基于GIS和随机森林模型的泥石流敏感性分析——以吉林省洮南市北部山区为例

[目的]对区域性泥石流敏感性进行分析,为吉林省洮南市泥石流灾害预测研究提出一种高效快捷的分析模型。[方法]针对现行大多数概率统计模型预测率较低的不足,利用人工智能算法中效果明显的随机森林算法,以吉林省洮南市西北部山区为研究区域,选用高程、坡度、坡向、平面曲率、剖面曲率、河流、归一化差分植被指数、地形湿度指数、土地利用及岩性10个评价因子构建了频率比和随机森林泥石流敏感性评价模型进行对比验证。模型准确性的验证方法采用受试者特征曲线(ROC曲线)及累积频率曲线下面积(area under curve,AUC)。[结果]随机森林对研究区泥石流敏感性进行分析,并通过GIS将敏感性图分为5个敏感性区域,位于高敏感性区以上的灾害点占82.3%。验证模型成功率及预测率分别为88.4%与90.4%,相较于频率比的成功率及预测率(86.4%和75.1%)效果良好。[结论]在洮南市北部进行泥石流敏感性分析中,采用随机森林方法进行建模,并利用频率比方法进行对比,结果显示随机森林法结果可靠准确。     

基于斜坡单元的怒江州滑坡易发性研究

开展滑坡易发性分析是制定合理的地质灾害防治规划的基础，对防灾减灾工作具有重要意义。以怒江州为研究区，斜坡单元为评价单元，选取高程、坡度、坡向、NDVI、距河流距离、降雨量、岩性、距断层距离和距道路距离9个因素为评价因子，采用信息量(I)模型、确定性系数(CF)模型以及I-LR、CF-LR耦合模型进行滑坡易发性评价，并对4种模型进行精度验证。结果表明：(1)CF-LR模型中滑坡点落入高、极高易发区占比最大，为88.77%,且滑坡点密度(0.309 2)最大，高于I模型(0.285 4)与CF模型(0.277 6)单一模型；(2)极高、高易发区主要发育于怒江、独龙江、澜沧江和通甸河4条河流一带；中易发区主要分布于研究区东部；低和极低易发区主要分布在研究区的北部、中部以及西部边缘地区；(3)根据基于Sridevi Jadi经验概率法和ROC曲线的结果均表明，CF-LR模型预测精度高于其他3个模型。     

基于GIS的城市滑坡灾害易发性评价——以湖北省宜昌市城区为例

[目的]对城市滑坡灾害进行易发性分区评价,为城市规划与防灾减灾工程提供理论依据。[方法]以湖北省宜昌市城区为研究区,通过GIS平台选取高程、坡度、地层岩性、归一化植被指数(NDVI)、与水系的距离和道路密度等6个评价因子,采用似然比方法分析评价因子和滑坡发育的关系,并以归一化似然比值将评价因子参数分类量化;以量化值作为Logistic回归模型的自变量,抽取样本数据建立滑坡易发性评价回归模型。[结果]评价因子结果显著,模型的整体准确率达到79.2%,ROC曲线下面积达0.871;极低易发区和低易发区占全区面积的61.59%,包含滑坡灾害的11.29%;高易发区和极高易发区虽仅占全区面积的17.88%,却发育了68.55%的滑坡灾害,结果与滑坡灾害分布特征相符合。[结论]对宜昌市城区的滑坡易发性进行了等级划分。采用GIS和Logistic回归相结合的滑坡易发性评价方法,结果准确可靠。     

基于GBDT-LR和信息量模型耦合的滑坡易发性评价

[目的]探索准确、快速的滑坡易发性区划方法,为区域安全监测提供参考,为政府治理滑坡灾害提供科学依据。[方法]以安徽省池州市贵池区为研究区域,采用梯度提升决策树—逻辑回归(GBDT-LR)和信息量(I)模型耦合的方法,实现区域滑坡易发性评价。该方法通过对原样本地学习,组合产生新的模拟样本,从而增强易发性评价模型对滑坡的拟合能力;采用Borderline-Smote算法解决样本数据不对称的问题。选用r.slopeunits软件划分的斜坡单元作为最小评价单元,选取坡度、坡向、地形曲率、剖面曲率、平面曲率、地形湿度指数(TWI)、地形起伏度、归一化植被指数(NDVI)、距断裂距离和距水系距离总计10个评价因子。分别从频率比、滑坡灾害点及隐患点密度、ROC曲线3个方面对构建的滑坡易发性模型进行评价。[结果]试验结果表明：耦合模型I-GBDT-LR分别比I,LR,I-LR模型的高易发区频率比所占比例提升约10%,13%,7%,高易发区滑坡灾害点及隐患点密度分别提升约9,11,7,ROC精度提升约10%,9%,5%。[结论]从检验指标综合来看,耦合模型的精度均高于单一模型,所提出耦合模型精度又高于I...     

