基于灰色极大熵原理的三峡库区(重庆段)生态系统健康评价

三峡库区(重庆段)是典型的河道型水库生态脆弱带,生态系统本底条件较差.明确库区生态系统健康状况及其胁迫因子,对促进库区可持续发展、维护三峡库区生态安全具有重要的现实意义.针对三峡库区(重庆段)目前的生态系统特点,构建了自然-社会-经济复合生态系统健康状况评价指标体系,并在灰色系统理论基础上,将信息论中Jaynes最大信息熵原理引入到生态系统健康评价当中,对三峡库区(重庆段)复合生态系统健康进行了评价.结果表明,三峡库区(重庆段)生态系统正处于急剧变化的过渡阶段,生态系统的生产、调节和服务功能分异明显.三峡库区(重庆段)生态系统东段的健康程度总体上好于西段,但东段内部空间分异明显,结构复杂.针对三峡库区(重庆段)现存的生态环境问题,提出了相应的调控措施和途径.     

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.     

基于熵值法的云南高原浅水湖泊水生态健康评价

随着社会经济发展,人类活动对湖泊水生态系统的胁迫日益加剧.以云南高原浅水湖泊——星云湖为研究对象,采用现场取样结合GIS技术,从水质、富营养化、沉积物、水生生物等方面选择12个代表性指标,构建星云湖水生态健康评价指标体系,并基于熵值法对湖泊水生态健康状况进行现状评价及历史变化分析.结果表明,2018年星云湖水生态综合健康指数(CHI)为44.51,综合健康状态一般,水质、富营养化、水生生物指标对系统的影响权重分别为0.28、0.29、0.27.差异性分析表明,水质、富营养化、沉积物、水生生物4类因素层评价指标的健康状况时空差异显著,雨季沉积物指标健康状况较差,水生生物指标健康状况极差,旱季水质、富营养化、水生生物指标健康状况均较差;在空间上,水质、富营养化指标健康状况在西北湖区相对较差,水生生物指标健康状况在北部及东北湖区相对较差,沉积物指标健康状况在南部湖区及中北部湖区相对较差.相较于2008年,2018年星云湖水生态系统综合健康状况好转,但湖区中东部分区域系统综合健康状况略有恶化.研究显示,基于熵值法的湖泊生态系统健康评价方法能够较客观系统地评价星云湖水生态系统健康状况.      

基于PSR模型的江苏海岸带生态系统健康时空变化研究

以江苏省海岸带为例,基于PSR模型构建江苏省海岸带生态系统健康评价指标体系,采用熵权法和层次分析法结合确定指标权重,依据构建的评价模型对近19年间的生态系统健康状况进行评价与分析.结果表明:研究区各县市生态系统健康综合指数在3~6之间,处于一般等级的区域占总面积的54%~66%,处于较差等级的区域占34%~45%,空间分布上表现为研究区中部生态系统健康状况较好,而南北两侧相对较差;研究区生态系统一直处于一般健康水平,但从健康指数构成来看,研究区压力、状态、响应因子值在研究期间都有不同程度的下降,生态健康指数在2002年以后略表现出下降趋势,应引起足够的重视.     

基于PSR模型的湖北湿地生态系统健康评价研究

在充分了解湖北省现有湿地资源状况的基础上,结合湿地生态系统健康的概念和内涵,运用PSR(压力-状态-响应)模型和生态系统健康指数计算相结合的方法对湖北湿地生态系统健康状况进行评价,结果表明:(1)湖北湿地生态系统健康评价综合分值(Y)为2.9867,位于湿地生态系统健康状况评价标准[2,3]之间,处于脆弱状态;(2)评价指标体系中的压力指标和状态指标综合分值(Y)分别为1.3123和1.0462,属于脆弱状态和亚健康状态;(3)人类活动强度、化肥、农药利用强度、湿地递减率、水质状况、植被覆盖、河流补给状况以及管理水平等指标是影响湖北湿地生态系统健康的主要因素。     

近17年鄱阳湖区生态系统健康时空变化研究

以遥感影像和社会统计数据为基础,构建基于压力-状态-响应(P-S-R)概念模型的鄱阳湖区生态系统健康评价指标体系,并建立湖区生态系统健康评价模型,通过对生态系统健康指数的计算与分析,揭示鄱阳湖区生态系统健康的时空变化特征.研究结果表明,在人类生产活动的影响下,近17年鄱阳湖区生态系统结构渐趋不合理,生态系统功能有所减弱,虽然湖区生态系统健康总体处于一般水平,但人类活动干扰的不断加强,导致湖区生态系统健康正逐步向着恶化方向发展.湖区生态系统健康在空间分布上呈现出南北分异的特点,南部工业化、城镇化水平较高的地区生态系统健康状况较差,经济发展水平较低的北部地区,生态系统健康状况则相对较好.     

