基于PSR-可拓云模型的井工煤矿区生态安全评价

[目的]综合评价山西省大同市某井工煤矿区的生态安全状况,为同类井工煤矿区生态保护提供科学依据。[方法]以该井工煤矿区2017—2021年的各项指标为依据,基于PSR模型从压力、状态以及响应3个方面构建煤矿区生态安全评价指标体系,使用合作博弈法确定组合权重系数,利用可拓云模型来分析该矿区生态安全状况。[结果]压力指标下人口自然增长率(C₂)的评价等级为Ⅲ级,表明人口出生率和死亡率分布不均衡,其他指标评价等级均为Ⅱ级;状态指标下,植被覆盖率(C₈)的评价等级为Ⅰ级,表明该煤矿区植被覆盖率高,尾矿库排洪排渗措施(C₉)的评价等级为Ⅲ级,已经达到了不安全的等级,其他指标的评价等级均为Ⅱ级;在响应指标下废弃物综合利用率(C₁₅)以及科研投入增长率(C₂₀)为Ⅱ级,环保投资增长率(C₁₉)为Ⅲ级,其他指标评价等级均为Ⅰ级。[结论] 2017—2021年该井工煤矿区生态安全响应力度明显增强,但是生态压力以及目前的状态仍然严峻,应采取针对性地保护措施,从而维护当地的生态安...     

基于综合评价的矿业废弃地整治时序确定

为确定合理的矿业废弃地整治时序,保护生态环境,迎合矿产资源型城市经济发展和产业转型的用地需求。该文以北京市门头沟区为研究区域,从生态状况、修复成本、区位条件、经济和社会因素4个层面构建了确定矿业废弃地整治时序的评价指标体系,进而构建了基于该指标体系的评价模型。兼顾行政管理的需要,将门头沟区行政村界线图、煤矿废弃地分布图进行叠加,以村作为评价单元,对各指标进行量化,确定煤矿废弃地的整治时序。研究结果表明:在北京市门头沟区,煤矿废弃地分布在45个村庄,其中,近期整治的村为16个,煤矿废弃地面积121.94 hm2;中期整治的村为19个,煤矿废弃地面积105.41 hm2;远期整治的村为10个,煤矿废弃地面积54.27 hm2,该研究结果为该区矿业废弃地整治时序的确定提供了理论支持。     

基于DPSIR-TOPSIS模型的长春市水资源脆弱性评价

[目的] 分析吉林省长春市水资源脆弱性现状及影响因素,为长春市水资源开发利用、保护及管理提供参考。[方法] 结合长春市水资源现状,基于DPSIR模型选取19项指标构建了长春市水资源脆弱性评价体系,采用熵权法计算各项指标权重,采用TOPSIS法对长春市2005—2019年水资源脆弱性状况进行评价。[结果] 长春市水资源系统仅2005年处于轻度脆弱水平,2006—2019年在区间[0.3,0.5]波动,处于中等脆弱水平;各子系统对综合评价结果的影响力为：压力(P)＞影响(I)＞驱动力(D)＞状态(S)＞响应(R)。[结论] 长春市总用水量和水资源总量是影响其水资源脆弱性的重要因素,地下水较地表水对水资源脆弱性影响更大。政府应持续加大在节能环保方面投入资金,出台相关环境保护政策,提高城市水污染治理力度。进一步优化水资源配置,推广节水灌溉技术,提高水资源利用率,缓解枯水年供水压力。     

东北黑土区水土流失胁迫下的生态安全评价指标体系的建立

在东北黑土区,水土流失是生态安全最重要的胁迫因子.从水土流失的角度出发,通过对东北黑土区水土流失成因、危害、现状以及防治等4方面因素的具体分析,引入一系列相关评价指标,结合指标选取的一些基本原则,参考压力(P)-状态(S)-响应(R)模型框架模式和专家的建议,对初选指标进一步筛选和分类,建立了东北黑土区水土流失胁迫下的生态安全评价指标体系.该指标体系分为系统压力P,系统状态S,系统响应R共3大部分;由8个一级指标,21个二级指标构成.     

