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SRP模型的四川省生态脆弱性评价

综合评价四川省生态环境脆弱性,掌握四川省生态脆弱性的时空分布特征,有助于为生态环境治理和修复工作的实施与改进提供理论支持.以土地利用数据、DEM数据、MODIS 13Q数据、气象数据、土壤数据等为基础地理数据,选取人口密度、土壤有机质、景观多样性指数、土壤侵蚀强度、生物丰度、植被净初级生产力等17个评价指标,基于地理信...     

基于ArcGIS的下辽河平原地下水脆弱性评价及空间结构分析

以下辽河平原为研究区,通过选取1991、2000和2010年3个代表年的相关参数,在DRASTIC模型基础上构建评价指标体系进行地下水脆弱性评价,并以地下水中氮元素浓度为响应指标通过显著性检验,在此基础上借助GS+、Arc GIS和Geoda095i等软件的制图功能和空间统计分析功能,对下辽河平原地下水脆弱性的空间分布特征、变异规律以及空间关联格局进行研究分析,结果表明:11991—2010年下辽河平原地下水脆弱性总体上呈先增后减趋势,空间分布上以沈阳市为中心的地下水高脆弱区向南部沿海方向扩散;21991—2010年研究区地下水脆弱性Moran's I表现为较强正相关现象,且关联程度呈略微下降趋势;31991—2010年研究区地下水脆弱性局部空间自相关和显著性水平均发生了明显的变化;4研究区内地下水脆弱性受结构性因素和随机性因素共同作用,且随机性因素在3个时期内有逐步上升趋势。研究成果反映了研究区地下水脆弱性空间结构的变异规律及驱动机制,为决策者在未来地下水污染防治方面提供相关参考依据。     

生态系统响应气候变化脆弱性的人工神经网络模型评价

生态系统的脆弱性评价对于生态系统的管理具有重要作用。在分析生态系统脆弱性特征和影响因素的基础上 ,构建了针对森林和草地生态系统的脆弱性评价指标体系 ,涵盖了生态系统的结构、功能和生境 3个方面 ,评价指标分别是物种多样性、群落覆盖度、NPP、建群种年生长量、地表干燥度以及土壤有机碳等。评价系统将生态系统的脆弱性划分为轻微脆弱、中度脆弱、重度脆弱以及系统崩溃 4级。作为案例研究 ,构建了结构和性能优化的多层感知器 ,评价了温带落叶阔叶林生态系统的脆弱性。结果表明 ,通过人工神经网络模型评价生态系统的脆弱性是一条可行的途径     

下辽河平原地下水脆弱性的时空演变

地下水脆弱性受相关因子变化的影响,在时空分布上具有动态变化性,因此分析地下水脆弱性的时空演变及结构变化规律对于地下水有针对性地污染防治具有重要意义。以下辽河平原为研究区,选取1991、2000和2010年的相关人为因子参数,结合DRASTIC模型计算这3个年份的地下水脆弱性综合指数,利用Arc GIS的地理统计工具分析地下水脆弱性的演变状况。在此基础上计算G指数得到地下水脆弱性的空间热冷点分布,结合重心和标准差椭圆对热点的变动情况进行定量分析。研究结果表明:(1)1991年地下水脆弱性以较低脆弱性和高脆弱性区为主,分别占研究区面积的36.5%和31.3%,到2000年以一般脆弱性和较高脆弱性区为主,面积比例分别达到31.6%和25.9%,发展到2010年主要以较高脆弱性为主,面积比例占41.71%;(2)1991—2010年下辽河平原地下水脆弱性总体上呈现先增后减的趋势,沈阳市及周边长期处于高值状况,南部沿海地区逐步演化为高值脆弱性区;(3)1991和2000年的热点集中区主要分布在新民市和辽中县的西部地带,期间变化较小,2010年的滨海地区也发展成热点集中区,各时期内冷点分布面积比较少,且零散;(4)1991年至2000年,热点重心向西南方向位移了2.264km,热点分布格局进一步趋于东—西方向;2000年到2010年,热点重心向西南方向位移了30.787km,标准差椭圆长轴旋转角逆时针转动了32.44°,整体热点分布格局为东北—西南方向。     