基于因子空间分异的巴彦县土地利用格局变化研究

[目的]探究黑龙江省巴彦县土地利用格局变化特征,为优化土地利用格局奠定基础。[方法]运用AutoLogistic回归模型和空间统计分析方法。[结果](1)引入空间自相关因子,构建AutoLogistic回归模型,在分析区域土地利用格局变化特征时比传统Logistic模型更为适用和可靠。(2)研究区黑龙江省巴彦县土地利用格局变化是基于特定的自然因素和人文因素共同作用而发生的,高程、地貌类型、pH值、土壤有机质、距城镇中心距离、距水域距离、距道路距离、区位指数、集中化程度、土地利用多样性和土地利用强度是土地利用格局变化的主要影响因子。(3)不同土地利用类型的分布受影响因子的限制性存在明显的空间分异特征,水田、水域和草地主要分布在高程1级区域;旱地、水田、园地、建设用地主要分布在土壤有机质2,3级区域;旱地、园地、建设用地主要分布在距城镇中心距离1级区域和土地利用强度4,5级区域。[结论]研究区土地利用格局在各影响因子的共同作用下,呈现出明显的空间分异特征。     

林芝市公路地质灾害易发性区划及气象预报模型

[目的]对西藏自治区林芝市公路地质灾害易发性区划及气象预报模型进行研究,为实施该市境内公路沿线地质灾害气象预报提供理论依据。[方法]首先,选取了林芝市公路沿线15 km缓冲区内的断层密度、土壤类型、坡度、沟谷密度、年降水量、土地利用、裸岩率和距河流的距离8个地质灾害易发性区划因子,通过信息量及逻辑回归方法确定各区划因子的系数,得到了地质灾害易发性区划模型;再进一步依据地质灾害发生当日、前1日、前2日和前3日的日降水数据,使用逻辑回归方法建立了地质灾害气象预报模型。[结果]林芝市公路沿线15 km缓冲区内的大部分地区地质灾害易发性概率小于0.4,且离道路越近,地质灾害易发性概率越大。将该预报模型用于历史地质灾害点数据进行检验,发现该模型的预报准确率为85.71%,漏报率为14.29%。[结论]受地形地貌、降水资料等影响,该模型预报结果可能与实际情况存在一定的偏差,但能反映基本趋势。     

基于贡献率模型的崩塌易发性评价——以广州市白云区为例

[目的] 根据地质灾害野外普查空间数据库,分析花岗岩风化残积土发育地区崩塌形成机理和破坏模式,探究不同环境孕灾因子对崩塌发育的贡献率,评估崩塌灾害空间易发性与分布规律,为中国东南沿海地质灾害多发区的灾害防治工作提供科学支持。[方法] 在分析广州市白云区花岗岩风化残积土崩塌发育特征的基础上,选取高程、坡度、坡向、地形起伏度、距地表水体距离、降雨量、地层岩性、土地利用类型共8个与崩塌灾害发育密切关联的致灾因子构建崩塌灾害易发性评价指标体系,叠加研究区内404个历史崩塌数据,依据贡献率模型计算统计各指标因子崩塌灾害敏感性和空间分布特征。采用各二级指标因子贡献率的修正样本差确定因子权重。[结果] ①研究区内坡度、高程和地形起伏度对崩塌易发性贡献程度较高,坡向、地层岩性、降雨量在崩塌灾害易发性评价中贡献程度较低。②极高易发区主要集中在丘陵西麓,崩塌易发性由山地线范围外层边缘向中心逐级降低。③崩塌极高易发区和高易发区崩塌比率占总崩塌比率超过85%,模型易发性评价成功率和预测率分别达到91.3%和92.6%。[结论] 斜坡地形地貌因子对崩塌发育影响较显著,基于贡献率的崩塌灾害易发性评价模型能够客观量化指标因子权重,模型预测评价结果精度较高,易发性区划符合实际崩塌发育空间分布特征。     

