基于Activiti和Drools的水产养殖自动决策流程管理系统

针对目前水产养殖过程管理中缺乏有效的流程化管理、养殖业务规则不明确、养殖决策效率低、人工经验判断操作失误率高等问题,阐述了工作流技术和规则引擎技术结合应用于水产养殖流程管理的设计思想。首先提出了一种基于规则引擎的智能工作流管理系统体系结构,并对系统进行总体框架设计。然后在分析和总结出水产养殖业务流程步骤繁琐不明确、受时间限制、多循环、多并发和存在大量养殖业务决策等特点的基础上,以南美白对虾养殖流程为例,通过Activiti可视化流程设计器对南美白对虾养殖流程进行流程定义和设计,构建水产养殖工作流模型;通过Drools规则引擎制定南美白对虾养殖关键流程业务规则库,制定过程包括养殖规则的分析、定义、设计、编写和触发。最后,将Activiti工作流引擎和Drools规则引擎与当今主流的SSH框架进行整合,开发基于Activiti和Drools的水产养殖自动决策流程管理系统。通过初期试验运行表明,该系统能有效实现水产养殖全流程业务状态的实时监控和养殖关键流程的规则决策,能有效增加养殖产量14.8%,降低饵料系数11.4%,减少人工管理成本30%,使得整体经济效益增加29.3%,初期试验效果良好,为水产养殖信息化过程管理提供了一种切实可行的流程化、自动化、精细化养殖的新策略。     

基于ANP-GIS的长春市城市建设用地生态适宜性评价

基于城市建设用地的生态适宜性对建设用地资源进行合理有效开发利用是缓解城市化进程与土地资源有限性矛盾的根本途径。因此,在前人研究的基础上,提出了结合网络分析法（Analytic Network Process,ANP）与GIS的城市建设用地生态适宜性耦合评价模型,并结合长春市的自然、社会和经济特点对长春市城市建设用地生态适宜性进行案例研究,最终获得了可视化的长春市城市建设用地生态适宜性空间分布图（5个适宜度）。结果表明:对于长春市建设用地的选取最适宜的土地面积约为1 289.3 km²,适宜区域6 662.7 km²,较适宜区域9 461.4 km²,一般适宜区域2 848.2 km²,不适宜区域303.4 km²,而且长春市建设用地生态适宜性较高的地区（最适宜区域和适宜区域）分布在长春区域的腹地,处于长春市市区以及九台区、德惠市、农安县的交汇的区域,该地区自然、社会和经济各项指标的生态适宜性度均相对较高,表明长春市未来的城市发展以及城市建设的重点可以向生态适宜度较高的中部地区偏移。研究结果说明了ANP-GIS耦合模型的可靠性,同时也为长春市的建筑用地的选取和长春市的城市规划提供决策依据。     

基于景观结构的眉县土地利用生态风险空间特征

在GIS与RS技术支持下,以眉县为研究区域,根据对遥感影像的解译获取2005年、2010年及2015年土地利用类型数据,划分1 km×1 km网格作为研究单元,根据景观扰动指数与景观脆弱指数构建生态系统模型,借助地统计学与GIS软件进行了空间分析,对眉县土地利用变化影响下的生态风险空间分异特征进行了定量评价。结果表明:眉县土地利用类型中建设用地与林地面积逐年增加,耕地与未利用地面积总体减少,土地利用程度提高。空间自相关分析结果显示高值-高值（H-H）聚集区集中分布于北部首善镇、常兴镇附近,低值-低值（L-L）聚集区主要分布于研究区边界。眉县土地利用生态风险等级整体上呈现逐渐提高的趋势,高风险区主要集中在北部首善镇、常兴镇附近,此区域风险等级提高最为显著,南部生态风险普遍较低,形成北高南低的局面,高风险区、较高风险区面积逐渐扩大。研究结果可为区域生态安全格局构建、土地利用的优化布局提供借鉴。     

