京津冀西北典型流域地下水化学特征及补给源分析

为揭示京津冀西北典型流域地下水循环特征,运用环境同位素和水化学技术等方法分析张家口市不同流域水体氢氧同位素特征、水化学特征及时空变化特征、地表地下水转化关系。结果表明:地表水化学类型主要为HCO3-Mg·Na和HCO3·Cl-Na型;地下水化学类型不同时期表现出不同的类型,水化学类型更为多样,主要以HCO3-Mg·Na型、HCO3·Cl-Na型、HCO3·Cl-Na·Mg为主。地表河水和地下水中离子均主要来源于岩石风化作用;张北和桑干河流域地下水中离子偏向于蒸发浓缩作用控制。张家口市各流域地表地下水δ18O、δD组成较为接近,表明了当地地表水和地下水均受到大气降水的补给。大气降水和地表河水对地下水的补给比例均值分别为37.74%和62.26%,以地表河水的补给为主要方式。     

广东省生态环境演变趋势及其驱动因素分析

探讨广东省近几年生态环境时空变化趋势及主动驱动因素,以期为广东省经济发展战略和生态环境保护协调发展提供理论依据。本文基于广东省社会经济发展数据,从土地利用变化、环境治理等方面着手,分析广东省2000～2020年生态环境演变趋势,同时建立生态环境时空演变驱动因素指标,采用主成分分析方法研究广东省生态环境演变驱动因素。研究结果表明,广东省2000～2020年生态环境呈现先恶化后改善的变化趋势。广东省经济发展对生态环境演变发挥着主要驱动作用,环境治理和产业结构为内外在驱动,农业生产和污染物排放为次要驱动因素。     

黄河流域资源型城市生态效率时空演变及驱动因素

生态效率是区域发展质量和人地协调程度的综合体现。采用TOPSIS法测度2003—2017年黄河流域37个资源型城市的生态效率,借助泰尔指数、全局空间自相关和热点分析揭示其时空演变规律,利用面板Tobit回归模型探寻关键驱动因素。结果表明：（1）黄河流域资源型城市生态效率总体上以2007年为分水岭,先平稳、后上升;不同城市生态效率的增速和增幅差异较大,下游城市明显高于中、上游城市,再生型城市明显高于成长、成熟和衰退型城市。 （2）城市间生态效率差异大小先略微下降、后持续上升;生态效率空间格局由随机分布向集聚分布演变,低值集聚区从山西、河南交界处向山西中、北部移动,高值集聚区分布具有空间粘性,一直位于下游山东境内。（3）产业转型、科技创新、基础设施完善和区位条件对生态效率改善具有显著正向驱动作用,外向型经济、资源依赖和环境规制抑制生态效率提高,城镇化、工业化和外资利用对生态效率演变的影响不显著;不同类型资源型城市生态效率改善的主要驱动因素存在异质性。     

晋西北地区土地沙漠化时空格局及其驱动因素

利用晋西北地区1975,1991,2000,2015,2019年遥感影像,采用转移矩阵模型、重心迁移模型和主成分分析法,研究晋西北地区土地沙漠化的时空变化及其驱动机制.结果表明：土地沙漠化面积在时间上呈现先增加、后减少的动态趋势,其中1975~1991年沙漠化土地面积增加1495.10km²,非沙漠化土地转移为轻度沙漠化土地面积最大（1506.12km²）;1991~2000年沙漠化土地面积增加689.09km²,轻度沙漠化土地转移为中度沙漠化土地面积最大（11098.72km²）;2000~2015年沙漠化土地面积减少2365.85km²,中度沙漠化土地转移为轻度沙漠化土地面积最大（10569.56km²）;2015~2019年沙漠化土地面积减少1931.39km²,轻度沙漠化土地转移为非沙漠化土地面积最大（1909.93km²）.空间上呈现先偏南、后偏西北的迁移趋势,其中1975~1991年、1991~2000年沙漠化土地重心总体上偏南方向迁移,重度沙漠化土地重心迁移距离最大,分别为19.26,20.06km;2000~2019年沙漠化土地重心向西北迁移,轻度沙漠化土地重心迁移距离最大,为30.29km.1975~2019年晋西北地区土地沙漠化动态变化是自然因素和人为因素共同作用的结果,人口数量和牲畜数量是影响沙漠化土地变化的主要人为因素,大风日数是影响沙漠化土地变化的主要自然因素.     

