基于熵权法的安徽省湿地重要性评估

湿地重要性评估是湿地生态系统功能有效管理的基础性工作,湿地功能要素的识别是科学、客观地评估湿地的保护价值及其重要性的前提条件,同时是识别湿地保护地空缺,加强湿地保护规划的重要基础.结合安徽省湿地特点,采用熵权法从湿地的必要性、稀有性、及其调节功能、资源功能等9个方面选取22个指标,构建了安徽省湿地重要性评估指标体系,对安徽省湿地斑块进行生态保护价值重要性评估,并根据自然断裂法,将安徽省湿地划分为极重要、高度重要、较重要和一般重要湿地,同时利用主成分分析法对湿地重要性的影响因素进行分析.结果 表明:安徽省湿地重要性评估分值在0.9741～6.5588之间,其中极重要湿地(4.0271～6.5588)居多,主要分布在长江、淮河流域,面积约50.30万hm2,占研究区域湿地面积的48.29％,高度重要湿地(2.4049～4.0270)约13.25万hm2,较重要湿地(1.4351～2.4048)面积约18.17万hm2,一般重要湿地(0.9741～1.4350)约22.40万hm2,零星分布于全省;湿地鸟类资源、国家重点保护物种数、水资源、水质以及湿地的自然性等是安徽省湿地重要性的主要影响因素.建立的评估指标体系和评估结果为安徽省湿地的保护价值定位、优先建立建设和等级划分管理提供理论依据.     

基于探索性数据分析的汉丰湖富营养化驱动因子研究

为了探究汉丰湖富营养化驱动因子和营养状况，基于2014年水质监测数据，应用探索性数据分析方法初步研究了汉丰湖水动力条件与环境因子的相关性、水质主成分、相关环境因子熵权和营养健康指数。回归分析结果表明：水位与透明度呈正相关，流量与DO呈负相关，与流速呈负相关的因子为Chla、CODMn、NH+4-N和DTP；主成分分析提取的3个主成分分别反映了营养盐、有机污染以及藻类信息；DO、TN和TP的熵权表明汉丰湖水体的富营养状况受制于耗氧有机污染和氮、磷营养盐；营养健康指数S1>S3>S6（湖心）>S7（湖尾）>S5（湖首）>S4>S2。汉丰湖水体营养状况介于中营养到轻富营养，其中南河营养状态较高，湖心营养程度高于湖首和湖尾。减少有机污染物、营养盐的输入和改善局部水域的水动力条件可抑制藻类生长，有利于防治富营养化。 关键词： 探索性数据分析；汉丰湖；富营养化；驱动因子；水动力条件；主成分；熵权；营养健康指数     

近15a江苏省水源涵养功能时空变化与影响因素探析

定量评估生态系统服务功能是合理利用自然资源、促进人地关系与可持续发展的基础。以江苏省为研究区，基于InVEST模型产水模块，定量分析了江苏省2000~2015年产水功能和水源涵养功能的时空变化特征，并采用回归分析和主成分分析法评估了水源涵养功能与社会经济要素之间的关系。结果表明：（1）江苏省多年平均产水量为571×108 m³/a，水源涵养总量78.39×108 m³/a；（2）2000~2010年江苏省水源涵养功能呈下降趋势，2010~2015年有所回升，考虑到降水因素，江苏省实际水源涵养功能持续降低；（3）土地利用变化使15a来水源涵养功能下降15.2×108 m³，降低幅度为16.9%；（4）流域尺度上水源涵养功能与江苏社会经济因素相关关系不显著。研究结果可以为土地利用优化、流域水资源管理提供科学参考和支持。     

基于最小累积阻力模型(MCR)和空间主成分分析法(SPCA)的沛县北部生态安全格局构建研究

沛县北部因采煤导致地形、地貌和地类变化,直接影响了整个区域的生态安全,因此需要在区域生态安全状况评价的基础上构建生态安全格局。该研究以沛县北部地区为研究对象,选取高程、坡度、土地覆盖类型、植被覆盖、距水体的距离、距道路的距离、距矿点的距离、距居民点的距离8个指标,采用空间主成分分析法(SPCA)评价研究区生态安全状况,并利用最小累积阻力模型(MCR)建立生态阻力面,借助GIS空间分析技术提取生态廊道和生态节点,从而构建研究区的生态安全格局。结果表明研究区生态安全水平不高,中度安全水平的面积为447.53 km~2,占研究区总面积的44.53%;较低安全水平的面积为344.58 km~2,占研究区总面积的34.28%;识别的31条潜在生态廊道、31个一类生态节点和20个二类生态节点与生态源地一起构成了研究区的生态安全格局,为沛县北部的生态规划和生态可持续发展提供了有效参考。     

