基于模糊综合评价法的城市河流脆弱性研究

针对城市河流特点,建立了城市河流脆弱性评价体系,为城市河流的利用和保护提供参考。以浐灞河流域为研究对象,选取适当的评价指标,采用熵权赋值法确定权重,并应用模糊综合评价法计算分析了浐灞河的脆弱程度。结果表明,马渡王、常家湾以下地区脆弱程度最大,其他地区脆弱度较好。建立的城市河流脆弱性评价体系能够系统地反映城市河流的脆弱性,在水资源脆弱性的研究方面有所发展。模糊综合评价法方法简洁,能够比较客观地反映河流现有的以及潜在的脆弱性,可应用于城市河流脆弱性评价中。     

基于GIS的生态环境脆弱性模糊综合评价

运用模糊数学的基本理论,将AHP—模糊综合评价模型应用于生态环境脆弱性评价,从自然因素和人类干扰因素两方面建立了生态环境脆弱性评价指标体系,并基于空间网格单元提出了用GIS实现模糊综合评价的"分解—合成"方法。以山西省绛县为例,采用GIS技术与AHP—模糊综合评价模型相结合的生态环境脆弱性评价方法,分析了生态环境脆弱性等级和分布规律,验证了该模型和方法的正确性、可行性和可操作性。     

中国西北地区脆弱性综合评价

脆弱性是在社会发展过程中应对外界环境、经济、社会和资源等发生变化自我恢复的能力。当自我恢复能力达到某一临界值时,该地区处于健康的社会发展状态。从经济、社会和生态环境3个层面构建中国西北地区脆弱性综合评价体系,并运用熵值法确定指标权重,建立脆弱性模型计算2004—2013年西北地区脆弱性指数。研究发现:近10年来西北地区脆弱性总体上逐渐减小,各省最大下降率分别为:陕西46.83%、甘肃47.40%、青海29.84%、宁夏45.95%和新疆24.62%。演化过程段可分为2004—2008年的高脆弱性指数和2009—2013年的低脆弱性指数,且省区域脆弱性指数差距逐渐缩小。子系统演变特征分析上,各省子系统脆弱性整体呈波动性下降趋势。经济系统脆弱性可分为快速下降时期(2004—2008年)和缓慢下降时期(2009—2013年),并表现出经济主导型脆弱性向资源主导型脆弱性转变。探究西北地区社会发展与变化规律,以综合视角和科学测度方法来建立决策支持系统,促进其可持续发展。     

辽西北玉米干旱脆弱性评价模型构建与区划研究

本文基于IPCC(Intergovernmental Panel on Climate Change)报告中对气候变化背景下脆弱性的定义,从暴露程度、敏感性、自身恢复能力和环境适应能力4个方面建立了干旱灾害脆弱性评价模型。以辽西北地区的玉米干旱灾害作为研究对象,根据干旱灾害脆弱评价模型选取了气象因子、玉米生理因子以及经济社会因子等17项指标,运用熵权法、加权综合评价法计算得到了辽西北地区玉米干旱脆弱性指数。为了验证和检验模型的适用性,选取了辽西北1999年、2000年、2001年和2006年4个典型干旱年份,将玉米干旱脆弱性指数划分为5个等级,借助GIS技术绘制了玉米干旱脆弱性区划图。结果表明:辽西北玉米干旱脆弱性强的区域主要集中在西部地区的阜新、朝阳、葫芦岛一带。重度以上脆弱性区域范围比例表现为2006年>1999年>2001年>2000年的规律;其中,2006年脆弱性最强,影响面积最广,造成的损失也最严重,与实际灾情变化规律一致。分析2006年的玉米干旱脆弱性,多数区域是由玉米生长季的降水异常引起的。通过对4个典型干旱年份的玉米干旱脆弱性指数与玉米减产率进行回归分析,发现二者之间基本吻合,通过了α=0.05的显著性F检验,说明利用该模型对玉米干旱脆弱性的评价与区划是合理的,可以用来评价和预测玉米干旱脆弱性、干旱灾害风险以及因干旱造成的玉米产量损失。研究结果可为当地农业干旱灾害风险评估和预警提供依据。     

