基于聚类分析的模糊马尔科夫链在降雨量预测中的应用

针对降雨量序列的复杂性和随机性,基于马尔科夫链原理,采用聚类分析对降雨量序列进行分类,引入隶属度对样本状态向量进行测算。建立了聚类-模糊马尔科夫降雨量预测模型,并对结果进行了改进。采用全国各地共16个站点的2011-2013年48个降雨量数据作为待测样本进行计算,结果表明:48个预测样本的平均绝对误差为12.4%,误差低于10%的年份占56.25%。精度较高,将模型用于降雨量的预测是合理的,可以为水资源合理规划利用提供依据。     

基于SPOT NDVI的阿尔金山自然保护区植被动态变化研究

气候变化对陆地生态系统,特别是高寒地区植被的影响是全球变化研究的重要方面。利用1998-2008年SPOT VGT [WTBX]NDVI[WTBZ]植被指数,分析了阿尔金山[WTBX]NDVI[WTBZ]时空变化特征及其与主要气候因子(气温、降水)的相关关系。结果表明：保护区平均[WTBX]NDVI[WTBX]年内季节变化明显,[WTBX]DN[WTBZ]变化幅度在33~53,5月开始较快上升,最高值出现在9月,其多年平均值为40,总体上呈先下降后上升的趋势。从空间分布上看,[WTBX]NDVI[WTBZ]的高值主要集中在阿雅克湖流域,特别是卡尔敦检查站附近。趋势分析表明,除河流、湖泊附近的植被有所退化外,保护区内部植被总体上有所改善,气温和降水与[WTBX]NDVI[WTBZ]线性相关显著;而保护区边缘植被有不同程度的退化,人类活动或许是植被退化的诱导因素。     

基于GPPM的黄河流域水资源可再生性评价

水资源是一种再生资源,其可再生性分为自然再生和社会再生两类。将黄河流域划分为15个区域(不含内流区),并把整个黄河流域作为一个区域,共16个区域,利用统计数据资料,采用遗传投影寻踪模型(GPPM)对黄河流域分区水资源可再生性以及流域15个主要城市水资源社会可再生性进行评价。结果表明:黄河流域各区域可再生性能力基本上为中等或以下,整个黄河流域水资源可再生性能力较弱;15个主要城市中,省会城市水资源社会可再生性水平一般,其余城市属于较弱水平,总体上,黄河流域城市水资源社会可再生性能力普遍较弱。最后提出了一些增强黄河流域省会城市水资源社会可再生性的建议和对策。     

湿地植物对土壤生态系统中氮含量变化的响应

氮是植物生长必需的生源要素之一,湿地生态系统中土壤氮转化过程直接影响着湿地植物可吸收利用的有效氮含量的多寡,对植物的生长、演替和初级生产力具有明显的制约作用;湿地植物在富氮土壤中生长能够获得较高的生产力;灰色关联分析表明湿地植物氮含量主要受土壤中铵态氮和硝态氮含量变化的制约;建坝、农耕、放牧、排水等人类干扰活动也可通过改变湿地土壤氮含量而对湿地植物的生长产生影响.     

天生桥一级水库蓄水前后库周土地覆盖变化研究

采用天生桥一级水电站水库库周1987年和2002年两景TM遥感影像,进行建库前后土地覆盖变化分析,绘制出相应的土地利用图。通过FRAGSTATS方法,对7个有代表性的景观空间结构与异质性的定量指标进行计算,研究了该区域景观生态结构与景观格局变化。研究结果表明,天生桥一级水电站的建设对周围的土地覆盖影响不大,建库前分布最广的灌丛面积从1987年的33%减少至2002年的20%,而草地由1987年的31%增至2002年的39%,成为建库后覆盖面积最广的土地利用类型。但在1987～2002年的15年间,景观空间     

黄河流域地表水资源可再生性模糊综合评价

水资源具有可再生性。从水资源自然再生和社会再生角度,选取18个指标建立黄河流域地表水资源可再生性评价指标体系,利用二层模糊综合评价法对整个黄河流域及其15个分区地表水资源可再生性进行综合评价,结果表明龙羊峡以上、湟水流域、洮河流域和渭河流域可再生性较强,北洛河流域、泾河流域可再生性最弱。     

