水环境因子（精选12篇）
水环境因子 篇1
水环境系统是一个由多因子构成的多层次的复杂系统,水环境质量受诸多指标因子的影响,每一个因子都只从某一方面反映水质质量[1]。正确分析影响水质的各因素特征信息以及各因素之间的相互作用,才能得到较为可靠的综合分析结果。目前,常用的水环境质量评价的方法有指数评价法、模糊综合评价法、灰色识别法、神经网络法、主成分法等。影响水体水质的因素很多,不同时期、不同指标对水质类别的贡献程度是处于变化过程中的,具有不精确、不确定和不完全性的特征[2]。模糊综合评价方法充分考虑了各项水质指标在总体评价中的贡献大小和评价等级的不确定性[3],操作简单,实用性强,在水质评价方面取得了一定的进展并得到了广泛的应用[4,5]。
宁夏水资源贫乏,干旱多风、植被稀少,决定了其环境容量较小,生态系统的稳定性差,水环境极易受到污染和破坏,目前宁夏水环境形势严峻,区域水环境污染已成为最大的环境问题之一。爱伊河是银川市河湖水系连通的关键工程,是集防洪、排水、生态、景观为一体的自治区重点水利工程,是国家级水利风景区。爱伊河河道总长158.5km,水面3 333.3hm2,控制排水面积11.67万hm2,水源主要是洪水、沟水和渠道弃水,爱伊河上段每年可以重复利用的水量达5 100万m3,其中,农田排水占68.9%,富含氮、磷营养物质。灌区农业和农村面源污染正在成为爱伊河水质的基本制约因素,以农田为核心的灌区退水污染正在变成影响爱伊河水质的主要污染源[6]。
本论文在分析爱伊河水环境因子时空分布特征的基础上,运用主成分法对爱伊河水环境因子进行研究,以期在众多水质因子中找出最具代表性的因子进行深入地分析,运用模糊综合评价法对爱伊河的水质状况进行综合评价,旨在为爱伊河水体污染综合防治提供一定的依据。
1 材料与方法
1.1 样点布设与采样时间
1.1.1 样点布设
根据爱伊河水域特点、形态及进出水状况,考虑水力条件、水系分布,水质监测样点布设如下;
沟道水源:四二干沟(S01),第二排水沟(S02),平二支沟(S03)。
上游:正源南街桥(S04),华雁湖溢流堰(S05),良田渠渡槽(S06)。
中游:北京路拱桥(S07),西湖南(S08)。
下游:连通湖南(S09),连通湖北(S10)。
采样点的位置见图1。
1.1.2 采样时间
分别为2012年1月、3月、5月、7月、9月、11月。
1.2 水样采集与测定
水样采集按照《水质采样方案设计技术规定(GB 12997-91)》、《水质采样技术指导(GB 12998-91)》、《水质采样样品的保存和管理技术规定(GB 12999-91)》中的要求进行。水质指标测定依照相关国家标准进行,叶绿素a(Chl.a)测定依照参考文献[7]进行。
1.3 水环境因子的主成分分析
应用DPS数据处理系统对爱伊河水质指标进行主成分分析,运用方差最大正交旋转法对因子载荷矩阵进行旋转,按照85%的累积方差贡献率提取主成分,然后选择旋转后载荷值大于0.6的指标作为主要因子进行分析[8,9,10]。各水质因子主成分得分值与对应的方差贡献率乘积的总和即为各水质因子的综合得分[11],计算各水质因子的综合得分,按照分值大小排序,确定爱伊河的主要水质因子及其影响程度。
1.4 水环境质量综合评价
在水环境因子主成分分析结果的基础上,选取主要水环境因子做为评价因子,运用模糊综合评价法对爱伊河水质进行评价[12,13]。各参数的评价标准根据《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)规定的5类水质,确定评价集为:V={Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ,Ⅴ}。按照国家标准确定的限值,即根据每个监测项目的5级评价标准确定5个级别的隶属函数[14],分别计算10个样点评价因子的隶属度矩阵。分别采用“主成分法”和“超标倍数法”来确定各指标权重的大小。计算隶属度(B)=权重集(A)×模糊矩阵(R),根据最大隶属度原则判定各样点水质隶属级别。
2 结果与讨论
2.1 基于主成分的爱伊河水环境因子分析
表1为各样点6次采样各水质因子的平均值。因各样点水温差别不大,故不做主成分分析。
将爱伊河10个样点的各水质指标年平均值进行主成分分析,共提取出4个主成分(见表2),旋转后载荷值大于0.6的指标见表3,爱伊河各水质因子的综合得分见表4。
在水体环境中,影响水体水质的影响因素很多,不同指标对水质的贡献程度是不相同的,在众多水环境因子中选取主导因子,然后再进行水质分析和评价,其结果才是比较客观和符合实际的。本论文在分析爱伊河水环境因子时空分布特征的基础上,运用主成分分析法研究确定影响爱伊河水质的主要因子之后,再对爱伊河的水质进行分析评价。
主成分分析结果将爱伊河的水环境因子区分为4类,主成分1的贡献率为49.50%,对水质起主导作用,包含的水质因子为SD、SS、CODMn、BOD5、TP,可以认为是有机物引起的水体污染;主成分2的贡献率为24.29%,包含的因子为Chl.a,可以认为是浮游藻类引起的水体污染;主成分3的贡献率为9.90%,包含的因子为TN、NH3-N,可以认为是氮营养盐引起的水体污染;主成分4的贡献率为7.36%,包含的因子为EC,可以认为是溶解盐类引起的水体污染。各水质因子的主成分分析综合得分,按照分值大小排序,可确定影响爱伊河水环境的主要因子依次为TP、EC、NH3-N、TN、CODMn、BOD5、SS、Chl.a、SD,综合分析,氮、磷营养盐在爱伊河水体中起主导作用,氮、磷含量的变化是引起爱伊河水质变动的主要原因。
2.2 爱伊河水环境质量综合评价
爱伊河的补水水源主要来自于农田沟道排水,氮、磷营养盐在爱伊河水体中起主导作用,也是爱伊河河湖水体逐渐呈现富营养化趋势的主要原因。结合爱伊河主要水环境因子的分析结果,选取CODMn、BOD5、TN、NH3-N、TP等5种污染物指标做为评价因子,
采用主成分法和超标倍数法确定的各指标权重见表5。
在应用模糊综合评价方法对水质进行评价时,由于赋权方法的不同,权重值有较大差别,使得评价结果也有较大差异[15]。最常用的赋权方法为污染物超标赋权法(即超标倍数法)确定权重,其优点是考虑到了污染因子的超标程度对水质的影响,污染因子超标越多,则其对水质级别影响也越大;缺点是各指标的权重系数随实测样本的不同而出现较大的变化,不利于不同水样之间评价结果的比较[16]。主成分赋权法则更为强调水质污染因子之间的内在联系,可提高权值的准确性以及定权方法的实用性[17]。爱伊河水环境TN含量严重超过地表水Ⅴ类标准,其他各水质因子均未超过Ⅳ类水标准,在对爱伊河总体的水质评价中,用主成分法确定的TN权重为0.205 6,用超标倍数法确定的TN权重为0.416 3,二者相差2倍有余。刘聚涛等[17]认为采用超标倍数法确定不同评价指标权重的模糊评价方法获得的结果更为合理,与实际情况更符合。对于爱伊河而言,若采用主成分法确定权重,势必会弱化严重超标因子TN对总体水质的影响,因此,本文采用超标倍数法确定的各指标权重。
根据超标倍数法确定的权重计算爱伊河各样点的隶属度与水质隶属级别见表6。
华雁湖溢流堰(S05)样点为III类,良田渠渡槽(S06)样点为Ⅳ类,其他样点均为Ⅴ类,综合评价爱伊河的水质为Ⅴ类。爱伊河水体生态系统尚处于初期的演替变化过程中,其水环境质量状况与所处营养状态受进水水源的水质与营养状态影响较大,2012年爱伊河主要补水水源沟道来水水质监测结果表明,不同季节各样点总氮(TN)平均达到2.44mg/L以上,超过国家地表水Ⅴ类水总氮标准。爱伊河补水水源为农业灌溉退水,其总氮超标是造成爱伊河水体污染的主要原因,因此,爱伊河水体污染防治主要应以降低外源性氮的含量为主。
3 结语
影响爱伊河水环境的主要因子依次为TP、EC、NH3-N、TN、CODMn、BOD5、SS、Chl.a、SD,氮、磷营养盐在爱伊河水体中起主导作用,氮、磷含量的变化是引起爱伊河水质变动的主要原因。爱伊河的水环境因子分为4类,第1类是有机物引起的水体污染,包含的因子为SD、SS、CODMn、BOD5、TP;第2类是浮游藻类引起的水体污染,包含的因子为叶绿素a;第3类为氮营养盐引起的水体污染,包含的因子为TN、NH3-N;第4类为溶解盐类引起的水体污染,包含的因子为EC。
爱伊河水环境TN含量严重超过地表水Ⅴ类标准,采用超标倍数法确定不同评价指标权重的模糊评价方法获得的评价结果较为符合爱伊河实际。爱伊河水质模糊综合评价结果为S01、S02、S03、S04、S07、S08、S09、S10样点水质为Ⅴ类,S05样点水质为Ⅲ类,S06样点水质为Ⅳ类,总体评价爱伊河水质为Ⅴ类,总氮超标是造成爱伊河水体污染的主要原因。
水环境因子 篇2
花棒液流变化规律及其对环境因子的响应
在西北干旱沙区,采用茎流热平衡技术对花棒主茎、一级分枝和二级分枝液流进行研究.结果表明,在整个生长季内液流速率日变化曲线峰型表现各异,但在短时间段内其液流速率日变化有较强的规律性.主茎和一级分枝液流速率的`曲线在生长季中期出现了剧烈动荡,在生长季末期到达最大值后同一数值维持较长时间;二级分枝的液流量在生长季初期出现了“昼低夜高”、生长季中期的液流量低于6、9月份液流量;主茎和一级分枝单日液流量的最大值出现在7月份,分别为5 781.6 g和3 180 g,二级分枝的最大值出现在9月份(480 g).日液流量大小依次为主茎>一级分枝>二级分枝,而液流通量在整个生长期内表现比较复杂.通过对同时观测的气象因子的分析,表明在整个生长季影响花棒液流速率的主导因子是土壤含水率,而在一个较短的时间段内,光照强度、气温和水汽压亏缺则是影响花棒液流速率的主导因子.