城市饮用水源地生态系统健康评价与保护对策研究

开展城市饮用水源地生态系统健康状况评价,为建立流域尺度的长效保护机制提供依据.以郑州尖岗水库为研究对象,构建水域生境结构、水生生物、陆域生态格局和生态功能等共6类16项评价指标,采用综合指数法开展评估.尖岗水库水域、陆域和流域综合生态健康标准化评估值分别为54.17、59.21和57.19,评价等级均为"一般",河道连通性、森林覆盖率是流域生态健康的主要限制因子.人类活动对尖岗水库生态系统健康状况产生了强烈影响,生态环境正处于负向演替和生态退化阶段.     

基于EHI的洞庭湖生态系统健康综合评价

根据2012年3月至2015年12月对洞庭湖入湖断面、湖体断面和出湖口断面的水环境和湖体断面浮游生物的调查数据,采用生态系统健康指数(EHI)法和综合营养状态指数(TLI)法对洞庭湖生态系统健康状态进行定量综合评价。结果表明,洞庭湖湖体TLI值在45.5~49.4之间,整体处于中营养状态,但接近轻度富营养水平,EHI值在41.8~59.8之间,生态系统健康状态为中等。在空间分布上东洞庭湖TLI略高于其它湖区;西洞庭湖区EHI最高,而东洞庭湖区最低。季节性差异上,丰水期(9月)TLI最低而EHI最高,表明洞庭湖丰水期水体营养状况与生态系统健康状态均处于最佳水平。洞庭湖EHI、系统能(Ex)和结构系统能(Ex_(st))等生态指标均与TLI没有显著相关性。与1995-1997年相比,Ex、Ex_(st)和浮游动植物比值(ZB/PB)等生态指标均有明显下降,表明洞庭湖近20年来生态系统健康状况明显恶化。     

气候变化和人类活动对生态质量影响的定量解析研究：以海南岛为例

气候变化和人类活动在生态系统变化中产生协同影响,难以区分。以海南岛为案例,使用残差趋势法,测量生态质量实际和潜在趋势的残差,量化气候变化和人类活动的相对贡献。结果表明：2002—2020年海南岛生态质量总体呈上升趋势,其中54.09%区域生态质量呈显著改善趋势,而4.33%区域生态质量呈显著下降趋势。人类活动对海南岛生态质量变化的贡献率为85.93%(P<0.05),而气候变化对海南岛生态质量变化的贡献率为14.07%(P<0.05)。人类活动在海南岛生态质量变化中起到了主导作用。生态质量改善区域,森林生态系统增加、农田生态系统减少,主要人类活动为先后实施海防林建设、人工商品林建设、生态保护红线划定等生态保护措施,如临高县等;而生态质量下降区域,森林生态系统减少、农田和城镇生态系统增加,主要人为活动为开垦开发建设活动,如海口市等。研究成果对于科学管理生态系统和应对气候变化具有重要意义。     

重庆市主城区生态环境质量评价及对策建议

重庆市主城区属于典型的城市生态系统,是三峡库区的重要组成部分,其生态环境质量的好坏不仅影响着重庆经济、社会的发展,还影响着整个三峡库区生态功能的稳定及可持续发展。为了准确评价重庆市主城区生态环境质量,根据区域生态环境特点,从空间格局、环境特性、生物特征、服务功能等4大方面(准则层)构建出城市生态环境质量评价体系,并通过层次分析法进行系统评价,剖析区域存在的主要生态环境问题及其根源,提出相应的保护对策及建议。评价结果为:重庆主城区总体生态环境质量得分为65.68,对应评价等级为一般;空间格局、环境特性、生物特征、服务功能得分分别为66.02、74.82、50.34和66.81,对应评价等级分别为良、良、较差及一般。综合分析表明,重庆市主城区生态环境问题在水环境、大气环境、生物特征等方面较为突出,因此必须着重加强相关的环境保护与生态建设工作。     