太原汾河景区跨桥断面水体污染的时空变化模式研究

选取太原汾河景区跨桥断面8个监测点,在2012年3月—2013年10月期间对河流8项水质参数进行监测,并结合派生的水体综合污染指数及主成分分析方法分析和评价景区水污染时空变化特征。结果表明,景区水质污染变化时空差异明显,上游污染相对较小,下游污染较重;春季溶解氧和p H值变化幅度最大,夏季除总氮和氨氮外,其他各污染物均有显著变化特征,秋季则以氨氮、总氮和总磷变化最为显著。主成分分析结果显示,虽然各监测点水体污染的关键影响因子不同,但总磷是太原市河流水体污染的共同解释因子。     

湘江干流水环境质量演变特征及其关键因素定量识别

为科学有效地保护湘江流域水环境，定量识别湘江干流主要水质指标的驱动因素，该研究基于1990~2016年水质监测数据及沿岸永州 长沙五市社会经济发展指标，采用Mann-Kendall检验法分析湘江干流水环境演变趋势，通过逐步回归分析确定各地区各水质指标主要驱动因素。结果表明：湘江干流COD_Mn、Cd、As整体呈下降趋势，上游BOD₅呈下降趋势，上中游NH₃-N呈上升趋势，中游衡阳、株洲市重金属Cr⁶⁺呈上升趋势，衡阳市TP呈上升趋势，中下游BOD₅呈上升趋势；定量追溯各水质指标影响因素得出工业污染是湘江干流重金属As、Cr⁶⁺、Cd主要驱动因素，永衡株潭地区NH₃-N，衡阳市BOD₅、COD_Mn、TP及衡株潭地区BOD₅均以农业污染影响为主；发现产业结构调整对干流水环境有显著影响，建议在流域产业结构调整过程中加强转型升级。     

洪泽湖水体富营养化时空分布特征与影响因素分析

通过2014年—2017年对洪泽湖12个水质断面定期调查,采用营养状态指数(TLI)综合评价其水体富营养状态,同时应用主成分分析方法(PCA)分析其富营养化状态的时空变化特征。结果表明,洪泽湖70%以上的调查断面水质全年处于轻度富营养化状态,夏季是其富营养化最严重的季节;洪泽湖年内水体水质差异较大,而其水华特征并未呈现明显差异;洪泽湖富营养化很大程度上受制于营养盐的积累程度,并与湖泊透明度呈现极显著的负相关关系(p0.001),与湖水pH值呈现极显著的正相关关系。     

五台山地区生态脆弱性评价及其时空变化

以五台山地区为研究区,基于生态敏感性-生态恢复力-生态压力度模型,较为全面地选取11个指标构建五台山地区生态脆弱性评价指标体系,以GIS技术为支撑,应用空间主成分分析、重心迁移、差异性分析等方法,对五台山地区2000、2005、2010、2015年4期的生态脆弱性进行评价,并进一步分析其时空变化、重心迁移及差异性特征。结果表明:(1)五台山地区2000—2015年生态脆弱性指数的均值为4.83,整体处于中度脆弱状态,各等级所占的面积虽处于波动状态,但仍以轻度和中度脆弱性为主,重度脆弱区域分布在北部和东北部地区;(2)2000—2015年生态脆弱指数的重心均落在繁峙县境内,且变化幅度较小;(3)2000—2015年3个县级行政区均属于中度脆弱性状态,从高到低依次为繁峙县、五台县和代县;(4)不同土地利用类型的生态脆弱性差异显著。耕地、未利用地和城乡建设用地的生态脆弱性总体水平偏高,处于中度脆弱状态;而林地和草地的生态脆弱性较低,处于轻度脆弱状态。对该地区的生态脆弱性进行定量研究,不仅能正确认识该地区生态脆弱的程度,而且能掌握其空间分布差异,从而进一步对生态脆弱区进行治理,促进资源的有效利用和生态系统的可持续发展。     

临安区不同功能区道路降雨径流重金属污染特征及源解析

于2017—2018年对临安区不同功能区的道路进行道路降雨径流采样,分析降雨量、季节变化和街尘对临安区道路降雨径流重金属污染特征的影响,并运用主成分分析法进行重金属源解析。结果表明,临安区道路降雨径流污染较严重;降雨强度越大,重金属浓度下降更快且末期浓度更低;道路降雨径流中Cu呈现春夏季大于秋冬季,Zn、Cr呈现秋冬季大于春夏季,Pb、Ni呈现冬春季大于夏秋季的季节变化趋势;临安区街尘与道路降雨径流重金属污染存在一定的相关性;主成分分析表明重金属污染源主要为以电线电缆为主的工业活动和汽车损耗。