信江流域生态健康预测分析

将压力-状态-响应(pressure-state-response,PSR)模型、网络层次分析法(analytic network process,ANP)和元胞自动机—马尔科夫模型(cellular automaton-Markov,CA-Markov)模型3种方法进行耦合,建立流域生态健康预测模型。基于1990、2000、2010和2020年的资料,选用物元分析法、TOPSIS法以及模糊综合评价法对信江流域生态健康进行分析。结果显示:1990—2000年,信江流域生态健康状态为I等,处于"很健康"水平;2001—2010年,信江流域的生态健康状况持续恶化,达到V等,处于"病态"水平;但预测结果显示在21世纪20年代,信江流域健康得到改善并上升至Ⅲ等,达到"亚健康"水平,虽有所好转,但是仍需重视健康管理和维护。     

基于分形理论的滦河流域生态系统健康评价

为了解滦河流域生态系统健康状况,预测生态系统演变趋势,基于PSR模型构建滦河流域生态系统健康评价指标体系,并运用分形理论计算盒维数,将其作为反映生态系统演变的序参量。在此基础上对滦河流域1985年、1995年、2005年、2015年生态系统的健康状况进行了评价,并从生态系统演变的角度对2025年、2035年的健康状况进行了分析预测。结果表明:20世纪80年代至21世纪初,不合理的人类活动导致滦河流域生态系统健康状况不断恶化,随后生态修复等措施的实施,使流域生态系统健康状况得到了一定程度的好转。     

投影寻踪法在滦河流域生态系统健康评价中的应用

针对滦河流域日益突出的生态系统健康问题,基于压力-状态-响应(PSR)模型,构建了滦河流域生态系统健康评价指标体系。采用投影寻踪法将高维数据指标转化到低维子空间,利用基于实数编码加速遗传算法优化求得最佳投影方向。通过建立投影寻踪等级评价模型,对2012年滦河流域4个市进行生态系统健康评价。结果表明,承德、秦皇岛、唐山和锡林郭勒对应的等级值分别为4.58、3.77、2.83和2.69,分别处于很健康、健康、亚健康和亚健康状态。同时,结合评价指标体系,对4个市生态系统存在的问题进行分析。     

基于模糊物元法的黑龙江干流区生态健康评价

针对受堤防建设影响的黑龙江干流地区,基于压力-状态-响应(PSR)模型构建了流域生态健康评价体系;利用层次分析法和模糊物元理论建立了流域生态健康模糊物元评价模型,并应用到黑龙江干流行政区的生态健康评价中。结果表明,漠河县、黑河市区、同江市区和抚远县干扰前的生态健康评价值为0.679 3,0.728 3,0.731 4,0.755 8,干扰后为0.602 3,0.580 5,0.611 7,0.722 6;漠河县生态健康等级保持"亚健康",黑河市区和同江市区的生态健康等级降为"亚健康",抚远县生态健康等级保持"健康"。同时,4个评价单元对应的生态受损程度分别为11.34%,20.29%,16.37%和4.39%。此外,根据评价指标体系综合分析了4个县市存在的生态健康问题,提出了4县市生态环境保护应采取的措施。     

滦河流域水生态承载力评估研究

滦河流域是我国重要生态保障地区,亟需开展水生态承载力评估,识别承载力限制因素,以指导流域生态文明建设。针对滦河流域水资源矛盾突出、水生态系统服务功能退化等问题,采用WaREES框架从"水资源-水环境-水生态-水安全"4个维度构建承载力评估和指标贡献量化方法,对滦河流域进行水生态承载力评估研究。结果表明:滦河流域水生态承载力指数(HECCI)介于43. 8～53. 8之间,总体呈临界超载状态;水环境呈安全承载状态(均分为61. 3),水安全和水生态均为临界超载状态,而水资源呈超载状态(均分为22. 9);水资源禀赋弱和开发强度大是限制流域承载力的关键短板,水资源禀赋和水资源利用指数对流域HECCI的贡献率分别为6. 4%和5. 5%;水生生境质量、生物完整性和水文调节功能是水生态和水安全临界承载的主要控制因素。提出的水生态承载力评估技术方法具有科学性和实用性,对流域/区域水生态环境管理具有参考价值。     

滦河流域河流岸边带健康状况快速评价

以滦河流域为例,在流域生态分区的基础上,充分考虑岸边带功能的发挥,以岸边带内的植被覆盖、生物多样性和堤防形式三方面因素开展不同生态区域的河流岸边带快速健康评价。研究结果显示了不同生态区域内河流岸边带的健康状况。河流岸边带健康状况评价能够在较大尺度范围内快速、准确地反映岸边带的生态状态,针对区域特性提出相应的保护与修复措施。总之,本研究可为全面了解滦河流域河流岸边带现状以及今后的保护与修复提供参考,同时为其他流域的规划和管理提供参考。     

浅谈流域生态环境健康评价

对流域进行健康评价,将为流域的规划、管理和保护以及流域综合治理提供决策依据.对国外一些流域进行生态环境健康评价的理论和实践进行了研究.总结了以流域水质评价为核心内容的评价体系、以流域土地利用方式为核心内容的评价体系、压力-状态-响应评价体系、自然条件限制因子-流域生态健康指示因子-人类活动影响因子评价体系、生物因素-非生物因素评价体系和开发与保护并重的流域健康评价体系等6种主要评价体系.     

