混沌学研究现状与展望2008-04-22 22:06:12|
目录
第一章引言 (1)
1.1 混沌与非线性科学 (1)
1.2 混沌的含义 (3)
1.2.1 Li-Yorke的混沌定义 (3)
1.2.2 Melnikov的混沌定义 (4)
1.2.3 Devaney的混沌定义 (4)
1.3 混沌运动的基本特征 (5)
第二章混沌学简史 (7)
第三章混沌理论 (11)
3.1 混沌产生的数学模型 (11)
3.1.1一维迭代—平方映射 (11)
3.1.2 二维非线性系统 (15)
3.2 奇怪吸引子与分形 (17)
3.2.1平庸吸引子 (17)
3.2.2奇怪吸引子 (17)
3.3研究混沌的主要方法 (18)
3.3.1直接观测法 (19)
3.3.2分频采样法 (19)
3.3.3庞加莱截面法 (20)
3.3.4赝相空间法 (20)
3.3.5 Lyapunov指数分析法 (21)
3.3.6 自功率谱密度分析法 (23)
3.3.7 分形维数分析法 (24)
3.3.8 测度熵法 (24)
3.3.9其它方法 (25)
3.4通向混沌的道路 (26)
第四章混沌学的哲学思考 (30)
第五章混沌控制及其在保密通信中的应用 (31)
第六章混沌学的发展趋势及应用前景 (33)
参考文献： (34)
作者：周丽群
西南大学物理科学与技术学院，重庆400715 摘要非线性系统在一定参数范围内所表现出的内在的随机性已经渐渐受到更多学者的注视。本文旨在用尽量浅显的语言概述有关混沌理论的主要内容，使那些没有接触过混沌的人尽快地了解、认知它,也给混沌研究同行们提供借签，以方便对混沌学的更深入的探索。
关键词：非线性；混沌；内在随机性；奇怪吸引子；分岔
Current Conditions And Progress Of Chaos
ZHOU Liqun
School of Physics and Technology Southwest University, Chongqing 400715, China
Abstract The inner random displayed at the range of parameters for nonlinear systems has been made to attract more attention. In this paper, the main purpose is to introduce the main content of chaotic theory by simple words, and make those who hasn't understood learn about it to explore the chaotic field. And we offer some contents to craft brothers to help them study chaos further.
Key words: nonlinear; chaos; inner stochastic; strange; attractor; bifurcation.
第一章引言
1.1混沌与非线性科学
本世纪六十年代初，混沌学开始在美国兴起。二三十年间，这门新兴学科在理论概念及实际应用上迅速发展，已渗透到各个学科和领域。混沌是非线性系统中存在的一种普遍现象，它也是非线性系统所特有的一种复杂状态。正因为如此，我们所讨论的对象必然是非线性系统，或者确切地说是非线性动力系统。“线性系统”是我们熟知的。如函数就是一个最简单的线性函数，此函数在（x,y）平面中的图象是一条直线，函数y=f(x)对自变量x的依赖关系是“一次”多项式。但如果函数y=f(x)对x的依赖关系高于一次，就象抛物线函数f(x)＝ax2+bx （其中ax2项是非线性项），那么这个函数所描述的系统就是“非线性系统”。
可见，从函数构造的角度来说，非线性系统要比“线性系统”更多、更普遍。线性科学的长期发展，也形成了一种扭曲的认识或“科学思想”，认为线性系统才是科学探索的基本对象，线性问题才存在理论体系，而非线性系统只是例外的病态现象和非本质特征，没有普遍的规律，只能作为对线性系统的扰动或采取特殊的方法做个别处理。所以经典科学的长期发展，都是封闭在线性现象的圈子里进行的。线性与非线性物理现象有着质的差异和不同的特征。非线性要比线性系统复杂得多，“线性系统”与“非线性系统”的不同之处有以下几个方面。
第一：线性是简单的比例关系，而非线性是对这种简单关系的偏离。
第二：线性关系是互不相干的独立贡献，而非线性则是相互作用。
第三：对于理解混沌动力学有极为重要意义的一条：线性关系保持讯号的频率成分不变，而非线性使频率结构发生变化。
第四：线性系统可以使用叠加原理，而非线性系统则绝对不能！
第五：非线性系统对初值极敏感，而线性系统则不然，这是两者最本质的区别。可以用一个不太准确的例子来说明这种现象──非线性系统局部看来好比是放在篮球顶端的一只乒乓球，起初是静止的，而后在受到一个极奇微小的初始速度（可以是各个方向的）的作用下，乒乓球会飞快地向一个方向滚落下去；而线性系统则好比是放在碗底的乒乓球，只要初始速度不很大，乒乓球最终会停在碗底。在物理学中称在这两点的平衡状态为不稳定平衡和稳定平衡；在混沌学中，我们通常将这两点命名为双曲不动点（鞍点）和椭圆不动点。正是非线性系统的这种特有的对初值的敏感性，使得我们在处理非线性方程时，不能得心应手地使用一些已经非常成熟的数学方法：如线性迭加、微扰、摄动、无穷小分析等等。只能对具体问题做具体分析，针对个别问题的特点采取特殊的处理方法。所以历史上虽然有过一些解非线性方程的巧妙方法，但与大量存在的非线性问题相比，只算是凤毛麟角；甚至人们一遇到非线性系统或发现方程中的非线性项时，就想尽办法回避，或加以舍弃，使之“线性化”。为了能够对错综复杂的非线性系统进行研究，我们需要一些新的方法和思维方式。目前，非线性动力学已从经典的以摄动法和渐近分析的方法为基础的弱非线性、弱耦合系统的研究阶段，进入到近代的更深入地研究系统的复杂行为的阶段。适时应运而生的系统论、信息论、耗散结构、协同学等理论，成为研究非线性系统的有力武器。对有限维系统来说，研究的中心问题是分岔和混沌。混沌是非线性系统中存在的一种普遍现象，它也是非线性系统所特有的一种复杂状态。混沌理论（chaos theory）作为其中的一种，可谓一枝独秀，已渐渐成为非线性科学的主要研究对象。混沌学使人们原来限于简单系统的观念发生了革命性的转变，使人们更清楚地认识了简单与复杂、确定与随机的内在联系，难怪有的学者将混沌学誉为本世纪继相对论与量子论之后的第三次科学革命[1-11]。
1.2混沌的含义
正像给“生命”下定义一样，究竟什么是混沌，这个定义是很难确切地下出来的，之所以
这样是因为：至少到目前为止，还没有一个统一的、有足够数学定理支持的、普遍适用和完美的混沌理论，科学家们只能通过混沌系统所表现出的一些普遍现象总结归纳出其所谓的本质。对此，专家们的观点是──哈肯："混沌性为来源于决定性方程的无规运动。费根包姆：“确定系统的内在随机运动”。洛仑兹：“确定性非周期流”。赫柏林：“没有周期性的有序”。钱学森：“混沌是宏观无序、微观有序的现象。”.....目前，已有的定义从不同的侧面反映了混沌运动的性质[2-6]。
1.2.1 Li-Yorke的混沌定义
Li-Yorke定义是影响较大的混沌的数学定义，它是从区间映射出发进行定义的，该定义可描述如下：
Li-Yorke定理：设是[a,b]上连续的自映射，若有3周期点，则对任何正整数n，有n 周期点。
混沌定义（Li-Yorke）：区间I上的连续自映射，如果满足下面条件，便可确定它有混沌现象：
(1) 的周期点的周期无上界；
(2) 闭区间I上存在不可数子集S，满足
(i) 对任意, 时，sup >0
(ii) 对任意，inf =0
(iii) 对任意和的任意周期点,有sup >0
根据上述定理和定义，对闭区间I上的连续函数，如果存在一个周期为3的周期点时，就一定存在任何正整数的周期点，即一定出现混沌现象。用李天岩的话来说，只要有周期-3就“乱七八糟”的，什么周期都有。
该定义准确地刻画了混沌运动的几个重要特征：
(1) 存在可数无穷多个稳定的周期轨道；
(2) 存在不数无穷多个稳定的非周期轨道;
(3) 至少存在一个不稳定的非周期轨道。
1.2.2 Melnikov的混沌定义
在二维系统中，最具有开创性的研究是Smale马蹄理论。马蹄映射F定义于平面区域上，，其中由一单位正方形S和两边各一个半圆构成。映射规则是不断把S纵向压缩（压缩比小于1/2），同时横向拉伸（拉伸比大于2），再弯曲成马蹄形后放回中。Henon映射就是马蹄映射的一个实例。已经证明，马蹄映射的不变集是两个Cantor集之交，映射在这个不变集上呈混沌态。因此，如果在系统吸引子中发现了马蹄，就意味着系统具有混沌。
由Holmes转引的Melnikov方法是对混沌的另一种严格描述。概括起来可表述为：若存在稳定流形和不稳定流形且这两种流体横截相交，则必存在混沌。Melnikov给出了判定稳定流形和不稳定流形横截相交的方法，但这种方法只适合于近可积Hamiton系统。
1.2.3 Devaney的混沌定义
比较被学者认可的是Devaney R L在1989年给出的在拓扑意义下的混沌定义：设V是一个度量空间。一个连续映射f:V→V称为在V上混沌，如果
（1) f具有对初始条件的敏感依赖性。存在，对任意的和任意的x V,在x的I领域内存在y和自然数n，使得d 。
（2) f是拓扑传递的。对V上的任意对开集、，存在，（如一映射具有稠轨道，则它显然是拓扑传递的）。
（3) f的周期点在X中稠密；
对初始值的敏感性，意味着无论和离得多近，在的作用下两者的距离都可能分开较大的距离，并且在每个点x附近，都可以找到离它很近而在的作用下终于分道扬镳的点，对这样的，如果用计算机计算它的轨道，任意微小的初值误差，经过多次迭代后将导致计算机结果的打败。
拓扑传递性意味着任一点的邻域在的作用下将“遍撒”整个度量空间V，这说明不可能细分或者不可能分解为两个在下不相互影响的子系统。
