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气候风险指数干旱_气候风险怎么分析

tamoadmin 2024-08-14
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1.呃呃尼诺现象对股市有什么影响

2.求关于海洋生物学的论文如:海洋环境恶化与生态修复

3.从宇宙拍摄:初创企业通过卫星实现野火早期探测

4.生态系统的作用

5.2008世界卫生日的主题是什么

气候风险指数干旱_气候风险怎么分析

问题一:地球植被是什么?工业的粮食工业的血液,生命之源。 生命之源指海洋,因为生命起源于海洋;地球的血液指石油,因为石油是液体,这样在地下有利地下能量的对流,使地下减少能(脓)包的产生。

问题二:为什么说煤是“工业粮食”? 工业的粮食-煤

来源:学生百科图书 类别:阅读 发布时间:05-17

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人类发现煤的历史相当长, 我国是世界上最早用煤作燃料的国家.远在 3000 多年前, 我们的祖先就已开始煤, 并用这种”黑石”来取暖、烧水煮饭了.在汉唐时代, 就已经建立了手工煤炭业, 煤在冶铸金属(利用热能)方面得到了广泛的应用.可这时, 世界上的大多数国家还不知道煤是什么东西呢! 煤在古代除了叫黑石之外, 还有其他许多名称.如石涅啦, 黑金啦, 石墨啦, 石炭啦, 等等都是.

那么, 煤又是怎样形成的呢?

人类发现和使用煤炭, 虽然已有3000 多年的历史了, 但煤是怎样生成的, 却是近几百年来才逐步弄清的.

煤是由植物变来的, 这已是我们谁也不会怀疑的事实.但煤里面的热能是从哪里来的呢? 这就需要从植物说起了.

原来, 绿色植物中的叶绿素, 能够从空气中吸收二氧化碳, 同时吸收太阳光;依靠太阳光的能量, 把根部送来的水分解, 放出氧气, 而把氢气同二氧化碳发生一系列的复杂的化学反应, 变成为植物生存所必需的物质――各种各样的糖类.这个奇妙的过程就是我们通常所说的”光合作用”, 正因为有了光合作用, 植物才会越长越高.那么, 绿油油的树枝、粗大的树干, 是怎么变成黑色的像石头一样的煤呢?

早在远古时代, 地球上还没有人类.气候比现在也要温暖湿润得多, 因而地面上到处生长着茂密高大的造煤植物.特别是在海边和内陆湖沼地带, 由於这里终年积水, 营养丰富, 植物尤其茂盛.一开始, 这些地方生长着的植物并不高大, 但随着植物不断地生长和死亡, 这些植物的遗体越堆越多, 使得水越来越浅, 养料也越来越丰富.最后, 这些地方发育了高大茂密的森林.

森林一批批生长, 又一批批地死亡.经过许多次的不断反复之后, 植物遗体在这些地方越堆越多.在细菌的作用下, 植物的遗体最终变成一种黑褐色或褐色的淤泥状物质――泥炭.由植物遗体变成泥炭, 我们把这一变化过程叫”泥炭化阶段”, 它是煤即将形成的前奏.

如果地球的表面和地壳真是永远不变的话, 即使有了很多的植物遗体, 煤仍是无法形成的.但我们知道, 地球的表面从来没有安静过, 常常发生频繁的地壳运动.

如果地壳上升了, 低洼的地方变成平地甚至高山, 由於水分减少, 植物将生长得少而慢, 一般是无法形成煤的.

如果地壳下降了, 而且下降得很快的话, 特别是当地壳下降的速度超过植物遗体堆积的速度时, 植物由於水太深而无法继续生长下去, 那么, 煤同样也是难以形成的.

只有当地壳缓慢地下降时, 植物才能不断地生长和死亡, 泥炭层也才能不断地形成和加厚.而且有可能形成很厚的煤层.

如果这里的地壳反复地上升和下降, 则有可能形成许多煤层.在浅海和内陆湖沼, 由於地壳下降, 泥炭层会被陆地上的河流带来的泥沙掩埋, 而且随着地壳的不断下降, 覆盖在泥炭层上的泥沙会越来越厚, 泥炭层会被掩埋得越来越深.这些被掩埋的植物遗体, 经过长期的高温高压和细菌的作用, 形成了褐煤.由泥炭变成褐煤的作用, 我们把它叫做”岩化作用”.

褐煤在高温高压下, 将继续失去水分和挥发水分, 碳会进一步增加, 慢慢地变成了烟煤: 烟煤进一步变化, 最后变成了无烟煤.

由褐煤、烟煤到无烟煤的过程, 最主要的变化就是煤里面碳的含量在不断地增多, 所以这种作用又叫做”碳化......>>

问题三:为什么美国是当今世界最强大的工业国家? 在美国,小型企业对工业化发挥了极大的促进作用。美国获得独立以后的许多年里,主要是个农业国家,工业水平远远落后于欧洲,第一次世界大战前后,美国才开始进入世界工业强国行列。当时,美国的企业绝大多数是中小型的。这些企业把自己的技术产品推广到农村乡镇,使美国的农业现代化迅速赶上了欧洲、跟世界农业市场建立了直接联系,在第一次世界大战中成为西方盟国的主要粮食供应基地。与此同时,许多小型企业承担了军事工业项目,一些小型企业(例如发动机)迅速发展为大型企业,它们的产品支持了盟国的战争需要。第一次世界大战结束的时候,美国成为世界工业强国之一。第二次世界大战,美国几乎重复了它在第一次世界大战的角色,不但是世界工业强国之一,而且成为西方世界最强大的工业国家。然而,美国内陆地区的工业化程度仍然很低,跟沿海地区的差距简直是天地之别。1950年代和1960年代,美国 *** 一方面开始了发展内陆经济的一系列国家措施,例如通过高速公路把内陆和沿海直接联系起来,同时,取了优惠措施,大力鼓励内陆当地的小型企业发展,将许多国家科研和生产项目通过 *** 合同交给当地小型企业完成。到了10年代,这些小型企业成为当地经济发展的中坚力量,使内陆地区的农村乡镇的现代化水平基本上跟沿海城市取齐,甚至在环境保护等方面比沿海地区做得还好。到了10年代后期,美国全国完成了工业化,进入了所谓“后工业化”时代。

美国的今天的繁荣与强大,或者说拥有强大的经济和军事力量,完全是得益于它的制度。这种制度最大程度地减少和避免了因***的失误对国家造成的损害,最大程度的保障和落实了每个公民充分享有的公民权利,使他们敢想敢言,使他们真正感到自己是国家的主人,使他们发自内心地对这个国家充满感激之情,并认为这个国家值得他们去捍卫。

这种制度吸引了来自全世界各国的精英和杰出人才为其服务。比如,爱因斯坦本来是德国科学家,可是,因为他祖国的纳粹政治迫害,被迫来到了美国,结果成了“美国科学家”。我们现在所用的电脑芯片的生产商,英特尔公司的创始人葛罗夫就是从匈牙利逃到美国的犹太人。类似的例子太多了,许多为美国作出杰出贡献的人恰恰都不是美国人。有了庞大的人才,还怕成就不了强大的经济军事实力吗?

吸引全世界各行各业人才为美国服务的正是它的民主制度和不拘一格降人才和鼓励创新的体制,同时从法律上保障人民思想自由,百家争鸣。不像某些国家那样,压制言论思想自由,用统治者的一种思想来禁锢人民,这样只能使一个国家和社会窒息,丧失掉创新的动力,就象晚清时期的中国一样。

美国领世界之先的原因是什么?换一个角度,美国称霸世界的资本或说财产是什么?我看到一种提法,任何社会都由三方面构成,就是hard ware(硬件)、software(软件)和people ware(人)。我的理解是,“国家硬件 ”主要指自然、生态环境,以及物质层面的设施、装备、技术条件等;“国家软件”主要指国家一切领域的规则系统、运行机制;而people ware主要是指人的精神信仰、价值观念和文明素质。这三个方面相互联系,也就是一个社会的物质资本、社会资本和人力资本。托克维尔在《论美国的民主》中曾经谈到:“有助于美国维护民主制度的原因有三:自然环境、法制和民情,”“按贡献对它们分级…… 自然环境不如法制,而法制又不如民情。”自然环境是一种物质资本,法制是一种社会资本,民情则是人力资本。托克维尔说:“美国的联邦宪法,好像能工巧匠创造的一件只能使发明人成名发财,而落到他人之手就变成一无用处的美丽艺术品。”墨西哥照搬美国宪法,并未使墨西哥富强,原因就在......>>

问题四:关于我的世界工业2 可以用任何充电装置充电。

你确定高级矿机里的东西没放错?

