环境科学定义范例6篇

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环境科学定义

环境科学定义范文1

【关键词】湿地公园;规划设计;园林绿化

1.城市湿地公园定义及分类

1.1湿地的定义

“湿地(wetland)”最早的定义是:被间歇的或永久的浅水层所覆盖的低地。它是由美国鱼和野生动物管理局于1956年在一本题为《39号通告》的出版物中提出的。之后,由于研究的目的、观察的角度以及应用对象的不同,世界各国的学者对湿地的定义多达50多种。依据这些定义的不同性质,大致可以将其分为狭义的和广义的两个类别。狭义的定义认为湿地是:“陆地和水域之间的过渡区域或生态交错带,由于土壤浸泡在水中,所以湿地特征植物得以生长。”该定义特指生长有挺水植物的区域。这一定义是由联合国教科文组织在20世纪60年代初发起的全球性研究行动计划《国际生物学计划》中明确的。

1.2湿地公园的定义

2005年8月,《国家林业局关于做好湿地公园发展建设工作的通知》中规定:“湿地公园是以具有显著或特殊生态、文化、美学和生物多样性价值的湿地景观为主题,具有一定规模和范围,以保护湿地生态系统完整性、维护湿地生态过程和生态服务功能并在此基础上以充分发挥湿地的多种功能效益、开展湿地合理利用为宗旨,可供公众浏览、休闲或进行科学、文化和教育活动的特定湿地区域。”

1.3城市湿地公园的定义

2005年2月2日,建设部出台了《国家城市湿地公园管理办法》(试行),管理办法对城市湿地公园下了定义:“城市湿地公园,是指利用纳入城市绿地系统规划的适宜作为公园的天然湿地类型,通过合理的保护利用,形成保护、科普、休闲等功能于一体的公园。”《办法》的第三条规定了申请设立国家城市湿地公园必须具备的四个条件:(一)能供人们观赏、游览,开展科普教育和进行科学文化活动,并具有较高保护、观赏、文化和科学价值的;(二)纳入城市绿地系统规划范围的;(三)占地500亩以上能够作为公园的;(四)具有天然湿地类型的,或具有一定的影响及代表性的。

2005年6月,建设部出台城建司又颁布了《城市湿地公园规划设计导则(试行)》,该导则对城市湿地公园进行了进一步的界定:城市湿地公园是一种独特的公园类型,是指纳入城市绿地系统规划的、具有湿地的生态功能和典型特征的、以生态保护、科普教育、自然野趣和休闲游览为主要内容的公园。

从上述建设部两次对城市湿地公园概念的界定来看,城市湿地公园和湿地公园最重要的区别在于:城市湿地公园是以“纳入城市绿地系统规划范围”为前提的。而“纳入城市绿地系统规划范围”是一个很宽泛的前提条件,因为根据国家标准《城市绿地系统规划编制纲要(试行)》及其编制说明,城市绿地系统规划的范围除包括城市用地内的绿地系统规划外,还包括市域绿地系统规划。

国家标准《城市规划基本术语标准》(GB/T50280-98)规定:市域为“城市行政管辖的全部地域”(建设部,1999)。从这个市域的定义来看,由于中国所有地域都有其行政管辖的,因此,市域实际上可以被认为是指所有的国土范围。综上所述,“纳入城市绿地系统规划范围”从用地范围来说,等于包括了所有的国土范围。从这个角度理解,建设部定义的城市湿地公园并不是仅指位于城市用地内的湿地公园,还包括了位于市域这个更大范围内的湿地公园。

所以,建设部提出“城市湿地公园”和一般所述的“湿地公园”从用地范围来说没有本质的区别。事实上,从建设部所列城市湿地公园大多都处于市域范围内的。但城市湿地公园更加强调了湿地系统对城市生态的培育功能及在城市绿地系统中所占的重要地位。

2.城市湿地公园规划与设计

《城市湿地公园规划设计导则(试行)》(2005年)对于城市湿地公园规划的总目标有如下定位:“全面加强城市湿地保护,维护城市湿地生态系统的生态特性和基本功能,最大限度的发挥城市湿地在改善城市生态环境、美化城市、科学研究、科普教育和休闲游乐等方面所具有的生态、环境和社会效益,有效地遏制城市建设中对湿地的不合理利用现象,保证湿地资源的可持续利用,实现人与自然的和谐发展。”

