各等级道路网对纵向岭谷区景观结构健康的影响

景观健康是近年来景观生态学与生态系统健康学相互交叉、相互耦合的一个新的研究领域.从景观结构角度,利用缓冲区、情景对比和景观指数等分析方法,研究了各等级道路对我国西南纵向岭谷区景观结构健康的影响.研究结果表明,我国西南纵向岭谷区道路影响生态系统的面积占区域面积比例的5.42%,低等级道路对生态系统的面积和景观破碎化影响较显著,而对耕地和建设用地的影响弱于高等级道路;由于道路对生态系统变化的驱动作用,使耕地和建设用地在道路影响域的面积比例高于其在全区的比例.随着道路网的扩展,景观结构健康指数从不考虑道路对生态系统影响下的0.42下降至考虑所有道路对生态系统影响下的0.24,从一般状态下降到亚健康状态,景观结构健康随着道路网密度的增加,其下降幅度较大.纵向岭谷区具有特殊的地理环境与生态系统,研究道路对该区的景观结构健康的影响,具有理论与现实意义.     

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.     

近20年渔子溪流域土地利用变化的环境影响

采用渔子溪流域1986、1994及2002年的遥感影像资料,对流域土地利用变化导致的生态系统服务价值及景观格局指数的变化进行了定量分析.结果表明,在1986～2002年间,流域土地利用变化导致其总体生态系统服务功能增加了0.42%,其中产品供给功能、生态调节功能、生命系统支持功能、文化娱乐功能的相对变化率分别为1.15%、0.36%、0.16%和-0.94%,它们对总体生态系统服务功能变化的贡献率分别为62.95%、46.82%、6.33%和-16.1%.从景观格局变化来看,渔子溪流域的斑块密度指数在1986-2002年间从0.0016减小到0.0013,而景观破碎度指数从0.00307增大到0.00474,表明渔子溪流域的景观粒度减小而景观破碎化的程度提高.研究结果还表明,流域不同土地利用类型景观破碎度的变化趋势并不一致,其中耕地、疏林地、高覆盖度草地、低覆盖度草地和居民建设用地的破碎度指数有所增加,而有林地、灌木林、中覆盖度草地和永久性冰雪覆盖的破碎度指数有所下降,这主要是由于一些零散分布的灌木林被开垦为耕地或转变为居民建设用地及气候变暖使得部分永久性冰雪覆盖转变为中覆盖度草地等原因造成的.     

基于分形理论的矿区生态系统稳定性评价

引入非线性理论对矿区生态系统的稳定性进行研究.通过相空间重构的方法确定各混沌吸引子的关联维数,对矿区生态系统的稳定性进行评价.研究表明:焦作矿区矿产资源保有指数、矿产资源回收指数和矿产资源综合利用指数3个指标的分维值都较小,说明自然资源支持度的脆弱性是造成矿区生态系统不稳定性的主要原因.     

乡村路网对三峡库区社区水平森林结构的影响

道路作为人为扰动介质被认为是短时空尺度森林景观演化或用途转换的主要驱动力之一,体现为明显的“通道-阻隔”效应。论文以重庆市石柱县西沱镇为例,以3期遥感影像和调研数据为基础,利用ArcGIS的缓冲叠加功能,基于路网动态变化角度,从类型、林龄、起源等主要森林结构方面分析路网变化对森林结构变化的影响。结果表明：1）研究区道路数量先增加后减少,道路质量以等外公路和村级公路的改善为主。2）道路对森林景观干扰性明显。森林从类型、起源、林龄三方面在道路缓冲区内的破碎度均高于非缓冲区内的破碎度。1992—2002年及2002—2014年两个时期相比,前一时期其他灌木林、幼龄林以及萌生林大幅减少,基本表现为道路缓冲区内减少量大于非缓冲区内减少量。后一时期乔木林、中龄林以及萌生林有所增加,其他灌木林和成熟林轻微减少,其中,乔木林在道路缓冲区内增加量大于非缓冲区内增加量,中龄林及萌生林则表现为道路缓冲区内增加量弱于非缓冲区内增加量。3）道路影响域范围内,在无政策性干预条件下,道路的增加和质量的提高很大程度上导致森林景观的退化,低级路段的消失则有助于森林景观的恢复。     

基于地统计武汉市的土壤铅含量与道路网相关性

道路交通是土壤重金属铅的重要来源之一,准确分析其与土壤铅含量的关系有利于进行科学的土壤铅污染风险评估和管理。以武汉市主城区为研究区,实地采样得到300份土壤铅含量,基于地统计分析其与道路网的关联性,研究发现武汉市主城区铅含量存在空间集聚性,Moran's I指数为0.23。不同类型道路周边土壤铅含量存在较大差异,铁路附近铅含量最高,主干道次之,然后是次干道,高速公路附近铅含量最低。铅含量与道路网密度表现出较高的相关性,相关系数R~2为0.51;Moran's I指数为0.27,表明武汉市道路网与铅含量存在空间自相关性。     