问题五:巴西是南美洲工业最发达的国家吗如题工农业 发展中国家中,只有我国,印度,巴西有完整的工业体系.

南美洲都是发展中国家,只是巴西是老大了.其他的一些发展中国家即使工业经济不错,但也是不完整的工业体系,只是世界工业体系的一个环节,一个加工车间

阿根廷越来越贫穷的国家

经 济 阿根廷工业门类较齐全,农牧业发达,是世界粮食和肉类的重要生产国和出口国,素有世界粮仓肉库之称.

阿80年代曾发生严重的债务危机,国民经济大幅衰退.1991年开始实行以比索与美元固定兑换率为基础、私有化为核心的新自由主义经济政策,1991~1998年年均增长率达6%.受东南亚金融危机和巴西金融动荡的影响,阿经济自1998年下半年开始滑坡.德拉鲁阿总统执政后,推出一系列 *** 经济复苏的措施,但收效甚微.2001年,阿经济连续第四年衰退,国家风险指数突破4000点,偿债压力陡增,工业生产严重下滑,银行存款大规模流失.为避免金融系统崩溃, *** 于12月1日宣布冻结银行储蓄存款的紧急经济措施,引发大规模社会骚乱并最终导致联合 *** 跨台.杜阿尔德总统上台后,取暂停偿还外债,取消固定汇率制等措施,但迄难摆脱经济危机.2001年的主要经济数字:

问题六:中国的粮食够吃吗 我国的粮食处于紧平衡状态,但是仅仅吃还是能满足的。现在的粮食都在转化成肉蛋奶,并且还向乙醇汽油、生物制药、化工等转化。由于我国的一家一户种植成本高,许多技术与世界还有差距、导致我国粮食高于先进国家的价格,有部分品种(主要不是三大粮食)还每年进口。

问题七:世界第一都有哪些? 山 海拔最高的山峰:珠穆朗玛峰(海拔8,844.43米) 从结构体底部到顶部的最高峰:冒纳凯亚火山(Mauna Kea,夏威夷岛,海拔4,205米,海下5,998米,总高达10,203米) 地球上体积最大的山及火山:冒纳罗亚火山(Mauna Loa,夏威夷岛,海拔4,169米,火山体积达7万5,000立方公里) 地球上最高的火山及死火山:阿空加瓜山(海拔6,962米,是西、南半球的最高峰) 地球上最高的活火山:奥霍斯德尔萨拉多山(Ojos del Salado,海拔6,893米) 最高的岛上山峰:查亚峰(Puncak Jaya,新几内亚岛,海拔4,884米) 太阳系内已知的最高、体积最大的山及火山:奥林帕斯火山(火星,高达27公里) 最长的陆上山脉:安第斯山脉(长达7,500公里) 最长的海底山脉:中洋脊(Mid-ocean ridge,长达80,000公里) 最低的火山:笠山(笠山,日本,标高112米) 岛屿 最大的岛屿:格陵兰岛(面积达2,166,086平方公里) 最大的河中岛:巴纳纳尔岛(Ban *** Island,巴西托坎廷斯,面积达20,000平方公里) 最大的湖中岛:马尼图林岛(Manitoulin Island,休伦湖,面积达2,766平方公里) 最大的岛中湖中岛:沙摩西岛(Samosir,苏门答腊岛多巴湖(Lake Toba),面积达520平方公里) 最大的陨石坑类湖中岛:连尼尼华撤拉岛(René-Levasseur Island,加拿大魁北克省,面积达2,020平方公里) 最大的沙质岛:芬瑟岛(澳大利亚昆士兰州,面积达1,630平方公里) 最大的完全被淡水包围的岛:马拉若岛(巴西亚马孙河口,面积达40,100平方公里) 最大的河口冲积岛和最大的沙岛:崇明岛(面积达1200多平方千米) 地势最高的岛屿:新几内亚岛(岛上的查亚峰海拔4,884米) 人口最多的岛屿:爪哇岛(人口达12,400万) 人口密度最高的岛屿:鸭洲(人口密度达每平方公里68,200人) 最大的群岛:马来群岛(由印度尼西亚的13,000多个岛屿及菲律宾的7,000多个岛屿组成) 最大的半岛: *** 半岛 (面积约有300万平方千米) 最大的珊瑚礁群:大堡礁 湖泊 最大的湖泊及咸水湖:里海(面积达371,000平方公里) 最大的淡水湖:苏必利尔湖(北美,面积达82,400平方公里) 最大的人工湖及水库:沃尔特水库(加纳,面积达8,502平方公里) 最大的湖中岛中湖:马尼图湖(休伦湖,面积达104平方公里) 最深的湖泊及淡水湖:贝加尔湖(水深达1,940米) 最深的咸水湖:死海(水深达330米) 最高的湖泊及咸水湖:纳木错(湖面海拔4,718米) 最高的淡水湖:玛法木错湖(湖面海拔4,585米) 海拔最低的湖泊:死海(湖面海拔负418米,是已露出陆地的最低点) 海拔最高有航线的湖泊及淡水湖:的的喀喀湖(湖面海拔3,821米) 最咸的湖泊:死海(湖水盐度达300‰,为一般海水的8.6倍) 最古老的湖泊:贝加尔湖 (已经在地球上存在超过2,500万年) 蓄水量最多的湖泊、内陆湖及咸水湖:里海 (体积达78,200立方公里) 蓄水量最多的淡水湖:贝加尔湖(体积达23,600立方公里) 蓄水量最多的人工湖:布拉茨克水库(俄罗斯,体积达169立方公里) 蓄沥青量最多的沥青湖:彼奇湖(特立里达和多巴哥,面积0.4平方公里,沥青量达1200万吨。) 面积最大的淡水湖群:北美洲五大湖 (总面积达24......>>

问题八:为什么星际穿越里,世界上最后的粮食是玉米 《星际穿越》科学考:玉米为何能成为“末日作物”?

《星际穿越》里的玉米是养活人类的最后作物。

把人类的未来推向近乎末日的绝境,是不少科幻大片所津津乐道的故事背景。最近热映的**《星际穿越》在这方面也不免俗。影片中,激发人们穿越虫洞寻找新家园的最大原因,就是地球环境的极度恶化:高温、干旱和疫病席卷了全球,人类只能依靠种植玉米苟延残喘……

在这部聘请了多为知名科学家作为科学顾问的影片中,虫洞、黑洞也成为了重要的“角色”,而另一个容易被人忽略的“角色”就是玉米。在恶化的环境中,玉米的确可能成为为人类提供食物甚至能源的主要作物。

那么,玉米究竟是何德何能,能让它担负起“末日作物”的重任呢?

岂止未来,就在当下

事实上,玉米不仅在想象中的未来里成为决定人类命运的作物。在现实之中,玉米已经成为了影响人类社会发展的重要作物。目前世界每年玉米产量达10亿吨以上,远超过号称“养活世界一半人口”的水稻――后者的产量还不到每年5亿吨。虽然我们平时看不到那么多的玉米,但实际上我们或多或少在间接以玉米为食――因为我们所食用的肉、蛋、奶等动物制品,其饲料主要就是由玉米加工而来,而多种食物生产所需的高果糖浆,也是玉米淀粉分解而来。另一方面,大量的玉米还被用来发酵为乙醇,可以作为机械使用的能源――可以说,玉米现在就已经被人类社依赖。

然而,这种具有世界影响力的植物,为人所知的历史并不长久。约1万年前,玉米的祖先只是分布在中美洲一带的一种高大、多分支、穗小的植物。今天,这种被称为大刍草的植物在中美洲地区仍然能够见到。然而,也许是印第安农民的辛勤选育,亦或是机缘巧合,约在1万年前到7千年前之间,大刍草的两个基因的突变使得其分支减少、果穗增大,具有了我们今天看到的玉米样子的雏形。当然,那时的玉米棒还不到今天的1/3长,但即使是这样的作物,就足以支持起中美洲多个部落和王国的兴起和发展,并被冠以“父亲”和“神”的美称。

