松花江流域湿地生态系统健康评价

为了解松花江流域湿地生态系统健康状况,基于"压力—状态—响应"模型,选取流域2008年年降水量、湿润指数、人口密度、单位面积GDP值、距离道路远近、区域归一化植被指数(NDVImax)、区域净初级生产力(NPP)、土壤侵蚀强度、土地利用、国家级自然保护区分布10项指标构建流域湿地生态系统健康评价指标体系,采用加权求和法计算湿地生态系统健康指数,并分析其健康状况。结果表明,从面积大小讲,松花江流域62.62%的湿地生态系统处于健康水平,37.38%的湿地生态系统处于疾病水平;从空间分布特征讲,健康湿地分布广泛,疾病湿地主要分布在工农业生产相对发达、人口较为集中、湿润水平较低、植被覆盖较差的平原区域;从行政区湿地平均健康水平方面讲,流域内66.67%的行政区湿地平均健康程度为较健康,16.67%的行政区湿地平均健康水平分别为疾病及健康。建议针对湿地健康状况开展湿地生态保护与恢复措施。     

乌鲁木齐城市生态系统健康模糊综合评价

城市生态系统健康是城市生态系统的综合特征,是城市可持续发展的重要保障。根据城市生态系统的特点和城市生态系统健康的内涵,从自然环境、人工环境、社会状况、经济水平、人群健康、生物群落健康和区域发展可持续性7个方面选取45个指标构建了城市生态系统健康指标体系框架;采用熵值法确定其权重,以模糊数学理论建立隶属度矩阵,并建立评价模型,对乌鲁木齐城市生态系统健康进行模糊综合评价。结果表明:(1)1995-2004年,乌鲁木齐城市生态系统健康综合指数为{0.421,0.475,0.359,0.312,0.375,0.406,0.415,0.377,0.447,0.457};(2)1998年以来健康状态有一定程度的改善,但和2010年城市规划目标(0.681)相比,还有很大的差距;(3)区域发展可持续性健康指数有所下降,自然环境健康状况并未得到明显改善,生态环境建设形势严峻;(4)城市生态系统各要素发展不平衡,健康质量较低;(5)实证分析的结果表明评价模型具有很强的科学性和实用性。     

基于模糊数学模型的城市生态系统健康动态变化评价

城市生态系统健康与否关系到城市的可持续发展,开展城市生态系统健康评价研究可为制订城市规划、生态和环境保护规划提供科学的依据。以重庆市为例,选取城市生态系统活力、组织结构、恢复力、服务功能和动态变化5个方面,作为城市生态系统健康评价的指标体系。基于主成分分析法确定指标的权重,运用模糊数学评价方法对重庆市2004—2011年的生态系统健康状况进行评价分析,另外,为了反映重庆市生态系统健康的优劣程度,选取上海、青岛和成都2011年的生态系统健康状况与重庆作横向对比评价。结果表明:重庆市2004—2011年生态系统健康状况呈逐年良性发展态势;在2011年城市生态系统健康状况对比评价中,上海最优,成都其次,重庆第三,青岛相对最差。最后,提出了改善城市生态系统健康水平的建议。     

根系吸水的最小能量模型的实验验证与评价

三峡水库是我国特大型水利枢纽工程.三峡工程建成后,随水库运行将在厍区两岸形成垂直落差30 m的消落带,面积达300 km2.结合三峡库区消落带的气候、坡度、水深、地貌等区域基本特征,以遥感数据为基础,以GIS技术为手段,对三峡库区消落带土地资源进行分析研究,划分出消落带土地资源的6种类型,即硬岩型消落带、软岩型消落带、松软堆积型消落带、库尾松软堆积型消落带、湖盆松软堆积型消落带、岛屿松软堆积型消落带,并给出了不同类型消落带的可持续土地资源利用模式.     

3S支持下的陇中黄土高原生态系统健康评价--以甘肃省榆中县为例

利用遥感影像、DEM和调查数据,在野外调查的基础上,利用3S技术,生成各参评因子的专题栅格图层.运用层次分析法,从影响生态系统健康的自然和人文因子的角度出发,选择活力、组织结构、负荷能力、恢复力、生态系统功能维持、外部投入及人群健康状况作为研究区生态系统健康评价的7个要素,构建生态系统健康评价指标体系.健康等级划分为:很健康、健康、中度健康、一般病态和疾病5级.研究结果表明,该县生态系统健康状况处于中等偏下水平,一般病态面积占到45%～50%,而且从1991年-2002年-2006年病态面积逐年增加,健康面积逐步缩小,反映出榆中县2006年生态系统健康状况较2002年和1991年有所下降.     

