基于OWA-GIS的巢湖流域洪涝灾害风险评价

随着全球气候变化和城市化进程加快,洪涝灾害的灾情日益严重。在流域风险识别的基础上,从致灾因子、孕灾环境、承灾体和防灾减灾能力4个方面选取评价指标,建立评价指标体系。运用层次分析法确定指标的准则权重,基于有序加权平均法（OWA）计算指标的次序权重;构建OWA-GIS洪涝灾害风险评价模型,对巢湖流域洪涝灾害风险进行评价。研究表明：巢湖流域的东南部洪涝灾害风险较大,特别是庐江、无为、居巢区、和县等地。低风险区主要分布在巢湖流域的西南部、西北部和北部,舒城、肥西、肥东县风险低。随着决策系数的增大,决策者的态度由乐观到悲观,得到的风险值也越来越大。基于OWA-GIS的洪涝灾害风险评价是一种情景分析,评价不同决策态度下的风险状况,可拟定更多的复合情景,预测未来某种自然及经济条件下和不同决策态度下的风险,为区域制定规划和灾害风险管理提供科学依据。     

基于F-H方法的漓江流域土地利用冲突识别

城镇化引发的土地利用冲突问题成为影响区域可持续发展亟待解决的难题.目前尚未建立定量、客观评价土地利用冲突强度的指标体系,也缺乏对区域土地利用冲突研究的深入探讨.以漓江流域为研究区,从"生产-生活-生态"可持续发展的视角出发,基于1995—2020年6期Landsat数据,利用Fraser-Hipel冲突分析方法(F-H...     

基于景观生态风险评价的宁江流域景观格局优化

流域景观生态风险受到多源因素的综合作用,识别流域景观生态风险是实现景观格局优化的基础与前提,景观格局优化是应对生态风险的有效手段。以宁江流域为研究区,采用空间主成分分析法,从“自然—人类社会—景观格局”3个维度对流域景观生态风险进行综合评价,基于景观生态风险评价结果,构建累积阻力表面,利用最小累积阻力模型进行了流域景观格局的优化。结果表明：人类社会和景观格局因素对综合风险影响更为强烈,地形和距水体距离等自然因素对综合生态风险影响较弱;宁江流域整体景观生态风险偏大,较高景观生态风险区域位于流域西南部,面积为523.99 km ²,占流域面积的36.06%;识别出流域生态源地为面积大于50 km ²的林地和面积大于0.2 km ²的水体。研究构建了15条生态廊道,一级生态廊道长度大于30000 m,二级生态廊道介于10000~30000 m之间,三级生态廊道长度在10000 m以内;识别了19个生态节点,形成了多层次生态网络。通过对比研究区景观格局优化前后的连通度发现,优化后流域整体景观格局连通度得到明显提升。     

博斯腾湖流域绿洲农田土壤重金属污染及潜在生态风险评价

新疆博斯腾湖流域绿洲采集195个农田土壤样品,测定其中As、Cd、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb和Zn等8种重金属元素的含量,基于地统计法分析农田土壤重金属空间分布规律,采用污染负荷指数（PLI）和潜在生态风险指数（RI）评价农田土壤重金属污染和潜在生态风险程度,并对重金属的来源进行讨论。结果表明：① 博斯腾湖流域农田土壤Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn含量平均值分别超出新疆土壤背景值的1.67倍、1.13倍、1.15倍、1.29倍、2.11倍和1.65倍。② 农田土壤中8种重金属元素空间分布基本呈现岛状分布格局,各金属元素在部分区域出现高值区,表明研究区人类活动对农田土壤环境具有负面效应。③ 农田土壤Pb呈现中度污染,Cd、Cr、Cu、Ni和Zn轻度污染,Mn轻微污染,As无污染。农田土壤重金属污染负荷指数的平均值为1.09,呈现轻度污染态势。④ 各重金属元素单项生态风险指数平均值从大到小依次为：Cd、Ni、As、Cu、Pb、Cr、Zn。综合生态风险指数平均值为18.63,处于轻微生态风险态势。从生态风险程度的区域差异来看,各县生态风险指数从大到小依次为：和硕县、博湖县、焉耆县、和静县。⑤ 农田土壤Cr、Cu、Mn、Ni与Zn主要受到土壤地球化学成因的控制,As、Cd和Pb主要受到人类活动的影响。Cd与Pb是研究区主要的污染因子,研究区农田土壤中Cd与Pb污染必须关注。     