鄱阳湖生态经济区农业系统的干旱脆弱性评价

干旱是鄱阳湖生态经济区面临的主要的生态问题之一。建立旱灾预警机制,需要深入理解旱灾发生的机理,评价干旱可能造成的损失,以便为政策的制定提供科学依据。选择代表干旱暴露度、敏感性与适应能力的14个因子,通过层次分析法确定了各因子的权重,运用综合指数法生成了研究区农业生态系统的干旱脆弱性指数。应用ArcGIS9.3软件绘制了研究区的干旱脆弱性空间分布图,结果表明该区域的对干旱以中度脆弱性为主;在空间分布上具有明显的南北分异规律,北部县市农业系统的干旱脆弱性总体上比南部县市的高。结合暴露度、敏感性与适应能力的空间分布深入分析了干旱脆弱性形成的机理,在此基础上对未来该区域的干旱防治与管理提出了针对性的建议。     

河西绿洲城市干旱脆弱性评价

用熵值法和贡献度模型,对河西绿洲城市的干旱脆弱性及主要贡献因子进行分析。结果表明:张掖市、酒泉市和金昌市城市干旱脆弱性均处于中等水平,嘉峪关市干旱脆弱性水平较低,武威市干旱脆弱性水平很高;河西绿洲城市干旱脆弱性的空间分异与城市化水平基本一致,敏感性与城市化水平关系密切,应对能力受经济水平和自然因素的影响,但自然条件发挥防御干旱的应对作用更大;各市干旱脆弱性指标层的主要贡献因子不尽相同,但总体呈趋同态势,主要集中表现在社会干旱敏感性及应对干旱的技术、自然条件等因子上。最后,有针对性地提出了具体的对策与措施。     

三江平原地下水脆弱性评价的熵权系数法模型

地下水脆弱性研究是保护地下水环境工作的基础。对地下水脆弱性进行评价,可为合理地保护、开发和利用地下水资源,实现地下水资源的可持续利用提供有益参考。地下水脆弱性评价的关键是指标体系的建立。结合三江平原实际情况,在传统的DRASTIC模型基础上,建立新的指标体系,包括以下7项指标：地下水埋深、含水层的净补给、含水层的介质类型、土壤介质类型、含水层水力传导系数、土地利用率和人口密度。根据相关性分析,该评价指标体系较为合理。传统的评价方法,如层次分析法或模糊数学方法,不能排除主观确定权重的人为干扰,评价结果往往带有一定程度的主观性误差。为了合理地对地下水脆弱性进行评价,首次将熵权系数法模型应用于地下水脆弱性评价之中。该方法的权重通过计算过程得出,排除了人为的主观性干扰,为地下水脆弱性评价提供了一种新的方法。将该方法应用于三江平原的地下水脆弱性评价,得到了满意的结果。该模型的评价结果与基于实数编码加速遗传算法的投影寻踪模型的评价结果完全相同,说明熵权系数法可以应用于地下水性评价,其评价结果可为有关决策部门提供参考。     

灌区水资源综合效益的改进多级模糊优选评价

针对灌区水资源综合效益的评价问题,对于不同层次权向量的确定方法进行改进,构建了改进的多级多目标模糊优选评价模型。利用各评价指标的具体变异程度所反映信息的效用程度进行第一层熵权值的计算;对于中间层的权向量,通过熵权值与主观权重线性或均值相结合方法来确定,兼顾了决策者意愿偏好和客观数据属性,以最高层的输出进行方案整体评价。以陕西省某灌区进行实例验证,评价结果表明灌区规划年各项效益均呈递增趋势,2015年即方案三为最优方案,其综合效益比1997年、2005年分别提高了22.6%和39.6%。并与其他两种方法进行了对比,认为该方法不仅能够用于方案优选,而且对每个方案能给予优劣评价,结果合理可靠,适用于灌区水资源综合效益的评价。     

农业干旱灾害风险模糊评价体系及其应用

为评价农业干旱灾害的风险,以河北省承德市为研究对象,提出了以层次分析法和模糊评判为基础的区域农业旱灾风险评价计算方法,包括农业旱灾风险指标的识别、指标权重的确定以及旱灾风险综合评价指标的计算。基于地区气象、水文、社会经济等数据,从干旱的危险性、地区的暴露性、环境的脆弱性以及抗旱能力方面选取指标,得到承德市各县农业旱灾综合风险。结果表明,承德市上游各县的农业旱灾风险普遍高于下游各县,并且下游各县的抗旱能力普遍强于上游,各县之间旱灾的主要致灾因素差异很大。通过此方法,可为气候和社会经济条件相近区域的农业旱灾风险提供比较依据,并且能够识别出导致高旱灾风险的主要致灾因素,为有效地开展抗旱活动提供定量化依据。     

