环境综合分析信息系统—SAPIENS

<正> 1.序言近年来,日本许多地方公共团体都在积极地组建独自的环境信息系统。即使代表国家水平的环境厅本身也开始收集有关评价环境事例的数据。但到目前为止,数据库主体是由国立公害研究所环境信息部收集、整理的大气和水质数据构成的。该数据库不特定用户,一般均可利用。为对付具体的使用目的组建数据库,其用途虽然有限,但与使用目的相符合时,使用价值较高。下面,以这种数据库为例,介绍一下名为SAPIENS的环境信息系统。该系统规模虽不大,但作为以研究利用为目标的环境数据库,是有其独到之处。组建这种系统时可以此作参考。     

印度芥菜修复污染土壤的研究进展

本文分析了近21年国内外印度芥菜修复土壤污染领域的研究进展、热点和前沿,理清该领域发展趋势,结合当前有关土壤修复技术,提出今后可开展深入探讨的角度,以期为后续学者进行深入研究提供参考。本文以中国知网（CNKI）数据库和Web of Science(WoS)数据库中的研究论文作为样本,运用CiteSpace和VOSviewer可视化图谱软件对2000～2021年间有关印度芥菜修复土壤污染所发表文献进行发文机构、学科门类、载文期刊、作者耦合、文献共引、关键词和关键词突现等计量分析。(1)国际期刊发文量呈快速增长趋势,而国内期刊发文趋势则先增后减。(2)主要发文机构为阿里格尔穆斯林大学、印度农业研究所和加拿大农业及农业食品部。(3)该领域研究涉及农业、环境科学和园艺等多学科领域,主要发文期刊有Plant Physiology、Plant and Soil、《土壤》和《土壤学报》等。(4)文献核心作者群体间联系度较强,Belimov与蒋先军的论文累计引用次数相对较高,说明两位学者的相关研究受到较高关注。(5)国内外有关研究的关键词趋同,研究热点主要集中在重金属Cd污染土壤修复。未来印度芥菜修复...     

海南岛1∶20万SOTER数据库的组织与设计研究

就1∶20万海南岛SOTER数据库的组织与设计过程进行了详细的探讨.剖析了中尺度SOTER制图的原则与方法、属性数据的采集及组织管理思路等.在此基础上拟订了研究区制图单元指标体系,完成了研究区制图单元的区分与制图,构建了研究区1∶20万SOTER数据库,包括中心数据库与附属数据库.该研究在理论上对于发展与完善SOTER方法论体系、促进其推广与应用有着积极的意义.在实践上对于促进海南岛土地资源的科学决策管理与持续利用具有参考价值.     

海南岛1:20万SOTER数据库的组织与设计研究

就1:20万海南岛SOTER数据库的组织与设计过程进行了详细的探讨。剖析了中尺度SOTER制图的原则与方法、属性数据的采集及组织管理思路等。在此基础上拟订了研究区制图单元指标体系,完成了研究区制图单元的区分与制图,构建了研究区1:20万SOTER数据库,包括中心数据库与附属数据库。该研究在理论上对于发展与完善SOTER方法论体系、促进其推广与应用有着积极的意义。在实践上对于促进海南岛土地资源的科学决策管理与持续利用具有参考价值。     

根系性状对土壤侵蚀影响机制的文献计量研究

为明确根系性状对土壤侵蚀影响机制的研发势态,本文借助CiteSpace和VOSviewer可视化分析软件对中国知网（CNKI）核心数据库中1992～2021年的1 189篇文献进行发文量、作者、期刊、机构和关键词的可视化计量分析,探寻当前领域研究热点,为该领域未来的研究提供参考。结果表明：(1)对于根系性状对土壤侵蚀影响机制的研究热度从2008年以来一直较高,未来几年该领域的研究热度仍处于较高水平;(2)该学科领域研究与其他学科领域交叉较少;(3)国内关于该领域研究的学者和团队呈现部分集中、整体分散的现象,作者间合作仅存在于团队内部;(4)抗拉强度、抗剪强度、土壤抗冲性等物理性质一直是该领域的研究热点;(5)未来几年对于该领域的研究可能会以根系形态特征、抗剪强度、根-土复合体、植被恢复等方面为研究导向展开。     