基于物元模型的吉林省西部生态环境脆弱性评价

从水资源条件、自然灾害和土地“三化”(沙漠化、盐碱化和草原退化)3方面出发,选取10项能反映吉林西部生态环境脆弱性而彼此之间相互独立的指标建立物元模型,采用物元模型和熵权法对吉林西部各县市生态环境进行了脆弱性评价。结果表明1985—2000年吉林省西部乾安县、扶余县、长岭县整体生态环境脆弱性相对较轻为Ⅰ级;大安市、前郭县生态环境脆弱性为中等Ⅱ级;脆弱性较重的地区有洮北区、镇赉县、洮南市、通榆县,脆弱等级为Ⅲ级。整体而言,吉林西部松原市各县环境脆弱性要好于白城市各县市。各县市对不同因子的敏感程度也各不相同,水资源条件脆弱性较重的地区为大安、通榆;自然灾害较为严重的地区为洮北、镇赉、洮南、通榆、乾安;土地“三化”现象幅度最大的地区为洮北、洮南、前郭。     

应用DRASTIC模型评价西湖流域地下水污染风险

以地理信息系统（Blackland GRASS软件）为基础平台,建立了西湖流域基础和专题数据库;结合地下水污染风险评价专业模型（DRASTIC模型）。计算出流域内地下水污染风险图,对照流域的土地利用现状,提出流域内的污染优先控制区,研究表明,地下水污染高风险区中,居民区占了14.7%,在流域地下水污染防治中,建议首先对优先污染控制区内的居民区进行生活污水截污。     

基于潜在植被的中国陆地生态系统对气候变化的脆弱性定量评价

 陆地生态系统对气候变化的响应及其脆弱性评价研究是当前全球变化领域的重要内容之一。该研究在生态系统过程模型的基础上,耦合了潜在 植被对气候变化的动态响应,模拟气候变化对潜在植被分布格局和生态系统主要功能的影响,以潜在植被的变化次数和变化方 向定义植被分布 对气候变化的敏感性和适应性,以生态系统功能特征量的年际变率及其变化趋势定义生态系统功能对气候变化的敏感性和适应性,进而对生态 系统的脆弱性进行定量评价,分析不同气候条件下我国陆地生态系统的脆弱性分布格局及其区域特点。结果表明,我国自然生态系统气候脆弱 性的总体特点为南低北高、东低西高,气候变化将会增加系统的脆弱性。采用政府间气候变化委员会排放情景特别报告国内和区域资源情景, 即IPCC-SRES-A2气候情景进行的预测模拟表明,到21世纪末我国不脆弱的生态系统比例将减少22%左右,高度脆弱和极度脆弱的生态系统所占的 比例较当前气候条件下分别减少1.3%和0.4%。气候变化对我国陆地生态系统的脆弱性分布格局影响不大。不同气候条件下,高度脆弱和极度脆 弱的自然生态系统主要分布在我国内蒙古、东北和西北等地区的生态过渡带上及荒漠-草地生态系统中。总体而言,华南及西南大部分地区的生 态系统脆弱性将随气候变化而有所增加,而华北及东北地区则有所减小。     

一种基于SWAT模型的干旱牧区生态脆弱性评价方法——以艾布盖河流域为例

针对干旱牧区生态脆弱性特点,以GIS为平台,利用气象、土壤、土地利用、水资源开发利用等数据,结合SWAT模型模拟结果,建立了一种基于SWAT模型子流域划分的干旱牧区生态脆弱性评价体系,对西北干旱牧区艾布盖河流域1990年、2010年生态脆弱性进行了评价。从评价结果可以看出,研究区北部及西部生态稳定性保持较好,生态脆弱等级下降主要发生在研究区的东南部,20年间耕地扩张造成的草地被侵占及水资源过度开发利用是造成生态退化的主要原因。评价体系紧紧围绕干旱牧区"水-草-畜"关系设置评价指标,将观测数据与水文模型模拟相结合,统计数据与空间地类相联系,点面结合,能够较好的反映出研究区20年间生态脆弱程度变化趋势及主要问题。     

