基于流域特征的山地城市空间治理方法探索——以西宁市为例

流域是推进生态文明建设的重要载体,“前端管控”和“水陆联动”成为流域空间治理的重要趋势。山地城市流域相对于平原城市具有独特性,但基于流域特征的山地城市空间治理研究尚不充分。本文以位于黄河上游湟水流域的西宁市为例,探索了基于河流水系在“宏观、中观、微观”三个尺度的特征,以土地用途管制为抓手,全面提升城市空间治理水平的方法。形成了“结构管控—单元管控—项目管控”的系统化治理框架,实现了从“就水论水”到“水陆联动”、从“末端治理”到“前端管控”的方法转变,弥补了基于山地城市流域特征的系统化空间治理理论与实践的空白,具有一定的典型性和推广价值。     

基于Logistic模型的农村宅基地流转意愿研究——以保定市为例

对河北省保定市的三个县农户进行抽样调查,以定性与定量分析相结合,运用Logistic回归方法,进行农村宅基地流转意愿的分析研究。结果表明:目前愿意流转宅基地的占46.3%;距县城交通距离越远、宅基地面积越少、在家务农人口越多、文化程度越低等的农户越不愿意流转农村宅基地;影响因素依次为户主年龄、受教育程度、距县城的交通距离、宅基地的面积、在家务农人口、距交通主干道距离、外出务工人口、家庭年农业收入及对政策的了解程度。提出完善农村宅基地制度、完善社会保障制度、形成推拉机制、实施差别化政策等措施,以促进农村宅基地的合理流转。     

基于Logistic-ISM模型的喀斯特地区农户石漠化治理行为影响因素及调控研究

喀斯特地区农户的石漠化治理行为对保障我国长江、珠江流域生态安全极为重要。为了深入了解农户石漠化治理行为的影响因素,促进石漠化治理政策的落实和治理工作的有效开发,本文选取了贵州省3个典型的石漠化县,晴隆县、关岭县、 黔西县为研究区,应用参与性农户评估法对437位农户开展治理行为调查。以调查数据为基础,结合运用Logistic回归模型与ISM分析方法研究农户石漠化治理行为的主要影响因素及其层次结构,实现对石漠化治理行为的剖析。分析结果显示:距最近乡集镇距离、是否自愿选择技术、接触信息次数、交流信息次数是表层直接影响因素,石漠化面积是中层间接因素,家庭农业收入、是否有科研治理项目、专家走访次数是深层根源因素。因此,农户农业收入低、资金投入匮乏和石漠化治理相关技术缺乏是导致农户石漠化治理积极性不够的根本原因。建议多渠道增加农民收入,以推动农户参与石漠化治理的积极性;改善农村基础设施条件以降低石漠化治理的成本;完善石漠化治理技术推广体系,提高农户石漠化治理技能。      

基于GIS和层次分析法的沙溪流域滑坡地质灾害易发性评价

滑坡是沙溪流域主要地质灾害类型之一,开展滑坡灾害易发性评价可为区域地质灾害防治提供数据基础和决策依据。通过沙溪流域生态地质调查,分析了滑坡灾害分布规律和影响因素之间的关系,选取岩性建造、地貌、坡度、坡向、降雨量、距河流距离和距断层距离7项指标,利用层次分析法及地理信息系统空间分析技术,开展沙溪流域滑坡地质灾害易发性评价。结果显示：沙溪流域滑坡易发性影响因子依次为岩性建造、多年年均降水量、地形地貌、坡度、距河流距离、距断层距离和坡向;沙溪流域滑坡灾害易发性与坡度、岩性建造、年均降水量表现出明显正相关,即坡度越大、岩性建造性质越软弱、越易风化,年均降水量越多,越易引发滑坡灾害;滑坡灾害易发性与断裂构造、河流距离与滑坡灾害易发性呈负相关,即距离越近越容易诱发地质灾害;流域整体以低易发区和极低易发区为主,高易发区主要分布在沙溪流域中南部、东部及东北部地区。这为沙溪流域地质灾害防治提供了基础数据和决策依据。     

