基于BP人工神经网络的区域生态安全预警——以甘肃省为例

结合预警理论,建立了区域生态安全的"状态-胁迫-免疫"(State-Danger-Immunity,SDI)动态预警模型。运用BP人工神经网络对甘肃省1997—2009年生态安全进行定量评估,并对2010—2015年生态环境安全进行动态预警。研究表明:(1)BP人工神经网络模拟效果较好,将其用于生态安全预警研究是可行的;(2)甘肃省1997—2009年的生态环境从"较安全"状态到"较不安全"状态,呈逐渐下降的趋势;(3)预警结果显示,甘肃省2010—2015年生态环境愈加恶化,人均工业废气排放量、人均耗能量、工业固废利用率及环境污染治理投资不足将成为影响甘肃省生态安全的主要因素。

干旱区内陆河流域景观格局及其与环境因子的关系研究——以石羊河流域为例

基于GIS技术,利用移动窗口法,首先分析了1987年、2000年、2010年石羊河流域整体景观格局及其时空分异特征;然后根据2000年流域本身自然地理梯度特点,分别沿河流流向梯度(Tr1)和垂直于河流流向梯度(Tr2)设置了两条样带,采样间隔为1 km,获得了景观沿两个样带方向的梯度格局特征;最后,以高程、降水、气温、人口和GDP为环境因子,以景观格局指数为目标物种,利用RDA方法研究了景观梯度格局与环境因子的关系。结果表明:①石羊河流域内景观基质为未利用地;②流域景观格局指数值分布呈现明显的自南向北的梯度差异,③景观格局指数在Tr1和Tr2样带上均有明显变化。Tr1样带2010年的景观格局指数值明显低于1987年,Tr2样带景观格局指数值时间变化不明显;④RDA分析表明:景观梯度格局与环境因子关系密切,Tr1样带景观梯度格局与高程、降水、温度相关性较好,Tr2样带景观梯度格局与温度、人口、GDP相关性相对较强。

基于生态足迹和灰色关联度的甘肃省可持续发展研究

采用生态足迹分析法对甘肃省2000-2008年的人均生态足迹和人均生态承载力进行了测算,并应用灰色关联度分析法分析了甘肃省经济增长与资源消耗的关系。结果表明:甘肃省人均生态足迹由1.909hm2增长到2.843hm2,年均增长5.1%。人均生态承载力由0.949hm2增长到0.969hm2,年均增长0.26%。人均生态赤字由0.96hm2增长到1.874hm2,年均增长8.72%。生态协调系数由1.337降为1.12,年均下降2.19%。建筑用地、林地生态足迹与经济发展的关联度最大。第一产业对生态赤字的影响最大,第三产业对生态赤字的影响最小。

基于DEA方法的兰州市城市土地利用经济效益分析

以兰州市市区土地利用状况作为研究对象,结合该区所处发展阶段及土地利用现状特点构建评价指标体系。运用数据包络分析(DEA)方法中的C2 R模型对该区1997—2008年城市土地利用经济效益进行定量分析和评价。结果表明,兰州市土地利用经济效益水平较高,但DEA无效年份土地投入冗余,且产出不足。结合兰州市的土地利用实际情况,从加大土地集约利用力度,盘活低效率用地,调整产业结构和注重人地协调4个方面提出提高兰州市城市土地利用经济效率的建议。