作 者：金红喜 徐先英 唐进年 张盹明 JIN Hong-xi XU Xian-yin TANG Jin-nian ZHANG Dun-ming 作者单位：甘肃省治沙研究所,甘肃,武威,733000刊 名：西北植物学报 ISTIC PKU英文刊名：ACTA BOTANICA BOREALI-OCCIDENTALIA SINICA年，卷(期)：26(2)分类号：Q945.17关键词：热平衡法 干旱沙区 花棒 主茎 一级分枝 二级分枝 液流 环境因子
大气环境因子与雷电产生的关系 篇3
摘 要 利用北京地区闪电定位系统的观测资料，结合探空资料，分析并得到335 d（182 d有雷电，153 d无雷电）的大气环境因子与雷电产生的关系。结果表明，对流有效位能与雷电产生有比较好的相关性，而中层湿度与雷电产生的相关性不明显，从而明确雷电产生的预报指标。本研究对华北地区雷电探测与雷暴预报有参考价值。
关键词 对流有效位能；中层湿度；雷电产生
中图分类号：P427.3 文献标志码：B 文章编号：1673-890X（2015）18--02
1 选取资料
本文使用的探空资料来自北京观测站（39.56°E，116.17°N）每日08：00、20：00 （北京时间，下同）的探空。选取的表征大气不稳定度的参数主要有400～700 hPa平均湿度和对流有效位能（CAPE），使用08：00与20：00的探空资料分别计算以上参数。在探测区域内，以闪电数量、演变过程及分布状态为依据，并与天气实况向结合做好相关的记录工作，确实发生闪电活动的雷暴过程；针对观测无闪电记录及少量、散乱的闪电观测，通常我们认为是没有闪电活动[1]。经过以上划分，并与资料的准确性与完整性相结合，在试验期的3 a终一共找出无闪电活动过程153个及有闪电活动过程182个。
2 大气环境因子与雷电产生的相关性分析
2.1 400～700 hPa平均相对湿度
在强对流天气系统中，雹粒与冰晶之间相互碰撞与摩擦，导致增温，同时当水滴冻结时释放出潜热，产生温差起电机制。当水滴冻结时，冰壳内部温度为0 ℃，而冰壳外部为低于零度的室外环境温度，这就产生了温差。冰中有一小部分分子处于电离状态，有H+和OH-，并且其浓度随着温度升高增加很快，温度高的地方离子多，它们就会向温度低的地方迁移，而H+的迁移率比OH-的要高得多，所以就形成热端为负离子，冷端为正离子，而冰晶在运动中会有冰刺脱落，而使得形成大的带负电冰壳和小的带正电的冰刺，随着不停的冰壳向下运动，冰刺向上运动，使得云上部带正电，下部带负电，当云-地电场达到一定值时，就会产生云对地的放电[2]。所以云中相对湿度是温差起电产生的必要条件，对雷电产生的作用至关重要。
有闪电活动与无闪电活动的400～700 hPa中层湿度值具有较大的范围。对于无闪电活动而言，其平均湿度为47.97%，与其相对应的有闪电活动的平均湿度为57.53%，能够看出，400～700 hPa的平均相对湿度值与闪电活动之间并不具备较好的相关性。但是，在湿度UW<30%以下，无闪电活动的几率明显较高，有28.10%的无闪电活动和5.9%的有闪电活动出现在这个范围，预报无闪电发生的概率为81.13%。而无闪活动和有闪活动的最大值分别是98.4%和98.69%，所以说并不是相对湿度越大，产生雷电的几率越大，可能是在某个范围内与相对湿度呈正相关，另外有闪活动产生时的湿度最小值为9.55%，说明其起电机制可能不属于碰撞起电或者温差起电。
2.2 对流有效位能
气块从云底上升到云顶的对流有效位能CAPE：CAPE=Tv，env和Tv，ad分别是探空得到的实际环境温度和从云底沿可逆湿绝热线上升对应的温度，表示在不计摩擦的情况，气块的不稳定能量，等于单位质量气块由Zcb（云底高度）上升到Zct（云顶高度）时动能的增量。不稳定能量的大小决定着云中对流的强度，对流的强度在云中起电过程中不可或缺，能量越大，自由电荷量就越大，从而促使云地电场大小达到指定值产生放电。对流深厚程度高，就会在云中聚集大量的正负离子，更容易产生云与云，云内，云与地之间的放电活动。
通过对流有效位能的CAPE分析，可以发现，当使用CAPE=400为一个判别点时，在无闪电活动中，有73.79%位于CAPE<400的情况下；在有闪电活动中，有61.60%出现在CAPE>400的情况下。对应的，可以得出在CAPE>400时，出现闪电活动的几率为74.04%；在CAPE<400时，不出现闪电活动的几率为61.29%。这与Solomon等的研究分析结果相似。在他们研究的12个雷暴中，有7个CAPE的值超过了400，其中6个产生了闪电（有闪电活动的几率为85.71%），而另外5个低于这个值的雷暴中，只有2个产生了闪电（无闪电活动的几率为60%）。
2.3 其他大气环境因子
2.3.1 沙氏指数SI
SI=T500-Ts
T500为500 mbar上的实际温度，Ts为气块从850 mbar开始，沿干绝热线抬升到凝结高度，然后再沿湿绝热线抬升到500 mbar的温度。Ts越大，表示这段高度上的湿度越大，水滴与云滴的碰撞愈强烈，冰晶的温差起电愈频繁，从而为云放电提供更多的电荷。SI>0，表示稳定；SI<0，表示不稳定，且愈小愈不稳定。
2.3.2 气团指标K
K=[T850-T500]+[Td]850-[T-Td]700，其中，[T850-T500]为850 mbar与500 mbar的实际温度差，850 mbar與500 mbar对应的高度正好是雷暴云产生区域，这个差值决定了两个高度之间对流强度，温度差越大，对流越强烈，产生雷电的几率越大。[Td]850为850 mbar的露点，露点的高低与空气中水汽含量多少有关。空气中水汽含量多，露点就高；水汽含量少，露点就低。[T-Td]700为700 mbar的温度露点差，露点温度与当时气温结合起来还能表示空气的潮湿程度，露点与实际气温之差越小，说明空气湿度越接近饱和程度，即空气越潮湿，反之，越干燥。[T-Td]700越小，表明700 mbar高度上湿度越大，也对应了湿度影响雷电产生的结果。综合3个变化量可知：K值大，说明底层暖湿，中层湿度层厚，高层冷，因此K值越大，越不稳定。
3 对流上限的海拔高度Z
对流上限指的是对流所能达到的最大高度。通过自由对流高度的状态曲线继续向上延伸，并再次和层结曲线相交之点所在的高度，就是对流上限，也就是经验云顶。随着云顶增高，底部气温越冷，底部和顶部温度差越大，对流愈强烈，闪电、雷鸣更加频繁。云顶较低的云，冰晶浓度小，碰撞起电和温差起电都不能很好的进行，不能提供足够的电荷是放电活动产生。
参考文献
[1]郭凤霞，张义军，言穆弘，等.环境温湿层结对雷暴云空间电荷结构的影响.高原气象，2004，23（5）：6782683.
[2]郭凤霞，张义军，郄秀书，等.雷暴云不同电荷结构数值模拟研究.高原气象，2003，22（3）：2682274.
水环境因子 篇4
每一个养殖生态系统的养殖容量和环境容量是一定的。通过大型海藻吸收水体无机营养盐,使系统的自净能力增强,提高养殖水体的养殖容量。但养殖生物的放养密度和搭配是系统维持长时间稳定的关键。大型海藻的养殖密度过低,就起不到清洁水体的目的,过高又会导致营养盐含量过低的“瘦水”环境。目前仿刺参 - 海藻混养等已有较多研究,但这种养殖模式比较粗放,而对海藻养殖密度以及海藻与仿刺参的搭配量等研究较少。
1 材料与方法
1. 1 试验设计与管理
将平均湿重为( 25. 2±1. 21) g、外观正常、体质健壮的同批次仿刺参和仿刺参池中生长旺盛期的海黍子藻体饲养在1 m3水体的塑料试验桶内。试验分为9组,每组3个重复。初始放养密度: 仿刺参A1 ~A3组为600 g/m3,B4 ~ B6组为400 g/m3,C7 ~ C9组为200 g / m3; A1、B4、C7组未放养海黍子,A2、B5、C8组放养1 000 g /m3,A3、B6、C9组放养2 000 g/m3。试验期间,水温7. 0 ~ 19. 5℃,p H7. 8 ~ 8. 2,盐度28. 7 ~ 30. 9,溶氧≥6. 0 mg / L,不投饵不换水。
1. 2 指标测定
2013-04-08—2013-05-13,每7 d测量1次实验桶内仿刺参及海黍子藻体湿重。计算仿刺参平均日增重率( Mdwg) 、仿刺参和海黍子的特定生长率( SGR) :
式中: Wo—仿刺参或海黍子 初始平均 湿重,g;Wt—试验结束仿刺参或海黍子平均湿重,g; t—试验天数,d。
每日9: 30—10: 00、16: 00—16: 30用水质参数分析系统 ( CEL/850 ) 测定水温、盐 度、溶氧( DO) 和p H。采用次溴 酸盐氧化 法测定氨 氮( NH4+- N) 含量; 萘乙二胺分光光度法测定亚硝酸盐氮( NO2-- N) 含量; 镉柱还原法测定硝酸盐氮( NO3-- N) 含量; 磷酸盐( PO43 -- P) 含量采用抗坏血酸 - 磷钼蓝法测定。
1. 3 统计分析
所有测定结果用平均数±标准差表示( n≥3) ,用方差分析( ANOVA) 和t - 检验进行统计显著性分析,以P < 0. 05作为差异的显著性水平。
2 结果与分析
2. 1 不同养殖模式下仿刺参的生长
由表1可知,仿刺参和海黍子密度显著影响仿刺参的Mdwg和SGR( P < 0. 05) 。A1、B4组仿刺参的Mdwg和SGR最小,差异不显 著 ( P >0. 05) ; C8、C9组仿刺参的Mdwg和SGR差异不显著( P > 0. 05) ,但生长速度最快; A1、B4、C7、和A3、B6、C9组仿刺参的Mdwg和SGR差异显著( P < 0. 05) ; 数据分析显示,A1、B4组仿刺参生长较差; C8、C9组仿刺参生长最好,说明仿刺参的生长受海黍子密度的影响非常显著。
注: 表中数据为平均值 ± 标准差( n = 3) ,表中同一列数据上标不同字母表示有显著性差异( P < 0. 05) ,下同。
2. 2 不同养殖模式下海黍子的生长
由表2可知,海黍子和仿刺参密度显著影响海黍子的SGR( P < 0. 05) 。仿刺参密度相同时,海黍子的密度 显著影响 其生长及SGR ( P <0. 05) ; A2、B5、C8组海黍子 的SGR差异显著( P < 0. 05) ; A3、B6组海黍子的SGR差异不显著( P > 0. 05) ; 说明海黍子的生长受仿刺参密度影响较大。数据显示,A2组海黍子的SGR最大; C9组海黍子的SGR最小,说明相同条件下,仿刺参的密度对海黍 子的生长 影响较为 显著 ( P <0. 05) ,其原因可能是仿刺参密度大时,其排泄的氨氮等营养物质多,海黍子吸收的营养盐多,因此促进了自身的生长。
2. 3 不同养殖模式水体营养因子的变化
2. 3. 1 养殖水体中氮盐含量的变化
仿刺参和海黍子养殖量显著影响水体中氨氮、亚硝酸盐、硝酸盐的含量( P < 0. 05) 。A1、B4组含量较高; 其它组的含量受海黍子养殖量的影响较显著( P <0. 05) ,随着海黍子养殖量的增加,营养因子含量逐渐降低; B6、C9组的含量较低( 图1) 。
2. 3. 2 养殖水体中磷酸盐含量的变化
图1显示,仿刺参和海黍子养殖量显著影响磷酸盐的含量( P < 0. 05) 。A1、B4、C7组PO43 -- P的含量较高; 其它实验组的含量受海黍子养殖量的影响较显著( P < 0. 05) ; A3、B6、C9组的含量较低,说明随海黍子养殖量的增加,其吸收磷酸盐的能力增大,致使其含量逐渐降低( P < 0. 05) 。
3 讨论
3. 1 仿刺参与海黍子的生长
试验结果显示,仿刺参和海黍子的生长与其比例息息相关。A1、B4组仿刺参生长较差,Mdwg和SGR值最小; C8、C9组仿刺参生长最好,说明在一定养殖水体空间及相同条件下,仿刺参养殖量越少生长 越好。王肖君 等[10]认为密度 为25 ind / m2时仿刺参生长状况最差,特定生长率显著低于密度为15 ind /m2和20 ind /m2时。研究显示,仿刺参的特定生长率随密度的升高显著降低,个体间的生长差异增大[11]。放养密度过大会加剧空间和食物竞争,导致个体生长差异随密度的升高而增大[12,13],这些结果与本研究相似。
A1、B4组仿刺参的Mdwg和SGR最小,C8、C9组的最大,说明仿刺参的生长受海黍子密度的影响非常显著。A2组海黍子的SGR最大,C9组的最小,说明在相同条件下,仿刺参的密度对海黍子的生长影响较为显著( P < 0. 05) ,可能是仿刺参密度大时排泄的氨氮等营养物质多,海黍子吸收的营养盐多,生长加快。
3. 2 参藻混养对水体营养因子的影响
A1、B4组的氨氮、亚硝酸盐、硝酸盐和磷酸盐含量较高,A3、B6、C9组各营养因子含量较低,说明海黍子对水体中的营养因子具有较高的吸收能力。包杰等[14]研究发现,鼠尾藻 ( Sargassum thunbergii) 在不同环境条件下都能较快地吸收水体中的氮、磷,较好地同时吸收氨氮和硝酸盐; 真江蓠( G. verrucosa) 、脆江蓠( Gracilaria bursapastoris)和蜈蚣藻( Grateloupiaceae) 对水体中的硝酸盐和磷酸盐同样有较好的去除效果[15]; 胡凡光等[16]比较了养殖池塘海藻栽培区和无海藻栽培区的氨氮、硝酸盐及磷酸盐含量,发现海藻栽培区氨氮、硝酸盐及磷酸盐含量明显低于无海藻栽培区。以上研究均表明,海黍子对养殖环境中营养盐具有较强的吸收能力。
4 结论
( 1) 仿刺参和海黍子养殖密度显著影响仿刺参的Mdwg和SGR( P < 0. 05) 。当仿刺参养殖密度为600和400 g /m3、海黍子养殖密度为0 g /m3时,仿刺参生长较差; 当仿刺参养殖密度为200 g/m3、海黍子养殖密度为1 000和2 000 g /m3时,仿刺参生长最好。
水环境因子 篇5
贵州两江(长江与珠江)分水岭地带岩溶石漠化特征及其环境影响因子的初步研究-以安顺市西秀区宋旗镇为例
研究区位于两江分水岭这一特殊地域,其岩溶石漠化发生和发展的`因素呈现多样性和复杂性,通过分析与研究,了解和探明了研究区岩溶石漠化影响因子的作用方法和途径,针对各种因素对研究区岩溶石漠化的影响程度,对研究区岩溶石漠化治理提出了几点建议.
