长江流域城市实力等级的人工神经网络判定

鉴于目前人工神经网络主要应用于自然科学和工程技术等领域上,选取了以长江流域97个地级市为研究对象,以反映城市经济发展水平、辐射能力、吸引能力、生活方便舒适程度以及文化娱乐水平等指标进行城市实力等级的研究,来弥补人工神经网络在人文社科方面应用的不足。结果表明,城市等级分为六级与实际情况非常近似,这说明自组织人工神经网络具有良好的聚类功能;同时,还得出长江流域不同区段内都存在一至两个具有大区意义甚至全国意义的特大城市,从而为构建合理的城市群、城市密集地区等城市体系提供了更有说服力的依据;此外,长江流域东中西部城市等级存在的较强的非均衡性也得到了较为详细的分析。     

基于遥感信息的流域生态系统健康评价——以大宁河流域为例

以三峡库区大宁河流域为研究对象,以生态系统健康理论为基础,以联合国经济合作开发署提出的P S R(压力－状态－响应)模型为基础,建立了大宁河流域生态系统健康评价指标体系,并以遥感数据为主结合少量辅助数据,提取了流域的生态系统信息。以小流域为评价单元,对每个小流域进行单因子及综合评价,结果表明大宁河流域生态系统健康状况具有垂直地带性分布规律。     

长江流域耕地-粮食-人口复合系统的动态分析及调控途径

选取反映耕地-粮食-人口复合系统变化的10个总量和均量指标．通过1978—2004年各指标在长江流域及其上、中、下游变化过程的动态分析。发现人口增加、国家宏观政策、粮食价格以及经济非农化和城市化过程是影响流域耕地-粮食-人口复合系统变化的主导因素；长江流域粮食生产在全国的主体地位逐渐下降。而且自2000年以来．人均粮食占有量也不断下降。耕地压力指数不断加大。基于此种变化过程及其原因分析，从保证区域粮食自给、保持系统动态平衡以及协调好耕地、粮食、人口三者之间关系等方面入手．站在保障流域粮食安全、确保国家经济社会可持续发展战略高度．提出长江流域耕地-粮食-人口复合系统调控战略途径。     

Rural vulnerability to environmental change in the irrigated lowlands of Central Asia and options for policy-makers: A review

Climate change, land degradation and drought affect millions of people living in drylands worldwide. With its food security depending almost entirely on irrigated agriculture, Central Asia is one of the arid regions highly vulnerable to water scarcity. Previous research of land and water use in the region has focused on improving water-use efficiency, soil management and identifying technical, institutional and agricultural innovations. However, vulnerability to climate change has rarely been considered, in spite of the imminent risks due to a higher-than-average warming perspective and the predicted melting of glaciers, which will greatly affect the availability of irrigation water. Using the Khorezm region in the irrigated lowlands of northwest Uzbekistan as an example, we identify the local patterns of vulnerability to climate variability and extremes. We look at on-going environmental degradation, water-use inefficiency, and barriers to climate change adaptation and mitigation, and based on an extensive review of research evidence from the region, we present concrete examples of initiatives for building resilience and improving climate risk management. These include improving water use efficiency and changing the cropping patterns that have a high potential to decrease the exposure and sensitivity of rural communities to climate risks. In addition, changes in land use such as the afforestation of degraded croplands, and introducing resource-smart cultivation practices such as conservation agriculture, may strengthen the capacity of farmers and institutions to respond to climate challenges. As these can be out-scaled to similar environments, i.e. the irrigated cotton and wheat growing lowland regions in Central Asia and the Caucasus, these findings may be relevant for regions beyond the immediate geographic area from which it draws its examples.     

长江流域的自然保护区发展与生态环境建设

长江流域的自然保护区占全流域面积的5．74％,比我国自然保护区 占国土面积的比例低1．9个百分点。保护区数量在80年代增幅最大,面积在90年代增幅最大,这种不同步性在一定程度上反映出保护区经营管理更加注重建立较多的大保护区,保护较大的生态系统。本流域的各类自然保护区的数量和面积与流域内自然生态系统类型的丰富性和珍稀特种的多样性直接相关。生态系统类的自然保护区多分布在长江一线以南,形成4个明显的集中分布地带。野生生物类自然保护区在川西高原、川黔湘接壤带和鄱阳湖附近比较集中。川西南滇西北、川西高山峡谷区、川鄂湘黔接壤区、南岭山地北部等6个区域成为长江流域自然保护的关键区域。长江流域生态环境建设中必须注意资源植物的持续利用、防护林的质量和生态平衡等问题。     

Forest Cover and Stream Flow in a Headwater of the Blue Nile: Complementing Observational Data Analysis with Community Perception

This study analyses the relation of forest cover and stream flow on the 266 km² Koga watershed in a headwater of Blue Nile Basin using both observed hydrological data and community perception. The watershed declined from 16% forest cover in 1957 to 1% by 1986. The hydrological record did not reveal changes in the flow regime between 1960 and 2002 despite the reduction in forest area. This agrees with the perception of the downstream community living near the gauging station. The upstream community, however, reported both decreases in low flows and increases in high flows shortly after the forest cover was reduced. The upstream deforestation effect appeared to have been buffered by a wetland lower in the watershed. This study concludes that community perception can be a complement to observational data for better understanding how forest cover influences the flow regime.     