黑河中游土地生态价值及生态风险动态研究——以甘肃省民乐县为例

生态系统服务的价值评估是可持续发展评估研究的关键内容和焦点。甘肃省民乐县位于黑河中游,水资源贫乏,土地利用/覆被变化剧烈且具有独特的区域特征。为此基于GIS软件,参考Costanza生态系统服务价值计算方法和中国陆地生态系统单位面积服务价值表,研究了民乐县1996—2009年土地利用、生态服务价值及土地生态风险指数变化。研究结果表明:①耕地、林地、草地是研究区土地利用变化的重点。总趋势为耕地、草地和未利用地的面积减少,林地和建筑用地的面积显著增加。这一变化直接影响到生态服务价值的变化。②近13年来,生态系统服务价值减少了12.01%。2009年民乐县提供的生态服务仍然以土壤形成与保护为主,其次是生物多样性保护、废物处理、气体调节、水源涵养和气侯调节,而原材料、食物生产和娱乐文化功能比较弱。③各项生态系统服务价值对生态价值系数的敏感性指数均小于1,说明研究区内的生态系统服务价值缺乏弹性,研究结果可信。④生态服务价值与生态风险的研究结果相互印证。

甘肃省县域城市化水平差异的人工神经网络测定

运用人工神经网络的理论和方法,构建BP神经网络,评价2009年甘肃省县域城市化水平,将87个县域城市化水平分为5级。对频数分布特征、变异系数、威廉森系数和最大与最小系数的分析表明,甘肃省县域城市化空间分异显著。具体表现为:呈正偏态分布,第三、四级别的县市比例较大;城市化水平发展不均衡,呈现西北—东南差异;经济区内部差异大,表现为西北高、东南低的趋势。利用Spearman’s rho相关分析得出影响城市化水平的因素及相关度。

基于水资源承载力的干旱内陆河流域城市适度规模研究——以石羊河流域凉州区为例

以典型的干旱内陆河流域城市武威市凉州区为研究对象,对水资源承载力、城市适度规模的内涵进行阐述;基于可利用水量、水权及水质三要素建立水资源承载能力及城市适度规模计算模型,构建了城市适度规模与实际人口的距离协调度评价模型,并给出评价区间标准;对未来可利用水量、未来可能配水量、未来城市适度规模、水资源超载度进行预测并分析。结果表明:近10 a凉州区的地表径流量变化幅度不大,相比20世纪50年代下降程度显著,凉州区水资源超载度逐年增长,城市适度规模与实际人口的距离协调度处于初级协调发展绿灯区向濒临失调衰退黄灯区过渡阶段。未来20 a水资源超载度增长率降低,基于水资源承载力的城市适度规模远小于预测的城市人口规模,城市适度规模与实际人口距离协调度进入轻度失调双黄灯警区。

城市三维格局影响下的污染气体扩散效应分析

目的研究城市三维格局对污染气体扩散的影响,揭示空间形态与大气污染物空间分布的关联.方法应用CFD数值模拟技术,选择典型城市商业街区为研究对象,以汽车排放尾气中PM_(10)为污染源,模拟可吸入颗粒物的空间质量浓度分布,以实地监测数据验证精度,揭示了大气污染物在街区空间三维坐标下的扩散规律.结果污染气体的扩散效应与街区三维景观格局有着密切联系:在10 m、30 m、50 m不同高度水平截面中,污染物质量浓度的降低趋势、空间分布的均匀程度受建筑密度影响显著;街谷两侧建筑高度、空间组合以及建筑自身形态决定了街谷内局部流场.结论在城市规划中应该充分考虑三维格局对街区大气污染的影响,从城市通风廊道、开放空间、天际线高度变化及底层灰空间等多个层面,对城市街区的三维景观格局进行优化,能够有效改善严峻的大气污染现状.

石羊河流域绿洲城市水土资源利用生态风险评价——以武威市为例

石羊河流域是西北内陆典型缺水区,水土资源是相互制约相互影响的有机整体,其供需状况成为决定该流域社会、经济与环境协调发展的生命主线。以武威市为例,基于各区县1987和2010年土地利用数据以及2003-2009年石羊河水资源公报基础数据,选取水土资源利用效应相关指数,根据各指标所反映的风险内涵,将计算结果加权或分级组合,独立构建水、土资源利用生态风险评估及对策体系,分析研究各区县水土资源生态风险动态及空间变化,最后依据流域位置对评价结果进行综合等级划分。研究结果表明:(1)研究期内武威市各区县土地利用综合风险指数均有所增加,土地利用格局的变化产生了一定的生态风险;(2)2003-2009年武威市水资源利用生态风险等级明显增加,不同地区需要结合自身条件,采取相应措施,应对水资源生态风险的变化;(3)武威市各区县水土组合生态风险在空间上表现出一定差异性:中下游地区综合生态风险总体大于上游地区。