三峡水库消落带不同水位高程土壤汞风险评价

以三峡水库消落带为研究区域,采集重庆涪陵、万州等9个区县不同水位高程共81个样点的土壤,分析其总汞含量与分布特征,并采用美国环保署推荐的健康风险评价模型,对不同水位高程土壤中汞进行健康风险评价。结果表明:三峡库区消落带土壤汞含量为(40.5±5.0)~(113.7±46.3)μg/kg,平均值为(68.5±22.7)μg/kg。不同水位高程土壤汞的平均含量为155~165m高程(79.4±18.4)μg/kg145~155m高程(66.9±14.6)μg/kg165~175m高程(59.2±13.3)μg/kg。单因子污染指数评价结果显示,不同水位高程土壤汞均未超过土壤环境质量标准的一级标准,但有80.2%的采样点土壤汞含量超过三峡库区土壤背景值。健康风险评价结果表明,儿童比成人更易受到土壤汞含量的影响。成人和儿童在不同水位高程所受的土壤汞年风险系数均小于美国环保署推荐的最大可接受风险水平,不会对人体健康产生非致癌风险。     

不同管理措施下高寒退化草地恢复效果评估

为了科学评估不同管理措施下退化高寒草地生态治理的综合成效,该研究采用VOR及CVOR生态系统健康评价模型,对甘肃省玛曲退化高寒草甸实施2a的围封、划破、施肥、补播和综合措施等五种不同生态恢复措施,以及自由放牧下的草地生态系统健康状况进行了评估。根据两种模型测算结果,用VOR指数评价综合生态恢复措施的效果大致为:综合措施、施肥划破、补播、围封放牧,用CVOR指数评价综合生态恢复措施的效果:综合措施划破施肥、补播、围封放牧。综合措施在2种评价体系下均显著优于各单一处理措施,实施2a后其CVOR数值处于健康范围,高达0.917,且放牧导致高寒草甸生态系统健康趋于警戒水平,健康指数值为0.572。结果表明,VOR及CVOR指数模型应用于生态恢复管理措施的效果评价,可反映出不同措施实施后的具体量化效果,可进行更广泛适用。在退化严重亟需生态恢复的草地,可通过综合生态恢复措施的实施,以达到全面迅速恢复草地生态系统健康的目的。此外,需具体考量每种措施的经济学和生态学双重效益,利用更全面的CVOR指数模型评价草地健康状况,因地制宜地制定和实施管理措施。     

基于熵值法和灰色预测模型的土地生态系统健康评价

在界定土地生态系统健康内涵的基础上,构建了基于"压力-状态-响应"(PSR)模型的评价指标体系,采用熵值法和灰色预测模型,对四川省土地生态系统健康状况进行了评价。研究结果表明:(1) 1999-2010年四川省土地生态系统健康水平总体不断提高,综合指数从0.481 3增加到0.637 2,健康等级经历了"临界状态-亚健康"的演变过程;(2) 压力指数和状态指数总体上呈现下降趋势,响应指数总体上呈现上升趋势;(3) 人均耕地面积、土地垦殖率、水土流失程度、单位耕地化肥负荷、单位耕地农药负荷等是土地生态系统健康等级提升的关键制约因素;(4) 2011-2015年四川省土地生态系统健康水平呈现稳步上升趋势,年均增长率为2.86%。     