数千年来,玉米只是在美洲被人种植和崇拜,直到1492年,哥伦布发现新大陆后才将这种神奇的植物带回欧洲。在当时以小麦和豆类为主食的欧洲,玉米一开始并不受到重视,并不如同样从美洲传入、更加适应欧洲寒冷气候的马铃薯受欢迎。然而,19世纪中期的晚疫病摧毁了欧洲的马铃薯种植,而玉米则成为了缓解这次饥荒的关键粮食之一。这次“末日”的预演使得玉米在欧洲变得流行,而大量逃入美国的饥民则进一步使得玉米在美国中西部的种植面积大增。不到200年时间里,玉米以其高产和易植的特性,顺利击败了欧洲、西亚地区种植的小麦、土豆和东南亚种植的水稻,登上了世界粮食霸主的宝座。

我有特殊的固碳技巧

从单位面积产量上来说,玉米和小麦、水稻相比并没有显著的优势。然而,玉米却具有后两者不具有的优势――更加耐热、更加耐旱。这就是为什么在《星际穿越》之中,环境恶化的地球上只剩下玉米一种作物。

玉米的这一特性是由它独特的固定碳的方式决定的。在水稻和小麦中,被吸收的二氧化碳进入细胞后,首先需要和一种名为二磷酸核酮糖的含有5个碳原子的分子(记为C5)结合,产生两个分别含有3个碳原子的分子(记为C3),其中一个C3分子通过一定的反应重新变为C5分子,而另一个C3分子则被合成为含有6个碳的糖类。因此,通过这种过程固定二氧化碳的植物,就以其最初产物的碳原子数目,命名为C3植物。而催化最初C5和二氧化碳结合的酶,被称为二磷酸核酮糖羧化酶(RuBisCO)。

然而,这个酶有一个致命的缺陷――在二氧化碳浓度不足、光照过强或温度过高的情况下,它会选......>>

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研究区土地具有明显的侵蚀特征,基于野外调查,确定为无退化土地类型和三种退化类型:

1)轻度退化类型:土壤质地以砂壤土为主,部分表土被搬运,受地面径流和片蚀影响,例如种植农作物的黄土洼川坝地和果园地等。

2) 中度退化类型: 土壤质地以壤砂土为主,大部分表土被运移,植被稀疏处主要受细沟侵蚀即线蚀,也受地面径流和片蚀影响; 植被覆盖以牧草和灌木林为主,主要为牧草地和灌木覆盖度较高的山坡。

3) 高度退化类型: 土壤质地以沙土为主,全部表土和部分亚表土或底土被搬移,表面受细沟、冲沟、塌堤等侵蚀影响,主要位于植被覆盖度低的肋型墚顶,以及植被覆盖度较低 ( <5%) 的沙土地 ( 图 3 -6) 。

图 3 -6 土地退化的不同类型

( 一) 土地退化监测指标体系建立

土地退化的发生和分布与区域气候、地形、地貌、土壤质地、水文状况等方面密切相关,因此需要综合考虑不同因素,结合横山县地处农牧交错地带的地理特征,以及植被退化和土壤退化对当地生产、生活和经济发展的影响,选择能够突出反映研究区土地退化特征并对土地退化影响最大的指标 ( 表 3 -3) 。

表 3 -3 评价因子的选择

董荣万等 ( 1998) 提出了植被覆盖度与土壤侵蚀量的计算模型,具体表达式如下:

退化废弃地遥感信息提取研究

式中: M 为土壤平均侵蚀量; X 为植被覆盖度 ( %) 。计算公式为 ,此模型在本研究中被定义为土壤侵蚀指数 ( Soil Erosion Index,SEI) 。

Huete ( 1988) 提出了土壤调整植被指数 ( Soil-Adjusted Vegetation Index,SAVI) ,在高光谱 Hyperion 数据中,它的计算公式如下:

退化废弃地遥感信息提取研究

式中: ρ 为反射率; L 为调整参数,其作用是消除 ( 或减小) 植被反射率中土壤光学性质以及背景的影响,从而达到增强植被信息的目的。L 值的确定需要较多先验知识,Huete( 1988) 研究表明当 L 取 0. 5 时,能够很好地消除 ( 减少) 土壤背景的影响。本研究的 L取 0. 5,进行 SAVI 计算。

为进一步消除土壤背景的影响,突出植被特征,Qi 等 ( 1994) 提出了改进土壤调整植被指数 ( MSAVI) ,在高光谱 Hyperion 数据当中,计算公式如下:

退化废弃地遥感信息提取研究

式中: ρ 为各个波段的反射率。

何挺 ( 2003) 在陕西省横山地区通过测量土样的水分含量,用多元统计回归的方法与高光谱 Hyperion 数据反射率建立反演模型,此模型在本研究中定义为土壤湿度指数( Soil Moisture Index,SMI) ,它的计算公式如下:

退化废弃地遥感信息提取研究

式中: X 为反射率 ρ 的对数的一阶微分,即 X = ( lgρ) '。

上述指标从不同侧面综合反映了土地退化特征。土壤的理化性质与土壤的化学成分关系密切,土壤有机质含量高,土壤越肥沃,退化程度就越低; 植被覆盖度高 ( SAVI 和MSAVI 指数大) ,反映抗风蚀和水蚀的能力越强,地表的蒸降比越大,相应表土的土壤湿度越小,土壤旱情越严重,水土流失现象越明显,土地退化程度越高。在此,根据各指标对土地退化特征的反映情况,参考半干旱地区 MODIS 数据土地退化监测指标的标准,结合 2000 年全国 1∶ 10 万土地退化现状图以及野外实地调查与样,最终确定出不同指标的分级阈值,建立研究区 Hyperion 高光谱数据的土地退化监测指标体系 ( 表 3 -4) 。

表 3 -4 研究区土地退化监测指标体系

( 二) 支持向量机方法与神经网络方法

1. 支持向量机方法

支持向量机方法 ( Support Vector Machines,SVM) 是建立在统计学习理论基础上的一种新兴的学习方法,应用思路充分体现了统计学习理论中关于学习过程一致性和结构风险最小化的思想,它的设计方法是在保持经验风险固定 ( 甚至为零) 的基础上最小化其置信范围 ( 彭望绿等,2002) 。SVM 的核心思想就是把学习样本非线性映射到高维核空间,在高维核空间创建具有低 VC 维的最优分类超平面,通过综合考虑经验风险和置信范围的大小,根据结构风险最小化原则确定其经验风险和置信范围,取其折中,得到风险上界最小的分类函数。

Vapnik 的统计学习理论指出,如果输出变量和输入变量之间存在一个未知但是固定的分布,要使其实际输出和理想输出之间的偏差最小,则应该遵从结构风险最小化原理。结构风险最小化就是在确定的置信范围内寻找最小经验风险。随着函数复杂度增加,置信范围会增大,而经验风险会减小。选择最小期望风险与置信之和最小的函数子集就可达到期望风险最小,这个函数子集中经验风险最小的函数即最优函数。

支持向量机方法的设计思想就是通过一个事先选择的非线性映射将处于低维空间中的向量映射到一个高维的特征空间中,然后在特征空间中构建具有较低 VC 维的最优分类超平面。如果用核函数K(Xi,X)代替上面最优超平面中的点积运算,就相当于把样本从原来所在的空间变换到了一个新的特征空间中。支持向量机方法避免了传统的广义线性分类思路带来的缺点,即在构建判别函数的时候,不是直接将低维空间中的样本向量映射到高维的特征空间中求解,而是先在原空间中对向量做某种比较(例如求点积和某种距离),然后再对其做非线性变换,直接得到高维空间中的内积结果。这样,大量的实际运算工作是在输入空间而不是在高维的特征空间中完成,因此也就避免了所谓的“维数灾难”。支持向量机方法的分类函数在形式上类同于一个神经网络,其输出结果是中间节点的线性组合,而每一个中间节点对应的是输入向量和一个支持向量的内积运算。

在支持向量机方法的应用中,用不同的内积核函数,就能够构造不同类型的非线性分类面的学习机器。常见的内积核函数有三类:多项式核函数、径向基函数和S型内积核函数。

2.神经网络方法

神经网络方法需要对土地退化指标建立评价分级标准,根据人工神经网络建模原理,以分级标准数据和野外调查GPS定位样本作为训练样本,通过人工神经网络学习与训练,进行模拟、建模以及土地退化程度的综合评价。利用人工神经网络进行指标预测可以选择多种网络模型,一般选择最常用而且具有函数逼近、模式识别、分类和预测等多功能的BP网络模型。

