基于熵权物元可拓法的松花江干流哈尔滨段水质评价

针对松花江干流哈尔滨段近年来水质健康状况,寻求可持续的、合理的开发和保护方式。从松花江水质状况出发,构建河流水质健康评价指标体系,建立熵权物元可拓模型,结合各指标的时间序列的变化信息对河流水质健康状况进行动态评价。综合评价结果表明,松花江干流哈尔滨段2015-2019年河流水质健康等级整体处于"健康"和"亚健康"等级,评价结果科学合理。     

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。     

基于组合赋权模糊物元可拓模型的渭河流域甘肃段河流健康评价

从水文完整性、化学完整性、形态结构完整性、生物完整性及社会服务功能5个准则层出发,构建了渭河流域甘肃段河流健康评价指标体系;采用基于改进层次分析法和Critic法的组合赋权法和模糊物元可拓模型计算河流健康状况评价等级,对渭河流域甘肃段河流健康状况进行了评价,并结合障碍诊断模型,分析了该研究区域河流健康突出问题。结果表明：2017—2019年渭河流域甘肃段干流河流健康等级均为亚健康状态,且呈现小幅好转趋势;5个准则层中化学完整性表现最差,流域治理应重点关注河流水质治理;评价河段的敏感度指标与水文、化学、生物完整性相关,是提高河流健康水平最有效的敏感因子。     

基于物元可拓模型的流域治理综合效益评价

为了评价流域治理的综合效益,基于物元可拓理论,从社会效益、经济效益、生态环境效益三个方面建立评价指标体系,提出了四级评级标准,采用熵值法确定权重,运用物元可拓模型计算各评价指标相应于各评价等级的关联度,构建流域治理综合效益评价模型。同时,运用构建的流域治理综合效益评价模型,结合淅川县鹳河流域治理项目的数据,对其流域治理的综合效益进行评价,并通过局部灵敏度分析方法对评价结果进行验证。结果表明:该流域2010年的流域治理综合效益等级为"中",2013年流域治理效果有所提升,流域治理综合效益等级为"良",两项结果与实际情况相符合;当各评价指标值上下浮动10%时,其最大综合关联度也随之发生变化,但是评价等级未变,表明物元可拓模型评价结果稳定可靠。研究成果对流域治理综合效益评价具有较好的实用性。     

模糊物元模型在自然保护区生态评价中的应用

在模糊物元分析原理的基础上,结合协商定权和熵权的理论方法以及海明贴近度的概念,提出了基于主客观权重和海明贴近度的模糊物元分析方法。在对自然保护区生态进行综合评价时,把自然保护区生态质量的分类等级作为物元的事物,以它们的各项评价指标及其相应的模糊量值构造复合模糊物元,通过计算与理想模糊物元之间的海明贴近度,实现对自然保护区生态等级的综合评价。以梅花山国家级自然保护区生态综合评价为实例,取得了较好的评价效果。     

基于模糊物元模型的工程项目生态影响后评价

根据模糊物元理论、合作博弈理论、并结合海明贴近度,提出了基于合作博弈权重的模糊物元后评价模型(FME-CGW)。将模型应用于黑河中游的生态影响后评价,评价结果表明:黑河流域治理项目对中游生态影响有较明显改善,评价等级为二级,与其他方法比较,结果基本一致,评价结果合理可靠。对工程项目生态影响后评价模型进行了初步探讨,以期为工程项目生态影响后评价研究提供一种实用可操作的定量后评价方法。     

基于物元可拓原理的河流健康评价体系

为了合理地进行河流健康状况评估,本文基于物元可拓原理,从河流形态特征、水文特征、水环境状况、水生生物状况、陆生生物状况5个层面建立了河流健康评价体系,并将其应用到渭河流域甘肃段干流的河流健康评价中。结果表明,渭河流域甘肃段干流的健康等级为亚健康;相较于基于算数平均法的河流健康评价体系,基于物元可拓原理的河流健康评价体系能够合理地均衡各指标之间的重要性,评价结果更符合实际情况,不仅可以对河流生态系统的整体状况进行综合评估,还能够确定河流管理行为的有效性,提高河流综合管理能力,对于河流的可持续管理、区域生态环境建设都具有非常重要的意义。     