作 者：来楷迪 李明琴 杨星宇 罗静 作者单位：来楷迪,杨星宇,罗静(贵州省环境工程评估中心,贵州贵阳,550002)李明琴(贵州大学资源与环境工程学院,贵州贵阳,550003)
刊 名：贵州大学学报（自然科学版） ISTIC英文刊名：JOURNAL OF GUIZHOU UNIVERSITY(NATURAL SCIENCE) 年，卷(期)： 26(4) 分类号：X506 关键词：岩溶石漠化 环境影响因子 两江分水岭水环境因子 篇6
一、物理因子对水生动物的影响
1、水温。水温与水生动物的摄食、生长繁殖等都有着密切的关系。每种水生动物都有其适宜的生存水温和最适生长、繁殖水温范围。一般来说,水生动物在其最适生长水温范围内,随着温度的升高,其摄食量也逐渐增大,生长速度也逐渐加快,这个范围的水温维持时间越长,水生动物的个体增长越快。
2、光照。不同的水生动物对光照的喜好程度有较大差异。就拿鱼类来说,一些底层鱼类一般对光照的要求较低,而上层鱼类则表现出明显的趋光性。但在鱼类养殖中我们发现,光照对鱼类生长速度的直接影响似乎不大,主要影响其体表色素的沉积和性腺及胚胎发育。通过观察室内养殖的观赏鱼,不难发现,长期饲养在弱光照环境中的观赏鱼,其生长速度与室外饲养的观赏鱼差异不太大,而体色则有明显的白化趋势,性成熟也明显迟缓,胚胎发育较为缓慢。原上海水产大学曾经进行了连续黑暗对鲢鱼胚胎发育影响的研究,发现多数胚胎不能孵出,少数孵出的畸形率也很高,并且仔鱼在出膜后一小时就死亡。实践证明,人工延长光照时间,还可使春季产卵的鱼(如金鱼和鲫鱼)提早成熟产卵;而缩短光照时间则可使秋、冬季产卵的鱼类(如香鱼和虹鳟)提早成熟产卵。
3、悬浮物。池水中的悬浮物主要包括浮游生物、胶体颗粒、泥沙颗粒及腐殖质颗粒等。池水中悬浮物的多少直接影响池水的透明度。在池水中悬浮物浓度适宜的情况下(也可以说池水的透明度适宜),不仅有利于水生动物的活动和摄食,而且为水生动物逃避敌害创造了条件。但对于用鳃呼吸的水生动物来说,池水中的悬浮物太多不仅会粘附到鳃上,直接影响到鳃的呼吸效率,而且也给病原体的侵入创造了条件。减少池水中悬浮物的方法可施用化学试剂,通过杀藻和吸附作用,使池水保持适宜于水生动物生长的透明度。
二、化学因子对水生动物的影响
1、溶解氧。池水中溶解氧的多与少,对鳃呼吸水生动物有着致命的影响。溶解氧对用肺呼吸的水生动物的影响相对较小。低溶氧环境不仅可使大部分水生动物(包括用肺呼吸的水生动物)食欲减退,体质下降,甚至会导致鳃呼吸水生动物窒息死亡,而且也为有害的厌氧菌提供了繁殖的条件,从而分解有机物生成硫化氢、氨等有害气体,严重时可引起水质恶化,导致水生动物中毒。每种鳃呼吸水生动物都有自己的最低溶解氧要求(即最低临界需氧量),大部分鱼类基本生长所需的溶解氧量应在5mg/L以上。一般来说,对于某种水生动物来说,水中溶解氧在适宜其生长的范围内,随着溶氧量的上升,其摄食量也逐渐加大,对饲料的利用率也会提高,生长速度也会加快,就拿鲤鱼来说,当水中溶解氧含量为7-9ml/L时的摄食量要比3-6ml/L时大一倍。当然水中的溶解氧也并不是越多越好。据报道,当水中的溶解氧达到过饱和,尤其是饱和度达到150%以上时,容易使鱼类患气泡病。
2、酸碱度。适宜于水生动物正常生长及繁殖的pH值范围一般为6.5-8.5之间,在此范围之外,水生动物摄食量减少,代谢下降,生长缓慢,甚至死亡。在弱酸性水环境中(PH5.5-6.5)的鱼类及龟、鳖类水生动物,活动力明显下降,甚至不摄食。据专家分析,酸性水可以使水生动物血液的pH值下降,削弱血液的载氧能力,使血液中的氧分压变小,造成缺氧症;而在碱性水环境中(PH8.5-9.5),鱼类的鳃有不同程度的出血现象,鳖、蛙类的表皮粘膜会遭到不同程度的灼伤。PH值对水生动物的繁殖和胚胎发育也有较大影响。在鱼类的人工繁殖中我们发现,水质中的pH值因子直接影响孵化的正常进行,在pH值大于9时,卵膜会提早溶解;当pH值小于6.5时,受精卵的卵膜软化,使卵球变形易破,失去弹性。在pH值不适宜的水环境中孵化鱼类受精卵,出苗率会大大降低,畸形率也会升高,有时甚至会造成全军覆没。在普通的中、低产池塘中,池水中的氨含量一般较低。水生动物排泄的氨被池水所稀释,同时硝化细菌将一部分氨转化为硝酸盐,因此,不会对水生动物带来多大影响。但在高度集约化养殖的池塘中,当换水不够时,氨浓度就可能会达到抑制水生动物生长的程度。氨对鳃呼吸水生动物的危害相对较大。池水中氨氮浓度过高,也会导致肺呼吸水生动物死亡(如甲鱼中毒死亡)。在水中,氨和铵离子达到动态平衡,在pH值大于7时,随着pH值的升高,无毒的铵离子会逐渐转化为有毒的氨气。要避免水生动物氨中毒,一是要在施用氮肥(尤其是施用氨水)时一定要掌握少量多次的原则;二是要增加池水的溶氧量(尤其是底层水),底层水的缺氧,使有机物发生厌氧分解产生氨,能够增加氨的积累;三是要控制水体的pH=7-8。同样,池水中的硫化氢气体对水生动物也有很强的毒性。有人通过实验证明,水中含有0.0087mg硫化氢/L时,鱼类就可能被致死。水体中所含的硫化物在酸性环境中,就可以生成硫化氢,并随着pH值的降低,硫化氢的生成量也相对增加,毒性也随之增强。因此,控制不好硫化氢的浓度,对高产、稳产十分不利。
地木耳对环境因子的响应研究 篇7
地木耳(Nostoc commune Vauch.)属蓝藻门(Cyanophyta)蓝藻纲(Cyanophyceae)段殖体目(Hormogonales)念珠藻科(Nostoceae)念珠藻属(Nostoc),原殖体为片状群体,由无数条藻丝包埋在公共胶被中形成复合体,吸水膨胀时呈橄榄绿或黑褐色,干时呈黑色形似木耳。地木耳是植物界最原始类群之一,一般生活于潮湿土壤表面、山林、山泉,小溪旁[1],夏季雨后多见,营养价值极高,是典型的高蛋白、低脂肪、低热值的绿色保健食品[2],同时又具有药性,常食用能清热解毒、凉血明目,促进新陈代谢[3]。地木耳作为固氮蓝藻,对其生长地区的氮循环和氮收支平衡也有重要的影响[4],是一种具有很大利用潜能的藻类,可作为土壤结构改良剂,紫外线的防护剂,并用来监测大气污染[5]。近年来,国内外一些学者对地木耳这一重要野生植物资源的分布、生态、生理生化、生长发育、显微结构、人工培养及天然产物生物学活性等方面做了大量的工作,取得了一定的成绩,但到目前为止大规模培养地木耳或地木耳细胞以及地木耳的生长对生态因子的响应并未有突破性进展[6,7,8,9,10]。为此,本文通过对地木耳分布区内生态环境的观察及分布地土壤因子的分析,探讨了地木耳生长对生态因子的响应,以期为地木耳的规模化栽培及科学、合理地开发地木耳资源提供理论依据。
2 材料与方法
2.1 实验材料
2007年7月开始对甘肃省各地进行考察,选择了具有代表性的、典型的地木耳群落样地24个。1、2、10、13号样地分布于庆阳镇原县境内, 3和4号样地分布于白银会宁县境内,5和6号样地分布于临夏自治州境内,7和8号样地分布于庆阳环县毛井乡境内,9号样地分布于庆阳合水县境内,11和12号样地分布于平凉静宁县境内,14和16号样地分布于庆阳宁县境内,15、17和18号样地分布于陇南西和县境内,19～24号样地分布于天水甘谷县境内(表1)。
2.2 实验方法
2.2.1 生态环境观察
选择地木耳生长状况良好的样地,仔细观察其植被种类及覆盖情况、地被物包括枯枝落叶层厚度、生长位置、分布地坡向、土壤质地及其他自然状况。
2.2.2 土壤样品的采集与加工
采样时,小心去掉地表的枯枝落叶,选定地木耳生长状况最好的20cm×20cm样方,将其内所有地木耳收集于信封中,再仔细将表层约5cm厚的土层全部采集起来。一般每点采集500g。地木耳样品采回后经自然风干在85℃下烘干至恒重称量其生物量;土壤样品采回后,先置于室内阴凉处风干,再去掉植物的残根、石块,然后磨细、过筛装袋备用。
2.3 仪器与方法
2.3.1 仪器
酸度计、半微量蒸馏器、高温电炉、分光光度计、火焰光度计、往复式振荡机。
2.3.2 指标测定方法
(1)pH值的测定:
采用电位测定法[11]。
(2)有机质含量的测定:
用重铬酸钾容量法(K2Cr2O7-H2SO4法)测定[12],此方法是建立在测定土壤有机碳的基础上,按照有机质的平均含碳量,再推算出土壤有机质的含量,即测得的含碳量乘上换算系数而得土壤有机质的值。常规的重铬酸钾容量法(外加热法)由于称样量较小,为保证样品均匀度,需用通过0.25mm筛孔的土样。
(3)全氮含量的测定:
采用半微量开氏法测定[13],全氮测定是基于将各形态氮转化为NH3后,以碱蒸馏定氮法进行。
(4)全磷含量的测定:
用HCLO4—H2SO4消煮法测定[12],在有浓硫酸存在的条件下,加热土壤样品,通过少量、多次地加入HCLO4溶液,分解土壤中的有机质和含磷矿物,消化液可以直接用于土壤全磷的测定。
(5)速效磷含量的测定:
用碳酸氢钠浸提,钼锑抗比色法测定[12],速效磷的化学测定方法是采用适当的提取剂对土壤进行直接提取,然后测定提取液中磷的含量,计算成土壤速效磷的含量。
(6)速效钾含量的测定:
用醋酸铵浸提,火焰光度法测定[13]。土壤中的水溶性钾和交换性钾能直接被植物根吸收,称为速效钾。用pH值为7的1mol/L NH4AC,提取温度以10～35℃为宜,提取时间在15min以上,提取出水溶性钾和交换性钾,在火焰光度计上直接测出钾的浓度。
2.4 数据处理方法
所有测定数据按照方法所规定的公式换算成为最终原始数据,但由于是不同量纲,本文利用每个指标的原始数据除以该指标的最大值使得所有值都在0～1之间,然后利用归一化后的数值进行数据统计和作图。
3 结果与分析
3.1 适宜地木耳生长的生态环境
通过野外观察发现,地木耳多着生于植物尤其是禾草类植物的根部附近,由于地上植被和凋落物的原因,致使生长地木耳的微环境温度、湿度较高,通气性较差。地木耳在砂土、砂壤土、壤土、粘壤土甚至于粘土上都可以生长,因此地木耳的生长应该与土壤质地无关。就坡向而言,在阳坡地木耳的生长状况较好,应该是温度对地木耳生长的影响所造成的。无论哪种环境,地木耳的生长都必需要有充足的水分,但不宜渍水。
