基于主成分分析和熵权的水库生态系统健康评价——以海南省万宁水库为例

采用主成分分析(PCA)与熵权相结合的新方法,对万宁水库水生态系统健康进行评价,旨在检验该方法是否能解决传统的基于熵权法的水生态系统健康评价方法所存在的赋权重复问题.结果表明: 2010-2012年,万宁水库的水生态系统健康状况整体呈变好趋势;年均水生态系统健康综合指数(EHCI)分别为0.534、0.617、0.634,健康状态评级分别为Ⅲ类(中等)、Ⅱ类(较好)、Ⅱ类(较好).该水库水生态系统健康状况存在季节性差异,但并没有明显的季节性变化规律.从EHCI的整体波动程度来看,其波幅逐渐变小,表明近年来万宁水库的水生态系统趋于相对稳定.新方法与传统方法的指标赋权对比表明,传统方法中相关性较强的溶解氧、化学需氧量、五日生化需要量、铵态氮4项指标的累计权重为0.382,而新方法中仅为0.179;说明PCA的引入有效解决了赋权重复的问题.营养状态指数与EHCI呈显著的负相关关系,说明PCA与熵权结合的新方法在解决了赋权重复的基础上,很好地保证了评价结果的准确性,适用于该水库水生态系统健康评价.
     

三峡库区河流生境质量评价

三峡水库建成蓄水后,库区流水生境的大幅度减少及垂直落差最高可达30 m的消落带的形成,使库区支流生境发生了剧烈变化,因此对库区河流生境质量评价十分必要。基于水文情势、河流形态和河岸带生境3个方面18个指标的河流生境评价指标体系,对三峡库区36条重要支流254个样点河段进行河流生境质量评价。结果表明,4.72%的样点河流生境质量处于优等,30.31%为良好等级,49.61%为一般等级,15.35%为较差等级,没有最差等级的样点。对于表征河流生境状况的水文情势、河流形态和河岸带生境3个类别,254个河段总体上河岸带生境状况最好,其次为水文情势,河流形态最差。从总体上来看,三峡库区支流生境质量是自然环境和人类活动相互作用的结果,其中河岸带植被状况、消落带宽度、人为干扰、河床底质状况、水文情势自然性等为主要的驱动因子。     

基于熵权法的草原生态安全评价——以甘肃牧区为例

在生态安全评价压力-状态-响应概念框架模型指导下,以甘肃牧区为例,将熵权法与综合评价法有机结合,进行了甘肃牧区草原生态安全评价研究。结果表明,根据该方法得到的草原生态安全评价结论与区域实际相吻合,证明该方法在草原生态安全评价及相关研究领域的应用是科学、可行的。研究中采用熵权法确定评价指标权重,从根本上克服了很多评价指标没有统一标准的问题,减少了人为主观性对评价过程的干扰,从而更客观地反映了各评价指标对区域草原生态安全状况的贡献率,为区域生态安全定量化评价提供了新的手段和研究方法,在定量化评价研究领域具有一定的实用价值和推广意义。     

基于主成分回归的河南省地下水硝酸盐脆弱性评价

根据水文与地貌特征将河南省分为山区和平原区,选取富水程度、降水入渗、单位面积施肥量、蔬菜种植面积比例和土壤质地作为共性指标,坡度和地下水埋深作为个性指标,利用主成分回归分析确定指标权重,在ArcGIS 9.2的支持下对河南省地下水硝酸盐脆弱性进行评价. 结果表明,河南省地下水硝酸盐脆弱性程度以中低水平为主,中等脆弱性以下地区占总面积的68.4%,高脆弱性地区占19.8%,极高脆弱性地区占11.8%.影响河南省平原地区地下水脆弱性的主要因素依次为土壤质地、施肥水平和降水入渗,而影响山区地下水脆弱性的主要因素依次为施肥水平、土壤质地和坡度.研究结果为合理施肥和农业环境管理提供了理论依据.     

基于河流生境调查的东河河流生境评价

河流生境是河流生态系统的重要组成部分,是河流生物赖以生存的基础。以位于三峡库区腹心区域的典型山区河流东河为研究对象,采用河流生境调查(RHS)方法调查河流生境,选择河流生境质量评价指数(HQA)、河流生境退化指数(HMS)评估河流生境现状,分析生境质量和人为干扰的空间分布规律。结果表明,51个河段的HQA值介于24—66之间。29.4%河段的HQA为优,29.4%为良,23.5%为中,9.8%为较差,7.8%为差。从HMS看,7.8%的河段保持较自然状态,19.6%受到轻微的破坏,41.2%退化明显,27.5%退化严重,3.9%受到剧烈破坏。HQA与HMS存在显著的负相关关系。东河上、中、下游河段的HQA无明显差异,但HMS差异显著。从干扰来源看,东河上游和中游河流生境主要受引水式小水电、沿河公路、河道采砂影响。东河下游河流生境受高强度的土地开发(农业用地、建设用地),河道采砂,河堤、排污管、桥梁等水工构筑物的修建和三峡水库水位的波动影响。RHS评价结果能较直观地反映河流生境状况,以及导致河流生境质量衰退的原因。     

