基于SPCA和遥感指数的干旱内陆河流域生态脆弱性时空演变及动因分析——以石羊河流域为例

以石羊河流域为研究区,基于干旱内陆河流域生态特征和遥感数据快速、客观、大面积观测的特点,采用遥感模型计算湿度、绿度、干度和热度等指标,并构建石羊河流域生态脆弱性评价指标体系,在此基础上运用空间主成分分析法(SPCA)对石羊河流域2000和2016年生态脆弱性时空演变及动因进行了分析。研究结果表明:(1)从各遥感指数空间分布来看,湿度和绿度指标均值在17年间呈增长趋势,证明该流域水源涵养能力变好,植被覆盖率变大;干度指标均值有所下降,表明该流域地表裸露程度有所降低;而与植被和水资源关系密切的地表温度均值呈逐年上升趋势,说明该流域水热平衡差异进一步增加,对未来生态脆弱性影响显著;(2)从全流域生态脆弱性时空演变特征来看,该流域主要以强度和中度脆弱为主,17年间生态脆弱性整体上呈缓慢降低趋势;(3)从不同的海拔生态脆弱性分布来看,中山区(1000—2000m)最高,高中山区(2000—3000m)次之,高山区(3000m)最低,17年间中山区生态脆弱性有所下降,而高中山区与高山区却呈上升的趋势;(4)从不同的行政区划生态脆弱性来看,金川区、凉州区、永昌县、民勤县和古浪县整体上处于中度和强度脆弱水平,而天祝县和肃南县处于轻度和微度脆弱水平;(5)从生态脆弱性的演变动因来看,4个指标对石羊河流域生态脆弱性影响均为显著。2000年生态脆弱性的主导影响因子依次为热度湿度绿度干度,而2016年为热度干度绿度湿度。总的来看,石羊河流域生态脆弱程度近年来有所降低,但综合治理工作仍任重道远。本文的遥感方法和分析思路对该流域生态脆弱性保护及治理提供一定的理论基础和决策依据。     

三峡库区生态脆弱性评价

基于遥感和地理信息系统技术,采用"压力-状态-响应"评价模型,选取18个指标,利用空间主成分分析对2001—2010年三峡库区(重庆段)生态脆弱性进行综合定量评价,对生态脆弱性时空分布及动态变化进行分析。根据计算得到的生态脆弱性指数,将生态脆弱性划分为5个等级:微度脆弱、轻度脆弱、中度脆弱、重度脆弱和极度脆弱。通过统计不同脆弱性等级面积,求算得到生态脆弱性综合指数。结果表明:三峡库区(重庆段)2001—2010年生态脆弱性指数标准化平均值为4.23±1.29,整体处于中度脆弱。生态脆弱性空间分布呈现西高东低的格局特征,高度脆弱地区主要分布在中西部,低度脆弱地区主要分布在东北部和东南部。近10年生态脆弱性综合指数最小值为2002年的2.37,最大值为2008年的2.99,三峡水库蓄水后生态脆弱性综合指数逐年递增,2008年到达峰值后有所降低。三峡库区生态脆弱性是人类活动与自然环境相互作用的结果,城市生活污染、水土流失、植被状况等为主要的驱动因子。研究时段内三峡库区(重庆段)生态脆弱性呈现两极化趋势,高度脆弱地区的脆弱性显著增加,低度脆弱地区脆弱性明显降低。     

基于景观格局的云南省富源县生态脆弱性空间特征分析

分析生态脆弱性的空间分布特征、形成原因以及对其进行定量研究对于合理利用土地资源、保护生态环境以及可持续发展都具有一定的指导意义。以云南省富源县为例, 在生态脆弱性评价指标体系研究的基础上, 结合研究区域实际情况, 运用熵权法构建生态脆弱性评价模型。以“压力-状态-响应”为评估框架, 从生态压力度、生态敏感性、生态恢复力三个方面选取评价指标(景观分维数、矿区扰动指数、居民点临近指数、景观破碎度、地形指数、植被覆盖度、景观适应度指数、优势度)。在格网尺度对生态脆弱性展开评估并使用点格局方法对不同空间尺度下各生态脆弱等级动态特征和变化规律进行分析。结果表明: (1)水域的生态脆弱性最高, 草地和灌木林地次之, 乔木林地最低; (2)全县生态脆弱性空间分布差异较大, 呈现 “中部高两端低”的分布特征; (3)中安镇生态脆弱性最高, 墨红镇最低; (4)不同脆弱度等级空间分布格局表现出一定相似性, 在中小尺度下高度集群分布, 随着空间尺度的增大, 聚集性逐渐减弱, 且尺度范围有所变化。     