三峡库区消落带不同高程桑树林地土壤抗蚀性及影响因素

消落带是典型的生态脆弱区,研究消落带土壤抗侵蚀特点对三峡库区水土流失防治具有重要意义。为了研究三峡库区消落带桑树林地土壤抗蚀性在不同高程处的差异,本文以典型消落带桑树林地为研究对象,采用土壤理化性质研究法对不同高程桑树林地土壤抗蚀性特征及其影响因素进行了分析。结果表明:1)不同高程桑树林地0~20 cm土层土壤抗蚀性指数具有较大差异,表现为180 m(38.22%)170 m(23.09%)165 m(18.4%)175 m(10.5%),且未淹没区(高程为180 m)大于淹没区(高程≤175 m);对于同一高程,表层(0~10 cm)土壤抗蚀性优于底层(10~20 cm)。2)土壤15个抗蚀性指标优化为F1、F2、F3 3个主成分,其土壤抗蚀性综合评价模型为F=0.655F1+0.236F2+0.109F3,评价结果表明不同高程桑树林地土壤抗蚀性大小为180 m170 m165 m175 m。3)相关性分析表明土壤抗蚀性指数与土壤黏粒(0.001 mm)、0.25 mm水稳性团粒含量呈极显著正相关(P0.01),相关性系数分别为0.878和0.732;与土壤有机质含量呈显著正相关(P0.05),相关性系数为0.689;与砂粒和粉粒含量相关性不显著。说明黏粒、0.25 mm水稳性团粒和有机质是影响三峡库区消落带土壤抗蚀性的重要因子。研究结果可为三峡库区消落带不同区域土壤流失进行针对性防治提供重要科学依据。     

三峡库区消落带典型植物光合固碳能力及影响因素

为了探究三峡库区消落带湿地生态系统植被的光合固碳特性及其碳汇潜力,选取15种典型植物,测定并定量化分析了植物的光合固碳能力,并对其与主要环境生理影响因子、叶片氮磷生态学计量特征的相关性进行了分析。结果表明:(1) 15种典型植物净光合速率基本上均与光合有效辐射、蒸腾速率及气孔导度等呈显著或极显著的正相关,与胞间CO_2浓度呈显著或极显著的负相关;(2)不同生活型植物的全氮与同尺度区域的植物叶片氮素含量相当,磷含量要高于其他同尺度区域,而不同生活型植物的日平均光合速率与叶片全氮、全磷及氮磷比之间相关性不显著;(3)不同类型植物日光合净同化量、单位叶面积固碳量及单位土地面积固碳量均不相同,乔木中的竹柳,灌木中的牡荆、地桃花,草本中的芦苇、辣蓼的固碳能力较强。综合分析,在三峡库区消落带生态修复工程中应着重选择竹柳、地桃花、芦苇、辣蓼等高效固碳植物并进行合理配植,构建多层复合配置的林灌草的模式,从而改善库区消落带生态问题。     

三峡库区消落区表层土壤重金属污染评价及源解析

三峡库区是我国重要的水源地, 研究库区水陆交错带消落区内土壤重金属污染程度并解析其来源,对水库的水环境和土壤环境具有重要意义。本研究采用地质累积指数, 对三峡库区消落区175 m 水位蓄水前12 个采样区表层68 个土样的土壤重金属Cu、Pb、Zn、Cd、Hg、As 和Cr 污染进行评价, 结果表明: 整个研究区不受Cr 污染, 研究区70%以上面积不受Pb、Cu 和Zn 污染; 研究区As 污染最严重, 其次为Cd 和Hg。利用因子分析法对这7 种重金属来源进行解析的结果表明, 库区消落区土壤重金属源可分为2 大类别:“自然因子”类别元素(Cr、Pb、Cu 和Zn)和“工业污染因子”类别元素(Hg、As 和Cd)。消落区表层土壤重金属污染评价及源解析可为消落区生态环境的综合治理提供参考。     

基于碳收支的三峡库区生态补偿分区及测度研究

[目的]揭示三峡库区碳收支的动态变化规律,划定碳收支的生态补偿分区,丰富生态补偿量化测度依据,完善生态补偿标准,进而为三峡库区相关部门制定生态补偿政策提供理论参考。[方法]以三峡库区26个区县为研究尺度,运用标准显性比较优势指数法、K-means聚类分析法和空间叠加分析等方法,基于三峡库区碳收支核算差异和库区地理位置,划分生态支付区和受偿区,测算了三峡库区生态补偿额度。[结果](1) 2010—2017年三峡库区碳收支量总体结果均为正值,呈现先下降后上升的“√”型波动上升趋势。(2)将三峡库区生态补偿分区重构为8种类型,分为4个一般受偿区、11个重点受偿区、10个一般支付区和1个重点支付区。(3) 2010年、2012年、2014年和2017年三峡库区生态补偿总额度为20.26亿元、16.74亿元、21.17亿元和25.20亿元,总体呈现上涨的趋势,其中生态补偿以区内补偿为主,区内补偿占比为80%以上。[结论] 2010—2017年三峡库区碳收支量均为正值且呈现上涨趋势,研究以碳收支为依据,结合全方位多角度因素构建生态补偿体系,实现生态补偿分区,为库区各区县的横向生态补偿提供量化依据,...     