主成分分析在三七连作土壤质量综合评价中的应用

三七(Panax notoginseng)的连作障碍效应严重,但其连作土壤质量研究尚属空白.本研究采用主成分分析结合聚类分析的方法对三七连作土壤质量进行综合评价,结果发现:微生物多样性指数、土壤真菌数量与比例及土壤P和K含量是决定土壤质量的关键因素.土壤质量综合评价指数(f值)可以较好地反映实际土壤质量,并能够在一定程度上反应三七植株的生长状况,是较为理想的土壤质量评价指标.     

城镇化背景下河流生境评价——以深圳市为例

城镇化背景下,河流生态系统退化趋势明显,有效评价河流生境状况是修复和保护河流生态系统健康的重要基础。深圳市作为全国经济发展的窗口城市,河流生境的调查研究十分匮乏。因此,为阐明深圳市不同城镇化程度的流域河流生境的差异与主要影响因素,对深圳市两个代表性流域的河流生境展开了研究。针对深圳市河流的生境特点,于2019年丰水期（8月）和枯水期（11月）对城镇化程度较高的深圳河流域的13个样点和城镇化程度较低的坪山河流域12个样点河段的生境状况进行定量调查与评价。采用综合评价法,从河床、河道和河岸带3个方面选取10个生境指标,构建深圳市河流生境评价指标体系和评价方法。结果表明：深圳河流域河流生境质量总体较差,生境评价等级为"良"、"中"、"差"的样点河段分别占7.7%、38.5%、53.8%;坪山河流域河流生境质量总体较好,生境评价等级为"优"、"良"、"中"、"差"的样点河段分别占8.3%、41.7%、41.7%、8.3%。方差分析结果表明两次调查河流生境状况无显著性差异,短时间跨度内河流生境状况变化较小;两个流域河流生境状况差异显著,城镇化程度较低的坪山河流域河流生境质量显著好于城镇化程度较高的深圳河流域。河流生境评估指标主成分分析结果表明人类活动强度、河岸稳定性、河道变化、底质、河岸土地利用及植被多样性是影响深圳市河流生境变化的主要因子。本文对河床、河道、河岸带3个方面分别提出针对性的修复建议,对深圳市河流的生境修复和保护具有重要的指导作用。     

基于熵权的珠江三角洲自然保护区综合评价

运用熵权法对珠江三角洲自然保护区进行了综合评价。结果表明:(1)48个样本的保护区中7个为高水平,30个为较高水平,10个为一般,1个较差。从总体水平上看,虽然具有一部分较高水平的保护区,但珠江三角洲的保护区建设水平存在明显的差异,深圳、中山、佛山等地亟待建立新的保护区加以补充;(2)保护区的综合水平与面积具有明显的相关关系,建立了综合水平与面积之间的回归模型,并进一步求出珠江三角洲生态类型自然保护区理论上的最适宜面积;(3)区域保护区综合水平的提高与最大面积指数正相关,区域可以通过建设面积相对较大的优质保护区成为区域生态增长极,通过物种的交流和环境影响拉动其它保护区的发展,但区域范围内保护区之间面积差异不能太大;(4)自然干扰对沿海及岛屿类型的保护区综合水平影响相对较大。     

基于主成分分析的古树土壤肥力综合评价

以广州市海珠区登记在册的40株古树为研究对象,调查其生长状况,采集土壤测定pH、EC值、容重、通气度、有机质、全N、全P、全K、水解N、有效P、速效K含量等11项理化指标,采用主成分分析和聚类分析对古树土壤肥力进行综合评价.结果表明:海珠区大多数古树土壤EC值偏低(<0.35 mS·cm-1),表现为强变异;土壤有机质...     

基于层次分析法和熵权法的宁夏城市人居环境质量评价

城市人居环境已成为日益关注的热点问题,同时也是城市化水平和城市可持续发展的重要衡量因素之一.本文以宁夏回族自治区的5个地级市为研究对象,采用层次分析法(AHP)构建以生态环境、社会环境、人文环境和经济环境为系统层的评价指标体系,并利用AHP和熵权法结合的方法确定指标权重,对城市人居环境质量大小进行综合评价.结果表明: 5个城市的人居环境质量大小顺序为银川市(0.85)、石嘴山市(0.62)、吴忠市(0.43)、中卫市(0.33)和固原市(0.32);生态环境质量得分最高的是石嘴山,银川市的社会环境、人文环境和经济环境质量均最佳,中卫市和固原市的4大系统层指标质量得分均较低.5市人居环境内部各组分的协调程度均较好,其中,吴忠市、固原市、中卫市均达到良好协调,银川市和石嘴山市为一般协调.不同城市间同一系统层指标的协调度均较低,城市间的社会环境建设失调,其余也均为勉强协调.宁夏城市的人居环境质量总体不容乐观,城市间的协调度亟待提高.宁夏城市人居环境的建设需要加快发展弱势指标,统筹协调城市内部和城市间全方面的发展,以此为宁夏的城市化建设和城市可持续发展提供有力保证.     

