区域协同视角下黄河流域生态安全格局构建

近些年黄河治理卓有成效,但因黄河生态底子薄弱,还存在生物多样性降低、生态系统不稳定和退化等问题。以区域协同视角构建黄河流域生态安全格局,主要贡献在于融合生态、经济和社会层面的集成数据为基础,从自然环境(地)、人类活动(人)和地物阻隔(人地耦合)三方面构建流域综合阻力评价体系,提出一个在黄河全流域地区构建生态安全格局的新框架。具体内容包括:(1)基于形态学空间格局和景观连通性进行黄河流域生态源地识别;(2)从自然环境、人类活动和地物阻隔三方面构建流域综合阻力评价体系,并对黄河流域生态安全进行分级;(3)结合最小累积阻力模型进行黄河流域生态廊道提取及战略点识别。结果表明黄河流域生态源地斑块数量为75个,面积为23.13万km^(2),占流域总面积的29.09%;流域高度安全区域面积为17.83万km^(2)、中度安全区域面积为27.83万km^(2)、较低与低安全区域面积为33.84万km^(2),占流域总面积的比例分别为22.43%、35.00%和42.57%;流域具有94条生态廊道,平均长度为37503 m,主要用地类型为草地和森林;流域生态战略点共有12个,主要分布于黄河流域东部,阻力值相对较高,容易成为影响黄河流域连通性的“瓶颈”。最后探讨生态安全格局构建对黄河流域整体生态保护以及现有《黄河流域生态环境保护规划》的影响,并从利用水资源评估体系优化生态源地的识别、基于电路理论结合指示性物种的迁移优化生态廊道和战略点识别,提出未来黄河流域生态安全格局优化建议,以期为构建面向流域国土空间生态修复的黄河流域资源时空配置,提供评价与优化的策略和方法;同时也为协同推动黄河流域经济高质量发展和生态环境高水平保护,提供有效保证。

流域生态系统服务和水土资源匹配研究进展

生态系统服务精确评估和水土资源匹配状态,对统筹流域山水林田湖草一体化保护和修复,以及构建流域国土空间开发保护新格局具有深远影响。以生态系统服务与水土资源的响应关系为出发点,系统梳理了流域生态系统服务评估及水土资源匹配研究现状。主要贡献包括:①筛选大尺度生态系统服务评估精确性方法及其优势阐述;②提出将信息熵理论与多目标优化相结合的水土资源匹配模型算法;③指出基于系统耦合协调理论进行流域生态系统服务与水土资源响应机理研究的必要性。研究以期阐明流域生态系统服务与水土资源的关联性及其响应机制,为最终实现流域“土地利用经济-生态效益最大、缺水总量最小”的过程目标导向和“生态系统服务效益最大”的结果目标导向,提供理论支撑和技术指导。

扎龙湿地生态系统服务价值评价

从避免重复计算的角度出发,将湿地生态系统服务分为最终服务和中间服务两部分,以最终服务的价值作为湿地生态系统服务的总价值。以扎龙湿地为例,其最终服务包括物质生产、土壤保持、水质净化、气候调节、固碳、调蓄洪水、大气调节、休闲旅游、科研教育和授粉服务,中间服务包括净初级生产力、营养循环、涵养水源、地下水补给和生物多样性维持服务,采用市场价值法、替代成本法和旅行费用法等生态经济学方法对扎龙湿地的生态系统服务进行了评价。结果表明,2011年扎龙湿地生态系统服务总价值为679.4亿元,中间服务价值为471.5亿元,各项最终服务的价值大小为气候调节>调蓄洪水>大气调节>固碳>休闲旅游>授粉服务>物质生产>水质净化>科研教育>土壤保持。扎龙湿地不仅是重要的蓄洪区和泥碳储存地,在区域气候调节方面也起着巨大的作用。针对扎龙湿地的管理,应该保护和恢复湿地面积,同时注意适当的增加旅游。

湿地生态系统服务价值评估的空间尺度转换研究进展

湿地生态系统服务取决于一定空间尺度中的生态系统结构和生态过程,而人类从湿地生态系统获得利益的大小也与其空间尺度有着密切联系。同时,湿地生态系统服务价值评估的空间尺度转换问题也一直是整个湿地生态学研究中的热点和难点之一。在分析湿地生态系统服务空间尺度特征的基础上,提出了湿地生态系统服务价值评估研究中空间尺度转换的概念,即是指通过一个已经有的、与被估算湿地生态系统相似的更大空间范围的或更小空间范围的另一湿地生态系统的价值来估算该湿地生态系统的价值量的过程。介绍了常用的空间尺度转换的方法,主要包括成果参照法和空间模型分析两种方法,成果参照法又包括数值直接外推法和调整函数参照法(Meta分析法)。对目前空间尺度转换研究中存在问题进行总结,并对未来的研究进行了展望。

