结合光谱降维的IPSO-SVR水体总磷浓度预测模型

[目的] 选择最优模型对水体中总磷浓度进行预测,为准确、实时、高效检测水资源状况提供支持。 [方法] 以2021年在长江中下游武汉—安徽地区采集的水质样本作为研究对象,首先,对采集到的长江光谱数据进行最大最小归一化和均值中心化两种预处理操作以便统一数据的范围和均值点,并使用核主成分分析(KPCA)技术对预处理后的光谱数据进行降维操作。选取方差解释率为99.6%下的6个特征向量进行后续预测模型的训练,接着在原有粒子群算法的基础上引入自适应惯性权重更新公式和遗传—模拟退火变异思想,提高算法的寻优能力。使用改进的粒子群优化算法对支持向量回归模型中的超参数组合进行寻优,对支持向量回归模型使用输出的结果进行预测模型的训练,最后使用测试集数据进行总磷浓度的预测。 [结果] 提出了一种结合光谱降维的改进粒子群优化算法(IPSO)结合支持向量回归(SVR)的水体总磷含量预测模型。通过和当前预测性能较好的几种机器学习模型进行精度的比较发现,该试验模型对长江水体总磷浓度进行预测时决定系数(R²)为0.973 920,均方根差(RMSE)为0.003 012,平均绝对误差(MAE)为0.002 105。 [结论] 使用光谱数据结合降维技术、粒子群优化算法和机器学习模型的算法融合模型检测水体总磷浓度可行性强,精确度高,且拟合效果良好。     

长江中游武汉江段铜鱼的年龄与生长

为了解长江中游武汉江段铜鱼种群的年龄和生长特征,2017年7月—2018年12月,在武汉江段逐月收集了 435尾铜鱼样本的基础生态学数据、年龄鉴定材料,并进行数据分析和年龄鉴定.结果显示,样本体长分布范围为152.1～325.2 mm,平均体长(233.2±73.4)mm;体质量分布范围为33.1～429.8,平均体质...     

封育对干热河谷稀树灌草丛退化草地土壤种子库和植物多样性的影响

于2004年对金沙江干热河谷地区典型稀树灌草丛退化草地进行了围栏封育。在封育后第1年和第2年,以未围栏封育退化草地为对照,对草地土壤种子库和植被的物种组成、密度变化、多样性变化及土壤种子库与植被群落的相似性进行了调查和分析。结果表明,随着围栏封育年限的增加,土壤种子库密度和植物密度增加极显著（P〈0．001）,其物种组成主要以一年生草本为主。在围栏封育过程中,土壤种子库和物种丰富度明显下降,物种多样性降低,植被均匀性下降。随着封育年限增加,土壤种子库物种组成相似性指数和植被物种组成相似性指数均降低。     

南京长江江豚省级自然保护区鱼类重金属含量与风险评价

为评价长江江豚(Neophocaena asiaeorientalis)保护区内鱼体质量金属富集现状及重金属污染对江豚的潜在影响,2018年6月、9月和12月分别在保护区江段采集了鳊、鳜、(鳖)、鲢和鲫5种鱼类,测定鱼体肌肉中的Pb、Cd、As、Cu和Zn等5种重金属元素的含量,评价保护区鱼类受重金属污染的程度.结果 ...     

嘉陵江下游鱼类资源现状调查

2003年5月至10月对嘉陵江下游的鱼类资源进行了调查,并对该水域鱼类资源变动的原因进行了探讨。计调查226船次,统计渔获物1153kg,测量鱼类标本19378尾。共记录鱼类92种,隶属于5目14科61属,其中有13种为该水域新记录。结果表明嘉陵江水域生态环境的变化导致鱼类物种组成、种群结构发生了变化;珍稀鱼类、洄游性或半洄游性鱼类的种群数量急剧减少甚至绝迹,如中华鲟、达氏鲟、白鲟、胭脂鱼、等。     

三峡水库小江流域常见鱼类肌肉碳、氮、磷生态化学计量特征

为探究三峡水库小江流域常见草食性、浮游生物食性、肉食性和杂食性鱼类肌肉的碳(C)、氮(N)、磷(P)生态化学计量特征,2018年1月(枯水期)和7月(丰水期)在小江流域7个设定断面,采集4种食性的14种鱼类样品,测定其生长特性指标,分析鱼类肌肉C、N、P生态化学计量特征及相关性。结果表明,鱼类肌肉C、N、P元素含量为34.75%～58.71%、7.00%～15.45%、0.89%～8.21%,C:N、C:P和N:P为3.62～9.75、16.92～136.95、2.14～35.31,其中磷元素含量变化最大且是导致N:P变化的主要原因。小江流域不同食性鱼类肌肉元素组成差异不明显,其中仅草食性鱼类、浮游生物食性鱼类的N含量和N:P显著大于肉食性鱼类和杂食性鱼类(P<0.05),其他元素及比例在各食性鱼类之间均无显著性差异(P>0.05);不同采样断面的鱼类肌肉元素含量及比例无显著性差异(P<0.05);相关性分析发现,小江流域鱼类肌肉N和P含量呈负相关关系(P<0.05),除草食性外,各食性鱼类的N含量均与水体NO^-₃-N...     