钦州湾水质污染时空变化特征及驱动因素

于2015年4月和9月在钦州湾海域进行了2个航次的环境调查,获取了表层海水温度、盐度、pH、DO、COD、Chl a、石油烃、营养盐和重金属等指标数据,应用主成分分析法研究该海湾水质状况,并探讨影响该海区水质的主要驱动因子。通过主成分分析从18项调查指标中筛选提取出前4个主成分,可以解释原始变量信息73.68%的结果。主成分综合得分分析表明,钦州湾2015年4月水质污染比9月严重,空间分布上由内湾向外湾水质污染呈递减趋势,茅尾海水质污染严重。河流输入、鱼虾贝类养殖、浮游植物消长及水动力过程是影响钦州湾水质时空变化的重要因素。相关分析表明,影响钦州湾水质污染的主要驱动因子是氮营养盐、盐度、pH、Cd和Zn。陆源输入和养殖活动是主要污染源,应加强钦江、茅岭江的水环境保护,科学规划内湾养殖规模,进而改善钦州湾水质状况。     

晋西北地区土地沙漠化时空格局及其驱动因素

利用晋西北地区1975,1991,2000,2015,2019年遥感影像,采用转移矩阵模型、重心迁移模型和主成分分析法,研究晋西北地区土地沙漠化的时空变化及其驱动机制.结果表明：土地沙漠化面积在时间上呈现先增加、后减少的动态趋势,其中1975~1991年沙漠化土地面积增加1495.10km²,非沙漠化土地转移为轻度沙漠化土地面积最大（1506.12km²）;1991~2000年沙漠化土地面积增加689.09km²,轻度沙漠化土地转移为中度沙漠化土地面积最大（11098.72km²）;2000~2015年沙漠化土地面积减少2365.85km²,中度沙漠化土地转移为轻度沙漠化土地面积最大（10569.56km²）;2015~2019年沙漠化土地面积减少1931.39km²,轻度沙漠化土地转移为非沙漠化土地面积最大（1909.93km²）.空间上呈现先偏南、后偏西北的迁移趋势,其中1975~1991年、1991~2000年沙漠化土地重心总体上偏南方向迁移,重度沙漠化土地重心迁移距离最大,分别为19.26,20.06km;2000~2019年沙漠化土地重心向西北迁移,轻度沙漠化土地重心迁移距离最大,为30.29km.1975~2019年晋西北地区土地沙漠化动态变化是自然因素和人为因素共同作用的结果,人口数量和牲畜数量是影响沙漠化土地变化的主要人为因素,大风日数是影响沙漠化土地变化的主要自然因素.     

2000年以来黄河流域土地市场化时空格局演变及驱动因素

基于土地市场交易结构的视角,测算2000—2016年黄河流域104个地级以上城市一级土地市场化程度,综合利用Global Moran’s I、G_i*指数空间统计模型对其时空格局演变特征进行分析,运用灰色关联度分析模型探究土地市场化时空格局演变的主要驱动因素。研究发现:2000—2016年,黄河流域土地市场化水平表现出先持续上升后不断下降的阶段性变化特征,呈现了"东高西低"的空间分异格局。黄河流域土地市场化水平整体具有显著的空间自相关性,土地市场化热点区域以下游主要城市为核心,经历了先加速蔓延、后缓步收缩的时空演进历程。黄河流域土地市场化水平的时空格局演变主要由经济发展水平、产业结构升级、固定资产投资、政府财政收支比、外商直接投资以及区位条件等因素共同驱动,但受我国社会经济发展的阶段性影响,各因素在不同年份的影响程度存在显著的差异性。     

草原流域地下水化学时空特征及环境驱动因素——以内蒙古巴拉格尔河流域为例

为查明内蒙古草原流域地下水水化学特征、成因及其环境意义,选择巴拉格尔河流域为研究对象,以Piper三线图、Gibbs图、主成分分析法(PCA)和内梅罗指数法等对2018～2019年丰水期、枯水期46处92个浅层地下水水样进行分析.结果 表明:研究区地下水呈现弱碱性环境,属于淡水,枯水期多数离子含量高于丰水期,空间分布整...     