胶东半岛丘陵区典型流域径流衰减态势及驱动力分析

利用大沽夹河流域1966-2004年各水文站逐年月实测水文资料,从年际、年内和年代际三个不同时间尺度,分析了近40年来大沽夹河流域径流变化趋势及其影响因素。结果表明,近40年来,在不同时间尺度上,大沽夹河流域径流均呈明显衰减态势。由年际变化知,流域年径流量自20世纪70年代初至80年代中期下降明显,70年代年径流距平值均大于0,变化范围为0．58-2．81亿m3,平均距平值高达1．73亿m3,80年代以后,距平值基本处于0线以下,为径流低值期。年内各季变化趋势和年际变化基本相似。从年代际变化看,20世纪80年代径流衰减幅度最大,年平均径流量仅为70年代的23．24％,多年平均的53．91％,表明近20年来大沽夹河流域径流锐减。降水、气温与径流量的统计、相关分析表明,流域径流量随降水减少和气温上升呈明显下降趋势,两者与径流量的相关系数分别为0．8861和-0．3842,分别在α=0．001和α= 0．05时达显著相关。此外,水利工程取用水量(蓄、引、提河道来水)也是导致大沽夹流域径流量衰减的主要因素。     

芦山县滑坡灾害影响因素的空间分异性

近年来受多次地震影响,芦山县的地质环境和生态结构较为脆弱,滑坡灾害高发,制约了县内基础建设和经济发展,威胁着人民生命财产安全,研究静态地质环境下芦山县滑坡影响因素的空间分异性,可为区内国土空间规划提供基础资料,为滑坡灾害预测与防治提供数据支持。本文使用信息量模型和地理探测器分析了高程、坡度等12个影响因素与滑坡发育的关系,总结了滑坡发育规律,分析了影响因素的空间分异特征,并使用GIS加权叠加生成了滑坡易发性评价图。研究结果表明：(1)滑坡主要集中于高程较低([571,1 300) m)、距道路距离较近([0,300) m)、距水系距离较近([0,300) m)、地形起伏度较小([0,30) m)、坡度较缓([0°,30°))、距断层距离较近([0,600) m)的地区,岩土类型以粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、泥岩等软弱沉积岩和砂卵砾石土层的第四系堆积物为主,土地利用类型以建设用地、农业用地等为主;(2)滑坡发育主要受高程、距道路距离、工程地质岩组等因素控制,此外土地利用类型、距水系距离、地形起伏度、坡度、距断层距离等因素也有较高的贡献率;(3)两种不同影响因素对滑坡发育的作用较单一因素而言均...     

恢复额济纳旗生态系统的总经济价值——条件估值非参数估计方法的应用

条件估值方法是当前国际上流行的衡量环境物品非利用经济价值的方法, 通过调查居民针对不同环境状况变化的支付意愿,从而定量确定环境状况变化带来的经济效益和损失. 针对黑河流域额济纳旗生态系统恶化的现状,以投标支付卡的方法设计了700份调查问卷,调查了黑河流域居民恢复额济纳旗生态系统的支付意愿,并采用非参数分析方法对结果进行分析. 结果表明,用20 a的时间将额济纳旗的生态系统恢复到20世纪80年代初的水平,黑河流域总共有92.3%的居民家庭存在支付意愿,有支付意愿家庭的平均支付意愿为每年每户43.39元,同时采用列联表检验的方法辨明了被调查者的年龄、学历、收入、户籍和居住的地理区域等因素对支付意愿的影响. 最后在综合不同区域居民支付意愿差异的基础上,采用当前的市场利率将计算结果在时空尺度上加总,得到恢复黑河下游额济纳生态系统的总经济价值的现值为2.94×10+8元.     