沈阳经济区土地利用和净初级生产力变化

分析了沈阳经济区2000到2010年土地利用变化情况。基于CASA(Carnegie-Ames-Stanford Approach)模型估算2000年、2005年、2010年沈阳经济区净初级生产力(NPP),从行政区划和地类角度分析其时空变化,统计了不同地类转换模式下NPP的损益值,从土地利用变化探讨分析了沈阳经济区土地利用变化带来的NPP变化情况。结果表明:(1)农田,林地和城镇用地为研究区最主要土地利用类型。土地利用最显著变化是城镇用地扩张迅速,农田面积大量减少。林地面积有所减少,草地、湿地、裸地面积变化较小;(2)沈阳经济区NPP呈明显退化趋势,并且时空变化显著,2000到2005年退化幅度大于2005到2010年。除了阜新市有增加,其他市的NPP均为减少;(3)沈阳经济区6种土地利用类型的平均NPP都在下降,降幅最大的是林地。NPP损益分析表明农田转城镇带来的年均NPP损失最大。

长三角地区生态环境保护形势、问题与建议

作为区域经济一体化下的"世界制造业基地",中国的长三角地区在实现经济持续快速增长的同时也存在区域性的生态失衡问题。主要表现为:景观格局变化剧烈、区域性大气污染显著、区域水环境质量堪忧、土壤重金属污染严重等。结合长三角地区生态环境形势,在分析成因的基础上,从构建生态安全格局、产业结构优化、实现环境治理多元主体的行为生态化、生态共建环境共治、强化源头治理、加强生态文明规划的基础保障等方面提出了以环境质量为导向的生态城市建设路径与方式,改善城市化进程所带来的环境压力,促进生态可持续发展。

铁岭地区气溶胶光学特性及其影响因素分析

气溶胶光学特性是研究区域大气污染特征的重要依据,也是研究气溶胶环境和气候效应的关键。利用2016年4-10月辽宁省铁岭地区的POM-02型太阳光度计观测资料和地面气象资料,分析了铁岭市大气气溶胶光学厚度(AOD)、Angstrom波长指数(α)和浑浊度指数(β)的变化特征,并基于广义相加模型(GAM)分析区域AOD与PM浓度以及气象因子间的相关关系。结果表明,4、5和7月的AOD与β相对较大,α较小;6、8-10月的AOD与β相对较小,α较大。GAM模型分析表明PM浓度、温度、风速、气压以及相对湿度对区域AOD影响显著,并与AOD间存在复杂的非线性关系。经广义交叉验证(GCV)得到GAM模型的调整R^2为0.740,表明该模型能够解释AOD 74.4%的变化。

美国岩心实验仪器Cat.102及其在油气开发中的应用

本文论述了Ｃａｔ．１０２仪器的工作原理、性能，并阐述室内油气层敏感性评价实验的意义及其在勘探开发中的应用。

塔里木盆地西南坳陷生油岩综合评价

塔里木盆地西南坳陷主要沉积上第三系、上白垩统－ 下第三系、中下侏罗统、石炭－ 二叠系和寒武－ 奥陶系５ 套生油岩。寒武－ 奥陶系沉积中心在阿瓦提凹陷和塘古巴斯凹陷，有机质丰度高、类型好、成熟度高，是该区主要油气源岩。石炭系－ 下二叠统烃源岩分布广、丰度及类型多样、成熟度中到高，是该区次要油气源岩。侏罗系及下第三系生油岩是喀什凹陷、西南缘区主要生油岩。上第三系烃源岩主要分布于叶城凹陷山前区。