大型通江湖泊藻类增殖驱动要素的时空分异特征

以我国大型通江湖泊鄱阳湖为例,对2016-2018年鄱阳湖6个典型点位的叶绿素a、TN等10个指标进行测定。分析了鄱阳湖不同因子的时空分异特征,并运用综合营养状态指数法及主成分分析方法,结合水文水动力、泥沙和人为影响等因素,判断藻类增殖的驱动要素。结果显示:COD浓度南高北低,由西向东表现为高-低-高;TN变化趋势与NH₃-N相近,夏季呈现东部南部高、北部低的特点,而西部蚌湖至都昌处分布扩散;TP南高北低、东西部均较高;直链藻和微囊藻出现频次分别占51.11%和16.44%;蚌湖点位藻细胞密度与叶绿素a浓度均最高,分别为最小点位的7.8,5.3倍。研究期间鄱阳湖以轻度富营养为主;TP为6个点位藻类增殖的主要限制性因子,藻类增殖与TN关系较小;水温、溶解氧等也可能成为藻类增殖的要素。后期鄱阳湖藻类综合治理需从加强季节性监测与预警、重点识别和调控测点关键性因子和强化藻种监控等方面展开。     

贵州近50年来的径流过程时空演变特征及驱动因素诊断

本文以贵州10个径流站覆盖近50年的实测月径流资料(1956~2000)及19个气象站同期实测资料为基础,结合Mann-Kendall趋势分析和流量历时曲线FDCs等方法,分析了时间变异点(1986年)前后贵州8大主要流域的径流过程的年度和季节变化、洪枯水变化规律及其演变的空间特征。结果表明:(1)从时间规律上看,贵州主要江河近50年间径流变化大部分测站呈现小幅增加趋势,个别下游水文站径流呈明显增加趋势;(2)1987~2000年期间贵州的汛期径流和1956~1986年期间相比更加集中了;(3)贵州大多数水文站月径流洪水指标(Q5)在1986年后有不同幅度增加,而枯水指标(Q95)1986年后涨跌互现。与之对应的洪水指数(Q5/Q50)及枯水指数(Q95/Q50)也存在类似规律;(4)从空间规律上看,贵州西北部地区和东南部地区径流减少,其它地方(主要集中在乌江上游)增加。贵州1986年前后近50年时期内的降水及蒸发的空间规律与其径流变化空间规律是基本吻合的,说明贵州过去近50年来的径流过程变化主要是由气候变化引起的。本文的研究结果对保证并促进贵州地区区域水资源、生态与环境和谐健康的可持续发展具有非常重要的战略意义和科学价值。     

农业产业化经营项目空间分布及驱动因素分析——以京津冀地区为例

农业产业化经营项目是农业产业发展基础,是京津冀协同发展下调整农业产业结构、提高农业综合生产能力的重要内容。基于京津冀地区2011—2016年数据,利用核密度指数等方法研究产业化经营项目的空间分布及影响因素。结果显示：（1）京津冀地区农业产业化经营项目形成“斜一字型”核密度分布结构,密度由中部向东北、西南方向递减;（2）种植基地项目主要分布在河北省西南部、天津东部,养殖基地项目主要集中在河北省南部、天津市中部,储藏保鲜项目、改扩建加工项目分别向京津冀地区中北、东北方向迁移;（3）农业机械总动力、年末金融机构各项贷款余额是经营项目空间分布格局重要的影响因素,分别在农业发展“硬件”条件、配套资金供给方面影响经营项目分布。     

秦岭生态屏障产水服务时空演变特征及驱动要素

秦岭是我国重要的“中央水塔”,是南水北调的重要水源地。基于InVEST模型评估2000—2018年秦岭地区产水服务,分析其时空演变特征,利用相关性分析和地理加权回归方法（GWR）探究不同因素对秦岭地区产水服务变化的影响。结果表明：秦岭地区多年平均产水量为235.16 mm,19年间产水量呈现微弱下降趋势,产水量在空间上表现为由南部向北减少的特点。秦岭地区产水量波动程度和变化趋势都较弱,产水服务整体比较稳定。各因素对产水量的影响具有明显的空间异质性,降水主导的范围最大（33.18%）,且集中分布于产水量较多的秦岭南侧。其次为NPP（17.90%）和实际蒸散量（16.71%）,两者在中北部地区是主要影响因素。研究结果对促进区域生态安全和可持续发展具有一定的指导意义。     