在城市湿地公园规划设计过程中如何利用城市中的湿地资源结合城市公园的相关功能,完成湿地与城市公园功能的协调,最终实现城市湿地公园规划的总体目标,需遵循以下原则。

2.1城市湿地公园规划的基本原则

《城市湿地公园规划设计导则(试行)》中提出了城市湿地公园规划的基本原则:“城市湿地公园规划设计应遵循系统保护、合理利用与协调建设相结合的原则。在系统保护城市湿地生态系统的完整性和发挥环境效益的同时,合理利用城市湿地具有的各种资源,充分发挥其经济效益、社会效益,以及在美化城市环境中的作用。”

2.2生态关系协调原则

生态关系协调原则是指人与环境、生物与环境、生物与生物、社会经济发展与资源环境以及生态系统与生态系统之间的协调。这一原则的实现主要是通过保护湿地的生物多样性,保护湿地生态系统的连贯性,保护湿地环境的完整性这三个方面进行控制。保护湿地的生物多样性强调在湿地景观营建中,有计划的引用外来物种,保护和发展乡土物种。保护湿地生态系统的连贯性指增强整个湿地系统内各个部分的连通性并加强城市湿地公园规划与周边环境的融合。保护湿地环境的完整性是指保持湿地水域环境和陆域环境的完整性,避免因湿地环境的过度分割而造成的功能退化;保护湿地生态的循环体系和缓冲保护地带,避免城市发展对湿地环境的过度干扰。因此,在进行湿地规划之前要调查原有场地的自然环境和周边居民情况,充分理解原有场址的特点,利用原有的水源、植物、地形地势等基本城市湿地公园规划营造个性景观特色探索状况进行规划,才可以保持湿地系统的完整性。

2.3生态可持续发展原则

充分利用和保护城市湿地原有的水文、生物、气候等各方面的资源,保持湿地资源的稳定性,确保城市湿地公园的可持续发展。城市湿地公园规划的可持续性意味着满足当代人的需求,而不损害后代人对城市湿地资源需求的发展,主要是通过保护、回收资源利用方式,以及在建设中使用高能效、生态型的资料和工艺手段,尽可能的使湿地资源保持在弹性范围以内,实现人类活动对环境所产生的近、长期负面影响最小化的目标。

3.结论

城市湿地公园是城市重要的基础设施,具有十分重要的社会效益和生态作用。它能改善人类生存环境,保持城市良好的生态条件,创造舒适优美的园林环境,丰富人民群众的文化生活。因此在城市湿地公园规划设计中,除考虑满足教育功能以及生态保护方面的需求,还要特别关注对于景观美学的追求。景观美学主要通过自然景观资源整合以及人工设施如建筑、园林小品设施形态与构造与周围自然景观相结合所形成的景观艺术效果来体现。坚持园林绿化量质并举的方针,以乔、灌、藤、花、草相结合,构成多品种、多层次植物的绿地,最大程度地发挥城市园林绿化的作用。

【参考文献】

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关键词:生态位理论;湿地植物;种群

中图分类号:Q948 文献标识码:A 文章编号:1674-0432(2011)-03-0243-2

生态位(niche)这一概念是现代生态学领域中一个极为重要的概念,是现代生态学最重要的基础理论之一,受到前所未有的关注,生态位的研究已经渗透到动物生态学、森林生态学、城市生态学、生态农业等方面。目前,生态位理论已广泛地应用于物种间关系、生物多样性、群落结构及演替、种群进化和生物与环境关系等研究方面,并取得了丰硕的成果。生态位理论在鸟类生态的研究中应用的实例较多,在植物生态学研究中的应用则较少,主要集中在森林生态学、草原生态学,在湿地生态学研究中偏少。近年用生态位理论来研究湿地植物种群生态位已成为湿地生态科学的热点内容之一。

