灰关联综合分析法在石羊河流域生态健康评价中的应用

河流生态系统健康是河流生态系统特征的综合反映。本研究探讨了灰关联和层次分析模型在流域生态健康评价中的应用,以石羊河流域为例,构造灰关联综合评价模型,采用层次分析法确定各因素的权重,依据评价值,对流域生态系统健康程度进行了定量评价。并依据评估结果提出意见建议,为流域的可持续发展提供参考。     

石羊河流域重点区土地利用现状遥感调查与解译分析

通过对石羊河重点地区监测和统计数据的宏观分析,研究该地区国土资源对地质环境健康的影响。以石羊河流域重点地区为例,开展2010、2014年两期国土资源及地质环境健康指数评价。通过评价,科学判定石羊河流域重点地区国土资源及地质环境健康状况。为石羊河流域国土资源及相关部门评判该区国土资源与地质环境的协调发展提供科学的依据。     

1980-2010年石羊河流域生态服务类型变化与分析

根据石羊河流域1980年、1990年和2010年三期遥感影像数据,基于GIS技术方法,分析了石羊河流域各县市的土地利用方式变化情况。评估了流域主要生态系统生态服务价值量,分析了30 a来流域生态系统服务价值在时间和空间上的变化。结果表明：过去30 a来,石羊河流域的土地利用变化主要以耕地、草地、未利用土地的变化为主。石羊河流域生态系统服务的总价值呈减少趋势,生态服务价值在空间分布上表现为下游呈增加趋势、中上游表现为减少趋势。流域下游生态服务价值增加的主要原因是流域生态保护与恢复措施取得了显著成效。     

石羊河流域重点地区国土资源及地质环境状况评价

"国土资源与地质环境"息息相关,通过引用石羊河重点地区监测和统计数据,宏观分析该地区国土资源对地质环境健康的影响,以石羊河流域重点地区为例,开展2010、2014年两期国土资源及地质环境健康指数评价。通过评价,科学的判定石羊河流域重点地区国土资源及地质环境健康状况。该项研究成果可为石羊河流域国土资源及相关部门评判该区国土资源与地质环境发展提供依据,为管理者把握和判断国土资源及地质环境的协调发展提供支持。     

石羊河流域民勤绿洲生态需水与生态建设

分析石羊河流域现状水和生态问题,总结产生流域水与生态问题的根源。在分析石羊河流域下游地区生态系统组成的基础上,推算下游民勤绿洲生态系统生态需水。同时讨论石羊河流域下游民勤绿洲保护的对策和措施,提出建立节水型"社会—经济—生态"复合大系统的创新思想。最后,创新性地提出在石羊河地区建立生态特区的意义,为本地区发展和生态保护提供另一种思路。     

基于AHP法的模糊综合模型在流域生态健康评价中的应用

流域生态环境健康评价是流域内水资源合理开发利用、经济社会可持续发展和生态环境保护的重要依据~([1]),也是流域生态健康状况的一种系统诊断方式。在确定疏勒河流域生态健康评价指标的基础上,采用层次分析法研究各指标,应用模糊综合评价法对流域生态系统健康程度进行综合评价。疏勒河流域健康程度隶属度为0.4219,属于亚健康(0.4~0.6)状态,依据评价结果,分析该流域生态环境存在的主要问题,并提出建议。     

西北干旱区地下水生态功能评价指标体系构建与应用

西北干旱区降水稀少、蒸发强烈,水资源紧缺,自然湖泊湿地、天然植被绿洲和土壤盐渍化程度对地下水生态水位具有强烈依赖性,因此,西北干旱区地下水生态功能评价指标体系构建成为一个重要课题.本文基于对干旱区不同类型生态状况与地下水位埋深之间关系的机制研究,构建了以浅层地下水埋藏状况为核心要素的"西北干旱区地下水生态功能评价指标体系",它由地下水对自然湿地景观维持性、天然植被绿洲维持性、农田土地质量维持性及其隶属的6项要素指标构成;在石羊河流域中、下游平原区应用结果表明,该套指标体系可为西北干旱区地下水功能评价提供参考,同时还表征石羊河流域中、下游平原区地下水生态功能脆弱,生态功能较弱和弱的分布范围占示范应用区总面积的87.86％,地下水生态功能强、较强分布范围仅占5.07％.由此可见,进一步提高西北干旱区地下水生态功能保护能力刻不容缓.     