缺测站干旱流域生态输水遥感监测与农业节水效益分析

生态输水与农业节水是实现内陆干旱流域可持续发展的重要手段,连续水文观测资料的缺乏制约了生态输水与农业节水效益评价。为此,以中国甘肃敦煌疏勒河流域下游为例,基于遥感水文站与谷歌地球引擎进行2016—2020年月尺度的生态输水遥感监测,在此基础上结合蒸散发和土地覆盖类型等多源遥感数据评价生态输水与农业节水效益,分析两者之间在水资源方面的平衡关系。结果表明：（1） 遥感水文站与谷歌地球引擎（Google Earth Engine, GEE）能够为生态输水遥感监测与农业节水效益评价提供可靠的数据支撑。（2） 2017—2020年生态输水能够为下游湿地与河道平均每年提供2.50×10⁸ m³生态用水,其中30.06%的水量到达下游湿地,18.47%的水量被下游河道周边的植被所利用,且使下游河道周边植被面积增加112.25 km²。（3） 农业节水在保持耕地面积维持上升趋势的前提下,2017—2020年平均每年降低耕地的蒸散发量0.395×10⁸ m³;耕地蒸散发减少量平均占生态输水量的14.22%,农业节水有效缓解了内陆干旱流域农业用水挤占生态用水的问题。本文将为内陆干旱缺测站流域的生态输水遥感监测与农业节水效益评价提供新的思路,以期为未来的生态输水与农业节水工程的实施提供理论支撑。     

区域气象干旱特征多变量Copula分析——以阿克苏河流域为例

根据阿克苏河流域及其周边区域9个站点1960~2010年日降水资料,以降水距平百分率(Pa)指数表征气象干旱状况,构建了3种Archimedean Copula函数,通过4种方法(RMSE、AIC、BIC、Bayes)的检验,选出GH Copula作为最合适多变量干旱特征联合分布函数,并开展了研究区干旱特征两变量联合分布及重现期研究。结果表明:1 3种Archimedean Copula函数中GH Copula函数对研究区域干旱联合重现期分布的拟合效果最优;2研究区整体上干旱风险较大,东部比西部干旱风险高,南部高于北部;3发生中等干旱和严重干旱时,阿拉尔和柯坪干旱风险增大,整体上"且"与"或"联合重现期的分布大体一致,发生长历时干旱时,干旱的严重程度也大,说明此区域的干旱特征对开展风险管理及应对很不利。     

左江上游流域景观生态风险评价

以1990年和2008年左江上游流域的土地利用数据和数字高程模型为基础,以景观干扰度、景观脆弱度为主要评价指标,构建景观生态风险评价模型,对研究区景观生态风险的时空变化特征进行评估分析。研究表明:(1)伴随着流域开发活动的加强,1990―2008年18年间,左江上游流域景观格局变化的主要特征为耕地景观显著增加,其面积比例由1990年的20.54%增加至2008年的27.59%;草地景观显著减少,其面积比例由1990的12.66%减少至2008年的3.29%;(2)受地质?地貌格局控制,流域景观生态风险的空间格局存在较大差异,峰丛洼地区?河谷平原和台地区农业景观生态风险较高,而丘陵山区的森林景观生态风险较低;(3)流域内景观生态风险水平正在逐渐增高,中、高和极高等级风险区面积分别增加9.15%、2.08%和2.15%,生态安全格局呈现显著的破碎化趋势,区域人类活动是影响景观生态风险加重和扩散的主要原因。     

流域生态健康评价理论与方法研究进展

对流域进行生态健康评价,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。本文回顾了国 内外流域生态健康评价的历史和现状,着重阐述了流域生态系统健康评价的尺度与方法。流域生态系统健康评价 主要有两种方法：一是生物监测法,二是指标体系法。对流域进行生态健康评价,重点在于建立评价指标体系。流域 生态健康评价的指标体系应该包括生物、水质、水文、栖息地、社会经济和人类健康等六方面指标。最后,明确指标 选取的基本原则,并指出了目前流域生态健康评价存在的问题及今后的研究趋势。     

基于生态系统服务供需关系的甘肃白龙江流域生态风险识别与管理

以乡镇为研究单元,运用InVEST模型、供需比-协调度模型和空间自相关等,定量评估甘肃白龙江流域典型生态系统服务供需匹配关系,基于供需风险识别划定生态管理区,提出了针对性管理策略。结果表明：(1) 2002年、2010年和2018年仅食物总需求呈减小趋势,其他典型服务总供需量均呈增加趋势。在供需数量匹配方面,除2002年和2010年总食物供给小于总需求外,其他服务均供大于需,各项服务供需比空间分异明显。(2)供需空间匹配方面,水源涵养服务以高供低需聚集为主,土壤保持服务以高供高需和低供低需聚集为主,食物生产服务以低供低需聚集为主。(3)水源涵养服务供需风险集中在白龙江舟曲-武都段东侧人口密集区,土壤保持服务供需风险多在迭部北部山区、宕昌东部和武都大部,食物供需风险集中在流域东部和舟曲北部。(4)依据生态系统服务供需关系可将流域分为5级供需风险,归纳整合后形成6大生态管理区。     

