北京北运河河流生态系统健康评价

随着城市化的不断推进,北京河流生态系统面临着巨大挑战.以北京市北运河水系为例,于2015年7月对25个样点进行了野外调查,采集了浮游植物、底栖动物、水环境因子和栖息地环境质量数据.选取涵盖水生生物、水文、水质和栖息地的22个候选评价指标,采用主成分分析(principal component analysis,PCA)和相关分析进行筛选,并用熵权法确定各评价指标权重,构建了北运河河流生态系统健康评价指标体系,通过河流生态健康综合指数对其健康状况进行了评价.结果表明,北运河河流生态系统健康评价指标体系包含浮游植物Shannon-Wiener多样性指数、底栖动物Shannon-Wiener多样性指数、水温、生化需氧量、氨氮、氟化物、锌、石油类和栖息地环境质量评价指标(qualitative habitat evaluation index,QHEI)9项指标;全流域25个样点中,有12%为Ⅰ级和Ⅱ级,36%为Ⅲ级,超过50%为Ⅳ级和Ⅴ级.北运河河流生态系统的健康状况总体较差,其中,上游地区普遍较好,中下游地区相对较差,且呈现出较强的空间异质性.南沙河、清河中游、通惠河干流的健康状况普遍较差,相对较好的凉水河上游地区和温榆河支流交错镶嵌其中,形成了北运河水系复杂的河流生态系统现状.     

北京市河流生态系统健康评价

伴随经济的快速发展,人类活动对河流生态系统的胁迫日益强烈,生态系统健康状况受到严重威胁.以北京市河流水系为例,于2020年秋季至2021年夏季在区域内101个样点进行了4个季度的野外调查,选取涵盖水文、水质、水生生物和栖息环境质量的34个评价指标,采用主成分分析和相关分析进行筛选,利用熵权法确定各评价指标权重,构建北京市河流生态系统健康评价指标体系,并对其健康状况进行评价.结果表明,北京市河流生态系统健康评价指标体系包括：水温、流速、BOD₅、NH₄⁺-N、Cu、浮游植物密度、浮游动物密度、底栖动物Shannon指数和BMWP指数、鱼类Shannon指数和栖息地质量指数11项指标.北京市河流101个点位中,健康状态占比4.95%,亚健康占比23.76%,一般及以下占比71.29%.河流健康状况具有较强的空间异质性,北部和西部地区河流健康状况良好,而中部及东南地区健康状况相对较差.单项指标评价结果显示,北京市河流水质状况整体尚可,为"亚健康-一般"状态,生物和栖息地状况评价均为"一般-差"状态,但水文状况堪忧,为差状态.北京市各水系评价结果显示,潮白河水系健康状况最好,永定河、大清河和蓟运河水系健康状态一般,北运河水系健康状况最差.维持河流生态基流,保障河流水系连通性,改善和恢复河流栖息地环境是今后北京市河流进行生态修复与保护需要重点关注的方面.     

基于熵权的模糊物元模型在水环境质量评价中的应用研究

水环境质量评价是水资源规划与管理及水质水量统一量化研究的重要部分.引入模糊物元方法,结合熵权和欧氏贴近度理论,建立基于熵权的水环境质量模糊物元评价模型.利用伊通河3个监测断面的水质分析资料,选取反映地表水环境质量状况的部分评价指标,应用模糊物元模型对伊通河水环境质量进行了综合评价.研究结果显示伊通河水环境质量年均值多为Ⅴ类和劣Ⅴ类,水质污染较重且有加重趋势.实例分析表明基于熵权的模糊物元模型应用于水环境质量评价是切实可行的,具有一定的应用价值.     