石羊河流域水资源开发的生态环境效应与国土空间优化

石羊河流域严重的水危机和典型生态环境问题已经成为众多学者的研究热点和难点。笔者文系统回顾了石羊河流域的历史变迁、水资源形成与演化,深入分析水资源开发利用引起的生态环境效应,并探索基于资源环境承载能力和国土适宜性评价的水资源优化调控模式。研究结果表明:考虑上游的涵养水源、中游的资源环境承载能力约束和下游的生态危机约束,调整生产、生活、生态空间结构、用水结构、用水效率和用水时间,促使水资源系统向有序、协调、平衡的状态运行;并提出了流域国土空间优化建议,严守祁连山区和民勤绿洲生态空间红线,调整武威生产空间结构,建议将中下游超载的农业空间置换为低耗水的生态空间,促进了水资源调控与国土空间布局协同发展。     

基于BP神经网络的农户生计风险评价模型

当今,农户生计风险在农村社会建设的过程中是最为重要和核心的问题之一。作为基本的社会经济单元,农户正面临着来自经济、社会和自然等各方面的风险。石羊河流域农户由于面临着严峻的风险冲击使其生计脆弱性进一步加剧。所以,急需辨明流域农户面临的主要风险类型,并依此找寻提高农户风险应对能力的对策措施。针对流域农户生计风险的非线性关系和复杂性特征,以及BP神经网络的适用性范围,建立了基于BP神经网络的农户生计风险评价指标体系。并基于入户调查数据,运用熵权法计算得出流域农户生计风险评价指标体系中各种生计风险变量。同时,根据石羊河流域农户所面临生计风险的特征,基于BP神经网络结构模型,确定了其评价结果的表征方法。最终对模型的可行性进行了验证。研究表明：基于BP神经网络的生计风险评价模型对定量化测度农户生计风险的适用性较强,这可为决策部门定量评估农户生计风险提供依据。     

基于数值模拟的西北地下水总量控制指标确定研究

针对目前西北内陆河流域地下水总量控制指标制定方法的不足,提出了一套完整的确定区域/流域地下水总量控制指标的技术方法,主要步骤包括:以生态保护/恢复为约束条件,转换为定量化的判据;使用数值模拟方法确定地下水可开采量;进行供需平衡分析,分阶段定量确定地下水总量控制指标。应用此方法在甘肃省石羊河流域下游的红崖山灌区进行了实例研究,评价得到研究区2020年中期规划地下水总量控制指标为10 833×104 m3,2030年远期规划的指标为10 700×104 m3,与已有的控制指标相比相对宽松,在技术方法上也具有合理性。     

Comprehensive assessment of water security for inland watersheds in the Hexi Corridor,Northwest China

Water security is related closely to ecological, environmental, economic, social, and political problems, and may possibly even affect national security. The problem is especially important in arid inland watersheds. In this paper, we assess the water resources security of three watersheds in the Hexi Corridor (Northwest China) using a multi-level, multi-target, analytical hierarchy process approach. We constructed an assessment system based on the current situation and future development of the region’s water resources in the context of the society, economy, and environment of these inland watersheds. The assessment used 21 indicators that describe the ratio of water supply to demand, the ecological environment, food security, drinking-water security, disaster control capacity, water resources management, and economic conditions. The level of the water resources security was highest in the Shulehe watershed, followed by the Heihe watershed and the Shiyanghe watershed. Strategies to promote water security for all three watersheds are discussed.     