基于水声学方法的嘉陵江中游蓬安段鱼类资源研究

研究嘉陵江中游鱼类资源时空动态特征,了解变化过程及影响因素,提出嘉陵江鱼类资源保护的建议和措施,同时为长江上游及其支流的鱼类资源保护提供基础数据。2018年7月（夏）、10月（秋）以及2019年1月（冬）、4月（春）,运用Biosonics DT-X分裂波束科学回声探测仪对嘉陵江中游蓬安段金溪航电工程干流江段进行了水声学探测,并辅以常规渔获物调查。共采集到鱼类6科38种,其中蛇鮈、鲫、银飘鱼、黄尾鲴等中小型鱼类在数量上占优;鱼类密度分别为春季（0.8296±0.43）、夏季（0.8705±0.38）、秋季（0.5082±0.25）、冬季（0.3939±0.13）尾/m3;鱼体平均目标强度分别为春季（-63.15±5.03）、夏季（-52.85±14.45）、秋季（-46.42±15.85）、冬季（-44.77±15.28）dB;鱼体平均重量分别为春季0.03、夏季1.08、秋季11.19、冬季20.40 g/尾;鱼类资源量分别为春季0.4096、夏季0.2907、秋季0.3919、冬季0.5622 kg/m3;坝下鱼类密度显著高于坝上（F=12.67,P<0.05）;坝上（F=7...     

塔里木河流域水土流失动态变化分析

研究塔里木河流域土地利用变化、年径流量和输沙量变化特征及其相关关系,以期促进水土资源的合理开发和利用,为塔里木河流域的生态环境治理提供科学依据。水文数据为2005-2020年流域焉耆站、同古孜洛克站、卡群站、西大桥站、阿拉尔站年径流量、年输沙量,土地利用数据为1980-2015年土地利用空间分布数据。结果表明：(1)1980-2015 年,土地利用面积比例变化为-1.07%～1.16%,耕地面积增幅为 1.16%,沙地面积增幅 0.30%,草地面积降幅1.07%;(2)流域内各主要河流多年平均径流量为 22.99×10⁹～76.46×10⁹m³,多年平均输沙量63.20×10⁴～3470.00×10⁴t;开都河多年平均含沙量为0.24 kg/m³,其余河流平均含沙量均大于4kg/m³;塔里木河流域年径流量和年输沙量均呈现下降变化趋势,且年输沙量的变异性(40.89%～73.11%)大于年径流量(15.54%～35.37%);(3)各主...     

城市污泥施入对不同类型土壤磷酸酶活性的影响

[目的]研究长江三角洲地区施入城市污泥对不同类型土壤中磷酸酶活性的影响,为城市污泥的安全农业利用和环境保护提供重要的科学依据。[方法]通过室内培养试验,以长江三角洲地区的4种不同类型土壤和2种城市污泥为研究对象,研究了不同培养时间后2种城市污泥施入对不同类型土壤磷酸酶活性的影响。[结果]在整个培养期内,与对照土壤相比,不同类型的施污泥土壤磷酸酶活性的变化趋势和变化量均不同。但总体来讲,与培养初期（15d）相比,培养后期（105d）绝大部分处理土壤中磷酸酶活性变化不明显。土壤磷酸酶活性的变化与土壤性质、污泥性质等有关。土壤和污泥pH值、氮、磷、有机质等性质及污泥的有机、无机污染物的含量等可不同程度地影响土壤磷酸酶活性的变化。[结论]在整个培养期内,与对照土壤相比,城市污泥处理的绝大部分土壤中磷酸酶活性变化不明显。     

不同土地利用方式对陕西黄河湿地土壤水分物理性质的影响

[目的]研究不同土地利用方式对陕西黄河湿地土壤水分物理性质的影响。[方法]以陕西黄河湿地为研究区域,通过对不同土地利用方式下湿地土壤水分物理性质的比较,研究了湿地退化过程中土壤水分物理性质及其变异规律。[结果]在不同土地利用方式下,黄河湿地从河滩湿地、开垦湿地（农田）到因盐碱化最终废弃后的退化过程中,土壤容重均随着土壤深度的增加而增大,土壤容重的平均值分别为1.474、1.522、1.593 g/cm3。土壤变得更紧实;土壤孔隙状况（总孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度）的各项指标也随着土地利用方式的改变有所降低,其中毛管孔隙和总孔隙随着土地利用方式的改变达到极显著水平,非毛管孔隙也达到显著水平。土壤孔隙度状况的改变而改变,加剧了土壤的退化;3种不同土地利用方式下,土壤最大持水量、毛管持水量、非毛管持水量,表现出相同的规律。与湿地土壤相比,开垦湿地（农田）和废弃盐碱地的最大持水量平均值分别减少了5.7%和22.3%。毛管持水量平均值分别减少了0.2%和19.4%。最小持水量平均值分别减少了6.1%和22.2%;3种不同土地利用方式中,河滩湿地的蓄水能力和排水能力均优于开垦湿地（农田）和废弃盐碱地,与河滩湿地相比,开垦湿地（农田）和盐碱化荒地总土壤蓄水能力分别降低了12.4%和15.2%。总的排水能力分别降低了2.7%和15.9%。[结论]采取合理措施安排湿地周边集体林地、农田及湿地资源开发关系对黄河湿地保护区涵养水源,调节水分循环和抵御旱涝灾害的能力具有重要作用。