煤矸石堆积区土壤重金属形态组成与生物有效性的空间变化特征

煤矸石地表堆积是我国东部煤矿区生态环境破坏的典型形式,造成堆积区土壤重金属污染的防控已成为当前研究热点。以河北峰峰矿区某在用煤矸石山周边(方圆300 m以内)浅层土壤(垂直深度40 cm以浅)为研究对象,采用Tessier连续提取法和电感耦合等离子体发射光谱仪,测定Cu、Cr、As、Pb这4种土壤重金属的有效态、铁(锰)氧化物结合态、有机结合态和残渣态含量,基于生物活性系数(MF)和生态风险评价编码法(RAC)计算与评价4种土壤重金属生物有效性及生态风险,剖析4种土壤重金属形态组成与生物有效性的空间变化特征。结果表明:(1) 煤矸石的堆存具有提高周围土壤中Cu、Cr、As、Pb有效态质量分数和降低残渣态质量分数的效应,且与距煤矸石山的水平距离成反比,当水平距离达到或接近300 m时,该效应基本消失。(2) 土壤总有机碳(TOC)质量分数与4种重金属有效态质量分数的相关系数均超过0.6,达到显著正相关水平(p<0.05),是影响研究区土壤重金属有效态含量空间变化特征的主要因素。(3) 4种土壤重金属生物有效性的空间变化特征可分为2个类型,Ⅰ类为“MF值一般大于3,且具有显著的空间异质性”;如 Cu、Cr,Ⅱ类为“MF值一般小于3,且具有显著的空间同质性” ,如As、Pb。(4) 当距煤矸石山水平距离分别小于80和40 m时,土壤重金属Cu、Cr的 MF平均值超过中等风险水平阈值的60%,应予以重视。建议综合考虑煤矸石山存续状态、土壤重金属累积效应及生物有效性空间变化特征等因素,制定煤矸石堆积区土壤重金属污染精准防控及安全利用策略。      

精确的频率空间域黏声波有限差分数值模拟

在时间空间域,模拟吸收衰减效应时对计算机内存需求大,计算效率不高、非常难以进行模拟吸收衰减;频率空间域通过引入品质因子和复值速度,使用经验物理、数学公式进行数值模拟吸收衰减就容易多了。笔者使用十分节省计算机内存需求的嵌套剖分法,使用Kjartansson模型高效率地进行模拟吸收衰减。数值试验证实吸收衰减影响地震场的所有频率、对高频的影响最为明显,降低了地震记录的质量;频率空间域非常容易模拟吸收衰减效应,为黏声波全波形反演实际地震资料而奠定很好的基础。     

中国北方三流域河流—沙漠过渡带地表沉积物化学元素空间差异分析

通过对克里雅河、毛布拉格孔兑以及西拉木伦河三流域的河流-沙漠过渡带地表沉积物的7种常量氧化物以及15种微量元素进行因子分析,结果显示:三个流域之间或不同河段因子分析提取的公因子均可以概括为较稳定的铁锰矿物、较不稳定的长石类和方解石（白云石）类等硅酸盐矿物以及稳定的稀土元素和重矿物等类别;河流间因子分析结果表明,自西向东三个流域沿河地表沉积物的化学元素富集与迁移程度呈递增趋势,化学风化程度增强;流域内因子分析结果表明,自上游至下游,样点化学组成均愈变复杂,不同河段或不同河岸沉积物化学元素空间分布规律与其物源、地貌格局以及水分条件等因素有关;自河床至阶地,不同地貌单元地表沉积物化学元素呈相异的递变规律,这与在距离河道远近不同,物源、动力因素的分配不同有关。     

大凌河流域水环境污染成因及防控对策

大凌河是辽宁省西部最大的河流,面临着不同程度的水环境污染、水生态功能退化、水资源过度开发等问题,流域内生态环境、经济社会与水资源系统之间逐渐失衡。本文针对大凌河流域存在的河滩湿地侵占、河道淤积、污染物超标排放、水资源过度开采等问题,深入分析流域水环境污染的成因,并业提出实施河道用水优化改造工程、建设工废水处理系统、完善城区面源污染控制设施、加快农村非点源污染治理等防控对策。     