周期点的稠密性，表明系统具有很强的确定性和规律性，决非混沌一片，形似混乱而实则有序，这正是混沌的耐人寻味之处。
扼要地说，混沌映射具有三个基本要素：不可预测性，不可分解性，另外还有一种规律性的成分。因为对初始条件的敏感依赖性，所以混沌系统是不可预测的；因为拓扑传递性，它不能被细分或者不能被分解为两个在f下不相互影响的子系统（两个不变的开子集合）。然而，在这混乱性态当中，毕竟有规律性的成分，即稠密的周期轨道点。
1.3混沌运动的基本特征
混沌运动是一种不稳定有限定常运动，即为全局压缩和局部不稳定的运动，或除了平衡、周期和准周期以外的有限定常运动。这里所谓有限定常运动，指的是运动状态在某种意义上（以相空间的有限域为整体）不随时间而变化。这个定义指出了混沌运动的两个主要特征：不稳定性（该性质可用平均Lyapunov指数精确刻画）和有限性。
混沌运动是确定性非线性系统所特有的复杂运动形态，出现在某些耗散系统、不可积Hamilton保守系统和非线性离散映射系统中。如前所述，至今科学上仍没有给混沌下一个完全统一的定义，它的定常状态不是通常概念下确定性运动的三者状态：静止（平衡）、周期运动和准周期运动，而是局限于有限区域且轨道永不重复、性态复杂的运动。它有时被描述为具有无穷大周期的周期运动或貌似随机的运动等。与其它复杂现象相区别，混沌运动有着自己独有的特征，主要有：
（1）有界性。混沌是有界的，它的运动轨线始终局限于一个确定的区域，这个区域称为混沌吸引域。无论混沌系统内部多么不稳定，它的轨线都不会走出混沌吸引域。所以从整体上来说混沌系统是稳定的。
（2）遍历性。混沌运动在其混沌吸引域内是各态历经的，即在有限时间内混沌轨道混沌区内每一个状态点。
（3）内随机性。一定条件下，如果系统的某个状态可能出现，也可能不出现，该系统被认为具有随机性。一般来说当系统受到外界干扰时才产生这种随机性，一个完全确定的系统（能用确定的微分方程表示），在不受外界干扰的情况下，其运动也应当是确定的，即是可以预测的。受外界的混沌系统虽能用确定微分方程表示，但其运动状态却具有某些“随机”
性，那么产生这些随机性的根源只能在系统自身，即混沌系统内部自发产生的这种随机性。当然，混沌的随机性与一般随机性是有很大区别的，天体力学中平面三体问题很好地说明了这种内随机性。当用计算机计算1个小质量天体在2个等量大天体M1、M2所在平面的垂线上运动时，来回摆动若干次以后，行为变得随机起来，人们再也无法预测它的位置、速度及回归时间。混沌的内随机性实际上就是它的不可预测性，对初值的敏感性造就了它的这一性质。同时也说明混沌是局部不稳定的。
（4）分维性。是指混沌的运动轨线在相空间中的行为特征。混沌系统在相空间中的运动轨线，在某个有限区域内经过无限次折叠，不同于一般确定性运动，不能用一般的几何术语来表示，而分数维正好可以表示这种无限次折叠。分维性表示混沌运动状态具有多叶、多层结构，且叶层越分越细，表现为无限层次的自相似结构。
（5）标度性。是指混沌运动是无序中的有序态。其有序可以理解为：只要数值或实验设备精度足够高，总可以在小尺度的混沌区内看到其中有序的运动花样。
（6）普适性。所谓普适性是指不同系统在趋向混沌态时所表现出来的某些共同特征，它不依具体的系统方程或参数而变。具体体现为几个混沌普适常数，如著名的Feigenbaum 常数等。普适性是混沌内在规律必性的一种体现。
（7）统计特征，正的Lyapunov指数以及连续功率谱等。Lyapunov指数是对非线性映射产生运动轨道相互间走近或分离的整体效果进行的定量刻画。对于非线性映射而言，Lyapunov指数表示n维相空间中运动轨道沿各基向量的平均指数发散率。当Lyapunov指数小于零时，轨道间的距离按指数消失，系统运动状态对应于周期运动或不动点；当Lyapunov指数大于零时，则在初始状态相邻的轨道将按指数分离，系统运动对应于混沌状态;当Lyapunov指数等于零时，各轨道间距不变，迭代产生的点对应分岔点（即周期加倍的位置）。
对混沌系统而言，正的Lyapunov指数表明轨线在每个局部都是不稳定的，相邻轨道按指数分离。但是由吸引子的有界性，轨道不能分离到无限远处，所以混沌轨道只能在一个局限区域内反复折叠，但又永远互不相交。形成了混沌吸引子的特殊结构。同时正的Lyapunov 指数也表示相邻点信息量的丢失，其值越大，信息量丢失越严重，混沌程度越高。
第二章混沌学简史
在19世纪末，混沌研究的先驱庞加莱首先从几何和拓扑学观点对天体力学问题进行了定性的研究，已经对与混沌有关的个别概念，如同宿性有所认识，虽然在当时没有引起足够的重视，但他的思想和方法对后来的研究有着深远的影响。1963年美国气象学家Lorenz用计算机模拟天气变化时发现了一个确定的含有三个变量的自治方程却能产生混沌解，于是他在《大气科学杂志》上发表“确定性非周期流”一文，给出第一个耗散混沌的实例。1961年冬季的一天，洛仑兹用他的计算机算出了一长段数据，并得出了一个天气变化的系列。为了对运算结果进行核对，又为了节省点时间，他把前一次计算的一半处得到的数据作为新的初始值输入计算机。然后他出去喝了杯咖啡。一个小时后当他又回到计算机旁的时候，一个意想不到的事情使他目瞪口呆了，新一轮计算数据与上一轮的数据相差如此之大，仅仅表示几个月的两组气候数据逐渐分道扬镳，最后竟变得毫无相近之处，简直就是两种类型的气候了。开始时洛仑兹曾经想到可能是他的计算机出了故障，但很快他就悟出了真相：机器没有毛病，问题出在他输入的数字中。他的计算机的存储器里存有6位小数，0.506127。他为了在打印时省些地方只打出了3位0.506。洛仑兹原本认为舍弃这只有千分之一大小的后几位数无关紧要；但结果却表明，小小的误差却带来了巨大的“灾难”[3,4,5,10,11,12]。
图2.1红色代表初值为0.506127，蓝色代表0.506，初始值十分相近，后果却有巨大差异
Figure 2.1. Red line denotes initial value 0.506127, blue line denotes initial value
0.506, both the initial value is close, but their results are different hugely.
为了仔细看一下初始状态原本十分相同的气候流程，如何越来相差越大，洛伦兹把两次输出的变化曲线打印在两张透明片上，然后把它们重叠在一起（图2.1）。一下子就清楚地看出来，开始时的两个隆峰还很好地相重叠，但到第三个和第四个隆峰时，就完全乱套了。这个结果从传统观点看来是不可理解的。
他终于做出断言：长期天气预报是根本不可能的！于是，从贝纳德对流出发，利用流体力学中的纳维叶－斯托克斯（Navier-Stokes）方程、热传导方程和连续性方程，洛伦兹推导出了描述大气对流的微分方程洛仑兹就从表征着流体运动过程的纳维-斯托克斯方程组出
发，经过无量纲化处理并做傅立叶展开，取头一、二项，得到傅立叶系数满足的一组常微分方程。
(2-1)
它被称为洛伦兹方程，式中x是对流的翻动速率，y比例于上流与下流液体之间的温差，z是垂直方向的温度梯度，s无量纲因子，称为Prandtl数，它等于; b为反映速度阻尼的常数：; r为相对瑞利数：。方程组(2-1)称为洛伦兹方程，其中xz与xy是非线性项，求导是对为无量纲时间进行的：
这就是1963年洛伦兹发表在《气象科学杂志》20卷第2期上的题为《确定性非周期流》中所列出的方程组。用初始时刻x＝5、y＝2.8、z＝10的一组数值，取，，，用计算机进行迭代，洛仑兹把x、y、z作为坐标画出了一个坐标空间，描绘了系统行为的相轨道，画出的图显示出奇妙而无穷的复杂性（图2.2）。这是三维空间里的双重绕图，就像是有两翼翅膀的一只蝴蝶；它意味着一种新的序，轨线被限制在某个边界之内，决不会越出这个边界；但轨线决不与自身相交，在两翼上转来转去地环绕着。这表示系统的性态永远不会重复，是非周期性的，从这一点来说，它又纯粹是无序的[4,5]。
图2.2 洛伦兹吸引子，初始值x＝5、y＝2.8、z＝10
Figure 2.2. Lorenz attractor, the initial value is x＝5、y＝2.8、z＝10
这篇论文引起了不少学者的极大兴趣，混沌学开始在美国兴起。自20世纪60年代以来，在计算机技术充分发展的推动下，这门新兴学科在理论概念及实际应用上迅速发展，已渗透到各个学科和领域。（以下绿色字体摘自《混沌控制及其在保密通信中的应用》，国防工业出版社，关新平，范正华，陈彩莲，华长春著，2002年10月第1版）20世纪70年代，特别是1975年以后，是混沌科学发展史上光辉灿烂的年代。在这一时期，作为一门新兴学科——混沌学正式诞生了。1971年，法国数学物理学家Ruelle和荷兰学者Takens一起发表了《论湍流的本质》，在学术界首次提出用混沌来描述湍流形成机理的新观点。通过严密的数学分析，独立地发现了动力系统存在“奇怪吸引子”，他们形容为“一簇曲线，一团斑点，有时展现为光彩夺目的星云或烟火，有时展现为非常可怕和令人生厌的花丛，数不清的形式有待探讨，有待发现。”1973年，日本京都大学的Y.Ueda在用计算机研究非线性振动时，发现了