鄱阳湖区生态环境自然脆弱性综合评价

针对江西省鄱阳湖区脆弱生态环境特征,从地质基础、地形地貌、土壤类型、气候条件、植被因素和水文状况等方面综合评价了鄱阳湖区自然脆弱性,各县自然脆弱度依次为南昌县<波阳县<德安县<永修县<新建县<星子县<余干县<九江县<湖口县<进贤县<都昌县。     

农业旱灾脆弱性定量评估的可变模糊分析法

农业旱灾脆弱性反映了整个农业系统对干旱的适应、反应和应对能力,农业旱灾脆弱性的研究对一定致灾强度下的灾害预防有积极作用。该文在根据对农业旱灾脆弱性相关研究的基础上,给出衡阳市农业干旱脆弱性评估分级区间界限值,根据可变模糊集合理论,提出农业旱灾脆弱性定量评估的多指标多级别的可变模糊分析方法。定量评估分析结果表明,衡阳市农业旱灾脆弱性的级别全为III级,其强弱的排序为衡南、衡阳、常宁、衡东、衡山、耒阳、祁东,较客观地反映了衡阳市的农业干旱脆弱性等级和强弱排序。     

农业干旱遥感监测指标及其适应性评价方法研究进展

在利用遥感数据进行长时间、大范围农业干旱遥感监测过程中,如何针对不同区域、不同作物生长阶段选取最合适的监测指标,对于及时、准确地评估干旱对作物生长的影响,实现合理水资源调度和有效抗旱减灾决策都具有重要意义。该文以遥感监测农业干旱的适应性为论述主线,对常用的农业干旱遥感监测指标及其适应性评价方法,从4个方面进行了系统归纳总结:1)国内外农业干旱监测适用的遥感卫星数据源;2)监测农业干旱适用的光谱敏感波段;3)农业干旱遥感监测指标自身的适用性与局限性;4)农业干旱遥感监测指标适应性的评价方法。在此基础上,指出今后在农业干旱遥感监测指标及其区域适应性研究中,需综合考虑作物与其生长环境之间的关系;增加光谱信息,降低遥感数据获取过程中的信噪比;选择农业干旱遥感监测指标适宜的时空尺度;重点解决部分植被覆盖时,如何选择合适的监测指标;加强高光谱技术在精细农业干旱遥感监测指标反演中的研究;进一步在机理上发掘监测指标自身的敏感性和适应性等6个方面的问题及发展趋势。     

综合气象干旱指数改进及其适用性分析

为准确开展区域干旱监测,该研究对综合气象干旱指数（Comprehensive Meteorological Drought Index,CI）进行了改进,使其更适用于干旱的长期监测。研究以湖北省区域为典型研究对象,利用高精度气象格网数据以及历史灾情数据,运用游程理论、相关性分析和M-K趋势检验等方法,对几种常用干旱指数的灾害识别能力、干旱演变趋势等进行了分析和比较。结果表明：改进后的综合干旱指数（The Improved Comprehensive Drought Index,CIn）能够识别湖北省的多数历史重大旱灾;CIn与实际的旱灾受灾面积和旱灾成灾面积的相关系数分别达到0.69和0.67,均优于CI指数和SPEI指数;由CIn得到的干旱历时、干旱烈度的空间分布也与文献资料相符合。在湖北省区域内取得的干旱时空演变趋势分析中发现,CIn和SPEI6的M-K测试结果中干旱趋势发生显著变化的面积比例为40.19%和53.99%（P<0.05）,明显高于CI和SPEI1指数的26.40%和18.93%,表明CIn和SPEI6对长期的气候变化更为敏感,由此说明,在旱灾趋势分析中应选择合适的干旱监测指标。该研究可为区域气象干旱监测的指标选取提供指导和参考。     

基于神经网络的土壤肥力综合评价

基于BP神经网络算法的模糊综合评判法对深州市土壤肥力进行等级评价,结果表明,该方法比主成分分析改进的模糊综合评判法更客观、稳定,适用性强,深州市至少89.1%的耕地肥力处于中下等水平;同时利用GIS的插值技术,生成土壤肥力评价图,为深州市的土壤改良和测土培肥提供一定依据。     