基于Dempster-Shafer证据理论的流域不透水表面扩张特性研究

[目的]揭示驱动盘龙江流域不透水表面扩张的影响因子,以及影响因子各属性值对不透水表面扩张的影响程度,并在分析驱动机制的基础上,模拟预测盘龙江流域的扩张趋势,为流域生态建设合理规划提供依据。[方法]采用Dempster—Shafer(D—S)证据理论来描述和融合多种空间数据,在已有的不透水表面(impervious surfaces,IS)信息与多种空间数据的量关系的基础上,采用数据驱动方法分配基本概率函数(basic probability assignment,BPA)。经过定义多种空间数据的BPA函数,然后采用D—S证据理论的融合规则融合多个BPA函数以获取研究区域IS的信任函数、不信任函数、不确定函数、似真函数。[结果]距道路距离,距居民点距离,距水系距离,人口密度,GDP,IS邻域单元数,坡度,高程驱动因子对盘龙江流域不透水表面的扩张影响比较大,而坡向对不透水表面扩张的影响程度变化不明显。不透水表面扩张模拟的精度达到78.04%。[结论]采用D—S证据理论方法来描述空间数据和融合多种空间数据具有比传统逻辑回归模型更好的分析和预测功能。     

大巴山区顺层岩质滑坡发育影响因素的贡献率及易发性评价

[目的]顺层岩质滑坡是大巴山区极其发育的一类灾害,通过对其发育影响因素的贡献率及易发性评价研究,构建预测评价模型,为该区防灾预灾工作提供科学支撑。[方法]基于GIS和数量化理论Ⅱ,选取21个研究区基岩顺层滑坡的样本,利用GIS技术提取高程、坡度、斜坡结构等9个影响因素的基础数据,通过数量化理论计算方法对学习样本进行学习,确定各因子类目得分,得到各项基础数据的易发性评价系数,然后通过GIS将各图层叠加,进行全范围的易发性预测。[结果]对滑坡贡献率较高的影响因素有:斜坡坡度约10°～20°,顺向坡斜坡结构、砂质硬岩夹软岩的岩体结构、汇流面积,水流冲蚀;基于数量化理论Ⅱ建立的易发性预测方法可以较准确地划分区域易发性的高低。[结论]位于大巴山区的南江县南部、巴州区北部、苍溪县南东部、宣汉县南西侧地等区域为顺层岩质滑坡的高易发区,这也与调查结果相符,GIS和数量化理论Ⅱ相结合的滑坡易发性预测方法适用于该地区滑坡易发性、危险性等相关领域的研究。     

基于随机森林模型的耕地表层土壤有机质含量空间预测——以河南省辉县市为例

耕地表层土壤有机质含量与作物生长发育密切相关,掌握土壤有机质空间分布对土壤肥力定向培养和农业生产指导具有重要意义。本研究以河南省辉县市5 922个耕地资源管理单元图斑中心点为基础数据,并分别按8∶2、7∶3、6∶4的比例随机划分训练数据集和验证数据集,以土壤类型作为辅助定性变量,利用随机森林模型模拟预测土壤有机质含量与自然环境变量(坡向、曲率、坡度、高程、土壤质地、归一化植被指数NDVI)、社会经济因子(排水能力、灌溉状况)之间的复杂非线性关系。结果表明:①当训练集与检验集中样点数量的比例为8∶2时,对应的随机森林模型总体上预测精度较高;②选用80%基础数据作为训练集时,预测得到的地图与已有图件相比,相关性达到0.859;③当用303个实地数据验证时,预测值与实测值的皮尔逊相关系数为0.595。通过对影响因子的重要性排序,发现土壤质地是研究区农用地表层土壤有机质含量的最重要影响因子。因此,随机森林模型作为机器学习和数据挖掘的有效方法,能较好地模拟输入变量与有机质含量之间的关系,预测图件与实际情况相符,但对有机质含量精细的差异不能很好体现。     

青海省耕地资源开发利用分析及对策研究

分析论述了青海省耕地资源开发利用的现状、特点和问题。在此基础上,提出了对青海省耕地资源进行研究的框架体系和思路,同时基于GIS/RS技术设计了相关的技术路线。最后依据所做设计对青海省耕地资源开发利用做了初步分析,并进行了相关的对策研究分析。     