不同等级道路对玛纳斯河流域土地利用与景观格局的影响

为揭示不同等级道路对干旱半干旱地区土地利用与景观格局变化的作用过程与机制,以玛纳斯河流域为例,选取1976年玛纳斯河流域不同等级道路为研究对象,基于1976年和2015年两期土地利用分类数据,利用缓冲区分析方法结合土地利用动态度、土地利用程度综合指数以及景观指数,分析近40年间各等级道路缓冲区及缓冲区梯度上土地利用与景观格局的变化规律。结果表明：（1）近40年来玛纳斯河流域各等级道路对流域土地利用变化影响显著且存在梯度效应,即距离道路越远,受各等级道路的扰动就越小;（2）各等级道路对周边整体土地利用变化的影响程度依次为：高速公路与国道>省道与专用道路>县道与乡道;（3）高速公路与国道、省道与专用道路、县道与乡道分别对其缓冲区范围内林地、水域和建设用地的土地利用变化影响最大;（4）近40年来各等级道路不同缓冲区范围内景观破碎度和异质性均有所增加,而景观蔓延度却有所降低;（5）高速公路与国道、省道与专用道路、县道与乡道分别对其两侧3600 m、600 m和300 m范围内景观的切割作用最为强烈,且距离道路越远景观形状受道路的干扰越小,景观形状越趋于规整。     

基于GIS的港口总体规划景观生态学分析

以营口港为例,基于GIS的港口总体规划景观结构分析,结合景观生态学指数,分析了港口地区景观结构在规划实施前后的特征及其变化,并探讨了港区景观结构变化对海岸带生态过程可能产生的影响.结果显示,营口港规划的实施将不会从根本上改变当地海岸带生态系统的景观特性,但仍可能产生一定的影响,主要表现为人工类型斑块面积及其所占比例将有较大幅度的增长,人工类型斑块的破碎度指数略有下降,其分布将更趋于一体化.研究还表明,在GIS的支持下,进行港口总体规划的景观结构分析完全可行,有助于分析港口建设所可能产生的景观生态学效应,值得进一步研究和探讨.      

滇缅国际通道沿线紫茎泽兰(Eupatorium adenophorum)的分布规律及其与环境因子的关系

为探讨道路工程建设与环境因子对紫茎泽兰入侵的生态效应,在滇缅国际通道沿线选取34个样点采集了107个样方,分析了通道沿线紫茎泽兰的分布规律.研究结果表明,①公路所在路段、公路类型、公路建设年限、公路工程用地类型及样点与公路的距离等道路因子显著影响紫茎泽兰的存在度(p＜0.01或P＜0.05),但这些因子不影响紫茎泽兰的丰富度(p＞O.05);工程用地类型及离公路的远近显著影响紫茎泽兰的优势度(p＜0.05).②大理-丽江段紫茎泽兰的存在度明显低于保山-大理、芒市一保山和瑞丽.芒段(p＜0.05),省道沿线紫茎泽兰的存在度明显低于高速公路、国道和乡村公路(P＜0.05);弃土场和高架桥用地的紫茎泽兰存在度和优势度明显高于其它工程用地类型(p＜0.05);紫茎泽兰的优势度随着与公路垂直距离的增加而明显下降(p＜0.05).③紫茎泽兰的分布受经度、纬度的限制,但与海拔高度、坡度、坡向等地形因子无关;土壤有机质、全氮和总磷与紫茎泽兰的存在度呈显著负相关关系(p＜0.01),表明紫茎泽兰容易在贫瘠的土壤环境中生存和扩展.④植被类型与紫茎泽兰的丰富度和优势度存在显著相关关系(p＜0.01).迹地次生灌丛或草地、弃土场荒地等受人类干扰较大的植被或生态系统容易受到紫茎泽兰入侵的影响;灌木盖度与紫茎泽兰的丰富度和优势度存在显著负相关关系,自然灌丛覆盖较好的植物群落能够较好地抑制紫茎泽兰的入侵和扩展.     