流域生态系统健康评价研究进展

流域生态系统评价体系是评价研究流域是否健康的基本依据,其评价结果为流域生态系统保护措施和政策制定提供基础。在介绍流域生态系统健康状态的前提下,总结了国内外流域生态系统评价理论和评价指标的发展历史及现状,整合出目前较为流行的评价体系,并着重阐述了五类实用模型,分别为:水基系统评价模型、改进物元分析、生物完整性指数法、压力-状态-响应模型(PSR)及景观格局分析法。针对不同的流域环境选择合适的评价体系是准确评价流域生态系统健康状况的根本。总结得到综合指标评价体系,主要包括物理、生物、社会环境、生态功能及社会功能等五种指标,在明确指标后按评价流程对流域进行系统评价。对现存的问题进行了分析与展望。     

Alternating Effects of Climate Drivers on Altamaha River Discharge to Coastal Georgia,USA

Freshwater delivery is an important factor determining estuarine character and health and may be influenced by large-scale climate oscillations. Variability in freshwater delivery (precipitation and discharge) to the Altamaha River estuary (GA, USA) was examined in relation to indices for several climate signals: the Bermuda High Index (BHI), the Southern Oscillation Index (SOI), the Improved El Niño Modoki Index (IEMI), the North Atlantic Oscillation (NAO), the Atlantic Multidecadal Oscillation (AMO), the Pacific Decadal Oscillation (PDO), and the Pacific/North American Pattern (PNA). Discharge to this estuary has been linked to key ecosystem properties (e.g., salinity regime, water residence time, nutrient inputs, and marsh processes), so understanding how climate patterns affect precipitation and river discharge will help elucidate how the estuarine ecosystem may respond to climate changes. Precipitation patterns in the Altamaha River watershed were described using empirical orthogonal functions (EOFs) of the combined multidecadal time series of precipitation at 14 stations. The first EOF (67 % of the variance) was spatially uniform, the second EOF (11 %) showed a spatial gradient along the long axis of the watershed (NW–SE), and the third EOF (6 %) showed a NE–SW pattern. We compared the principal components (PCs) associated with these EOFs, monthly standardized anomalies of Altamaha River discharge at the gauge closest to the estuary, and the climate indices. Complex, seasonally alternating patterns emerged. The BHI was correlated with June–January discharge and precipitation PC 1. The SOI was correlated with January–April discharge and precipitation PC 2, and also weakly correlated with PC 1 in November–December. The AMO was correlated with river discharge and precipitation PC 3 mainly in December–February and June. The correlation patterns of precipitation PCs with PDO and PNA were similar to those with SOI, but weaker. There were no consistent relationships with two NAO indices or IEMI. Connections between climate signals and estimates of nutrient loading were consistent with the connections to discharge. The occurrence of tropical storms in the region was strongly related to the BHI but not to the other climate indices, possibly representing the influence of storm tracking more than the rate of storm formation. Comparison with the literature suggests that the patterns found may be typical of southeastern USA estuaries but are likely to be different from those outside the region.     

黄河内蒙古段生态系统健康状况评价

河流生态系统健康评价研究是目前生态学研究的一个新概念、新问题,生态系统健康是人类与环境间的相互关系协调及实现生态可持续发展的重要基础。基于水文学和生态学原理,对河流生态系统健康的概念进行了界定,建立了河流生态系统健康评价指标体系及其评价方法,将评价结果分为优、中和差3个等级。以黄河内蒙古段为例,对其生态系统健康状况进行了评价。结果表明:黄河内蒙古段2006年生态系统健康评价最终得分为0.558,处于中等健康状态。提出了改善黄河内蒙古段健康状况的对策和建议,评价成果为黄河内蒙古段的生态环境的改善与管理提供重要的理论依据。     

筑坝对河流生态系统影响研究进展

河流是陆地生态系统和水生态系统间物质循环的通道,筑坝人为改变河流物理、化学、生物地球化学循环模式,影响河流生态系统的结构、功能.分析了筑坝对河流水文水力特性、生源要素(氮、磷、硅等)、水生态系统结构和功能的影响以及河流生态系统恢复等研究的进展.随着水库成为陆地水分循环的一个主要组成部分,对流域生态系统健康的影响日益显著,进而对大坝的生态效应、河流生态恢复等需要进行深入的研究,减轻大坝的负面效应.     

