收对总氮和总磷量去除的贡献比较低,占氧化塘总氮和总磷量的0.26%-1.54%和0.47%-1.77%.沉水植物氧化塘内DO、pH变化,促进了氮的降解及氧化还原分解,使其对氮的去除占氧化塘总氮量的30.71%-65.25%,而磷的去除则主要通过化学沉淀及基质吸附,占氧化塘总磷量的73.37%-93.34%.最终,选出蓖齿眼子菜、苦草、黑藻、金鱼藻和光叶眼子菜对氧化塘中氮磷具有较高的去除率.     

Multiple statistical approaches for the discrimination of mangrove species of Rhizophoraceae using transformed field and laboratory hyperspectral data

This study aims at discriminating eight mangrove species of Rhizophoraceae family of Indian east coast using field and laboratory spectra in spectral range (350–2500 nm). Parametric and non-parametric statistical analyses were applied on spectral data in four spectral modes: (i) reflectance (ii) continuum removed, (iii) additive inverse and (iv) continuum removed additive inverse. We introduced continuum removal of inverse spectra to utilize the advantage of continuum removal in reflectance region. Non-parametric test gave better separability than parametric test. Principal component analysis and stepwise discriminant analysis were applied for feature reduction and to identify optimal wavelengths for species discrimination. To quantify the separability, Jeffries–Matusita distance measure was derived. Green (550 nm), red edge (680–720 nm) and water absorption region (1470 and 1850 nm) were found to be optimal wavelengths for species discrimination. The continuum removal of additive inverse spectra gave better separability than the continuum removed spectra.     

南极半岛近岸海域生物化学要素分布特征及影响因素

基于中国第30次南极科学考察在南极半岛(60°~63°S)近岸海域获取的调查资料,分析了该海域生物化学要素中溶解有机碳(DOC)、总氮(TN)和总磷(TP)分布特征并讨论地形和水团对其的影响。结果表明:2014年夏季南极半岛近岸海域水体DOC浓度变化范围为40.5~78.1μmol/L,平均浓度为66.3μmol/L;TN浓度变化范围为4.2~29.5μmol/L,平均浓度为14.9μmol/L;TP浓度变化范围为0.8~2.9μmol/L,平均浓度为2.0μmol/L。表层DOC呈现研究海域西北部D1断面和东南部D5断面浓度较高,中部DOC浓度较低;表层TN与TP浓度高值区出现在研究海域西部D1断面北部以及南部,中部和东部浓度较低;DOC,TN和TP浓度的垂直分布与海底地形和水团交汇密切相关,水团运动受阻于地形致使生物化学要素在垂直方向再分布。DOC,TN和TP空间分布反映了南极半岛近岸海域生物化学要素复杂的流通,将为合理开发和利用南极资源及环境影响评价提供科学依据。     

哑铃湾网箱养殖水体中氮磷结构特征

根据2002年4月-2003年1月对哑铃湾网箱养殖的调查数据,分析了养殖水体中不同形态N／P值的分布趋势、季节变化及哑铃湾网箱养殖水体中的限制性营养盐。结果表明：各形态N／P具有显著的季节变化,其分布趋势基本表现为网箱养殖区低于非养殖区,并且随着养殖年限的增加,这种现象更明显。总体上说,哑铃湾浮游植物生长主要受P的限制,但从无机态N／P来看,春、夏季以P为该海域浮游植物生长的控制因子：秋、冬季以N为该海湾浮游植物生长的控制因子。     

不同营养条件下铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)和小球藻(Chlorella vulgaris)的生长竞争行为

蓝藻的暴发通常是藻类之间竞争的结果,了解环境中蓝藻与其它藻类的竞争特点和生存策略对揭示藻华暴发的机制及治理具有重要意义。本文以营养竞争为例,以铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)和小球藻(Chlorella vulgaris)为受试对象,通过测定细胞密度、胞内C、N、P、S四种主要元素含量以及培养基中总氮(TN)、总磷(TP)的消耗,研究不同营养等级(超富营养、富营养、中营养、贫营养)以及单独N、P限制下两种藻在单独培养和共生培养条件下的生长特征和竞争行为。结果表明:(1)在超富营养、富营养、中营养、贫营养条件时,单独培养下的两种藻生物量与营养丰富程度呈正相关;(2)共培养条件下,在高营养水平时铜绿微囊藻在竞争中占优势,低营养水平时小球藻具有竞争优势;(3)胞内C、N、P、S的测定发现,随着营养水平的下降,两种藻胞内N、P的百分含量逐渐减少,而C、S并未呈现显著变化;(4)N限制时,铜绿微囊藻的半饱和常数Ks及最大比增长率μmax均大于小球藻;P限制条件下铜绿微囊藻的半饱和常数Ks小于小球藻,而最大比增长率μmax大于小球藻。综合分析,同一营养条件下,铜绿微囊藻竞争优势的先决因子是N,小球藻是P。因此,从营养竞争与生物适应力角度考虑,降低水体中富余的N或适当提高P的浓度可让小球藻获得竞争优势,对限制单一物种的形成具有平衡作用,可作为防治藻华的潜在方法。     

Seasonal changes in nitrogen and phosphorus transport in the lower Changjiang River before the construction of the Three Gorges Dam