基于DPSIR模型的农业土地资源持续利用评价

该研究以北京顺义区为例,分析农业土地资源所承受的压力;在DPSIR框架下设计25个指标,系统评价1991-2002年间农业土地资源"驱动力"、"压力"、"状态"、"影响"、"响应"指数的时空特征.时间变化上,顺义区农业十地利用变化的"驱动力"和"压力"逐步增强;系统的"状态"和"影响"呈小规则下降趋势:"响应"水平在2000年以前变化平稳,之后快速上升.空间分布上,"驱动力"高值区分布在城市化和工业化水平较高的区域,"压力"高值区分布在农业集约化水平较高的区域,系统的"状态"和"影响"具有空间"互补"的特点,"响应"与"驱动力"的空间分布基本一致.适度发展工业和城市,科学施肥与养殖、降低农业土地利用的环境影响,调整种养结构,建立"节地、节水"型农业,改善农业发展条件和提高农业土地经济产出是提高农地资源持续利用水平的有效措旌..     

基于DSR模型的城市土地低碳集约利用评价——以武汉市为例

城市土地低碳集约利用不仅符合低碳经济发展要求,更对城市和城市土地的可持续发展具有重要意义。为探究城市土地低碳集约利用的特点和评价方法,采用文献法、模型法和层次分析法,建立基于DSR模型的城市土地低碳集约利用评价体系,并以武汉市为实证研究区域验证其合理性。研究结果表明:2000—2010年武汉市土地低碳集约利用水平总体呈上升趋势,得益于武汉市政府采取了正确且有力的响应措施;武汉市DSR系统协调度与土地低碳集约利用水平呈现正相关关系;存在DSR系统驱动力相对不足以及响应的大幅提高制约土地低碳集约利用水平的问题,需合理改善和投入响应系统和驱动力系统的相关指标。研究结论:DSR模型能够成功运用于城市土地低碳集约利用评价,为城市土地低碳集约利用评价提供了概念模型,避免了指标归属模糊问题,并能够有效分析政策的实施效果。     

基于DPSIR模型的土地整治规划环境影响评价

[目的]对甘肃省庆阳市20个土地整治规划环境影响进行评价,为黄土高原山区的土地整治项目环评提供借鉴。[方法]基于DPSIR(驱动力—压力—状态—影响—响应)模型,建立科学合理的评价指标体系,对庆阳市20个土地整治规划项目环境影响进行评价。[结果](1)人均GDP与新增耕地量对土地整治变化具有较强的驱动作用;土壤污染情况对生态环境的压力最为突出;城市的森林覆盖率对项目区土地资源状态有重要影响;公众对环境的满意度对各类土地整治变化及其人口、资源和环境所产生影响相对突出;固体废弃物综合利用对环境影响的响应最突出。(2)研究区域环境影响的综合评价最大值和最小值分别为镇原县山岔镇周家庄土地整治项目(0.256 9)和庆城县太白梁乡庙山土地整理项目(0.130 4)。[结论]各个项目区的综合指标基本在0.150 0~0.250 0浮动,说明庆阳市20个项目区生态环境提升潜力较大。     

煤矿区井采土地复垦成本评价指标体系构建

以煤矿区井采为研究对象,建立了以自然环境条件、采矿条件、煤矿赋存条件3项为约束层,地形坡度、土地利用规划、煤层厚度等11个影响因子构成指标层的土地复垦成本评价指标体系,采用德尔菲法、层次分析法及YAAHP(V 6.0)软件确定了各项指标因子的权重。通过权重比较得出约束层的影响程度:煤矿赋存条件> 采矿条件> 自然环境条件,煤矿赋存条件中影响程度依次是:煤层厚度> 煤层倾角> 深厚比;采矿条件中各因子影响程度依次为:顶板管理方法> 采煤工艺> 采动程度;在自然环境条件下,土地利用规划> 有效土层厚度> 年降水量=土壤质地> 地形坡度。该评价指标体系的完善,为煤矿井采复垦成本修正系数的确定奠定基础。     