新疆鸟类和哺乳动物物种丰富度空间异质性及其多尺度效应

基于新疆维吾尔自治区鸟类和哺乳动10km×10km物种空间分布数据及1km×1km土地利用数据,引入NDVI、海拔和地理纬度等辅助数据,分别对物种和土地利用数据进行尺度变换,计算分析了1~10km尺度下的景观指数,并进一步在生态系统层面进行尺度效应研究,以探究表征物种多样性空间异质性的合理尺度.结果表明：新疆总体的景观类型较为丰富,北疆的景观丰富度和破碎度都相对高于南疆,并且各类型斑块分布不均匀,景观中存在具有优势度的斑块.鸟类在聚落、水体和湿地生态系统中的尺度效应明显,而哺乳动物的尺度效应在农田、森林生态系统比较显著.7~10km尺度下,聚落景观面积越小,分割度越高,水体景观越破碎,越离散,形状越复杂,鸟类丰富度越高.农田和森林生态系统的景观特征对哺乳动物丰富度具有较高的参考价值.7~10km下,农田斑块越离散、形状越复杂,哺乳动物物种丰富度越低;4km尺度下,森林景观斑块形状越复杂、连接度越高,哺乳动物物种越丰富.     

基于能值分析的大坝生态效应评价——以尼尔基大坝为例

能值分析可提供客观真实的统一量化平台,在自然、经济系统整合分析方面具有显著优越性.将能值分析方法引入大坝生态效应评价,提出基于能值分析的大坝生态效应评价概念框架,绘制库区生态系统能值流图,构建包括生态系统运行效率、生态系统组织结构、生态系统功能维持和生态系统环境安全4方面共9个指标的能值综合评价指标体系.对尼尔基大坝建设前后库区生态系统变化进行对比性评价,结果表明,生态系统的运行效率、功能维持能力有较大提升,组织结构出现不平衡,环境负荷较高,可持续发展能力受损,需减少因流域水土流失与塌岸导致的库区泥沙淤积,以控制不可更新资源能值输入.     

区域城市生态环境适宜度比较方法研究

根据城市生态系统的性质,提出利用同向因子合成分析和模糊最大树方法,量化分析区域内城市之间生态适宜的同质性和异质性;并以珠江三角６洲地区城市群为算例,计算了城市生态环境适宜度的合成因子得分值和模糊子树集。结果表明,利用该方法得出的结论合理,具有较好的适用价值。     

能值理论在生态系统稳定性研究中的应用

通过对生态系统稳定研究的回顾,分析了争论的根源,从而提出划分2种稳定性的分析角度,并利用能值理论较为准确、量化的度量了生态系统第二类稳定性.     

水中高锰酸盐指数测定不确定度的评定

合理评定测量结果的不确定度是分析实验室必须重视的问题。通过酸性高锰酸钾氧化法测定水中高锰酸盐指数的实例,确立高锰酸盐指数测量的不确定度数学模型。讨论了高锰酸盐指数测定值不确定度的各种因素,对各不确定度分量进行分析和量化,求得其扩展不确定度。结果表明,影响其测量不确定度的主要因素是测量熏复性。在高锰酸盐指数值为4.17 mg/L的水样测定中,扩展不确定度为0.08 mg/L。     

基于信息熵的城市生态系统演化分析

基于耗散结构理论和城市复合生态系统理论,构建了城市生态系统演化分析的指标体系,建立了评估城市生态系统演化的量化模型,采用基于信息熵的分析方法,可获得城市生态系统演化评估的年份信息熵和指标信息熵：采用年份信息熵计算城市系统的支持型输入熵、压力型输出压力熵、氧化型代谢熵和还原型代谢熵,分析系统的有序以及复杂性;采用指标信息熵可确定各个指标的权重,再结合各个指标的归一化值,得到综合评估得分值,作为评估城市可持续发展水平的指数值,确定系统的发展度和协调度。以宁波市为例,应用量化模型纵向评价了1996--2003年城市可持续发展进程．评价结果表明：宁波城市生态系统的健康、有序水平不断提高,协调能力不断增强,系统活力有待改善．1996--2003年,宁波城市生态系统的熵流、熵产生、总熵均呈现出下降趋势,城市发展目标逐渐明确、有序度不断增强;宁波城市生态系统熵流的发展度和协调度不断提高,表现为由较强的社会经济压力向较强的自然生态支持力转变;宁波城市生态系统熵产生的发展度呈先增后减的趋势,表明城市系统代谢功能不稳定,其协调度呈现出振荡趋势,经历了氧化型代谢→还原型代谢→氧化型代谢的转变。     

不同模式预测公路交通噪声的区别研究

文章在详细介绍常见公路交通噪声预测模式区别的同时,进行了不同公路项目的设定,对高速公路、一级公路、二级公路、三级公路、四级公路项目分别采用了上述预测模式进行预测,通过不同预测模式下不同公路项目交通噪声的对比、分析,得出"对于一般公路项目,适合在对车速、车型比等参数进行合理校核的基础上,采用HJ/T 2.4-2009中推荐模式进行预测;其它项目,适合通过类比同类项目的交通噪声影响的方法进行预测"的结论。由于本文采用的模式均为行业内认可的模式,其预测结果及表现特点有助于准确地反映和预测公路交通噪声。     

