基于深度学习算法的京津冀地区综合干旱评估模型构建

及时准确的干旱评估对社会经济发展和农业生产具有重要的指导意义,当前的干旱评估指标通常仅考虑植被或降水等单方面影响因素,在实际干旱评估中存在一定的局限性。本研究综合考虑降水、温度、地形等多个干旱致灾因子,以主要产粮基地京津冀地区为例,基于2007-2017年地表温度（Land Surface Temperature,LST）、归一化植被指数（Normalized Difference Vegetation Index,NDVI）以及降水等多源数据,利用深度学习框架Tensorflow构建以标准化降水蒸散发指数（Standardized Precipitation Evapotranspiration Index,SPEI）为目标值的综合干旱评估模型。利用决定系数（R2）和均方根误差（RMSE）对模型进行测试;利用站点标准化降水指数（Standardized Precipitation Index,SPI）、土壤相对湿度数据以及2016年京津冀地区的气象灾害数据,从时间和空间上对模型的可靠性进行验证。结果表明：模型的训练集和测试集在不同月份上均表现较好（R2均大于0.5而RMSE均小于0.55）。模型输出的综合干旱指数（Comprehensive Drought Index,CDI）在密云站上与SPI和SPEI接近,变化趋势基本一致,并且与站点SPI和土壤相对湿度的相关系数分别大于0.7和0.4,均通过了0.01水平的显著性检验。空间上,相较于SPEI,CDI计算的2016年3-7月京津冀地区干旱事件结果与实际情况符合度更高,表明该模型适用于京津冀地区干旱评估。     

基于足迹家族的甘肃省生态文明建设评价

改进了足迹家族法并应用于甘肃省的生态文明建设评价,结果表明:1990—2013年甘肃省生态压力处于中等水平,温室气体(GHG)排放由较低升至中等,水资源压力较高;生态文明建设为中等水平。空间上,生态压力较高的有兰州、白银、嘉峪关,较低的有酒泉、陇南、庆阳、张掖、甘南,其余地区为中等水平;GHG排放较高的是金昌、嘉峪关、兰州,中等的是酒泉、白银和张掖,其余地区较低(临夏为碳汇);水资源压力较低的是甘南、临夏和陇南,中等的是张掖和酒泉,其他9市压力较高;生态文明水平较高的有甘南、临夏、陇南和张掖,较低的是白银、金昌、兰州和嘉峪关,其余地区中等。     

西安草滩渭河古河漫滩沉积与洪水变化

根据野外调查、历史文献记录和106个样品的粒度分析,对草滩渭河沉积剖面的洪水变化进行了研究。结果表明,渭河300年来洪水沉积分层明显,对洪水的发生和短期降水量变化反映清楚,分辨率高,能够作为很好地指示洪水和降水量变化的指标。CT剖面厚度约4.5 m,为古洪水沉积层,剖面随深度变化具有明显的粗细变化节律。共分为21个沉积层,指示了21次较大规模的洪水。CT剖面反映的21个阶段的洪水深度和规模由大到小的变化顺序为:第13阶段>第5阶段>第17阶段>第14阶段>第12阶段>第6阶段>第2阶段>第1阶段>第18阶段>第4阶段>第3阶段>第10阶段>第11阶段>第8阶段>第21阶段>第9阶段>第15阶段>第20阶段>第19阶段>第16阶段>第7阶段,其中第13,5,17,14,12,6,2,1阶段为特大洪水阶段,第18,4,3,10,11,8,21,9,15,20,19,16,7阶段为大洪水阶段。CT剖面粒度成分显著大于120年来的洪水沉积,反映了草滩剖面洪水发生时,水动力强,流量大,指示当时降水量应当较多。西安草滩CT剖面第1,2,5,6,12,13,14,17层沉积时,高出河床之上的洪水深度大于6.5 m,其余15个阶段的洪水深度等于或小于6.5 m。     

汉江上游郧县辽瓦店全新世古洪水研究

以汉江上游谷地郧县辽瓦店全新世古洪水滞流沉积剖面为研究对象,对其进行了洪水沉积学和水文学研究,并对其粒度组成、磁化率、烧矢量等理化性质进行了测量。结果证明,辽瓦店(LWD)剖面中夹有典型的古洪水滞流沉积物(SWD),它记录了一次特大洪水事件。利用地层学方法确定该次洪水事件发生在AD100-300之间(东汉-魏晋时代之间)。根据沉积学和水文学原理恢复了古洪水的洪峰水位在159.80m,以此计算出洪峰流量为65 420m3/s。根据2011年9月19日汉江洪水洪峰水位痕迹高程并利用相同方法反推洪水流量,所获流量数据与实测数据误差小于1%。     

