基于灰色关联度的平顶山市耕地面积变化与经济增长关系分析研究

依据平顶山市1988年－2012年公布的耕地面积与经济增长关系数据,选取平顶山市耕地面积,人均生产总值,第一产业在生产总值中的比重,第二产业在生产总值中的比重,第三产业在生产总值中的比重作为分析因子,将灰色关联度分析方法和综合评价模型相结合,建立灰色关联度分析模型,对平顶山市耕地面积变化与经济增长关系分析。结果显示：第三产业最为影响耕地面积的变化,第二产业次之,第一产业再次之,人均GDP最小。能为区域土地利用的长期战略和短期规划提供依据。     

佛山市土地可持续利用评价研究

基于资源合理性、经济可行性、生态安全性三个角度选取17项指标构建指标体系,通过熵值法计算各指标的权重,求取非资源合理性（ NREI）、经济可行性（ EEI）、非生态安全性（ NESI）3项综合指数,运用改进的三角模型对佛山市2004年－2011年土地可持续利用状态和趋势展开分析和评价。研究表明：佛山市土地可持续状态总体较差,并且呈现不断恶化趋势。     

食物链途径人体健康风险评估的关键内容探讨

食物是人类生存的重要保障,食品安全事关人类生命健康.食品污染始于农田耕地,还包括生产制造、包装、贮存、运输、加工等环节,每个步骤处理不当都可能发生食品安全问题.农田为食物来源的基石,是空气、水体中污染物的汇,随着城市的扩张,人类经济活动导致农田污染加剧.人类从食物中摄取污染物与经口、呼吸、皮肤的途径一样,是人体健康风险评估不可缺少的考量因素之一.我国对食品安全非常重视,2010年1月原卫生部根据《食品安全法》建立《食品安全风险监测管理规定》和《食品安全风险评估管理规定》(试行),这两份文件涵盖了从土壤到餐桌一系列的风险过程.但由于每个过程产生的原因、污染物影响机制均不同,规定离具体实际应用目标还很远.2014年环保部以保护生态环境,保障人体健康为根本,为加强污染场地环境保护监督管理,规范污染场地人体健康风险评估,发布了《污染场地风险评估技术导则》,该文建立了土壤污染造成人体健康风险评价的操作方法.然而导则考虑了经口、皮肤、呼吸及饮用地下水等9种暴露途径和评估模型,唯独缺少经食物链暴露这一重要途径的相关内容.本文以英、美两国食物链途径的场地污染风险评估为依据开展了详细探讨,深入分析了评估程序中关于土地利用方式的分类、目标人群暴露特征、污染物在食物链中传输路径、模型选取及暴露参数等内容,以期为我国制定《食物链暴露途径风险评估导则》提供一定的参考依据和指导方法.     

亚热带红壤丘陵区浅层地下水氮淋失特征研究

土壤养分累积引起的氮素(N)淋失是导致农区地下水污染的重要原因,也是农业面源污染的重要形式.本文以湖南省长沙县典型亚热带红壤丘陵流域为研究对象,通过连续定位观测,研究了林地、稻田、菜地和茶园4种代表性土地利用类型浅层(130~150 cm)地下水中N浓度的逐月动态变化特征.连续3年(2010—2013年)的观测结果表明:4种土地利用类型下浅层地下水总氮(TN)平均浓度差异显著(p0.05),其中,林地最低(0.85 mg·L-1),茶园最高(7.64 mg·L-1);从N的形态构成来看,林地、菜地和茶园浅层地下水中N形态以硝态氮(NO-3-N)为主,分别占TN的46.7%、70.2%和72.8%,而稻田浅层地下水N形态则以铵态氮(NH+4-N)为主,占TN 43.5%,表明土壤淹水条件是影响地下水N淋失形态的关键因子.地下水各形态N浓度的动态变化在不同土地利用下也迥然不同:林地地下水各形态N的含量低、变幅小,而稻田、菜地和茶园地下水N浓度变幅较大;采用单因子方法对不同土地利用下地下水的水质进行评价,结果表明:研究区浅层地下水中TN和NO-3-N无显著污染,NH+4-N污染较为严重,而综合指数法(F值法)进一步表明研究区浅层地下水污染主要出现在稻田和茶园,因此,控制稻田和茶园N肥的施用量是预防亚热带红壤丘陵区地下水N污染的关键.     