基于信息熵和GM(1,1)的上海市城市生态系统演化分析与灰色预测

城市生态系统是典型的"自然-社会-经济系统",城市的可持续发展依托于城市生态系统结构和功能的不断协调与完善.新一轮"城市化"进程中,城市生态系统将面临生态用地减少、环境衰退等诸多挑战,生态环境和经济发展之间的矛盾可能日益突出.因此,把握城市生态系统的演化方向,对于促进城市可持续发展和生态文明建设意义重大.本研究以"国际化大都市"上海市为研究对象,运用"耗散结构理论"和"信息熵"分析模型,构建包括支持型输入熵、压力型输出熵、氧化型代谢熵、还原型代谢熵4方面的"上海市城市生态系统演化指标体系",以统计资料和政府公报为数据来源,对上海市2003—2013年的城市生态系统演化进行了熵变分析;基于集成层次分析法(AHP)和熵权法(EVM)"综合赋权"的"综合发展度"和"协调发展度"模型对城市生态系统可持续发展状况进行了评价;采用"相关分析法"对城市生态系统熵变与可持续发展协同演化过程进行量化分析;并引入GM(1,1)灰色预测模型对上海市城市生态系统(2014—2020)年的演化趋势和方向做出了预测.研究得出以下结论:12003—2013年,上海市城市生态系统"熵流、熵产生和总熵变",均整体呈波动下降趋势.上海市城市生态系统有序度不断提高,总体朝健康态势发展.22003—2013年,上海市城市生态系统总体可持续发展态势良好,不断向健康可持续方向演进;环境与经济整体效益不断提高,但环境与经济发展之间的协调能力近年来有所下降.3上海市城市生态系统(2014—2020)期间的演化趋势预测:城市生态系统整体继续向健康、有序方向演进.城市生态系统可持续发展整体保持协调发展态势,但未来发展协调度可能从"初级协调"衰退为"勉强协调".最后,基于指标"熵权"和熵变时序提出了上海市城市生态系统的针对性优化措施:积极扶持城市生态农业发展,扩大进出口贸易规模,促进娱乐教育文化服务产业增长;进一步提高居民生态环保意识,提倡低碳生活;加强工业"三废"的达标排放,提高资源利用率,巩固城市绿化率,加大环保投资规模.本研究旨在为上海市城市生态系统健康可持续发展和优化调控提供一定的科学参考.     

大沽河口湿地生态系统健康评价

利用压力-状态-响应 (PSR)模型,根据湿地生态系统的特点,建立了包含压力、状态、响应3大类共11个指标的生态系统健康评价指标体系.以遥感数据及统计监测数据为基础,对大沽河口湿地区进行单因子和综合评价,分析了其所处状态、面临的压力及对压力的响应.研究结果表明:(1)大沽河口湿地生态系统健康综合评价指数(CEI)为0.4994,生态系统健康相对较差,人类干扰指数和水文调解指数是影响该河口湿地生态系统健康的最主要因素.(2)研究区湿地呈现出一种斑块破碎的景观,其生态系统结构组织的合理性以及抵抗外界干扰的能力均呈下降趋势.研究结果对于大沽河口湿地的管理、规划和保护具有参考意义,为制定湿地生态系统保护和恢复的对策提供依据.     

大连市渔业生态系统能值分析

将能值分析方法引入渔业生态系统的可持续发展研究中,对处于结构调整期的大连市渔业系统进行了定量分析和评价。结果表明,2005年大连市渔业生态系统能值投入率为1.23,净能值产出率为1.57,环境负载率为1.65,环境压力相对较小,渔业生态系统运行状况良好。2001~2005年间,大连渔业系统的环境负载率呈下降趋势,可持续发展指数保持在1.00左右,在保证产量和产值增长的同时有效的降低了环境负荷。大连市应继续推进渔业结构和布局调整,加大高科技含量能值的投入,同时注重自身优势资源的高效利用,促进渔业生态系统的可持续发展。     

基于综合指数评价法的金武高速公路对生态环境的影响分析

以生态学理论为基础,选取以金昌—武威高速公路为研究对象,调查高速公路周围影响区域植被种类与盖度,计算高速公路修建后生物丰度指数、植被覆盖指数、土地退化指数、水网密度指数、环境质量指数以及生态环境状况指数;采用综合指数评价法分析了该段高速公路建设对其周边生态环境的影响程度,并对缓解公路建设影响、维持区域生态环境功能和可持续利用自然资源应该采取的措施做出了较科学的分析和评价。