岷江上游河流健康状况的表征及评价

河流健康状况评价是河流管理和河流生态系统监控的基础。本文针对水电开发程度较高的岷江上游开展河流健康状态标识及评价研究。尝试从河流结构、生态环境功能、社会服务功能3个方面袁征河流的健康状况,其中引入鱼类生物完整因子,结合岷江上游水生生态特点及国外研究现状拟定了12个指标对该因子进行表述;并采用多目标模糊评价模型,在确定岷江上游指标权重与指标标准特征值前提下,开展健康评价。评价结果表明：岷江上游由于电站的建设导致枯水期减水河段的河流动力大幅度下降;蜿蜒度以及水质状况良好;减水河段长度比及纵向连通性较差,岷江上游鱼类生物完整性属差的状态,社会环境功能指标一般。河流的综合健康状况处于较差状态,需采取一定措施对其进行生态修复以期恢复到相对健康的状态。     

海河流域河流生态系统健康评价

随着经济发展,人类活动对河流生态系统的胁迫日益强烈,生态系统健康状况受到严重威胁.本研究以海河流域2010年73个采样点的水质、营养盐和底栖动物指标为例,采用指标体系法,从化学完整性和生物完整性两方面评价了流域内河流生态系统健康.结果表明,海河流域河流生态系统健康状况整体较差,有72.6%的样点处于"极差"健康状态,同时表现出明显的地区集聚效应;河流水质与人类活动强度密切相关;海河流域水体富营养化趋势明显;流域内底栖动物多样性低,清洁物种较少.氨氮、总氮、总磷等营养盐指标是影响河流生态系统健康的关键因子,应从控制上述指标入手,遏制海河流域河流生态系统健康恶化.对于河流生态系统健康评价,多因子的综合评价法优于单因子评价法.     

基于物元分析法的河流水环境质量评价

由物元分析理论导出了水环境质量评价的新模型,将水质标准、评价指标及其特征值作为物元,通过对评价级别和实测数据归一化后,得到模型的经典域、节域、权系数及关联度,建立了水质评价的物元模型,并以某河流水环境质量为例,选取具有代表性的BOD5、CODCr NH3-N、石油类、粪大肠茵群五项指标为待评物元,取I至V类水质标准对应的取值范围构造经典域物元矩阵,按照污染贡献率法确定各特征（评价因子）的权重,应用建立的水质评价物元模型计算出关联度0．14,得出该河流水环境质量属于Ⅱ级。实例研究表明,运用物元模型评价水环境质量,评价结果符合客观实际,具有较好的实用性。     

香溪河流域水生态系统健康评价

随着人们环境保护意识的增强,河湖生态保护与修复成为社会关注的热点问题,科学的生态健康诊断则是有效进行河湖治理的前提.香溪河作为三峡水库典型支流,探究其水生态系统健康对于长江生态保护具有十分重要的意义.通过收集整理香溪河干支流的生物与生境数据,构建了涵盖水环境、水生生物、物理栖息地三方面共16项指标的水生态系统健康评价指标体系,综合运用专家判断法和熵权法确定评价因子权重,采用河流健康指数（RHI）表征香溪河流域水生态系统健康状况.结果表明:①2017年三峡水库蓄水期香溪河流域水生态系统整体健康水平为良好,优和良等级占比分别为12.5%和79.2%.②健康状况呈现出支流优于干流、非回水区优于回水区的空间分布特点,具体表现为支流南阳河>支流古夫河>支流高岚河>香溪河干流.干流水环境问题相对突出,而支流的河流连通性相对较差.③库湾健康状况的年内变化特征为冬季最好,春秋季次之,夏季最差.研究显示,该评价体系能准确地评估香溪河流域水生态健康状况,同时需重视三峡水库支流库湾的水环境治理.      

安徽铜陵地区河流生态系统健康的多指标评价

根据安徽铜陵地区河流2010年水生态调查数据,构建了涵盖上覆水体、沉积物、水生生物和河流物理栖息地质量等要素的河流生态系统健康评价的候选指标体系.采用主成分分析与相关性分析方法进行指标筛选,构成河流健康综合评价指标体系,以基于方差赋权的综合指数法作为评价方法,评判多指标下的河流健康等级状况.结果表明,铜陵地区河流生态系统的60个采样点中仅2个达到“健康”等级,16个达到“亚健康”等级,33个为“较差”等级,剩余9个为“疾病”等级,铜陵地区河流生态系统退化较为严重.矿山开采活动、农业面源污染和生活污水排放是导致铜陵地区河流生态系统健康恶化的主要原因.     