蒲河流域河流生境质量综合评价及其与水质响应关系

河流生境是河流生物赖以生存的环境,是维持河流生态完整性、维护河流健康的重要因素。本文结合蒲河流域环境特点,运用层次分析法建立了蒲河流域河流生境质量评价体系,对流域内25个河段的生境质量状况进行了综合评价,并进一步分析了河流生境综合评价指数与河流水质的相关关系。结果表明:(1)蒲河流域25个河段的生境质量状况差异显著,其中1个河段的生境质量等级为好,5个河段为较好等级,16个河段为一般等级,3个河段为较差等级。(2)生境综合评价指数与TP、NH4+-N、CODCr呈负相关,生境质量评价体系中其他指标也与水质指标具有相关性,表明生境质量是影响水质的重要因素。     

地区农业耕作模式的综合评价优化法

提出一种系统的综合评价方法对广东三水市种植业18种耕作模式进行综合评价．该法克服了仅用一种方法在评价中的片面性,使评价结果更加全面、客观,同时解决了评价结果总存在差异的现象．此外,还提出用指标客观权重进行综合评价更合理、更可靠．     

基于主成分分析的大渡河中游干暖河谷草地土壤质量评价

草地在大渡河干暖河谷植被恢复及植物群落演替中具有重要作用,而植被恢复的关键在于土壤质量。将大渡河干暖河谷泸定至汉源段,依据坡向划分为8个方位（北、东北、东、东南、南、西南、西、西北）,分析了不同坡向和植被盖度草地的土壤理化性质,采用主成分分析法（Principal component analysis,PCA）对河谷区草地土壤质量进行了评价。结果表明：（1）影响河谷草地土壤质量的最小数据集（Minimum data set,MDS）指标包括非毛管孔隙度、土壤容重、有机质和碳氮比;（2）河谷从东北坡过渡到西南坡土壤质量逐渐降低,与南坡热而干旱的微气候使土壤矿化作用剧烈,而北坡适宜的光热和水热条件更有利于土壤中钾和磷的释放有关;（3）植被盖度与土壤质量呈正相关关系,随着草地植被盖度减少土壤质量逐渐降低。高植被盖度（>70%）土壤质量主要受非毛管空隙度影响,而低高盖度草地（<30%）主要受土壤容重影响;（4）河谷区草地土壤质量指数中间值分布较多,土壤肥力属于2-4级中等水平。大渡河干暖河谷区草地土壤质量较好,潜在肥力水平较高,有利于植物生长和植物群落正向演替,是植被人工恢复的重点区域。     

基于熵权物元分析模型的城市生态安全综合评价

随着城市化进程的加快,人口膨胀,交通拥挤,环境破坏,大气污染,能源短缺等一系列生态问题严重制约着城市的可持续发展,影响着城市的生态安全。针对城市生态安全的问题,论文以郑州市为例,采用物元分析和熵权法,建立城市生态安全熵权物元模型,首先通过熵权法对郑州市2001-2004年的指标数据进行处理并计算出相应的权重,再通过物元分析法对郑州市2001年城市生态安全状况进行综合评价,结果表明郑州市2001年的城市生态处于较不安全状态,评价结果客观、科学,不仅为解决城市生态安全问题提供了一种有效的评价方法,而且能够为明确城市的发展状况,制定下一步发展战略提供依据。     

基于生境质量和生态响应的莱州湾生态环境质量评价

莱州湾沿岸海域未来10a是山东省集约用海规划的重要区域。为了降低和减少用海工程对海洋生态系统可能产生的不利影响,确定集约用海适宜规模和科学选址,应用已构建的集约用海对海洋生态影响评价指标体系和方法,从生境质量和生态响应两方面对莱州湾2004年至2012年的生态环境质量状况进行了评价。结果表明:位于莱州湾西部和南部近岸海域的Ⅰ区和Ⅳ区生态环境质量达到"差"的等级,生境质量总体上处于轻度到中度污染水平,水质和生物质量污染较严重,生态受到中度到严重扰动,其中浮游植物和浮游动物密度偏离标准值较大,大型底栖生物密度和生物量总体偏离标准值不大,但其物种组成已发生了明显变化,鱼卵和仔鱼数量急剧下降。在这两个区域要严格控制集约用海工程规模和新的污染排放,密切关注其对海洋生态的影响。位于莱州湾中部和东部的Ⅱ区和Ⅲ区生态环境质量接近"一般"等级,生境质量总体上处于轻度污染水平,水质受到一定程度污染,生态处于中度扰动状况。总体上,2011年和2012年莱州湾生态环境质量综合指数E值明显高于其他年份,生态环境有明显好转趋势。     