陕西省气候变化及其气候生产潜力的时空变化

利用陕西省及其周边44个气象站点1955—2013年气象资料分析了该区域的平均气温、降水量的时空变化规律;利用Thornthwaite memorial模型并结合EOF、R/S分析以及相关分析对陕西省气候生产潜力时空序列进行研究,在此基础上探讨了陕西省的气候资源利用率情况。结果表明:1)59年来陕西省气温呈增加趋势,为0.19℃/10年,年降水量下降率为0.84 mm/10年;2)陕西省的气候生产潜力微弱增加,上升率为1.31kg/(10年·hm~2),区域差异性明显,东南高,中部偏西区域低;3)农业气候生产潜力主要受到降水量和气温的制约,其中降水量居于主要限制地位,气候生产潜力大约有94%受到气温和降水的共同影响的,未来气候生产潜力呈增加趋势。59年来,陕西省粮食产量与气候生产潜力的相关性不显著,但两者的波动特点相似,其气候利用率逐年代增加,研究区未来仍存在作物可能增产空间。     

陕西省生态服务价值变化初探

选取陕西省1992、1999、2003年三期土地利用的动态数据,应用Costanza等提出的生态系统服务价值系数,分析了由于土地利用类型的变化所引起的生态系统服务价值的变化。发现:从1992年到1999年间生态系统服务价值从7168.12×106美元增加到7542.47×106美元,但从1999年到2003年间生态系统服务价值迅速减少到7145.53×106美元,生态系统服务价值每年变化率为1.3%,远高于总的年变化率0.08%。     

六盘山地区国家级贫困县乡村旅游发展模式探究——以陕西麟游县为例

以六盘山地区国家级贫困县陕西麟游县为例,通过问卷调查和访谈的方式,对游客基本信息进行统计,运用模糊综合评价法对问卷定性结果进行定量化统计分析,最后基于IPA四象限图对各评价因子进行归类,得出麟游县在发展中需要优先发展及次优先发展的因子,并针对性地提出了3种适宜麟游县的乡村旅游发展模式:以历史文化为依托的乡村旅游模式、以农事体验为特色的生态农家乐旅游模式、互联网+乡村旅游模式。     

基于科学发展观的区域发展评价系统研究

区域发展评价是一项复杂的系统工程,涉及到评价指标体系构建、指标权重赋值、数据标准化处理、评价指数设计、评价等级标准制定等诸多环节.以宁夏回族自治区为例,依据科学发展观的基本要求,从全面、协调、可持续3个维度构建了区域发展评价的框架;采用频度统计法、相关分析法相结合的方式完成基本指标的筛选;采用改进的层次分析法中的9/9-9/1标度法确定指标权重;提出了"标准值法"进行数据的无量纲化,使不同地区评价结果具有可比性;设计了评价指数群对区域发展进行多视角、多层次评价.同时,对宁夏1990年以来的发展状况进行了评价.     

西北地区气候变化与风速响应特征

依据西北地区105个气象站点近51a逐年气温、降水及风速资料,利用趋势线法、Mann—Kendall突变检验法及ArcGIS空间差值法分析了该地气候变化特征及其对风速的影响。结果表明:(1)近51a来,西北地区增温趋势明显,气温经历了相对低温期—大幅上升期—上升趋势减缓期的转变;增温趋势空间差异明显。(2)该区降水呈下降趋势,呈现出由显著变化—趋于稳定—波动加快的转变;降水变化东西差异明显。(3)综合气温和降水来看,西北地区东部呈暖干化趋势,西、中部地区呈相对暖湿趋势。(4)近51a平均风速整体以每10a降低0.11m/s的速率变化,1974年之前呈增强趋势,之后减弱趋势明显,1993—2011年趋于稳定;风速变化空间上呈现出东南部、西部与中部的差异。(5)气温和风速呈极显著负相关关系。     

基于压力-状态-响应模型的宝鸡市生态安全动态评价及预测

基于压力—状态—响应(PSR)概念模型,对21个指标进行了数据标准化处理,指标权重确定和生态安全评价模型的构建。以陕西省宝鸡市为例,分析了宝鸡市1991—2009年来的生态安全问题。利用生态安全动态度模型对研究区的生态安全变化状况进行深入研究,并利用灰色系统理论中的灰色系统预测模型GM(1,1),对研究区未来10a的生态安全状况进行预测。研究结果:(1)19a间宝鸡市的生态安全值呈现逐年减小的趋势,从1991年的0.650减小为2009年的0.434,平均每年减少0.01749%。(2)以现在的生态环境的"压力—状态—响应"指数预测未来10a的生态安全值的变化情况,结果显示从2012—2021年生态安全值将持续减小,2021年生态安全值将减小至0.317。