赣江流域土地利用方式对无机氮的影响

赣江无机氮是鄱阳湖氮素输入的主要来源,查明流域土地利用方式对赣江无机氮的影响对鄱阳湖的富营养化防治具有重要意义.基于2013年1月和6月对赣江干流和主要支流NO-3-N和NH+4-N的浓度测定,通过不同空间尺度和土地类型等级划分,利用相关分析和冗余分析研究土地利用方式对赣江无机氮浓度的影响.结果表明,不同空间尺度的子流域划分方式对赣江流域土地利用类型与无机氮浓度的相关性有较大影响.与NO-3-N相比,选择更小的子流域划分尺度有助于分析土地利用方式对NH+4-N浓度的影响;在温度较高、微生物活动强烈的季节,也应选择更小的子流域划分尺度研究土地利用方式对无机氮浓度的影响.一级土地利用分类下,赣江流域水田、水域对NO-3-N起"源"作用,林地、草地起"汇"作用;居民建设用地对NH+4-N起"源"作用,林地起"汇"作用.二级土地利用分类下,水田中丘陵水田是赣江NO-3-N浓度的主要来源,其次为平原水田,山区水田最小.居民建设用地中的城镇用地和其它工矿建设用地是赣江NH+4-N的主要污染来源,农村用地是NO-3-N的主要污染来源.     

基于地理加权回归模型评估土地利用对地表水质的影响

针对传统线性回归模型大多忽视空间数据局部变化特征这一缺陷,引入地理加权回归模型(GWR)用于评估土地利用对地表水质的影响,分析了不同子流域内两者关系出现空间变化的规律并阐释了原因.同时,对比了GWR模型与普通最小二乘模型(OLS)的校正R2、Akaike信息准则(AICc)及残差的空间自相关指数(Moran's I),验证了GWR模型在预测精度和处理空间自相关过程中是否优于OLS模型.结果表明,同一土地利用类型对水质的影响随空间位置的改变而发生方向或大小的变化.以温瑞塘河流域总氮(TN)与农用地的关系为例,从GWR模型局部回归系数的方向分析,两者关系表现为农村正、城区负的现象,从大小分析,旧城区TN与农用地回归系数的绝对值高于其它区域;在溶解氧(DO)与人口密度所构建的GWR模型中,两者关系在整个研究区域内均表现为负值,与OLS结果吻合,从回归系数的大小分析,人口密度对DO的作用在郊区及农村更为显著.针对此类关系出现空间变化的原因分析表明,相邻子流域土地利用百分比的改变及水体主要污染源的不同,是导致土地利用对水质作用发生变化的根本因素.最后,对比所构建的80个GWR与OLS模型校正R2、AICc指标,验证了GWR作为一种局部统计模型,其预测精度优于OLS等传统全局模型且更能反映实际空间特征.     

亚热带丘陵小流域土壤有效磷空间变异与淋失风险研究

肥料过施导致的土壤磷素累积和淋失是农业面源污染的重要方面.以湖南省长沙县金井镇脱甲河小流域(52 km2)为研究区,采用高密度布点采样、Arc GIS软件和属性相似反距离加权插值法研究了亚热带丘陵小流域表层(0~20 cm)土壤有效磷(Olsen-P)含量(以P计,下同)的空间分布特征与磷素的淋失风险.结果表明,菜地、果园、稻田和茶园土壤Olsen-P平均含量为62.0、16.1、14.4和13.7 mg·kg-1,是林地(平均含量为2.36 mg·kg-1)的5.8~26.3倍.5个土地利用类型土壤Olsen-P含量均具有高等变异水平和中等程度的空间自相关性(块基比C0/(C0+C)=50%),这与区内地形地貌、土壤母质、人工施肥等具有密切关系.根据土壤0.01 mol·L-1Ca Cl2浸提态P和Olsen-P的非线性关系可确定区内红壤和水稻土P的淋失风险临界值分别为69.97和98.40 mg·kg-1,并据此对脱甲河小流域土壤磷素淋失的风险进行了定量评价,结果表明旱地土壤具有明显较高的淋失风险,其中中等以上的比例占36.4%,而稻田土壤仅有0.2%,为中等以上淋失风险.因此,控制旱地(尤其是菜地)磷肥的投入是降低亚热带丘陵小流域土壤P淋失风险和减轻农业面源污染的关键.     