基于GIS的长江口海域生态系统脆弱性综合评价

气候变化、富营养化、生境破碎等是全球普遍面临的生态问题,科学评估生态系统外部压力及其弹性力,对生态系统管理和生态修复具有重要的指导意义。使用空间主成分分析(SPCA)和层次分析法(AHP)构建评价指标体系,结合地理信息系统软件,对长江口海域生态环境脆弱性进行综合评价,并根据生态环境脆弱性指数(EVI)值,将研究区生态环境脆弱性分为5级:微度脆弱(0.5)、轻度脆弱(0.5—0.8)、中度脆弱(0.8—1.0)、重度脆弱(1.0—1.2)、极度脆弱(1.2—1.5)。结果表明:空间尺度上,长江口口门内生态环境脆弱度最高,生态环境脆弱度从口门内向口门外呈显著的降低趋势,近五年,口门内极度脆弱区空间分布南移;评估区域内,约2000 km~2的极度脆弱区发生了转变,极度脆弱区、重度脆弱区面积占比分别下降了7%和5%,长江口海域生态环境脆弱性明显好转。总体上,近年来大量陆源污染物输入以及生态系统结构变化,是导致长江口生态环境脆弱度较高的重要因素。     

省域乡村旅游扶贫重点村生态脆弱性评价——以福建省为例

贫困与生态环境问题呈现强烈的相关性,为避免旅游扶贫重点村发展落入"贫困陷阱",有效地评价其生态脆弱性成为开展旅游扶贫和精准脱贫的重要前提。然而,当前鲜有将旅游扶贫与生态环境问题置于同一分析框架内,开展乡村旅游扶贫重点村生态脆弱性及其驱动因子研究的成果。以福建省472个全国乡村旅游扶贫重点村为样本,基于"成因-结果"模型构建生态脆弱性评价指标体系,采用空间主成分分析法测算样本生态脆弱性指数,并深入分析其空间分异与驱动因子。结果显示:重点村生态脆弱性指数平均值为4.84,总体处于轻度脆弱;30 m×30 m栅格单元生态脆弱性呈零散分布格局,空间分异不显著;极度和重度生态脆弱村主要分布在三明市、宁德市、南平市和龙岩市,并在宁德市和三明市形成3处高度脆弱核心区;餐饮和床位数、旅游基础设施状况、土壤侵蚀强度、人口密度、多年平均降水量、坡度、休闲农业园面积等为生态脆弱性主要驱动因子。     

宁夏贺兰山国家级自然保护区建立前后区域生态脆弱性时空格局变化研究

以宁夏贺兰山为研究对象, 基于VSD模型从暴露、敏感、适应三方面构建指标体系, 通过SERV模型进行生态脆弱性评估, 定量测度了1988和2013年国家级自然保护区建立前后宁夏贺兰山生态脆弱性的时空格局。结果表明: 保护区建立25年后, 宁夏贺兰山生态脆弱性明显降低, 生态脆弱性分级指数从7.4下降至5.3, 区域生态环境由原先的强度脆弱为主降低为中度脆弱。空间上来看, 生态脆弱性整体呈现中部高四周低的分布格局。其中极度和重度脆弱区大范围减少, 主要转化为中度和轻度脆弱区, 但仍有部分中度和轻度脆弱区转化为极度和重度脆弱区。本研究有助于全面掌握宁夏贺兰山的生态脆弱程度及时空分异特性, 对识别关键脆弱环境因子、提高生态环境治理具有重要意义。     

三峡库区消落带生态环境脆弱性评价

在对脆弱性的概念重新界定的基础上,从三峡库区消落带的生态环境实际出发,运用ArcG IS的空间叠加分析,分别进行了消落带崩塌滑坡脆弱性、水力侵蚀脆弱性、污染脆弱性和景观脆弱性的评价;在此基础上,进行了研究区各生态主题脆弱性的叠加分析;探讨了三峡库区消落带这一特殊地理区域上生态脆弱性的高低分布规律及其在不同主导因子作用下生态脆弱性的空间分异特征。结果表明:研究区的崩塌滑坡脆弱性、水力侵蚀脆弱性和景观脆弱性均以中轻度脆弱为主,分别占消落带总面积的82.06%,72.23%和74.59%;污染脆弱性为轻度以下脆弱为主,占消落带总数的74.59%;各生态主题脆弱性的叠加结果表明:70%的消落带至少面临一种生态问题,其余部分则同时面临两种以上的环境问题,四类环境问题皆是极脆弱的消落带有3%。总体而言,消落带是一个高度脆弱的生态系统,威胁着库区的生态环境安全。管理者应根据消落带的基本特点,合理规划、因地制宜的加以治理。     