基于松墨天牛种群动态及其影响因素分析的松材线虫病风险评价

【目的】分析重庆市綦江区松墨天牛种群发生动态及松材线虫病的灾变风险,为深入揭示该虫在当地的成灾机制及防控基础提供依据。【方法】对2015年和2016年APF-I型诱捕器诱捕松墨天牛成虫数据、环境因子、天牛携带线虫数和携带线虫天牛数及枯死松树数量等指标进行统计分析,在此基础上评估了重庆市綦江区松材线虫病的灾变风险。【结果】在年发生总量上,2015年以古南街道松墨天牛种群诱集量最多,其次是三江镇;而2016年以北部林场最多,数量显著增加,其次是篆塘镇。在年发生动态上,2015年和2016年多数林场/镇成虫高峰期主要集中在6月30日至8月1日,但北部林场2016年为9月1日。按提取的3个主成分综合值排序,对天牛成虫发生量影响力由大到小的关键环境因子依次是林型、胸径、郁闭度和树高。由于总方差49.93%的贡献率来自第1主成分,因此从第1主成分看,影响力大小依次是胸径、树高和林型。各地天牛发生量与天牛携带的线虫数以及枯死松树数量均呈显著正相关关系,天牛携带的线虫数与枯死松树数量也呈显著正相关关系。聚类分析结果表明,北部林场、古南街道和篆塘镇15个村子在松材线虫病灾变风险方面明显地聚为3类,其中古南街道花坝村、连城村、清水村和南山村聚为一类,北部林场荣农村、十隆村、顺山村、可乐村、长春村、狮岭村以及篆塘镇铁马村、群乐村、联合村、珠滩村聚为一类,篆塘镇葡萄村独成一类,分别为松材线虫病主发区、高风险区和低风险区。【结论】重庆市綦江区松墨天牛种群呈加速扩散态势,松材线虫病在各环境因素作用下流行灾变的风险高,应加强检疫管理和提高综合防控技术。     

深圳茅洲河下游沉积物中多环芳烃来源分析与生态风险

为研究茅洲河沉积物中多环芳烃的来源与生态风险,于2016年8月采集茅洲河柱状沉积物9根,使用GC-MS分析了16种多环芳烃(PAHs)。结果表明,沉积物中ΣPAHs范围为:453.7～998.1 ng·g-1,平均含量为708.3 ng·g-1,呈入海口与上游浓度较高、中下游浓度相对较低的分布特征。0～0.5 m层、0.5～1.0 m层和1.0～1.5 m层16种多环芳烃浓度分别为(855.4±81.3)、(739.7±70.3)ng·g-1和(570.3±54.2)ng·g-1。多环芳烃环数呈4环5环6环3环2环变化趋势。茅洲河0～0.5 m沉积物中多环芳烃主要来自于草、木和煤等燃烧源的不完全燃烧,0.5～1.0 m层主要来源于不完全燃烧和混合来源,1.0～1.5 m层主要来源于混合源,其次为燃烧源,且出现了石油源。研究区内沉积物中苯并(b)荧蒽(BbF)、苯并(k)荧蒽(BkF)、茚并(1,2,3～cd)芘(IcdP)和苯并(g,h,i)芘(BghiP)在各点位均有检出,因而可能会对生物产生毒害作用,其余组分在各采样点的含量均低于有效应区间低值(ERL),对生物几乎无毒副作用或毒副作用不明显,生物有害效应概率10%。     

无回流生物滤床净化槽脱氮效果的研究

构建一种脱氮的无回流生物滤床家庭生活污水处理一体化净化槽,研究其处理效果;改变各区内的曝气形式,形成A/O/A/O的脱氮工艺,通过测定各区COD、NH+4-N、NO-3-N和TN的浓度变化,考察其处理效果。结果表明:随着净化槽各区生物滤床的加入,反应器抗冲击性增强,处理效果明显提高。但A/O/A/O系统中第二级厌氧过程因碳源不足,脱氮效果不佳,改用分段进水后,净化槽不仅运行稳定,而且取得了很好的处理效果,出水COD平均浓度12.3 mg·L~(-1),NH+4-N平均浓度2.7 mg·L~(-1),TN平均浓度13.0mg·L~(-1),均达到国标(GB 18918—2002)一级A标准。A/O/A/O生物滤床新型净化槽不仅在结构上形成一体化,而且由于生物滤床的使用,不需要污泥回流,节省能耗,通过分段进水可以实现过程脱氮。     

南岭泡金山矿产集采区土壤重金属空间分布及风险评价

为探究典型多金属矿产集中开采区土壤重金属分布情况及其潜在风险,以南岭泡金山地区即湘南桥条江小流域矿采区为研究区,采集352个表层土壤样品,对Cr、Cd、Pb、Zn、Cu、Ni和As这7种重金属元素进行测试分析,综合运用数统和地统方法分析研究区整体及不同影响因素下土壤重金属的空间分布特征,并对其进行风险评价。结果表明,研究区表层土壤重金属均受到了不同程度的污染,矿区及其下游沿河地区污染严重,空间变异程度略高,复合污染、点源污染情况突出。土壤重金属含量基本随pH及有机质含量升高而升高;不同土地利用方式下土壤Cr、Ni、Cd含量变化不明显,草地、林地中Pb、Zn、Cu、As含量较高;不同地质背景条件下土壤重金属含量在成矿母岩(花岗岩体)、含矿围岩(D_2s+h)及矿区中下游干流一级阶地(Qx~Ⅰ)含量较高。研究区Cd、Pb、As单元素潜在生态风险水平较高,整体处于低-中等潜在生态风险水平,但矿区及其周边、下游沿河地区潜在生态风险为高或极高等级,可能会对北江流域产生一定影响,应该引起警惕予以重视。     