基于支持向量机的湖泊生态系统健康评价研究

利用支持向量机在处理分类问题、小样本问题和泛化推广方面的优势,构建了基于支持向量机的湖泊生态系统健康评价模型.同时,对广州市最大的人工湖——白云湖的水质及生物群落情况进行了监测,最后运用该模型对白云湖生态系统健康状况进行了评价.评价结果表明,白云湖生态系统处于病态状态,不能达到其净化水质的设计作用.建议从提高进水水质、实施湖区截污和丰富生物量3方面改善白云湖生态系统健康水平.与传统熵权综合健康指数法和熵权模糊综合评价法相比,所建模型更加客观、科学地评价了湖泊生态系统健康状况,能够为湖泊生态系统健康管理提供一定依据,具有广阔的应用前景.     

河流健康状况诊断指标和标准

基于反映河流自然和社会双重属性的健康内涵,构建了河流健康状况诊断指标体系,包括河流形态结构、河流社会经济功能、河流生态功能3个一级指标和18个二级指标。选用多目标多层次模糊模型诊断河流健康状况,提出了河流健康诊断指标的标准特征值,给出了指标权重确定方法。以东江为例,确定指标权重和指标值,诊断河流健康状况,结果表明,东江健康状况处于良好的下缘,形态结构改变是影响其健康的主要原因,在此基础上提出了河流修复建议。     

基于熵权的西安市大气环境质量模糊综合评价

针对传统方法在评价大气环境质量中存在评价因素单一,不能反映多种污染物对大气环境的综合影响等缺点,文章运用模糊综合评价理论并结合熵值赋权法,选取SO2、NO2、PM10三个污染因子为评价参数,参照国家大气环境质量标准,通过计算污染因子权重分配系数和隶属度,对2006年、2010年西安市区及其不同功能区的大气环境质量作出客观综合评价并加以对比。评价结果表明:2010年西安市区大气环境质量符合国家Ⅱ级标准,较2006年无明显改善且有潜在污染加剧的趋势;西安市内交通区、工业区的大气环境质量劣于全市平均水平,是该市大气环境治理的重点区域;PM10为西安市区最主要污染因子,在全市污染影响普遍,但近年NO2污染呈现的上升趋势也应引起警惕。     

基于模糊物元模型的西苕溪流域生态系统健康评价

本文借助RS/GIS技术,结合遥感影像数据、环境监测数据和社会经济数据,运用模糊物元模型,从水域、水陆交错带和陆域子系统选取21项评价指标,建立了流域生态系统健康综合评价指标体系,对西苕溪流域生态系统健康状况的空间分布规律和限制性因子进行了探讨.研究结果表明,西苕溪流域生态系统健康整体呈现出优良状态,其中,生态系统健康优秀地区面积占68.2%,良好地区面积占31.8%,能够正常发挥流域服务功能,维持生态系统可持续发展.西苕溪流域生态系统健康在空间分布上呈现出上游好、下游差的局面.在各子系统健康评价中,水域生态系统优于陆域生态系统,水陆交错带生态系统最差.底栖动物完整性遭受破坏、湿地退化、人为干扰活动、水源涵养功能减弱、点源和面源污染负荷较重是限制西苕溪流域部分评价单元生态系统健康的重要因素.     

基于模糊权物元分析模型的湖泊富营养化评价

运用模糊权重,结合层次分析法和物元分析法,试图构建模糊权物元分析模型。该模型不仅继承了经典物元分析的优点,同时充分考虑了权重的不确定性。按照中国湖泊富营养化评价标准,把湖泊水体富营养化程度划分为6个等级,选取Chl-a、TP、TN、CODMn和SD等5个指标为评价指标,应用该模型对东昌湖富营养化进行了评价,结果表明:所监测的3个湖区均为富营养化等级,其中又以西北湖区最严重,西南湖区次之,东南湖区相对较好。研究结果与实际相符,说明了此方法具有良好的可靠性,可适用于湖泊富营养化的综合评价。     

