河溪近自然治理评价指标体系探讨以及应用

河溪近自然治理从河溪生态系统的生态特征、地貌特征和水体特征三个方面入手,针对我国特殊的经济情况和复杂的水域特点,提出了由11个因子组成的河溪近自然评价指标体系,包括：（1）河流的平面形态：（2）河流的横断面形态：⑶河流的水深：（4）水体宽度：（5）岸坡的结构：（6）水流的流速：（7）缓冲带植被宽：⑻水体与河床的接触情况：（9）河道粗木质情况：（10）水质：（11）底栖大型动物。再根据评价结果将河溪生态系统健康划分为四个等级,并对北京市怀柔区的典型河溪——怀九河进行河溪近自然治理评价,发现其处于河溪受到微小的人类活动的侵扰阶段,需要利用河溪近自然治理加以调控。     

河溪近自然治理的基本模式与应用界限

河溪系统是流域管理中最基本和最重要的单元。在分析传统河溪治理的基础上,简要地介绍了河溪近自然治理的概念、发展和特征,提出了河溪近自然治理的原则,并对河溪近自然治理的基本模式进行了探讨。     

京郊河溪近自然治理环境效应分析

选择北京郊县怀柔区怀九河上三处经过不同河流治理方式整治过的河段,其中的四渡河段已实施河溪近自然治理2 a的时间,而一渡河段为传统水工治理,团泉段基本上没采取治理措施。然后定点监测河段的大气湿度、温度,土壤温度以及河岸带植物多样性等生态因子,通过比较分析河溪近自然治理措施对河溪小环境所产生的环境效应。研究结果表明,①河溪近自然治理措施可以增加大气湿度,经过河溪近自然治理的四渡河段比传统水利工程治理的一渡河段水面大气湿度高近5%,河岸带地面大气湿度则高近10%;虽然河岸带的大气湿度不如处于自然状态的团泉段,但水面大气湿度则高了近2个百分点。②与传统水利治理方式相比较,河溪近自然治理措施可以降低周围小气候的温度,调节河岸带地面与水面的温差,四渡河段的温差为0.5℃,是一渡河段的1/3左右。③河溪近自然治理通过恢复河岸带植被缩小土层间的温差,调节土层温度,保持深层土壤水分。④经过河溪近自然治理的四渡河段的植物多样性高于一渡河段,是其3倍左右,恢复了河岸带的植物多样性。     

4种国外河溪健康评价方法述评

河流健康评价是河流生态修复和科学管理的前提.介绍了美国的快速生物监测协议RBPs,澳大利亚的溪流状况指数(ISC)和GRS,瑞典的农业景观区域河岸带与河道环境评估方法(RCE)4种河溪健康评价方法和操作程序.比较了这4种方法在应用对象、指标选择、标准设定、结果表达等方面的异同.探讨了各评价指标的优缺点,并在7个方面对各种评价方法进行了总结评估,以期为我国不同地区的河流健康评价提供参考.     

河溪缓冲带的生态功能及其管理原则

河溪缓冲带位于陆地生态系统与水生生态系统的之间,是河溪生态系统的重要组成部分,具有多种生态功能。着重介绍了河溪缓冲带的物种天堂、养分来源、稳固河岸、改善水质、景观价值、缓解影响这6种功能。由于现在交通和建设用地的不断增加,河溪缓冲带的人为破坏现象严重,亟需得到科学的管理和恢复。提出了3条缓冲带科学管理的基本原则,为不同地域、不同等级的河溪缓冲带的建设和恢复提供了指导。并以北京市海淀区内的南沙河河溪缓冲带的情况为例,加以印证说明。     

河溪生态系统自然性评价指标体系

 从河溪生态系统自然性评价的意义出发,以北京市南沙河为案例,确定河溪自然性评价的3大类指标,即河溪生态特征指标、地貌学指标、水文学指标。在3大类指标中,分别给出各自具有可操作性的亚指标,详细介绍亚指标的计算方法和分级标准。采用指标数量化的评价方法—多目标线性加权函数法,计算河溪自然性综合指数—自然度。应用这种方法对南沙河自然状况进行综合评价的结果是,南沙河整体受到了较为严重的人为干扰,自然状况较差。通过河溪自然性评价图直观反映了南沙河的受扰程度。     