三峡库区土壤侵蚀空间分布特征

结合三峡库区的区位特征和数据获取条件,对RUSLE模型的因子算法进行相应修正,最后基于GIS评估库区土壤侵蚀风险及其空间分布特征。结果表明:1)库区年均土壤侵蚀量为1亿8 359.43万t/a,平均土壤侵蚀模数为31.85 t/(hm2.a),水土流失面积占库区土地总面积的66.97%;2)库区土壤侵蚀强度与高程梯度间无直接线性关系,中度以上侵蚀主要分布在500～1 500 m高程带上,其中极强烈、剧烈侵蚀在500～1 000 m间出现频率最高,这应该与该区域强烈的人类活动有关;3)库区土壤侵蚀强度与坡度呈显著正相关,中度以上侵蚀在15°以上坡度带的发生频率急剧增加,其53.74%的面积比例贡献了89.06%土壤侵蚀量;4)库区土壤侵蚀强度在不同坡向上表现为半阴坡>正阴坡>半阳坡>正阳坡,阴坡的侵蚀量稍大于阳坡,占库区总侵蚀量的56.63%。说明500～1 500 m高程带、>15°坡度带以及阴坡是库区发生土壤侵蚀的主要区域,也是水土流失防治及治理的重点区域。     

基于BP神经网络的三峡库区重庆段水资源安全评价

三峡库区水资源安全关系到库区的生态安全,对库区水资源安全利用进行评价,找出问题较为严重的区域,明确其限制因子,从而为库区水资源可持续发展和水资源安全提供科学的决策依据。结合2000—2014年三峡库区水资源安全数据,选取BP神经网络构建水资源安全利用评价模型,结合ARIMA模型进行指标预测,分析了三峡库区重庆段水资源安全利用的时空差异。研究表明:(1)三峡库区重庆段2014年水资源安全利用总体分布在较不安全到较安全之间,渝中区和大渡口区为较不安全等级,沙坪坝区等7个区县为基本安全,其他区县为较安全等级;在子系统的评价中,主城区的社会安全与供需安全等级均为最低,为极不安全和较不安全等级。(2)2000—2014年水资源安全利用等级主要受生态安全因子制约,供需安全因子次之;2015—2020年水资源安全利用等级主要受供需安全因子限制,生态安全因子次之。2000—2020年水资源安全利用等级总体呈上升趋势。     

三峡水库坝区生态屏障区近25年土地利用变化评价

通过研究三峡水库坝区生态屏障区近25年来的土地利用变化,揭示其时空变化规律及驱动机制,为坝区生态屏障区土地资源的合理开发利用及生态系统管理提供科学依据。运用RS和GIS技术对1993年、2006年和2018年3期Landsat遥感影像进行处理,得到土地利用类型分布图;综合运用土地利用变化量、变化幅度和转移矩阵等定量指标,对三峡水库坝区生态屏障区1993—2018年间的土地利用变化进行分析。结果表明:1993年以来,三峡水库坝区生态屏障区土地利用结构变化明显,表现为林地、园地和水域的增加,耕地的大幅减少,其中水域面积增加幅度高达183.0%,而耕地面积减少幅度达68.9%;土地利用转移特征结果显示,水域、园地的增加都主要由耕地、林地转化而来,林地、建筑用地的增加主要由耕地转化而来,而未利用地向各方面用地类型转化;三峡水库坝区生态屏障区1993—2006年水域变化程度远大于2006—2018年,其他类型变化幅度相近。总体而言,三峡工程的建设、城镇化发展、农林产业结构调整和生态保护是三峡水库坝区生态屏障区土地利用变化的主要原因。     