3.2 适宜地木耳生长的土壤因子分析
适宜地木耳生长的土壤因子分析见表1。
3.2.1 土壤pH值与生物量含量的空间变化
土壤pH 值影响着许多土壤化学反应和化学过程,控制着植物和微生物所需养分的有效性,支配着化学物质在土壤中的行为,是一个重要的土壤性质。有研究表明,地木耳大多生长在中性至酸性环境中,碱性和强酸性环境都不利于其生长[2]。由表1和图1可见,所有地木耳生长的24个样地的土壤pH值都在6.16～6.85,并且地木耳的生物量与土壤pH值的相关关系并不显著。因此,在pH值6.16～6.85范围内,地木耳的生长并不具有对pH值的依赖性,地木耳应该适宜于在这种弱酸性的环境中生长。
3.2.2 土壤有机质与生物量的空间变化
土壤有机质是指土壤中含碳的有机化合物,是植物营养的主要来源之一,能促进植物生长发育,改善土壤的物理性质,促进微生物和土壤动物的活动,提高土壤的保肥性和缓冲性,还具有活化磷的作用。其含量在不同土壤中差异很大,含量高的可达20%或30%以上(如泥炭土、某些肥沃的森林土壤等),含量低的不足1%或0.5%(如荒漠土和风沙土等)。有研究表明,地木耳能够在有机质含量达250.4g/kg的地方生存,并且笔者认为地木耳之所以生长在有机质含量高的地方,是因为它需要有机质中的某些生物活性物质。由表1和图2可以看出,地木耳的生物量与土壤的有机质含量没有相关性,其有机质含量在3.0～41.7g/kg之间,平均值为12.8g/kg,说明地木耳的生长对于土壤中有机质含量的要求并不高,在含有3.0g/kg以上的土壤中,地木耳就能够正常生长,甚至还能达到很客观的产量。
3.2.3 土壤全氮含量与生物量的空间变化
氮是植物生长三要素之首,土壤中的氮素含量与植物生长直接相关,是土壤肥力的重要指标之一。土壤氮可分为有机态和无机态两大部分,二者之和称为土壤全氮,它不包括土壤空气中的氮。由于成土条件的不同,不同类型以及同一类型中的不同土壤之间,全氮含量的差异很大。我国各自然植被下的土壤表土中氮素含量范围在0.044±0.027%～0.503±0.200%之间。但是,地木耳属固氮蓝藻,自身具有固氮能力,对于土壤中氮的含量是否具有特殊要求?由表1和图3可以看出,土壤全氮含量与地木耳生物量之间并不具有相关性。24个样方的全氮含量在0.002～10.668 g/kg之间,并且在地木耳生物量比较低时,全氮的含量不稳定,有时高有时低;但在地木耳生物量较高时,全氮的含量则比较稳定,维持在0.413～1.428g/kg的水平。因此,对于地木耳这类能自身进行固氮的植物而言,过低的氮应该不会影响其生长发育,但固氮作用需要消耗大量的能量,这势必影响到光合产物的有效积累及细胞的分裂和生长,而过高的氮素也可能会限制其正常的生长发育。因此,适量无机氮源的存在对地木耳细胞的正常生长具有重要意义。
3.2.4 土壤全磷含量与生物量含量的空间变化
土壤全磷量即磷的总贮量,包括有机磷和无机磷两大类。土壤中的磷素大部分是以迟效性状态存在,因此土壤全磷含量并不能作为土壤磷素供应的指标,全磷含量高时并不意味着磷素供应充足,而全磷含量低于某一水平时,却可能意味着磷素供应不足。土壤全磷含量的高低,受土壤母质、成土作用和耕作施肥的影响很大。我国黄土母质全磷含量比较高,一般在0.57～0.70g/kg之间。由表1和图4可见,土壤全磷含量与地木耳的生物量无明显相关性,所调查的24个样地土壤全磷含量在0.487～0.618g/kg之间,因此土壤全磷含量应该不是限制地木耳生长的环境因子。
3.2.5 土壤速效磷含量与生物量含量的空间变化
磷在植物体内与其他有机物结合形成磷脂、核酸和辅酶等,也参与细胞分裂和分生组织的增长。因此,磷也是一个十分重要的生命元素。植物体内的磷来源于土壤,具体地说就是土壤速效磷。土壤速效磷是指土壤能够被植物直接吸收利用的各种形态的磷,主要包括溶解在土壤水中的磷酸盐、可交换的吸附态磷酸盐,以及少量的有机形态的磷化合物,速效磷仅占全磷很少一部分。由表1和图5可见,24个样地的土壤速效磷含量在5.50～24.92mg/kg之间,与同标准的土壤速效磷的供应指标相比,所有样品的含量等级几乎都在“高”以上[14] ,且地木耳的生物量与土壤速效磷含量没有统计学意义上的相关性,说明地木耳的生长不受速效磷含量的影响。这与王志勇等所做的适宜地木耳生长的生态环境和土壤养分分析[15]的结果是一致的。
3.2.6 土壤速效钾含量与生物量的空间变化
钾与氮、磷、硫不同,它在植物体内并不参与有机物的组成,而主要是以离子状态存在,是代谢过程中多种酶的活化剂。植物以离子态(K+)从土壤中吸收钾即速效钾,供其维持正常的生命活动。由表1和图6可见,所调查样地速效钾的含量在150～640mg/kg之间,所有样品速效钾的含量对照土壤速效钾指标均为“高”以上[16]。和速效磷一样,在该浓度范围内地木耳的生物量与速效钾含量不相关。因此,地木耳的生长不受速效钾含量的影响。
4 结语
地木耳在全国各地都有分布,资源量大,并且生命力极强,是重要野生植物资源,虽然国内外对这一丰富的天然资源研究已有不少,但到目前为止大规模培养地木耳或地木耳细胞并未有突破性进展,其主要原因是对地木耳生命活动中的许多生理特性和生长所需的环境条件没有深刻的认识。为此,本文就地木耳生长环境及分布区土壤相关含量进行了研究,结果表明,适宜的温度、较高的湿度有益于地木耳的生长,此外还要求充足的水分,但不能水渍。地木耳对土壤质地包括土壤全氮、全磷、速效钾及速效磷要求不高,在中性至酸性和有机质含量较高的土壤中生长良好。有报道指出适量的全氮有助于其体内有机物的积累,地木耳属固氮蓝藻,自身具有固氮能力,对于土壤中氮的含量是否具有特殊要求,有待进一步研究。
摘要：指出了环境因子是生命活动的重要限制因子,对生物有机体的生长发育和生理代谢具有明显的影响。对地木耳生长的环境和其分布区土壤pH值、有机质、全氮、全磷、速效磷和速效钾含量进行了研究,结果表明:地木耳适宜生存于温度和湿度较高、通气性较差的微环境中,其生长需要充足的水分,但不宜水渍;地木耳对土壤质地无特殊要求,适宜在中性至酸性和有机质含量较高的土壤中生长,而对土壤全氮、全磷、速效磷和速效钾的含量则无特殊要求。
基于环境因子的黄瓜病害预测研究 篇8
日光温室中病害的预测预报是病害管理的重要组成部分,也是有效防治和控制病害发生发展的依据,更是农业生产管理和决策的前提[1]。病害预防是降低产量损耗、减少农药施用量和生产无公害蔬菜的最佳途径。当植株生长到已有病害症状发生时,即使人们能做出准确诊断和恰如其分的治疗处理,也是一种被动的补救措施。虽然这也是非常必要的,然而此时施用农药防治效果差且易造成农药污染,致使蔬菜农药残留超标,这又是人们所不希望得到的结果。日光温室内湿度大、温度高,病害的发生和蔓延会严重影响黄瓜的产量和品质,给菜农造成经济损失。因此,正确识别诊断黄瓜病害,及时地采取得力措施防治,是提高产量、增加效益的重要措施[2]。
近年来,信息技术飞速发展,它在农业上的应用尤为广泛。影响病虫害发生流行的因素较多,包括气象条件、自然环境、农业生态条件、本身表现出的密度和非密度制约因素等。这些因素对病虫害发生流行的影响是复杂的、非线性的,因此传统的数理统计方法在对病虫害的发生流行情况进行预测应用时受到较大的限制。人工神经网络理论是一种非线性预测理论,由于它具有自组织、自学习、自适应和容错性能力,因而在模式识别和系统辨识中得到了广泛的应用[3]。人工神经网络已成为研究这一领域问题的新手段和方法[4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14]。
在神经网络模型中,前馈式的BP神经网络是一种最简单且用途广泛的人工神经网络,它适用于非线性的模式识别和分类预测问题。BP人工神经网络因具有较强的非线性拟合能力,已成为研究这一领域问题的新手段和方法。因此,本文运用BP神经网络理论和方法,建立了根据环境因子预测黄瓜常见流行病,为解决植物病害预测预报提供简便的方法。
1 黄瓜病害的环境原因
近年来,随着农业产业结构的调整,保护地栽培黄瓜的面积逐年增加,但是产量得不到明显提高[15]。气象资料统计分析,黄瓜的生长对气候有着较高的要求:在温度方面,黄瓜喜温怕寒,适宜生长温度为25～32 ℃,夜间适温为15～18 ℃;在光照方面,黄瓜比较耐弱光;在水分方面,黄瓜不喜旱,喜潮湿,要求土壤和空气有较高的湿度,最适宜的空气相对湿度为80%～90%。因此,黄瓜生长需要较高的空气湿度以及适宜的温度,不适合的温度、湿度会引起黄瓜的各种病害。由于温室特殊的气候环境和多年种植,黄瓜病害的种类、数量及为害程度都有了新的变化,防治愈来愈困难。能否采取有效措施,防治黄瓜病害已成为黄瓜能否高产的关键。
从某种意义上讲,温室大棚黄瓜生产是持续同病虫害斗争的过程。
能够准确且及时地对病虫害做出诊断,采用有效措施进行防治,往往需要在现场用较短的时间做出识别和诊断。每种病害都有它自身的特点和造成这种病害的原因。与病虫害有关的前期因子较多,而且很复杂。其中,气象因子与病虫害关系密切。不过,气象因子与病虫害的关系并非线性关系,因此用常规的数理统计方法找出气象因子与病虫害之间的某种函数关系有一定难度。病害主要有霜霉病、黑星病、细菌性角斑病、枯萎病、灰霉病、白粉病和病毒病等。黄瓜的每种病害都有自己的特点,如黄瓜黑星病又叫疮痂病,是大棚温室黄瓜的毁灭性病害,危害叶、茎、瓜、果,尤以嫩叶幼瓜生长点受害最重。它的发病环境条件以17℃左右最适合,相对湿度达90%以上。
2 BP神经网络结构及学习算法
2.1 BP神经网络的结构
BP网络(Back—Propagation network)是一种采用误差反向传播算法的ANN模型,由一个输入层、一个输出层和一个或多个隐层组成。输入层节点与输入特征一对一联接,各相邻层的节点之间单方向互联,如图1所示。
2.2 BP神经网络的算法
设网络输入为X,输入神经元有r个;权值为w,隐含层有s1个神经元,激发函数为F1;输出层内有s2个神经元,对应的激活函数为F2,输出为Y,目标矢量为T。