基于GIS 的渭干河流域生态环境脆弱性评价

以生态环境脆弱的渭干河-库车河三角洲绿洲为研究对象, 基于Landsat8 遥感数据源, 利用ArcGIS 空间分析功能, 以植被覆盖度、地形起伏度、坡度和土壤盐渍化为评价因子, 通过生态环境脆弱性评价模型进行生态环境评价。研究结果表明: (1)研究区的生态环境以不脆弱、轻度脆弱和高度脆弱为主, 占总面积的比重分别为25.2%、20.5%和22.3%, 中度脆弱区和极脆弱区的面积所占比例分别为16.7%和15.3%, 不同区域生态脆弱性程度各有差异, 但脆弱性特征明显。(2)地形起伏度和坡度是影响生态环境脆弱的基本因素, 而植被覆盖度和土壤盐渍化却是主导因素, 对生态环境脆弱程度影响显著。通过人为恢复与保护地表荒漠植被以及防治土壤盐渍化, 阻止区域生态环境脆弱程度的进一步恶化。     

多尺度流域生态脆弱性评价及其空间关联性——以甘肃白龙江流域为例

生态脆弱性研究对区域生态环境保护及可持续发展具有重要意义.甘肃白龙江流域是长江上游重要的水源涵养和水土保持区,开展流域生态脆弱性研究十分必要.本研究以流域内各乡镇为研究单元,基于生态敏感性-生态恢复力-生态压力度模型,并结合景观格局指数和流域典型生态系统类型构建生态脆弱性评价指标体系,综合运用辅助回归法、熵权法、综合指数法及空间自相关等方法,从乡镇、县区、流域3个尺度深入分析2002、2014年甘肃白龙江流域生态脆弱性的时空格局,并探讨了流域生态脆弱性的空间关联关系.结果表明: 乡镇尺度上,2002和2014年处于重度、极度脆弱的乡镇均集中分布在武都大部及宕昌西北,且12年来流域乡镇的生态脆弱性从以中度脆弱为主向轻度脆弱转变;2002-2014年,县区尺度上,仅舟曲县生态脆弱性的变化程度较平稳,武都、文县、宕昌、迭部相对剧烈,且武都、文县、迭部的生态脆弱性在一定程度上发生好转,而宕昌县在逐渐恶化;流域尺度上,2002和2014年流域生态脆弱性指数的平均值分别为0.2976和0.2904,呈小幅下降趋势,表征12年来流域的生态脆弱性有所降低;变异系数分别为0.3905和0.4358,呈增加趋势,说明流域生态脆弱性的空间格局向不均衡方向发展;2002年流域生态脆弱性指数的Moran I值为0.5460,表明2002年流域生态脆弱性在空间上呈集聚现象,高高聚集区主要分布在武都北部及中部,零散分布在宕昌西北;2014年流域生态脆弱性指数的Moran I值增加至0.5635,空间集聚更为显著,高高聚集区集中分布在武都中部及宕昌西北.     

长江三角洲生态环境脆弱带生态修复技术研究进展

我国长江三角洲作为中国第一大经济区，综合实力最强的经济中心，其城市化和工业化发展迅速，但在人类活动的高强度影响和干预下，该地区的资源环境问题日益突出：生态环境脆弱性程度的增高，脆弱性发展趋势的加快等等一系列问题严重影响着长江三角洲的可持续发展，该区域生态环境呈现出的脆弱性特征已成为我国新的生态环境脆弱带。基于长江三角洲自然、经济、社会和环境状况的数据基础，及国内外脆弱性综合评价指标(自然因素和人为因素),对长江三角洲进行生态环境评估发现该区域具体的生态环境问题主要为土壤污染、城区大气污染、水环境污染，以及地面沉降等。通过剖析长江三角洲4类生态环境问题(土壤污染、大气污染、水环境污染、地面沉降)的现状、形成的具体原因及带来的影响，结合国内外生态修复技术的研究成果，详细论述了该区域4类生态环境问题的生态修复技术类型(物理方法、化学方法、生物方法、生态方法)、基本原理及各自的优缺点，同时评估了不同生态修复技术在污染治理过程中的可行性、安全性、经济性，旨在以上述理论研究为参照标准评估该区域环境污染治理过程中生态修复技术的修复潜力，为长江三角洲生态环境问题的治理修复提供方案及理论参考。长江三角洲...     