基于景观格局的区域生态系统健康评价——以滦河流域行政区为例

区域尺度的生态系统健康评价是生态系统健康评价研究的一个重要发展方向,而景观格局对于区域生态系统健康具有重要意义。根据Rapport提出的活力-组织结构-恢复力(VOR)理论,结合景观生态学理论,构建了区域生态系统健康评价指标体系,以滦河流域的4个市为例,采用综合参数评价模型评价了2008年各市的生态系统健康状况。评价结果表明:承德市生态系统属于一级很健康,秦皇岛属于二级健康,唐山市属于三级亚健康,锡林郭勒属于四级不健康。锡林郭勒生态系统不健康的主要原因是生态系统结构单一,而唐山市是由于过度城市化与沿海工业发展。     

基于突变理论的城市河流生态健康评价研究

为了合理、客观评价城市河流生态健康状态,选取河流水资源、水质、水系结构、水生态以及水系利用与管理五方面20个指标,建立了郑州市河流生态健康评价指标体系,采用突变理论标准量化底层评价指标,再根据相应的归一化公式推求突变级数值,从而确定城市河流生态健康状态。结果表明:2012年郑州市河流生态健康状况处于亚健康且趋于健康状态,其中水资源处于健康且趋于亚健康状态,水质处于亚健康且趋于病态,水系结构处于健康且趋于很健康状态,水生态处于健康且趋于亚健康状态,水系利用与管理处于亚健康状态。与传统评价方法相比,突变理论可削弱确定指标权重所带来的主观性,可以对城市河流生态健康状况做出科学合理的评价。     

基于熵权多元联系数的大沽河流域地表水环境健康评价

为合理开发利用和保护大沽河流域水资源,构建了流域地表水环境健康评价指标体系和分级标准。基于集对分析理论,考虑各评价指标等级标准边界的不确定性,建立了熵权多元联系数耦合计算模型。将该方法应用于大沽河流域,得到流域地表水环境健康评价指标联系数计算结果。结果表明:2015年大沽河流域Ⅰ区(莱西市)、Ⅱ区(平度市)、Ⅲ区(胶州市、黄岛区)、Ⅳ区(即墨市、城阳区)以及Ⅵ区(莱阳市、招远市、莱州市)的地表水环境处于"健康"状态,Ⅴ区(高密市)以及整个流域处于"亚健康"状态。青岛市大沽河综合治理工程的实施使得流域地表水环境得到较大地提高,为进一步提高整个流域的地表水环境健康水平,应针对流域开展水环境治理工作。     

基于可达最佳状态标准的叶尔羌河健康评价

为了有效保护和管理干旱区内陆河流,以叶尔羌河卡群—艾力克塔木河段为研究对象,提出"以可达最佳状态为标准"的河流健康评价标准;基于压力-状态-响应模型建立了包含24项指标的河流健康评价指标体系;构建了基于突变级数法的河流健康评价模型,进行河流健康评价研究。结果表明:评价现状年2015年该河段目标层突变级数为0.95,河流健康综合评价等级为Ⅲ级,处于亚健康状态,即河流健康为由健康向不健康过渡的预警状态。评价结果与实际情况基本符合,河流健康生命已受到威胁,河流健康维护工作势在必行,维护河流健康的关键是满足河道生态基流保障率,提高河道外用水尤其是农田灌溉用水效率,以及提高流域管理机构河流综合治理水平和水资源优化配置效率。     

基于尺度划分的滦河河流生态健康评价

为提高河流管理质量,在已有河流生态系统健康研究的基础上,提出了基于尺度划分的河流健康评价理论。以滦河为例,建立了其上游、中游和下游的评价指标体系,通过构建改进的模糊物元可拓模型对滦河河流生态健康进行了评价。结果表明:滦河上游、中游、下游均存在一定程度的不健康,滦河全河总体为轻度疾病状态,评价结果与实际相符。因此,本文方法具有合理性和有效性,可用于其他区域的河流生态健康评价。     

基于AWDO-SVR算法的石羊河流域生态系统健康评价

针对流域生态系统健康评价问题,采用自适应风驱动优化(AWDO)算法和回归支持向量机(SVR)耦合算法对石羊河流域进行流域生态健康评价。针对支持向量机参数不易确定的问题,利用自适应风驱动优化算法寻找支持向量机的最优参数,提出基于AWDO-SVR算法的评价模型。利用该模型运算速度快、简捷,不需要赋权的优势对石羊河流域水资源禀赋、水资源开发利用、社会经济功能3个方面共9个指标进行评价。结果显示石羊河上游生态健康程度为亚健康,中游为病态,下游为病态。其评价结果与可变集模型评价结果一致,说明AWDO-SVR算法能够较好地应用于流域生态系统健康评价。     