一种杂乱振动形态，称为Ueda吸引子。1975年，李天岩（T.Y.Li）和J.A.Yorke在他们的著名论文“周期3意味着混沌”中，给出了闭区间上连续自映射的混沌定义，在文中首先提出Chaos(混沌)这个名词，并为后来的学者所接受。1977年夏天，物理学家J.Ford和G.Casati 在意大利组织了关于混沌研究的第1次国际科学会议，进一步营造了混沌研究的氛围。1978，M.J.Feigenbaum用手摇计算机彻夜工作，发现了一类周期倍化通向混沌的道路中的普遍常数。1979年，P.J.Holmes作了磁场曲线中曲片受简谐激励时的振动试验，发现激励频率和振幅超过某个特定值之后，就了现混沌振动。1980年，意大利的V.Franceschini用计算机研究流体从平流过渡到湍流时，发现周期倍化现象，验证了费根包姆（Feigenbaum）常数。1981年，美国麻省理工学院的P.S.Linsay第一次用实验证明了Feigenbaum常数。1989年，召开了美苏混沌讨论会。1990年，在德国专门了分岔与混沌研讨会。1991年4月，在日本由联合大学与东京大学共同召开“混沌对科学与社会的影响”的国际会议。1991年10月，在美国召开了首届混沌试验研讨会。这些会议的召开促进了混沌学研究世界性热潮的到来。近10年来，混沌科学更是与其它科学相互渗透，无论是在生物学、生理学、心理学、数学、物理学、电子学、信息科学，还是天文学、气象学、经济学，甚至在音乐、艺术等领域，混沌都得到了广泛的应用。如今，混沌的发现被认为是20世纪物理学三大成就之一，可以说“相对论消除了关于绝对空间与时间的幻想；量子力学消除了关于可控测量过程的牛顿式的梦；而混沌则消除了拉普拉斯关于决定论式可预测性的幻想”。正如混沌科学的倡导者之一，美国海军部官员M.Shlesinger所说的那样“20世纪科学将永远铭记的三件事，那就是相对论、量子力学和混沌”，它在整个科学中所起作用相当于微积分学在18世纪对数理科学的影响。混沌学的创立，将在确定论和概率论这两大科学体系之间架起桥梁，它将揭开物理学、数学乃至整个现代科学发展的新篇章。国外的混沌研究成果倍出，以洛伦茨(Lorenz)吸引子、费根鲍姆(Fei-genbaum)普适常数、KAM定理、阿诺德(Arnold)扩散、斯梅尔(Smale)马蹄理论为标志，取得了重大的突破。国内的学者也取得了一系列成果。也涌现出了Feigenbaum、Smale、Henon、Rossler、May、Logistic、蔡少棠、郝柏林、陈关荣等一大批混沌学专家。当前混沌理论研究主要在以下五个方面展开[5]：
①产生混沌的机理和途径。从规则运动通向混沌的道路多种多样，至今人们知道了倍周期分岔、准周期分岔、间歇过渡（阵发混沌）和KAM环面破裂等四条典型的通向混沌的道
路，此外还会有其他可能的道路。
②混沌的判据和统计特性。判断或预告混沌出现的方法有多种多样，其中许多利用了混沌的统计特性。已提出的方法有相轨迹法、谱分析方法、庞加莱映射方法、李雅普诺夫指数方法、测度熵方法、分维计算法、胞映射法、符号动力系统法等。还须对混沌的统计特性进行深入研究，对上述各种方法之间的关系建立严格的理论并寻求判别混沌的新方法。
③奇怪吸引子和吸引域的几何结构。吸引子是耗散系统运动的特征。耗散系统的混沌存在具有分形结构的奇怪吸引子。吸引子及吸引域边界的测度和分维数尚缺乏严格的理论和完备的研究。
④各类系统中混沌现象的深入研究。包括哈密顿系统、非完整力学系统和无穷维非线性动力系统。后者涉及斑图动力学和时空混沌。
⑤混沌的控制和工程应用。在非线性动力学的发展历程中，现代数学和计算的理论与方法起着十分重要的作用。非线性动力学在许多科学技术问题中有着广阔的应用前景，例如近代物理、生物化学、材料科学、分子生物学、能源技术、机械装备、航空航天、天气预报、地震预报等领域都有大量的非线性力学问题需要解决。因此进一步开展非线性力学问题和工程应用研究，对科学技术和国民经济发展都有重大意义。
第三章混沌理论
3.1混沌产生的数学模型
科学中有一些简单而并不平庸的典型问题，围绕它们可以叙述和掌握相当广泛的科学内容。一个例子是二体问题，从经典力学中的开普勒问题、相对论力学中的水星近日点进动，到量子力学中的氢原子和量子场论中的兰姆谱线位移，贯穿了经典和近代物理学的全部发展史。另一个例子是花粉颗粒在液体中的布朗运动，从爱因斯坦的直观处理和朗之万方程、福克─普朗克方程、到涨落耗散定理的现代表述和随机过程的连续积分表示，引出了整个物理学中的概率论描述体系。这两个例子，一属确定论，另一个则为概率论。恰好对于确定论系统中的随机性，即混沌现象，也存在着这样的代表性模型，这就是一维迭代过程。可以说，天体力学，尤其是严格求解的二体问题是确定论思想的精华和典范，概率论的发展史可以认为是对布朗运动的理解史，而一维迭代在混沌理论研究中的地位则绝对不亚于前两者
[2,3,4,11,12,]。
3.1.1一维迭代—平方映射
在物理上一个动力学系统可以用连续变量表示，也可以用离散数表示。例如一个以为连续变量的单参数的动力学系统：
(3-1-1)
这里为系统的参数。如果我们考察在等时间间隔
t，t+1，t+2，t+3，…
中系统状态的变化，则式(3-1-1)可以改写为时间演化方程：
(3-1-2)
如果时间间隔不是整数，则可把各个时刻写成，，，…，这里：，…，而把相应的状态记为：，，，…其中
于是时间演化方程(3-1-2)变成了离散方程：
(3-1-3)
这就是数学上称之为映射的方程。
可见用连续变量表示的动力学系统是微分方程，用离散数表示时为映射。其实它们之间有一定的对应关系。例如一个简单映射：
(3-1-4)
利用迭代方法求解。设起始值为，迭代方法为将代入上式得：
由得：
经n迭代后得：
计算得到的一组数值：
，，…，…
如果将值看成为一条线上的一个点，则该组数值就构成一条轨道。
与映射(3-1-4)对应的微分方程为：
(3-1-5)
其解为：
将简单的线性映射(3-1-4)与微分方程(3-1-5)的解作图，如图3-1所示映射的解是梯形的指数增长的或下降的曲线，而微分方程给出的是连续的指数增长或下降曲线。
图3.1 简单线性映射与微分方程解的变化曲线
Figure 3.1 the variant curved line of simple linear map and different equation solutions
1838年，生物学家伏埃胡斯脱（Verhulst）在研究生物种群演化时提出一种设想：一种世代交替的生物种群是在一个受制约的环境中生息繁衍的。如果令某类种群它的第n代的种群总数为N n，则生态环境能提供维持种群数量有个最大限额，设为。当然，实际种群总数不会超过最大限额，设两者之比:
则与分别为相继两代的种群数，为亲代，为子代。如果无环境的限制，子代种群数量将与亲代种群数成正比：
考虑到种群生长受环境的制约，则假定
当上述两种因素同时考虑时，得离散方程：
(3-1-6)
式中为比例系数。给定比例系数，根据方程(3-1-6)就可以由某种群的亲代数计算出以后的各代种群数。方程(3-1-6)被称为生态平衡方程。
生态平衡方程为什么与非线性动力学联系了起来？原来，一个非线性系统往往有好几个参数，例如虽然单摆是很简单的力学系统，但一个受驱单摆就有品质因子q（= ）、驱动频
率和驱动力矩F三个可变参数。每次计算时，需要事先设定方程中的两个参数，然后计算系统的行为与第三个参数的关系。显然，通过象单摆这样的系统来认识从规则运动进入混沌运动的机制太复杂了。能否寻找到一个具有混沌行为的单参量系统？我们希望找到这样的单参量系统，通过它能清楚地看到一个系统从规则运动怎样步入混沌状态。正是在这样的形势下，数学物理学家梅（R.May）于1971年发现了单参量的方程(3-1-6)具有不同寻常的行为。
与映射(3-1-6)对应的微分方程为：
该微分方程的解为：
其结果是平凡的。与微分方程的这个解不同，映射(3-1-6)的解却具有非常复杂的行为。它能表达出一个动力学系统是如何从规则运动步入混沌运动的。
现在回到映射方程(3-1-6)上来，该式也常写成展开形式：
因为表示亲、子两代种群数与采用了约化取值，它们的取值范围均在0与1之间，因此比例常数的取值范围为[0，4]。由于值与值是平方关系，所以称方程(3-1-1)为平方映射，文献中也常称为洛吉斯蒂映射（logistic map，logistic来自法文logistique，意为部队宿营地）。其实，式(3-1-6)也是抛物线表示式，所以也常称为抛物线映射。
我们用迭代方法来计算映射(3-1-6)。进行迭代计算时，给定控制参数值与某一初始值，就有：
，，，…
上述的迭代过程还可以采用图解的方法。在～坐标上，先根据给定的值画出由式(3-1-6)确定的抛物线。再在这同一坐标图上画一条= 的对角线称为恒等线，通过它做→投影。
图3.2 平方映射的迭代图解
Figure 3.2 iterated figure of logistic map
作图的操作过程是这样的，如图3-2先给定控制参数值，例如μ=3.0，再给定初始值，例如。第一步从横坐标处作竖直线与抛物线相交，这点的纵坐标高度即为。第二步从此
点作水平线与对角线相交，此相交点的横坐标即为。第三步再由此点又作竖直线，得到与抛物线相交时的高度为，再将再移植到对角线上，找到横坐标的。再从这里作垂直线与抛物线相交得x3，如此不断操作下去，于是得到一条轨道上的点，，，…，，…。
3.1.2 二维非线性系统
一维非线性映射都是不可逆的，只对应于耗散系统，而二维映象在许多方面起着从一维到高维的衔接作用。二维系统的混沌现象，不仅会出现在耗散系统中，而且它也可能出现在保守系统中。对于保守系统来说，由于系统的哈密顿函数Ｈ＝常数，系统存在一个能量积分，所以一维保守系统不可能出现混沌。二维哈密顿系统中研究较多的是所谓"标准映象" 它出现在许多自由度为２的非线性振子理论中，是带电粒子在环行磁场中运动的一种模型。二维耗散系统中研究最多的一例是所谓埃农（Ｈénon）映射，埃侬映射是一个二维映射。这是天文学家埃侬(M.Henon)首先计算的离散型映射：
(3-1-7)
它有两个控制参数m和b，现在被称为埃侬映射。它的迭代运算与一维映射的迭代关系基本相同，即从前一个数x n、y n按式中的迭代关系相继计算出后一个数x n+1、y n+1。
埃侬映射(3-1-7)所描述的体系随参数b的取值不同而不同，当b = 1时系统在运动中保持相平面积不变，描述的是保守系统；当b< 1，系统在运动中相平面面积逐渐缩小，因此描述的是耗散系统。将式(3-1-7)的第二式写为：
并代入第一式即得：
(3-1-8)
可见当时可得到退化的一维映射：
(3-1-9)
当与的取值范围为[0，1]时，则参数的取值范围为[0，2]。这个一维映射(3-1-9)具有与平方映射相同的复杂的动力学性质。
图3.3 埃侬吸引子
Figure 3.3 the Henon attractor