吉林省湿地生态系统水质净化功能分析及其价值评价

湿地作为全球三大生态系统之一,具有重要的生态系统服务功能,其中水质净化功能可有效改善区域生态环境质量。通过集成目前已有的湿地净化价值计算方法,提出了替代法计算吉林省湿地水质净化价值。结果表明,吉林省湿地的水质净化总价值为44.2188亿元,各市县水质净化总价值排序为:延边市(15.0982亿元,34.14%)>松原市(11.6017亿元,26.24%)>白城市(9.0938亿元,20.56%)>长春市(4.2491亿元,9.61%)>吉林市(1.0255亿元,2.32%)>通化市(0.9898亿元,2.24%)>白山市(0.8951亿元,2.02%)>辽源市(0.7685亿元,1.74%)>四平市(0.4973亿元,1.12%);各种类型湿地水质净化总价值排序为:沼泽湿地(25.0671亿元,56.69%)>湖泊湿地(10.2821亿元,23.25%)>河流湿地(7.7033亿元,17.42%)>人工湿地(1.1662亿元,2.64%);单位面积水质净化价值以松原市最大,四平市最小;人均占有水质净化价值以延边市最高,四平市最低;不同湿地类型的单位面积水质净化价值差异较大,最高的能够达到3.1741万元/km2(延边市沼泽湿地类型),最低的不足0.0001万元/km2(辽源市沼泽湿地类型);不同湿地类型的人均水质净化价值最高的能够达到0.0447万元/人(白城市湖泊湿地),最低的不足0.0001万元/人(辽源市和松原市沼泽湿地类型)。研究成果能够为吉林省的湿地保护与恢复以及合理利用提供科学依据,也能为吉林省社会经济与生态环境的协调发展提供技术参考。

湿地价值评估尺度转换方法--Meta分析研究概述

湿地价值评估中的尺度转换是通过一个已经有的、与被估算生态系统相似的另一生态系统的价值来估算该湿地生态系统的价值量的过程。Meta分析(Meta-Analysis)是一种定量其他评价效应的大小,并进行综合分析评价的方法,是分析的分析,综合的综合,具有较高的统计效率及验证其他假设的功能,是一种较为精确的价值转移方法。阐述了Meta分析的定义,介绍了Meta分析的步骤及函数表达式,陈述了国内外学者对Meta分析的应用及研究进展,并对其未来的应用前景进行了展望。

基于双分界二分式的莫莫格湿地生物多样性维持价值评价

正确认识湿地生物多样性维持价值,对于避免在保护和利用湿地过程中存在的盲目和短视、保持生物多样性本身的可持续发展、促进湿地环境的和谐发展具有重要的现实意义。应用双边界二分式条件价值评估法(CVM)对吉林省莫莫格湿地自然保护区生物多样性维持价值进行定量评价。运用支付意愿函数影响因素模型,构建了双分界二分式CVM数据分析模型,建立具有受访者社会、经济属性变量的支付意愿函数,通过线性回归方程,得出2014年莫莫格湿地生物多样性维持价值的人均支付意愿为100.73元,莫莫格湿地生物多样性维持价值为20.62亿元。该结论可为政府湿地保护相关政策的制定提供参考依据。

吉林省湿地淡水资源供给功能及其价值核算

湿地淡水资源供给是一项重要的生态系统服务功能,主要包括城镇居民生活用水、工业(矿业)用水和农业用水三大部分。以2013年吉林省湿地淡水供给资源作为研究对象,采用市场价值法,进行省域尺度上与人类生活、工业生产等关系密切的淡水供给服务识别与核算,研究吉林省不同湿地类型和不同行政区的淡水资源供给量和淡水资源供给价值,分析其淡水资源供给的空间分布及其贡献率。结果表明,2013年吉林省湿地淡水资源供给总量为20.81×10~8m^3,其中湖泊湿地、河流湿地、人工湿地和沼泽湿地供给淡水量为8.06×10~8m^3、6.04×10~8m^3、4.00×10~8m^3和2.71×10~8m^3;核算吉林省湿地淡水资源供给总价值为83.84亿元/年,其中湖泊湿地占38.73%,河流湿地占29.01%,人工湿地占19.25%,而沼泽湿地所占比例最小,仅13.01%。在各组成城市中,湿地淡水资源供给价值以松原市最大,核算价值为26.28亿元/年,占总价值的31.34%;白山市最小,为2.6亿元/年,占总价值的3.11%。利用价值量化的方法表征淡水供给为吉林省发展提供的经济价值,对区域水资源优化配置、促使社会经济和生态环境协调发展以及湿地保护具有重要的理论和现实意义。

