环境规划中大气SO2预测的神经网络模型

为了对规划期间排入大气的SO2进行有效的控制,本文应用B-P人工神经网络方法建立了山西省运城市各县(区)人口数量、燃煤量、工业总产值和SO2排放量与SO2浓度的规划期综合预测模型,以实现在规划期间对大气的SO2的预测和控制。     

干旱地区区域内部洪水资源调配研究——以天津市南北水系沟通工程为例

依据历史水文数据和区域水资源现状,阐述了20世纪以来天津市湿地萎缩的趋势和成因,论述了该地区进行汛期洪水资源存储的必要性和可能性。实施境内区域水资源的优化调配,建设南北水系沟通工程引北部富余雨洪水南调入北大港水库,是天津市洪水资源利用体系的重要组成部分。基于Newton-Raphson方法和松弛算法建立一维河网非恒定流水动力学模型,对西线调水工程拟建路线和30 m3/s和50 m3/s两种方案进行数值计算,结果表明:该工程线路可以实现自流调水,调水过程平稳且线路沿程控制水位较低。分析工程实施对环境影响,通过加强水质监测、合理选择调水时机、及时修复施工所占用土地等措施,可减弱工程对环境的不良影响。     

ASTER遥感数据在矿区生态损害现状监测中的应用

德兴铜矿矿山多年开采对矿区生态环境造成极大的损害,为维护矿区可持续发展,生态损害现状调查尤为重要。利用ASTER数据结合野外实测各类地物反射光谱曲线,利用矿物指数提取矿区重金属和粘土污染;采用差值法提取水体污染状况;采用NDVI彩色密度分割法提取矿区植被污染信息。研究表明,铜矿区生态损害现状甚为严重,利用遥感手段监测矿区生态环境是完全可行的。这为矿区土地复垦与生态修复提供了技术支持和决策依据。     

乌鲁木齐市大气环境质量库兹涅茨曲线分析

通过把乌鲁木齐市3种大气污染物(SO2,NOX,TSP)排放浓度与人均GDP值(近25年的数据)进行1～5阶的线性回归模拟,结果显示:3阶线性回归的模拟效果最好,故认为乌鲁木齐市大气环境污染物排放浓度与人均GDP增长之间的回归模型,符合环境库兹涅茨三次回归拟合曲线特征.     

江苏设施菜地控释氮肥一次性基施增效减排效果研究

江苏设施蔬菜集约化程度高,劳动力需求大,氮肥用量大,面源污染问题突出。控释氮肥在该地区集约化蔬菜上应用后的减量、增效和减排潜力尚缺乏研究。本研究通过连续三季田间试验,设置4个施肥处理:常规施尿素氮100%N(N1)、常规施尿素氮70%N(N2)、基肥一次性施氮70%N(N3,控释氮与尿素氮的比例为7∶3)、基肥和一次追肥70%N(N4,基肥氮为控释氮,追肥氮全部为尿素氮,控释氮与尿素氮的比例为7∶3),研究其对集约化花椰菜和番茄产量、环境效应和经济效益的影响。结果表明:与N1、N2和N4相比,N3处理的产量和利润每季均为最高,花椰菜和番茄平均产量分别达到86.4 t·hm~(-2)和87.0 t·hm~(-2),利润分别达到12.0万元·hm~(-2)和12.2万元·hm~(-2),氨挥发量最低,仅为4.4 kg N·hm~(-2)和9.3 kg N·hm~(-2),三季蔬菜种植后土壤中硝态氮的残留量最低。与N1处理相比,N3处理可使花椰菜和番茄分别平均增产3.7%和21.3%,分别增收10.7%和40.3%,并分别平均减少64.0%和46.9%氨挥发。基于此,在江苏设施蔬菜种植上,与常规(N1)相比,控释氮肥与尿素7∶3混合一次性基施,可减氮30%且增效减排效果显著,值得在生产上推广应用。     

Google Earth Engine平台支持下的南流江流域生态环境质量动态监测

为探究南流江流域2000—2019年生态环境质量的时空变化,利用Google Earth Engine（GEE）平台对2000—2019年南流江流域Landsat影像进行优化重构,并耦合植被绿度、湿度、地表温度、土壤干度等生态环境指标,构建遥感生态指数（RSEI）模型对南流江流域生态环境质量进行监测和评价。结果表明：2000—2019年南流江流域生态环境质量呈现逐年好转的态势,RSEI均值从2000年的0.543 4增长至2019年的0.636 4;南流江流域生态环境质量面积变化主要以中等生态风险等级向良生态等级转移为主,其中流域上游的中生态等级面积占比减少29.90个百分点,下游的良生态等级面积占比增加28.11个百分点。研究表明,使用GEE平台重构年度无云影像,可以对常年多云覆盖区的生态环境质量进行长时序的监测和评价。     

Treatment of pigs with enrofloxacin via different oral dosage forms – environmental contaminations and resistance development of Escherichia coli

BackgroundAntibacterial agents play important roles in the treatment of bacterial infections. However, the development of antimicrobial resistance (AMR) and carry-over of substances into the environment are several problems arising during oral treatment of bacterial infections. We assessed AMR development in commensal Escherichia coli (E. coli) in enrofloxacin treated and untreated animals. In addition, we examined fluoroquinolone in the plasma and urine of treated and untreated animals, and in sedimentation dust and aerosol.MethodsIn each trial, six pigs were treated with enrofloxacin via powder, granulate or pellet forms in two time periods (days 1–5 and 22–26). Four pigs served as untreated controls. The minimum inhibitory concentration (MIC) was determined to evaluate AMR development. Analysis of enro- and ciprofloxacin was performed with high performance liquid chromatography.ResultsNon-wildtype E. coli (MIC > 0.125 µg/mL) was detected in the pellet treated group after the first treatment period, whereas in the other groups, non-wildtype isolates were found after the second treatment period. E. coli with MIC > 4 µg/mL was found in only the pellet trial. Untreated animals showed similar susceptibility shifts several days later. Bioavailability differed among the treatment forms (granulate > pellet > powder). Enro- and ciprofloxacin were detected in aerosols and sedimentation dust (granulate, powder > pellet).ConclusionsThis study indicates that the kind of the oral dosage form of antibiotics affects environmental contamination and AMR development in commensal E. coli in treated and untreated pigs.     