山东省招远市城东河河道近自然治理设计初探

城市的现代化建设对城市河道提出了更高的要求,传统的工程治理方法已不能满足城市河道多种功能的需要。在山东省招远市城东河河道治理的规划设计中,借鉴国外河道近自然治理的思想,针对城东河河道存在的问题,提出了河道近自然治理的原则,并从河流平面形态、河流垂直断面和护岸三个方面进行城市河道进行近自然治理设计。     

近自然河道植物群落构建及其对生物多样性的影响

分析了河流作为重要地理要素和生态廊道在区域景观中的重要生态功能,以及河道建设中存在的主要问题。根据景观生态学原理,阐述了河道植物通过边缘效应、廊道效应和干扰效应可以对生物多样性产生积极影响。通过对10多个试点河段两年多的试验研究,提出河道建设要为植物措施创造条件,充分考虑生物多样性,恢复健康稳定的河道生态系统。认为河道生物多样性还需要考虑河流形态多样性,加强定位系统观测和注重研究植物群落演替规律。     

近自然林业在我国的应用

 就近自然林业的概念、定义和特征进行综合评述,并从野外调查与数据处理、群落生境图绘制、森林演替阶段划分与近自然度评价、目标树单株经营抚育管理、森林发展类型设计、森林动态监测与评价6个方面阐述我国近自然林业经营技术体系的每个环节;详细阐述近自然林业经营技术在我国各个地区的实践情况和取得的成果;从我国实际出发,对我国近自然林业的发展提出建议。     

黄土丘陵区近自然水土保持复式技术研究

该项目应用近自然修复理论，以解决梯田地埂重力侵蚀、道路水土流失、防护林树种单一和功能退化、人工草场二次垦殖、经济林水保效益差等目前水土保持存在的主要技术问题为突破口，把山区土地划分为“经济开发地”和“环境保护地”两大类型进行接近自然的复式配置，设计出“地埂接近自然休止角的农果草梯田复式生态经济技术系统、适土适树复式防护林技术系统、林(果)草水相结合防止生产道路侵蚀与集水窖灌的复式道路技术系统”进行了6年试验示范，得出适合黄土丘陵区的近自然水土保持技术体系模型，为黄土丘陵区治理水土流失和山川秀美建设提供了技术样板。     

Near infrared spectroscopy techniques for soil contamination assessment in the Nile Delta

Heavy metals concentration is considered one of the factors directly affecting soil and crop quality and, thus, human health. The objective of the current work was to critically examine the suitability of Vis- NIR (350–2500 nm) measurements for calibration procedures and methods to predict contaminated soil. 25 different sites were selected adjacent to drain Bahr El-Baqar east of Nile Delta. Spectroradiometer ASD was used to measure the spectral reflectance profile of each soil site. The concentrations of three heavy metals (Cr, Mn and Cu) were determined in the studied samples. Stepwise multiple linear regression (SMLR) was used to construct calibration models subjected to the independent validation. The obtained regression models were of good quality (R² = 0.82, 0.75, and 0.65 for Cr, Mn, and Cu, respectively). Thus, Visible and Nearinfrared (Vis-NIR) reflection spectroscopy is cost- and time-effective procedure that can be used as an alternative to the traditional methods of determination of heavy metals in soils.     

农业生态经济系统综合评估的方法与技术应用研究

以福建省为例进行农业生态经济系统综合评估研究.借助GIS、RS工具和多种数学方法完成了对原始指标数据采集与甄别的大量基础工作;构建了包括总体层、状态层、基准层、变量层、要素层等5个层面的综合评估指标体系框架;将原始组合指标经无量纲化后生成可资对比的指数;采用熵权法确定了各指标的权重并实现了指标体系的逐层收敛;在GIS平台上完成了对各市(县)农业生态经济水平的空间分布分析,从中揭示的一些极端现象可为不同层面的农业决策者有针对性地总结经验和发现偏差提供参考.     