2.2.1 信息的正向传递
1)隐含层中,第i个神经元的输出为
2)输出层中,第k个神经元的输出为
3)定义误差函数为
2.2.2 求权值的变化及误差的反向传播
1)输出层的权值变化。
对从第i个输入到第k个输出的权值变化为
(4)
式中,
同理可得
(5)
2)隐含层权值的变化。
对从第j个输入到第i个输出的权值,其变化量为
(6)
式中,
同理可得,Δb1i=ηδij 。
3 建立B-P神经网络病害预测模型
根据造成温室黄瓜病害的环境因素条件,建立基于黄瓜病害的知识库。通过知识库建立以环境因素为输入、病害为输出的神经网络模型,来预测未来的病害。这个知识库现在大概包含10多种的病害环境条件。根据造成黄瓜病害温度、湿度的数值和病害的种类,建立B-P神经网络病害预测模型。以常见的4种病害—蔓枯病(0001)、猝倒病(0010)、枯萎病(0100)和黑星病(1000)为例,建立病害预测模型。
如果输入层、隐含层和输出层的神经元个数分别为r, q, m。则该3层网络可表示为BP(r, q, m)。本研究采用在标准结构基础上设计的BP神经网络模型,结构为BP (2, 16, 1),隐含层的激活函数使用可导函数tansig,输出层使用线性函数purelin。网络阈值和初始权值初始化为随机数。网络的训练目标为总均方差小于0.02。以MATLAB7.0作为系统仿真平台,进行建模仿真。模型训练过程如图2所示。
4 模型的模拟结果及检验
随机抽取未参加学习的、当年的10个样本进行预报,并对这个独立样本预测结果进行检验。表1给出了4种常见病的预测结果。由表1可以得到,其预测精度是令人满意的。
5 结论
1)BP人工神经网络因具有较强的非线性拟合能力,已成为研究植物病害预测这一领域问题的新手段和方法。
2)人工神经网络抗干扰能力和非线性拟合能力强,具有高度的鲁棒性,建立的网络模型稳定性好。它的应用大大提高了植物病虫害诊断和预测的精度。
3)在研究过程中发现,3层BP网络方法虽然是一种处理非线性复杂问题的有力工具,但在BP算法的学习训练过程中收敛速度较慢,而且在网络训练时会在极小点附近产生振荡,导致不收敛等问题。建议考虑采用相关算法,针对上述问题做进一步深入研究。
4)用人工神经网络进行预测时,可以根据不同植物的不同病虫害及影响因子,选择学习训练样本。因此,该方法灵活且方便。
水环境因子 篇9
关键词：猪场废水,环境污染因子,臭氧净化技术
畜禽养殖业污染已成为农业类污染中最主要的污染源[1,2,3,4]。据统计, 北京地区2013年底生猪存栏189.23万头, 出栏314.39万头, 猪场粪尿排放量约为884万t/年, 猪场废水排放量461万t/年, 猪场废水无害化治理达标率不足5%。大量养殖场废水未经任何处理而外排, 是造成我国水环境质量和农村环境质量恶化的主要成因, 并危及城乡居民饮用水安全。
猪场废水中含有大量有机物 (N、P、K、S) 、残留抗生素及致病菌、寄生虫等环境污染因子, 无害化控制较有难度。臭氧的氧化还原电位为2.07mv, 是仅次于氟的强氧化剂, 比氧、氯、二氧化氯及高锰酸钾等氧化剂的氧化还原电位都高, 成就了臭氧净化技术杀菌、氧化、脱色、除臭味等功用。本研究利用猪场废水治理工艺, 以高效环保的臭氧净化技术为主导, 对规模化猪场养殖废水中的环境污染因子进行无害化控制, 取得明显成效。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 废水收集装置
高密度聚乙烯双壁波纹管 (Φ30cm, L6m, 购自河北某塑胶制品有限公司) 、粗隔栅 (不锈钢栅网, 栅网孔20mm×20mm, 自制) 、集污池 (四围与池底为砖与水泥混砌, 容积200m3, 自制) 、沉淀池 (四围与池底为砖与水泥混砌, 容积100m3, 自制) 、净水池 (四围与池底为砖与水泥混砌, 容积300m3, 自制) 。
1.1.2 粪污固液压滤装置
粪污固液压滤机由固液压滤机主机、气动隔膜泵、空气压缩机构成。固液压滤机主机 (最大过滤工作压力1Mpa, 液压压紧工作压力22Mpa, 自制) 、压滤滤板与锦纶纤维粗滤布滤板 (过滤面积50m2, 滤板49块, 规格800×800×32mm, 滤室容积800L, 压滤周期为2d·次-1, 滤板面积1.10cm×0.48cm, 自制) 。
1.1.3 全自动反冲式石英砂过滤装置
全自动反冲式石英砂过滤罐 (Φ1200×2770mm, 流量11-13t·h-1) 、石英砂 (0.3t按粗中细三层铺垫, 冲洗2-3d·次-1, 均购自石家庄某环保科技有限公司) 。
1.1.4 臭氧发生装置
臭氧发生器 (80g·h-1) 、氧气发生器 (氧气发生量5L·min-1, 自制) 、臭氧气液混合泵 (尼可尼不锈钢臭氧气液混合泵, 过泵流量50M3·h-1、处理水量100M3·h-1, 购自天津某科技有限公司) 、不锈钢臭氧净化反应罐 (Φ1.6m, H1.4m, 自制) 。
1.2 研究方法
1.2.1 废水残留抗生素治理测定方法
(1) 检测仪器与试剂: (1) 检测仪器:Agilent 1200series高效液相色谱仪 (美国Agilent公司) 、p H计 (德国Sartorius公司) ;全自动固相萃取系统 (SPE-DEX4790, 美国Horizon Technology公司) 、HY回旋振荡器 (国华电器有限公司) 。 (2) 检测项目:磺胺-6-甲氧嘧啶 (SMM) 、磺胺嘧啶 (SD) 、环丙沙星 (CIP) 、诺氟沙星 (NOR) 、强力霉素 (DXC) 、土霉素 (OTC) 。 (3) 试剂:SMM、SD、CIP、NOR、DXC、OTC纯度I>99.9% (Sigma公司) 。 (4) 标准溶液:分别精确称取适量SMM、SD、CIP、NOR、DXC、OTC标准品, 分别以甲醇、乙腈配制成5.0g/L的标准溶液。 (5) 样品前处理:取4.0L废水样品, 4000r·min-1离心取上清液, 利用固相微萃取盘进行萃取, 洗脱液为甲醇和1.0%甲酸的混合液, 洗脱, 氮吹至干, 利用0.1%甲酸:甲醇 (7:3, V/V) 混合液定容至1.0ml。 (2) 样品采集: (1) 对固液分离后的液态废水进行臭氧技术处理前的残留抗生素样品采集检测 (处理前废水为样品1) 。 (2) 固液分离后的废水经过全自动反冲式石英砂过滤罐过滤, 滤液进入臭氧技术净化处理装置, 臭氧水浓度7.8mg·L-1, 净化处理20~30min, 收集臭氧技术净化水样品检测 (处理后净化水为样品2) 。 (3) 随机采取猪场粪污经过固液分离处理的液体为臭氧技术治理前测定样品, 随机取经过臭氧技术治理后的粪污测定样品。选择每天早中晚3个样品各1L, 混合为1个样品, 连续采集20d的样品, 测定抗生素残留, 每个样品做2个平行。分别量取1.0ml猪场粪污处理前后样品放人100ml锥形瓶中, 加入10.0ml 1.0%甲酸:甲醇 (7:3, V/V) 混合液提取, 摇床振荡2h, 4000r·min-1离心10min, 重复一次, 收集提取液, 用0.45mm有机系滤膜过滤, 待测。 (4) 对目前猪场常用的磺胺类 (SMM、SD) 、喹诺酮类 (CIP、NOR) 、四环素类 (强力霉素、土霉素) 抗生素以固相萃取-高效液相色谱 (HPLC) 法对臭氧技术处理前样品1和臭氧技术处理后样品2进行检测[8]。
1.2.2 臭氧对废水杀菌效率测定方法
(1) 菌落总数的测定:采集集污池、净水池样本, 细菌总数用平皿法进行检测。采集臭氧技术处理后废水样品制成1:10、1:100、1:1000的样品匀液。普通琼脂培养基36℃培养48h。观察记录稀释倍数和相应的菌落数量 (CFU) 。 (2) 大肠杆菌群 (MPN) 的检验:采集集污池、净水池样本, MPN用多管发酵法进行检测。采集臭氧技术处理后废水样品制成1:10、1:100、1:1000的样品匀液。 (1) 乳糖发酵试验:样品稀释后, 选择3个稀释度, 每个稀释度接种三管乳糖胆盐发酵管。36±1℃培养48±2h, 观察是否产气。 (2) 分离培养:将产气发酵管培养物转种于伊红美蓝琼脂平板上, 36±1℃培养18~24h, 观察菌落形态。 (3) 证实试验:挑取平板上的可疑菌落, 进行革兰氏染色观察。同时接种乳糖发酵管36±1℃培养24±2h, 观察产气情况。 (3) 悬液定量法定性杀菌试验: (1) 三角瓶菌悬液制备:将金黄色葡萄球菌 (ATCC6538) 、大肠杆菌 (8099) 新鲜培养物, 用含胰蛋白胨稀释液 (TPS) 配制成试验浓度菌悬液;另取枯草杆菌黑色变种 (ATCC9372) 芽孢悬液也按上述方法稀释并配制试验浓度芽孢悬液。染菌量均为9×105×106cfu·ml-1 (指标菌购于军事医学科学院消毒检测中心) 。 (2) 菌片制备:将2×2cm无菌纱布片分别侵入各菌悬液内, 淋干备用。 (3) 悬液定性杀菌:将试验菌悬液置1000ml三角瓶内, 37℃水浴5min后, 侵入并悬置臭氧技术净化罐液中, 臭氧水臭氧浓度达7.8mg·L-1, 净化处理10min, 收集臭氧技术净化后三角瓶内水样品, 取1ml作琼脂倾注培养, 于37℃培养48h, 计数菌落数并计算杀灭率。试验重复3次。 (4) 将装有菌片的不锈钢网放入臭氧浓度达7.8mg·L-1的臭氧废水中, 浸泡作用10min, 将菌片移入灭菌三角瓶内。经充分振荡洗脱, 取洗脱液进行活菌培养计数, 计算杀灭菌率。试验重复3次[9]。
12.3猪场废水治理工艺