烘焙对生物质热解产物特性的影响

烘焙可有效地降低生物质中的水分和氧,对其热解过程有显著的影响。该文主要研究了烘焙温度（200,230,260,290℃）对生物质热解过程及产物特性的影响行为及影响机制;研究发现烘焙能改善热解产物的品质,随着烘焙温度的升高,热解合成气中CO含量由48%逐渐减少到34%,CH4和H2增加,其中H2含量最大增加了77.4%,而液体产物中,乙酸和水分含量逐渐减小,水分含量最大减少了42.8%,而酚类产物的含量明显增加,有利于生物油品质的提高。该研究为烘焙技术的发展和生物质高效热化学转化提供科学参考。     

氟对小鼠生精细胞凋亡的影响及锌的保护作用

为观察氟对成年雄性小鼠生精细胞凋亡的影响及锌的保护作用,通过腹腔注射氟化钠建立氟中毒动物模型及锌保护实验。采用石蜡切片、苏木精-伊红染色(HE染色)、末端原位标记(TUNEL)及琼脂糖凝胶电泳的方法检测小鼠生精细胞的凋亡情况。结果显示:(1)氟感染组无论是低剂量组(NaF10 mg/kg)或是高剂量组(NaF 20 mg/kg)生精细胞都发生了明显的凋亡。生精细胞凋亡主要发生在精母细胞和精原细胞,凋亡指数与对照组差异极显著(P<0.05)。(2)无论是高剂量锌(ZnSO430 mg/kg)和低剂量锌(ZnSO415 mg/kg)都可以使凋亡指数明显降低,高剂量锌组的凋亡指数与对照组差异不显著(P>0.05)。     

稀释介质种类对豆乳蛋白胶体粒子zeta电位测定效果的影响

蛋白粒子zeta电位是衡量豆乳体系稳定性的一个重要指标,而在电位分析前常采用稀释介质对豆乳进行预处理。为了确保zeta电位测定的准确性和科学性,必须选择合适的稀释介质。因此,该研究采用去离子水、豆乳超滤液两种稀释介质分别对豆乳进行稀释,并比较了这2种稀释介质对zeta电位、粒径分布、pH值以及电导率的影响。结果表明,若以去离子水为稀释介质,zeta电位的绝对值会随着稀释倍数的升高而显著增加（*P<0.05）,这主要是由于豆乳蛋白胶体粒子发生解聚导致粒径减小,而pH值的升高和电导率的降低则说明豆乳的离子强度显著降低。相比之下,选用豆乳超滤液稀释豆乳时,体系的 zeta 电位、粒径分布、pH值以及电导率都未随稀释倍数的增加而改变（*P>0.05）,说明此法能够较好地维持豆乳蛋白粒子的荷电稳定性。由此可知,豆乳超滤液可做为豆乳zeta电位测定的理想稀释介质。     

荔枝种子结构的扫描电镜观察

荔枝种子从果实中剥离出来后, 即使在室内条件下, 也极易失水干缩, 潮湿环境中又易发霉而腐烂。扫描电镜观察表明: 种皮上布满纹孔, 水分散失面积很大; 种脐部为疏松的海绵组织, 且营养丰富。据此, 生产上应对种子彻底清洗, 并保存于适当湿度的环境中, 以提高其发芽率。     

三门峡水库库岸坍塌成因分析与防治措施研究

三门峡水库自1960年9月蓄水运行以来,库岸坍塌现象频繁发生,平均每年塌岸0.5～0.7亿m3.指出了造成库岸坍塌的原因主要是地质环境的影响以及水力条件的变化;不同的地形、地貌、地质结构和岩性特征,表现了不同的塌岸强度,其中黄土塬区为极强塌岸段,黄河Ⅱ级阶地为强烈塌岸段,黄河Ⅰ级阶地为中等强烈塌岸段;分析了引起库岸坍塌的主要水力条件有大气降水、地表水和地下水,并且不同水力条件及其变化特征,对库岸坍塌影响的方式和程度也不同;最后给出了防治库岸坍塌应采用标本兼治的原则,治标是指对塌岸进行必要的加固、支挡、衬砌等;治本就是根据引起塌岸的原因以及不同地质环境条件下的塌岸特征和水力条件,因地制宜,因害设防,从根本上进行综合治理.     