神经网络系统是由大量处理单元(神经元)相互连接的网络结构,能被用于多源数据的综合分析,特别是处理没有特定分布(例如正态分布)、定性的数据,这种模型已经在遥感图像分类、自然分析与预测及特征提取中得到广泛应用。前馈型神经网络模型(BP神经网络)是一种常用的模型。

神经元网络结构由输入层、隐含层和输出层组成,在前馈型网络模型中,第一隐含层的节点输入值等于输入层诸节点输出值的加权和,对于第一隐含层的一个节点,其网络输入值μj为

退化废弃地遥感信息提取研究

式中:ωji为两个节点间的连接权重(从输入层i到它的下一层);xi为输入样本点。第j层上节点的输入值Oj用激励函数计算:

退化废弃地遥感信息提取研究

式中:θj为阈值或偏倚,它的作用是沿着水平轴变化激励函数。θ0的作用是修改函数线形。θ0值高将会引起θj缓慢变化。

学习算法由信息的正向传播和误差的反向传播构成。在正向传播过程中,输入信息从输入层经隐含层处理,并传向输出层,每一层神经元只影响下一层神经元的输入。如果不能在输入层得到期望的输入,则转入后向传播过程,将连接权值关于误差函数的导数沿原来的连接通路返回,通过修改各层的权值以减少网络输出误差。

神经网络分辨地物的能力包含在它的权重中,在学习过程中,它们的值被迭代式调整到一种能使神经网络区分感兴趣的原型结构,神经网络的向后传递算法能使输出的所有模型的平方误差最小化,这是一种迭代渐降式算法。简单地说,学习过程就是希望网络找到一组权重和阈值系数,并使这组系数满足实际输出值与预期输出值之间的误差达到要求的精度。

在遥感影像分析应用中,需先选择一组训练样本和一组测试样本,每个样本由像元波段向量和该像元的各个成分光谱的分量组成。输入层神经元节点值由像元波段向量值指定,输出层神经元节点值由像元各个成分光谱分量指定,实验确定学习系数、动量系数、隐含层数和各个隐含层上的神经元节点数,迭代终止由测试样本精度控制 ( 同时参照训练样本的系统误差) 。

( 三) 土地退化信息提取

在 ENVI 软件中,将计算出的 6 个指标影像堆栈成一个具有 6 个波段的新影像文件,作为输入层。依据前面的土地退化监测指标体系,将 6 个指标影像按照分级的阈值进行密度分割,根据不同的退化等级,进行逻辑交集运算 ( 在 ERDAS 软件中通过空间建模实现) ,确定每种退化等级的交集范围,从而选取训练样本。

在神经网络方法中,选择隐含层层数为 1,训练的次数为 1000,RMS 均方根误差阈值为 0. 08,训练到 70 多次的时候就已经达到了误差阈值,说明分解的精度比较高。

在支持向量机模型中,选择径向基核函数 ( RBF) ,因为它适合于绝大多数的情况,并且能取得很好的效果,特别在处理具有相似波谱的不同地物类型的问题上,选取 100 为惩罚系数,0 为分类的可能阈值,运用支持向量机方法完成土地退化程度分类图。最终评价结果如图 3 -7 和图 3 -8 所示。

图 3 -7 神经网络法评价结果

图 3 -8 支持向量机法评价结果

用 Ka 系数和误差矩阵进行精度的评价,每个类型随机选取 100 个样本点,然后根据野外样数据和相关影像资料,完成分类精度的评价。精度评价结果见表 3 -5。

表 3 -5 分类精度评价表

比较最终评价结果图,两者十分相似。精度评价比较结果表明,支持向量机方法的精度 ( 总体精度0. 93) 略高于神经网络模型的精度 ( 总体精度0. 88) 。通过进一步分析,两种方法在分析高度退化土地和无退化土地方面有着十分相似的结果,但是中度退化土地和轻度退化土地分类存在一些差异,比如说在神经网络模型中有 32. 48% 的中度退化土地,而在支持向量机方法中则有 38. 34% 的中度退化土地; 在神经网络模型中有 35. 43% 的轻度退化土地,而在支持向量机模型中则只有 29. 21% 的轻度退化土地,说明有可能其中一部分中度退化土地被神经网络法错分到轻度退化土地当中,导致两者最终精度存在差别。

分析其根 本 原 因,可 能 与 神 经 网 络 法 用 的 是 一 种 非 线 性 的 优 化 算 法 有 关( Shanmugama et al. ,2006) 。有研究表明,一般情况下,用神经网络模型进行分类,可以得到与传统方法相同甚至更高的精度,但是事实并非总是如此 ( 曾志远,2004) 。而支持向量机方法具有以下几方面的优势: 一是具有良好的理论基础,在统计学习理论的指导下,支持向量机方法可以克服其他一些机器学习方法的缺陷,例如神经网络法的 “过学习”问题。二是在结构风险最小化的指导下,使得学习机器具有良好的分类推广能力,从而使得支持向量机方法在小样本学习的条件下具有较好的学习分类效果。三是支持向量机方法将复杂的学习问题转化为高维线性空间中的简单问题来解决,增强了分类的可靠性和控制能力; 同时,通过引入核函数的思想,使得该方法适合解决特征维数较高的学习问题; 通过选择不同的核函数,还能依据不同问题选择不同解决方法,从而取得最好的效果。四是通过引入不同的优化策略,可以对支持向量机方法的训练过程进行全局优化,提高机器训练学习的效率。以上优势可能正是支持向量机方法能够获得更高制图精度的根本原因。具体来看,研究区中度与轻度退化土地占的比例较大,达到了 62. 28%,这与野外调查实际情况基本吻合,如果不取有效的措施加以控制和保护,这两种退化土地类型都有向高度退化方向恶化的趋势。

( 四) 小结

1) 运用多指标多角度评价法,通过分析选取土壤侵蚀、植被覆盖度、土壤理化性质、土壤湿度和地形地貌等不同指标,建立研究区土地退化监测指标体系。

2) 利用支持向量机方法和神经网络法对研究区土地退化情况进行评价,结果显示支持向量机方法的精度要略高于神经网络方法,分析根本原因可能是与神经网络法本身用的非线性的优化算法有关。另外,支持向量机方法有着许多优势,其中一点就是可以克服神经网络法中的 “过学习”问题。

求关于海洋生物学的论文如:海洋环境恶化与生态修复

如果厄尔尼诺现象真的发生,镍、铜、锡等基本金属矿产量或面临着较大风险,产量缩减可能使价格“水涨船高”,相关投资机会值得关注。中国的粮食安全将受到严重威胁。A股上的农产品类上市公司有:金健米业(600127)、农产品(000061)、南宁糖业(000911)、海南橡胶(601118)、新界泵业(002532)等。

“厄尔尼诺”一词来源于西班牙语,原意为“圣婴”。19世纪初,在南美洲的厄瓜多尔和秘鲁等西班牙语系的国家,渔民们发现,每隔几年,从10月至第二年的3月便会出现一股沿海岸南移的暖流,使表层海水温度明显升高。

南美洲的太平洋东岸本来盛行的是秘鲁寒流,随着寒流移动的鱼群使秘鲁渔场成为世界四大渔场之一,但这股暖流一出现,性喜冷水的鱼类就会大量死亡,使渔民们遭受灭顶之灾。由于这种现象最严重时往往在圣诞节前后,于是遭受天灾而又无可奈何的渔民将其称为上帝之子——圣婴。

后来,在科学上此词语用于表示在秘鲁和厄瓜多尔附近几千公里的东太平洋海面温度的异常增暖现象。当这种现象发生时,大范围的海水温度可比常年高出3~6摄氏度。太平洋广大水域的水温升高,改变了传统的赤道洋流和东南信风,导致全球性的气候反常

从宇宙拍摄:初创企业通过卫星实现野火早期探测

人类从海洋中获得了许多好处,然而,这些好处不是无限的,事实上,在许多情况下它们正处于危急之中。

在气候变化中,首当其冲的是沿海社区尤其是那些生活在小岛屿发展中国家的人民。因此,遏止红树林、盐沼和海草等沿海生态系统的衰退,在有助于减轻气候变化的不利影响的同时,也为亿万人民提供了大量的社会和经济利益。由于海洋是我们未来繁荣和可持续发展的基础,我们需要保持海洋的生产力以及一切至关重要的海洋生态系统的功能。