1 生态位研究进展

1894年,密执安大学的Streere观察了在菲律宾各岛的鸟类分离而生活的“生态位”现象,没有做更加详细的解释;1910年,Johnson最早用了niche术语:“同一地区的不同物种可以占据环境中的不同生态位”,Johnson没有给出生态位定义且未形成一个完整的概念;1917、1924、1928年J.Grinnell在研究加利福尼亚长尾鸣禽的生态位关系时,使用生态位术语并首先给以定义,他将生态位定义为“某一物种在群落种所处的位置和所发挥的功能作用,实质是一个物种所占有的环境地位,即微环境(microenvironment)”,后来研究者称它为空间生态位(space niche);1927年,C.S. Elton,给生态位下的定义是“一个动物的生态位表明它在生物环境中的地位及其与食物和天敌的关系”,后来研究者称它为营养生态位(trophic niche)或功能生态位(functional niche);1957年,G.E.Hutchinson提出生态位的n维超体积(n-dimensional hyper-volume)模式,他认为生态位是每种生物对环境变量(温度、营养、湿度等)的选择范围,因为环境变量是多维的,称为超体积,后来研究者称为超体积生态位(hyper-volume niche)。Odum(1959)、Whittaker(1973)、Colinvaux(1986)、张光明、王刚(1984)等从不同的角度分别给出生态位的定义。目前,对生态位下定义研究者很多,但最具代表性的当推C.S.Elton、J.Grinnell和G.E.Hutchinson三人,后来研究者分别称他们所下定义为“空间生态位”、“功能生态位”和“多维超体积生态位”。

2 生态位理论在湿地植物种群研究中的应用

2.1 在湿地植物种群的生态适宜性研究中的应用

物种生态位宽度的宽窄决定于物种对环境资源的适应能力和利用,环境资源的变化与生态位宽度的变化密切相关,环境改变引起物种对资源的利用和对环境适应性的变化。对湿地植物生态位宽度和生态位重叠值进行测定值较好地反映了湿地植物的生态适应性。水、氮、磷等矿质元素对湿地植物的分布生长造成影响,当这些元素发生改变时,湿地植物的分布生长也会发生改变。土壤水分能够分配和调节水资源、营养元素以及氧气的浓度的有效性,两典型样地土壤水分的差异影响湿地植物对营养元素和水分的有效利用,引起湿地植物对水、氮、磷等矿质元素环境的生长适应性产生差异。湿地土壤的营养及水分因素是影响湿地植物生长的重要生态因子,影响着湿地植物的生长和分布,以及湿地植物物种对环境生态位适应的程度。如果湿地植物受到这些生态因子的长期影响,那么这些湿地植物就会表现出不同的生态适应特征。水、氮、磷等环境条件的改变降低了物种的生存适合度,可使物种对资源利用分化或生态位发生移动,从而使物种间的生态位重叠程度降低,在环境资源范围变窄时,广布种往往扩展其生态位,而特化种一般收缩其生态位宽度。

2.2 在湿地植物种群种内或种间竞争研究中的应用

种群竞争与生态位重叠的关系是一个及其复杂的问题。生态位宽度较窄的湿地植物种群与其它湿地植物种群的生态位重叠较小,生态位宽度较宽的湿地植物种群利用资源能力较强,分布较广,与其它湿地植物种群间的生态位重叠较大,但具有较窄生态位宽度的湿地植物种群之间的生态位重叠并不一定低,具有较宽生态位宽度的湿地植物种群之间的生态位重叠并不一定高。当不同湿地植物使用同一环境资源资源维度时,湿地植物种间发生生态位重叠,一般在环境容量饱和的情况会出现生态位重叠的现象,从而会导致种间竞争排斥,最终造成生态位相似的湿地植物生态位位移或置换特征而生存或导致部分死亡。生态位重叠值大小能够说明湿地植物种群间在环境资源维度上分布的重叠程度,也能说明湿地植物种群在环境资源维度上的使用情况。具有近相似环境资源维度要求的湿地植物种群或生态学特征相似湿地植物种群,在湿地植物群落中生态位重叠较宽。

2.3 在湿地植被恢复研究中的应用

在湿地植被恢复时应该要考虑各个种群之间的湿地植物种群的生态位宽度、湿地植物种群的生态位重叠和生态位相似性比例,以及湿地植物种群之间是否有利用性竞争的生态关系,如果是竞争性的生态关系,那么至少要求将如土壤盐分的某一资源维度的不要重叠。在湿地植物种群修复时,应充分研究湿地植物种群的生态特征,避免原有湿地植物与引入湿地植物之间产生较大的生态位重叠,防止湿地植物种群间出现激烈竞争。基础生态位窄的湿地植物种群适宜于生长在湿地植物群落结构复杂的生境、资源丰富中,基础生态位宽的湿地植物种群能在严酷的生境中生存。为加快湿地植被的演替,则应合理地选择,引入基础生态位较窄的种群,因此,在滩涂地上恢复湿地植被,一般应选择基础生态位较宽的湿地植物种群。

