基于地下水更新能力的黄河下游豫北平原地下水脆弱性研究

豫北平原地处黄河中下游,地下水污染问题随着大发展愈加严重,地下水脆弱性评估是度量潜在地下水污染的有效工具,是管理地下水资源和预防地下水污染的前提。目前传统的DRASTIC模型已成为地下水脆弱性评价最为广泛的手段,但其评价结果需要有充分的地下水化学、同位素相关分析的证据,因此研究采用DRASTIC与地下水更新能力相结合的方法,在传统DRASTIC模型评估豫北平原区地下水脆弱性的结果上,形成“层次分析框架-GIS”地下水易污性分布图,采用氢氧稳定同位素、地下水年龄和更新速率来建立的地下水更新能力指标,分析验证地下水脆弱性结果,研究表明：极高和较高脆弱性区域主要分布在靠近南太行山前和黄河两侧的地区,分别覆盖研究区面积的13%和18.5%,同位素发生明显的富集(²H:-65～-53SMOW‰,³H:16.6～29.1TU,¹⁸O:-8.9～-7.4SMOW‰),地下水年龄较小(2～6.6年),地下水的更新速率较快(4.3%～15%a^-1);而极低和较低脆弱性区域主要分布在研究区中部和北部,分别覆盖17.9%...     

松嫩平原高氟地下水的分布特征及防氟改水研究

选取具有典型意义的吉林省通榆县等地氟病高发区和松嫩平原作为研究区,对地下水及含水层进行系统取样,运用描述性统计分析及相关性分析等方法,综合研究松嫩平原地下水中氟的分布、来源及影响因素。结果表明:松嫩平原高氟地下水主要分布于第四系潜水中,平原四周及含水层组富氟的地质环境是其主要来源区,地貌条件、气候因素及水化学条件影响地下水中氟的富集与扩散,研究区第四系及前第四系承压水水量丰富,水质良好,氟含量低于规范要求,可作为地氟病区防氟改水的主要供水目的层。     

新疆玛纳斯河流域绿洲景观生态脆弱性时空分异

以2000年、2005年和2014年3期Landsat TM影像为基础数据,运用景观敏感度和景观适应度指数构建景观生态脆弱度评价模型,采用空间分析方法和统计学方法研究其时空分异特征以及空间关联格局,结果表明:(1)2000—2014年,耕地、建设用地和未利用地增加、林地减少较快,水域和草地缓慢减少,流域景观生态脆弱性呈上升趋势。其中,2005年以后脆弱性上升明显,结构性因素对景观格局变化的影响逐渐增大,但非结构性因素始终居于主要地位。(2)流域景观生态脆弱性具有高度的空间自相关性,表现为明显的空间关联性和空间依赖性,呈高-高集聚和低-低集聚、趋同空间正相关格局。(3)脆弱性空间分异较为显著。2000年以较低和中等脆弱区为主,两者所占面积比例为57.36%,较高和高脆弱区分布在西北部;2005年大部分地区处于较低和中等脆弱区,流域中下游较高脆弱区向东部延伸;2014年脆弱度水平明显增大,高脆弱区所占面积比例为10.9%,较高和高脆弱区向中游以及中上游扩张,城市空间扩张和建设用地扩大是导致脆弱度增大的主要动因。(4)中上游脆弱性空间扩张强度、方向、趋势与中下游脆弱性变化密切相关,说明人工绿洲建设进入高强度集聚规模和大规模生态外部性的空间发展阶段,应加强全流域统筹、全要素规划、全过程管理的生态建设与重构。     

陕西省景观生态脆弱性时空演变及其影响因素

以陕西省为研究区,基于景观格局和景观功能2个方面构建景观生态脆弱性模型,分析省域及内部自然单元分区2个层面景观生态脆弱性时空演变,并运用地理探测器方法探究景观生态脆弱性多尺度驱动机制。结果表明:①2000-2015年陕西省景观格局脆弱性指数分别是0.477 3和0.409 7,降低了6.76%,在空间上高值区分布于北部及中部,低值区分布于中部两侧;景观功能脆弱性指数分别是0.492 6和0.417 4,降低了7.52%,高值区集中于北部和中部,低值区呈零星分布的空间布局。②研究期间陕西省景观生态脆弱性指数分别为0.427 5和0.369 7,减少了5.78%,呈现出南北方向高低交错的空间布局,且内部分区之间有明显分区过渡表现。其中,黄土高原区脆弱性降低8.55%;关中盆地区脆弱性降低3.81%;秦巴山地区脆弱性降低1.20%。③全省及内部分区生态脆弱性的影响因素因地理尺度的差异而不同,自然环境因素对脆弱性变化起重要作用,而社会经济因素呈不断增强态势。本文提出的景观生态脆弱性评价方法可为生态脆弱性评估提供方法参考。     