基于模糊矩阵的衡水湖水环境质量评价及分析

运用模糊综合评价法评价了衡水湖三个主要监测站点(洼内、小库和冀县)在2000—2007年水环境质量的变化过程。研究结果表明2001—2005年衡水湖整体水环境质量没有得到明显的改善,2006年后,衡水湖洼内和冀县监测站点水环境质量有了改善,基本满足Ⅲ类用水标准。三个监测站点的主要贡献污染物也有所差异。2006年洼内监测站点水环境主要贡献污染物为氨氮,贡献率为0.621。其余年份均为高锰酸盐指数,2000—2005年及2007年贡献率为0.5左右。小库监测站点水环境的主要贡献污染物2003年,2004年,2005年,2007年均为总磷。2000年,2001年,2002年,2006年为氨氮且2000年和2006年贡献率分别达到0.58,0.838。冀县监测站点水环境主要贡献污染物2000年,2001年,2002年,2006年为氨氮,但2001年,2002年贡献率不到0.4,相较于2000年和2006年较低。2003年为总磷,贡献率为0.38。2004,2005,2007为高锰酸盐指数,贡献率分别为0.61,0.50,0.38。并在水环境质量分析的基础上剖析了衡水湖水环境污染的原因,给出衡水湖今后保护和管理的建议。     

耦合景观格局与生态系统服务的区域生态承载力评价

区域生态承载力评价是国土空间开发与规划的主要依据,其评价结果能反映人类开发与规划影响下的区域生态系统对人类的支撑与承载能力。现有的生态承载力评价方法中,以生态系统服务为主线的评估日渐成熟,但缺乏对生态系统受干扰程度及恢复能力的表征。因此,本研究以石家庄市为例,在生态承载力评价中引入景观格局与植被变化因子来体现生态系统受干扰程度,与生态系统服务构成具有3个准则、11个指标的综合指标体系。评价结果显示：基于栅格处理的石家庄市生态承载力空间分布基本呈现西部山区高,东部低的态势;其中,生态系统服务提供能力分布格局基本与综合生态承载力分布一致,而景观格局指数呈现镶嵌分布,植被变化指数表现为圈层分布,这说明不同指标对综合承载力的贡献存在差异。进一步对比区县及乡镇两级行政尺度的区域分析结果可以看出,小尺度上的指标分布异质性更高,不同级别地方政府的调控、管理方向应当更具有针对性。总体来看,石家庄市西部地区应着重将森林生态系统融入到城市的发展和建设中;东部区县需要处理好生态环境与经济发展的关系,通过生态空间的格局优化提升生态系统服务提供能力,从而提高国土空间综合承载力。     

多环芳烃(菲)添加对珠江河口农村和城市河流湿地土壤氮矿化过程的影响

为研究多环芳烃(菲)添加对珠江口河流湿地土壤氮矿化的影响,选取珠江三角洲番禺区的农村河流和城市河流湿地,采用鲜土对两种湿地土壤添加3种浓度的菲(0、15、100 mg·kg-1)进行为期42 d的室内培养实验,分析了两类湿地土壤氮矿化速率以及影响氮矿化过程的脲酶活性及氨氧化古菌(AOA)与氨氧化细菌(AOB)的比例变化。结果表明:土壤氮矿化速率变化范围为-4.885～5.877 mg·kg-1·d-1,氨化速率变化范围为-3.823～4.677 mg·kg-1·d-1,硝化速率变化范围为-4.990～5.369 mg·kg-1·d-1。所有处理中脲酶活性均呈下降趋势,下降比例在26.1%～83.4%的范围内。多环芳烃添加处理组下降比例显著小于无添加对照组(P0.05),而农村河流湿地中的高浓度处理组除外(P0.05)。农村河流湿地中,无添加和高浓度处理下培养后的AOB在氨氧化过程中的占比比培养前减少25.85%和7.31%,低浓度添加则增加36.37%。而菲添加对城市河流湿地AOA和AOB两者比例变化的影响较小。研究表明,除高浓度多环芳烃添加利于城市河流湿地土壤氮矿化外,其他添加实验均显示多环芳烃不利于土壤氮矿化。与对照组相比,多环芳烃的添加对土壤脲酶活性有促进作用(农村河流湿地高浓度处理除外)。在农村河流湿地土壤中,AOB对多环芳烃适应性比AOA更强,低浓度适应性最高,而多环芳烃对城市河流湿地土壤氨氧化微生物群落结构基本无影响。     

黄河水电开发区域土地利用与景观格局分析

在GIS和RS技术支持下,以黄河上游水电梯级开发区域为研究对象,采用景观生态学数量分析方法,在1977年、1996年、2000年和2006年遥感影像数据的基础上,分析区域30 a来土地利用和景观格局变化。结果表明:除水域和未利用土地减少外,其他土地利用类型均有所增加,其中耕地增加幅度最大;1977-1996年间土地利用变化率最高,2000-2006年间水域面积减少极为剧烈,减少的面积主要流向耕地和草地;研究区景观斑块数和破碎度均逐年增加,景观结构日趋破碎;区域景观异质性在1977-1996年间不断增加,而在1996-2006年间有所减弱。