采煤驱动下神东矿区地下水化学特征及成因

为查明神东矿区地下水化学特征,使用Piper三线图、Gibbs图、主成分分析法、改进内梅罗指数法等对23个地下水水样进行分析.结果表明,研究区地下水呈弱碱性,化学类型从上游HCO₃^--Na⁺为主导型,逐渐过渡为下游HCO₃^-·SO₄^2--Na⁺·Ca²⁺主导、Cl^--K⁺·Na⁺、F^--K⁺·Na⁺等多种类型共同存在.地下水化学类型主要受蒸发浓缩和岩石风化控制,HCO₃^-主要来源于碳酸盐的溶解,Ca²⁺、Mg²⁺主要来源于硫酸盐岩的溶解,Cl^-来源于岩盐的溶解和生活用水的污染,SO₄²来源于岩盐溶解,NO₃^-主要来源于生活用水和人畜排便.整体水质良好,个别地区存在一定程度的离子富集现象.研究成果可为当地水资源的高效利用,生态环境的保护与恢复提供理论支撑与参考.     

富阳地区水资源自然支持力分析评价

以富阳地区为例,采用主成分分析法,寻找出影响水资源自然支持力的主要驱动因子;再根据富阳地区某一时段内的水资源量(因变量)与其驱动力(自变量)之间存在的线性关系,利用统计资料,对可能引起水资源自然支持力变化的各种驱动力因子进行多变量分析。得出,对富阳地区水资源自然支持力影响较大的指标是水资源可利用量、地表水资源量、地下水资源量、水资源的剩余开采程度和化学需氧量。从计算结果可以看出:富阳地区的水资源自然支持力总体来看在逐年减弱,原因在于近年来富阳地区造纸行业异军突起,用水量急剧加大,总污水排放量增多,使得水资源支持力系统变得越来越脆弱。最后,针对目前的水资源现况提出了一些提高富阳地区水资源自然支持力的措施。     

张家口地区生态脆弱性及其影响因素

生态脆弱性是国际社会面对一系列生态问题时无法回避的重点议题,也是生态文明建设与绿色发展研究的热点之一。基于SRP模型,以张家口地区为研究区域,选取14项指标构建张家口地区生态脆弱性评价指标体系,把主成分分析法和地理探测器结合起来,进行张家口地区生态脆弱度以及主要影响因素研究。结果表明:2008—2016年间,张家口地区生态脆弱性明显下降,2008年、2012年和2016年轻度脆弱面积占比分别为27.24%、29.54%和35.57%,生态系统结构与功能正在向良性方向发展;研究区域内生态脆弱性空间分布差异主要与坡度、干旱指数、植被覆盖度和气温等因素的变化有关。基于评价结果,对张家口市生态治理与绿色发展提出建议。     

基于地理探测器的中国国家级开发区时空演化过程及其驱动力研究

各种类型的开发区是我国改革开放的“试验田”和经济快速发展的重要空间载体,其空间分布格局一直是国内外关注的热点问题,但对其中长时间尺度的空间演化过程研究相对较少,而后者是理解中国经济空间演化的重要基础。运用最邻近指数、核密度指数和地理探测器等方法,总结了中国国家级开发区空间演化的过程及其驱动力因子。研究的主要结论是：各类国家级开发区的时空演化经历了三个阶段,即起步试点阶段、稳步推进阶段和快速推广阶段;政策上实现了从试点探索到面上推广;空间上呈现出从东部沿海向沿江、沿边以及内陆不断拓展,从东部向中西部推进,从省会城市向地级市递进的特征;开发区的时空演化格局是距离、城市等级、经济实力、开放程度等因素综合作用的结果,其中城市等级、开放程度和经济发展水平是核心影响因子,距离和经济密度是次级影响因子;不同类型的开发区核心驱动因子既存在共同性,同时因为定位、功能不同也具有差异性。     