埃侬取参数m＝1.4，b＝0.3（即b<1的耗散体系），计算了埃侬映射，计算结果显示在(x,y)相平面上，如图3.3所示。在计算过程中开始时发现计算的点在平面上随机地出现，但是随着计算的进行这些点开始显现成某种图形，程序运行越久图形中显现出越多的细节。如图所示该相图粗看上去好似一只弯曲的香蕉，细看可以发现组成该图形的轮廓线具有一定的宽度，而且随着计算进行宽度开始逐渐增加，后来增宽起来的轮廓线又分成为两条线了，随后又进一步分成四条，其中有一对线靠得较近，而另一对则离的较远。如果对其中的某个局部进行放大可以看到图上有更多的细节，图中的小方块就是在放大20倍后的局部图形。
3.2奇怪吸引子与分形
保守系统由于相体积永远不变，所以不存在吸引子，而耗散系统则不然，相体积在演化过程中不断收缩，各种各样的运动在演化中逐渐衰亡，最后只剩下少数自由度决定的长时间行为，即：耗散系统的运动最终趋向维数比原始相空间低的极限集合，这个极限集合称为吸引子。
3.2.1平庸吸引子
我们来考虑常微分方程解的极限集合，即相空间某一区域的点都取作初值时，这些轨道时的极限行为。极限集合的一些平庸情况是熟知的：零维不动点、一维极限环和二维环面等。如果t→∞时，系统趋向一个与时间无关的定常态，即相空间中的一个特定的点，这就是不动点。不动点是零维的吸引子。一维以上的系统原则上就可能具有不动点。如果t→∞时，系统中剩下一个周期振动，这就是一维的吸引子──极限环。只有在二维以上的相空间中，才可能出现极限环。通常极限环是由不动点发展起来的。当某个不动点在参数变变化过程中由稳定而失稳，新的稳定状态往往是围绕着原有不动点的周期运动，这个过程称为霍普夫分岔(hopf)。
3.2.2奇怪吸引子
奇怪吸引子是耗散系统混沌现象的另一个重要的特征。简单地说奇怪吸引子就是相空间（对连续的动力学系统，至少是三维；对离散的动力学系统，至少是二维）的一个有限的区域内，由无穷多个不稳定点集组成的一个集合体。奇怪吸引子有两个最重要的特征：（1）
对初始条件有敏感的依赖性。在初始时刻从这个奇怪吸引子上任何两个非常接近的点出发的两条运动轨道，最终必会以指数的形式互相分离。由于混沌对初值极为敏感，它表现为局部不稳定。但对耗散系统而言，则又具有相体积收缩的特性，因而造成轨道无穷多次折迭往返。混沌轨道在相空间中"添满"有限的区域，形成奇怪吸引子。实际上，它有内外两种趋向，一切吸引子之外的运动都向它靠拢，这是稳定的方向；而一切到达吸引子内的轨道都又相互排斥（指数式分离），对应为不稳定方向。正是这种整体趋向稳定而局部又极为不稳定的矛盾，导致了奇怪吸引子的另一个更奇怪的性质：（2）它具有非常奇特的拓扑结构和几何形式。奇怪吸引子是具有无穷多层次自相似结构的、几何维数为非整数的一个集合体。为了描述奇怪吸引子的这种奇特结构，曼德尔布罗特(Mandelbrot)最早（1975年）引进了分形（既其维数是非整数的对象）的概念。维数是描述客体的重要几何参量。也可以说，维数是为了确定几何对象中一个点的位置所需的独立坐标数目。已经知道：点是零维，线是一维，平面是二维，而立方体是三维的。这种维数称为拓扑维，用字母"d"表示。维数也可以这样来考虑：比如，取一线段，将该线段的长度乘以2，就得到另一个线段，长度为=2个原线段长度。一正方形，每边长×2，得到一个大的正方形，它等于4个原来大小的正方形。一立方体，每边长×2，得到一个大的立方体，它等于8个原来大小的立方体。由此可以推得，一个d维的几何对象，它的每一个独立方向都增长L倍，结果得到N个原来的对象，这三者的关系为,两边取对数，得维数。一旦把上式的定义加以推广，我们就完成了一次概念上的飞跃，d不必一定是整数，它可以是分数，我们就把这样推广定义的维数称为分维（fractal），用字母"Ｄ0" 表示。对于规整的几何对象，可以使用统一的长度变换倍数L。而对于不规整的复杂体，如海岸线的长度，总长度与测量单位有关，为了得到精确的测量，不是把尺寸放大L倍，而是测量单位缩小为原来的ε倍，L＝１／ε，测量长度次数Ｎ随ε减小而增大，记为Ｎ（ε），这时分维定义为：上式定义的分维称为容量维Ｄ0，又称为柯尔莫哥洛夫（Ａ.Ｎ.Kolmogorov）容量维。可以证明，拓扑维d和分维Ｄ0满足如下关系：d≤Ｄ0 式中取等号是对普通规则几何对象而言的。容量维为非整数的典型的例子是康托集合。奇怪吸引子的维数从一个侧面反映了说明此吸引子所必须的信息量，它是该系统中最重要和最主要的信息，对它的细致研究将有利于我们抓住问题的主要方面，更根本地分析和认识问题。
3.3研究混沌的主要方法
对于混沌现象的客观反映就需要更严谨的数学描述以及更直观的物理现象。在实验分析方面，对混沌系统施行功率谱分析已是研究混沌的最有效、最直观的工具。
混沌运动来往来自系统的非线性性质，但非线性只是产生混沌的必要条件而非充分条件。混沌研究中，人们关心如下几个基本问题：
(1) 能否有一个给定的系统将展示确定性的混沌运动？
(2) 能否用数学语言说明混沌运动并对它作一些定量的刻画？
(3) 混沌运动的存在，说明对某些非线性系统作长期预报是不可能的，那么能否从混沌信号中得到一些有用的信息？
本小节将给出几种分析系统混沌运动的定性和定量的方法，即从定性和定量的角度来刻画混沌的方法[10, 11,12,13]。
3.3.1直接观测法
直接观测法是根据动力学系统的数值运算结果，画出相空间中相轨迹随时间的变化图，以及状态空间随时间的历程图。通过对比、分析和综合以确定解的分岔和混沌现象。在相空间中，周期运动对应于封闭曲线，混沌运动对应于一定区域内随机分离的永不封闭的轨迹（奇怪吸引子）。利用这种方法可确定分岔点和普适常数。
3.3.2分频采样法
对周期外力作用下的非线性振子，研究其倍周期分岔和混沌现象，可采用频闪采样法。该方法是试验物理学中闪烁采样法的推广。为避免复杂运动在相空间中轨迹不混乱不清，可以只限于观察隔一定时间间隔（称为采样周期）在相空间的代表点（称为采样点），这样原来在相空间的连续轨迹就被一系列离散点所代表。分频采样法目前是辨认长周期混沌带的最有效的方法。
对于受迫振动，采样周期常取为外控力周期，当采样结果为一点是地，运动便是周期运动（特殊情况下为稳定态）；当采样结果为个离散点时，运动也是周期的，运动周期是外控
力周期的倍（次分谐振动2nP）；当采样结果是无穷多离散点集时，运动是随机的；如果采样点只是在一定区域内密集的点而且具有层次结构，则此伪随机运动便是混沌。不断加大分辨能力，可得到不断重复原分布形态的细微几何结构，这种无穷层次的自相似也就是标度不变性。
分频采样法适用于一切由周期外力驱动的非线性系统，具有远高于其他方法的分辨能力。其分辨能力的进一步提高将受限于计算机字长的限制。但该方法也存在一定的缺点，一是解释不唯一，二是不能分辨比采样频率更高和频率。
3.3.3庞加莱截面法
对于含多个状态变量的自治微分方程系统，可采用庞加莱截面法进行分析。其基本思想是在多维相空间（，，……）中适当选取一截面，在此截面上某一对共轭变量如（）上取固定值，称此截面为庞加莱截面。观察运动轨迹与此截面的截点（庞加莱点），设它们依次为P0，P1，P2，… Pn，…。原来相空间的连续轨迹在庞加莱截面上便表现为一些离散点之间映射Pn+1=TPn。由它们可得到关于运动特性的信息。
单变量的周期运动在相平面的轨迹是封闭曲线。二变量的周期运动在2×2维相空间的轨迹是二维环面。依次类推，N变量的周期运动在N×N维相空间的轨迹是N维环面。如果不考虑系统初始阶段的暂态过程，只考虑庞加莱截面上的稳态图像，则当庞加莱截面上只有一个不动点或少数离散点时，运动是周期的；当庞加莱截面是一闭曲线时，运动是准周期的；当庞加莱截面上是成片的密集点，且有层次结构时，运动便是混沌的。
3.3.4赝相空间法
当对数学模型未知的动力系统的混沌特征分析时，分频采样法和庞加莱截面法就不适用了。而且，在试验过程中，有进只便于对某一个变量进行测量，这时可利用测得的时间系列重构相空间。嵌入定理解决了怎样才能从单一的时间系列建立和描述有限维的吸引子及重构动力系统这一问题。重构相空间即赝相空间法的维数即嵌入维数应满足，其中为相空间的真实维数。设测得的时间序列为｛, =1, 2, …, N｝，适当选取一时间延迟量，其中为采样周期的整数倍。取，，…，为坐标轴，画出赝相空间轨迹。
上述重构吸引子的过程相当于将时间序列｛｝映射到维的欧式空间中，并希望空间
1.6 酶学性质研究 （1）pH 的影响：分别测定粗酶液在pH3.0、4.0、5.0、6.0、7.0、8.0下的酶活力，确定其最适反应pH 值；将粗酶液用上述pH 缓冲液稀释后，45℃水浴保温4小时后，测定其剩余酶活力。 （2）温度的影响：分别在40~95℃下测定酶活力，确定其最适反应温度；将酶液在40～90℃范围内的不同温度下保温60 min 后，测定其剩余酶活力。 （3）金属离子的影响：在酶液中分别添加各种金属离子，使其浓度为4 mmol ／L ，然后测定酶活力。 2.5 纤维素酶粗酶液酶学性质 2.5.1酶反应的最适pH 值和酶的pH 稳定性 粗酶液在不同pH 值下测得的酶活及在不同pH 值下处理4小时后测得的相对酶活示于图11。结果表明，CMCase 在pH 3.5～4.5有较高的酶活力，最适反应pH 值为4.0；β-Gluase 在pH 4.5～5.5酶活力较高，最适反应pH 值为5.0，同样方法测得FPA 最适反应pH 为5.0。可见，该菌株所产的各组分纤维素酶是酸性酶。 图11表明，该菌产CMCase 在pH3.0～6.0的范围内，β-Gluase 在pH3.5～5.5的范围内，酶活力均可保持在80％以上，说明该菌株所产酸性纤维素酶可在较宽的pH 值范围内保持其酶活力的稳定性。2.5.2 酶反应的最适温度和酶的热稳定性 在不同温度下直接进行酶促反应测得的酶活及在不同温度下热处理60 min 后于最适反应温度和最适pH 下测得的相对酶活(以4℃保存的酶液活力为100%)示于图12。结果表明，CMCase 、β-Gluase 及FPA 最适反应温度均为65℃。 c e l l u l a s e a c t i v i t y ( U .m l -1) pH r e l a t i v e y a c t i v i t y （%） c e l l u l a s e a c t i v i t y ( U .m l -1) temperature ( o C ) r e l a t i v e y a c t i v i t y （%） 图11 pH 值对酶活力及酶稳定性的影响 Fig.10 Effects of pH value on Cellulase activity and stability 图12 温度对酶活力及酶稳定性的影响 Fig.11 Effects of temperature on activity and stability of cellulase
