杭嘉湖面源污染林业工程生态治理原理与技术研究

梳理了国内外面源污染治理研究进展,并在此基础上,论述了面源污染生态治理的原理。针对杭嘉湖面源污染,提出了4种生态治理技术措施：水源涵养林林结构优化技术,水系岸带生物防护技术,集水区人工塘渠－湿地复合系统建设技术,污染水体的植物修复技术。     

1990—2020年滇池水质时空变化特征及评价

基于滇池10个水质监测点的实测数据,采用1990—2020年长时间序列实测水质指标,通过相关指标的年际变化,综合时空分析与统计方法,以年际间尺度对比滇池水质的时空间演化情况;通过空间插值法对草海、外海2个空间区域进行分析。结果表明：外海水质指标相对稳定,草海相关指标变化幅度大,滇池受到化学需氧量（COD）的影响较大,外海水质指标相关性较弱。1997—2015年是滇池环境恶化与修复过程;2016年后,水质问题有所好转。2000—2010年,相关指标含量（TP、TN、NH₃−N等）在滇池外海南部区域易发生变化,区域性较为集中,邻近草海区域其水质指标含量明显较高。草海水体富营养化严重;外海富营养化虽较为缓和,但富营养指数处于边缘临界。整个滇池水域的CWQI值的变化范围为64.72～92.38,在及格、中等和好的水质范围内波动。     

基于无人机遥感的夏玉米水分胁迫指数改进方法

冠层温度（canopy temperature,Tc）是作物水分胁迫计算的基础。准确地剔除热红外图像中的土壤背景,可以提高作物水分的监测精度。该研究以4种水分处理的拔节期夏玉米为研究对象,借助无人机可见光和热红外图像,采用红绿比值指数（red-green ratio index,RGRI）法提取研究区域的面状玉米冠层温度的空间分布信息,并分析每幅热红外图像上冠层温度的累积频率。该并提出了两种改进作物水分胁迫指数（crop water stress index,CWSI）性能的方法,一是使用基于正态分布的不同统计分位数分割冠层温度,并基于不同统计分位数上的平均冠层温度计算CWSI（记为CWSITcF%）。二是基于冠层温度方差（canopy temperature variance,Var）,将玉米冠层数据分为4个区间：区间Ⅰ,Tc≤40,Var≤10;区间Ⅱ,Tc≤40,10< Var≤20;区间Ⅲ,35< Tc<45,Var>20;区间Ⅳ,40< Tc<50,0< Var≤20,并在各自区间上选择最敏感的统计分位数计算CWSI（记为CWSIn）。研究结果表明：1）利用2020年和2021年两年数据计算的CWSIn与作物生理指标（气孔导度Gs、净光合速率Pn、蒸腾速率Tr）间的决定系数R2分别为0.72、0.52、0.62 ,nRMSE分别为23.96%、24.06%、25.60%,模型拟合精度高于原始CWSI（R2分别为0.73、0.34、0.46,nRMSE分别为23.69%、28.27%、30.21%）,但与CWSITcF%差别不大（R2分别为0.74、0.54、0.61,nRMSE分别为22.87%、23.74%、25.61%）;2）虽然CWSITcF%能提高诊断作物水分胁迫的精度,但最敏感的冠层温度区间在年际间相差较大（2020,61.17%;2021,49.38%;两年数据,83.51%）,而CWSIn稳定性更高（与生理指标间的nRMSE分别为：2020年16.60%、27.37%、28.49%;2021年21.60%、18.95%、22.64%）。因此,综合来看 CWSIn可以更加精确地监测作物水分胁迫,利用该改进方法可为无人机遥感精准监测作物水分胁迫状况提供参考。     

基于MWatNet模型的河套灌区解放闸灌域灌溉水体提取

为提高灌溉农田中灌溉水体的识别精度,以河套灌区解放闸灌域作为研究区,基于Sentinel-2遥感影像,结合灌区实际情况对地表水体提取模型(WatNet)进行改进,得到MWatNet模型并提取灌溉水体。采用总体精度（Overall accuracy,OA）、平均交并比（Mean intersection over union,MIoU）、F1值等水体提取精度指标进行综合评价。结果表明：改进后的地表水体提取模型(MWatNet)在解放闸灌域农田灌溉水体的提取上具有较好的识别精度,模型总体精度达到96%,平均交并比达到83%,F1值为80%,实地调研验证准确度为85.7%;对比原WatNet、水体语义分割模型(Deeplabv3_plus)和水体提取模型(Deepwatermapv2),MWatNet在灌溉水体提取的连结性、剔除道路和城镇干扰等方面,均表现出更好的效果和模型运行效率。利用该模型可以实现灌溉水体定量化表征,为灌溉用水调度提供了数据支撑。     

基于PC-RELM的养殖水体溶解氧数据流预测模型

养殖水体中溶解氧浓度一直是最重要的水质参数之一。为了精准地对水体溶解氧进行调控,提高养殖生产效率,降低养殖风险,该研究考虑外部天气条件对溶解氧的影响以及溶解氧自身的昼夜变化特征,提出一种基于正则化极限学习机（principal component analysis and clustering method optimized regularized extreme learning machine,PC-RELM）的养殖水体溶解氧数据流预测模型。首先,采用主成分分析法判断影响溶解氧浓度的强重要性因子,降低预测模型的数据维度;其次,利用熵权法计算各时刻点的天气环境指数,并利用快速动态时间规整算法（fast dynamic time warping,FastDTW）完成时间序列数据流在不同天气环境下的相似度度量;然后使用k-means算法对时间序列的相似度进行聚类分簇,并基于分簇结果完成正则化极限学习机预测模型的构建,实现溶解氧浓度的估算。最后将PC-RELM模型应用到无锡南泉试验基地养殖池塘的溶解氧预测调控过程中。试验结果表明：PC-RELM的预测均方根误差值（root mean square error, RMSE）为0.961 9,与PLS-ELM（partial least squares optimized ELM）、最小二乘支持向量机（least square support vector machine,LSSVM）以及BP神经网络模型进行对比,其RMSE值分别降低了41.54%、54.58%和67.16%。该预测模型可以有效地捕捉不同天气条件下溶解氧的变化特点,具有较高的预测精度和效率。     