Water and sediment samples were collected at Datong from June 1998 to March 1999 to examine seasonal changes in the transports of nitrogen (N) and phosphorus (P) from the Changjiang River (Yangtze River) to the East China Sea (ECS). Dissolved inorganic nitrogen (DIN; dominated by nitrate) concentration exhibited small seasonality, and DIN flux was largely controlled by water discharge. Dissolved inorganic phosphorus (DIP) concentration was inversely correlated with water discharge, and DIP was evenly delivered throughout a year. The transports of DIN and DIP from the Changjiang River were consistent with seasonal changes in nutrient distributions and P limitation in the Changjiang Estuary and the adjacent ECS. Dissolved organic and particulate N (DON and PN) and P (DOP and PP) varied parallel to water discharge, and were dominantly transported during a summer flood. The fluxes of DOP and particulate bioavailable P (PBAP) were 2.5 and 4 times that of DIP during this period, respectively. PBAP accounted for 12–16% of total particulate P (PP), and was positively correlated with the summation of adsorbed P, Al–P and Fe–P. Ca–P, the major fraction of PP, increased with increasing percent of CaCO₃. The remobilization of riverine DOP and PBAP likely accounted for the summer elevated primary production in DIP-depleted waters in the Changjiang Estuary and the adjacent ECS. The Changjiang River delivered approximately 6% of DIN (1459 × 10⁶ kg), 1% of DIP (12 × 10⁶ kg), and 2% of dissolved organic and particulate N and P to the totals of global rivers. The construction of the Three Gorges Dam might have substantially reduced the particulate nutrient loads, thereby augmenting P limitation in the Changjiang Estuary and ECS.     

花鸟山外海域几种形态磷在柱状沉积物中的分布及环境意义

综合运用 SEDEX化学法、ASPILA化学法和 XRF仪器分析法 ,对在东海赤潮多发区花鸟山外海域采集的柱状沉积物进行了总磷及其不同形态磷含量的系统分析。研究表明 ,总磷及其不同形态磷在沉积柱垂向上的分布有一定的变化规律。在采样深度范围内 ,总磷 (TP)、有机磷 (OP)和铁结合态磷 (Fe - P)的含量自下而上增高 ,而吸附态磷 (Ad - P)、自生钙结合态磷 (Ca- P)与碎屑态磷 (De- P)的含量向上递减。样品柱具有较均匀的粒度及矿物、化学组成 ,基本可以排除沉积物质来源和沉积环境变化对沉积物中磷含量的影响 ,而且也不能仅仅用早期成岩作用来解释磷的上述行为。不同形态磷在柱状沉积物中的分布规律 ,在一定程度上反映了近年来陆源区环境污染加剧的趋势。     

基于水淘选分级的长江口及邻近海域表层沉积物中磷的形态分布和迁移转化

磷是一种重要的生源要素,在河口、边缘海的初级生产中发挥重要作用,了解沉积物中磷的形态分布和迁移转化有助于深入了解该区域生态系统动力学。于2013年3月在长江口及邻近海域采集了表层沉积物样品,利用水淘选方法对沉积物进行了分级,并采用化学连续提取法分析了未分级和分级沉积物样品中的6种磷形态含量:可交换态磷、活性有机磷、铁结合态磷、自生磷灰石磷、碎屑磷和难分解有机磷,讨论了该区域沉积物中磷的形态分布、选择性输运过程和迁移转化。沉积物中总磷含量在14.0~18.4 μmol/g,其中碎屑磷是其主要成分,占54.5%,其次是有机磷和难分解有机磷,分别占到15.1%和13.1%。不同粒级沉积物中磷形态含量不同,可交换态磷、活性有机磷、铁结合态磷、自生磷灰石磷和难分解有机磷随粒级增加含量逐渐降低,而碎屑磷主要集中在粗粒级（大于32 μm）沉积物中。基于各粒级磷形态的质量分布,发现小于32 μm粒级的沉积物中各磷形态含量从长江口向浙闽沿岸逐渐增加,向外海方向逐渐减小,而大于32 μm沉积物的变化趋势与此相反,体现了不同形态磷的选择性输运。随粒径增大,总有机碳对有机磷比值（TOC/Or-P）先降低后升高,在大粒级沉积物中,TOC/Or-P比值较高主要是因为陆源有机碳贡献较高,而在小粒级沉积物中,主要是由于有机磷的迁移和转化更为活跃,体现了细颗粒物中有机磷相对有机碳的优先分解。本研究表明,从分级的角度可以对河口、边缘海的磷循环有一个更全面的认识。     

九龙江流域水葫芦打捞去除水体营养盐模型研究

水葫芦被收获时,水体中的营养盐也将包含在植物组织中而被去除.本研究首先通过野外实验和参考国内外有关文献,建立了九龙江流域水葫芦生长数学模型和持续生产模型,确定了模型的各有关参数:水葫芦生长容量K值为25.6 kg/m2、最大生长速率rmax为0.12d-1;水体中氮和磷的半饱和系数hN和hP值分别为0.2和0.03;水葫芦最低生长温度(mθin)为7℃,最适水温(oθpt)为30℃,最高生长温度(θmax)为40℃.随后采用所建立的模型计算了研究区水葫芦打捞的营养盐去除效果,研究区面积6 000m2的水体实施水葫芦打捞策略后,1a所能收获的水葫芦最大产量为9.18×105kg,去除的TP为214.4kg,TN为966.6kg.