2.4 在湿地群落演替动态中的应用

湿地植物群落是对资源环境梯度的集合现象,随资源环境梯度变化而湿地植物群落自身的生态特性也变化,随资源环境梯度变化在群落演替中表现的更为突出。湿地植物群落演替过程中,可依据湿地植物种群生态位宽度宽窄、重叠程度高低及其动态变化,确定湿地植物泛化种和特化种,以及湿地植物在不同演替阶段内的变化。湿地植物群落包括建群种和优势种的数量功能变化、湿地植物群落的种类以及资源环境梯度演化等。

3 结语

在湿地植物种群研究中生态位理论有重要而广泛的应用,依据对湿地植物种群之间生态位宽度及生态位重叠的计算,能够更深入地认识湿地植物种间或种群内的竞争,更深入理解植物种群在群落中的地位和作用也提供了科学依据。在解释湿地群落演替动态机理生态位理论提供了一个重要方法。

参考文献

[1] 孙鸿良,齐哗,胡涛.生态位理论及其在生态农业建设中的拓广与应用[J].农业现代化研究,1987(04).

[2] 袁志忠,何丙辉.生态位理论及其在植物种群研究中的应用[J].福建林业科技,2004(02).

[3] 李自珍,赵松岭,张鹏云.生态位适宜度理论及其在作物生长系统中的应用[J].兰州大学学报(自然科学版),1993(04).

[4] 王子迎,吴芳芳,檀根甲.生态位理论及其在植物病害研究中的应用前景(综述)[J].安徽农业大学学报(自然科学版),

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[5] 林开敏,郭玉硕.生态位理论及其应用研究进展[J].福建林学院学报,2001(03).

[6] 李鑫.生态位理论研究进展《重庆工商大学学报(自然科学版)》2008(03).

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[8] 王子迎,吴芳芳,檀根甲.生态位理论及其在植物病害研究中的应用前景(综述)[J].安徽农业大学学报(自然科学版),

2000(03).

环境科学定义范文3

   首先需要准确的理解营销的含义。

   美国的Philip Kotler曾经在他的《市场营销管理》一书中给营销下过一个定义,基本都被各国所接受。该书有中文版,但我觉得还是把英文列出来,更能原汁原味的理解营销。

   The following definition of marketing was found in Philip Kotlers:Marketing Management, 7th edition, USA, 1991 :

    Marketing is a social and managerial process by which individuals and groups obtain what they need and want through creating, offering and exchanging products of value with others.

    据此,我可以对营销做如下理解:

   1、营销是一个社会化和管理的活动过程。

   2、该过程的目的是满足个人和团体的need和want。(需求need、欲望want和需要demand的定义可参考Kotler的《市场营销管理》)

   3、而实现该目的,是要通过为他人生产、提供或交换有价值(value)的产品。

   4、在这里,产品的概念包括有形的和无形的。而营销的适用范围也包括赢利机构和非赢利组织。

   网络营销来自英语:Internet Marketing,Web Marketing,E-Marketing等。冯英健先生在他的《网络营销基础与实践》一书中是这些论述的:

??为了理解网络营销的全貌,有必要为网络营销下一个比较合理的定义:“网络营销是企业整体营销战略的一个组成部分,是为实现企业总体经营目标所进行的,以互联网为基本手段营造网上经营环境的各种活动。”

??据此定义,网络营销的核心思想就是“营造网上经营环境”。所谓网上经营环境,是指企业内部和外部与开展网上经营活动相关的环境,包括网站本身、顾客、网络服务商、合作伙伴、供应商、销售商、相关行业的网络环境等,网络营销的开展就是与这些环境建立关系的过程,这些关系处理好了,网络营销也就卓有成效了。

    对此定义简单做个分析,可以得出:

    1、网络营销也是各种活动。

    2、这些活动的目的是为实现企业总体经营目标。

    3、而实现这个目标,是要通过“以互联网为基本手段营造网上经营环境”。当然,要实现这个目标还要做很多工作,网络营销只“是企业整体营销战略的一个组成部分”。

    两者定义做下对比,问题就发现了:

    首先,根据冯的“网络营销的核心思想就是‘营造网上经营环境’”一说,可以推论“营销就是企业营造经营环境”。但在营销学科出现以前,一样也有企业,企业一样也需要营造经营环境。而营销概念的提出,是要企业应以消费者为中心,通过满足消费者的需求的方式来经营企业并实现企业的目标。可见,营销是一种企业经营的新哲学、新理念,但并不等同于经营本身。那些不能站在消费者和消费者需求的角度,比如站在自己的角度来经营的企业行为,就不能算是市场营销。

    其次,冯认为网络营销是为了实现企业总体经营目标。而企业的总体经营目标又是什么?如何才算是实现?非赢利组织是不是无法进行网络营销?