中国城市建设用地集约利用评价研究综述

[目的]总结分析城市建设用地集约利用评价的发展历程、技术体系和关键问题。[方法]采用文献资料法综合分析中国城市建设用地集约利用评价研究成果。[结果](1)在发展历程上,从起步阶段、探索阶段向发展阶段转变;(2)在研究内容上,总结为宏观、中观和微观尺度研究;(3)在评价指标方面,概括为IO(投入—产出),PSR(压力—状态—响应),ESE(经济—社会—生态)和SF(结构—功能)等具有代表性的指标体系;(4)在评价方法上,从数学模型法向结合RS,GIS的空间分析法转变。[结论]今后应加强对基础理论和微观尺度评价的研究,增加空间分析和动态模型相结合的评价方法,加强动态监测管理软件的开发应用。     

煤矿区生态储存估算及其对土地利用的综合响应评价

为对煤矿区生态储存估算及其对土地利用的综合响应进行评价,以山西省位于长河流域的晋煤集团11个集中连片煤矿区为例,在生态服务功能理论的基础上,通过收集研究区10a的土地利用类型以及矿区与非矿区的相关数据,分析各类土地利用类型的面积、分布和变化方向,并建立评价指标体系以估计不同时期的生态储存,进而得出煤矿区基于煤炭开采的生态储存的响应。研究结果:研究区整体的生态储存呈下降趋势,除了天安圣华,其他煤矿区的生态都出现不同程度的退化,且矿区的退化速度远高于非矿区;12个区域中(11个煤矿区和1个非煤矿区)有一半以上区域的生态储存等级为第3级,研究区11个煤矿区的生态储存能力普遍较高,生态改善的可能性较大,可为煤矿区生态保护规划以及相应的管理提供基础数据和应用借鉴。     

基于DPSIR模型的陕西省水安全评价及障碍因子诊断

水资源安全评价是水资源保护和规划的基础,为了提高区域水安全,迫切需要定量评估水安全情况并对其障碍因子进行诊断。该文基于DPSIR模型建立了水安全评价指标体系,结合单指标量化-多指标综合-多准则综合(SMI-P)的量化方法和耦合协调度模型,对陕西省水安全健康状态做出评估,并运用障碍度模型分析了影响水安全的主要因子。结果表明：2000—2018年陕西省水安全状态经历了从“较不安全”状态向“基本安全”状态发展,但驱动力和影响子系统的安全度有所下降,应加强对水资源有限性以及城市社会发展的重视。水安全子系统耦合协调度逐年提高,实现由中级协调到良好协调的转变,2018年系统耦合度高达0.815,系统间相互依赖相互作用程度较高。人均GDP、恩格尔系数、人均日生活用水量以及人均水资源量是制约陕西省水安全状态提升的主要障碍因子,可以更好地为制定和采取相关措施来提高水安全状态提供科学依据。综上,陕西省水安全状态整体趋势向好,经济与水资源情况为主要制约因素。     

中部粮食主产区土地利用变化及其驱动机制研究——以湖北省鄂州市为例

区域土地利用变化过程、格局与驱动力研究是揭示全球与区域尺度土地利用/覆盖变化规律的有效方法。基于鄂州市1991年、2004年和2009年3个时期土地利用空间数据和社会经济统计数据,采用土地利用转移矩阵、主成分分析法等模型方法,分析土地利用变化总体特征、各地类转化方向以及土地利用变化驱动因素。结果表明:（1）18 a期间,鄂州市土地利用变化显著,耕地面积减少最大,减幅达到28.39%,主要转移方向为建设用地、养殖和林地。（2）养殖水面和建设用地大量增加,增幅分别为200.62%,84.83%,主要增加来源为耕地和水体。（3）土地利用变化主要驱动因素为经济增长、人民生活水平提高和人口增加,政策和城市规划也是重要的驱动因素。     