ISSN100922722 Marine Geology Letters 海洋地质动态 2005,21(6)∶8—11文章编号:100922722(2005)0620008204 湿地的研究展望及其保护对策 李广玉1,2,叶思源2,张正贤1,高宗军1 (1山东科技大学地球信息与科学工程学院,泰安271019; 2青岛海洋地质研究所,青岛266071) 摘 要:湿地是一种独特的生态系统,湿地研究成为当前许多学者关注的热门研究领域。主要从湿地的科学定义、湿地的系统分类及今后的研究展望和发展方向进行了论述,提出了湿地恢复、保护和可持续发展对策。 关键词:湿地;生态系统;研究进展;可持续发展 中图分类号:P941.78 文献标识码:A 湿地人称沼泽,是由土地和水汇接而成的。它既不完全是土地,也不完全是水,这是湿地特有的双重属性。湿地是地球上重要的、富饶的生态系统,与森林、海洋并称为地球三大生态系统,在抵御洪水、蓄洪防旱、降解污染、调节气候等方面有着其他生态系统不可代替的作用和功能,被誉为“地球之肾”。 1 湿地的科学定义 由于湿地研究的目的和方法以及地域差异等原因,不同国家甚至同一国家的不同学派在湿地分类上有明显的不同,正如W J Mitsch等在其新著《湿地》[1]一书对湿地概念的述评:由于认识上的差异和目的的不同,使得不同的人对湿地定义强调不同的内容。当前世界上对湿地的科学定义与概念还未统一,目前已经统计到的定义近60多种。湿地的科学定义可归纳为以下几类[2]: (1)从生态学角度 湿地是介于陆地与水生生态系统之间的过渡地带并兼有两类系统的某些特征,其地表为浅水覆盖或者其水位在地表附近变化。 (2)从资源学的角度 凡是具有生态价值 收稿日期:2005203228 作者简介:李广玉(1979—),女,在读硕士,地球化学专业。的水域只要其上覆水体水深不超过6m都可视为湿地,不管它是天然的或是人工的,永久的还是暂时的。 (3)从动力地貌学的角度 湿地是区别于其他地貌系统如河流地貌系统、海湾、湖泊等水体的具有不断起伏水位的、水流缓慢的潜水地貌系统。 (4)从系统论的观点 湿地是一个半开放半封闭的系统,一方面,湿地是一个较独立的生态系统,它有其自身的形成发展和演化规律;另一方面,湿地又不完全独立,它在许多方面依赖于相邻的地面景观,与它们发生物质和能量交换,也影响邻近系统的活动。 目前,湿地科学家和管理部门普遍接受的概念是在《Ramsar》公约中定义的湿地的概念,即:“湿地系指天然或人工,长久或暂时的沼泽地、湿原、泥炭地或水域地带,静止或流动,淡水或半咸水体,包括低潮时不超过6m的水域。” 2 湿地的分类 目前湿地的分类没有统一的标准。较为系统的分类方法是1990年6月在第四届缔约国大会上发布的新分类系统,将湿地划分为三大类(海滨和海岸湿地、内陆湿地、人工湿地)35种(海洋和沿海湿地分为11种类型、内陆湿地16种类型、人造湿地8种类型),此分类系统与
1、研究意义： 随着我国国民经济和城市化建设的飞速发展,大型商业综合体在当今商业创新模式的潮流和城市空间有机化、复合化的趋势下应运而生，数量日益增多，体量越来越大。这类公众聚集场所一般具有功能繁多、空间种类丰富、人流量大、火荷载大等特点,一旦发生火灾,容易导致重、特大人员伤亡和直接经济损失。近年来大型商业建筑火灾造成的人员伤亡事件屡有发生。国外的发展经验表明,当一个国家的人均GDP达到1000-3000美元时,社会将会处于一个灾难事故多发阶段,这表明我国当前及今后较长的一个时期,火灾安全形势依然十分严峻。 飞速发展的大型商业建筑，使用功能日趋复杂、集约，这给大型商业综合体的安全疏散设计带来了十分严峻的挑战。安全疏散，就是在发生火灾时，在允许的疏散时间范围中，使遭受火灾危害的人或贵重物资在楼内火灾未危及其安全之前，借助于各种疏散设施，有组织、安全、准确、迅速地撤离到安全区域。 大型综合性商业建筑的使用功能高度集中，现行规范都无法对其建筑形态和业态分布做出明确的规定,基于以往经验及科研成果制订出来的建筑防火设计规范难以适应新的需要，实践中经常遇到大量现行规范适应范围无法涵盖或规范条文无法适应建筑物设计形式的尴尬局面。现代大型商业综合体建筑的设计往往突破了现行规范,因此在一些经济发达的地区,也将性能化的防火设计理念引入到了设计之中,它已成为未来防火设计发展的趋势。 商业街建筑由于其独特性,有关消防设计也有别于一般的商业建筑。比如,商业街是否作为一个整体建筑考虑其消安全疏散设计,是否应限制商业街建筑的层数,长度和宽度,步行街是否考虑作为人员疏散安全区域及其条件等等这些问题都有待于进一步的调研及深入分析。 同时，由于这类建筑火灾危险性特别大，人员密度大，疏散困难等原因，研究大型商业建筑火灾下人员疏散的安全性，以最大限度的防止火灾发生和减少火灾造成的损失，就具有十分重要的意义。由于我国火灾基础研究的滞后在制定国家消防技术规范时存在一些弊端和不合理之处。这些弊端给复杂的商业建筑空间设计带来很多的局限性，因此要使大型商业建筑有效的快速发展这就需要我们找到新的途径和新的思路来保障建筑的安全疏散。 大型商业综合体的人员安全疏散设计应该综合相关多方因素全面考虑。处方式建筑防火安全疏散设计理念适应不了现代建筑的发展趋势，我们需要借鉴心理学等理论，研究发生火灾后，大型商场内人员在这样的环境中的空间认知能力和行为模式；从空间组织设计的角度出发，结合建筑性能化防火设计的理论全面的进行防火安全疏散设计的研究。这有助于科学合理的进行大型商场的建筑防火设计，当灾害来临时为人们提供一个可靠的安全疏散系统，同时又利于人们充分的使用空间的目标；同时，该课题的研究为促进大型商场发展作出努力，使得大型建筑在城市发展的新形式下可持续的发展。 大型商业综合体中防火分区面积往往超出了规范中对防火分区面积的限制,疏散出口的数量以及布置方式等问题随之产生，这些问题都有待进一步深入研究。本文从大型商业综合体的自身特性入手，运用建筑学、消防安全学和行为心理学等领域的相关知识，对火灾下大型商业综合体内人员疏散的安全性能进行了研究和分析，总结出大型商业综合体人员安全疏散的难点和重点问题，最后针对这些问题提出了一些优化策略和方法，并分析了应用部分方法的实际工程案例。为大型商业综合体的人员安全疏散设计提供参考。 2、国内外研究现状： （1）国外研究现状 国外发达国家对于大型商业综合体的设计，除了能依据本国的规范进行设计的之外,超出规范规定内容的往往利用了性能化的防火设计。欧美发达国家在这项研究中处于领先的地位,已开发出了很多计算及模拟软件。如FDS、SIMULEX和STEPS等等。 上世纪八十年代,己有一些国家颁布了专门的性能化防火设计规范。所以发展至今,已形成了相对完善的体系。国外的设计者在做一些大型的商业建筑时,都会采用性能化的防火设计。1971年,美国的通用事务管理局形成了《建筑火灾安全判据》。20世纪80年代,在美国实施了一个国家级的火灾风险评估项目,其结果形成了FRAMWORKS模型。1988年美国防火
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 人工湿地的国内外现状 人工湿地的国内外现状人工湿地(Constructed Wetlands) 是20 世纪70 年代末发展起来的一种污水处理技术, 兴起于荷兰、丹麦、英国等国家，80年代从欧洲到美洲、澳洲等地区和国家都广泛开展了这方面的研究工作。 目前,在美国有600 多处人工湿地工程用于处理市政、工业和农业废水, 400多处人工湿地被用于处理煤矿废水, 50多处人工湿地用于处理生物污泥,近40处人工湿地用来处理暴雨径流,超过30处人工湿地系统用于处理奶产品加工废水 ;在丹麦、德国、英国各国至少有200处人工湿地系统在运行 ,新西兰也有80多处人工湿地系统被投入使用。 其特点是: 出水水质好, 具有较强的氮磷处理能力, 运行维护方便, 管理简单, 投资及运行费用低。 据有关资料显示, 人工湿地投资和运行费用仅占传统二级生化处理技术的10%～50%。 比较适合于资金少、能源短缺和技术人才缺乏的中小城镇和乡村。 人工湿地是一种为处理污水而利用工程手段模拟自然湿地系统建造的构筑物, 在构筑物的底部按一定的坡度填充选定级配的填料( 如碎石、砂子、泥炭等)，池底坡降及填料表面坡降往往受水力坡降及填料级配的影响, 一般选值范围为1%～8%。 1 / 6
在填料表层土壤中种植一些处理性能良好, 成活率高, 生长周期长, 美观及具有经济价值的水生植物( 如芦苇) 。 人工湿地类型人工湿地因水流方式的差异大致可分为 3 类: 表面流湿地、潜流湿地和垂直流湿地。 表面流湿地( Surface FlowConstructed Wetland) ,是一种污水从湿地表面漫流而过的长方形构筑物, 结构简单, 工程造价低; 但由于污水在填料表面漫流, 易滋生蚊蝇, 对周围环境会产生不良影响, 而且其处理效率较低。 潜流湿地( Subsurface Constructed FlowWetland) ,污水在填料缝隙之间渗流, 可充分利用填料表面及植物根系上生物膜及其他作用处理污水, 出水水质好。 由于水平面在覆盖土层或细砂层以下, 卫生条件较好, 故被广泛采用。 潜流湿地一般设计成有一定底面坡降的、长宽比大于3 且长大于20 m 的构筑物, 污水流程较长, 有利于硝化和反硝化作用的发生, 脱氮效果较好。 或方形构筑物, 污水的流程较短, 反硝化作用较弱, 且工程技术要求较高。 由于垂直流湿地可方便地采用工程手段来改善系统的供氧状况, 提高布水均匀性, 营造更加有利于硝化和反硝化发生的系统环境, 故越来越受到人们的重视。 垂直流湿地(Vertical Flow Constructed Wetland),污水沿垂