区域滑坡空间分布的变维分形特征研究

定量研究滑坡的空间分布特征对研究滑坡灾害的孕育发展具有重要意义。以陕西省宁强县滑坡为例,采用变维分形方法,探讨滑坡在空间分布上的变维分形特征。结果表明：区域滑坡与不同影响因子,即高程、起伏度、坡度、距河流距离、距断裂带距离和地层岩性之间全部呈一阶累积和变维分形分布特征,且分形维数分别是0.511 1、1.135 7、1.290 6、0.903 8、1.189 5、0.979 9。由此可见滑坡对于不同影响因子的敏感度由高到低分别是坡度＞距断裂带距离＞起伏度＞地层岩性＞距河流距离＞高程。上述研究表明用变维分形理论来研究滑坡的空间分布特征是完全可行的,它能够定量地反映滑坡的空间分布与各影响因素之间的敏感性关系,特别是对于GIS空间叠加分析时权重的确定有着重要的意义。     

基于GWR的丁家山铅锌矿控矿因素影响研究

在成矿预测领域,探索各控矿因素对成矿的影响规律,有助于提高成矿预测模型的精准度。隐伏矿体矿产分布具有真三维特性,利用经典统计模型和计量方法进行成矿预测存在可靠性低的问题。三维地理加权回归将真三维空间的位置信息加入普通线性回归模型,更有利于探究矿产分布及其控矿因素之间的内在联系。以福建丁家山铅锌矿Pb品位及其控矿因素数据为例,在排除各控矿因素变量之间存在的多重共线性问题以及证实福建丁家山铅锌矿Pb品位数据具有显著的空间自相关的基础上,对该组数据分别进行了普通线性回归分析和三维地理加权回归分析。结果表明,采用地理加权回归模型比采用普通线性回归模型具有更高的显著性,验证了各控矿因素对成矿的影响具有空间非平稳性。同时,通过采用自适应带宽对地理加权回归方法不同权函数运算结果的对比,证明Tricube权函数更能体现各控矿因素对成矿的影响随距离衰减的规律。从不同核函数的地理加权回归模型在三维空间的作用效应来看,各控矿因素的三维空间非平稳性显著,表明三维空间的地理加权回归模型在地下矿体建模与预测等方面还有很大的发展空间。     

黄河下游河道断流灾害初探

针对黄河下游河道断流所造成的经济、环境、生态等重大损失和危害,认为断流不仅仅是一种水资源匮乏或流域系统内水资源分配不均的简单现象,而是一种严重的灾害,防治断流灾害是治理黄河的一项重要内容。着重分析了黄河下游河道断流的灾害特点及基本规律,评述了黄河下游河道断流的研究现状,提出了今后应进一步研究的问题。     

快速城市化区域的三生空间冲突时空演化特征分析——以浙江省镇海区为例

快速城市化区域的“三生”空间协调是优化国土空间,助力区域高质量发展的基础。2000-2020年宁波市镇海区表现为快速城市化,运用空间冲突综合指数评估其“三生”空间冲突,探究空间冲突驱动因子。结果表明：2000-2020年镇海区“三生”空间明显地存在交错分布现象;“三生”空间冲突整体趋向弱冲突水平,且呈现等级增强趋势;生产与生态的空间冲突空间范围缩小,生产与生活空间冲突呈现扩张趋势;城乡建设与扩张、耕地侵占、经济发展等是形成快速城市化地区“三生”空间冲突格局的主要因素。     

崆峒区河道生态建设管理中存在问题及对策探析

为探究甘肃平凉市崆峒区河道建设管理问题状况,基于崆峒区河道现状,对河道生态建设管理中的问题进行总结,提出远期发展对策。分析结果认为：崆峒区河道生态治理中主要存在突出工程效益,忽略了河道生态赋性及水系连通和护岸的景观价值,大部分护岸工程均为砼挡墙式结构,“渠化”“硬化”过多,河流水域岸线管理基础薄弱等问题。针对河道治理及管理问题,应从重视河湖水系连通、河道生态修复和保护、注重护岸的景观价值及水文化元素在工程建设中的应用和加大河道管护的资金投入机制等方面加强治理及管理,补齐河湖监管的短板弱项。分析结果为后期河道建设管理提供参考依据。     