焦作市北山资源枯竭型地区在经济转型过程中的生态脆弱性评价

随着对各类矿产资源的不断开采,各地区生态环境脆弱性问题越发显著。本研究通过构建焦作市北山生态脆弱性评价指标体系,再基于侧距和连续关联函数对物元可拓模型进行改进,评价了焦作市北山2000年、2008年和2017年的生态脆弱性状况。结果表明:2000—2017年,焦作市北山生态脆弱性呈现由中度、高度和极度脆弱向轻度和中度脆弱转变的趋势,且极度脆弱区明显减少,到2017年基本消失,轻度脆弱区显著增加;受资源枯竭和经济转型影响,目前研究区生态脆弱性整体处于轻、中度脆弱水平;轻度脆弱性面积占比最大,占研究区总面积的67%,其次是中度脆弱性,面积占比24.5%,微度、高度和极度脆弱性面积合计占比8.5%;空间上,研究区生态脆弱性有明显的垂直地带性特征,呈现由北向南逐渐加重趋势;时间上,2000—2017年研究区生态状况明显好转,且脆弱性变化逐渐趋于平稳。     

重庆岩溶区土壤景观多样性

不同土壤发生类型塑造了异质的景观格局,而土壤类型上不同的土地利用实践又对原有景观格局进行重构。研究的目的是利用景观指数识别重庆岩溶区土壤多样性的景观特征。结果表明：重庆市岩溶区土壤景观多样化和空间异质化程度不高,各景观分布比例不均匀;土壤景观嵌块体呈现复杂的几何形状,黄壤、石灰土和黄棕壤是主要的土壤类型;除山地草甸土以林地和草地,棕壤以林地为主要景观外,其余9种土壤类型都以耕地和林地为主要景观;农、林用地在重庆岩溶区土壤景观空间格局的结构和功能中起主导作用;但因各类土壤性质和分布特点的不同,耕地和林地在各类土壤上的分配比例上存在明显差异;人类活动在诱导耕地嵌块体数急剧增多的同时,居民工矿用地、林地、未利用地嵌块体数目也相应增加;研究可为岩溶区土地利用决策与调控提供科学依据,加深人们对岩溶区土壤多样性的理解。     

Responses of groundwater vulnerability to groundwater extraction reduction in the Hun River Basin,northeastern China

Intensive groundwater extraction causes many environmental problems globally. Reducing groundwater extraction is a primary method for alleviating these problems. However, this reduction may create new pollution issues because of an increase in groundwater vulnerability. A case study was done using the DRAOTIC evaluation method (an improved DRASTIC method for organic pollutant in aquifer vulnerability; soil (S factor) has been updated by organic matter (O factor) in the method) for the Hun River Basin, northeastern China, where groundwater intensive extraction had caused serious environmental and hydrogeological problems. The assessment results show that moderate vulnerability level is the main vulnerability level in the Hun River Basin; high vulnerability level and low vulnerability level categories occupy a smaller area; while very high and very low vulnerability categories occupy the smallest area. By combining the predicted groundwater level distribution and DRAOTIC model, the responses of groundwater vulnerability to different groundwater extraction reductions could be studied. The results show that groundwater vulnerability levels increased as groundwater extraction was reduced; this is because the rising groundwater levels make it easier for pollution coming from the surface to reach the aquifer. The more the reduction in groundwater extraction, the greater the increase in the area with higher vulnerability levels, and the greater the increase in pollution risk.     

桂西北喀斯特区域生态环境脆弱性

以桂西北喀斯特区域--广西环江县为研究区,基于景观结构信息对研究区的生态环境脆弱度进行评价.将灰关联分析法应用于指标体系的构建,选取破碎度、分维数、聚集度、土壤侵蚀指数、植被覆盖指数和喀斯特地貌面积比作为评价指标,计算了研究区的景观类型脆弱度和区域生态环境脆弱度,并对结果进行半变异函数分析和空间插值分析,揭示了研究区生态环境脆弱度的空间分布特征.研究结果表明:(1)研究区林地景观脆弱度最高,其次为未利用地和耕地;(2)半变异函数分析表明,区域生态环境脆弱度指数具有明显的空间相关性,相关距离在25km左右,区域脆弱度的空间变异在15km以内表现出明显的各向同性,15km以外表现出各向异性;(3)区域生态环境脆弱度整体上表现出从东北到西南逐渐增大的趋势,局部随着高程的增加表现出"高-中-低-中-高"的变化特征,地质和地形是该区生态环境脆弱度空间格局的两大控制因素.     