伊通河流域土地利用变化及其生态响应

通过遥感影像解译获取伊通河流域1986、1996、2005和2017年土地利用数据,采用土地利用动态模型、土地利用度和生态系统服务价值等方法,研究伊通河流域土地利用变化特征及其生态响应。研究结果表明,耕地、城镇建筑用地和林地是伊通河流域主要的土地利用类型,1986—2017年间,研究区土地利用综合动态度降低,土地利用度上升,土地利用结构趋于稳定。在31年间,生态系统服务价值整体下降33.97%,林地、草地、湿地和水域面积的减小导致生态系统服务价值显著降低。     

密西西比河流域监测、修复管理经验对我国流域生态保护修复的启示

美国流域保护修复的研究与实践开始较早,并在密西西比河的修复与治理上取得了良好成效,对我国流域生态保护修复工作具有一定借鉴意义。介绍了密西西比河的管理模式,并对美国在密西西比河开展的具有代表性的长期生态监测及修复管理工作进行了总结,总结了对我国流域生态保护修复工作的7点启示: ①建立和完善流域生态系统监测与评价指标体系; ②建立流域综合监测网络,进行全流域持续监测; ③建设流域生态信息平台,加强数据共享; ④以流域为单元开展生态状况调查和评估; ⑤建立和完善监测、评估、规划、实施循环体系; ⑥提升对流域生态系统的科学认知; ⑦加强流域协调治理,创新我国流域生态保护修复管理体系。旨在为我国广泛开展流域保护修复工作提供一个覆盖河源头至河口的流域监测与修复管理案例。     

水土流失地区生态系统健康评价——以五华县为例

生态系统健康是一门研究人类活动、自然生态系统、社会经济组织和人类健康的跨学科综合性学科。由于生态系统健康研究是一个新领域,有关它的概念、评价等方面还存在各种争论,在综合分析国内外生态系统健康和水土流失研究进展的基础上,联系对五华县的实地调查,提出水土流失地区生态系统健康的概念,运用“压力状态-响应”模型对其生态系统健康进行分析评价,表明五华县的生态系统处于不健康的状态,进而提出水土流失地区新的修复方法,以优化水土流失地区的生态系统健康。     

冰川变化及其影响的公众感知与适应措施分析——以甘肃河西内陆河流域为例

以河西地区三大内陆河流域(石羊河、黑河、疏勒河)为案例研究区, 通过社会调查方式, 从总体、再分别通过农户与政府部门人员两个部分, 分析了公众对冰川变化及其可能影响的感知, 剖析了公众感知的流域差异性与原因, 对比分析了三大河流域公众对政府部门已实施应对水资源紧缺对策措施的效果与认可程度. 结果表明:超过65%的受访者认为冰川减少了, 从社会学的角度佐证了冰川明显消融萎缩的科学监测事实. 三大河流域公众对冰川变化对流域水资源、农业生产、生态影响的感知存在空间差异性, 这种差异性归因于三大河流域的地理位置、冰川分布与变化的空间差异性. 在冰川变化背景下, 公众对政府部门已实施应对水资源紧缺的对策措施的效果与接受程度不同. 三大河流域公众均认可种植业结构调整与加大宣传力度提高公众节水意识这两项措施, 且认为实施效果好; 发展设施农业措施的实施效果好, 已得到石羊河和疏勒河流域老百姓的认可与接受; 石羊河和黑河流域的公众认为实施推广节水技术措施的效果好; 退耕还林还草措施在黑河流域实施普遍且效果好; 水票制措施在疏勒河流域实施的最好, 黑河一般, 疏勒河较差.     

基于MIKE BASIN的石羊河流域水资源管理模拟模型

水资源高效管理是提高水资源动态管理的有效方式,是实现地表水、地下水、再生水等多水源联合调配,提高水资源利用效率的综合管理措施,为水资源合理配置和高效利用提供技术支撑。以石羊河流域为研究对象,基于MIKE BASIN模型,根据研究区降水、蒸发和用水等资料,建立了石羊河流域水资源管理模型,模拟了石羊河流域径流量、水库和灌区需用水量变化特征。从模拟结果可以看出,所建立的水资源管理模型是正确的,选取的参数和计算的结果基本合理,模拟结果总体上反映了流域水资源变化状况,符合石羊河流域水资源的实际情况。通过模型预测了2015与2020年流域需水量,从预测结果可以看出,2015年较2010年减少23 572,19×10~4m~3,2020年较2015年减少20 926,77×10~4m~3,说明整体上流域需水量呈下降趋势。