    再次,关于“网上经营环境”,冯认为是“是指企业内部和外部与开展网上经营活动相关的环境”。如何界定企业的内部与外部?而什么算是“网上经营活动”?“环境”又如何定义?

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关键词:经济学;解读;财务会计定义

一、会计定义的概述

纵观传统认知中对会计和财务会计的定义中几个独具代表性的定义,这几种定义广泛的为国际认可并熟知,具有权威性和实用性。第一,“艺术论”是被学术界广泛使用的一种定义,主要是基于会计通过特定的方法将抽象的数字转换成实体的货币,并由这些货币将具有特定含义的数据转换成有用并且负载价值的信息,正是由于这些数据所承载的信息能够更好地解释其结果的内在含义,同时可以变成日后运用的基本依据,解释整个商业结果的数据文件也就这样应运而生了;第二,最为广泛的定义是会计“信息系统论”,会计工作的最终目的是为会计信息使用者提供与其决策有关的信息,那么会计工作的载体会计信息就是一个程序系统;第三,会计本身不可脱离企业而独立存在,其本质就是为企业服务,也能被定位于服务类。通过会计信息可以为企业决策提供有价值的数据信息,会计工作能将企业经营的具体状况如实呈现,为相关部门提供财务状况分析报告。通过会计提供的报告为企业决策提供依据,在这里就能将会计看成是开展量化计算的一项工作,进而为企业提供经济资源。

二、从经济学角度分析财务定义

(一)信息与财务信息层面解读财务会计定义

会计工作的主要活动是完成企业内的经济活动向数字信息的转换,科学系统的信息处理和条例化归档可以更好的为会计信息使用者服务。目前关于信息定义的说法还比较多,无法提出统一的定义,但信息在阐述、说明和反映事物方面的作用是显而易见的,其通过反应事物之间的差别,将其特征和不同事物的变化情况呈现出来。财务会计通过运用货币的形式记录信息,对信息进行必要的计算后,将承载着经济数据的信息反馈给企业内部部门。企业决策者通过会计提供的系统信息进行投资、理财以及经营决策,开展企业战略部署规划。结合会计资料可以将企业的经营状况、综合效益以及利润比例都详实的表现出来。财务信息的真实客观性使得企业能够真实、客观、透明的反映出其在过去和现在的变化发展状况,为经济市场的全体参与者形成巨大的资源库,便于信息使用者决策。

(二)面向市场层面分析财务会计定义

市场通过对市场参与者提供交易环境而作为一种机制,对供求双方的需要做好相关建设,成熟的交易市场能够保证交易活动顺利完成,可以通过市场调整经济活动。对经济活动市场层面的影响可以有不同角度的理解,通常情况下,市场为交易活动提供平台,买方和卖方能够在市场提供的桥梁上完成沟通,顺利完成交易活动。市场特有的风险和不确定性使得信息的高效使用存在障碍,财务信息的披露无法脱离市场监管而存在。在市场经济中,企业选择公开财务数据意味着私有财产转化为公共信息,这样信息的公开对于企业在竞争环境中的处境有待商榷。市场参与者根据公开的财务信息资料完成后续投资决策,可以为市场价格公允以及市场稳定奠定基础。财务信息的高效使用需要在规范的市场环境中进行,违背市场交易原则或提供虚假财务信息都会影响市场经济秩序,对市场经济环境产生不利影响。

(三)从经济系统层面分析财务会计定义

系统是将存在的具有依存联系关系的特殊独立结构通过彼此之间的相互作用整合起来,这些特殊独立的机构在运作过程中发挥着特殊的作用。财务会计信息系统是将企业经营活动的经济数据记录、归纳、整合加工成经济决策有用的数据,并将这些财务信息输出给信息决策使用者的一个信息整体。系统能够将其内部所产生的信息公开透明的呈现出来,财务会计信息系统也存在这样的属性。基于市场是企业赖以生存的环境,企业在市场运作中不免要从自身利益考虑,其所提供的信息也是从自身利益角度出发的,企业外部的信息决策使用者需要根据企业公开的数据和信息,结合自己主观的行业判断,做出科学合理的预测,制定出更有说服力的决策依据。随着市场经济环境的不断优化,财务会计制度也更加趋于完善,财务信息的真实可靠使财务信息系统更好的发挥预测决策的作用。