汾河上中游流域生态系统健康评价

为综合整治汾河流域生态环境,依据汾河流域2016年水生态监测数据,从涵盖水体物理化学和水生生物特性等方面构建生态系统健康的候选指标体系。采用主成分与相关性分析方法对评价指标进行筛选,得出包含底栖动物多样性指数、鱼类多样性指数、石油类、溶解氧、硝态氮、化学需氧量、五日生化需氧量、总氮、总磷、氟化物、阴离子表面活性剂、锌、铬、铜和镉这15个指标构成的河流健康综合评价指标体系。采用改进的灰色关联方法对河流生态系统健康进行评价,评判综合多指标条件下的河流健康等级情况。结果表明:汾河上中游流域的37个采样点中"健康"等级有12个,"亚健康"等级有1个,共占35%;"一般"等级有7个,占19%;"较差"和"极差"等级采样点为17个,占46%。其中健康与亚健康等级采样点均位于汾河上中游北部地区,较少受人类活动影响,而较差和极差等级主要位于汾河上中游流域南部河段,城市生活及工业畜牧业排污是导致河流健康受影响的主要原因。     

基于综合集成赋权物元模型的健康综合评价

基于城市河流特点和许昌市饮马河的实际情况,文章建立了基于综合集成赋权和物元理论的城市河流健康综合评价模型,构建了饮马河河流健康综合评价指标体系,评价了饮马河治理前后各项指标和总体健康程度。结果表明:饮马河生态治理前河流健康等级为"病危",生态治理后河流健康等级为"特别健康"。最后,对结果进行分析和总结,为饮马河河流生态治理提供依据,并对治理后管理提出建议。研究结果也为其他城市河流健康评价和生态治理提供参考。     

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。     

基于水生态区的黑河流域水生态健康评价研究

本文以我国西北干旱区典型内陆河流域—黑河流域为例,基于黑河流域水生态区划,以"压力-状态-响应"(PSR)模型为基础,构建了涵盖13个指标的流域水生态健康评价体系,分析评价了流域内8个水生态区的健康状况。评价表明:黑河流域水生态区中,上游区域水生态健康状况较好,中游次之,中下游极差,下游较差。主要是因为上游地区受到外在污染最轻、人为扰动相对最小;中游地区人口密度相对较大,农业活动等外在扰动相对较多;中下游地区处于荒漠地区,河流、湖库等水体缺乏;而下游地区虽然人口数量少、水体受外来污染影响较小,流域水生态健康性压力相对较轻,但来水量相对不足、水生态系统栖息地条件极为脆弱,致使水生生物栖息地安全状况较差。     

河流-流域生态系统健康评价研究进展

河流与流域生态健康研究是目前生态系统健康研究领域的研究热点之一。首先介绍生态系统健康、河流健康和流域生态系统健康相关概念的产生与发展及各自不同的内涵,分析河流与其流域生态系统的相互关系,认为从流域的层次进行河流生态的研究有着重要的意义。在分析河流及流域生态健康内涵的基础上,回顾国内外河流与流域健康评价的研究与实践情况,并指出目前河流与流域健康研究存在的问题和研究趋势。     

黄河三角洲湿地生态系统健康评价指标体系

在借鉴国内外现有生态系统健康评价研究成果的基础上,结合黄河三角洲的实际,提出生态系统健康评价指标选取的基本原则,从功能整合性、生态特征、社会环境3方面,构建一套以"3S"技术为核心,具有可操作性的湿地生态系统健康评价指标体系,并参考国内外评价指标标准,根据各指标对湿地生态健康影响的程度,将27个指标进行标准分级,利用层次分析法确定指标权重。最后选择垦利县作为研究区域进行湿地生态系统健康评价,结果表明,垦利县湿地生态系统健康状态脆弱,应加强保护。     

城市浅水湖泊生态系统健康与保护研究

针对我国东部平原地区淡水湖泊资源丰富,且多为中小型浅水湖,受到社会经济快速发展的影响,城市化率高,人类干扰强烈,境内湖泊面临着富营养化、服务功能丧失等生态环境问题,以太湖流域东南部苏州市吴江区的湖泊群为例,在分析浅水湖泊特征的基础上,提出这一类型湖泊生态健康的概念框架,构建湖泊水生态健康评价体系,选择生态因子、环境因子、人类活动干扰与生态建设4个要素共12个指标描述湖泊健康水平,并分析其原因。结果表明:水环境质量的恶化与人类对湖泊资源的粗放式开发是造成湖泊生态功能失衡的主要原因。以评价结果为指导,制定典型湖泊三白荡的生态修复与建设的措施与方法,旨在为湖泊生态系统管理与修复提供科学依据。     

基于PSR模型的南水北调中线主干渠沿线区域生态环境评价

结合生态环境状况指数和修正后的"压力-状态-响应"(PSR)模型,从环境质量状况以及生态安全两个角度分析出发,分别考虑自然影响以及自然、经济、社会三者的协同作用,构建了适用于描述南水北调中线主干渠沿线地区生态环境状况的综合评价指标体系。研究结果表明:评价期内环境质量状况评价等级中,只有鲁山县处于"良",安阳市"较差",其他县区均为"一般";生态安全评价方面,只有淅川县处于较安全状态,其他处于预警和中度预警状态,占研究区总面积的97.54%,中度预警占16.28%。总的来看,2014年研究区生态环境质量整体水平一般,综合生态安全形势不容乐观,需要政府部门加大对主干渠沿线输水地段人类活动的监管力度。     