基于集对分析的宁夏限制开发生态区经济脆弱性评价

运用集对分析模型(SPA),以2010-2011年数据为基础,构建由敏感性和应对能力组成的指标体系,研究宁夏限制开发生态区8个县(区)的经济脆弱性的空间分异。此外,引入障碍度模型对研究区经济发展的制约因素进行评价并提出了相应的建议和发展措施。研究表明:按经济脆弱性程度可将研究区划分为四类地区:高脆弱区(泾源县)、较高脆弱区(海原县、红寺堡区、西吉县)、中脆弱区(隆德县、彭阳县)以及低脆弱区(同心县、盐池县)。整体上看,财政收入偏低、第三产业发展缓慢、城镇化率较低、人均粮食产量较少等普遍制约着研究区经济的发展。     

人类活动影响下的地下水脆弱性演变特征及其演变机理

由于人类活动的累计影响,地下水脆弱性不仅在空间上变化,在时间上也发生变化。本文从三个阶段对滹沱河流域地下水脆弱性进行了评价,证明了地下水脆弱性随时间的变化,并分析了其演化趋势和演化特征以及演变机理。结果表明:由于地下水的长期大量开采,使地下水脆弱性影响因素(如,地下水位埋深、包气带厚度和降雨入渗系数等)发生了变化,而使地下水脆弱性发生变化。     

新疆生态脆弱性时空演变及驱动力分析

生态脆弱性评价是了解区域生态状况的重要途径,科学评估生态脆弱性等级及变化对区域生态保护与建设,实现区域可持续发展具有重要意义。研究利用SRP模型构建新疆生态脆弱性评价指标体系,结合空间主成分分析方法构建生态脆弱性指数评价模型,分析新疆生态脆弱性时空演变特征。结果表明:(1)2000—2018年,新疆生态敏感性整体为中度敏感,呈现东南高西北低,主要受景观破碎度和土壤侵蚀程度影响;生态恢复力受植被覆盖度影响较大,整体呈西北高、东南低,变化幅度小,恢复力较弱;生态压力大致呈南、北部的山区和中部绿洲区、山区高、东南低,主要影响因子是人均GDP、农业依赖度和人口密度。(2)2000—2018年新疆生态脆弱性整体处于中度脆弱到重度脆弱。南、北部植被覆盖度低的地区生态脆弱等级较高,中部高海拔林草丰富地区生态脆弱性等级相对较低;2000—2018年新疆生态脆弱性综合指数呈现先增长后降低趋势。(3)生态脆弱性主要驱动力方面,人为活动因子的农业依赖度、人口密度、土地垦殖率,自然环境因子的生境质量指数、景观破碎度、景观恢复力指数和年均降水量7个指标是新疆2000—2018年生态脆弱性变化的主要单因子;生境质量指数、景观恢复力指数、景观破碎度指数、植被覆盖率的变化与区域人类活动的相互作用是促使新疆生态脆弱性的主要驱动力。     

开垦60年东北三江平原典型产粮区生态脆弱性时空格局演变分析——以859农场为例

地处东北黑龙江省的三江平原是我国重要的产粮区,上世纪50年代以来经历了高强度的湿地开垦,改变了原有的景观格局和生态系统结构,使得生态脆弱性问题成为制约该区可持续发展及粮食生产安全的重要因素。文中以该区开垦程度较大的859农场为例,利用开垦60年(1950s~2013a)来8个时期的遥感影像解译的土地利用结果,从景观格局角度选取生态压力指标与结合土壤侵蚀敏感性指标构建生态脆弱性评价模型,对研究区生态脆弱性时空动态变化进行定量分析,分析其生态脆弱性时空变化规律。结果表明:1)开垦60年,景观格局发生巨大变化,草地、林地2种景观类型景观生态脆弱性变化明显。2)开垦60年,农场生态脆弱性显著增加。初期上升明显,自1980s后变化趋缓,新世纪以来,随着垦荒强度以及各种生态保护政策与农田管理措施的变化,农场生态脆弱性也随之出现了剧烈波动,总体有向好的趋势。3)研究区生态脆弱性变化方向与开垦方向相同,开垦30年后生态脆弱性较高区域呈现出增加的趋势,主要分布于位于林地-耕地-草地交界区域。研究结果说明:人类活动是影响东北典型产粮区生态脆弱性的关键因素。过度开垦对区域生态脆弱性有负面影响,而退耕退湿等政策能缓和区域生态脆弱性状况,保障区域可持续发展。     