基于文献计量的土壤有机碳与土壤微生物多样性研究前沿态势分析

为了系统了解国际上土壤有机碳与微生物多样性的研究进展,基于Web of Science数据源,利用Web of Science数据库分析工具和Thomson Data Analysis(TDA)、社会网络分析与可视化工具Netdraw和Ucinet,从论文年度变化趋势、全球研究实力国家、机构分布和力量比较、基金资助机构和主题分布、机构合作和研究内容等方面,对1992~2015年的相关论文,尤其是近10年来土壤有机碳及其影响因素的相关文章进行计量分析。结果表明:(1)论文数量呈逐年增长态势,土壤有机碳与土壤微生物多样性研究主要集中在欧美发达国家(地区);美国和德国综合影响力最高,英国、瑞典、瑞士、荷兰论文篇均被引较高,以中国科学院为代表的中国机构在该领域研究增长较快,研究论文最多,但论文整体质量有待提高。(2)中国国家自然基金资助机构产出论文最多;美国国家科学基金会资助论文篇均被引最高,其次是德国研究基金会,中国科学院科学基金名列第3,各国在共同资助的研究主题基础上,各有其特色主题;美国的一些研究机构是全球该领域研究合作交流的中心,其次是德国和中国中科院。(3)土壤有机质、土壤有机碳、凋落物分解、氮、磷、微生物生物量、土壤性质、气候变化、碳固定是该领域10年来的热点研究主题。未来应加强国际合作研究,关注土壤重金属、凋落物分解和微生物呼吸等相关主题,以提高我国研究水平,将相关研究成果及时应用于解决相应的实际问题。     

卫星数据与知识库耦合的土壤侵蚀监测方法研究

 以大兴安岭地区为研究区,应用"北京一号"卫星数据与同期TM数据进行交叉辐射定标,计算大兴安岭地区植被覆盖度,建立大兴安岭地区土壤侵蚀空间信息数据库。以修正后的通用土壤流失方程(RUSLE)为理论基础,结合地面调查,建立土壤侵蚀知识库,通过构建空间信息与知识库耦合的土壤侵蚀监测方法,对大兴安岭地区的土壤侵蚀强度进行分级。结果检验表明,该方法具有较高的可靠性,"北京一号"能够满足中等分辨率的土壤侵蚀动态监测要求,取得的"北京一号"卫星影像定标参数具有一定的参考价值。     

遥感监测介电常数与土壤含水率关系模型

为了获取大范围地表土壤水分时空分布信息,该文开展了微波辐射计/散射计监测介电常数与土壤体积含水率之间的关系研究。微波观测的信号与目标的介电常数密切相关,而土壤含水率是决定土壤介电常数的决定性因素,这是利用微波遥感监测土壤水分的物理基础。该研究针对土壤介电常数到土壤水分之间的转换问题,利用Dobson半经验模型建立模拟数据库,用建立的模拟数据库对Hallikainen关系式进行最小二乘回归法标定,建立了适用于微波辐射计SMOS(频率1.4GHz)、AMSR-E(频率6.9GHz)和微波散射计ERS-WCS/METOP-ASCAT(频率5.3GHz)监测的介电常数到土壤体积含水率转换的简化模型。利用模拟数据和实测数据的联合验证结果表明,简化模型具有良好的精度和实用性。     

蛋鸡发声音频数据库的构建与应用

蛋鸡发声含有丰富的机体信息,充分挖掘其声学特性,并利用其无接触、无应激的优点,为建立基于发声信息的蛋鸡养殖远程监测平台提供基础依据。该研究借助音频数字化处理技术和数据库管理平台,以海兰褐蛋鸡为例,搭建系统分别采集其在小规模(5只)饲养条件下的叫声信息及其体态行为。运用音频处理软件Adobe Auditionv1.0和音频分析软件Praat5.3提取蛋鸡发声特征参数,包括持续时间、基音频率、频谱质心、共振峰及其衍生的统计值,以此构建出蛋鸡发声音频数据库,在此基础上分别选取蛋鸡产蛋行为发声、鸣唱声和鸣叫声等典型发声行为对比分析。结果表明,蛋鸡产蛋行为发声与鸣唱声均为多次重复的、有节奏的、短促的音节所构成(称其为句子),前者先抑后扬、后者先扬后抑,句子的音节个数分别是7.8±2.0、15.2±7.7,但其时频域特征间存在着显著差异(P<0.05),与鸣叫声相比,其发声特征参数如频谱质心、共振峰等有着显著差异。研究表明,掌握蛋鸡发声的含义,有助于了解其行为特性、机体状态以及种群间的信息传递,并为蛋鸡行为特征识别与数字化监测平台的构建提供数据支持。     