基于主成分分析的优质鸡肉质评价研究

优质鸡的内涵在于肉质,但目前肉质的评定还没有一个统一的标准．本研究通过对大恒优质肉鸡5个新品系共150个个体和与肉质有密切联系的8个理化指标进行主成分分析,8个原始指标被综合成了3个独立的新指标：主成分1,肉质因子;主成分2,口感和风味因子;主成分3,嫩度因子,筛选出的3个新指标包含了原有指标的大部分信息,累积贡献率达到88．42％．通过比较3个指标的综合得分大小对10个群体的优质鸡肉质进行了评价,结果表明：S01系肉质最好,S03系次之,而D99系肉质最差,而且母鸡肉质均优于公鸡．同时利用第一主成分制定了优质鸡的肉质指数．     

高速公路生态景观质量评价指标体系和评价方法:以江苏南通为例

公路生态景观建设不仅是公路建设的重要组成部分,也是美丽乡村建设和生态园林城市建设的重要标志,对于实现社会经济的可持续发展具有重要作用.公路生态景观质量的评价指标和方法是衡量公路及其外部环境建设质量的重要依据.本研究以江苏省南通市5条主要干线高速公路G15、G228、G204、S334和S335为例,建立了定量和定性评价指标相结合的公路生态景观质量评价指标体系,包括景观功能、生态效能和安全设计3大类12个评价指标.通过现场调查和计算,建立了12个评价指标的变量矩阵,并进行了主成分(PC)分析.结果表明: 公路绿化景观生态评价综合得分模型为: H=0.694PC1+0.191PC2+0.115PC3, 5条高速公路得分排序结果为: G204>G15>S334>G228>S335.本研究结果将为高速公路生态景观质量评价提供方法和参考.     

基于主成分分析法的墨兰品种观赏价值评价

以福州地区栽培多年的30个墨兰品种为材料,对其植株高、花色、瓣型等20个观赏性状进行测定和观察,分析墨兰品种观赏性状的变异范围、性状间的相关性以及主成分因子,并利用主成分分析法对30个墨兰品种的观赏价值进行评价。结果表明,不同品种间的16个数量性状均存在不同程度的变异,花部形态存在较大差异,叶片形态和数量变异小;4个质量性状中,花色和叶艺的遗传多样性较高。叶部形态和花部形态的观赏性状间存在显著相关性。20个观赏性状指标可以分为7个主成分因子,分别为株高因子、瓣型因子、花色因子、叶片数因子、花径因子、叶宽因子和叶艺因子,7个主成分因子的方差贡献率累计达全部性状信息的87.35%。通过计算30个品种的重要主成分值并对其进行排序,筛选出4个观赏性状优良的品种,分别为‘白墨’、‘宝山爪’、‘龙梅’和‘金华山’。     

基于熵权灰色关联分析的城市生态安全评价

基于压力-状态-响应概念模型,构建区域生态安全评价指标体系.采用熵权法对各评价指标赋权,熵权赋权克服了多指标评价中主观确定权重的不确定性.建立安全评价指标标准,利用灰色关联方法计算重庆市的生态安全的关联度,以此对重庆市的生态安全做出评估.结果表明:该方法对城市生态安全进行熵权灰色关联评价的结果与实际相吻合,为区域生态安全定量化评价提供了新的手段,具有一定的实用价值和推广意义.     

基于最大熵模型的青海祁连山雪豹生境适宜性评价

近年来,各种人为和自然因素导致了青海祁连山山区局部出现了严重的生态破坏,加剧了祁连山雪豹生境的退化,如何有效地对雪豹生境进行适宜性评价是恢复和改善祁连山生态环境的重要途径。本研究基于3S技术,在青海祁连山雪豹分布区利用红外相机监测、日常巡护监测以及雪豹粪便、脚印等痕迹获得其分布点数据并综合考虑气候、地形、植被、人为干扰等关键环境变量,运用MAXENT模型对青海祁连山区域雪豹生境适宜性进行分析评价。研究结果表明：岩羊密度、降雨和海拔是影响雪豹生境选择的关键因子,适宜生境总面积为13935.98 km²,占研究区域的37%,而大约48%的适宜生境分布在保护区外。现有功能区下雪豹保护的关键区域为位于保护区中部及西北部区域的祁连山中段疏勒南山-托勒南山区域,另有部分最适宜区位于保护区管辖范围之外的祁连县北部的沙龙滩管护站、托勒河源管护站及瓦乎斯管护站所在区域。