Towards bioremediation of toxic unresolved complex mixtures of hydrocarbons: identification of bacteria capable of rapid degradation of alkyltetralins

Background, aim and scope  Unresolved complex mixtures (UCMs) of aromatic hydrocarbons are widespread, but often overlooked, environmental contaminants. Since UCMs are generally rather resistant to bacterial degradation, bioremediation of UCM-contaminated sites by bacteria is a challenging goal. Branched chain alkyltetralins are amongst the individual classes of components of aromatic UCMs which have been identified in hydrocarbon-contaminated sediments and a number of synthetic alkyltetralins have proved toxic in laboratory studies. Thus, alkyltetralins should perhaps be amongst the targets for UCM bioremediation strategies. The slow degradation of several alkyltetralins by a microbial consortium has been reported previously; however, the bacteria involved remain unidentified and no single strain capable of alkyltetralin biodegradation has been isolated. The present project therefore aimed to enrich and identify bacterial consortia and single strains of bacteria from a naturally hydrocarbon-contaminated site (Whitley Bay, UK), which were capable of the degradation of two synthetic alkyltetralins (6-cyclohexyltetralin (CHT) and 1-(3’-methylbutyl)-7-cyclohexyltetralin (MBCHT)). Materials and methods  Bacteria were enriched from sediment collected from Whitley Bay, UK by culturing with CHT and MBCHT for a period of 4 months. Biodegradation experiments were then established and degradation of model compounds monitored by gas chromatography–mass spectrometry. Internal standards allowed the generation of quantitative data. 16S rRNA gene clone libraries were constructed from individual enrichments to allow assessment of microbial community structure. Selective media containing MBCHT were used to isolate single bacterial strains. These strains were then tested in liquid culture for their ability to degrade MBCHT. Results  The consortia obtained through enrichment culture were able to degrade 87% of CHT and 76% of MBCHT after only 46 days compared with abiotic controls. The 16S ribosomal RNA gene clone libraries of these bacteria were dominated by sequences of Rhodococcus spp. Using selective media, a strain of Rhodococcus was then isolated that was also able to biodegrade 63% of MBCHT in only 21 days. Discussion  The present report describes the isolation of a single bacterial strain able to degrade the resistant MBCHT. Although significant losses of MBCHT were observed, putative metabolites were not detectable. Rhodococcus sp. have been reported previously to be able to biodegrade a range of hydrocarbon compounds. Recommendations and perspectives  Due to their environmental persistence and toxicity, aromatic UCMs require bioremediation. The culturing and identification of such bacteria capable of rapid degradation of alkyltetralins may be an important step toward the development of bioremediation strategies for sites contaminated with toxic UCMs.     

食用仙人掌萎蔫气象条件分析

塑料大棚内种植的食用仙人掌在土壤墒情较好时也有萎蔫现象发生，通过试验观测和对仙人掌生理习性的分析，发现阴雨过后天气突然放晴温度急剧上升易使仙人掌发生萎蔫现象，并提出了田间管理的应对措施。     

大豆连作障碍的研究进展

从生物学、微生物学和植物营养生理学的角度及诸多障碍因子等方面,综合评述和分析了国内外大豆连作研究的现状,阐述了目前国内外学者提出的各种应对连作问题的策略和技术措施,提出大豆连作障碍研究仍有待解决的问题和研究方向。     

石羊河下游民勤绿洲荒漠化影响因素趋势预测

 从荒漠化治理的实践出发,用Hurst指数对内陆河下游民勤绿洲荒漠化影响因素进行预测分析,对体现民勤绿洲荒漠化主要影响因子的农村人口、耕地面积、农村用电量、机井眼数和沙尘暴时间5个指标进行预测。结果表明:未来10年内,农村人口Hurst指数为0.381,与1989—2003年的上升趋势相反,具有下降趋势;年耕地面积Hurst指数为0.578 3,与1989—2003年时的上升趋势一致,但持续性不强;农村用电量Hurst指数为0.3324,与1989—2003年的上升趋势相反,具有下降趋势;年机井眼数Hurst指数为0.2618,与1989—2003年的上升趋势具有较强的长期相关性,但为相反趋势;年沙尘暴时间Hurst指数为0.4043,呈与1953—1998年的下降趋势相反的弱持续相关性。通过预测认为:应该加强对耕地面积的宏观调控,抑制土地利用所引起荒漠化的发展,控制开荒,提高现有耕地的利用效率;同时要继续宏观调控农村人口、农村用电量、机井数量变化向良性方向发展。