二氧化碳驱油技术研究现状与发展趋势 随着世界经济的飞速发展，能源的生产与供求矛盾越发突出，石油作为工业发展的命脉，由于其储量的有限性，使得人们对它的研究和关注程度远胜于其它能源。寻找有效而廉价的采油新技术一直是专家们不断探索的问题。 针对目前世界上大部分油田采用注水开发面临着需要进一步提高采收率和水资源缺乏的问题国外近年来大力开展了二氧化碳驱油提高采收率(EOR)技术的研发和应用。这项技术不仅能满足油田开发的需求，还可以解决二氧化碳的封存问题，保护大气环境。该技术不仅适用于常规油藏，尤其对低渗、特低渗透油藏，可以明显提高原油采收率 （一）二氧化碳驱油技术机理 1、降粘作用 二氧化碳与原油有很好的互溶性，能显著降低原油粘度，可降低到原粘度的1/10左右。原油初始粘度越高，降低后的粘度差越大，粘度降低后原油流动能力增大，提高原油产量。 2、改善原油与水的流度比 二氧化碳溶于原油和水，使其碳酸化。原油碳酸化后，其粘度随之降低，同时也降低了水的流度，改善了油与水流度比，扩大了波及体积。 3、膨胀作用 二氧化碳注入油藏后，使原油体积大幅度膨胀，便可以增加地层的弹性能量，还有利于膨胀后的剩余油脱离地层水以及岩石表面的束缚，变成可动油，是驱油效率升高，提高原油采收率。 4、萃取和汽化原油中的轻烃 在一定压力下，二氧化碳混合物能萃取和汽化原油中不同组分的轻质烃，降低原油相对密度，从而提高采收率。二氧化碳首先萃取和汽化原油中的轻质烃，随后较重质烃被汽化产出，最后达到稳定。 5、混相效应 混相效应是指两种流体能相互溶解而不存在界面，消除了界面张力。二氧化碳与原油混合后，不仅能萃取和汽化原油中轻质烃，而且还能形成二氧化碳和轻质烃混合的油带。油带移动是最有效的驱油过程，可使采收率达到90%以上。 6、分子扩散作用 多数情况下，二氧化碳是通过分子的缓慢扩散作用溶于原油。分子的扩散过程很
中兽医医药杂志J TCVM 2005年第4期 综述专论兽用中草药研究开发展望 梁剑平1,张应禄2,李滋睿2 (1.中国农业科学院兰州畜牧与兽药研究所农业部新兽药工程重点开放实验室,甘肃兰州730050;2.中国农业科学院) 中图分类号:S85311文献标识码:A文章编号:1000-6354(2005)04-0021-03 兽用中草药被广泛应用于预防和治疗畜禽疾病,或促进动物生长,提高饲料报酬。由于它无药物残留,对人类健康不构成危害,所以受到了广大消费者和畜禽养殖者的欢迎。有关专家认为,兽用中草药由于不会对食品安全构成威胁,将在很大程度上逐步取代化学药品,有广阔的发展前景,使其开发商机凸现。兽用中草药是我国兽医药学的宝贵遗产,长期以来对畜禽的繁殖和发展做出了不可磨灭的贡献。它不仅在中国得到了继承和发展,而且在国际上也产生了巨大的影响,亚洲的很多国家和地区把兽用中草药当成提高畜禽健康质量的重要手段,与西方现代兽医药共同用于临床。欧美各国在/回归大自然0的口号影响下,也越来越重视兽用中草药的研究,一些兽用中草药的治疗作用逐渐得到了临床的认可。 1畜牧业发展对兽用中草药开发及其技术需求分析近些年来,食品安全、药残与耐药性等问题日益受到重视,许多发达国家已经禁用了许多兽用药品饲料添加剂。美国基于人畜交叉抗药性的顾虑而撤销了恩诺沙星与沙拉沙星在禽类使用的注册标准,并且在可预见的未来也不再审批任何氟喹诺酮类作为兽药。2000年7月23日,世界卫生组织在日内瓦召开会议,提出了限制对家畜使用化学抗菌药新建议。近年来发现化药、抗生素类具有毒副作用及其残留,严重地影响人类健康,甚至引起/三致0和损害免疫功能。自1987年以来,英国和法国植物药的购买力分别上升了70%和50%,而美国市场每年亦以高于20%的速度增长。日本的汉方制剂从90年代开始,每年都以15%以上的速度增长。国际植物药市场份额每年已达270亿美元。 标准化是我国传统医药进入国际市场的突破口,是兽用中草药现代化发展的必要条件。我国物种丰富,药物种植面积大,品种齐全,但所占市场份额还不足5%。其中最大的制约因素是我国中药标准化程度低,生产工艺较落后,缺乏科学规范的质量标准和质量控制手段。这是中兽药界的难点问题,同时也是制约中兽药走出国门,走向世界的/瓶颈0。因此,必须要建立健全中药材的质量规范标准,在现行的《中华人民共和国兽药典》所列的药材的基础上进一步完善。 2国内外科技发展水平比较分析 国外由于受到中药资源的限制,中兽药的发展起步较晚,主要是通过微生物发酵制备多糖、寡糖。多糖能提高动 收稿日期:2004-12-27 项目来源:/十五0国家攻关计划资助 作者简介:梁剑平(1963-),男,研究员,博士,主要从事兽药研究。物免疫力,其中消化道免疫占动物免疫系统的很大部分,因而能对消化道起到很好的保护作用,另外,肠道黏膜内的IgA 抗体还可通过其自身产生的抗体细胞毒素直接杀灭细菌。寡糖为1~9个单糖所组成,由于其能促进猪、鸡肠道内有益菌群优势形成,其中主要是拟杆菌、双歧杆菌及乳酸杆菌等,能有效地降低病原菌的致病力,结合吸收外源性病原菌及调节机体免疫系统,提高动物免疫力等功能,成为研究的热点。在国外寡糖是最有希望替代化药与抗生素的天然物质。其研究主要通过完成了菌种鉴定与系统发育分析、酶的生产条件、酶的纯化与特性、酶基因的克隆表达与序列分析、酶的高产菌株选育、寡糖的组分、结构及生理功能分析,以及酶和寡糖的工业生产试验等涉及多学科的系统工程,结合极端菌及极端酶的特性,以新的方法解决了酶的碱、盐、热稳定性、酶活力、寡糖生成率等,实现了极端B-聚糖酶以及寡糖的生产及应用。国内在多糖、寡糖研究方面也进行了诸多的研究,已通过对酵母菌培养,成功的生产出甘露寡糖。除多糖、寡糖研究外,中兽药主要是围绕我国丰富的中药资源进行了中药的方剂学,有效单体的提取、合成及结构修饰,与中兽药的稳定性方面进行了一系列的研究,因为在新兽药创制中,重要的环节是要保证有高质量的、稳定可控的中药材原料。 2.1中药资源开发取得新的进展 我国现有的中药资源种类已达12807种,其中药用植物11146种,药用动物1581种,药用矿物80种。仅对320种常用植物类药材的统计,总蕴藏量就达850万吨。全国药材种植面积超过580万亩,药材生产基地600多个,常年栽培的药材达200余种。野生变家种取得了积极成果,许多已成为主流商品。对珍稀濒危野生动植物品种开展了人工种植、养殖和人工替代品研究,对进口药材的引种也取得了可喜的成就,形成了一定的生产能力,药材进口的数量明显减少。云南西双版纳分布的植物锡生藤已合成新药/傣肌松0,与进口的/氯化箭毒碱0有相似的肌肉松弛作用。从进口药材的国产近缘植物中寻找代用品的实例还有很多,如以国产安息香代进口安息香;以国产马钱子代进口马钱子;以西藏胡黄连代进口胡黄连;以白木香代沉香等等,应用有效成分为指标,从近缘科、属中扩大药源,这方面中国已做了大量比较系统和深入的研究工作,已进行研究的主要种类有小檗属、薯蓣属、鼠尾草属、葛属、黄连属、大黄属、甘草属、石蒜属、丹参属、金银花属、莨菪类、蒿类、柴胡属、淫羊藿属、苦参属等植物。 2.2科研开发形成新的局面 2.2.1提取和合成制药在提取和合成制药的研究及生产 21
国内外湿地研究进展和展望Ξ 徐艳艳 徐艳东 (1.临沂市苍山县实验中学,山东苍山277700;2.山东省海洋水产研究所,山东烟台264006) 摘 要 主要分析了国内外湿地的概念和分类、形成和发育、湿地评价和健康评价、恢复和重建、生物地球化学过程、模型研究、人工湿地、全球变暖及湿地生态系统关系等方面研究进展,据此提出展望。 关键词 湿地 生态系统 恢复 湿地(wetland)通常包括灌丛沼泽(swam ps)、苔藓泥炭沼泽(bogs)、泥沼泽(marshes)以及其他类似区域[1]。湿地广泛分布于地球各气候带,从赤道到极地均有分布。据统计全世界共有湿地8.6×106km2,占陆地总面积的6.4%,以亚热带比例最高占29.3%,寒温带占13.4%,寒带占11%,热带占10.9%[2]。 湿地是由喜水生物和过湿环境构成的特殊自然综合体,它位于大气圈、岩石圈及生物圈的交汇处,是各种能量和物质交换和作用的场所。它是地球上重要的生存环境和生态系统,具有稳定环境、物种基因保护及资源利用的功能,被誉为“自然之肾”、 “生物基因库”和“人类摇篮”[3]。因而在世界自然保护大纲中,湿地与森林、海洋一起并列为全球三大生态系统。 但是湿地也是近代史上遭受人类活动破坏最为严重的生态系统,它是继其他生态系统如农业、林业、沙漠等之后,人类重视最晚的一种资源[4]。随着社会经济的发展,湿地的特殊性和重要性已受到全世界的关注,湿地研究已成为当前的热门研究领域。 1 国内外湿地研究进展 1.1 湿地的概念和分类 1.1.1 湿地的概念 由于湿地分布广泛,种类繁多,相互之间差别极大,所以很难给湿地下一个明确的定义。目前的研究者对湿地有不同的理解,已统计到的定义近60种[5]。总的看来,湿地的定义分为两类:一类是管理定义,通常采用的是最有代表性的国际湿地公约(Ramsar公约)中的湿地的定义:“湿地是指不论其为天然或人工、长久或暂时性的沼泽地、水域地带,静止或流动的淡水、半咸水、咸水,包括低潮时水深不超过6m的海水水域。”此定义比较具体,具有明显的边界,具有法律约束力,在湿地管理工作中易于操作[5],但其未揭示出湿地的内涵实质,其内涵和外延不明确[6]。另一类是不同学科的学者从不同角度给出的定义,从学科来看可以概括为水文学、动力地貌学、生态学、泥炭地质学、景观学、资源学[5-8]。杨永兴先生把湿地科学的定义为:“湿地是一类既不同于水体,又不同于陆地的特殊的过渡类型生态系统,为水生、陆生生态系统界面相互延伸、扩展的重叠空间区域。湿地应该具有3个突出特征:湿地地表长期或季节处于过湿或积水状态;地表生长有湿生、沼生、浅水生植物(包括部分喜湿盐生植物),且具有较高生产力。生活湿生、沼生、浅水生动物和适应该特殊环境的微生物类群;发育水成或半水成土壤,具有明显的潜育化过程。”[9]由于湿地是一个过渡带,因此范围界定比较困难,其中,1956年Circular39是美国最早的湿地定义之一;加拿大关于湿地的定义主要有:1979年Z oltai和T arnocai分别提出湿地的定义,1988年Z oltai对其前定义进行修正;[2]原苏联的沼泽概念比较全面,但语义不够确定[3]。 2.1.2 湿地的分类 同湿地概念一样,目前国际湿地学术界还没有一个公认的湿地分类标准、体 Ξ作者简介:徐艳艳(1979-),女,地理教师。