宁夏限制开发生态区人地耦合系统脆弱性空间分异及影响因素

基于GIS和VSD模型框架,以宁夏限制开发生态区为研究对象,运用综合加权求和模型、脆弱度模型和障碍度模型,研究其人地耦合系统脆弱性的空间格局及影响因素.结果表明:研究区8个县(区)的人地耦合系统脆弱度整体介于0.3236-3.2229之间,在空间上呈现“中部地区高,南北两翼低”的分布特征.总体上看,自然环境条件差、社会保障水平低、基础设施建设滞后、政府财力有限等是制约研究区提高人地耦合系统适应能力、降低脆弱性的主导障碍因素.     

民勤绿洲生态环境脆弱性模糊物元分析评价

针对民勤绿洲水资源、环境和土地利用现状,利用定量分析方法对民勤绿洲生态环境脆弱性进行总体评价.在分析影响民勤绿洲生态环境因素的基础上,将模糊理论、层次分析法和物元可拓集合有机结合起来,建立了民勤绿洲生态环境脆弱性评价的模糊物元模型.该模型充分考虑水资源、环境、土地资源和人工干预等指标.计算结果表明:民勤绿洲生态环境脆弱性状况总体评价为Ⅲ级,即非常脆弱.该方法简捷、易于计算编程,为西北旱区生态环境脆弱性评价提供了一种新的思路.     

西安市地下水污染敏感性分析研究

从"污染源排放→包气带传输→地下水污染"的系统概念出发,提出了地下水污染广义敏感性和狭义敏感性的概念,并构建了相应相对完善的评价指标;在广泛水文地质调查和污染源调查的基础上,以GIS空间分析为手段,完成了西安市地下水污染敏感性分析试验。结果显示:从纯水文地质条件出发,西安市地下水污染的狭义敏感性,以主河道、漫滩阶地、一级阶地和人工填土区最为敏感,与中心城区地下水污染的实际分布状况有较大偏离;考虑人类活动及污染源分布,广义敏感性为,西安市地下水污染的敏感性以建城区和北郊污灌区最为敏感,与地下水污染的现实分布格局相一致,但在广阔的农业区,使得敏感性等级不甚明显。进而得出,地下水污染狭义敏感性评价适合大尺度区、人类影响小或影响均一区的评价;广义敏感性评价适合小尺度区、人类影响大、影响不均一区的评价。本研究为地下水污染敏感性分析及西安市地下水污染防治提供了新的信息。     

松嫩平原西南部的生态安全研究

针对松嫩平原西南部环境严重恶化的情况,选择遥感信息和非遥感信息相结合的综合指标,应用层次分析-变权-灰色关联度复合模型(AHP-CW-GRAD)进行了生态安全动态评价,从而提高了生态安全指数的分辨率和分级的精度.评价结果表明:1989年该区各市县均处于弱安全状态(Ⅲ级),到2001年大安、乾安已转变为不安全状态(Ⅳ).研究指出,在该区只要不断加强环境保护和生态恢复,生态安全可以向好的方向逆转.     

黑龙江省耕地土壤养分贫瘠化研究

在Arcgis空间分析功能和SPSS数理统计功能支持下,利用隶属度模型、层次分析法、综合指数模型、障碍度诊断模型、叠加法等方法,分析黑龙江省耕地土壤养分贫瘠化状况与区域生态问题,诊断识别耕地土壤养分障碍因子与最佳量化表征性指标,空间表达土壤养分障碍类型区。结果表明:(1)全省70.58%耕地处于轻度及以上土壤养分贫瘠程度,从西南到东北逐渐减弱,其中重度贫瘠区主要分布在松嫩平原西部,占耕地面积的2.95%,农田生态问题是土壤沙化严重,中度贫瘠区主要分布在松嫩平原中部构造上属于断陷的中央凹陷区、三江平原西北部处于山前平原向平原的过渡带,占耕地面积的41.09%,农田生态共性问题为易积水,其中松嫩平原还存在土壤盐渍化问题,轻度贫瘠区主要分布在松嫩平原东部、东北和东南地区,少量分布在三江平原西部、西北和西南部,占耕地面积的26.54%,农田生态问题是水土流失;(2)有机质和全氮是区域土壤养分贫瘠化的主要障碍因素,累积占比达88.37%;(3)有机质是耕地土壤养分贫瘠化指数及养分因子含量最佳量化表征性指标;(4)区域47.92%的耕地存在中度及以上障碍因子,障碍类型区共计14类,以双因素MC-MN,三因素MC-MN-MP、MC-MN-MK占比最大,累积占比率为39.84%。     