低温状态下潜流湿地的氮磷去除效果

以汉石桥潜流湿地为研究对象,通过对2014年10月-次年5月中水出水水体氮磷元素去除率分析,研究潜流湿地对水中氮磷元素的去除效果。结果表明:TN、NH_4^+、NO_2~–、NO_3~–、TP、PO_4^(3–)平均去除率为23.09%,47.68%,39.66%,29.96%,23.79%,29.73%,且各个指标去除率均表现为先降低后增加的趋势,整体去除率均为正值,说明该潜流湿地在秋冬春季具有一定的处理效果;p H与温度为制约该潜流湿地氮元素去除的重要因素,而磷元素去除受到温度影响较小;虽然冬季潜流湿地仍有一定的去除氮磷的效果,但去除率过低,应注重保温,才能使潜流湿地更有效率的全年运行。

辽宁双台河口湿地营养物质循环功能价值评价

运用净初级生产力(NPP)估算法和营养元素固定量估算法对辽宁双台河口湿地营养物质循环功能价值进行了评价。结果表明:2种评价方法估算得出的湿地营养物质循环功能价值差异显著,分别为0.15亿元和0.34亿元。净初级生产力法估算的湿地营养物质循环功能价值在年际间变化不大,说明该地区湿地生态系统功能相对稳定。本研究可提高对营养物质循环功能重要性的认识,并建议在湿地生态系统营养物质循环功能价值评价时要慎重选择评价方法。

基于能值分析的辽宁双台河口湿地产品供给价值评价研究

应用奥德姆能值分析方法,定量分析了辽宁省双台河口湿地生态系统产品供给中的物流和能流。结果表明:辽宁双台河口湿地生态系统初级生产力能值约为1.50×1019 sej,换算成价值约为0.62亿元;能源或资源能值约为205.64×1019 sej,价值为84.31亿元。辽宁双台河口湿地产品供给货币价值总体排序为水资源>湿地水禽>水产品>底泥>湿地植被。辽宁双台河口湿地在水资源供给、湿地生物多样性保护以及水产品供给等方面的价值较高,是辽宁双台河口湿地优先保护和恢复的方向。

湿地公园小品特色分析——以北京翠湖、北京南海子湿地公园为例

湿地公园小品即指使用于栖息地保护的湿地场所,也能为人类提供某种活动方式,包含科普教育、自然风景观光、休闲散步和观鸟等内容的设施或建筑。它是湿地景观中的一种新的文化类型,其重要作用正日益被人们所认识。笔者从不同尺度评述了北京市翠湖湿地公园、北京市南海子湿地公园2个案例小品的建设情况,分析了湿地公园小品空间布局、空间造型、材质选取、文化体现4个方面的设计,得出了湿地公园小品的特色:空间布局以湿地体验展示区和服务管理区为主;空间造型主要以湿地动植物造型为依托;材质是取之于湿地,用之于湿地;颜色选取为与湿地公园基调颜色相协调的原生木、石色,淡蓝色,绿色等:文化体现多是通过造型来表现。

辽宁双台河口湿地自然保护区休闲旅游价值评估

利用旅行费用区间法(Travel Cost Interval Analysis,简称TCIA)对辽宁省双台河口湿地自然保护区的休闲旅游价值进行评估。结果表明:以2014年的旅游人数50万人为基准,当年双台河口湿地自然保护区的总休闲旅游价值为8.26亿元。其中,费用支出价值为3.87亿元,时间成本价值为2.03亿元,消费者剩余价值为2.36亿元。其评估结果可作为双台河口湿地自然保护区环境决策的重要依据,以期提高管理决策的有效性和实践性。

基于不同受益者的莫莫格湿地生态系统服务权重分析

为了明确不同区域和不同社会身份受益者对湿地生态系统服务的关注程度,为今后湿地生态系统服务的管理和政策制定提供依据,以吉林省莫莫格国家级自然保护区为研究对象,运用层次分析法从当地受益者、省域受益者、全国受益者和全球受益者四个层次以及年龄、收入、职业和教育背景等社会属性对莫莫格湿地的物质生产、调蓄洪水、固碳、气候调节、大气调节、水质净化、科研教育和休闲旅游等8项服务进行比较并打分,得出权重结果。结果表明:当地受益者和省域受益者最关注湿地的调蓄洪水服务,其权重值分别为0.276 1和0.266 7;全国受益者最关注湿地的气候调节服务,其权重值为0.223 8;全球受益者最关注湿地的固碳服务,其权重值为0.203 0。年龄越高的受益者更为关注水质净化和调蓄洪水等服务;文化程度越高的受益者对于湿地的科研教育的关注程度相对较高;生态相关职业的受益者更为关注生态相关的调蓄洪水、固碳、气候调节和科研教育服务。