猪场废水经过预处理系统的收集、分离、过滤进行臭氧净化技术处理, 固体粪污生物发酵、净化水循环利用[5,6,7]。猪场废水处理工艺见附图。 (1) 猪场废水收集系统:猪舍内建以粪污排泄地沟与猪舍外粪污管道收集管道系统链接, 猪场内的生产粪污、生活废水及雨水收集至乙烯双壁波纹排污管道, 粗格栅与废水水平面倾角45°倾斜安装在粪污进入集污池的渠道, 经过2级隔栅网拦截粪污中较大漂浮物, 废水流入集污池沉淀。收集经过粗过滤的猪舍粪污、生活废水及雨水, 粪污停留时间为2~3d。 (2) 粪污固液分离系统:以气动隔膜泵将集污池的粪污吸抽至粪污固液压滤机进行粪污的固液分离, 分离后的固体粪污与在猪舍内清扫收集的粪便一同进行生物发酵处理;分离后的废水进入沉淀池。 (3) 废水过滤系统:沉淀池内废水吸抽至全自动反冲式石英砂过滤罐过滤处理。 (4) 臭氧净化技术系统:石英砂过滤罐过滤处理后的液体进入臭氧净化罐进行臭氧净化技术处理, 净化水进入净水池。 (5) 粪污无害化利用系统:固液分离获得的固体粪污与在猪舍内干清粪一同进行生物发酵处理;净化处理的净化池水循环利用。
2 结果
2.1 废水残留抗生素治理效率
臭氧技术处理前样品1和臭氧技术处理后样品2进行SMM、SD、CIP、NOR、DXC、OTC抗生素检测结果见表1。
猪场粪污进行固液分离及过滤系统处理后的污水经过臭氧水浓度7.8mg·L-1作用20-30min净化处理, 废水残留抗生素降解效率SMM97.37%、SD96.33%、CIP97.52%、NOR95.46%、DXC94.57%、OTC93.81%。
2.2 废水杀毒灭菌治理效率
2.2.1 菌落总数、MPN检测结果猪场粪污细菌总数与肠菌群臭氧净化效率见表2。
猪场粪污细菌总数与大肠菌群经过臭氧水浓度7.8mg·L-1作用10min的净化处理, 处理效率近于100%。出水低于GB/T18596-2003《畜禽养殖业污染物排放标准》中要求。
2.2.2 定性杀菌效率臭氧技术净化猪场粪污定性杀菌效率见表3。
三角瓶菌悬液和菌片在臭氧净化反应罐内, 臭氧水浓度7.8mg·L-1作用10min, 对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草杆菌黑色变种芽胞杀灭效率均为100%。
3 讨论与结论
(1) 在研究分析猪场废水的20个样品中, SMM等6种抗生素残留量在113.11~732.11μg·L-1不等, 残留量高于丁佳丽[10]等研究结果;废水细菌总数x=7.3×105cfu·ml-1, MPN x=3.4×105cfu·ml-1, 定性杀菌试验废水三角瓶菌悬液方法大肠杆菌 (8099) 5.7×108cfu·ml-1、金黄色葡萄球菌 (ATCC6538) 6.2×108cfu·ml-1及枯草杆菌黑色变种芽胞 (ATCC 9372) 4.3×108cfu·ml-1, 均高于《畜禽养殖业污染物排放标准》。检测结果表明:猪场废水环境污染因子有有机污染物 (氨氮、总磷、总氮、CODcr等) 、重金属 (砷、铜、铁、锰等) [11], 抗生素残留与致病菌的排放已经成为重要环境污染因子。 (2) 猪场产生的废水固液混杂、难降解有机物含量高, 残留抗生素、病原微生物等环境污染因子治理难度大, 常规活性污泥等处理工艺难以实现达标排放。臭氧技术氧化净化能力强、残留少、成本低及操作便利等独特优势成为治理猪场废水的热点。研究结果表明:以臭氧净化技术工艺, 臭氧水浓度7.8mg/L作用10~30min的净化处理, 对残留抗生素、病原微生物等治理效率明显, 出水低于GB/T18596-2003《畜禽养殖业污染物排放标准》中要求。 (3) 在世界范围内, 抗生素总产量的约70%用于畜牧业, 尽管目前欧盟已禁止饲料抗生素的使用, 但在20世纪末时, 其每年抗生素的消耗量仍达到5000t。目前, 我国已有17种抗生素、抗氧化剂和激素类药物和11种抗菌剂作为饲料添加剂用于饲喂畜禽。刘向明[12]等对猪粪中多拉菌素残留的研究表明, 多拉菌素颈部肌肉注射300μg·kg-1, 28d的粪便内仍有约12μg·kg-1药物排出;如盐霉素在粪便中的降解主要是微生物降解, 一些抗生素的代谢物可重新转变为活性物质, 研究表明液体肥料中氯霉素糖苷酸可重新转变为氯霉素。所以, 抗生素的二次合成给环境带来的潜在风险也应当引起重视。研究结果表明:经过臭氧水浓度7.8mg·L-1作用20~30min净化处理, 废水残留抗生素降解效率93.81%~97.52%, 治理效率明显。 (4) 在养殖场产生的废水中, 存在大量随畜禽粪便和尿液排出的细菌、病毒等病原微生物, 其中有些病原细菌或病毒可以随污水在自然界中存活很长时间, 污水直接回用, 会增加病原微生物引发动物疫病和人畜共患病的风险, 对畜禽和人类的健康存在极大的威胁。研究结果表明:猪场粪污细菌总数、大肠菌群、特定大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草杆菌黑色变种芽胞, 经过臭氧水浓度7.8mg·L-1作用10min的臭氧技术净化处理, 灭菌效率近于100%, 说明臭氧水对病原菌有快速、高效杀灭作用。
参考文献
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利用环境因子预测落叶松毛虫发生 篇10
1 松毛虫种群数量消长规律
松毛虫种群数量的消长变化与松毛虫的遗传特性和自然环境密切相关,尤以松毛虫的遗传特性起主导作用。
1.1 松毛虫的繁殖速率繁殖速率公式:P=e×fm+f
据观察松毛虫在常年其性比基本保持一致,一般为1:1,从而p=0.5e,而松毛虫平均产卵量(e)为200粒,故p=100。如果性比发生变化,雌性增多或产卵量时,p值增大,破坏了平衡,导致松毛虫有大发生的可能。但一般情况下繁殖速率不能代表松毛虫数量增加,实际增长量往往要小,所以求算自然增殖率是非常必要的。
1.2 松毛虫种群活动性
落叶松毛虫一般活动在东北三省的落叶松林区,根据我们20多年的观察,扩散性是比较大的,没有迁飞现象。我市松毛虫曾有三次大发生,但就其种群数量变化来看,不是突变。从羽化后的成虫卵巢发育程度看,羽化后就基本成熟,所以成虫羽化后即进行交尾产卵。
1.3 松毛虫死亡率
引起松毛虫死亡的因子很多,但主要来自外界环境因子,在这里松毛虫的遗传性虽然起主导作用,但也不可低估环境因子对松毛虫的抑制作用。
1.4 气象因子对松毛虫的影响
昆虫对气象因子特别是对温、湿度的反映是比较明显的,而且有一定的要求范围,在适温范围内温度高低影响其发育进度。高温,低湿有利于松毛虫发生发展。
1.5 因子对松毛虫的影响
落叶松毛虫食性比较单一,大面积落叶松纯林有利于松毛虫发生,加速松毛虫种群数量的增加,而混交林则相反。
综上所述,从松毛虫种群数量的消长规律来看,过去的所谓周期性大发生规律并不完全正确。20a的研究证明:松毛虫种群数量的消长与松毛虫内在的松毛虫有利,而对松毛虫天敌有利时即可激发松毛虫遗传特性中的潜在因素,使松毛虫大发生;天气干旱使落叶松针含水量减少,细胞质浓缩,单位体积养分含量提高,使松毛虫获得了丰富的养料,促进了松毛虫健康发育,同时增加了抗性,特别促进了性比变化,雌性个体变大,卵巢发育完善,产卵量增加,而对那些需要低温、高湿的真菌、细菌性病原生物的发生发展受到阻碍,从而间接助长了松毛虫的发育,导致松毛虫大发生。
2 松毛虫发生量的预测预报
2.1 准确掌握松毛虫种群基数落叶松毛虫种群密度的消长曲
线为类似抛物线型,即落叶松毛虫生长一世代中密度最大时期为七月中旬(卵期),春、秋两季较少。所谓密度就是种群基数,即各虫期的虫口密度。调查这些基数时,我们根据分布型理论,常年落叶松毛虫的分布型为聚集分布,故采取调查的标准地面积小,而标准地块数增加多的方法来及时发现虫源地。
2.1.1 松毛虫产卵量调查。松毛虫产卵量的满意答案来源于实
地调查和理论推算。由于松毛虫卵基本分布于下层树冠的细枝或叶丛上,呈葡萄块状,容易辨认。根据前查卵块数推算平均每株卵量。
2.1.2 松毛虫幼虫期密度调查。松毛虫幼虫期密度调查时过去
常常用振落法,但由于有的树龄较大,树干高大,不宜振落幼虫,降低了调查准确度。为了提高调查精度,我们于2004年4月7日在平房林场调查。
实际调查:在标准地内,松毛虫上树后,用振落法调查20株落叶松,共有116条,平均5.5条/株,与模式调查数据相同。
2.2 发生量预报提高预报水平,做出准确预报是确定防治与否的重要依据,也是采取合理防治措施的重要保证。
在松毛虫种群量发生变化的因子中,虽然松毛虫的遗传特性起主导作用,但气象等外界因子也左右着种群数量的变化。在分析方正县近20a的气象资料与松毛虫发生量间的相关性时,我们根据预报因子和预报量因子的距平符号(进行后4a的动态预报),查符号检验表(n=18,p=0.25,a=5)以下的气象作为预报因子,也就是预报因子和预报量因子间符号不同个数少于5时就认为有相关性(符号相同个数少于5就认为正相关,符号不同个数少于5就认为负相关),故选取了X1-1月份极高温度,X2-7月份平均温度,X3-7月份极低温度,X4-8月份降水量,X5-11月份降水量5个预报因子,以进行动态预测,即预测松毛虫后4a中发生发展情况。利用单项百分率法分别计算正贡献和负贡献时的频率,令资料数为n,预报因子正距平的个数为I,预报量正距平均的个数为k,在预报因子正距平的I年中,对应于预报量有j个正距平,则因子正距平对应预报量也是正距平的频率和因子负距平对应预报量正距平的频率。
由于我们在松毛虫管理中加强了测报工作,采取了有力可行防治措施,16a来松毛虫密度控制在5条/株以下,确保了人工林的健康生长。
3 结论
利用环境因子应用距平符号法预测森林病虫害的发生量是否比历年平均数偏重或偏轻的预报方法,经过8a的实际应用,预测松毛虫发生的准确率达到了100%(松毛虫历年平均发生量为13条/株,大于13条为偏重否则偏轻);基本满足了防治工作的需要。这种方法简单,容易掌握,准确率高,适合在基层单位推广使用。
摘要：松毛虫种群数量的消长变化与其内在遗传特性和自然环境密切相关,环境因子也是影响种群数量变化的重要因素。为准确掌握松毛虫种群基数,做好预测预报,用气象等环境因子与松毛虫发生量的关系,应用距平符号法进行松毛虫动态预测,收到良好效果。
关键词：环境因子,松毛虫,种群基数,预测预报
参考文献
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[2]朱伯承.统计天气预报[M].上海:上海科学出版社,1991.