滇东南喀斯特区域生态脆弱性的时空演变及其影响因素

由于自身的脆弱性和人类活动的扰动,喀斯特区域植被破坏、水土流失和石漠化等生态问题突出。综合分析喀斯特区域的生态脆弱性及其影响因素,可为区域生态修复、环境治理提供科学支持。本研究以滇东南典型喀斯特区域广南县为例,从自然和人为因素角度构建喀斯特区域生态脆弱性评价指标体系,运用SPCA对2000、2010和2018年的生态脆弱性进行反演,分析其时空演变特征,并利用地理探测器探究其影响因素。结果表明: 2000—2018年,广南县整体脆弱性变化较小,但脆弱程度在不断加剧。在脆弱等级方面,该县以微度脆弱为主,但轻度、中度和重度脆弱在逐渐增加。广南县沿“者兔-莲城-杨柳井-板蚌”以南地区的生态脆弱性较高,以北地区的脆弱性较低;脆弱性空间集聚效应强烈,北部处于脆弱性低-低集聚区,而西南部和东南部处于脆弱性高-高集聚区;生态工程的实施有利于区域生态脆弱性的改善,而人类活动的干扰使生态脆弱性进一步恶化。岩性和石漠化面积比重对喀斯特区域生态脆弱性的影响较为显著,导致喀斯特生态脆弱的基础是喀斯特碳酸盐岩的发育。     

干旱区内陆河流域生态脆弱性评价——以新疆塔里木河流域为例

生态脆弱性是景观或生态系统在特定时空尺度上相对于干扰而具有的敏感反应和恢复状态 ,它是生态系统固有属性在干扰作用下的表现[6] 。关于生态脆弱性的研究 ,可追溯到 2 0世纪初 ,美国生态学家 Clements提出了生态过渡带 ,自 80年代以来 ,该领域成为生态学研究的一个热点。干旱内陆河流域气候条件 ,尤其是水热条件和地貌特征 ,是植被生态、土壤环境及水环境形成与分异最主要的控制性因素 ,几大环境要素之间相互联系 ,相互制约 ,形成内陆河流域生态环境空间分布规律和生态系统功能在空间不同地带上的差异性 [2 ] ,并表现出不同程度的脆弱性…     

The choice and use of an index of red cell osmotic fragility

Using two techniques, the authors collected replicated data on red cell osmotic fragility of normal Jersey cows having different haemoglobin genotypes. The data were tested against several theoretical distributions. The logistic sigmoid was chosen as a model, the concentration of added salt solution at which 50% haemolysis occurred was taken as an index. Red cells of haemoglobin genotype BB were more fragile than AA , with AB intermediate.     

Parental inheritance and psychological disability in fragile X females.

Studies of adult female carriers of the fragile X chromosome indicate that certain psychological problems occur with a greater frequency and severity than expected. This study examines the association of parental origin of the fragile X chromosome and of fragility detected in the karyotype with measures of social, educational, and psychological functioning in a group of adult fragile X females of normal intelligence. The results show that, as a group, women who inherit the fragile X chromosome from their mother and who demonstrate positive fragility in the karyotype (MI+ group = [maternal inheritance with positive fragility]) manifest significantly more impairment of social, educational, and psychological functioning when compared with fragile X females with paternal inheritance or negative fragility or with a matched control group comprising non-fragile X women. In particular, MI+ women show lower levels of both educational achievement and socioeconomic status and a greater degree of disturbance in communication, socialization, affect, and thought processes. These clinical findings are consistent with the recently advanced hypothesis which proposes that a two-stage process leading to chromosome imprinting in a preoogonial cell causes the fragile X syndrome.     

Capillary Fragility Studies in Diabetes

A new method for the measurement of capillary fragility based on the time of appearance of petechiae under standardized conditions has been used to study 88 non-diabetics and 211 patients attending a diabetic clinic. In the former the capillary fragility increased with age. In the diabetic group 78 out of 195 patients had complications, and in all age groups these latter patients had more fragile capillaries.In general the capillary fragility was greater in patients taking insulin than in those taking antidiabetic tablets or on diet alone, and in the first group capillary fragility was greatest in those receiving more than 50 units daily and least in those receiving less than 25 units daily.Capillary fragility measurement by this method may be of value in assessment, prognosis, and studying the response to treatment in diabetes.     