基于组合赋权与有序度熵模型的干旱内陆河流健康评价

确定有效指示河流健康状态及其变化的关键因子并进行评价,对于干旱内陆河流生态水环境保护与河流适应性管理至关重要。以叶尔羌河干流卡群-艾里克塔木河段为对象,采用"压力-状态-响应"模型(以下简称PSR模型)和"可达最佳状态"参照标准选择23项指标构建河流健康评价指标体系和评价标准,运用组合赋权和有序度熵模型对现状水平年叶尔羌河河流健康状况进行评价。结果表明:叶尔羌河干流卡群-艾里克塔木河段综合健康指数0.529,评价等级为亚健康状态(Ⅲ级),分河段卡群-依干其(S1)综合健康指数(0.546)略优于河段依干其-艾里克塔木(S2)。评价结果与实际情况基本相符,河流健康受到威胁,需引起有关部门注意。     

滦河流域水资源可持续利用评价及对策

近年来,随着社会经济的迅速发展,特别是1997年以来滦河流域持续性干旱,滦河流域遭遇了空前的水资源危机。采用2000年-2007年社会经济和用水资料对滦河流域水资源开发利用状况进行分析和评价,提出了滦河流域水资源可持续利用的对策,为滦河水资源的合理开发利用、配置和管理提供科学依据。     

北方山区生态需水量浅析

生态需水量分为河道内和河道外两部分。根据北方山区的特点,以承德市滦河流域为例,采用合理的计算方法,对承德市滦河流域生态需水量进行了估算。最后,对计算结果进行了分析和评价,并对如何保证生态需水量提出建议。     

基于改进随机森林的城市河流水生态健康评价研究

通过改进传统的随机森林算法,对海河流域某城市河流水生态健康状况进行评价研究,构建了由18个因子组成的该市河流水生态健康评价体系,并将评价结果分为"病态、微病态、亚健康、微健康、健康"5个等级。研究表明,改进的随机森林算法(IRF)较传统的随机森林算法(RF)在模型误差、计算效率和工作性能方面有很大提升;评价结果显示,该城市在2014—2018年近5 a的水生态健康状况呈现"微病态～亚健康～微健康"的良好发展态势,改进的模型可为相关评价研究提供理论指导。     

星海湖水生生态系统健康评价

采用主成分分析法筛选出高锰酸盐指数(CODMn)、底栖动物Shannon-Wiener指数、水生植物ShannonWiener指数等10个因子构成星海湖水生生态系统健康评价体系,确定相应指标的权重,运用灰关联法进行综合评价。结果表明,2015年～2017年星海湖水生生态系统整体呈亚健康状态;从季节变化看,2015年～2017年冬季水生生态系统健康状况均为健康,春季和秋季的水生生态健康状况均为亚健康; 2015年夏季的水生生态健康状况为亚健康,2016年与2017年夏季水生生态健康状况为不健康。为此,需加强对星海湖生态恢复及水环境污染的综合处理。     

银川阅海湖水生生态系统健康评价

为探明银川阅海湖水生生态系统健康状况,在2015年-2017年冬(1月)、春(4月)、夏(7月)、秋(10月)对阅海湖水生态和水环境因子进行采样,通过主成分分析法筛选出叶绿素(Chl.a)、综合营养状态指数(TLI(Σ))、浮游植物生物量(D)、底栖动物Shannon-Wiener指数(H′底栖动物)、水生植物Shannon-Wiener指数(H′水生植物)、高锰酸盐指数(CODMn)、总氮(TN)、氨氮(NH3-N)、总磷(TP)等9个因子构成阅海湖水生生态系统健康评价指标体系,运用主成分法确定了指标权重,运用灰关联法对水生生态系统健康等级进行评价。结果表明,阅海湖2015-2017年春季、夏季和秋季水生生态系统健康评价等级均为亚健康,冬季均为健康状态。氮磷营养盐超标是导致阅海湖2015-2017年处于亚健康的主要原因。     

论滦河流域生态保护管理机构的重置

滦河流域是京津冀重要的水源保护区,但同时也是生态抑制性贫困区。本文首先从滦河流域生态环境恶化的现状及目前分散管理体制的弊端入手分析滦河流域生态保护的困境及重置滦河流域生态保护管理机构的必要性;接着,从水资源自然流域特性的理论层面、我国水资源所有权和流域管理法规的法律层面以及国际上流域统一开发管理的实践经验层面这三个角度论证重置滦河流域生态保护管理机构的可行性;最后,从滦河流域统一开发管理委员会的性质、组织构成、职能与职责这三大方面对滦河流域统一开发管理机构进行了法律制度框架设计。滦河流域统一开发管理委员会的设置有利于更好协调流域生态环境保护与地方行政区域管理的关系,实现滦河流域生态环境保护与社会经济发展的共赢。