黄河流域经济增长-产业发展-生态环境的耦合协同关系

黄河流域生态保护和高质量发展已成为重大国家战略,流域内的经济增长、产业发展与生态环境协同发展问题正逐渐成为研究热点。文章分析了黄河流域经济增长、产业发展与生态环境三者的耦合协同机理。在此基础上构建耦合协同综合评价指标体系,运用耦合协调度模型、空间自相关模型、灰色关联模型分析了2012—2018年黄河流域62个地级市经济增长、产业发展与生态环境各系统的综合水平及三者耦合协调度的时空差异及其驱动因素。运用GM(1,1)灰色预测模型预测了短期内三者耦合协调度的变化趋势。研究表明:①黄河流域经济增长、产业发展与生态环境各系统综合水平总体上呈现平稳态势,三者发展速度差异不明显,但耦合协同严重失调,黄河流域整体尚未达到三者协同发展状态。②黄河流域经济增长、产业发展与生态环境三者的耦合协调度呈现出显著的空间自相关性,全局空间自相关为正,局部空间自相关呈现出聚集趋同特征。③预测结果表明黄河流域经济增长、产业发展与生态环境三者的耦合协同发展在短期内保持平稳。在预测期内黄河流域经济增长、产业发展与生态环境仍未达到协同发展状态,部分地区的耦合协调度有所提高,但总体提升与演进的速度较缓慢。最后,基于黄河流域经济发展与生态环境保护分析,为黄河流域经济增长、产业发展与生态环境耦合协同构建了包含组织保障、空间治理、政策保障以及体制机制等支撑体系,以期为实现黄河流域高质量发展奠定科学决策基础。     

汉江流域基于模糊物元评价和数据包络分析的水资源用水效率评价

结合当前水利部在实施最严格水资源管理过程中对用水效率控制的要求,构建了涵盖工业、农业、生活、生态的用水效率评价指标体系和评价标准,采用基于熵权的模糊物元评价法和数据包络分析法(DEA)对汉江流域各行政区2010、2012和2014年的用水效率进行了评价。结果显示:两种方法所得结果一致,即汉江流域各行政区2014年的用水效率均有大幅度提高,主要集中在较高和中等水平;除武汉市用水效率达到最佳水平之外,其他各行政区均为DEA无效,且规模收益均为规模递增,说明汉江流域各地区已经采取措施来提高用水效率,并取得了初步成效,但仍存在很大的节水潜力,需通过节水技术进步和产业结构调整来提高用水效率。此研究结果可为汉江流域水资源利用和节水措施提供参考和依据。     

洞庭湖流域近54 a来冬季降水及其异常环流特征分析

基于洞庭湖流域96个气象站点1961~2015年逐月降水数据和美国NCEP/NCAR再分析数据,对洞庭湖流域近54 a来冬季降水的时空变化特征和典型冬涝、冬旱年的大气环流及水汽输送形势进行分析,并讨论逐年冬季降水与同期欧亚环流指数(EUCI)、可降水量和水汽通量散度的关系。结果表明:近54 a,流域冬季降水存在明显的年际和年代际变化特征,具体表现为20世纪60年代和70年代降水偏少,80年代降水开始增多,其后期至90年代中后期降水偏多明显,进入21世纪以来降水又呈波动减少的趋势。此外,流域冬季平均降水量和冬季降水标准差均呈现由南向北、由东向西递减的空间分布特征。从大气环流和水汽输送形势来看,典型冬涝年和冬旱年的空间分布大致相反,表明流域冬季异常降水是与大尺度环流形势的异常密切关联的。计算发现,逐年冬季可降水量、水汽通量散度和欧亚环流指数与流域冬季降水均具有较好的关系,相关系数分别达到0.43、-0.68、-0.53,通过0.01的信度检验。     

汾河流域水系和表层沉积物中多环芳烃的空间变化规律及其生态风险研究

本研究在汾河流域上、中、下游及其部分支流布设29个采样点,对其水体和表层沉积物多环芳烃(PAHs)的空间分布规律及生态风险进行了分析和讨论。结果表明,汾河流域水相中丰水期PAHs总量浓度范围是0.530~16.002μg·L~(-1),平均浓度为(2.738±3.078)μg·L~(-1),枯水期PAHs总量浓度范围是0.588~12.916μg·L~(-1),均值为(2.762±3.132)μg·L~(-1)。就空间分布而言,汾河流域整体呈现上游污染较轻,中下游污染严重的特点。PAHs的组成规律显示,丰水期和枯水期PAHs含量均以低环(2~3环)为主,不同采样期低环PAHs所占比例分别为96.5%和90.4%。与其他15个研究地区水体PAHs含量比较,汾河流域水体中PAHs污染程度的国内外对比处于中等到较高程度的污染。丰水期和枯水期水体中PAHs来源于石油源和植物、木材、煤的燃烧,主要受到流域煤化工、燃煤电厂排放污染物的影响。地表水健康风险评价结果显示,汾河流域丰水期和枯水期分别有13.8%和20.7%的点位存在一定的健康风险。汾河流域沉积相中16种PAHs平均浓度为(3.774±1.987)μg·g-1,其污染主要集中在流域中下游地区。PAHs的组成规律显示,PAHs含量集中在低环(2~3环),约占总量的75%左右。与本研究提到的河流、湖泊及港口沉积物中PAHs含量比较,汾河流域沉积物中PAHs污染程度仍处于中等偏高的污染水平。丰水期沉积相中PAHs以燃烧源和石油源为主,部分来自典型石油类产品的输入。表层沉积物生态风险评价结果显示,对于提出的12种PAHs的生态风险的效应区间低值(ERL值)或效应区间中值(ERM值)以及苯并(b)荧蒽(Bb F)和苯并(k)荧蒽(Bk F)这2类没有最低安全值的PAHs化合物来说,汾河上、中、下游流域均有采样点的PAHs可能存在着对生物的潜在生态风险。通过本研究可全面地了解该流域多环芳烃的空间分布规律及其可能的来源,并且为汾河流域多环芳烃污染的控制和生态风险评价提供科学依据。