陕西省城市绿色增长水平时空演变特征及影响因素解析

绿色增长是实现人地协调的一种可持续发展模式,对区域绿色发展和生态文明建设的推进具有重要作用。研究以陕西省为例,在系统梳理绿色增长内涵及特征的基础上,构建了绿色增长系统作用机制框架及评价指标体系,运用TOPSIS-灰色关联分析、泰尔指数等方法分析了2008—2017年城市绿色增长水平的时空演变特征及影响因素。结果表明：（1）陕西省城市绿色增长水平总体呈现“上升—下降—上升”的“N”型波动上升变化过程。（2）空间分布上,城市绿色增长水平存在明显的区域差异,且有进一步扩大的趋势;空间演化上,地区内差异略呈下降趋势,而地区间差异上升趋势明显。（3）区域生态环境（X₃）、生活质量环境（X₄）和政策支持环境（X₅）是制约陕西省绿色增长水平的主要障碍因素,且不同准则层在城市间的障碍作用存在明显的空间分异。（4）全省层面上,对城市绿色增长水平阻碍作用最大的5个因子依次是废气治理设施处理能力X₄₃、单位GDP能耗下降率X₃₁、科研和技术服务从业人员数X₅₄、建成区绿化覆盖率X₄₉和一般工业固体废物综合利用率X₄₂;在城市层面上,X₅₄的阻碍作用最强,其次是X₄₃、X₃₁、每万人拥有公交车和出租车辆数X₄₈以及人均GDP X₂₁。（5）外部环境驱动方面,产业结构、科技创新能力两个要素对陕西绿色增长的贡献度最大,其次是贸易水平、市场化水平、城镇化水平和人口密度。据此,从构建多元化能源结构体系、完善绿色增长相关政策制度、优化外部环境条件等五方面提出对策建议。     

东北地区能源消费碳排放时空演变特征及其驱动机制

运用探索性空间分析、冷热点分析、标准差椭圆分析和地理加权回归分析等地学方法,研究了我国东北地区2005—2014年间能源消费碳排放的时空演化特征及其驱动机制.结果表明:①东北三省的能源消费碳排放量从高到低分别为辽宁省、黑龙江省、吉林省,2014年碳排放量分别达到20266、9914、6411万t;②东北三省能源消费碳排放量呈比较显著的全局空间正相关特征,在统计学上显著性检验存在多个冷、热点,其中,热点区主要集中在辽宁省的大连市、沈阳市、本溪市和辽阳市,吉林省的吉林市,以及黑龙江省的大庆市和鸡西市,冷点区主要集中在黑龙江省的大兴安岭市、黑河市、佳木斯市和伊春市;③在省级尺度上东北三省碳排放重心在2005—2014年间呈往东偏移的趋势,在市级尺度上辽宁省和吉林省碳排放重心往西偏移,而黑龙江省碳排放重心则往南偏移;④在省级尺度上,能源消费碳排放主轴方向为"西南-东北",但有往北旋转的趋势,黑龙江省能源消费碳排放主轴呈现往北旋转的趋势,辽宁省和吉林省的能源消费碳排放主轴方向则呈往东旋转的趋势;⑤东北地区影响能源消费碳排放量的主要驱动因素的影响程度排序为:人均GDP产业结构总人口数城市化率老龄化.     

采用发光菌和统计法评估地下水水质 ——以“珠江三角洲”滨海小流域为例

以珠江三角洲滨海小流域地下水为研究对象,采用费氏弧菌(Vibrio ficheri)和化学指标主成分分析法综合评价不同人类活动背景下的地下水(8个饮用水井和6个观测井)以及海水水质.结果表明:15个水样中的阳离子以K+和Na+为主,占阳离子总量的平均百分比为71.55%±14.67%.阴离子的浓度差异较大,饮用水井(T1~T8)的阴离子以HCO3-为主,观测井(D1~D6)的阴离子以Cl-为主,平均百分比分别为53.84%±18.21%和66.37%±22.16%.除T3、T4和D3无毒外,其余水样对发光菌具有一定的抑制效应,其中D2和D4对发光菌的抑制率大于30%,为中毒性,海水水样则对发光菌产生了“刺激发光”效应,30min的发光抑制率为-12.45%;通过水样化学指标的主成分分析,计算井水的综合得分,排泄区D2~D4 (8~15m潜水含水层)得分较高,D5 (承压含水层)、D6 (基岩裂隙含水层)以及D1(5m潜水含水层)得分较低,唐家镇除T1地下水埋深最深(17.92m),得分最高,其余地下水(T2~T8)位于地表以下10m内的含水层,得分较低;发光抑制率与第一主成分具有良好的负相关性(P<0.05),经拟合方程预测的毒性结果准确率为75%,“假阴性”水样个数为0.