基于语义分割的非结构化田间道路场景识别

环境信息感知是智能农业装备系统自主导航作业的关键技术之一。农业田间道路复杂多变,快速准确地识别可通行区域,辨析障碍物类别,可为农业装备系统高效安全地进行路径规划和决策控制提供依据。该研究以非结构化农业田间道路场景为研究对象,根据环境对象动、静态属性进行类别划分,提出一种基于通道注意力结合多尺度特征融合的轻量化语义分割模型。首先采用Mobilenet V2轻量卷积神经网络提取图像特征,将混合扩张卷积融入特征提取网络最后2个阶段,在保证特征图分辨率的基础上增加感受野并保持信息的连续性与完整性;然后引入通道注意力模块对特征提取网络各阶段特征通道依据重要程度重新标定;最后通过空间金字塔池化模块将多尺度池化特征进行融合,获取更加有效的全局场景上下文信息,增强对复杂道路场景识别的准确性。语义分割试验表明,不同道路环境下本文模型可以对场景对象进行有效识别解析,像素准确率和平均像素准确率分别为94.85%、90.38%,具有准确率高、鲁棒性强的特点。基于相同测试集将本文模型与FCN-8S、SegNet、DeeplabV3+、BiseNet模型进行对比试验,本文模型的平均区域重合度为85.51%,检测速度达到8.19帧/s,参数数量为,相比于其他模型具有准确性高、推理速度快、参数量小等优点,能够较好地实现精度与速度的均衡。研究成果可为智能农业装备在非结构化道路环境下安全可靠运行提供技术参考。     

基于生命周期评价的现代"草-羊-田"农牧循环系统调控

现代循环农业是实现农业绿色发展、推进乡村全面振兴的重要途径。但以农户经验构建而成的传统循环农业系统多缺乏精确的数据支持与参数匹配,使得系统的高效循环运行面临挑战。因此,本研究在数据采集与跟踪调研的基础上,采用生命周期评价对现代"草-羊-田"农牧循环系统进行实证研究,通过特征化、标准化与加权评估分析不同类别潜在环境影响,并计算系统模拟调控前后污染降级所需环境服务能。结果表明,饲料加工与湖羊养殖亚系统所产生的各类潜在环境影响都超过了其类别总影响的85%,远高于粮食种植和有机堆肥亚系统的;人体毒性和水体生态毒性在各亚系统中所产生的环境影响都较大,而陆地生态毒性的均最小。为实现污染降级每年所需空气、水体和土壤的环境服务能分别为7.42×1010、6.03×1016和1.59×1012J;通过耦合参数协调和关键技术优化对系统进行模拟调控,经测算与原系统相比每年所需各项环境服务能分别降低52%、44%和21%。该研究基于生命周期评价形成的适用于现代"草-羊-田"农牧循环系统并指导其整体调控的方法体系,对现代农牧循环系统的可持续发展与复制推广具有指导意义,同时可为其他现代循环农业系统的优化调整提供方法参考。     

侵蚀地貌中土壤团聚体碳、氮、磷含量变化及其环境风险

为明确侵蚀环境中长期施用化肥条件下农田土壤养分积累特征及其对流域面源污染的潜在威胁。在高塬沟壑区,分别采集塬面—坡地—沟道和川地—河漫滩—河道中土壤及泥沙样品,分析不同侵蚀地貌单元中团聚体粒级分布特征和不同团聚体中C、N、P含量变化及其潜在环境风险。结果表明:(1)沟道和河道等低洼地带＜63 μm粒级团聚体占比最高,川地—河漫滩—河道系统中＜63 μm粒径含量显著高于塬面—坡地—沟道系统;(2)塬面有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)、有效磷(Olsen—P)含量分别为8.49,1.19,1.23 g/kg和51.80 mg/kg,是80年代初的1.39,1.49,1.76,16.27倍;川地分别为6.80,1.00,1.07 g/kg和27.40 mg/kg,是80年代初的1.12,1.25,1.52,8.13倍,磷素积累最为明显。各粒级团聚体中SOC、TN、TP、Olsen—P含量由高到低依次为＞250 μm粒级,63~250 μm粒级,＜63 μm粒级;(3)无论是从塬面到沟道,还是从川地到河道,不同粒级团聚体中SOC、TN、TP、Olsen—P都呈现了显著降低趋势,但沟道和河道＜63 μm粒级团聚体中有效磷素含量已升高到塬面上世纪80年代初水平。易侵蚀迁移的团聚体(＜250 μm)分布特征和CaCl₂—P的突变点问题突出,成为塬面和川地农田土壤养分积累影响水体环境的潜在风险源。因此,防治水土流失和改善施肥措施是确保黄河流域高质量发展的基础。