农业设备嵌入式数据库缓存管理器的设计与实现

综述了嵌入式数据库缓存技术的发展现状,分析了目前较为常用的缓存替换算法,基于农业设备的嵌入式数据库这个特定应用领域,结合其特点提出了一种缓存块大小可变的缓冲管理结构和基于CLOCK替代策略的专用缓冲管理机制。详细阐述了该缓存管理器的设计思路和具体实现细节。     

中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心的研究热点与研究方向变化分析——基于文献计量学分析方法

采用中国知网(CNKI)和Web of Science核心合集(Wo S)两大数据库的文献计量分析工具,统计分析了中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心(以下简称"农业资源研究中心")创建40年来科技论文发表情况,从文献角度,分析农业资源研究中心的研究基础、研究热点和研究趋势的变化历程。共检索到论文2 052篇,中文文献1 467篇、英文文献585篇。论文发文总量呈逐年增长趋势,前20年以中文论文为主,2005年达到峰值,之后出现回落的趋势,但年发文量基本保持在50篇左右。2002年以后,英文论文呈快速增长态势,2003—2017年以26.85%的年均增长率增加。被CNKI引用≥50次的论文有118篇,被Wo S引用≥50次的论文有44篇。中文论文发表在235种期刊上,英文论文发表在237种期刊上;发文量前10的中文来源刊平均影响因子1.022,英文来源刊平均影响因子3.411。论文的资助基金主要来源是中国科学院知识创新工程基金、国家自然科学基金、国家重点基础研究发展计划(973计划)、国家高技术研究发展计划(863计划)、国家科技支撑计划等。国际合作基金项目呈逐年上升趋势,资助基金机构达到73个,出现频率较多的是中国科学院的国际合作项目、澳大利亚国际农业研究中心基金、国家留学基金和欧共体基金等。合作研究机构主要集中在河北、北京、山东、山西等地。与国外合作的研究单位主要集中在美国、日本、荷兰、澳大利亚、丹麦、巴基斯坦等国家。Cite Space关键词共现分析显示,创建初期农业资源研究中心的研究内容少且较分散,体现在关键词数量少、相互联系弱。之后,研究主题不断增多,2000年左右达到峰值,关键词之间联系逐渐紧密。研究作物以小麦、玉米为主,研究区域集中在华北平原。目前气候变化的大背景下,研究内容主要集中于作物栽培、育种与分子生物学,农业水资源及其利用,农田生态系统及其碳、氮循环,及盐碱地土壤、水和植物的利用等方面。总之,农业资源研究中心在过去40年的发展中,取得了显著的研究成果,研究水平不断提高,形成了鲜明的研究特色。     

中华绒螯蟹的低剂量中子刺激生长研究

本文研究了中华绒螯蟹7日龄大眼幼体经55.24~73.66MGY低剂量中子刺激处理后,不同养殖时期生化参数变化与生长的关系。结果表明,处理与对照相比蛋白中巯基(-SH)含量提高23.40%~69.59%,自由基水平降低7.67%~32.86%,蛋白含量提高4.99%~22.69%,碱性磷酸酶(AKP)降低、羟脯氨酸(HYP)升高,蟹壳颜色加深,中华绒螯蟹幼蟹生长快,抗逆能力增强,规格整齐,并有抑制性早熟的表现。     