水稻灌区水量转化模型及其模拟效率分析

为更合理地定量描述和研究分析南方丘陵水稻灌区水量及其转化关系,在已构建的水稻灌区分布式水量平衡模型（改进SWAT模型）的基础上进一步从模型模拟结构、稻田水量平衡要素（蒸发、降雨、渗漏和灌排）模拟和渠系渗漏影响等方面对模型予以改进完善,以期能合理体现灌区特征,充分描述灌区水文过程,提高模拟精度,为灌区水量转化和节水潜力分析研究提供有效手段。文中将完善相关改进的模型应用于漳河灌区典型流域,并将其模拟结果与原SWAT模型模拟结果比较分析。结果表明：改进SWAT模型径流模拟总量与实测值基本一致,相对误差在±10.0%之内;Nash-Suttclife效率系数达到0.57～0.76;评价系数均在0.85以上。原SWAT模型径流模拟总量仅占实测值的30%～40%;Nash-Suttclife效率系数均低于0.50,甚至出现负值;评价系数在0.76～0.91之间。改进SWAT模型水稻蒸发蒸腾量模拟值与试验值相对误差仅为-4.76%,评价系数为0.93,Nash-Suttclife效率系数高达0.85;而原SWAT模型模拟值与试验值相对误差高达-38.49%,评价系数为0.73,Nash-Suttclife效率系数为负值。可见,改进SWAT模型因全面考虑水稻灌区水文特征,其模拟效率明显优于原SWAT模型,更适合于南方丘陵区水稻灌区的水文循环模拟。     

Near infrared spectroscopy for soil bulk density assessment

Soil bulk density values are needed to convert organic carbon content to mass of organic carbon per unit area. However, field sampling and measurement of soil bulk density are labour-intensive, costly and tedious. Near-infrared reflectance spectroscopy (NIRS) is a physically non-destructive, rapid, reproducible and low-cost method that characterizes materials according to their reflectance in the near-infrared spectral region. The aim of this paper was to investigate the ability of NIRS to predict soil bulk density and to compare its performance with published pedotransfer functions. The study was carried out on a dataset of 1184 soil samples originating from a reforestation area in the Brazilian Amazon basin, and conventional soil bulk density values were obtained with metallic "core cylinders". The results indicate that the modified partial least squares regression used on spectral data is an alternative method for soil bulk density predictions to the published pedotransfer functions tested in this study. The NIRS method presented the closest-to-zero accuracy error (−0.002 g cm⁻³) and the lowest prediction error (0.13 g cm⁻³) and the coefficient of variation of the validation sets ranged from 8.1 to 8.9% of the mean reference values. Nevertheless, further research is required to assess the limits and specificities of the NIRS method, but it may have advantages for soil bulk density predictions, especially in environments such as the Amazon forest.     

Geographical information system techniques in land use assessment within landscape types in Eastern Poland

Agricultural land use in much of Poland is based on traditional methods in which innovation plays a small part. The recent economic changes which have swept through Poland will result in many new opportunities for farmers as new crops, new marketing techniques and new markets become available. Intensification of agricultural land (and forestry) land use can be achieved to meet the growing demand for indigenously produced foodstuffs and timber and, at the same time, allow an increase in income generation (in raw and value-added products) especially from the export market. Intensification of output must be based on sustainable and environmentally friendly methods with minimal reliance on imported fertilizers and pesticides. This paper explains how a database consisting of soil, topography, land use and vegetation data has been used to generate a series of potential land use maps for a small area (25 km²) of Eastern Poland in which different levels of management inputs have been applied. A prime objective of this work has been the development of a sustainable agroforestry system based on the assessment of the landscape's natural conditions. The system, when fully developed, should allow effective economic management of the area with depletion of the environmental resource base reduced to a minimum. The results of this study rely on the use of computer-generated maps prepared with a widely available geographical information system.     

混联自稳跟踪平台及控制系统设计与试验

为克服舰船摇摆所带来的影响,拓宽电视跟踪设备的使用环境,该文提出了一种五自由度具有2层结构的自稳跟踪平台。上层为两自由度的跟踪平台,采用串联式U-U结构,即U型外框绕外环轴（铅垂）旋转,U形内框绕内环轴（水平）旋转;下层为三自由度的自稳平台,采用并联式3UPS/PU结构,3个UPS为驱动分支,中间PU为约束分支。分别建立了跟踪平台和自稳平台的数学模型,推导了跟踪平台引导算法和自稳平台运动学反解算法。试验结果表明：当选用0.5 Hz、5.1?幅值的正弦曲线作为目标跟踪曲线时,自稳跟踪平台跟踪精度优于0.02?;自稳平台的稳定频率优于1 Hz（双十,幅值1.5?）;以频率0.1 Hz,幅值30?进行正弦摇摆时,动态自稳精度优于0.3?。该研究将跟踪功能和自稳功能相结合,可为渔船定点撒网、收网以及农作物精准种植、收割等设备的开发提供参考。     