财务会计本身的属性决定了人为财务信息系统的创造主体,进一步说明了人们对财务会计的解读已经上升到了新的高度。财务会计系统建设要以财务会计目标为导向,通过研究系统内各个部分的作用,观察系统内数据信息的内在联系,制定企业战略目标。财务报告是财务会计信息系统的核心结构,财务报告附注对财务信息决策起到辅助作用,真实可靠的财务报告数据结合表外披露的合理估计预测才能最大程度完成财务会计目标。

三、结束语

财务会计定义的解读是财务会计理论重要的研究内容,研究定义可以深化知识结构,强化认知学科。财务会计是经济市场中的重要内容,现代财务会计更加注重信息的真实公正。从经济学视角研究其对会计概念的影响,探索会计发展现状,进而将其深入的运用到经济系统和财务信息系统中,以企业为平台,真实客观的理解财务会计定义。

参考文献:

[1]葛家澍,叶凡,冯星,高军.财务会计定义的经济学解读[J].会计研究,2013 (03):11-12.

环境科学定义范文5

关键词:果园;环境数据;数据表示;XML

中图分类号:TP274+2 文献标识码:A DOI 编码:10.3969/j.issn.1006-6500.2015.12.018

Data Acquisition and Data Format of Orchard Environment based on XML

ZHOU Guo-min,FAN Jing-chao,WU Ding-feng,XIA Xue,QIU Yun

(Agricultural Information Institute, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100081, China)

Abstract:According to the lack of exchanging and sharing data format in the orchard environment,based on analyzing the characteristics of the orchard environment data, an orchard environment data format which was expressed by Schema XML was presented by method of variable data acquisition indicator. It consisted of 43 elements. The root element was <OrchardEnvironmentData>, and consisted of 7 elements: <Version>, <BeginDate>, <EndDate>, <Orchard>, <FruitVariety>, <RecordingDefinition>, <RecordSet>. Its feasibility was verified by the actual application of data representation which acquired by the Orchard Data Acquisition System, and by the data share application in Internet.

key words:orchard;environment data;data format;XML

突破传统果业的限制,发展现代果业是我国水果产业发展的必然趋势。现代果业的重要特征是果园生产和管理的数字化、信息化、机械化,数字果园的概念也应运而生[1]。果园环境涉及的数字化对象包括空气温湿度、光照强度、光有效辐射、紫外线强度、降雨量、风速、风向、露点、土壤水分含量、土壤温度、土壤NPK含量、土壤微量元素含量、土壤重金属含量等。近年来,果园环境数据采集系统的研制与应用已得到重视,相关研究也比较多。在围绕某一个指标进行数据采集和监测的研究方面,Changying Li[2]报道了一种气体传感器阵列监测蓝莓果实病害的方法,樊志平等[3]设计实现了柑橘园土壤墒情远程监控系统,李光林等[4]研制了一种基于太阳能的柑桔园自动灌溉与土壤含水率监测系统, 张会霞等[5]利用“3S”技术设计实现了一种柑橘园GPS数据采集系统。在对整个果园环境多个指标进行数据采集和综合管理的研究方面,叶娜等[6]报道了一种苹果园环境监控系统的研究与设计,王新忠等[7]研究了基于无线传感的丘陵葡萄园环境监测系统,杨爱洁等[8]提出了一种基于无线传感器网络的果园数字信息采集与管理系统,王文山等[9]采用物联网技术设计了一种果园环境信息监测系统。另外,还有一些学者的研究则侧重在果园环境数据采集所涉及的信息通讯技术,如Raul Morais等[10]报道了用于葡萄精准管理的多点环境数据采集装置,岳学军等[11]采用GPRS和ZigBee技术实现了果园环境监测系统,潘鹤立等[12]采用ZigBee和3G/4G技术研究分布式果园远程环境监控系统的设计,徐兴等[13]报道了山地橘园无线环境监测系统优化设计方法及如何提高监测的有效性。综上,这些研究工作基本上都是在利用多种信息技术来实现果园环境数据的获取和监测,不同的是使用的监测指标和监测手段有所差异,但他们都对所获取的数据多采用私有的数据格式进行存贮和管理,对如何把所监测的数据与其他信息系统进行交换和共享则几乎没有涉及。

