基于深度学习的区域生态安全时空模拟与预测

区域作为人类、自然、社会共同作用和互相影响的复杂系统,对区域进行生态量化建模与模拟仿真,是实现区域可持续发展战略的关键。传统机器学习方法对区域生态系统建模取得了一定的成果,但难以确定学习特征和实现时空模拟。深度学习不需事先确定训练特征,具有优异的特征学习能力,能够提高模型预测精度,因此利用深度学习进行建模具有显著优势。本文使用植被净初级生产力（NPP）、气溶胶光学厚度（AOD）和人口格网数据,充分利用深度学习的优点,采用最优深度神经网络时空模拟,得到了河南省2007-2014年3 km分辨率的生态赤字空间分布图和河南省2015-2020年的生态赤字时间预测结果并进行分析,为区域生态的科学管理和建设供科学依据和参考。     

浅析我国海洋生态环境损害赔偿

为加强我国海洋生态环境损害赔偿管理,并为进一步的深入研究奠定基础,文章论述我国海洋生态环境损害赔偿的理论内涵,对海洋生态环境损害进行定义,并界定不同损害行为的赔偿范围;通过构建海洋生态环境损害指数体系,探索我国海洋生态环境损害赔偿的立法路径以及建立我国海洋生态环境损害赔偿的管理体系。     

半封闭海域生态修复策略研究——以渤海为例

渤海作为我国唯一的半封闭型海域,是京津冀城市群蓬勃发展的战略支撑和关键依托,其生态环境的稳定与沿岸人类福祉息息相关,其生态环境修复是近年来该领域的研究热点。文章重点围绕全球气候变化和人类活动对渤海生态环境的影响进行了剖析,通过综合对比分析国内外其他类似水域或地区的生态修复既有成果,立足渤海水域特点和现状,提出动态思维与整体保护原则、生境连通性修复原则、不同时空尺度修复原则等生态修复原则,并指出渤海生态修复需理性规划渔业经济活动,统筹考虑渤海生态与冲淡水之间的关系,建议运用前瞻性的思维模式和理念,合理预测、规划、定位、配置、实施和维护渤海生态系统的稳定,重点探索应对全球气候变化的最佳适应性管理策略。     

贵州草海湿地不同水位梯度土壤碳、氮、磷含量及其生态化学计量比分布特征

对贵州草海湿地4种水位梯度下(农田区、过渡区、浅水区和深水区)表层土壤(0～10-cm)碳、氮、磷含量及其生态化学计量比进行研究,以期揭示草海湿地不同水位梯度下土壤碳、氮、磷生态化学计量比的分布特征及其影响因素.结果表明:土壤总有机碳(TOC)、总氮(TN)及总磷(TP)含量在不同水位梯度之间均差异显著,由过渡区至深水区,土壤TOC及TN含量均呈递增趋势,而TP含量呈先降低后增加的趋势;农田区土壤TN含量显著高于浅水区,但深水区土壤TP含量显著低于农田区.不同水位梯度土壤碳氮比(C/N)、碳磷比(C/P)和氮磷比(N/P)也存在显著差异,由过渡区至深水区,土壤C/P和N/P均呈递增趋势,而C/N呈先增加后降低的趋势;与过渡区相比,农田区土壤C/N、C/P和N/P总体偏低.相关性分析表明:土壤C/N、C/P和N/P的空间分布与土壤TOC、TN、含水量等理化性质有关.可见,草海湿地水位变化对土壤TOC、TN和TP含量以及C/N、C/P及N/P的空间分布具有显著影响,且水位升高有利于增强土壤碳、氮、磷的固存潜力.     

关于西南岩溶山区生态建设的一些讨论—－以贵州省为例

在分析20世纪90年代以来南方岩溶山区生态退化和重建研究实践方面的薄弱环节及国外岩溶区生态建设经验的基础上,对岩溶山区生态建设的特殊性进行了重新认识。指出岩溶山地的生态环境建设必须是一种经济建设,石漠化综合治理模式必须由扶贫型向质量型转变,由单一坡改梯向多途径特色农业转变,由防护型向开发型转变,由政府主导向参与式转变。在恢复和治理生态的前提下调整农业内部结构,发展特色产业,将环境资源转化为有形商业产品,形成生态环境外部经济效益良性循环的机制,以中止岩溶脆弱生态背景上土地退化的恶性循环。      