气田开发工程水土流失特点与防治对策——以苏里格气田为例

结合苏里格3个气田开发工程的实际情况,对苏里格气田开发工程的组成、征占地面积、水土流失防治措施分别进行分析与评价,并通过经验总结,提出目前生产建设项目水土保持工作中存在的问题和不足。结果表明：1）气田工程项目组成较为复杂,占地以临时占地为主,占整个项目占地的75％左右;2）在水土流失防治分区中,以管网区与道路区所占比例最大,占整个项目占地的90％左右,同时也是整个项目中产生水土流失的重要部位,占整个项目水土流失量的90％左右,是水土流失防治与监测的重点部位。根据调查提出目前水土流失防治措施中存在的问题,并提出建设性意见和具体思路。     

信息物理系统(cyber-physical system)时空建模方法及在温室控制中的应用

传统农业采用人工方式对温室进行控制,但是随着现代农业的快速发展,这种人工投入大、精度低的控制方式已不能满足现代农业需要。该文基于分层有限状态机和事件晶格的概念,建立3层的信息物理系统模型,并提出一种基于分层有限状态机的信息物理系统时空建模方法,同时利用该建模方法开发了新的温室控制系统。该系统能够将物理层传感器感知到的温室物理环境数据通过物理-信息层汇聚节点融合后上报信息层决策节点得到决策信息,物理-信息层控制节点分析决策信息得到控制信息后下传物理层执行器进行控制。由于该系统模型考虑了各层状态机中事件的时空属性,能够将温室控制的正确率由传统基于物联网的温室控制方法的80.20%提高到87.20%,错误肯定率和错误否定率由7.50%和12.30%下降到3.60%和9.20%,保障温室环境满足作物生长对温度、湿度和光照的要求。     

海带自然晾晒与热泵烘干级联干燥自动控制系统研制

干燥是海带加工过程中的工序之一,为进一步解决海带干燥过程中劳动强度大、能耗高等问题,该研究设计了自然晾晒与热泵烘干级联的干燥模式并研制了海带全程自动搬运、协调工作的码垛自动控制系统,其由晾晒棚、热泵房、码垛装置、桥接装置与控制室组成。采用USS协议与G120变频器通讯,采集信号通过485通讯口送到可编程逻辑控制器PLC的寄存器,PLC对行走电机进行加减速判断;同时利用Profibus协议实现PLC与Sick条码定位传感器通讯,实现晾晒杆准确定位;然后编程控制气动抓手,实现海带晾晒杆的自动抓放等动作;利用限位开关作为数据传递的触发信号,晾晒棚与热泵房导轨自动对接,实现海带自然晾晒与热泵烘干结合。试验结果表明,该控制系统总运行时间为5.7 h,晾晒杆定位误差±1 cm,高速运行速度20 m/min,晴天自然晾晒可减少海带含水率至60%,烘干后海带含水率为15.2%左右,泥沙、杂质率为0%,为一级品。系统运行稳定,节约人工,保证海带干燥的品质。该研究有助于为藻类加工产业提供高品质、低能耗、绿色环保新模式与样板。     

新型高精度温湿度检测箱及其测控系统研制

为了克服传统温湿度检测箱价格昂贵、技术指标精度低、测控参数单一等缺点,研制了一种可靠性高、造价适中、自动化程度高的温湿度检测设备。该恒温恒湿箱在恒湿系统中采用了内、外双循环结构,在恒温系统中采用了二次恒温技术和分段测量方案,并采用了专家PID控制策略、硬件双重保护以及软件补偿等方法,实现了温度和湿度的精确测量和准确控制,提高了系统的性价比。该系统可广泛地应用于气象、温湿度检定、养殖等生产与科研单位,并且由于系统的灵活性和模块化,可以方便地满足其他场合。