近年来如何从技术角度来消除“信息孤岛”,解决信息系统之间的数据交换问题受到很多研究者的关注,常志国等[14]提出了一种交通信息基础数据元XML Schema表示模型来解决交通信息系统之间的数据交换和共享,潘峰等[15]构建了国家卫生数据字典XML Schem来实现卫生数据的交换与共享,农业领域也有学者开展数据交换和共享方面的研究,如戴建国等[16]针对国营农场管理报道了基于 REST 架构和XML的农情数据共享技术研究,陈宏等[17]提出了蔬菜种植元数据模型信息描述方法。但针对果园环境数据表示以及数据共享技术方面的研究几乎没有涉及。

本研究在分析果园环境数据内涵的基础上,研究基于XML技术的果园环境采集数据表示技术,重点解决果园环境采集数据的表示格式,为不同系统之间果园环境采集数据的交换和共享应用提供支撑。

1 材料和方法

1.1 果园环境数据分析

果园环境是果园中果树群体以外的空间,以及直接或间接影响该果树群体生存与活动的外部条件的总和。果园环境包括非生物因素和生物因素两方面,非生物因素是指温度、光、水分、空气、土壤、地形、污染等环境因素;生物因素是指果树以外的动物、植物、微生物等环境因素。果园环境采集数据就是利用技术手段获取的各种环境因子的状态数据或者特征数据,从数据形态上来看,有数值、字符、图像、视频、声音、矢量等。

果园气候环境因子方面,大气、温度、光照、水分等气候因子与果树生产有密切的关系,目前利用物联网技术可直接采集的数据包括空气温湿度、光照强度、光有效辐射、紫外线强度、降雨量、风速、风向、露点等。

果园土壤环境因子方面,利用物联网技术或者实验室检测手段可以采集的数据有土壤含水率、土壤pH值、土壤有机质含量、土壤电导率、土壤温湿度、土壤重金属含量、地下水位、土壤盐分等。其中,土壤有机质含量是评价果园土壤肥力的重要指标,也是影响果树生长的重要因素。土壤水分是果树吸收水分的主要来源,土壤湿度过低时,果树吸水困难,甚至凋萎,但如果土壤湿度过高,又会发生渍害,土壤水分含量影响着果树的产量和品质。土壤中重金属含量影响着果品安全,也越来越受到人们的关注。

果园地形环境因子方面,一般利用遥感技术和GIS技术获取和管理果园的地形起伏、海拔、山脉、坡度、坡向、高度等地貌特征数据。

果园生物环境因子方面,果园病虫害和杂草方面的数据更受关注。近来利用现代信息技术手段自动测报果园病虫害数据得到研究和应用部门重视。伍梅霞等[18]报道了自动虫情测报灯在果园有害生物测报上的初步应用情况。邢东兴等[19]利用光谱数据定量化测评红蜘蛛虫害对红富士苹果树的危害程度。

1.2 果园环境采集数据表示格式设计方法

果园环境采集数据不但为果园生产管理系统提供支撑,同时也是果品质量追溯、果品电子商务等果园经营管理系统的数据源之一,果园环境采集数据需要在不同管理系统之间实现自动交换和共享。现有的果园数据采集与管理系统一般采用私有的数据格式进行数据存贮和管理,因此需要设计一个果园环境采集数据表示格式,基于这样的标准格式,才能在不同系统之间实现数据的自动交换和共享。

XML(Extensible markup language)是国际互联网联盟(W3C)开发的用于网络环境下进行数据交换和管理的技术[20],它以一种开放的、自我描述的方式定义数据结构,通过Schema使XML文档结构化,并能创建不依赖于平台、语言或者格式的共享数据。近年来,农业领域一些学者也开始采用XML技术来研究农业数据元数据标准以及数据表示。日本学者吉田智一[21]提出了农业生产工程管理中的数据表示格式FIX-pms,欧洲学者Martini[22]提出了用于农业信息交换的agriXchange格式规范,Kunisch M[22-23]提出了针对农场的信息表示格式规范agroXML。本研究也采用XML技术来描述果园环境采集数据。

果园环境因子众多,不同果园因管理目的不同,所选择的采集指标也不同,不同采集指标的采样频率也不尽相同。为了提高果园环境采集数据表示格式的通用性,本研究采用可变采集指标项的数据表示方法。该方法把果园环境采集数据文件分为两个部分。第一部分用来定义所选择的采集指标项情况,包括指标名称、数据单位、数据采集点的GPS坐标、数据采用方法说明。第二部分用来顺序存放所采集的数据,每条数据中采集指标项的次序与第一部分定义的数据采集指标项相对应。