海洋和气候变化相互作用

最新的科学研究表明,海洋和气候变化之间的关系非常密切。一方面,海洋是全球气候系统中的一个重要环节,它通过与大气的能量物质交换和水循环等作用,吸收大气中大量的二氧化碳,在调节和稳定气候上发挥着决定性作用,被称为地球气候的“调节器”;另一方面,日益严重的气候变化也对海洋产生巨大影响,造成海平面和海水温度上升、海水酸化、珊瑚礁死亡、小岛屿被淹没、海洋和海岸生态系统遭破坏等问题。

去年,总部设在英国剑桥的南极研究科学委员会发布的一份名为《南极气候变化与环境》的研究报告称,气候变化可能导致本世纪末海平面上升1.4米,如果按着个幅度来算,马尔代夫等岛国将被完全淹没,而纽约等全球一些沿海大城市将必须耗费巨资修筑防水设施。

国家海洋局去年发布的一份中国海洋环境质量状况报告也显示,由于气候变化等原因,中国海岸带及近岸海域生态系统已经出现了不同程度的脆弱区,海岸带高脆弱区和中脆弱区占全国岸线总长度的36.5%。从海洋局发布的2009年中国海洋灾害公报来看,2009年中国沿海海平面处于近30年来的高位,比2008年高出8毫米,中国海平面上升的速度超过了全球平均速度。去年我国累计发生132次风暴潮、海浪和赤潮过程,其中33次造成灾害,各类海洋灾害造成直接经济损失超过100亿元,死亡和失踪人数达到95人。

“沿海地区是社会和经济发展最快、最活跃的区域,但同时也是导致海洋环境恶化、生态系统衰退最严重的地区,已影响到人类健康和社会进步。因此,制定综合的政策措施、健全严格的法律法规、开展科学的空间规划、加强合理的环境整治、实施有效的生态修复,对于沿海城市发展至关重要。”

过度捕捞对海洋的伤害很大,应停止过度捕捞,大力推广禁渔期的方法。同时,还要尽量减少围填海项目,如果实在有需要,必须经过严格的、科学的论证后,才能实施,将危害尽量减到最低。此外,大气对海洋也是有影响的,应减少化肥用量,尤其是沿海城市。

针对沿海城市所面临的挑战,《北京宣言》特别呼吁,沿海城市的管理,需要用长期的眼光来看,确保把科学、社会、政治和经济等各方面因素都纳入进来,这是至关重要的。面对气候变化的风险,沿海地区可以取风险和脆弱性评估、健全的发展规划、紧急响应来减低风险。

以下资料,仅供参考:

1 近岸海域主要生态环境问题

1.1 陆源性污染压力大,海域污染严重

1.1.1 江浙海域接纳了全国近三分之一的入海污染负荷

浙江省近岸海域背靠长江三角洲,沿海经济的高速增长和城市化水平的不断提高,使浙江沿海7大城市和浙江北部、上海市排入海洋的工业废水和生活污水日益增多。浙江省7大水系和北侧长江流域所携带的内陆污水源源不断地注入海洋,成为海域环境污染的罪魁祸首,据调查,这些入海河流携带的污染物其负荷占90%以上。有关资料显示,长江中含有大量污染物的河水和上海市的工业、生活污水如果有一半流入浙江海域,加上浙江本身的入海河水和污水,将达到5千亿方,占全国的近1/3,入海的污染负荷也达近1/3,也就是说,浙江海域接纳了全国近三分之一的入海水量和入海污染负荷,而其中85%以上的入海水量和近60%的污染负荷来自长江和上海市。

同时,沿海地区农村生活污水、畜禽饲养排泄物、农田化肥农药流失等形成农村面污染源,经小河小溪排入海洋,其污染物质的数量也甚为可观。而日益发展的海水养殖业所产生的残留饵料和排泄物对近岸局部海域,特别是象山港、三门湾、乐清湾这样的半封闭性港湾来说,是非常重要的污染源。

1.1.2 海水高度富营养化

由陆地排入海洋的污水中富含氮、磷等营养物质,使近岸海域的海水高度富营养化。浙江近岸海域海水中无机氮、活性磷酸盐的含量严重超标,2003年有91.2%的水样无机氮超过一类海水水质标准,其中44.3%超过四类水质标准,实测最高值超过一类海水标准12.9倍;有91.8%的水样活性磷酸盐超过一类海水标准,其中18.6%水样超过四类海水标准,实测最高浓度超过一类海水标准5.3倍。浙江北部近岸海域的无机氮和活性磷酸盐含量和超标率明显高于浙江南部。根据19和1998年国家环保总局组织开展的渤海、黄海、东海和南海近岸海域环境综合调查结果,浙江省近岸海域的无机氮、活性磷酸盐含量水平居全国沿海各省(直辖市、自治区)的前列。

据对海水进行富营养化程度评价,2003年浙江近岸海域海水的富营养化指数(E值)为4.1,远大于富营养化标准值(E=1)。“九五”以来的E值变化见图1,由图可见浙江近岸海域海水的富营养化程度1998年以前逐年上升,1998年后维持在一个较高的水平。

需要说明的是,陆源性入海污染物质的数量随入海径流量的大小而有较大变化,干旱年份入海径流量小,污染物入海量相对较少,故而海水中陆源性污染物质含量水平较低。

1.1.3 海水存在一定程度的有机污染

经济发展和人民生活水平的提高,导致有机污染物的产生数量增加、种类变多,最终归入海洋。浙江近岸海域海水中化学需氧量(有机污染综合指标)的超标率在“九五”期间有所增加,近几年维持在10%左右,2003年超标区域出现在杭州湾、舟山海区和浙南海区。反映有机污染程度的另一个指标是细菌总数(D值),2003年D值平均为2120,属中等污染水平,从“九五”以来的变化趋势来看,海水有机污染的程度在加重。

成份复杂的有机物质对海洋生物尤其是幼体所带来的危害是难以估量的,如果一旦生物种群在发育过程中受阻,对整个群落所带来的影响是灾难性的。

1.1.4 海水水质不能满足功能需要

受无机氮和活性磷酸盐等指标的超标影响,2003年浙江省近岸海域水质超四类海水占43.9%,四类海水占26.8%,三类海水占9.8%,19.5%为二类海水。其中杭州湾100%为超四类水质,浙南海区水质相对较好,二类水质占83.3%。而近岸海域绝大部分区域是渔业水域,水质要求为一类海水,经水质达标分析,全省2003年仅2.32%的近岸海域环境功能区水质达到目标要求。

据对“九五”以来浙江近岸海域水质类别构成的变化趋势进行分析(图3),超四类和四类水质所占比例呈现上升趋势,而一类和二类水质所占比例则呈下降趋势,总体上水质状况趋于下降。

1.1.5 部分沿岸海域生态环境趋于恶化

含有大量有机污染物和病原菌及的污水排放入海,严重地污染了沿岸水域,使局部潮间带生态环境趋于恶化。潮间带系指海水落潮最低点至涨潮最高点之间的区域,陆源的各类入海排污口直接面向潮间带。监测结果显示,浙江北部海域潮间带水质无机氮和活性磷酸盐超标严重,局部区域化学需氧量、石油类、铅、汞等指标超标,水体条件致病菌及粪大肠菌含量较高;表层沉积物主要受到重金属铜、铅、锌等影响,个别区域还受DDT的污染;潮间带生物种类极度贫乏,部分生物体内污染物的残留量较高。总体上,历年来潮间带海水中主要污染指标上升明显,生态环境质量逐年恶化。

1.2 海域生物多样性降低,生态系统脆弱化

海域生物种类越丰富,种类组成越复杂,其多样性就越高,生态系统的稳定性就越好,反之生态系统就越脆弱。监测结果表明,浙江近岸海域海水中异养菌和粪大肠菌数量呈明显的上升趋势,浮游生物及底栖生物的种类数减少。浮游生物种类的优势度和单纯度增加,而丰富度却日益下降;底栖生物种类及群落改变较为明显,主要的经济鱼类及甲壳类种类相当单一,生物量的两极分化现象明显。由此可见,浙江近岸海域的生态环境已相当脆弱。“九五”以来浙江近岸海域生物多样性指数变化情况见图4,可以看出总体上呈下降趋势。

造成生物多样性指数降低的原因是多方面的,连续的超强度的海洋捕捞和海底沉积物的污染是底栖生物种类及群落改变的主要原因。同时,进入海洋的有机污染物种类和数量日益增多,造成生物种群在发育过程中受阻,使生态系统趋于脆弱。