水环境因子 篇11
摘要：额济纳平原生态环境退化的发生、发展过程中，极端干旱多风气候因素起着主控作用。典型的干旱荒漠气候及地质地貌条件是额济纳平原生态环境退化的动力条件和物质基础。人为地破坏自然植被，并影响河流来水量，导致水源减少成为额济纳平原环境退化的根本原因。
关键词：额济纳；包气带；植物；土壤；生态环境
1. 植被生长环境条件
影响额济纳平原植物生长发育的因素主要有气候、包气带土壤水分条件、包气带土壤岩性和含盐量、水文及水文地质条件等。
1.1 气候因素
额济纳平原深居内陆腹地，为典型的大陆性气候，夏季酷热，冬季严寒，降水稀少，蒸发强烈，温差大。多年平均降水量38.2mm，年内降水量60%～70%集中在七至九月，一次降雨在10mm以上者甚少；多年平均蒸发量3653mm，是降水量的95.6倍左右；多年平均气温为8.2℃，最高为42.2℃，最低为-36.4℃；年均绝对湿度为4.2mb，相对湿度32%～35%；风大沙多，年均风速4.2m/s，最大风速15.0m/s。这种极端干旱的气候条件，对植物的生长非常不利，植物生长所需水分主要靠黑河中游来水的灌溉和地下水两方面，降雨对植物生长的影响微乎其微。风沙的强烈吹蚀，使土壤中植物根系裸露，造成植物吸收水分困难；风沙同时也埋压植物，使其难以正常生长。
1.2 包气带土壤水分条件
地下水面以上，岩石孔隙中没有充满水，包含有空气，称为包气带。在包气带中，水分以支持毛细水、悬挂毛细水、孔角毛细水及结合水的形式存在，包气带水直接影响着植物的生长和其他生态环境，实际上真正能够被植物根系吸收利用的只有毛细水。
根据野外采样测定包气带土壤含水量分析，以及在不同类型植物和无植被的荒漠戈壁区所进行的土壤水基质专门观测结果表明，额济纳平原区包气带水分具有如下特征：
1.2.1 包气带水分在不同地貌单元上存在显著差异，一般情况下沿河细土地带与古日乃湖盆洼地中，土壤含水量较高，为1.69%～20.43%，戈壁地带含水量很低，一般<3%，沙丘含水量最低，一般<1%。
1.2.2 相同的土壤，包气带水分垂向上的变化规律呈现由上到下渐增的趋势，接近潜水位时，含水量趋于饱和状态；沿河边包气带土壤在接受河水入渗补给量时，其含水量呈现上下大，中间小的形式。
1.2.3 包气带土壤含水量的分布与土壤的组合特征有关，岩性结构单一的均质剖面中，从潜水面到地表，土壤含水量由大到小的变化是相对连续的；在岩性相差较大的非均质剖面中，在岩性变化的地方，含水量也会发生较大的变化。
1.2.4 在植物根系主要发育深度段，土壤含水量的大小随植物生长季节而变化，其含水量的历时变化规律是：5月～8月，含水量由大到小再到大，一般8月底含水量达到一年内的最小值，9月～10月含水量又向增大的方向变化。
1.2.5 不同的土壤岩性，其水分状况也存在很大差别，在地表以下2.0m的土层范围内，土壤平均含水量：中粗砂、砂砾石为0.30%～3.00%；细砂、粉细砂为0.5%～20%；粘性土为3%～20.43%。
包气带水分条件的好坏直接影响植被生长状况和分布。野外调查统计得知，生长好的植被一般都分布在接受河水补给或灌溉比较容易的沿河细土地带和部分湖盆洼地中，这些地区的包气带只要河流来水，均能得到较充足河水补给。同时，沿河地带地下水位埋深较浅，蒸发作用强烈，地下水能源源不断地补充包气带，所以包气带含水量较高，植物生长也较好，如额济纳旗县城以东，八道桥以西，吉日格郎图苏木与苏古淖苏木之间，老中幼各龄乔灌木都生长良好，是工作区植被生长最好的地区。但在赛汗桃来以北的西河沿河细土地带尤其是河流西岸，这一带由于经常得不到河水灌溉，包气带土壤含水量远低于东河，植被生长状况普遍较差，地面草场稀疏干枯，甚至死亡。赛汗桃来以西的西戈壁，两河之间的中戈壁以及东戈壁，包气带含水量很低，只有零星分布耐旱植物，如梭梭、麻黄等生长在戈壁洼地中。
1.3 包气带岩性
额济纳平原区土壤母质组成为冲洪积、湖积和风积的松散物质，物质来源除风积沙及山前洪积物外，均由黑河从南部搬运而来，形成的土壤多为缺乏有机质而富含盐分的含砾荒漠砂质土、灰棕漠土及盐化草甸土等。平原南部以及平原北部国境线一带，地下水多深藏于砂砾石土中，缺少水分，不宜植物生长；平原区中北部水位浅藏，地表砾石厚度薄，下部多为疏松的细砂、亚砂土，结构松散，较易于保存水分，有利于植物生长；沿河细土地带与湖盆细土地带，水位浅藏，土层由亚粘土、亚砂、粉细砂及细砂等细颗粒物质组成，结构松散，土质较肥沃，是植物生长发育的良好场所。
1.3.1 不同的植物类型具有不同的生长土壤
胡杨一般生长在沿河细土地带，红柳、芨芨草等多生长在沿河细土地带与湖积平原地带中，岩性主要为亚砂土；白刺、骆驼刺生长在地下水位浅埋的盐渍化土壤中；梭梭、沙杨枣等生长在砂质、砂壤、砂砾质和砾质物质组成的广大戈壁平原上；土质疏松的沙丘上主要生长梭梭、红砂河米等植物。
1.3.2 包气带的岩性组合特征与植物生长密切相关
在地下水位相同的情况下，植物生长状况主要取决于包气带的岩性及其组合特征。
（1）由潜水面到地表，包气带岩性组合为砂性土——粘性土的剖面，在地下水位埋深一定的情况下，土壤的含水量相对较高。这种剖面的岩性组合特征较为单一，土壤含水量的变化相对不大，有利于植物的生长。
（2）由潜水面到地表，包气带岩性组合为砂性土——粘性土——砂性土——粘性土的剖面，在地下水位埋深4.0m的情况下，位于地表以下0.8m～1.5m的砂层，其下粘性土的含水量为15%，而其上的粘土层含水量仅为7%，这样的岩性组合，其土壤含水量的分布不利于植物的生长，所以该剖面所在地段的红柳生长就差。
（3）由潜水面到地表，包气带岩性组合为粘性土——砂性土或砂砾石的剖面，其上部粗颗粒地层的含水量一般都很小，植物难以生长。位于额济纳旗县城以西4km处的荒漠戈壁中的剖面，地表以下砂砾石层厚度为1m，其下含水量为5%，而其他剖面相同深度内的土壤含水量都在10%以上，这就是此剖面段不生长植被的原因。广大的戈壁滩上，其包气带岩性组合基本上都是这种类型，所以大部分戈壁上一般不生长植被。
1.4 包气带土壤盐分
包气带土壤盐分的组成及含量对植物的生长起着一定的抑制作用，并在植物生长发育状态上表现出来，不同的植物耐盐碱的程度也有差异，植物必然生长在其适宜的盐分范围的土壤中（见表1），当土壤中的含盐量超过该范围时，植物就会枯萎、死亡，而被另一种适宜该盐分含量的植物所代替。
1.5 水文及水文地质条件的影响
额济纳河在工作区内流程约240km，由南向北在三角洲上又分为19支，向下径流。额济纳河每年一般来水两次，分为冬水期和洪水期，河流年径流量呈逐年减少趋势（见表2）。地表水在时空分布上的不均匀性，造成河水对地下水的入渗补给显得极不稳定，而且时间短暂，在植物生长最需要水分的季节（3月～7月）都没有河水。地表水的这种来水特征，使得平原绿洲区植物的生长发育所需水分主要依靠地下水来维持。然而，地表水（包括灌溉水）的入渗是本区地下水（包括包气带水）的主要补给来源，所以归根到底，地表径流的变化对本区植物生长起着决定性的作用。
前已述及，植物的生长是靠包气带土壤供给水分的，包气带水分条件的好坏主要取决于水分的补给状况，在沿河绿洲和湖盆绿洲地带，包气带水分主要为季节性河流的入渗补给和地下水的毛细补给；广大的戈壁平原与沙丘地带，则主要是凝结水的补给。
由于本区植物主要是吸收利用包气带中的毛细水维持其生长，至于毛细水能否被植物吸收利用，则主要取决于地下水位的埋藏深度和植物根系的下潜深度，当植物根系深度能够到达毛细水上升高度的范围，则植物可通过吸收毛细水的持续补给而正常生长，如果植物根系深度达不到毛细水上升高度的范围时，植物根系就得不到足够的水分而出现枯萎，甚至死亡。据调查，工作区80%的植被都生长在水位埋深<5.0m的地带。
1.6 其他因素
影响植被生长发育的其他因素包括人为因素、虫害等。
1.6.1 人为因素
人为因素的破坏主要表现在过度载畜、樵采、滥伐、采挖药材四个方面。工作区，牧民樵采乔灌木做燃料，伐取乔木修房、围栏、砌井；采挖药材，破坏梭梭根部，致使梭梭根部裸露干枯；部分地区过渡载畜，致使胡杨、红柳、梭梭林幼苗被吞食，造成后继乏苗，成片林木变为荒滩。
1.6.2 虫害
气候干旱缺水导致本区虫灾泛滥，胡杨天幕毛虫（象鼻虫）、柽柳条叶甲（金花早），是危害最严重的害虫。
综上所述，影响本区植被生长发育的因素很多，气候的极度干旱，河流来水量的减少，地下水位下降引起的土壤干旱化，是植被衰退的根本原因，而人为破坏，虫害等是加速植被退化的重要影响因素。
2. 土壤盐渍化与土地旱化、沙化
2.1 土壤盐渍化
工作区土壤盐渍化主要发生在一些径流不畅的由细粒土组成的湖盆洼地中，如古日乃盆地与嘎顺淖尔湖盆等大型湖盆，以及一些小型洼地。这些湖盆洼地地下水的共同特征是，水位埋深浅，径流不畅或径流受阻，在强烈的蒸发作用影响下，地下水通过毛细上升蒸发，盐分累积于土壤层中，便导致土壤的盐渍化。
土壤含盐量的大小与地下水位埋深、包气带岩性、地下径流条件的关系密切，在远离河岸和湖盆洼地的戈壁地带以及河流的上游，由于潜水埋深大，岩性较粗，地下径流较强，往往不发生盐渍化，在沿河的细土地带，由于地表水将土壤中的盐分溶解并淋洗到地下水中排走，一般只发生轻微的盐渍化。
2.2 土地旱化