基于PSR模型的土地生态系统健康时空变化分析——以北京市平谷区为例

论文基于“压力-状态-响应”模型（PSR）和“活力-组织-弹性-功能”理论,以网格作为评价单元,评价了平谷区土地生态系统健康状况,并利用Moran指数测度了全局和局部的空间分异情况。研究结果显示,平谷区土地生态系统健康状况总体较好且相对稳定,1993、2011年平原区健康状况平均值分别为0.53和0.51,而丘陵山区则为0.62和0.65,丘陵山区显著优于平原地区。健康状况空间集聚程度增强,1993—2011年间平原区和丘陵山区的Moran指数分别由0.49和0.41升为0.61和0.46,表明平原病态区域集聚程度增加,而丘陵山区生态环境得到改善。作为北京市的应急水源地和生态涵养区,当前平谷区土地生态系统管理应着眼于三个重点区域：维持四座楼自然保护区周边生态系统健康,加强生态廊道建设,避免产生保护区“孤岛效应”;对于丘陵山区土地生态系统健康状况趋坏的区域,应协调经济发展与生态建设,维护关键性生态用地;对于健康状况较差的中心区域,应限制建设用地拓展,推行生态型土地整治,缓解土地生态系统压力。     

耕地土壤重金属健康风险来源解析及其对景观格局的响应

土壤重金属健康风险研究对于保障人群健康和维护耕地生态系统安全等具有积极的意义.在南京六合区耕地土壤重金属Cr、 Pb、 Cd、 As和Hg监测的基础上,通过健康风险评估模型识别重金属健康风险特征因子,并利用反距离权重插值法（IDW）、正定矩阵因子分解法（PMF）、景观格局指数与冗余分析探究其主要来源及对景观格局的响应.结果表明,研究区域Cr、 Pb、 Cd、 As和Hg对应的变异系数分别为0.19、 0.36、 0.23、 0.52和1.16,均属于中度或高度变异,表明其具有较高的空间异质性且易受到人为因素的影响;Cr、 Pb和As是研究区域主要的健康风险特征因子,对应的儿童致癌风险分别在13.307×10^-6 ~ 38.400×10^-6、 0.839×10^-6 ~ 3.250×10^-6和4.548×10^-6 ~ 16.680×10^-6之间,均高于成人;农业生产活动、工业生产以及交通运输活动引起的儿童致癌风险分别为17.946×10^-6和12.941×10^-6,是六合区耕地土壤重金属健康风险的主要来源;由农业生产活动引起的高风险区域主要集聚在六合区的北部区域,由南至北、由中心至外围呈现出升高趋势,由工业生产活动以及交通运输引起的高风险区域主要集聚以六合区化工园区及经济开发区为核心的周边区域,并呈现出由南至北、由核心到外围降低的空间集聚特征;景观格局指数对于耕地土壤重金属健康风险的累计解释量为0.463,且斑块密度、斑块所占景观面积比例、斑块聚集度和最大斑块指数对儿童综合致癌风险具有显著性的影响,对应的解程度分别为0.422、 0.274、 0.351和0.232.     

玛曲县土地利用/覆盖变化对区域生态系统服务价值的影响

运用GIS和遥感技术分析了玛曲县1975、1990和2005年的土地利用/覆盖特征,在此基础上使用生态价值系数(C)计算出该县生态系统服务价值.结果表明,该区域1975~2005年间生态系统服务价值从129.713亿元减少到123.961亿元,共损失5.75亿元,且损失量和损失幅度呈持续增加趋势;该区域生态系统服务价值中,废物处理价值最高,气候调节价值次之,原材料价值最低,且30年间各服务类型的价值均呈减小趋势;玛曲县1975、1990和2005年人均生态系统服务价值分别为58.96,42.80,29.51万元,表明玛曲县由于人口的增长,环境压力呈持续增大趋势.草地和湿地退化是导致该区域生态系统服务价值减少的主要原因.CS检验说明本研究所选C值较为合理.     

滨海滩涂围垦区不同围垦年限土壤酶活性变化及其与理化性质关系

土壤酶几乎参与所有的土壤生物化学过程,厘清土壤酶活性与土壤理化性质的关系能够揭示围垦后土壤质量变化状况,为土壤生态系统的科学调控提供理论依据.选择江苏中部如东不同围垦年限(7、32、40、63 a)的滩涂围垦区为研究对象,以未围垦光滩作为对照(0 a),利用经典统计学分析和冗余分析研究不同围垦年限土壤酶活性变化过程,及其与土壤理化性质之间的关系.经典统计学分析表明不同围垦年限间土壤酶活性具有显著性差异,淀粉酶、脱氢酶和酸性磷酸酶活性随着围垦年限的增长呈现出先上升后下降的过程,而脲酶和碱性磷酸酶活性则随着围垦年限的增长呈现出先上升-下降-再上升的过程.同时,不同围垦年限的表层土壤酶活性基本上高于深层.冗余分析表明5种理化性质在前两轴累积能够解释土壤酶活性的69.8%,pH、电导率、土壤有机碳、全氮和全磷与土壤酶活性呈极显著相关关系(P0.01).土壤理化性质对土壤酶活性影响重要性大小排序为全氮有机碳pH全磷电导率.     