基于边际模型的城镇化进程污染效应极限及演化趋势研究

探索城镇化演进的边际污染效应极限,对指导城镇化健康、可持续发展具有重要意义。论文以安徽省为例,选取工业废水等8项指标,采用熵权赋值法,对污染综合指数进行了评价;运用LMDI分解模型,对城镇化进程引致的污染效应进行了测算;基于经济学边际理论,构建了城镇化进程边际污染效应变化率模型,通过最佳拟合优度曲线估算及曲线拐点求导判别方法,对城镇化进程边际污染效应极限及演化趋势进行了测度,结果表明：1）污染综合指数由2000年的0.153 0上升至2012年的0.645 3;2）城镇化进程边际污染效应由2001年的0.006 3增至2012年的0.012 5,两者呈同向增长态势;3）2020年城镇化进程累计边际污染效应将达0.379;4）城镇化进程边际污染效应变化率曲线呈正N型,第一极值点出现于2004—2005年,第二极值点出现于2013年,目前,城镇化进程边际污染效应处于第二极值点右侧上升通道。论文基于城市发展理论对研究结果进行了机理解析,并从依靠科技创新、实现城镇化发展方式由要素驱动向创新驱动转变等4个方面提出了政策建议。     

基于熵值法和GM(1,1)模型的重庆城市生态系统健康评价

应用信息熵值反映数据本身的效用值来计算指标权重系数,建立熵权综合评价模型,对重庆城市生态系统健康进行了评价.根据评价结果和灰理论数学建模特点,建立GM(1,1)灰色预测模型,对重庆市生态系统健康进行了动态预测分析.结果表明:2005~2009年期间,重庆城市生态系统健康总体水平良好,其中各要素指数评价大小依次是活力指数、恢复力指数、组织结构指数、服务功能指数、人群生活指数;2010~2015年期间,重庆城市生态系统健康综合评价值将以e0.1268的增速保持良好发展态势.此外,建立以熵权综合评价为基础的GM(1,1)灰色预测模型对城市生态系统健康进行评价,能够得出更客观、更全面的评价结果.     

基于熵权法的集对分析模型在青岛市崂山区海水入侵现状评价中的应用

传统海水入侵现状评价中单指标评价法指标存在随机性和不确定性等问题,论文将熵权理论和集对分析模型相结合,以青岛市崂山区海水入侵实测点为例进行研究。基于咸、淡水中的重要特征成分的显著差异,选取了Cl-,M,SO₄2-,γCl-/γHCO₃-,SAR五项化学特征指标作为评价指标。研究结果表明崂山区海水入侵主要分布于江家土寨东-浦里社区北入侵段,王哥庄-港西-港东入侵段、仰口湾入侵段、登瀛村-栲栳岛入侵段。该评价结果与单指标（Cl-）评价法反映的海水入侵现状具有一致性,比单指标评价法具有优势,可见基于熵权法的集对分析模型合理可靠,评价结果较为准确。     

模糊评价模型的改进及其在水质评价中的应用

通过将熵值赋权与模糊评价模型相结合，建立一种新的综合评价模型——熵权模糊评价模型，其运用熵值来确定权重系数，避免了传统评价模型主观赋权的局限性，并应用这种新方法对闽江的魁岐等4个断面进行水质评价。     

基于熵权的扬州市生态环境质量模糊综合评价研究

为研究扬州市近几年的生态环境质量变化趋势,文章从自然、经济、社会的角度,建立生态环境质量评价指标体系,采用熵权法赋权、模糊综合评价法建立评价模型,对2007年-2011年的扬州市生态质量现状进行分析。结果表明：扬州市生态环境质量综合评价等级值由3.360 8增长到4.738 7,呈逐年上升的趋势。生态环境质量等级也由＂一般＂变为＂良好＂,总体属于中等偏上的水平。通过基于熵权的模糊综合评价法得到了比较切合实际的结果,可以为其他城市生态环境质量评价提供一定的参考。     

大气环境质量综合评价的物元分析法

根据物元分析基本理论 ,给出了大气环境质量综合评价的物元分析法。实例分析表明 ,其结果与灰关联分析方法、模糊综合评判方法、污染损失率法和变权识别模型的评价结果相一致。物元分析法是一种解决不相容问题的简便、有效的评价方法     

模糊物元法综合评价福州市大气环境质量

大气环境质量的综合评价是城市环境质量考核的重要内容,鉴于大气环境质量评价中客观存在的不确定性和模糊性,将熵值理论与模糊物元分析法相结合应用于大气环境质量综合评价中,可有效解决这种不确定性和模糊性。应用该模型对福州市的大气环境质量进行综合评价,将评价结果与属性识别理论模型的评价结果相比较,二者基本吻合,结果证明该方法可行。