基于塘内循环自净的河蟹生态养殖系统设计与试验

为了提高河蟹养殖品质和养殖池塘水质净化能力,该研究提出了一种通过养殖池塘内部结构改造实现池塘水体内部循环自净的技术,并设计了一套针对河蟹的生态养殖系统。应用软围隔将养殖塘划分为两个相对独立的功能区(养殖区和自净区),设计了浮式气提推水装置和射流装置作为塘内水循环动力系统,在推水装置的作用下,养殖区的水体流入自净区,经过滤、吸附、杀菌及降温等环节重新回到养殖区,形成"九分养蟹一分养水"的河蟹循环自净生态养殖模式。在崇明宝岛蟹业面积约为9 600 m~2的河蟹养殖池塘进行实施和试验,试验表明:合理配置气提推水装置可实现河蟹养殖池塘水体日循环2次以上;试验塘循环自净状态相较静水状态,水温均衡度提高10.17%,下层溶解氧水平提高18.57%,氨氮平均质量浓度下降19.2%;同时,养殖效果抽样对比显示试验塘200 g以上公蟹和150 g以上母蟹较对照塘分别增加了45%和35%。该研究设计的塘内循环自净的河蟹生态养殖系统能较好地净化养殖水体,有利于河蟹的生长,可为河蟹池塘生态高效养殖模式的构建和推广提供参考。     

基于文献计量分析有机质影响土壤重金属生物有效性的研究热点和趋势

基于CNKI及Web of Science数据库,利用Citespace软件,对该方面的研究主要结构、研究基础、热点问题及趋势等开展分析,探讨有机质对重金属生物有效性的影响。以中科院为代表的中国研究机构对该领域的研究做出了巨大贡献,发文总量占31.8%。该领域大多数文献发表在Science of the Total Environment及Chemosphere等国际期刊。根据WoS文献共被引分析,得到该领域研究共识主要有三个方面：一是重金属形态对其生物有效性影响巨大;二是植物吸收、动物积累重金属与有机质及其他环境因素密切相关;三是有机质与重金属的相互作用如溶解-沉淀、氧化-还原等是影响重金属迁移转化及生物有效性的机制。根据关键词共现分析,得到该领域国际研究的热点类型共11类。通过WoS文献高被引文献分析,研究主要集中在不同来源有机质与重金属在固相、液相体系环境中相互作用,对重金属的活化或固定的作用机制及相关应用。根据关键词突现分析,该领域“大米”、“生物炭”、“修复”等是目前国际研究热点。     

气候变化下农业领域的国际文献特征与热点演变：基于CiteSpace V的文献计量分析

基于Web of Science核心数据集中1985?2018年发表的11430篇以“气候变化”和“农业”为研究主题的文献,利用CiteSpace V软件网络可视化分析功能,对气候变化下农业领域文献的特征与热点演变进行探究,以期明确该领域研究变化特征与趋势,为发展创新提供参考方向。结果表明：自1985年以来,农业领域年文献数量呈持续上升趋势;以美国、英国、中国、德国、澳大利亚等国家为代表的经济快速发展国家和地区均注重该领域的研究探讨;文献多发表于《Climatic Change》、《Science》等优质期刊;中国科学院、瓦赫宁根大学等国内外众多知名机构均致力于该领域的研究;“影响”、“适应性”、“管理”、“模型”、“食品安全”等是研究的共同热点词汇;以2007年为界,研究热点从评估气候变化对未来农作物产量的影响、影响因子等发展到集中探讨气候变化下农业发展的适应性、气候智慧型农业以及保护性农业等问题,以气候智慧型农业为代表的研究将是未来农业领域创新发展方向。     

Global research on soil contamination from 1999 to 2012: A bibliometric analysis

We evaluated soil contamination research based on a bibliometric analysis of 14,090 articles published in journals in the Science Citation Index and Social Sciences Citation Index bibliographic databases from 1999 to 2012, which revealed scientific outputs, subject categories and major journals, international collaboration and geographic distribution of authors and countries, keywords, and hot issues. The results suggested that research on soil contamination developed well with increasing scientific production and research collaboration. Environmental science, engineering environment, soil science, and applied microbiology were the most frequently used subject categories in soil contamination studies. Chemosphere was the most active journal in this field. The clusters of authors were more in the USA, Western European countries, China, Japan, and India. Q. X. Zhou of Nankai University was the most productive author, and S. P. Mcgrath of Rothamsted Research England published the most influential articles. The USA exceeded all other countries with the most independent and collaborative papers in research on global soil contamination. Heavy metal pollution was the hottest issue, and bioremediation is the most promising research topic in combating against heavy metal pollution of soils. The status of publication on soil contamination research described here is significant for researchers on soil contamination in their future work.     