北京市小龙河湿地公园小品设计

湿地公园是以湿地景观为主体,在保护湿地生态系统的基础上,供人们开展科学研究和生态旅游的区域。以小龙河湿地公园为研究对象,介绍了湿地公园的现状、规划方案,分析了各个尺度湿地公园小品的空间分布、设计方式,总结了小龙河湿地公园小品的设计方案。

湿地公园小品设计原则分析

湿地公园小品即指使用于栖息地保护的湿地场所,也能为人类提供某种活动方式,包含科普教育、自然风景观光、休闲散步和观鸟等内容的设施或建筑。它是湿地景观中的一种新的文化类型,其重要作用正日益被人们所认识。从生态保护、功能齐全、公众参与、人性化、文化传播、节能减材等方面分析了湿地公园小品的设计原则,为今后湿地公园小品的设计提供参考。

基于大数据的湿地生态系统服务价值评估

湿地生态系统服务具有显著的时空特异性和综合性特征,传统的评估手段对于准确量化及评估湿地生态系统服务价值具有较大难度。以提出湿地生态系统服务价值大数据分析方法为目标,分析湿地生态系统服务价值评估的进展及面临的挑战,探讨基于湿地观测站网和遥感技术的湿地大数据观测体系,阐述湿地生态系统服务价值评估大数据的维度分析、空间分析和属性分析方法,进而提出一种面向湿地生态系统服务价值评估的湿地维度—空间—属性大数据耦合分析框架,选取中国滨海湿地作为案例进行实证研究,总结了大数据时代湿地生态系统服务功能价值评估研究的未来方向。结果表明:湿地生态系统观测网络可获取长时间序列动态变化的数据,遥感对地观测可实现空天地一体化观测,二者结合有助于构建湿地生态大数据观测体系;我国滨海湿地生态系统服务价值为5 010.32×10~8元。研究成果可有效解决地域异质性问题,对湿地生态系统保护和管理具有参考价值。

水利工程信息化与BIM+GIS融合应用的研究进展

随着水利工程信息化需求的日益增长,其信息化技术水平的要求也随之提高.当前BIM与GIS技术已在多个领域融合应用,有效地提高了工程的效率.水利工程方面可以借鉴其他领域的已有经验以提高其信息化技术水平.首先介绍了BIM与GIS技术的概念,其次阐述了BIM技术、GIS技术以及BIM+GIS融合技术在水利工程信息化中的应用,最后讨论了BIM+GIS的融合系统在水利工程信息化应用中存在的问题及解决思路.

湿地公园设施研究概述

对湿地公园设施的定义进行了完善,根据该定义概述了国内外湿地公园设施研究进展,继而归纳了湿地公园设施分类,根据湿地公园设施尺度的不同分为大尺度设施、中尺度设施和小尺度设施3类。分析了湿地公园设施功能:构成湿地公园的重要部分;充实观赏湿地景观;突出湿地主题;衬托湿地生态景观。展望了湿地公园设施的发展趋势。

索力振动法测量神经网络赋泛研究

索的受力状态关系着索体系桥梁的安全,索力值是衡量索力学状态的重要指标。目前,索的边界条件难以判别是影响索力识别结果准确性的重要因素。为此,利用ANSYS对拉索振动进行数值模拟,并借助已有索力计算公式对建模方式的可靠性进行验证,并生成模拟数据;然后,以索长、线密度、抗弯刚度、1阶频率、2阶频率、3阶频率为输入参数,以索力值为输出参数,结合振动模拟数据,分别建立BP神经网络和广义回归神经网络索力预测模型,并将两种神经网络索力预测模型和已有索力计算公式应用于实际工程中,并进行对比验证。结果表明:BP神经网络索力预测模型的神经网络结构为6-13-13-1,输入层与隐含层1、隐含层1与隐含层2、隐含层2与输出层之间的激励函数分别为tansig、tansig、purelin,训练算法为L-M优化算法trainlm,学习速率为0.1,网络迭代次数为1000,显示间隔为100,均方误差为0.001,索力预测模型的预测效果良好,但还有进一步优化的空间;广义回归神经网络索力预测模型的最佳spread值为0.00215,索力预测模型的预测效果优于BP神经网络和已有索力计算公式,且预测误差基本控制在5%以内。利用广义回归神经网络对桥梁索力进行预测,避免了索的边界条件判别错误对索力识别结果准确性的影响,提高了索力的识别精度,具有良好的工程应用价值。