土地旱化的最直接原因是河流来水量的减少导致区域性地下水位的下降，造成包气带土壤处于极度干燥状态。
2.3 土地沙化
在无植被覆盖区，土地发生沙化是由土地旱化造成的。
在植被覆盖区，土地发生沙化是由地下水位下降，植被死亡，地面裸露，沉积物遭受吹蚀所造成的。
额济纳地区，地理位置远离海洋，干旱少雨，风沙大，日照强烈，缺水，且植被分散稀疏，覆盖率很低，淤沙沉积导致额济纳河流泛滥，形成众多的古河道、大面积的冲洪积平原，沙物质来源丰富，这些都是土地沙化的自然因素。
本区土地沙化，与自然条件密切相关，人类活动也是主要原因。
水环境因子 篇12
1 酒店室内居住环境影响因子分析
目前, 许多酒店在室内环境设计方面先天存在着一系列影响人体健康的生态环境问题, 比如酒店室内环境相对封闭、空气流通差, 室内服务性电气设备过多等等, 这都对居留在酒店人员的健康带来潜在的危害。我国酒店业要想对室内环境进行有的放矢的改善, 必须参照“国家室内环境及室内环保产品质量监督检验中心”颁布的室内环境检测项目、国家旅游局制订的“星级饭店评定标准”进行设计、装修, 对存在严重问题的酒店定期检测和整改。
1.1 酒店室内环境污染源
酒店室内污染物的来源分为:物理污染、化学污染、生物污染。物理污染是指影响环境的光、音、电磁、放射性等方面的污染, 如相邻施工场所发出的、透过墙壁和玻璃进入室内的噪声等。化学污染是由于化学物质进入环境后造成的环境污染, 这些化学物质分为有机物和无机物, 它们大多是由人类活动产生或是人工制造的产品。生物污染是由可导致人体疾病的各种生物特别是寄生虫、细菌和病毒等引起的环境和食品的污染。由于酒店的运行环境是人们日常生活的缩影, 生活中存在的污染源在酒店中都有不同程度的存在。这些污染源构成了影响酒店室内环境的重要因子。
1.2 酒店室内空气质量影响因子
室内空气质量与人体健康息息相关, 环保专家已将“室内空气污染”列为继“煤烟型”、“光化学烟雾型”污染之后的第三代空气污染问题。我国第一部《室内空气质量标准》明确提出“室内空气应无毒、无害、无异常嗅味”的要求。标准规定控制的化学性污染物质不仅包括人们熟悉的甲醛、苯、氨、氧等污染物质, 还有可吸入颗粒物、二氧化碳、二氧化硫等13项化学性污染物质。国家标准《旅游饭店星级的划分与评定》规定:高星级饭店室内温度夏季控制在24~28度, 冬季为16~22度, 相对湿度夏季为45%~50%, 冬季为50%~55%, 饭店公共区域与客房温差控制在5度。如果酒店室内环境达不到上述标准, 不仅影响宾客的满意度, 还会影响宾客和员工的身心健康。
1.3 酒店室内棉织品质量影响因子
酒店棉织品产品质量和洗涤质量的管理, 一方面, 体现了酒店的服务质量、管理水平、窗口形象乃至经济效益;另一方面, 还关系到宾客的人身健康及经济利益。中华人民共和国星级饭店客房客用品质量与配备要求 (LB/T003-1996) , 对不同等级的星级酒店在棉织品配备方面有不同等级的要求。同时, 色彩是酒店室内环境设计的灵魂, 棉织品的色彩与房间风格的搭配对室内设计的空间感、舒适度、环境气氛、使用效率, 对人的生理和心理均有很大的影响。棉织品的浆洗、柔软度、洗涤剂残留情况、色泽、格调是影响宾客休憩的一个重要因子之一。洗涤后的棉织品的检测指标如PH值、甲醛含量、异味等如不合格, 都会影响宾客的身心健康。
1.4 酒店室内设备质量影响因子
酒店室内设备通常包括照明类设备 (主要包括各种灯具) , 冷暖与安全类设备 (主要包括中央空调、贵重物品保险箱等) , 通讯类设备 (主要包括电话、互联网接口等) , 家具类设备 (主要包括床、写字台等) , 电器类设备 (主要包括电视、冰箱等) , 卫生间设备 (主要包括给排水设施、盥洗设施等) 。这些设备的科学配置、利用与管理, 直接关系到酒店的服务质量, 进而影响宾客的满意度。
1.5 酒店室内噪音影响因子
国内酒店在室内噪音控制方面往往不尽如人意。从酒店室内噪音的来源看, 主要有以下几种: (1) 城市交通噪音; (2) 城市建筑噪音; (3) 社会生活和公共场所噪音; (4) 室内设备噪音。这些都构成了酒店室内噪音的主要污染来源。
影响酒店室内居住环境质量的因子还有很多, 需进行系统化的分析。基于这些影响因子的存在, 酒店方面应建立系统的应对措施, 以保证入住酒店宾客的身心健康和对酒店服务质量满意度。
2 改善酒店室内环境质量的对策
酒店营造室内安全、舒适的环境是一项细致而周密的系统工程, 它不仅有赖于酒店管理人员对影响室内环境健康因子的认知, 而且依赖于社会文明程度的提高和科技的进步。酒店方面应该从筹建开始依靠科学发展观指导, 引入绿色设计理念, 要求设计师在对室内环境进行设计时, 必须对资源进行有效利用, 为人们创造舒适、安全的居住和办公环境。
2.1 树立科学发展观, 环境设计引入环保低碳意识
科学的发展观要求酒店的发展与环境的保护相适应, 只有酒店业主、各级管理人员和员工树立了科学的发展观念, 对酒店内外部的自然环境予以高度重视, 才能在微观方面创造出适合宾客居住和酒店员工开展优质服务的硬件平台。具体在操作层面上, 以全面质量管理体系为指导, 成立组织, 建章立制, 指导酒店全面改善室内居住环境, 为客人提供安全、友好、环保的家外之家。
2.2 建立酒店室内环境质量管理体系
在酒店全面质量管理体系下, 酒店质量管理组织可以按照计划、实施、检查、改进 (PDCA) 的质量管理模式, 建立一种依靠筹建前进行环境因素风险评估, 运营中通过系统化、程序化、科学化和全员化的环境管控机制营造酒店室内舒适环境, 通过科技进步和管理进步不断地提高和改进酒店的室内环境质量。
2.3 清除污染源
在应对物理污染源方面, 酒店筹建之初, 需要选择噪声小、绿化好的地段, 尽量远离交通主干线等易产生噪声和强光的区域。设计时, 引入绿色室内设计理念, 尽可能考虑到自然通风和多利用自然光线。在应对化学污染方面, 装修时需要选用绿色建材和环保材料。装潢完成后, 酒店不要立即运营, 要多开窗通风, 开窗通风不仅能降低空气中甲醛、苯等含量, 同时能将空气中的微生物吹走。在应对生物污染方面, 需要在日常工作中时刻关注酒店室内环境监测和个人卫生, 及时处理易腐烂、易发霉的物品, 对易产生细菌的地方和病虫害的地方 (如厨房、餐厅、客厅、卧室等) 进行定期消毒和灭杀等。
2.4 营造和改善酒店室内空气品质
酒店室内空气质量要从酒店房间筹建设计开始抓起, 注意每个房间能够自然通风换气, 能引入自然光线杀菌消毒。生物污染是影响室内空气品质的另一个重要因素, 它能引起如各种呼吸道传染病、哮喘、建筑物综合症等各种疾病。比如隐藏在空调制冷装置中的军团菌, 被人体吸入后会出现上呼吸道感染及发热的症状。因此, 中央空调设备必须进行定期消毒。可以采取在新风入口处装设粗效过滤器, 在风道内设高效过滤器和安装能杀死气流中大部分生物及细菌的紫外线管来避免中央空调设备内的微生物污染。
2.5 配备高质量的棉织品并采用科学的洗涤工艺
高质量、与房间设计风格配套的棉织品不仅能提高客人的愉悦感和改善睡眠, 也能保证客人的身心健康。目前, 高星级酒店棉织品的配备在旅标 (LB/T003-1996) 的质量控制范围内, 更加注重色彩、款式和房间的搭配。但星级酒店在棉织品在购买和洗涤方面还存在很多问题。购买环节, 酒店最好采购使用生态工艺制成的棉织品。洗涤环节, 解决问题的关键在于棉织品清洗时要采用对人体副作用小、易漂洗的洗涤剂。绿色饭店有关洗涤制度的推广, 既能减少棉织品的洗涤次数, 延长棉织品是使用寿命, 又可以减少洗涤剂对环境的破坏。
2.6 创造绿色室内声环境
室内声音环境会严重影响宾客的休憩, 酒店一定要予以重视。创造绿色室内声环境的成直接经济损失主要办法如下:
第一, 采用低噪声的电器设备和合理设计给排水设施。
第二, 安装隔音门、窗, 必要时采用双层玻璃。
第三, 房间的装饰应合理地选用一些消音材料, 如隔音窗帘、原木家具等。
第四, 引入室内绿化设计。绿色植物不仅有美化环境的作用, 还具有良好的吸收辐射、阻挡阳光、过滤噪音等作用。植物这些独特的优点既能起到生态美学方面的作用又可以形成健康的室内环境。
第五, 多用布艺装饰和软性装饰。其中, 布艺产品具有一定的吸音效果。
第六, 高星级酒店应通过科技手段, 营造客人愉悦的声音和嗅觉环境。众所周知, 自然界的雨雪风霜、鸟语花香均可以给人带来精神的愉悦。硬件设备高端的酒店, 直接可以在房间人工设计这些微环境 (绿色植物、流水、负氧离子、花草甚至是泥土的芬芳) 。
所有这些, 都会给客人带来新的体验和身心的愉悦, 对酒店营销和提供优质服务大有裨益。
3 结论
需要指出的是, 酒店健康室内环境的营造是一项系统工程, 酒店管理方如果不能立足于系统层面全方位地来改善室内健康环境的影响因子, 那么, 应对这些影响因子的任何单一的手段都是局部的、不完善的。只有在质量体系的引导下, 科学的设计, 精心的管理, 不断地提升软件服务和硬件设施, 才能有效地保证酒店室内居住环境的安全、舒适, 给宾客和酒店员工提供一个满意的休憩和工作环境。
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