人工湿地系统是将污水引到人工建造的类似于沼泽的湿地上，在一定的填料上种植特选的植物，形成一个独特的动植物生态环境，利用植物的根脉和其周围土壤微生物来联合对污水进行处理，污水流经湿地时大量的污染物被填料和植物根系阻挡截留而被除去。芦苇和香蒲在人工湿地中被广泛使用，它们既是中国北方与南方的常见物种，也是国际公认的最佳湿地植物。 作为20世纪70年代发展起来的一种新型污水处理生态系统，人工湿地以其建设运营成本低、去污能力强、使用寿命长、工艺简单、组合多样化等优势，近年来在世界各地得到了广泛的应用，其应用范围主要集中在褐煤热解、油砂废水、矿山废水、奶品加工、食品工业、造纸废水、烃类废水和垃圾场渗滤液净化处理等方面。 国外对人工湿地污水处理技术研究开展较早，最早可以追溯到1903 年建在英国约克郡Earby的湿地系统，它持续运行到1992 年；1953年，德国Seidel 在研究中发现，芦苇通过其根区产生微生物活性的区域作为生化反应器来转化、降解有机物，可以去除污染物。1972年Kickuth提出了根区法（The Root-Zone-Method）理论，强调高等植物在湿地污水处理系统中的作用。1996年Kathe Seidel提出利用高等植物的生化作用去除污染物的思想，通过芦苇等植物的根区产生微生物活性区域作为生化反应器来转化降解以至最终去除污染物。 人工湿地技术在欧美一些发达国家十分受到人们青睐，美国已应用人工湿地技术处理市政、工业和农业废水。丹麦、德国开始利用河砾和河砂作为植物生长基质，构建了高分散度的废水处理设施并获得成功。人工湿地技术目前已被英国用于小城镇污废水处理，成为其污水处理的重要组成部分 1990年7月，在中国深圳成功建立了第一个人工湿地污水处理工程——白泥坑人工湿地污水处理系统，运行状况良好，除了氨氮效果不明显外，其他指标均能达到国家二级排放标准。内蒙古自治区赤峰市宁城污水处理厂对于人工湿地污水处理技术的研究项目，在1997年6月通过国家建设部科技司主持的技术鉴定，在1998年6月开始推广。 根据污水在湿地床中流动的方式，可将人工湿地分为3种类型：垂直流人工湿地、潜流式人工湿地和表面流人工湿地。 垂直流人工湿地主要用于处理氨氮含量高的污水，污水从湿地表面纵向流向
113重油加氢技术特点和发展趋势 卜蔚达 （中国石油大学（北京）化学科学与工程学院，北京 102249） 摘要：本文针对重油加氢技术的重要性和应用情况，从工艺和催化剂角度分别介绍了固定床、悬浮 床、沸腾床、移动床加氢技术的特点和发展现状，通过对四个工艺优缺点的分析提出了重油加氢的研 究方向和发展趋势。 关键词：重油加氢；固定床；悬浮床；沸腾床 引言 随着原油的变重、变稠以及轻质油品的需求量不断增大，重油加工成为现代炼厂面临的主要问题。目前重油加工主要有延迟焦化、减粘裂化、重油催化裂化和重油加氢4个工艺过程[1]。延迟焦化和减粘裂化属于热加工过程，其特点是可以处理各种渣油，但是液体产物的质量差、焦炭产率高。重油催化裂化对原料的要求较高，无法处理劣质的渣油。重油加氢一方面可以处理高硫、高残炭、高金属的劣质渣油，另一方面可以提高液收率和液体产物的质量。同时可以和其它工艺进行组合，特别是重油加氢和催化裂化组合工艺。我国在重油加氢方面和国外存在着较大的差距，但是随着国内环保机制的日益严格化，对油品的质量提出了更高的要求，提高重油加氢技术显得尤为迫切。 1 重油加氢技术 1.1 固定床加氢技术 固定床渣油加氢技术的应用最为广泛，工业化过程也最多。我国引进和自行设计开发的渣油固定床加氢工艺如下[2，3]： 1.1.1 VRDS工艺 我国第一套渣油固定床加氢工艺，于20世纪90年代初由齐鲁石油化工公司从美国Chevoron公司引进。最初的设计以孤岛减压渣油为原料，以生产低硫燃料油为目的，后来发展成VRDS-RFCC组合工艺，即减压渣油经固定床加氢处理后给重油催化裂化提供原料。采用组合工艺后，其渣油能够全部转化，加工深度高，轻质油收率高。 1.1.2 ARDS工艺 我国从UOP公司引进的中东含硫原油常压渣油加氢脱硫装置。对常压渣油进行加氢脱硫、脱氮、脱金属、脱残炭等使加氢后的重馏分可在催化裂化等装置中进一步轻质化。 1.1.3 S-RHT工艺 茂名石油化工公司渣油固定床加氢脱硫装置是我国自行设计开发的固定床加氢处理技术，洛阳石油化工工程公司承担此项目的工程开发、工程设计，设计原料为中东含硫原油的减压渣油及部分减压蜡油混合料，主要产品为少量石脑油、柴油和大量的脱硫改质催化裂化进料。 固定床重油加氢的优点是工艺成熟，产品收率高，精致深度高，脱硫率可以达到90%[4]以上，工艺和设备结构简单，易操作。缺点是无法及时更新催化剂，在处理高金属和高沥青质、高胶质含量的原料时，催化剂减活和结焦较快，床层也易被焦炭和金属有机物堵塞。只能加工金属<200μg/g，残炭<15%的渣油[4]，因此对原料的适应性较差。固定床反应器是非等温反应器，对于放热的加氢反应容易产生飞温现象。另外，固定床加氢工艺单程转化率低(20%-50%)[4]，需要有较大的重油催化裂化、柴油加氢精制装置进行配套，产品中柴汽比较低。1.2 悬浮床加氢技术 我国悬浮床加氢工艺还处于研究和开发阶段，目前主要有两种工艺过程，即[1]。 1.2.1 FRIPP的悬浮床工艺 该工艺采用空筒式反应器和高活性水溶性多金属分散催化剂、现场乳化分散、硫化剂直接加入到原料中，在加热过程中催化剂进行预硫化的方式操作，催化剂具有较强的抑焦功能，可实现长周期连续运转。催化剂水溶液被乳化分散在原料油中直接通过反应器，流程简单、操作方便，克服了早期的悬浮床工艺尾油中含有大量固体颗粒从而难以 2010年第3期2010年3月 化学工程与装备 Chemical Engineering & Equipment
实、叙述的写作手法来记录检查的情况,切忌在笔录中作评论、推断。现场笔录应该是执法人员在现场所看、所听的实录,而不应是询问笔录。2.2 贴近案情 可以采取“由大到小”、“由粗到细”的方法,首先简要描述大环境、方位地点,再收缩到具体需要重点检查的位置;从物品总体摆放、堆码再聚焦到具体商品数量,包装标签及现场痕迹等等。同时,对现场从业人员在从事何种活动,也要作好记录。对与具体案情关联不大的内容,可以简写,而对于与案情关联紧密的商品、标识、人员作业情况、工具、原料、广告、检查过程,甚至能证明案件事实的地面污水痕迹、废弃损毁物品的状况都应详记,并尽可能地加以固定、提取。2.3 抓住重点 现场检查中,往往可以意外地发现一些对定案十分关键的证据,要注意策略,可以采取以虚掩实、迂回反抄的方法将这些证据予以固定、提取。3 制作要点 3.1 当事人在被检查场所开展经营活动的由来或 当事人与被检查场所的关系。3.2 场所的概况。情况复杂的场所应交代方位,必 要时绘图说明。 3.3 与违法行为有关的物品、工具、设施的名称、规格、数量、状况、摆放位置、使用情况及相关的书证、物证。3.4 与违法行为有关的人员的活动情况,包括当事人及其职工、帮工以及顾问、消费者的情况。3.5 检查人员检查的活动及结果。3.6 当事人在检查活动中的异常表现及其行为。3.7 交代现场询问当事人、旁证人员,现场摄影、录像、绘图,当事人主动提交的证据的情况。3.8 交代抽样取证、强制措施的情况。情况复杂、 规模较大的场所,可以按照分工,由检查人员按照各自的检查任务,分别制作笔录,但最后应制作汇总笔录,总结整个检查情况。3.9 《现场检查笔录》应在现场检查时当场制作,不能今天检查,第二天才完成笔录。3.10 笔录写好后要交给当事人阅读或向其宣读,并由当事人签章(逐页)。当事人拒绝签名或不能签名的应当注明原因,并且由2名以上执法人员在笔录上签字。有其他人在场时,可由其他人签名。法律、法规和规章对现场检查笔录的制作形式另有规定的,从其规定。 ?综 述? 尘肺病临床治疗研究概况 崔 萍,侯 强 (山东省职业卫生与职业病防治研究院,山东 济南 250002) [收稿日期]2007204230 山东省医药卫生计划科技项目 项目号:(2003-133) [摘要] 我国尘肺病是危害人数最多的职业病,发病率约占所有职业病的80%,建国以来,政府对尘肺病的防治一直十分重视,开展了大量的研究工作,作者回顾了近50年尘肺病临床治疗的几个主要阶段,从基础治疗(营养、运动)、西药、中药、肺灌洗几个方面,分别概述了与其相关的药物成分、作用机制、临床研究和疗效。提倡目前依病人的病情进行肺灌洗、抗纤维化、减轻非特异性炎性反应、调节免疫功能、抗脂质过氧化、对症支持等综合治疗措施。提出霜桑叶有望成为疗效高、无毒副作用、价格低廉、依从性好治疗尘肺病的新药。 [关键词] 尘肺病;治疗方法;药物疗法;中医中药;肺灌洗 [中图分类号]R13512 [文献标识码]A [文章编号]1007-6131(2007)0320226204 尘肺病是由于在职业活动中长期吸入生产性粉尘并在肺内潴留而引起的以肺组织弥漫性纤维化为 主的全身性疾病。尘肺病被称为中国头号职业病,卫生部称截至2005年,中国尘肺累积病例607570