流域生态健康评价理论与方法研究进展

对流域进行生态健康评价,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。本文回顾了国内外流域生态健康评价的历史和现状,着重阐述了流域生态系统健康评价的尺度与方法。流域生态系统健康评价主要有两种方法：一是生物监测法,二是指标体系法。对流域进行生态健康评价,重点在于建立评价指标体系。流域生态健康评价的指标体系应该包括生物、水质、水文、栖息地、社会经济和人类健康等六方面指标。最后,明确指标选取的基本原则,并指出了目前流域生态健康评价存在的问题及今后的研究趋势。     

基于相对风险模型的土地利用变化生态风险定量评价——以石羊河流域为例

土地利用是否合理是推进国民经济发展的关键,也是生态环境变化的风向标。通过理论研究和实地调研,构建了土地利用生态风险定量评价体系,借助相对风险模型（RRM）对石羊河流域的生态风险及其影响因素进行研究。结果表明：（1）在划分的3个评价单元中,中部绿洲生态保护区在土地利用中面临的生态风险最大,北部盆地防沙治沙区次之,南部山地水源涵养区生态风险最小;（2）在3大风险单元的6类不同风险源中,工程建设对石羊河流域的生态风险影响最大,其次是作物种植和畜牧养殖,且在自然环境相对较好的区域表现得尤为明显。     

北部湾南流江流域生态功能区划?

流域尺度的生态功能区划能给流域生态环境保护提供更科学的理论依据。从北部湾南流江流域自身的地理特征出发,制定符合流域实情的区划原则,借助RS、GIS技术,采用定量和定性分析相结合的方法对流域进行生态功能区划。在空间上将南流江流域划分为6个一级生态功能区和18个二级生态功能区。6个一级生态功能区分别是：Ⅰ森林生态系统生态功能区、Ⅱ陆域水环境生态维护生态功能区、Ⅲ水土保持生态功能区、Ⅳ农林产品提供生态功能区、Ⅴ城镇发展生态功能区、Ⅵ滨海海域生态功能区。针对各个生态功能区存在的生态问题提出相应的生态系统管理措施。     

基于多变量概率分析的珠江流域干旱特征研究

根据珠江流域42 个站点1960-2005 年的46 年日降水资料,以6 个月尺度的SPI 值表征珠江流域干旱情况。通过Mann-Kendall 趋势分析研究了珠江流域干旱时间演变特征,同时基于多变量Copula 函数,在定义的两种不同干旱情景下,根据两变量联合重现期及其对应的第二重现期,比较性地研究了珠江流域的干旱风险。研究结果表明：(1) 珠江流域西部有变旱的趋势而东部有变湿润的趋势,其中显著的变旱趋势集中在11、12、1 月,显著的变湿趋势集中在6、7 月。同时除个别站点外,干旱历时和干旱严重程度趋势不显著;(2) 珠江流域整体上干旱风险较大,东部要比西部干旱风险高。珠江流域内发生长历时干旱时,干旱严重程度也往往很大,对干旱风险管理很不利。在发生严重程度的干旱时,珠江流域东部的干旱高风险区域增加,威胁珠江三角洲地区水资源安全;(3) 由于第二重现期综合考虑了各种情况,可能第二重现期对干旱风险分析的结果更稳健一些。     

Spatio-temporal Analysis of Water Supply Services in the Li River Basin

The water supply services of the Li River are essential for the ecological environment and local social development. Based on the InVEST model, we quantitatively analyzed the spatial and temporal distribution patterns of water supply services in the Li River Basin from 2000 to 2018 at multiple scales, including the raster, sub-basin, and regional scales, clarified the differences in water yield among different land use types, and explored the different stages of changes in the characteristics of water services. The results revealed four key aspects of this system. (1) The water supply service of Li River Basin showed a spatial distribution pattern of high in the north and low in the south, and the water yield gradually decreased from north to south. (2) Among the various land use types in Li River Basin, the average water supply capacity decreased in the following order: artificial surface, unused land, grassland, forest, cropland and wetland. (3) The average amounts of water services in the 18 sub-basins varied widely, with four sub-basins belonging to the high-value area for water supply services, eight in the middle-value area, and six in the low-value area. (4) From 2000 to 2010, the regions with large fluctuations in water supply services include the midstream region, Lipu River region, and the northern region of Gongcheng River; while from 2010 to 2018, the areas with large fluctuations were in the midstream region and Gongcheng River region. The results of this research increase our understanding of the water supply services in the Li River Basin and provide a critical scientific basis for the reverse compensation of a regional ecological compensation mechanism.     