典型岩溶区水环境中全氟化合物分布特征及风险评价

为探究典型岩溶区PFASs（per-and polyfluoroalkyl substances,全氟化合物）分布特征及生态环境与健康风险,采用超高相液相色谱串联质谱对都安县地下水、地表水及污染源中PFASs进行分析测试.结果表明:①PFPeA（Perfluoropentanoic acid,全氟戊酸）是该地区检出率最高的PFASs污染物,检出率为100%,ρ（PFPeA）检出范围为0.067~1.021 ng/L.ρ（PFASs）平均检出情况满足污染源（2.592 ng/L）>地表水（0.737 ng/L）>地下水（0.340 ng/L）,污染物检出种类的平均值满足污染源（7.1个）>地表水（4.4个）>地下水（2.9个）.②研究区内仅有G2、S9、S13、P3采样点ρ（PFASs）可能受点源类污染源的影响较大,整个研究区PFASs分布特征及质量浓度受大气沉降影响较小.地表水及地下水ρ（PFASs）较高的采样点基本集中在人类活动聚集区;由于岩溶作用影响,东南部地下水中ρ（PFASs）相对较低.③地下水、地表水及污染源中PFASs的来源均可以分为两类,一类是以PFOS（perfluorooctane sulfonate,全氟辛烷磺酸）为主产物的五金电镀、消防、采矿、电子等行业,另一类可能主要与农业活动相关,来源于农用塑料品及其降解产物.④在利用当前已有参数进行评价时,都安县水环境中ρ（PFOA）（perfluorooctane acid,全氟辛酸）和ρ（PFOS）尚未达到对生态环境和人体健康具有风险的水平.研究显示,西南岩溶区水环境中ρ（PFOA）和ρ（PFOS）尚未达到对环境及人体健康具有风险的水平,但鉴于岩溶区特殊的水文地质条件,仍需加强产氟工矿企业的控制.      

汞矿区周边土壤重金属空间分布特征、污染与生态风险评价

为探明汞矿开采对周边土壤环境及人体健康的影响,在重庆市酉阳县某汞矿聚集区周边采集表层土壤组合样42件,分析了土壤中重金属（Cd、Hg、Pb、As、Cr、Cu、Zn和Ni）的含量及pH,对土壤重金属含量的空间分布特征、污染程度和生态风险进行了研究.结果显示,研究区土壤重金属表层富集明显,参照《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准（试行）》（GB15618-2018）发现,土壤Cd、Hg、Pb、As和Zn存在不同程度的超标现象.土壤存在一定程度的污染和生态风险,土壤重金属中度-重度污染和强生态风险区均分布在矿点周围,说明矿业活动对土壤环境的影响.土壤Cr、Cu和Ni含量可能受到母岩的风化和成土作用的影响,土壤Hg、Pb和Zn可能受到矿产开采等人为活动的影响,土壤Cd和As同时受到地质背景和人为活动的影响.重金属对成人的健康影响较小,对儿童造成健康风险的概率较大,土壤As是造成人体健康风险的主要贡献因子,8种重金属均以经口摄入途径的贡献率最高.汞矿的开采是造成研究区土壤污染及生态风险的主要原因.     

浅析喀斯特生态系统健康影响因子及评价指标——以毕节地区为例

从喀斯特生态系统以及喀斯特生态系统健康评价的概念出发,以毕节地区为例,分析了影响喀斯特生态系统健康的各类因子,如水土流失及石漠化、水资源、生物多样性、地貌、人类活动强度与方式、人-社会-生态健康可持续性等,利用因子载荷分析方法,从生态系统的结构功能、可持续利用能力、动态变化等三个方面筛选出26个因子构建了喀斯特生态系统健康评价的指标体系。     

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.     

西藏自治区生态空间的分类与范围及人类活动影响

生态空间的划定是落实主体功能区制度,确定三种空间、三条红线的重要环节。目前生态空间概念界定尚未有共识、分类体系仍不统一。以西藏自治区为例,探索了生态脆弱区省级生态空间分类体系构建、空间范围识别及人类活动强度模拟的方法。结果表明：（1）按照生态系统类型西藏生态空间可分为林地、草地、湿地、未利用地等4个一级类,13个二级类和29个三级类。按照管制强度可分为I级严格管制区、II级限制开发区和III级动态管制区。（2）识别得到西藏生态空间面积约为105.45万km²,占西藏总面积的87.7%,与其国家重要生态安全屏障的功能定位一致。（3）模拟了西藏人类活动强度,生态空间内受人类胁迫水平整体较弱,约92%的区域人类活动强度指数低于0.0447。本研究可为高寒生态脆弱区省级生态空间划定及管理提供科技支撑。