An Analysis of the Effects of Land Use and Land Cover on Flood Losses along the Gulf of Mexico Coast from 1999 to 2009

Major coastal flooding events over the last decade have led decision makers in the United States to favor structural engineering solutions as a means to protect vulnerable coastal communities from the adverse impacts of future storms. While a resistance‐based approach to flood mitigation involving large‐scale construction works may be a central component of a regional flood risk reduction strategy, it is equally important to consider the role of land use and land cover (LULC) patterns in protecting communities from floods. To date, little observational research has been conducted to quantify the effects of various LULC configurations on the amount of property damage occurring across coastal regions over time. In response, we statistically examine the impacts of LULC on observed flood damage across 2,692 watersheds bordering the Gulf of Mexico. Specifically, we analyze statistical linear regression models to isolate the influence of multiple LULC categories on over 372,000 insured flood losses claimed under the National Flood Insurance Program per year from 2001 to 2008. Results indicate that percent increase in palustrine wetlands is the equivalent to, on average, a $13,975 reduction in insured flood losses per year, per watershed. These and other results provide important insights to policy makers on how protecting specific types of LULC can help reduce adverse impacts to local communities.     

Reducing Fertilizer‐Nitrogen Losses from Rowcrop Landscapes: Insights and Implications from a Spatially Explicit Watershed Model

We present conceptual and quantitative models that predict changes in fertilizer‐derived nitrogen delivery from rowcrop landscapes caused by agricultural conservation efforts implemented to reduce nutrient inputs and transport and increase nutrient retention in the landscape. To evaluate the relative importance of changes in the sources, transport, and sinks of fertilizer‐derived nitrogen across a region, we use the spatially explicit SPAtially Referenced Regression On Watershed attributes watershed model to map the distribution, at the small watershed scale within the Upper Mississippi‐Ohio River Basin (UMORB), of: (1) fertilizer inputs; (2) nutrient attenuation during delivery of those inputs to the UMORB outlet; and (3) nitrogen export from the UMORB outlet. Comparing these spatial distributions suggests that the amount of fertilizer input and degree of nutrient attenuation are both important in determining the extent of nitrogen export. From a management perspective, this means that agricultural conservation efforts to reduce nitrogen export would benefit by: (1) expanding their focus to include activities that restore and enhance nutrient processing in these highly altered landscapes; and (2) targeting specific types of best management practices to watersheds where they will be most valuable. Doing so successfully may result in a shift in current approaches to conservation planning, outreach, and funding.     

A Modeling System to Assess Land Cover Land Use Change Effects on SAV Habitat in the Mobile Bay Estuary

Estuarine ecosystems are largely influenced by watersheds directly connected to them. In the Mobile Bay, Alabama watersheds we examined the effect of land cover and land use (LCLU) changes on discharge rate, water properties, and submerged aquatic vegetation, including freshwater macrophytes and seagrasses, throughout the estuary. LCLU scenarios from 1948, 1992, 2001, and 2030 were used to influence watershed and hydrodynamic models and evaluate the impact of LCLU change on shallow aquatic ecosystems. Overall, our modeling results found that LCLU changes increased freshwater flows into Mobile Bay altering temperature, salinity, and total suspended sediments (TSS). Increased urban land uses coupled with decreased agricultural/pasture lands reduced TSS in the water column. However, increased urbanization or agricultural/pasture land coupled with decreased forest land resulted in higher TSS concentrations. Higher sediment loads were usually strongly correlated with higher TSS levels, except in areas where a large extent of wetlands retained sediment discharged during rainfall events. The modeling results indicated improved water clarity in the shallow aquatic regions of Mississippi Sound and degraded water clarity in the Wolf Bay estuary. This integrated modeling approach will provide new knowledge and tools for coastal resource managers to manage shallow aquatic habitats that provide critical ecosystem services.