1.3 赤潮灾害严重,威胁加大

海水的富营养化为赤潮的发生提供了必要的物质基础条件,一旦其它条件适宜,就有可能引发赤潮。资料表明,浙江海域是我国赤潮发生频率最高的海域,并且从南到北整个海域均有赤潮发生,而舟山海域发生较为集中。2003年在浙江海域发现赤潮46起,累计面积达7000km2。2000年5月发生在浙江中部海域的一次赤潮,总面积近7000平方千米,持续时间长达1个月,是历年来我国发生的面积最大、持续时间最长的一次,属世界罕见,该次赤潮造成的海水养殖直接经济损失近1800万元。

从近几年的赤潮发生状况分析,赤潮发生的频率有加快趋势,发生的范围也越来越大,赤潮生物发生的主要种类由原来的硅藻占绝对主导地位逐渐向原生动物及甲藻转变,同时,由于很多甲藻具毒性,对生物和渔业生产及人类健康的威胁也在逐步加大。

1.4 沿海湿地逐年减少,湿地生态系统失去平衡

浙江省面积在百公顷以上的近海与沿岸湿地总面积达57.43万hm2,其中海岸湿地占近一半。沿海湿地中的庵东沼泽区湿地、灵昆岛东滩湿地、南麂列岛自然保护区湿地被列入中国重要湿地名录。

浙江海岸湿地虽然总体上是淤涨的,但建国后围涂建设发展较快,至1999年底,全省共围涂16.28万hm2,一些现有滩涂已围涂2~3次,而岸滩的自然淤涨速度跟不上围涂建设发展速度,使现有滩涂的地面高程大都较低。围涂可以增加陆地面积,满足经济发展的需要,但围涂速度过快,岸滩的自然淤涨速度跟不上围涂建设发展的速度,势必使得海岸湿地面积特别是滩涂面积连年减少,湿地植被、自然景观遭到破坏,湿地生物失去家园,湿地生态系统失去平衡,同时也造成了可围面积正逐年减少,围垦成本增大。优良的沿海滩涂得不到有效的保护,将会彻底改变这些滩涂的自然生态结构,一些在生态学上、遗传基因上及生物进化史上具有重要保护意义的珍贵物种将会消失,自然的沿岸生态景观将会发生很大的变化。

1.5 油品储运量日增,溢油事故威胁加大

社会经济的快速发展,对原油和成品油的需求量日益增大。浙江近岸海域得天独厚的深水良港,为油品储运业提供了条件。目前,我省沿海散装油品吞吐量达到8000万吨,全国5个原油战略储备库中我省占2个。主要的油码头和储运基地集中在宁波、舟山港,仅舟山港每年进出港的油船达4000多艘次。油品储运过程中可能造成的溢油事故给海域生态环境带来了严重的威胁。

自上世纪90年代以来,我国海上石油泄漏事故呈现不断上升的趋势。1987~2002年,船舶和码头共发生大小溢油事故起,共溢油14188吨,其中溢油不足10吨的1918起,溢油量10~50吨的26起,溢油量50吨以上的大事故有40起,其中4起发生在浙江海域。2000年10月,东海平湖天然气海底输油管道在位于我省的岱山登陆点KP2.46公里处断裂,造成约300立方米(约230吨)的原油泄漏;2002年7月,浙普渔油98号在舟山港沉没,造成200多吨柴油泄漏。这些溢油事故给当地海域生态环境带来了巨大影响。

2 对策建议

随着全球工业化和城市化的推进,优美的生态环境成为人类最为稀缺的之一。海洋生态环境的保护工作关系到人类的生存和可持续发展。浙江省近岸海域的生态环境问题涉及到方方面面,科学有效地解决这些问题,同样需要各方长期不懈的共同努力。

2.1 加强领导,深化管理,全民参与

海洋生态环境保护工作是一项跨地区、跨部门、跨行业的复杂而特殊的系统工程,涉及面广,工作任务重,必须加强领导,协调行动。根据《中华人民共和国环境保护法》的有关规定,保护和改善本行政区域近岸海域的生态环境是沿海地方人民的一项重要职能。因此,省、市、县人民必须加强对海洋生态环境保护工作的领导,实行海洋生态环境保护工作行政首长负责制,将其工作任务作为考核内容之一。

根据《中华人民共和国海洋环境保护法》和《浙江省海洋环境管理条例》的规定,海洋生态环境保护工作在环保部门的“指导、协调、监督”下,由环保、海洋、海事、渔业和军队等五大部门分工负责。我国的国情决定了多部门管海的必然性,但这种管理体制的弊端是显而易见的,在这样的情况下,作为对环境保护工作实施“统一监督管理”的各级环境保护主管部门,加强对海洋生态环境保护工作的“指导、协调、监督”,将其落到实处,显得尤为重要。

环境保护行为涉及每个人,要充分利用各种媒体和组织机构宣传海洋生态环境知识,深入开展海洋环境的国情、国策和省情教育,切实提高社会各界的海洋环境保护意识和法制观念,形成参与保护海洋生态环境的良好氛围。

2.2 加强区域合作,开展流域(尤其是长江流域)综合整治

浙江近岸海域的污染物质主要来自陆源径流,尤以长江为甚,上海市的污染物入海也有相当影响。因此要改善近岸海域的生态环境状况,一方面要加强对陆源直排污染源和各类海上污染源的管理;另一方面须开展沿海各大流域,特别是长江的综合治理;同时应联合上海和江苏,共同开展长三角近岸海洋环境保护与生态修复。

开展流域的综合整治,要在加大工业污染源治理力度,提高城市生活污水的氮、磷处理程度的同时,加强水土保持工作,控制农村生活污水和畜禽养殖污水的无组织排放,以逐步减轻进入海域的污染负荷。对于长江流域的综合整治,必须由国家牵头,建立切实有效的区域性共同防治污染的合作机制。

开展长三角近海环境保护与生态建设一体化管理体系建设,建立国家协调、地方组织的长江三角洲近岸海域环境保护与生态建设行动机构,联合协作,统一调控。要建立健全海岸带管理和污染物排放总量控制管理制度;建立区域性海上统一执法机制,逐步完善多职能海上监察执法队伍,实施统一监督与执法;联合建立长三角近岸海域生态环境现场监测网络体系、生态环境遥感动态监测系统和海洋灾害防治预测预报系统。

2.3 完善投资保障机制,增加海洋生态环境保护投入

保护近岸海域生态环境是沿海各级的基本职责,各级应将开展海洋生态环境保护工作和建设所需资金纳入本级财政预算,并确保投入与增长比例。把海洋生态环境建设重点工程项目优先纳入本地区国民经济与社会发展,并通过财政转移支付、扩大开放公共服务领域和延长项目经营期限等政策,取拍卖、租赁、承包等多种形式,鼓励各类投资主体参与开发治理海岸滩涂、浅海和岛屿。要在提高经济和社会效益的基础上,积极创造条件,实行机制创新,对海洋旅游、码头运输、油气开发等建设工程建立海洋生态环境建设补偿资金制度。

2.4 启动《浙江省碧海行动》,全面开展海域污染控制和生态保护与恢复工作

《浙江省碧海行动》是一项未来十多年我省海洋生态环境保护工作的综合性分阶段实施。该行动以恢复、改善近岸海域生态环境和加强污染事故应急防备为立足点,以调整沿海地区的产业结构和生产方式、转变经济增长方式为基本途径,陆海兼顾、河海统筹,以控制入海污染物和海洋环境综合治理与生态修复为重点,遏制海域环境的恶化,促进海域环境质量的改善,增强海洋生态系统服务功能,从而保障浙江省沿海地区社会经济的可持续发展。

《浙江省碧海行动》结合《浙江生态省建设规划纲要》,确定了2020年前分阶段行动目标,明确了针对我省近岸海域生态环境问题的行动策略,列出了各行动阶段对沿海和流域内各类污染源实行污染物排放总量控制的具体措施任务以及近岸海域生态环境建设的重点项目,提出了各阶段海域重大污染事故应急行动。《浙江省碧海行动》批准实施后,各涉海部门应按照各自的职责,加强监管,沿海各地人民应认真组织落实。