白城市地下水资源合理开发利用规划

通过水文地质条件分析和地下水质量评价 ,确定出地下水的合理开采量、井群间距、开采区、污染距离以及水源地的保护带范围 ,为白城市科学开发和利用地下水资源 ,为促进城市社会经济的快速发展提供科学依据。     

松嫩平原西部水体钠吸附比研究

从水文地球化学的角度松嫩平原西部地表水和地下水的碱化特性进行了系统的探讨，并利用钠吸附比（ＳＡＲ）对该区各种水体的碱化特性进行了定量研究，湖泡水体ＳＡＲ值最高，承压水ＳＡＲ值最低。研究了溶液中离子对相互作用下各种水体的ＳＡＲ值，根据统计结果建立了二者之间的相关关系。同时考虑到农业灌溉用水中碳酸平衡对土壤盐碱化的影响，探究了松嫩平原西部河流水、湖泡水、潜水和承压水的ＳＡＲ。根据计算结果对松嫩平原西部     

松嫩平原的粮食生产潜力分析及建议

采用基于积因子位次数据赋值求权重方法改进的层次分析算法对松嫩平原各地区粮食生产潜力和主要影响因素贡献进行分析。研究结果表明:松嫩平原粮食增产潜力最大的地区是哈尔滨、绥化和长春,增产潜力最小的地区是黑河(该市所属的嫩江县、五大连池市和北安市属松嫩平原);各地区粮食生产潜力存在差异的主要原因是各地区的水土资源和气候条件的不同,两者的权重系数均为0.28,其次是科技投入,其权重系数为0.25。在松嫩平原地区,粮食生产潜力影响最大的因素是各市的黑土面积比例,其贡献系数为0.22,这是松嫩平原区别于其它地区的重要特点;其次是作物生长期的平均气温,再次是化肥的是施用量,两者的贡献权重分别为:0.13和0.10。为有效增强松嫩平原地区的农业生产能力,需要重点加强对黑土的保护和对农田水利基础设施建设,加大农业科技的投入和推广,扩大适应气候变暖的高产作物和品种的种植面积。     

松嫩平原地下水位下降与环境负效应

通过野外调查获得的大量资料,分析松嫩平原不同地貌单元、不同深度地下水水位下降状况,以及由于地下水位下降引起的环境负效应。研究发现,在过去的20年中,松嫩平原潜水水位普遍下降了2-5m,第四系承压水头下降了1-2m。地下水位下降导致湿地面积萎缩,泉水流量变小或消失,土地沙化加剧等环境负效应,部分地区由于深层承压水头下降,上层劣质潜水透过弱透水层下渗污染承压水。     

基于GIS的松嫩平原重要湿地信息系统研究

本文系统论述了松嫩平原重要湿地信息系统的重要性,系统建设的目标、原则,系统结构设计与数据库建库,以及湿地信息系统建成后的功能和意义。松嫩平原重要湿地保护区生态环境基础数据平台的建立,实现了重要湿地生态环境信息查询、更新和信息共享,为深入开展保护区重要水禽生境专题研究提供了数据基础和技术支撑,提高了濒危物种和湿地环境的监测能力和保护效率。     

农田厚不饱和层硝态氮分布特征初探

利用G eoprobe(r)钻机获取深层连续土样,研究农田厚不饱和层硝态氮分布特征,并评估农田施氮污染地下水的潜力。研究发现在渗透性中等的土壤中,硝态氮已经淋溶到15 m以下,厚不饱和层中硝态氮分布按含量高低可分为三个明显区段:根系吸收层中含量区、吸收层下高含量区和深层低含量区。其中根系吸收区下的硝态氮含量明显高于吸收区;深层的硝态氮含量虽然较低,但累积量可能超过根区的累积量。硝态氮的这些分布特点表明地下水水质已经受到了很大威胁。吸收层下硝态氮含量的起伏明显受土壤的质地影响;在较深土层中与土壤水分含量也有明显的相关性。