近150年呼伦湖重金属污染历史及潜在生态风险

针对呼伦湖演化历史研究相对不足的现状,于呼伦湖中心采集柱状岩芯沉积物样品78个,测定分析了沉积物中Cr、Mn、Co、Cu、Zn、Cd、As、Pb等8种重金属元素的垂向分布特征。结合210Pb测年数据和粘土含量,采用Pearson相关分析和主成分分析法,判别不同沉积阶段重金属元素的可能来源,并对其进行潜在生态风险评价。结果表明:1865—1973年各种金属元素含量相对较低,以自然输入源为主,人类活动对湖泊影响微弱;1973—1992年重金属元素含量均呈现增加趋势,主要以工矿业和农业污水、交通源等人类活动释放源为主;1992年后除As、Pb外均出现下降趋势,受自然保护区建立的影响,自然来源为首要源,但仍存在农业污水、交通源和采矿业的人为源。生态风险评价结果表明,单元素污染系数CdAsPbCuCoCrMnZn,Cd潜在生态风险超强,As在1992年以后为中等潜在生态风险,其他几种元素均属于轻微生态风险,多种污染物的潜在生态风险近年处于较高水平,Cd和As是主要生态风险贡献因子。呼伦湖重金属污染历史能够较好地指示人类活动,自然保护区的建立对治理污染起到了一定的积极作用,但Cd、As污染应予以重视,呼伦湖的环境保护及治理有待进一步加强。     

不同栽培环境下豇豆体内多环芳烃源解析及风险评估

为了探讨不同污染特征环境下栽培的蔬菜体内多环芳烃(PAHs)来源及风险,以豇豆[Vigna unguiculata(Linn.)Walp]为材料,检测大棚(试验基地PAHs污染残留区)和大田(距离机动车通道100 m内)栽培的豇豆体内PAHs含量,采用同分异构体比值法分析了其体内PAHs来源,并用生态效应低中值法和苯并(a)芘毒性等效当量法评估了豇豆体内PAHs污染的生态风险,以人群日均暴露量估算了其潜在人体健康风险。结果表明:在16种优控的PAHs中,大棚豇豆体内含有13种,大田豇豆体内含有6种;大棚豇豆体内的PAHs总含量为253.94μg·kg-1,以2～4环为主,其中3环占总含量的64.47%。大田豇豆体内PAHs总含量为80.60μg·kg-1,芴和菲占总含量的69.69%。大棚和大田豇豆体内的二苯并(a,h)蒽毒性当量分别为43.32μg·kg-1和10.85μg·kg-1,其对总的毒性当量贡献率分别为89.38%和88.57%;大棚和大田豇豆的人群健康风险系数分别为2.07×10-6和6.5×10-7。研究表明:大棚豇豆体内PAHs主要源于人为处理残留的PAHs;大田豇豆体内PAHs主要来源于汽油和生物质燃烧污染。大棚豇豆存在一定的生态风险和健康风险,大田豇豆尚不存在PAHs的生态风险和健康风险,但需重视苯并(k)荧蒽、二苯并(a,h)蒽和茚并(1,2,3-c,d)芘等物质的富集作用。     

基于什邡市农田土壤中Pb、Zn的人体健康风险评估

为研究西南地区典型磷矿区土壤中的重金属对人体健康的影响,采集四川省什邡市工业区(穿心店、宏达、双盛)和非工业区(马井)4个采样区的农田土壤,测定了Pb、Zn的全量,研究了Zn的分布特征。采用改进BCR法研究Pb、Zn的形态,采用体外仿生实验研究Pb、Zn的生物可给性,并对土壤中的Pb、Zn进行人体健康风险评估。根据《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准》(GB15618-2018)中的筛选值,Pb在整体水平上未引起污染,Zn在工业区引起了轻度污染,且工业区Pb、Zn全量较非工业区高。距磷肥厂烟筒排污口下风向距离的分布特征表明,Zn全量在300～400 m达到最大。马井、穿心店、宏达和双盛采样区Pb的生物可给性分别为8.9%、28.8%、18.0%、77.3%,Zn的生物可给性分别为5.1%、7.1%、6.7%、24.5%,工业区Pb、Zn的生物可给性高于非工业区。Pb、Zn均以残渣态为主,Pb的生物可给性与各形态含量无定量相关,但Zn的生物可给性与其酸提取态含量呈显著正相关。采用Pb、Zn全量和生物可给性分析,成人和儿童的健康风险均在可接受范围内,但儿童潜在的健康风险不容忽视。基于重金属全量和生物可给性,工业区土壤中Pb、Zn对成人和儿童潜在的健康风险均高于非工业区,并且Pb对总非致癌风险的贡献分别为96.5%和98.6%,Zn分别为3.5%和1.4%。与用全量相比,用生物可给性修正的模型评估Pb、Zn潜在的健康风险大幅度降低。