国内外研究现状和发展趋势、产品市场容量分析 《第一财经周刊》2013年10月11日 早在1970和1980年代，日本和韩国就率先开展研究，并批准将甜叶菊的萃取物甜菊糖作为合法的食品添加剂使用。随后中国等其他亚洲国家也都批准使用。但当时由于技术限制，甜菊糖苷不仅产量低，而且口感不佳，始终未能成为主流，通常你只能在配料表的末尾找到这个名字。 2008年，美国食品和药物管理局（FDA）率先通过甜菊糖中的主要成分莱鲍迪苷A（以下简称“Reb A”）“一般认为安全”（GRAS）的决议，可作为美国通用甜味剂使用。2011年11月，向来以严苛的食品安全标准著称的欧盟委员会也宣布允许使用甜菊糖。 欧美两大市场的相继开放，让这个原本不起眼的南美植物一跃成为未来最有可能和甘蔗以及甜菜比肩的世界第三大糖源。 2008年，就在FDA认可Reb A的安全性之后，可口可乐和农产品(8.76, 0.53, 6.44%)巨头Cargill集团，迅速联手成立了以Reb A为主要原料的甜菊糖品牌Truvia。紧接着， 百事可乐和总部位于美国芝加哥的甜味剂制造商Merrisant合资，成立甜菊糖品牌Pure Via。 与甘草、罗汉果这些已经普遍使用的天然甜味剂类似，甜叶菊最初也面临产量小、提取成本高的问题。 “第一代的甜菊糖因为纯度低，含有很多杂质，因此口感并不好，也只能降低10％至15％左右的含糖量。”谱赛科的亚太区技术应用经理滕建锋告诉《第一财经周刊》。 以高纯度Reb A提取物为代表的第二代甜菊糖，则在口感和甜度方面都有了较大突破，和砂糖比较接近，是目前能实现量产、商业化应用最广泛的甜菊糖产品，降糖水平能达到30％至50％。 从2012年起，谱赛科开始推出第三代产品，它不再仰赖单一的甜菊糖苷，而是多种提取物混合，让口感提升，同时能满足50％以上的降糖目标。 从甜叶菊的叶子中提取糖苷的过程有点类似泡茶。叶子收割之后，需要在40℃至50℃的水里浸泡很长时间。得到的液体其实已经具有甜味，但含有的多种杂质仍会影响最终提取出来的糖苷的品质。这些原始提取物需要用不同的试剂进行除杂、除色，然后进一步提取不同的高纯度糖苷。 糖苷种类不一样，甜味特征也各不相同。截至目前的研究结果统计，甜叶菊的叶子中共含有11种能产生甜味的糖苷，而其中Reb A含量最多，高达60％，而且甜度最高，口感比较纯净，因此高纯度Reb A过去一直被认为是最理想的甜叶菊产品。提取糖苷的种类和数量、以及让它们混合之后的品质，成为各甜菊糖技术公司之间竞争的关键。 如果能让糖尿病人毫无顾忌的吃糖、让其它正常人能更放心的享受甜味，这个世界或许多多少少都会更美好一点。 甜叶菊市场调查及分析报告(20110426) 甜叶菊提取物产品与蔗糖效用对比分析
湿地公园建设国内外研究现状
湿地，作为一类特殊的生态环境的研究，始于20 世纪70 年代初。《湿地公约》认为，湿地是天然或人工、长久或暂时性的沼泽地、泥潭地或水域地带，静止或流动的淡水、半咸水、咸水水体。《国际生物学计划》中认为，湿地是陆地和水域之间的过渡区域或生态交错带。中国对湿地的定义是，湿地是指天然或人工、长久或暂时性沼泽地、泥炭地或水域地带，带有静止或流动淡水．半咸水、咸水水体者，包括低潮时水深不超过6 米的海域。湿地是重要的自然生态系统．湿地公园的概念类似于小型保护区，但是又不同于自然保护区和一般意义公园的概念．根据目前国内外湿地保护和管理的趋势，湿地兼有物种及其栖息地保护、生态旅游和生态环境教育功能。国家林业局的定义是，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体．具有一定的规模和范围．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。天然湿地类型通过合理保护利用，形成保护、科普、休闲等功能于一体的公园。湿地公园的湿
地往往是人与自然和谐相处的产物．大多数经过长时期的人为干预，因而往往拥有深厚的历史文化积淀．保存着大量的历史文化遗产。而正因为如此，国际湿地组织和世界各国专家都十分重视湿地的保护和文化的利用。而湿地保护的一个非常重要的目标就是水栖息地的保护。2002 年的主题是水生命．2005 年的主题是湿地文化多样性和生物多样性。以此来增加文化内涵．可以弥补湿地自然景观相对单调的缺憾。湿地不仅具有保持水源、净化水质、蓄洪防旱．调节气候、美化环境和维护生物多样性等重要的生态功能，同时还具有科学研究、科普教育、旅游休闲等多种社会经济价值。湿地生态系统的服务价值．居全球各类生态之首．分别高出农业和生态用地很多倍。2003 年国务院批准了《全国湿地保护工程规划》，建设湿地公园必须要高度重视对湿地的保护，并要重视对湿地合理的利用。国家林业局提出了四个鼓励，第一即是鼓励在自然特性的生态下建立湿地公园．第二鼓励在湿地规划区采取有利措施建立生态湿地公园，第三鼓励在典型的地理地带特征规划建立生态湿地公园．第四鼓励在保证生物多样性的区域加强规
含油污泥的处理现状和展望 摘要 含油污泥会对环境造成二次污染，必须进行无害化处理和资源化利用。针对含油污泥处理现状，分析了国内外处理含油污泥方法上存在的问题，综述了国内外含油污泥的处理技术现状、及含油污泥处理技术的研究进展。资源化利用将成为含油污泥处理技术的发展趋势。关键词：含油污泥；资源化；除油；综述 Abstract: Oily sludge may do harm to the production and the environment and must be treated harmlessly and be utilized comprehensively.n view of the present situation of oily sludge treatment, the problems existing in oily sludge treatment at home and abroad are analyzed.This article summarized the present situation about domestic and foreign oily sludge treatment, and forecast the development direction about technology of oily sludge treatment. Resources utilization of oily sludge will be the dominant technique for oily sludge treatment in the future. Key Words: oily sludge、comprehensive utilization、oil removal、detoxification 1含油污泥的危害和来源 含油污泥是石油生产的伴随品,是石油生产的主要污染源之一,也是影响油田及周边环境质量的一大难题。含油污泥中大量的有机物和丰富的氮、磷、硫等营养物质,不加稳定处理的污泥任意排入水体,污泥中的有机物和氨氮将大量消耗水体中的氧,导致水体水质恶化,严重影响水生物的生存,营养物质又会使水体富营养化,在沿海海域造成赤潮和绿潮。除此,不同成分的含油污泥对环境和人类造成的危害是不同的。 1.1含油污泥的危害 油田含油污泥的组成成份极其复杂,是一种极其稳定的悬浮乳状液体系,含有大量老化原油、蜡质、沥青质、胶体、固体悬浮物、细菌、盐类、酸性气体、腐蚀产物等,还包括生产过程中投加的大量凝聚剂、缓蚀剂、阻垢剂、杀菌剂等水处理剂[1]。并因其体积庞大,排放后不但占用大量耕地,而且对周围土壤、水体、空气都将造成污染。我国现已对含油污泥的排放加强了重视[2],目前明确规定,肆意排放未经处理的含油污泥将处以1 000元/ m3·d 的罚款。这样虽然限制了部分污染物的排放,但仍然不能从根本上解决问题。所以含油污泥
上海杉达学院 学科学期论文 论文题目：浅析杭州西溪湿地的开发现状和发展前景学生姓名：沈敏华 专业年级：07届旅游管理 指导教师：张媛 2010年 5 月 6 日
目录： 一、绪论 二、杭州西溪湿地的现状 三、杭州西溪湿地开发中存在问题 四、杭州西溪湿地资源开发的对策与建议 五、杭州西溪湿地的发展前景 六、结论 七、参考文献
浅析杭州西溪湿地开发现状和发展前景 一．绪论 西溪湿地国家公园位于杭州市区西部，距西湖不到5公里，是罕见的城中次生湿地。这里生态资源丰富、自然景观质朴、文化积淀深厚，曾与西湖、西泠并称杭州“三西”，是目前国内第一个也是唯一的集城市湿地、农耕湿地、文化湿地于一体的国家湿地公园。自2004年一期工程开始至现在的三期工程，开发遵循科学保护，规划先行；以民为本，妥善安臵；生态优先，最小干预的开发原则。2005年2月，西溪湿地被命名为全国首个国家湿地公园，国家林业局同意杭州市正式开展湿地公园的保护和管理。国家林业部野生动植物保护司副司长严旬对西溪湿地综合保护工程给予了高度评价，他认为，建设好西溪国家湿地公园，对于全面加强西溪湿地生物多样性保护，维护生态系统生态特点和基本功能，实现湿地资源的可持续发展，有着十分重要的意义。1 本文介绍了杭州西溪湿地的现状，阐述开发中存在的问题，分析提出对西溪湿地的开发对策与建议，对西溪湿地的发展前景作展望。 本文是作者仅凭自己的学习水平做的报告，仅代表个人观点。希望对研究西溪湿地的学者有所帮助。 二．杭州西溪湿地的现状2 （一）西溪湿地简介 西溪湿地位于杭州西北，总面积约50平方公里。明清时期，西溪已是一个著名风景区，与杭州西湖、西冷并称为“杭州三西”，享有“副西湖”的美称。西溪湿地作为全国大中城市中唯一的城市湿地，水资源、多种植被和水生动物资源保存完好，2007年2月份，被国家林业局认定为国家湿地公园试点。 （二）西溪湿地规划目标 湿地公园发展规划总目标为：全面加强湿地及生物多样性保护，维护湿地生态系统的生态特性和基本功能，保持和最大限度地发挥湿地生态系统的各种功能和效益，保证湿地资源的可持续利用，使其造福当代、惠及子孙。 1、与西溪湿地公园各区块和谐共生、互利互依，促进公园的整体性； 2、在具有自然生态美感的景观基调下，加强个性文化、原生文化的挖掘，延续其历史人文脉络； 3、完善与湿地功能相适应的基础设施； 4、促进湿地范围内及周边区域的经济转型与发展，塑造人地和谐的典型示范区 （三）西溪湿地基本规划原则 杭州西溪国家湿地公园承担着保护自然与文化遗产、进行科学研究、科普教育、生态旅游四大任务，其规划建设目标是合理平衡这四大任务，提出适合的自 1百度,https://www.doczj.com/doc/fa52110.html,/view/79820.htm?fr=ala0_1,2010.4.28 2余杭新闻,https://www.doczj.com/doc/fa52110.html,/class/class_43/articles/94608.html, 2010.4.28