综合干旱指数构建及其在不同草原类型中的应用

干旱指数是评估旱情等级、制定防旱减灾对策的重要指标。该研究从干旱发生的物理机制出发,基于CRITIC(Criteria Importance Through Inter-criteria Correlation)客观赋权法,综合考虑气象标准化降水蒸散指数(Standard Precipitation Evapotranspiration Index,SPEI)、植被供水指数(Vegetation Supply Water Index,VSWI)和日光诱导叶绿素荧光指数(Solar-induced Chlorophyll Fluorescence,SIF)在干旱发展过程中的作用机制,构建融合多源信息的综合干旱指数,探究其在不同草原类型干旱中的适用性和敏感性,进而分析干旱的时空分布及演化特征。结果表明:综合干旱指数既能敏锐捕捉气象干旱的早期开始,亦能从水文和牧业干旱角度综合反映旱情的持续过程和时间,相比单一干旱指数,具有综合表征多尺度干旱演化特征的优势;2007—2018年,内蒙古锡林郭勒草原干旱频率呈波动中下降趋势,干旱强度主要以轻中旱为主,重旱及以上干旱集中在春秋两季;空间分布上从西北向东南逐渐降低,呈现荒漠草原典型草原草甸草原,典型草原中北部旱情严重的特征。该研究对蒙古高原不同草原类型干旱事件精准监测及旱灾防御具有重要意义。     

基于三维视角的农业干旱对气象干旱的时空响应关系

气象干旱是农业干旱的驱动因素,研究农业干旱对气象干旱的响应特征对理解干旱演变机制具有重要作用,而以往研究大多忽略了干旱的时空连续特征。该研究以SPEI和aSPI分别表征气象干旱和农业干旱,基于三维干旱识别方法提取2类干旱的历时、面积、烈度、强度、中心以及迁移距离6个干旱特征,分析黑河流域1961-2014年干旱时空连续动态演变特征;提出时空尺度干旱事件匹配准则,确定存在时空联系的气象-农业干旱事件,探讨气象、农业干旱时空响应特征并建立干旱特征响应模型。结果表明:1)从三维视角可准确全面地认识干旱事件时空动态演变过程及区域干旱发展规律,研究区秋冬春连旱一般起源于中游中部,沿东南方向逐渐向上游迁移并消亡,且干旱迁移速率在上游相对较快;2)基于时空尺度的干旱事件对匹配结果能够保证时空尺度上气象、农业干旱的复杂关系更接近实际,为准确分析气象-农业干旱时空响应特征提供保障;3)研究区气象-农业干旱历时、干旱面积和干旱烈度的最优响应模型分别为二次多项式、指数函数和指数函数。该研究为准确评估干旱时空动态演变规律及干旱响应关系提供了新思路。     

基于CWSI及干旱稀遇程度的农业干旱指数构建及应用

土壤湿度降低会使作物生长受到水分胁迫,严重时发生农业干旱,对粮食安全造成不利影响,准确识别和有效监测农业干旱具有重要的现实意义。前人研究中,通常仅根据当前水分亏缺程度识别干旱事件,而不考虑其稀遇特征。该文基于蒸散发构建了综合考虑当前水分亏缺程度和干旱事件稀遇程度的农业干旱指数IEDI(integrated evapotranspirationdeficitindex),并基于该指数分析了中国东北3省2000-2014年农业干旱演变规律,探讨了气象要素对农业干旱以及农业干旱发生时段对粮食产量的影响。结果表明:1)与仅考虑水分亏缺程度的指标相比,综合考虑干旱稀遇程度的IEDI能更加有效地识别干旱年际差异,历史干旱事件、旱灾成灾面积和粮食产量验证了该指数的合理性;2)东北三省旱灾成灾面积与IEDI的相关系数均大于0.75,其中,吉林省最大,为0.88;粮食产量与IEDI的相关系数均大于0.60,其中,辽宁省最大,为0.78;3)吉林西部、辽宁西部易发生严重农业干旱,对气象干旱敏感程度高;4)当干旱发生的起始月份固定时,随干旱持续时间增加,干旱指数与产量的相关性先增强后减弱;当干旱持续时间固定时,干旱指数与产量的相关性与干旱发生的起始月份显著相关。总之,结合了干旱事件稀遇程度的指数可以有效识别农业干旱,为农业干旱监测提供了合理依据。