基于动态因子的区域生态安全评价——以河北省万全县为例

本文以河北省万全县为例, 探索在GIS 和RS 技术支持下进行区域生态安全综合评价的 方法。数据包括1992 年8 月的TM影像、2002 年8 月的ETM+和SPOT 影像、1∶5 万DEM等; 选取 植被指数变化、土地利用类型变化和土壤有机质含量变化三类动态评价因子; 采用综合指数法构 建了基于生态退化的动态评价模型; 应用最小二乘原理客观地计算出了模型中各指标的权重; 并最终在ArcGIS 9.0/Spatial Analyst 模块中生成了生态安全评价图, 使模型得以实现。结果表明 该县南部河川区生态安全要优于中部丘陵区和北部山区; 相对不安全区域占到全县总面积的 50.1%, 虽然不安全区域总体分布较为散落, 但在北部和中部相对集中; 总体生态安全评价值为 2.3, 标志着本地区的生态安全级别较低, 应引起当地政府的高度重视。另外, 采用动态评价因子, 比采用静态评价因子具有一定优势; 采用最小二乘原理计算模型中权重系数的方法比较实用和 科学, 降低了人为影响因素, 也可以避免主观判断产生的错误, 为评价模型中权重系数的确定提 供了一种新的方法和选择。     

小秦岭太峪水系沉积物重金属污染生态危害评价

以金矿开发影响的黄河二级支流太峪水系沉积物为研究对象,沿河采集16个表层沉积物样品,分层采集垂向剖面10件水库沉积物样品,测定了样品中重金属元素Hg、Pb、Cd、Cr、As、Cu和Zn的含量,采用Hakanson潜在生态指数法和Tomlinson污染负荷指数法评价重金属元素污染程度和潜在生态风险。结果表明,矿业活动是太峪水系沉积物重金属元素污染的主要因素;变异系数、富集系数和最高污染系数均反映Hg、Pb、Cd是太峪水系沉积物的特征污染重金属元素,Cr和As的质量分数接近地区背景值;太峪水系表层沉积物受到重金属元素的极强污染,山区段污染较山外更严重;整个流域的Hg、Pb、Cd具有很强的潜在生态危害,Cr、As、Zn的潜在生态危害轻微;太峪水系沉积物垂向各层沉积物都受到重金属元素的极强污染,生态问题以Hg、Pb、Cd的潜在生态危害为主,其污染和生态危害程度都高于流向上的沉积物。潜在生态危害指数评价突出了不同元素的毒性和危害程度,而污染负荷指数法侧重于样本空间上的污染程度,二者互补使用有利于实际问题的全面评价。     

多层次格网模型的近邻指数聚类生态区划算法与实验——以新疆北部地区区划为例

在综合考虑气候、植被、地貌等凶素的基础上,提出一种基于多层次格网模型的最近邻指数-模糊聚类生态区域划分算法(Nearest Neighbor Index Fuzzy clustering,NNI-FIC).该算法采用"自下而上"的方式,首先,利用离散格网单元之间的严格相似性形成区划的核心分区;然后,通过最近邻指数统计分...     

海洋生态数据库系统

随着海洋生态系统动力学的兴起,对系统观测资料的加工和数据管理显得越来越重要。海洋生态系统如此复杂,其模型的建立与验证依赖于聚集必需数据资料的能力,而资料制约着建模,所有的生态模型都需要一个强大的数据库,这是H.G.Fransz等(1991)在总结40a来北海生态建模研究时的一个结论。所以,建立特定海域的生态系统的数据库系统(简称海洋生态数据库系统)是对海洋生态系统进行数值研究的基础。另一方面,数据库已经成为各种计算机应用系统的核心部分,其技术得到惊人的发展。特别是最近世界范围的信息高速公路的兴建,又一次推动了数据库建设事业…     

基于空间分析的山地生态敏感性评价——以四川省万源市为例

以典型的秦巴山地城市万源市为例,根据山地生态系统特征,选取士地覆盖类型、高程、地质灾害、生境类型、水土流失、坡度、景观破碎度和生物多样性等8个因子,划分为极敏感、敏感、低敏感和不敏感4个等级,利用AHP确定因子权重,结合GIS空间分析技术,得到综合的生态敏感性空间分布,4个敏感级的面积比分别为8.44%、44.50%、38.31%、8.75%.根据各个因子对生态环境贡献的大小,得到了限制性敏感因子在空间上的分布.生态敏感性分析为城市规划和城市发展用地选择提供了科学依据,减小了城市发展对生态系统破坏的风险.