Multiple common fragile sites are expressed in the genome of the laboratory rat

Splenic lymphocytes from Sprague Dawley and Fischer 344 rats were exposed to two chemicals known to induce common fragile site expression in man: fluorodeoxyuridine (in conjunction with the enhancing effects of caffeine) and aphidicolin. Of 39 sites that were significantly damaged in excess, 12 meet the criteria for fragility proposed in this investigation. Rat fragile sites appear to differ from those in man in that no common hierarchical frequency of expression is evident from the two methods of induction. In addition, a comparison of published cancer-specific chromosome breakpoints from a variety of rat tumors reveals little or no apparent concordance with the identified fragile sites. The rat is an animal model in which multiple common fragile sites can be induced and, as such, will be valuable for testing hypotheses concerning the biological basis of chromosomal fragility.     

Familial fragility on chromosome 16 (Fra 16q22) enhanced by both interferon and distamycin A

A family with a "fragile site" at 16q22, inducible by both interferon and Distamycin A, is reported. Immunological problems were found in the family. In a sibship of ten, eight children had died in infancy. Our study led to the conclusions that interferon and Distamycin A induce fragility at the same site, which has the same characteristics as the spontaneous fragile site; that a viral hypothesis for this fragility may be supported; and that immunoincompetence of one kind or another must be considered in families presenting a fragile site at 16q22.     

Fragile×expression and×inactivation

Summary The inactive fragile×chromosomes of a 47,fra(X),fra(X),Y male with a typical fragile×phenotype were successfully separated from the active homologues by means of somatic cell hybridization. It was shown by FUdR-induction and caffein-posttreatment that the separated inactive×chromosomes expressed their fragile sites and that the presence of an active mutated \sxchromosome was not a prerequisite for fragile X expression. The fragility seems to be an intrinsic property of the individual fragile site. This result is in favour of the classical concept that the fragile site at Xq27.3 has a primary pathogenetic function in this syndrome, although the fragility itself could represent a secondary phenomenon related to an unknown alteration of the DNA in this chromosome region. It is also concluded that inactivation of the fragile\sxchromosome in females is not responsible for either false negative fragile\sxfindings or the observation of fragile\sxnegative colonies isolated from fragile\sxpositive fibroblasts in heterozygotes.     

大汶河水生态环境健康状况与土地利用的相关性

为了解大汶河水生态环境现状及河岸带土地利用类型对其影响,基于2017年4月大汶河流域水生态调查数据,采用主成分分析和相关分析方法对流域地形、水文、水环境因子、主要水生生物因子和栖息地质量5个方面共19个候选指标进行筛选和优化,构建了大汶河生态系统健康评价多指标体系并用于大汶河水生态健康评价。结果表明:水环境因子和水生生物类型指标在健康评价指标体系中所占权重较大;大汶河水生态系统健康状况评价结果主要以一般和较差为主,分别占总采样点的58.33%和20.83%,仅瀛汶河上段、大汶河南支上段和大汶河干流下段部分断面处于健康或亚健康水平;城镇村及工矿用地、耕地和交通用地与大汶河生态健康综合指数呈负相关,是该流域水生态系统受到破坏的主要因素。     

Molecular basis for expression of common and rare fragile sites

Fragile sites are specific loci that form gaps, constrictions, and breaks on chromosomes exposed to partial replication stress and are rearranged in tumors. Fragile sites are classified as rare or common, depending on their induction and frequency within the population. The molecular basis of rare fragile sites is associated with expanded repeats capable of adopting unusual non-B DNA structures that can perturb DNA replication. The molecular basis of common fragile sites was unknown. Fragile sites from R-bands are enriched in flexible sequences relative to nonfragile regions from the same chromosomal bands. Here we cloned FRA7E, a common fragile site mapped to a G-band, and revealed a significant difference between its flexibility and that of nonfragile regions mapped to G-bands, similar to the pattern found in R-bands. Thus, in the entire genome, flexible sequences might play a role in the mechanism of fragility. The flexible sequences are composed of interrupted runs of AT-dinucleotides, which have the potential to form secondary structures and hence can affect replication. These sequences show similarity to the AT-rich minisatellite repeats that underlie the fragility of the rare fragile sites FRA16B and FRA10B. We further demonstrate that the normal alleles of FRA16B and FRA10B span the same genomic regions as the common fragile sites FRA16C and FRA10E. Our results suggest that a shared molecular basis, conferred by sequences with a potential to form secondary structures that can perturb replication, may underlie the fragility of rare fragile sites harboring AT-rich minisatellite repeats and aphidicolin-induced common fragile sites.