2.5 进行优势整合,提高近岸海域生态环境监测能力

环境监测是是环境管理的技术保障,也是环境管理执法体系的重要组成部分。海洋生态环境监测专业性强,投入要求高,不宜遍地开花建立专业监测站。目前,我省的海洋生态环境监测力量在全国来说是比较强的,舟山海洋生态环境监测站规模较大,技术力量雄厚,是全国近岸海域环境监测的中心。根据浙江近岸海域生态环境特点,以该站为主,辅以其它部门和沿海环境保护部门的监测力量,完全可以实施对全省近岸海域的生态环境监测。因此,应充分利用舟山海洋生态环境监测站这支监测力量,并在现有基础上加大投入,进一步提高其监测能力。同时,还应加强沿海环境保护监测部门的业务指导,使其能承担起本行政区内沿岸海域的环境监测任务。

对于赤潮灾害和溢油等海域污损事故的监视监测,应建立全方位、多层次的监视监测网络和预警预报监测体系,提高其准确性和及时性,为决策部门提供科学依据。

2.6 深入开展海洋生态环境保护基础技术研究

海洋生态环境保护工作需要强大的科技支撑,涉及的社会、自然学科门类众多,很多领域在技术上还不成熟,因此必须加强基础技术的研究工作。

这些技术包括:海洋生态环境地理信息系统和遥感应用技术;重点海域污染物总量控制技术;近岸海域生态环境质量综合评价技术;典型海域污染防治和海岸带生态修复应用技术;赤潮和海域污损灾害监测预测及防治技术等。同时还应积极探索近岸海域生态环境保护工作的管理机制,研究制订地方性海洋生态环境质量标准。

生态系统的作用

根据地球系统科学数据,野火造成了地球上约 6% 的二氧化碳排放。仅澳大利亚 2019 至 2020 年的丛林火灾季节就有超过 4600 万英亩的土地被野火烧毁,近 5 亿只哺乳动物、鸟类和爬行动物丧生。

NVIDIA 初创加速成员 OroraTech 正在通过野火探测和监测服务解决这些问题。

这家位于慕尼黑的初创企业正在直面这一挑战。该公司主要根据来自卫星的数据,并配合来自地面摄像机、空中观测和当地天气信息的数据来预防这种当今最常见的灾难之一。

该公司的联合创始人之一 Bj?rn Stoffers 表示:“ 野火是一种自然现象,但全球变暖正在使这种现象愈演愈烈。除了更多的干旱、害虫的侵袭和更高的温度之外,人类也在野火易发区建造房屋。我们的目标是监测全球各地的野火并在 30 分钟内探测到每一场火灾。

详尽的探测方法

数据表明,全球变暖的速度可能比我们想象得还要快。气温正在上升、二氧化碳水平屡创新高、极端天气发生得更加频繁。防止野火可以减少很大一部分二氧化碳排放,更重要的是可以保护生命和财产。

OroraTech 提供的风险评估功能有助于在野火出现之前监控地区。这套综合全面的方法分析了火灾风险指数、风颗粒层以及植被绿度和湿度水平,能够突出显示野火容易蔓延的脆弱地区。

在野火燃烧期间,公司会用早期探测和实时监测,其系统甚至可以使用来自 19 颗卫星和大量地面摄像机的图像,探测到偏远地区的野火,然后显示该地区和火灾发展情况的视觉效果图。

在莫桑比克尼亚萨省特别保护区,野生动物保护协会已能熟练使用 OroraTech 的系统。护林员能够通过野火警报防止一个距离大火只有 100 米的大本营被烧毁。

该系统还提供损害分析,可用于评估野火发生后的空气污染、火源和烧毁面积。

OroraTech 所捕捉到的野火燃烧图像

速度至关重要

虽然 OroraTech 已通过其服务加速了野火的预防和探测,但由于与其他用户共享卫星,因此仍存在着种种限制。有时无法实现覆盖,而且数据下载时间可能长达 1.5 小时。野火一直以速度“闻名”——在草原上,它们的速度可以达到 14 英里/小时。

今年,OroraTech 发射了自己的 AI 纳米卫星 ,卫星上装有 NVIDIA Jetson Xier NX 系统 。这种小型低功耗模块仅以 15 瓦功率就能提供每秒 21 万亿次加速计算。它可以并行运行现代神经网络并快速处理来自多个高分辨率传感器的数据,可在野火发生后的 2-3 分钟内发送数据,以便地面人员立即取行动。

由于使用了较小的传感器,这些微型卫星的建造、发射和运行成本仅仅是大卫星的九牛一毛。这使得 OroraTech 能够轻松发射一个由 100 多颗卫星组成的卫星群,实现对地球的更大覆盖。

从卫星到初创企业

Stoffers、Thomas Grübler、Florian Mauracher 和 Rupert Amann 于 2018 年创立了慕尼黑工业大学的附属公司——OroraTech,并在该大学研究空间和卫星技术。现在,OroraTech 在全球拥有超过 50 名员工,该公司以彻底改变世界各地的野火管理为己任。

该公司的努力得到了 NVIDIA 初创加速 的推动。NVIDIA初创加速为 AI、数据科学和高性能计算初创企业提品上市支持、专业知识和技术。Stoffers 表示:“ NVIDIA 初创加速为我们的发展提供了帮助,包括培训支持、硬件的获得以及在交流和创业投资活动中的知名度。

回顾以前的野火数据,OroraTech 相信它的技术可以拯救大片森林。展望未来,公司将目标定为帮助实现关键的联合国可持续发展目标,例如可持续社区、气候行动和救助陆地上的生命等。

对于一家规模不大但正在成长的创新企业而言,这是一项了不起的成就。

2008世界卫生日的主题是什么

能降低自然灾害风险

布鲁塞尔发布的2012年度《世界风险报告》称,人类发展已经“使得潜在风险大幅增加”。报告还说,我们需要进行大量的科学研究,以帮助我们了解自然生态系统、降低风险和防止各种灾害。

报告举例说,珊瑚礁以及东南亚滨海红树林等生态系统的消失,降低了防护洪水和风暴潮的能力;巴基斯坦长期的滥砍乱伐致使土壤流失、洪水肆虐、频发山体滑坡等地质灾害。因此报告警告说,如果人类未来的发展依然如此“差劲”,那么更多人口将面临灾害困境。

不过报告同时也描绘了另一幅画面。如果可持续发展与生态系统保护携手共进,就能够将降低灾害风险与环境、社会经济发展目标联系起来。

有证据表明,完整的生态系统能够显著降低灾害风险,但“政界和学界极少对此”予以关注。报告援引加勒比海地区国家恢复珊瑚礁的例子说,这种生态系统恢复就降低了这些国家经受暴风雨灾害的风险。

德国发展援助联盟(Alliance Development Works)彼得·穆克(Peter Mucke)认为:“应该将减灾的‘绿色解决方案’纳入国际间就发展问题进行的磋商议题之中。”我们需要“确定哪些地方的生态系统保护和恢复工作提供了较好的降低风险解决方案”,同时,我们还需要更好的数据,并且将各地的研究整合到国际间的灾害预防规划当中。

穆克还说:“新的《世界风险报告》为我们提供了一幅生动的图景,描绘了环境破坏如何在全球范围内正逐渐构成对人类的直接威胁。”全世界越来越多的人正面临洪水、干旱、地震和飓风,从2002年到2011年,发生了逾4000次灾害,受灾人口达100万,造成的损失几近2万亿美元,而2011年是灾害高峰。

该报告的“世界风险指数”用了“世界灾害指数”的28个指标,对173个国家的灾害风险进行了评级,由此得出一个发生风险的综合指数,其中包括了自然灾害风险以及应对和适应灾害的能力不足等因素。

中美洲、大洋洲、撒哈拉沙漠南部以及东南亚是风险最大的地区,那里面临着自然灾害的高风险、急剧的气候变化,而社会状况又十分脆弱。在面临最大自然灾害风险的15个国家中,有8个是岛国,其中大多数分布在东南亚和太平洋地区。由于靠近海洋,这些国家尤其要面对飓风、洪水和海平面升高的风险。

美国“自然保护协会”的研究人员克里斯蒂娜·谢泼德(Christine Shepard)说,这15个高风险国家都位于热带和沿海地区,但这些国家也都同时拥有能够降低灾害风险的沿海生态系统。

2008年世界卫生日主题为“应对气候变化,保护人类健康”,主题突出了全球气候反复无常和变化对人体引起的健康危害,号召人们要注重防范气候变化,以免对健康造成不良影响。

大量证据显示气候变化对国际公共卫生安全造成的威胁在日益增长?从与极端天气相关的灾害,到疟疾和登革热等媒介传播性疾病更广泛的传播。许多科学家认为气候变化将带来卫生健康方面的问题。