基于山-谷-水耦合界面的三峡水库地表覆被转换轨迹分析

利用三峡库区多时相LUCC遥感解译数据、水系和DEM数据,考虑淹没时间的连续性和地表覆被的自然特性,构建地表覆被分类体系,对比识别水库不同运行阶段地表覆被转换的宏观时空格局,旨在找出不同覆被转换轨迹的山-谷-水界面分布与地形梯度特征。结果表明:水库不同运行阶段,1库区地表覆被间发生了不同程度的多样化转换,但总体格局不变,均以透水性的季节性绿色覆被和常绿性绿色覆被为主,占整个库区的96%以上;2库区地表覆被间的转换方向和规模呈阶段性差异,但主要地表覆被转换方式在3个运行阶段基本一致,表现为季节性与常绿性绿色覆被间互转、灰色覆被吞噬季节性绿色覆被不断扩张、水位上升淹没绿色覆被和蓝色覆被,只是其空间分布与延展呈现较大阶段性差异;3库区局部山-谷-水界面地表覆被间的转换呈显著差异,前两阶段(1997—2003年和2003—2006年)以山-山界面地表覆被转换为主,后一阶段(2006—2009年)主要是山-谷界面地表覆被间的转换,且同类地表覆被在山-谷-水界面上的转换流向也发生阶段性变化;4库区主要地表覆被转换方式的分布符合自然和人类活动的规律,在海拔和坡度2个地形梯度上具有显著差异性,但坡向仅对淹没区转换有显著影响。研究结果可为库区土地利用规划与生态环境保护提供参考。     

三峡库区生态系统服务对农户生计贡献率测算及影响分析

为了实现农户生计可持续发展,量化生态系统服务对农户生计贡献率,以三峡库区为例,采用当量因子法评估该区域生态系统服务价值;把脆弱性生计资本纳入农户生计资本考察范围,从人力、自然、物质、金融、社会、脆弱性6个方面构建三峡库区农户生计评价体系,测算农户生计资本总量。对二者关系进行多项式线性拟合,剖析了生态系统服务价值的变化对农户生计的影响及农户生计资本量的变化对生态系统服务的影响,再对比分析国内外有关生态系统服务对农户生计影响结果研究。结果表明：(1)三峡库区2019年生态系统服务总价值为2 093.65亿元,其中调节服务提供的经济价值最高,文化服务价值最低,且各区县中巴东县生态系统服务价值最高;(2)三峡库区农户生计资本总量为13.117,其中农户金融资本量最多,自然资本量最少,且江津区的农户生计资本总量最多;(3)三峡库区农户资本与生态系统服务具有显著相关性,随着生态系统提供的经济价值越高,农户人力资本、自然资本和金融资本呈现先上升再下降的变化趋势,农户社会资本具有先下降后上升的变化趋势。不断引领农户关注和参与库区生态建设,实行农业生态循环发展,有助于提高三峡库区生态系统服务对农户生计贡...     

干密度初始含水率坡度对紫色土崩解特性的影响

为研究干密度、初始含水率和坡度对紫色土崩解特征的影响,通过采用自制仪器对27种不同干密度、不同初始含水率和不同坡度的紫色土进行崩解试验,为三峡库区消落带静水侵蚀导致的水土流失现象提供理论依据,分别得到试样的崩解速率与干密度、初始含水率和坡度的曲线关系.结果表明:在相同初始含水率和坡度下,随着干密度的增加,崩解速率随着浸泡时间增加呈现先增加后减小;在相同干密度和坡度下,随着初始含水率的增加,崩解速率是随着浸泡时间的增加呈现先增加后减小;相同含水率且干密度一定下,随着坡度的增加,崩解速率随着浸泡时间的增加呈现先增加而后减小.研究发现试样崩解均是从底部开始崩解,且崩解区域随浸泡时间的增长由底部逐渐延伸到顶部.     

三峡水库消落区生态环境保护与利用对策研究

三峡水库投入使用后，在库区两岸形成周期性变化的水陆交错地带即消落区。通过调查消落区的类型、分布、面积等基本情况，从消落区水、土相互作用角度，分析了消落区在水、土交互作用下对水、陆生态系统的影响，提出了利用生物缓冲带等技术来建立消落区生态保护的措施。     

金沙江干热河谷水电站库区消落带生态修复对策研究

通过对水库运行后消落带的特点进行分析,预测了金沙江干热河谷水电站水库建成后,由于水库水位的涨落形成的消落带,可能会带来环境污染、土壤侵蚀和水土流失、生态系统被破坏、诱发地质灾害等生态环境问题。通过实地调查、现场试验和对三峡等消落带的分析研究,确立了电站水库蓄水后消落带应该具备的立地类型和消落带区域在水库建设过程中应相配套的工程措施;以及在水库蓄水后水面以下0～5m应种植杨柳等高大乔木;5～15m应种植根系发达的草本,如香根草等;15～30m应以苏丹草、稗草、小米草等饲草为主。