小尺度土地利用/覆被变化驱动力研究

进入90年代以来，随着全球人口、资源与环境问题的日益突出，土地利用／土地覆被变化（LUCC）研究已成为国际上全球变化研究的前沿与热点课题。土地利用变化研究涉及多个时空尺度，目前正由全球性研究转向针对性的区域性研究，典型区域的小尺度研究是其研究的一个重要方面。以黄土丘陵区小流域上黄试区为例，对该试区22年来的土地利用变化驱动力进行了分析。结果表明人口增长因素及政策因素是该试区土地利用／覆被变化的主要的驱动力。     

黄丘区小流域暴雨径流动力特征对淤地坝配置的响应

为定量揭示淤地坝措施配置对黄丘区小流域暴雨径流形成及演进过程的影响,采用室内小流域人工模拟降雨试验,对不同淤地坝措施布设情景下（无坝、单坝、双坝）小流域不同断面径流的水动力、侵蚀动力特征进行研究。结果表明：径流量与含沙量整体均随时间推移而增大,无淤地坝布设情景下径流量增幅为114.60 cm3/s,双坝情景的径流量增幅仅有70.11 cm3/s;淤地坝对小流域暴雨径流演进过程的影响显著,淤地坝布设后径流流态由主要的紊流-缓流变为以层流-缓流为主,雷诺数Re减小幅度达到12.04%～85.85%;动力参数中径流功率ω和雷诺数Re可以被认为是能够较好描述不同淤地坝布设下侵蚀产沙的动力因子。研究结果对于揭示流域暴雨径流过程及成灾机理具有重要现实意义,可为科学评价水土保持措施调控径流过程的效应提供理论依据。     

农村生态环境指标体系的构建与评价

农村生态环境系统是复杂的系统,是一个多属性、多层次的子组织系统,它的影响因素包括自然因素、经济因素和社会因素。利用层次分析法,构建了三层农村生态环境评价指标体系,给出各指标评价的标准值,利用主成分分析法计算指标的权重,给出了各指标的计算方法;设计了一个五级分级标准,并给出相应的分级评语,用以评价农村地区的生态化程度。以新密市为例,评价各乡镇的生态化程度,利用评价结果,探讨了各乡镇提高生态化程度的方向。     

地下水位预报的相空间重构神经网络模型研究

为有效揭示水资源系统复杂的非线性结构及变化规律,结合混沌理论、相空间重构理论与神经网 络,研究了地下水水位预测模型,即通过相空间重构,把一维地下水水位时间序列拓展为多维序列,从而挖掘更为 丰富的信息;运用混沌方法构造训练样本并确定神经网络的网络结构,用神经网络拟合相空间相点演化的非线性 关系。实例计算表明,该模型具有较高的预报精度。     

基于集对分析理论的河南省粮食产量关联因子研究

河南省对中国的粮食安全有着举足轻重的作用,研究河南省粮食产量的关联因子,对于探索未来"粮食安全"有着十分重要的意义。集对分析理论通过联系度从微观角度探索因子之间的微观关联结构,将确定性分为"同一"与"对立"两个方面,将不确定性称为"差异",从同、异、反三方面分析事物及其系统,分析其性质和比例关系,对于解决确定-不确定系统问题具有独特的优势。利用集对分析理论分析农业灌溉用水量、粮食播种面积、农业机械总动力及农村用电量与粮食产量的关联性,探讨各因子对粮食产量的作用特征及其对应措施。结果表明:农业灌溉用水量对粮食产量的影响存在着很大的不确定性,说明河南省农业节水潜力较大;粮食播种面积、农业机械总动力、农村用电量对粮食产量的影响具有较大的正关联性,说明政府要加强对基本农田的保护、提高农业机械化水平、鼓励农村尽快提高电气化水平,从而实现粮食增产目标。     

偏最小二乘回归神经网络在径流预报中的应用

地表水系统中,径流受诸多因素影响。将偏最小二乘回归与神经网络耦合,建立了径流量预报模型。将自变量利用偏最小二乘回归处理,提取对因变量影响强的成分,既可以克服变量之间的相关性问题,又可以降低神经网络的输入维数;利用神经网络建模可以较好地解决非线性问题。实例表明本模型有较高的拟合和预报精度。     

禹州市小流域参与式管理的措施与效果分析

禹州市是一个水资源不丰富的地区,加强小流域管理是提高水资源综合利用效率的关键。参与式小流域管理是让老百姓在项目规划、实施、管理中充分参与,把百姓利益与流域管理紧密结合;在实现流域管理目标的同时,使百姓的意愿在规划中得到充分的体现;百姓全面的参与到项目选择、规划、实施、监测、评价、管理的全过程中来并分享项目成果和收益。保证了项目实施的效果和质量,提高了项目规划设计的科学性和合理性及项目可持续发展的能力。     

宁南山区土地利用/土地覆盖变化研究——以固原上黄试区为例

对宁南山区不同历史时期土地利用/土地覆盖变化进行研究,采用历史地理方法、农村参与式调查与评价(PRA)方法和"3S"技术,以土地利用为主线,研究结果表明:宁南山区土地利用的历史经历了从原始农耕-游牧-畜牧主导一传统农耕一现代农业的经营模式变化,驱动这些农业生产经营模式转变的原因主要表现为不同时期生产生活方式、自然资源条件、历史变革、人口变化等因素.通过对上黄试区20多年的生态经济治理发现,农业经济发展在土地利用上应以控制水土流失和生态环境治理为前提,以建设基本农田为主导措施,以发展畜牧业、果业为主体,形成由畜牧业、果业及配套后续加工业和服务业组成的各具特色的生态适宜型农业产业结构模式.     

基于耗散结构理论的黄土丘陵区耕地利用变化分析

耕地利用和保护是关系我国国民经济和社会可持续发展的全局性战略问题。针对黄土高原耕地利用和保护面临的问题,根据耗散结构理论,以黄土丘陵区耕地资源为研究对象,通过分析黄土丘陵区耕地资源利用的特点,构建了耕地系统的熵流模型,耕地利用效益、光合转化效益及生态效益是影响该区域耕地系统有序性的关键。以上黄试区为例,分析了该试区不同时期耕地系统熵流变化的规律。结果表明,从"六五"时期至"十五"时期,通过对该试区耕地系统进行综合治理,耕地系统的熵值逐步减少,其不同时期的熵变值分别为-0.6524、-0.1988、-0.3421、-0.2664和-0.2900,表明耕地系统的有序性、稳定性逐步提高。     

近50年河套灌区种植系统演化分析

以内蒙古河套灌区为研究对象,根据协同学支配原理,分别在作物种植系统资源环境、社会经济和种植结构子系统设置了序参量,利用基于协同学原理的种植系统演化特征识别模型,计算了河套灌区1960—2008年种植系统的有序度和协调度,分析了系统协调度变化规律,揭示了该系统的协同异化规律,提出了种植结构合理阈值区间。结果表明:种植系统协调度呈现波动性变化,但变化幅度不大,系统在2004年发生突变,系统异化特征明显;提出了作物种植比例合理阈值区间,粮食为(47.82%,62.66%),经济作物为(24.64%,43.49%)。