Global trends in soil monitoring research from 1999–2013: a bibliometric analysis

A bibliometric analysis of soil monitoring during the period of 1999–2013 was performed based on Science Citation Index Expanded and Social Science Citation Index databases. The measuring parameters included scientific outputs, subject categories and major journals, international collaboration and geographic distribution of authors and countries, keywords, and hot topics. This research demonstrated a significant increase in the field since 1999. The USA was the largest contributor, generating 26.7% of the total articles with a total number of cited times per paper (CPP) of 17.4. The USDA ARS was the most productive institute with a CPP of 19.0. Hot topics were classified into two major groups according to the author keywords analysis: (1) monitoring objectives and indicators, e.g. climate change, land use and agriculture, soil moisture and heavy metals, which reveal the relationships between the soil and environmental factors; (2) monitoring techniques and monitoring scales, e.g. remote sensing and integrated ‘3S’ techniques, and the varied scales aiming at the comprehensive detection of various soil attributes change. We found that environment policy should be formulated regarding heavy metal pollution which raised great concern about soil monitoring. Biodegradation and bioremediation were popular methods to restore the changes in microbial communities, soil water quality, soil organic matter and inorganic matter. What is more, the integration of ‘3S’ techniques at a regional scale guaranteed the rapid data acquisition and facilitated soil mapping and its spatio-temporal pattern analysis, which should be a future research direction.     

污染农田土壤的重金属钝化技术研究 ——基于Web of Science数据库的计量分析

为全面直观了解全球农田土壤重金属污染钝化修复研究进展和发展趋势,本文基于Web of Science(简称WoS)核心合集数据库利用WoS数据库自带分析工具、HistCite引文图谱分析软件和VOSviewer可视化分析软件,从发文量或被引频次TOP10的国家、研究机构、作者、期刊、研究热点等方面对1990―2019年...     

基于文献计量分析的地下水中氨氮污染去除研究

为研究三十年来地下水中氨氮污染去除的研究热点与发展趋势，本文利用CiteSpace和VOSviewer文献可视化软件，分析了Web of Science数据库和CNKI数据库中已发表地下水中氨氮去除相关文献的发文数量、发文国家及机构、发文作者、载文期刊、关键词和共被引情况。结果表明：2000年之后，地下水氨氮污染去除研究的发文数量不断增长，中美两国在该领域的发文更多、联系更为紧密，近年来在相关政策的推动下，我国在该领域的研究成果明显增多；中国地质大学是发文量最多的机构。目前研究热点集中在材料吸附、厌氧氨氧化、硝化作用等去除方式，研究对象较多关注浅层含水层、潜流带的地下水，未来应更加强新型吸附材料筛选及微生物脱氮等技术的研发，同时注重评估修复技术的绿色可持续。     

高水效农业的微观和宏观研究

针对华北平原节水农业的方向,保障水资源和粮食及生态安全的目标,开展了高水分利用效率农业(简称高水效农业)微观和宏观等学科交叉研究。在微观研究方面,先后开展了小麦节水品种鉴定和选育、小麦水分高效利用生理遗传调控、相关基因克隆和功能及转基因、分子标记辅助选择育种研究,最近又向水分高效利用分子设计育种和基因编辑等新技术进军;选育出7个小麦品种,其中两个国审品种;出版代表性著作《小麦遗传学》和《作物抗旱节水的生理遗传育种基础》;获国家科技进步二等奖2项。在宏观研究方面,开展了旱地和高水效农业,水资源和粮食安全,作物适应气候变化,绿色农业,粮食丰产增效等研究;撰写了建设黄淮南片第二粮仓等重要咨询报告30多份,得到国家和地方政府采用和国家领导人批示;第二粮仓科技创新工程成为科技部2017年四大创新工程,中国科学院"十三五"重大突破项目;出版代表性著作《中国旱地和高水效农业的研究与发展》、《中国水资源和粮食安全与现代农业发展》、《应对气候变化与水资源高效利用以及粮食安全和绿色农业协同发展》和《中国第二粮仓发展战略与实践》等。在微观和宏观方面推动了我国高水效农业的深入发展,成为中国科学院在华北节水农业方面的一个特色学科领域。