近十年来长江口北支动力地貌演化过程

北支是长江河口重要的分汊河道之一,其演化关系到通航条件、生态保护及河口工程的安全性,是水利学和海洋学界共同关注的话题。本文收集2007～2017年间河道实测断面数据,利用GIS技术对北支演化及其影响因素进行分析。结果表明：2007～2017年间长江口北支整体以侵蚀为主,共侵蚀泥沙量约13.97×10⁶ t,年均侵蚀厚度约0.46 cm,空间上呈中上段侵蚀,下段淤积,口门“北冲南淤”的变化特征;流域输沙减少和大量围垦采砂是北支近期河槽侵蚀和潮流沙脊消失的主要驱动因素,河道宽度和曲率的变化是引起北支冲淤空间差异的主要原因,地转偏向力对口门演化影响明显。鉴于北支的侵蚀演化已影响到滩涂湿地的发育,故建议未来北支周围省市应坚持“长江大保护”和“长三角一体化”等国家战略,协同保护北支的滩涂湿地。     

大清河流域平原区地下水人工补给潜力与补给方式分析

为了有效提升大清河流域平原区地下水水位,亟需在此区域开展地下水人工补给工程,并确定合理的建设位置及有效的补给方式。首先基于研究区可利用补给水源、地下水位、地表高程、地表坡度及与河道距离5个指标的分布特征,构建地下水补给潜力评价体系,采用ArcGIS空间分析功能对研究区进行了地下水人工补给潜力区划;然后在此评价体系基础上,在典型人工补给高潜力区进一步开展系列野外现场试验,探讨适宜可行的地下水人工补给方式。结果表明：研究区西北部及南部河道附近区域开展人工补给工程潜力较高,而中部、北部及西南部远离河道的区域潜力较低。高潜力区——白沟引河地段包气带及含水层渗透性良好,整体渗透系数均在5 m/d左右或更高,适宜地表补给,但河床渗透性较差,渗透系数基本在0.01~0.09 m/d间,若通过河道补给需配合清淤等措施。其中,在上游及中游沿岸适宜将河道水通过生态水渠引至修建的地表入渗池或借助天然渗坑内入渗补给,在中下游沿岸区域适宜将补给水进行严格的水处理后采用井灌方式补给,在白沟引河中下游河道适宜修建拦水坝,利用河道进行入渗补给。     

生态海绵智慧流域建设——从状态改变到能力提升

在气候变化和人类活动日趋增强的影响下,同一流域往往面临着水资源、水环境、水生态和水沙等多种水问题,且干旱和洪涝等极端事件发生的频率日渐增强;系统治理及减缓极值化,成为流域综合治理关键任务,而提升流域对水循环多过程的调节能力则是其关键。在对中国水问题发展形势进行研判的基础上,系统剖析了传统治水模式中强调“状态改变”、“末端治理”、“过程分离”等的不足;明晰了变化环境下水问题系统治理的总体需求和生态海绵智慧流域建设的总体思路;提出了生态海绵智慧流域建设的总体技术框架和若干关键问题。生态海绵智慧流域建设将充分遵循水循环多过程的演变规律,规范人类水土资源开发活动,实现地表-土壤-地下多过程、水量-水质-泥沙-水生态的联合调控,最大限度实现“去极值化”,建设健全流域的综合服务功能,保育“山水林田湖”生命体功能。     

黄河流域大气降水氢、氧稳定同位素时空特征及其环境意义

大气降水δ18O值的变化是一个蒸发和凝结的物理过程,与纬度、海拔、距海岸的距离、季节和降水量等因素有关,具有规律变化的特征。根据黄河流域上中下游地区取得的降水同位素数据和降水气象资料,分析了该区域降水中δ18O的时空变化特征。研究了流域上中下游降水中稳定同位素与温度和降水量的关系,揭示了流域降水中稳定同位素的变化规律。结果表明,流域上游和中下游降水中稳定同位素具有不同的季节变化特征,上游地区表现为夏季富集、冬季贫化,中游和下游则与之相反;在空间变化上,流域降水稳定同位素自上而下整体趋于逐渐贫化,波动明显,存在显著的极值区;黄河流域上、中下游具有不同的同位素过程,上游地区受海拔效应和内陆循环影响显著,而中下游则主要受季风系统和局地因素的影响。局地大气水线以及d与大气水汽压关系的分析表明,流域降水在从云层底部降落到地面的过程中,具有明显的二次蒸发现象,并伴随着同位素的分馏。