基于土地利用驱动力的马尔科夫模型及其应用

马尔科夫模型在土地利用变化的预测中已经得到了广泛的应用,但如何通过区域社会经济指标对马尔科夫模型进行修正,提高其预测精度是一个值得研究的科学问题。本文解译1995,2001,2005,2008四个时相的TM遥感影像得到太仓土地利用结构图,构建基于土地利用驱动力分析的加权马尔科夫模型,对2013年太仓市的土地利用结构(农用地,建设用地等)进行预测。改进后的模型将1995—2001年,2001—2005两阶段转移矩阵作为加权马尔科夫模型的加权因子;再根据GDP、非农人口数量、二产比重的自相关系数确定两阶段转移矩阵的权重,建立基于土地利用驱动力分析的加权马尔科夫模型,以此对2013年土地利用结构进行预测。同时基于城市土地利用现状(2008年)分析,对比上述加权马尔科夫模型预测结果,证明加权马尔科夫模型预测精度较高。     

城市农业发展驱动力筛选和驱动机制定量分析——以潍坊市为例

我国以农业立国,农业景观是我国国土的基本面貌与存在,但这种普遍的存在,往往容易被忽视和轻慢。作为新兴的设计类型与意识形态,城市农业景观的发展必将极大地影响当下城市空间的肌理与结构。本研究利用潍坊市城市农业产值数据和社会经济资料,构建了一套能定量分析影响潍坊市城市农业产值变化的驱动力及其内在驱动机制的指标体系。在时间尺度上,从经济、社会、资源、环境等4个方面初步筛选驱动力原始指标,然后通过相关性分析、主成分分析从原始指标中筛选出15个子驱动力,再利用偏最小二乘法(PLS)分析各驱动力对潍坊市城市农业产值增加量的影响程度,建立驱动机制模型。结果表明:对潍坊市城市农业产值增加量正影响程度较大的因子为农村居民人均纯收入、农业机械总动力、有效灌溉面积、城市污水集中处理率,驱动指数分别为0.250 9、0.101 9、0.165 5、0.133 2,负影响程度较大的因子为农用塑料薄膜使用量,驱动指数为-0.214 6。该研究为城市农业发展提供了借鉴,并为相关研究提供了参考。     

Temporary conservation for urban biodiversity

Urban habitats, particularly wastelands and brownfields, maintain rich biodiversity and offer habitat for many species, even rare and endangered taxa. However, such habitats are also under socio-economic pressures due to redevelopment for housing and industrial uses. In order to maintain urban biodiversity, it is currently unknown how much open area must be preserved and whether conservation is possible without complete exclusion from economic development. In this study, we applied a simulation model based on species distribution models for plants, grasshoppers, and leafhoppers to investigate planning options for urban conservation with special focus on business areas. Altogether, we modelled the occurrence of 81 species of the urban species pool and analysed settings of different proportions of open sites, different habitat turnover times, and different lot sizes. Our simulations demonstrated that dynamic land use supports urban biodiversity in terms of species richness and rarity. Setting aside brownfields before redevelopment for a period of on average 15 years supported the highest conservation value. Consequently, we recommend integrating the concept of ‘temporary conservation’ into urban planning for industrial and business areas. This concept requires habitat to be destroyed by redeveloping brownfield sites to built-up sites, but simultaneously creating new open spaces due to abandonment of urban land uses at other locations. This maintains a spatio-temporal mosaic of different successional stages ranging from pioneer to pre-forest communities.     