海河流域水资源短缺风险研究

本文对海河流域水平衡和水资源短缺风险进行评价。文章采用研究时段为1994-2007年,作者首先研究了海河流域的水量平衡问题,并提出了流域非用水消耗量的概念和计算方法,经过分析,计算得出海河流域多年平均非用水消耗量为5.91×109m3。通过建立水资源短缺风险的评价方法,得出海河流域1994-2007年处于缺水量较多、缺水风险较高的时期,计算出缺水风险率、恢复性指标、稳定性指标和脆弱性指标分别为0.786、0、0.154和0.173。在考虑社会系统应对措施的条件下,水资源短缺风险将会显著下降。考虑南水北调工程对于该地区的影响,分别考虑在50%和75%两种来水水平年下,如果南水北调工程一期（2014年）的来水量为5×109m3,未来该地区的水资源短缺风险会从0.229-0.297下降到0.152-0.234。     

松花江流域季节性气象干旱特征及风险区划研究

利用松花江流域67个代表性气象站1960~2009年气象观测资料,采用标准化降水指数（SPI）为评价指标,计算松花江流域50 a中各季干旱指数,在此基础上分析了流域季节性气象干旱演变特征及规律,研究发现,松花江流域气象干旱呈现出明显的空间分带性和季节分带性。从地域变化来看,流域干旱区主要分布在东北、西南部;从季度变化来看,春旱和夏旱是流域气象干旱的主要类型,夏季干旱最严重,春季次之。建立评价指标体系实现了基于GIS技术的气象干旱风险区划,针对不同风险区提出相应的抗旱措施,为流域有效应对干旱灾害提供依据。     

Practical Exploration of Ecological Restoration and Management of the Mountains-Rivers-Forests-Farmlands-Lakes-Grasslands System in the Irtysh River Basin in Altay,Xinjiang

The Irtysh River Basin refers to a water conservation area and a vital ecological barrier in Xinjiang and also partially in Central Asia. Here, the technical solution for the ecological protection and the restoration of the Mountains-Rivers-Forests-Farmlands-Lakes-Grasslands system (MRFFLGs) pilot project in the Irtysh River Basin is refined, by complying with the core concept, i.e., “mountains, rivers, forests, farmlands, lakes and grasslands are a community of life”. The solution stresses the specific characteristics of ecologically protecting and restoring MRFFLGs in the Irtysh River Basin, which aim to reduce ecological water use, soil erosion, forest and grassland degradation, the ecological destruction of mines, water environment pollution and other issues. With overall protection, system restoration, district policy, and problem orientation as the overarching ideas, 162 sub-items of 44 major items with seven categories have been designed and implemented in the project. In addition, some highlights of the management experience that are worth promoting when the pilot project is being implemented are also summarized (e.g., the use of laws to solve historical problems, scientific argumentation and third-party evaluation, proactive guidance for the engagement of people, modern information technology support, and integration with local sustainable development). Lastly, four policy suggestions are proposed: (1) Building a model of systematic protection and restoration by using basins as the basic geographic unit; (2) Establishing and optimizing key weak links of systems and mechanisms; (3) Focusing on remedying the shortcomings of regional talents, technology and capital; and (4) Promoting the MRFFLGs project to integrate “industry, city, people, and tourism” for carrying out a large-scale system project.     

关于建立长江流域生态安全体系的初步探讨

阐述了生态安全与生态安全体系的基本概念，提出了生态安全体系由生态安全组织管理系统，规划、决策与建设管理系统，政策与法律配套系统，信息管理系统，监测、预警、监督与评估系统和资金保证系统等组成；最后分析了长江流域生态环境问题现状，认为建立长江流域生态安体系非常紧迫，并勾画了这一体系的基本框架。     

塔里木河流域生态功能区划研究

生态功能区划为流域生态保护与修复提供重要的科学参考。而塔里木河流域由于缺少生态功能区划导致目前生态修复工程缺乏针对性,生态引水工程布局欠佳,以及生态修复和水资源管理的成效低下。为此,在对区域生态环境特征分析的基础上,将流域内不同区域的水文过程与生态结构、服务功能及生态环境敏感性相结合,依据生态功能区划原则、方法和指标体系,形成了塔里木河流域生态功能区划方案,即将该流域分为2个生态大区、4个生态区、28个生态亚区。研究成果不仅为流域实现水资源的优化配置和生态环境保护提供参考依据,也可为相似流域的生态功能区划研究提供示范和借鉴。