2 结果与分析

2.1 果园环境采集数据格式的Schema

果园环境采集数据采用XML文件来存贮,按照可变采集指标项的数据表示方法,其XML文件的语法规则采用Schema文件来定义。在Schema文件中,按照基本数据类型、基础子元素类型、子元素类型、根等4个层次,一共定义了43个元素。Schema文件中各元素之间逻辑关系如图1所示。

从图1可以看出,果园环境采集数据表示格式的根元素是<OrchardEnvironmentData>,它由<Version>、<BeginDate>、<EndDate>、<Orchard>、<FruitVariety>、<RecordingDefinition>、 <RecordSet>这7个元素组成。版本元素<Version>描述了果园环境数据表示格式所采用的XML Schemas版本号。时间元素< BeginDate > EndDate >描述果园环境数据采集的开始时间和结束时间。<Orchard>元素描述果园名称和果园ID号, < FruitVariety>元素描述水果品种名称、学名和ID号。通过这两个元素的ID号可以把果园的环境数据与其他生产经营管理数据进行关联。<RecordingDefinition>元素描述数据存贮的结构,是对具体数据记录存放形式的解释,由若干个数字型、矢量型、图像型、视频数据型、声音型、备注型的数据采集指标项的结构定义组成,支持可变指标项的定义,可根据实际情况来决定数据采集指标项的数量。<RecordSet>元素是实际采集数据的记录实体,由顺序存放的<Record>元素组成,<Record>元素中的数据项和<RecordingDefinition>元素中定义的数据采集指标项是一一对应的,并通过数据采集指标项中的<index>元素值来关联。

2.2 果园环境采集数据表示格式实例

以位于陕西洛川某果园的数据采集系统为例,其数据采集点现场以及采集数据的快照如图2。各种传感器采集的果园环境数据由专门系统来进行管理,并存贮在SQL Server数据库中。

根据Schema文件中所规定的语法形式,就可以把SQL Server数据库中存贮的果园环境数据表示成XML格式的数据。图3是所形成的果园采集环境数据XML文件的片段。如图3所示,在<RecordingDefinition>元素部分,定义了所采集的指标项分别是大气温度、大气湿度、降雨量、监测点1的土壤温湿度和监测点2的土壤温湿度以及光合辐射,这些数据都是DataItem型,如果涉及到监测点的GPS坐标,则在<Coord>元素中定义。在< RecordSet >元素部分,则通过<Record>元素来顺序存放所采集的数据。

2.3 果园环境采集数据表示格式的应用

对于现有的果园数据采集与管理系统来说,利用本文所述的果园环境数据表示格式,不需要改变其数据存贮形式和相应的管理程序,只需在此基础上,通过一个数据转换程序,把果园的环境数据转换成符合果园环境数据表示格式的XML文件,然后通过webservices技术实现一个数据共享接口,需要使用这个果园的环境数据时,只需要调用这个数据共享接口,就能获得相关的数据。其应用方案的逻辑结构如图4,其特点在于不改造原有的果园数据采集系统,仅需通过新增加一个数据共享接口就能实现果园环境数据的共享应用。

果园环境数据共享服务包括3个接口。GetDataStruct接口返回数据结构定义信息,实际上就是<RecordingDefinition>元素中的内容。GetDataBeginEndDate接口返回已有数据的起始和结束日期,以图2所示的实例为例,其返回开始日期是2015-01-01T08:00:00,结束日期是2015-01-01T15:00:00。GetData接口返回指定起止日期的果园环境数据,实际输出形如图3的XML文件。

3 结 论

本研究设计了一种果园环境采集数据表示格式,并通过对某果园数据采集系统所采集数据的实际表示,以及在Internet环境中的共享应用,来验证果园环境采集数据表示格式的设计。结果表明,该格式的设计是可行的,并且具有潜在的良好性能:(1)数据格式简明易用;(2)系统集成简单,用户可以很方便地建立起一个网络化的果园环境数据集成共享系统;(3)透明,用户关心的事情少,并不需要知道原有果园数据采集系统的实现细节,只需要了解能提供的服务。

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环境科学定义范文6

微生物负荷的定义是“单位重量的微生物在单位时间内所承受的有机物的数量”。

在环境科学领域通常用F比M有机负荷率来表征。与之相对的是容积负荷,定义是“单位容积在单位时间内所承受的有机物的数量。

环境科学领域:有机负荷率F比M,也叫污泥负荷,F指的是有机物,M指的是微生物。

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