淅川县生态服务价值估算及动态变化分析

淅川县是南水北调中线工程渠首所在地,其区域经济发展和生态环境变化受到调水工程的影响,同时也对中线调水的水质有影响。基于1995年、2000年、2005年和2008年的土地利用/覆盖变化数据,估算了淅川县4个时期的生态系统服务价值并分析了其动态变化特征。结果表明:近20年来,淅川县生态服务价值最高为1995年的338 251×104元,由于受人类活动的影响,从1995年-2008年淅川县生态服务价值整体来讲减少了34 837×104元,其中农田和水域面积的减少是主要原因。林地、农田和水域产生的生态服务价值之和超过总价值的90%,并且水源涵养、废物处理和生物多样性保护分列生态服务功能的前三位,其价值之和接近总价值的50%。以调水工程未实施的2000年为界,淅川县生态服务价值1995年-2000年减少了73 650×104元。随着南水北调中线工程水源地生态环境建设的逐渐开展,2000年-2008年服务价值开始增加,2008年达到了303 413×104元,生态环境得到改善。2000年以来,淅川县生态服务价值与GDP的比值不断减小,也说明淅川县在生态环境保护的同时经济仍在不断发展。     

黑水河流域生态系统完整性评价

为评估黑水河流域受人为干扰的实际情况,依托流域范围内的基础地理、生物多样性、环境数据、其他威胁等调查资料,构建包含水文情势、水质、连通性、栖息地、生物群落5项关键属性的淡水生态系统完整性评价指标体系。通过变化范围法RVA、综合连通系数、栖息地比例相似PSI指数、入侵指标和捕捞指标等对黑水河流域生态系统完整性进行评价,黑水河流域水文情况属性现状为差、连通性属性现状为差、栖息地属性现状为差、生物群落属性现状为一般;河流水质现状较优,但黑水河支流存在一定富营养化风险,评估为一般。结果表明：流域生态系统完整性评价指标体系,应围绕淡水生态系统五大关键生态属性,并结合流域生态特征及生态现状来确定;RVA、综合连通系数、PSI指数等的综合运用能够科学地确定指标阈值,进而正确进行流域生态完整性评价;受不同流域鱼类生态学习性差异等因素影响,还需通过长期监测不断完善评价理论和方法。     

改进河流压力指数法及在河流健康评估中的应用

水文情势是河流生态系统的基本属性及重要驱动力,其年内及年际变化会影响河流生态系统的正常结构与功能。当前水文变化评估已被国内外学者列为河流健康评估的重要内容。河流压力指数(FSR)法以受干扰前后连续月径流系列为基础,采用10项指标评估人类干扰下河流水文情势的变化特征,但对河流水文变化生态过程的表征存在一定局限性。针对闸坝工程建设、水电资源开发等对河流调节的不稳定性及无规律性,从河流径流系列、指标算法以及指标优选等对FSR进行一系列优化改进。在南方某流域河流健康的评估应用中发现,改进型河流压力指数法适用于日径流系列并可如实反映河流受干扰的实际情况,使得河流健康评估更符合实际;优选后的5项指标充分代表了原10项指标的生态学意义及评分结果,更有利于FSR法的应用与推广。     

漳卫新河生态健康诊断与修复对策

为更好地治理漳卫新河,在深入分析自然因子和人类活动对漳卫新河河流生态系统演化影响的基础上,根据水利部河湖健康评估工作大纲建立了漳卫新河生态健康指标体系,并运用基于可拓学的河流生态健康诊断模型对漳卫新河生态健康状况进行了诊断。诊断结果显示,2010年漳卫新河处于疾病状态。根据漳卫新河的具体情况,提出做好漳卫新河的治理工作应从生态流量调度、水污染联合治理、水生物修复等方面来开展。     

奎屯河流域健康评价

以新疆典型的干旱内陆河流域--奎屯河流域为研究对象,在确定流域健康评价时空尺度的基础上,提出涵盖流域水资源健康、涉水生态环境健康、社会经济健康的评价指标体系,构建基于组合赋权与协调发展度的流域健康评价模型。结果表明:现状年(2015年)处于亚健康状态的分区有:子区1、子区2、子区3、子区6,综合评价指数分别为:0.419、0.404、0.408、0.401,协调发展类型为临界协调发展;处于不健康状态的分区有:子区4和子区5,综合评价指数为0.358和0.343,协调发展类型属于中度不协调衰退型。