气候变化是长时期大气状态变化的一种反映,是一个多变的、复杂的过程。它主要表征大气各种时间长度的冷与暖或干与湿变化,冷与暖或干与湿相互交替组成了不同的变化周期。这些变化周期并不是严格的,一个周期内前后阶段往往不具有对称性,而且,不同周期的长度也可以相差很大。气候作为人类赖以生存的自然环境和自然的一个重要组成部分,与人类社会有着密切的联系。全球气候变化带来的极端异常天气现象,如干旱、洪涝、冻害、冰雹、沙尘暴、城市暴雨沥涝灾害、雷电灾害等,造成的严重自然灾害,严重影响了人类的生存环境和社会的可持续发展,给人类生态环境、人类社会以及人类健康产生了严重的影响。气候与人类健康和人类生存息息相关。气候环境、气候灾害和气候变化直接影响人类健康。

一、气候变暖对疾病流行和健康的影响

由于全球变暖,极端气候将会更为频繁,气候灾害对人类生命和健康的危害也会增大。许多通过昆虫传播的传染性疾病对气候变化非常敏感,例如全球变暖将加剧疟疾和登革热的传播,据有关部门统计,伴随全球变暖,仅疟疾和登革热两种疾病就将祸及世界人口的40%。最不可忽视的是,气候变化造成部分旧物种灭绝的同时必然产生出新的物种,物种的变化可能打破、细菌、和敏感原的现有格局,产生新的变种。如2003年春季,相继在我国广东、北京、山西等地爆发的SARS传染病一样,给社会和人民的健康及生命带来极大的危害。

全球变暖影响生态系统,带来另一种危险是可能激活某种新。世界卫生组织一份研究报告证实,至少有30种新的传染病在过去20年里出现。对新兴研究的大部分研究人员认为:各种新的出现有可能是人类破坏环境、气候变化扰乱了巢穴的结果,这些原本寄居在野生动物身上,活动于封闭世界中的未知,在人类活动的进程中,新的在今后将不断地被发现。

全球变暖引起海平面的升高和海洋生态系统的变化,会使各种水媒体疾病的发病增加。全球气候变化会加快大气中化学污染物之间的光化学反应速度,造成氧化剂的增加并诱发一些疾病、慢性呼吸道疾病、慢性支气管炎、哮喘等疾病。

全球气候变暖以及一些极端天气气候的出现,给生态平衡,尤其是微生态平衡带来了强烈的影响,大大地改变了传染病病原体的存活、变异、媒介昆虫孳生分布及流行病学特征,会对某些传染疾病的传播起到推波助澜的作用。当蚊子叮咬一个带有传染的人时,这种就会随血液进入某个健康人体内。而在一定温度范围内随着温度的升高,蚊子的繁殖速率和叮咬速率都大大提高,其体内的繁殖和成熟速率也将随之提高,这样就会大大提高该病菌的传播概率。同时,由于高温现象使得夜晚和冬季温度上升,大大延长、扩展了蚊子的生活期和地域,使得由它传播的疟疾、猩红热、黄疸、乙型脑炎等恶性传染疾病的发病率提高。

二、高温对疾病流行和健康的影响

气候变化对人类健康的最直接影响之一是由极端高温产生的热效应引起的。随着全球气候变暖,夏季高温日数明显增多,高温热浪的频率和强度随之增加。特别是湿度和城市空气污染的增加,进一步加剧了夏季极端高温对人类健康的影响。高温对人体健康最直接的影响是发病率和死亡率的升高。

1998年上海经历了近几十年来最严重的热浪。2003年夏季,高温热浪席卷全球,波及印度、巴基斯坦、欧洲、中国,仅印度就有1000多人被高温热浪夺去了生命。随着高温热浪的增加,心脏病和高血压病人的发病人数也在不断增加。此外,全球变暖还将导致对流层大气臭氧浓度增加,平流层臭氧浓度下降。

高温使得病菌、细菌、等病原微生物更为活跃,同时也会损害人的精神、人体免疫力和疾病抵抗力,全球每年因此死亡的人数超过10万人。热浪期间的总死亡人数可达非热浪期间的2-3倍,以65岁以上老年人死亡率增加更为明显。热浪对婴幼儿的威胁也很大,如果婴幼儿患有某些疾病如腹泻、呼吸道感染和精神性缺陷,在热浪期间最易受高温危害。热浪除中暑死亡这种直接影响外,还将导致以心脏、呼吸系统为主的疾病或死亡。研究表明,随着全球变暖,夏季高温日数将明显增加,心脏病和高血压病人发病和死亡率都将增加。

我国夏季,35℃以上高温各地时有发生,38℃、40℃或以上的高温也时常出现。生理学家研究表明,一旦气温升至38℃,人体汗腺排汗已难保持正常体温,不仅肺部急促喘气以呼出热量,就连心跳也加速,输出更多的血液至体表,参与散热。这对于心脏病人来说,是极其危险。气温高至39℃,汗腺已经无能为力并趋于衰竭,这时,很容易出现心脏病导致猝死的危险。气温生至40℃,高温已直逼生命中枢,大脑功能已受损,以致头晕眼花。可见,在高温情况下人体对气温升高的生理反映是很敏感的。2004年,我国南部省份由于受台风“蒲公英”和副热带高压的影响,从6月底开始,广东大地被酷热天气所笼罩,7月1日,广州最高气温高达至39.7℃,超过了广州历史最高气温38.7℃的最高记录。6月28日,广东东莞大岭山镇台生家具八厂的一名工人,因工作疲劳加之车间气温太高而晕倒,送到医院后半小时死亡。据广州“120”急救中心负责人介绍,进入夏季以来,仅广州市因高温诱发其它疾病而死亡的人数就达39人,每天比平时日均派出急救车次数(约200次)增加66%,创急救中心成立10多年以来日出车最高记录。以北京为例,因高温发病到医院就诊的患者,7月比6月增加了40%。上海和甘肃等地,高温病人增加导致临床用血量居高不下,出现了用血紧缺的局面。露天工作者,如交警、公共汽车司机、建筑工人,更是受到了热浪的严重威胁。高温使人们容易疲劳驾驶,爆胎、汽车自燃等重大交通事故屡屡发生。

高温酷热还直接影响人们的心理和情绪,容易使人疲劳、烦躁和发怒,各类事故相对增多,甚至犯罪率也有上升。如纽约1966年7月的热浪期间,凶杀是平时的138.5%。北京2003年7月高温期间交通事故增多,据北京急救中心资料显示:交通事故增加与天气炎热有很大关系。气温高、气压低时,人的大脑组织和心肌对此最为敏感,容易出现头晕、急躁、易激动等,以致发生一些心理问题。

三、应对气候变化对人类健康影响的对策

1.建立统一的、专门的自然灾害应急管理机构,加强疾病监测和疫情报告,及时掌握疫情动态。气候变化给人类带来的挑战是不容回避的,为了社会经济的可持续发展和人类的生存环境,保护地球的气候,并阻止其继续恶化,是我们的共同责任。减缓全球气候变暖,大力开展气候变化与人类健康的关系研究,建立健全影响公众健康的疾病监测和预警系统,是当务之急。

2.开展短、中、长期的传染病预测、预警服务,做好宣传教育。

3.对主要流行病、传染病开展气候风险评估。研究疾病滋生、传播、爆发过程与气候的关系,确定有利和不利的天气、气候条件;研究疾病气候评估模式;应用地理信息系统技术,集成疫情、气候和其它环境数据库,进行疾病气候区划,确定各季节、各地区传染病防治的重点;建立疾病的监测、预警实时业务系统;为社会提供内容丰富、准确、及时、权威的疾病监测、评估、预测、预警,以及疾病预防等各类服务。

4.开展气候与疾病滋生、传播的研究,建立热浪的预警系统。热浪是可以监测和预测的,当热浪来临时,人们能够有效地用各种适应措施来大大地减少热浪对人类健康的影响。

5.根据多种气象指数,如上所述紫外线强度气象指数、花粉浓度实况及趋势、哮喘疾病发病趋势预测、脑血管疾病发病趋势预测、呼吸系统疾病发病预测、中暑指数等,调整自己的饮食起居、增减衣物,以降低气象条件对身体健康的不利影响。

(广东省疾病预防控制中心科教信息科 黎婉玲供稿 2008年4月3日)