长期施肥对渭北旱塬麦田土壤线虫群落特征的影响

为探究长期定位施肥对黄土高原渭北旱塬麦田土壤线虫群落的影响,以长武国家黄土高原农业生态试验站的长期定位试验（1984—2018年）为平台,调查裸地（L）以及不施肥（CK）、施氮磷肥（NP）、单施有机肥（M）、氮磷肥配施有机肥（MNP）的小麦田土壤线虫群落数量、组成结构和生态功能指数,并分析其与土壤理化性质的关系。结果表明：（1）小麦田土壤线虫数量显著高于裸地,而CK、M和MNP处理使小麦田中土壤线虫数量比NP处理提高了31.63%~56.20%;（2）施肥减缓了长期种植小麦导致的食细菌线虫（特别是头叶属）相对丰度的下降,单施有机肥的处理（M）植食性线虫相对丰度显著降低,同时,相比于CK,施用有机肥的M和MNP处理杂食/捕食线虫相对丰度分别增加了18.4%和8.24%,表明有机肥对杂食/捕食线虫的促进作用;（3）长期施肥处理土壤线虫Shannon多样性指数（H）和指示土壤健康状况的瓦斯乐卡指数（WI）分别为1.80~2.19和0.36~0.68,相较于裸地（H=2.36;WI=1.57）有所下降,但M和MNP处理的线虫成熟度指数（MI）和结构指数（SI）均高于其他处理（L、CK和NP处理）,表明施用有机肥有助于土壤食物网维持复杂的结构和成熟稳定的状态;（4）不同施肥措施下土壤全氮、有机碳、微生物生物量碳和氮以及可溶性碳的变化是影响土壤线虫数量和群落特征的重要环境因素。     

光稳定剂对木粉/回收聚乙烯复合材料老化性能的影响

选用了6种光稳定剂,通过分析老化前后添加不同光稳定剂的木塑复合材料性能变化,考察了常用光稳定剂品种对于木塑复合材料抗老化性能的影响。结果表明：光稳定剂能够有效增加WPC的抗老化能力,减少老化过程导致的力学性能下降;光稳定剂品种对于老化过程WPC静曲强度下降的影响有明显差异,位阻胺类与二苯甲酮类优于苯并三唑类;光稳定剂品种对于老化过程WPC吸水率的增加有明显差异,位阻胺类最优,二苯甲酮类次之,苯并三唑类最差;光稳定剂品种对于老化前后WPC色差的影响没有明显差别。     

安阳小南海泉水源保护区生态景观规划

以安阳小南海泉水源保护工程为例,对水利工程生态景观化处理的原则、方法及注意事项进行分析和论证,因地制宜,对小南海泉域水利工程进行景观化处理,使水利工程在具备坚固、耐用性的同时,也兼有生态性、景观性和经济性,从而促进当地的社会经济发展。     

高压静电场结合冰温气调保鲜技术对罗非鱼鱼片品质的影响

文章研究了高压静电场结合冰温气调保鲜技术对罗非鱼鱼片的保鲜效果,通过罗非鱼片贮藏过程中肉汁渗出率、菌落总数、感官品质、色差值、总挥发性盐基氮（TVB-N）、脂质氧化（TBA）、p H等指标的变化情况,分析比较3.8 kV、1.8 kV、0 V高压静电下罗非鱼肉品质指标的变化。结果表明,高压静电场能够显著改善鱼肉的品质,贮藏至第30天,样品无异味,感官品质良好,可显著抑制肉汁渗出;可有效抑制微生物的生长和挥发性盐基氮的增加,在一定程度上抑制了鱼肉内脂肪氧化,具有较好的保鲜效果。总体上3.8 kV高压静电对鱼肉的保鲜效果优于1.8 kV高压静电,可延长肉片的保质期至30 d。 

     

河北省棉花灌溉需水量与灌溉需求指数分析

对不同水文年份作物需水量和灌溉需水量的分析能够为作物灌溉用水定额的制定、作物生育期的水分管理和农业水资源规划提供基础数据。该文基于河北省棉区的气象资料,采用FAO推荐的Penman-Monteith 公式和作物系数法计算参照作物需水量和棉花需水量;利用水文计算应用最广的皮尔逊III型分布曲线,通过频率计算和配线法确定不同水文年份棉花生育期的有效降水量和需水量;据此分析不同水文年份棉花的灌溉需水量和灌溉需求指数。分析结果表明,河北省棉花多年平均需水量648.9 mm,多年平均灌溉需水量190.6 mm,多年平均灌溉需求指数0.29。枯水年（P=75%）、平水年（P=50%）和丰水年（P=25%）河北省棉花灌溉需水量分别为299.1、182.8和84.7 mm,灌溉需求指数分别为0.45、0.28和0.13。