极端气候胁迫下西南喀斯特山区生态系统脆弱性遥感评价

全球气候变暖导致极端天气事件频发,针对西南喀斯特山区的特殊地理国情(水土流失和石漠化严重),引入了大尺度景观格局指数(香农均匀性指数和蔓延度指数)和极端气候指数(极端高温日数、极端低温日数和极端降雨日数),构建了生态系统脆弱性遥感评价体系,进而分析和探讨了该地区近13年的生态系统脆弱性时空变化格局和驱动机制,研究结果表明:西南喀斯特山区的生态系统则属于轻-中度脆弱,其分布格局表现为以川滇黔为核心向周边减小的趋势。2000—2013年,西南喀斯特山区的生态系统脆弱性表现为先增加后减小的趋势。近13年西南喀斯特山区的生态系统脆弱性时空变化格局受人类活动(不同产业GDP和人口密度)、降水、地形地貌、水土流失、石漠化等因素影响较为显著。本研究可以为西南喀斯特山区的生态系统保护及生态环境的恢复与治理提供决策依据和技术支持。     

生态脆弱性评价与预测研究进展

如何定义和观测生态脆弱性,如何对生态脆弱性进行客观评价和有效预测,对于维持生态系统稳定、实现区域可持续发展有着重要的理论参考价值.本文在分析国内外相关研究进展的基础上,讨论了生态脆弱性的研究方向、研究尺度和研究方法等问题,并对生态脆弱性评价和预测进行了总结.当前生态脆弱性研究中,存在着研究框架不完善,研究方法不统一,以及研究尺度与精度之间难协调等问题.未来生态脆弱性研究应关注:1)进一步增加生态脆弱性研究的广度和深度;2)生态脆弱性研究与其他学科的交叉与融合;3)利用“3S”技术建立更加系统和完善的集脆弱性动态监测、综合评价和趋势预测为一体的生态脆弱性研究体系;4)生态脆弱性应对政策的研究.     

重庆喀斯特地区现代花粉组合与植被的关系

重庆喀斯特地区4种不同地貌单元的81份表土和苔藓样品的孢粉分析结果表明:(1)研究区植物孢粉组合共由109科属组成。除金佛山外,其他植被退化严重地区样点均以草本和蕨类植物占据优势(剔除石漠化治理大量引种的马尾松、柳杉和侧柏等乔木花粉),其次是乔木植物花粉(主要为马尾松),灌木植物花粉含量很低,显示该区植被退化严重;(2)孢粉组合的PCA分析能够很好地将研究区的现代孢粉组合区分开来,较好地反映了重庆喀斯特地区不同地貌单元的植被特征,特别是石漠化区植被退化严重的孢粉组合特征。生态保护较好、自然植被发育的金佛山地区具有106科属的乔木、灌木与草本孢粉类型,以及高含量的乔木花粉,而喀斯特石漠化地区的鸡公山(46科属)、青木关镇(56科属)和南平镇(50科属)则表现为乔灌木孢粉类型较少;(3)银杉作为金佛山特有的孑遗植物,其花粉含量明显低于松属花粉,说明其花粉不利于远距离传播;(4)随着土地利用强度的增加,现代孢粉组合中乔灌木花粉含量和种类越少,草本和蕨类植物孢粉含量越多,且以耕地杂草为主。因此,土地利用方式的变化是喀斯特石漠化区次生植被及其现代孢粉组合变化的主要影响因素。研究可为重庆喀斯特地区...     

Pollution risk assessment based on source apportionment in a groundwater resource area,NE China

Pollution risk assessment of a groundwater resource area is instrumental in contributing to groundwater protection. This study considered the evaluation results of source apportionment by combining a principal component analysis (PCA) with a factor analysis (FA) to identify potential risk sources. The vulnerability was evaluated using a DRASTIC model as the main pollution pathway, and groundwater quality as a pollution receptor, in order to validate the risk of pollution in a typical groundwater resource area of northeastern China. Results showed that four principal potential pollution sources were point source pollution such as water-rock interaction, dissolution of iron and manganese bearing minerals due to geological processes, non-point source pollution of nitrogen such as agriculture fertilizers, and organic pollution resulting from domestic and industrial wastewater. A “high” and “relatively high” pollution risk occurred mainly at the northwestern and southeastern edges of the region, respectively, with a widely distributed “moderate” pollution risk over the majority of the study area, and a “relatively low” and “low” pollution risk located mainly in the central of the Limin Groundwater Resources area, which showed that the potential pollution sources, especially due to human activity, have significantly changed the distribution of pollution risk in groundwater resource areas.