基于Logistic-GTWR模型的武汉城市圈城镇用地扩展驱动力分析

该文以武汉城市圈为例,利用1995年、2000年、2005年、2010年、2015年5期土地利用数据、社会经济因子、邻域因子和自然因子,构建耦合空间异质性和时间非平稳性的Logistic-GTWR(逻辑斯蒂-时空地理加权回归)模型,挖掘武汉城市圈城镇用地扩展驱动力及其时空分异格局。结果表明:1)耦合空间异质性和时间非平稳性的Logistic-GTWR模型比全局Logistic回归模型和Logistic-GWR(逻辑斯蒂-地理加权回归)模型具有更好的拟合效果,验证了Logistic-GTWR模型在城镇用地扩展驱动力分析研究中的适用性。2)武汉城市圈城镇用地扩展的不同影响因子系数时空分异格局各不相同,人口因子高值分布区围绕武汉市先收缩后扩散并逐渐稳定,最终形成绕武汉城市圈中部沿线周边环状分布格局;地均GDP因子高值分布区先向西部转移,后逐渐趋于均衡,最终形成绕武汉、麻城和崇阳县周边集聚分布的空间格局。武汉市极化作用占据主导地位,且影响范围不断扩大。3)人口和经济是20年间武汉城市圈城镇扩展的核心驱动因子,且影响力呈逐年上升趋势;国道、高速和省道影响力整体呈略微升高态势。4)武汉城市圈中部及东部城市多为人口、经济核心驱动型城市,高程影响在武汉市发展中逐渐凸显;西部城市主要受高程限制,并以交通及经济驱动为主,东西差异显著;但西部城市1995年以来人口和经济的作用强度逐步增加。人口因子作用强度在咸宁和黄冈呈逐渐上升趋势,经济因子作用强度在武汉、孝感、仙桃、天门、潜江和黄冈逐年上升。     

1992-2015年中亚五国LUCC特征及耕地驱动力研究

中亚五国地处亚欧大陆的中心地带,是"一带一路"重要的沿线节点之一。借助GIS空间统计分析方法,以欧洲太空局气候变化项目全球土地覆盖数据为基础,利用土地利用程度、动态度和转移矩阵对中亚五国1992—2015年土地利用/覆盖变化(LUCC)特征进行分析,并运用地理探测器对耕地驱动力进行深入研究。结果表明:1)1992—2015年,中亚五国的土地利用格局总体上表现为耕地和城镇用地持续增加,林地、草地和水域呈减少的趋势。耕地的增加主要来自林地(7.88万km~2)和草地(5.27万km~2)的转入,城镇用地的增加主要来自耕地(0.50万km~2)的转入,耕地是仅次于城镇用地增速较快、变化最为显著的土地利用类型;城镇用地在各国均呈现增加的趋势,耕地除乌兹别克斯坦之外,在其他4国均呈现增加的趋势。2)1992—2015年中亚五国土地利用程度总体呈缓慢上升趋势(土地利用程度综合指数从1992年的193.34增加到2015年的197.41),即土地利用处于发展阶段;土地利用程度为耕地林地草地未利用地水域城镇用地。3)地理探测器对耕地变化驱动因素的分析结果表明,自然因素中年平均降水量对耕地变化的作用较为显著,但在短时间内社会和农业因素发挥决定性的作用;因子探测表明人口总数(0.882)和农村人口(0.881)对耕地扩张的影响力最大,其次为粮食单产(0.746);交互探测表明各因子交互作用均为互相增强,其中,农村人口与粮食单产的叠加作用对耕地扩张的解释力度最大(0.972),影响耕地扩张的主要因素可归纳为人口增长和粮食单产提高。本研究可为中亚五国土地利用格局演变、区域土地利用规划和土地资源可持续利用提供决策支持。     

基于复合滑移理论的轮胎抓地状态建模与验证

为了精确地估计轮胎抓地状态,该文针对影响汽车行驶稳定性和安全性的轮胎和地面之间的相互作用模型进行了深入研究。采用轮胎刷子模型,同时考虑纵向滑移和侧向滑移情况,提出了改进的复合滑移轮胎刷子模型。利用抓地力和最大滚动摩擦系数确定轮胎抓地状态。通过定义复合滑移系数建立了一个关于抓地状态的一元三次方程式,讨论模型中参数对抓地状态的影响,为了提高模型适应性,同时考虑了速度与最大滚动摩擦系数的变化关系。选用225/60R18轮胎的某车型进行3次重复双移线试验,结果显示:在转向时间段内(1.8~2,3.2~3.4,4.4~4.6 s)抓地状态分别为0.54、0.79和0.39,与估计值极限误差分别为4%、5.4%和5.2%,而在直线行驶时测量值与估计值误差小于2%,说明此解析模型可为预测轮胎滑移状态提供一种新的方法。该文对汽车操纵稳定性的研究具有一定的指导意义。