塔河3号油田石炭系储层孔隙特征及其影响因素

通过对新疆塔河３号油田石炭系储层的压汞、铸体、电镜扫描、孔渗资料进行综合分析认为，该储层的孔隙总体不是很好。储层共分为四类，最好的也只是中孔－中渗－粗喉型。其孔隙较小、喉道连通性较好、喉道分选差、毛管压力无明显平台，影响孔隙的因素是碳酸盐胶结物的含量。

巴什托构造石炭-二叠系流体压力封存箱特征及其油气意义

巴什托构造主要形成于海西期，海西晚期时巴什托构造石炭－二叠系中有油气富集成藏、喜山期的快速沉降在巴什托构造古油气藏基础上形成了流体压力封闭箱，本文叙述了流体压力封存箱的发育特征、成因及油气意义．

城市景观三维扩展及其大气环境效应综述

当前,中国正处于快速城镇化阶段,在城市边界迅速扩展同时,城市内部改造使建筑高度也不断增加,从而使得城市与周边生态环境的相互作用影响变得更为复杂。在三维空间上研究格局变化与过程关系对于城市生态安全持续和健康发展具有重要意义。本文综述了景观生态格局研究在三维空间上的进展和城市大气环境效应;总结了不同尺度上大气数值模式在城市下垫面大气模拟中的应用,以及城市景观组分和三维格局演变对局地气候和大气污染的影响;分析了当前城市景观三维格局研究和城市大气数值模式应用中存在的不足。三维格局定量分析及其环境效应是未来城市景观生态学研究新的方向,包括构建综合反映景观格局与大气环境关系的格局指数,建立融合城市景观格局演变动力机制和大气环境因子于一体的多尺度模型,以及加强城市三维景观格局优化研究。

基于土地利用变化的民勤县土地生态风险研究

利用1987、2000、2008年民勤县TM遥感影像数据,基于GIS技术和统计分析方法,分析民勤县土地利用/覆被生态风险的时空特点和结构演变,并选取土地利用综合指数和景观格局指数研究土地利用变化对土地生态系统造成的风险进行评价。结果表明:民勤县土地利用/覆被存在的生态风险主要集中在草地和未利用地,两者的面积占研究区总面积的75%以上。耕地、草地、未利用地三种土地类型间的相互转化是民勤县22年间最主要的土地利用变化。在人类活动对土地的扰动作用日益加强和区域经济社会发展目标趋同性的双重影响下,土地利用的广度和深度上不断增大,研究区斑块数量明显增多,景观破碎化程度加重,景观多样性指数和分形维数指数上升,土地生态风险程度增大。

沈阳市降雨径流污染物排放特征

城市降雨径流作为污染物迁移转化的主要驱动力,是城市非点源污染研究的热点和重点。本文以沈阳市典型区域为例,研究了坡顶屋面、平顶屋面和路面3种下垫面降雨径流的总悬浮颗粒物(TSS)、总氮(TN)、总磷(TP)、化学需氧量(COD)和主要重金属(Cd、Pb、Cr、Cu、Ni和Zn)共10种污染物的排放特征。结果表明:污染物的浓度峰值提前于径流峰值;路面径流的污染程度重于屋面径流,TN是屋面径流的主要污染物,TSS、TN、TP、Pb和Cr则是路面径流的主要污染物,TSS超过了国家污水二级排放标准,其余污染物均超过了国家V类地表水标准;径流中TSS与除TN以外的其他8种污染物有较强相关性,氮、磷营养元素与降雨量和雨强大小呈显著正相关,COD则易随着降雨时间的延长而逐渐释放到径流中;与其他国家和城市对比发现,沈阳屋面径流中TSS、TN、TP和COD较少,但却有一定的重金属污染;路面径流中TSS和TP浓度较高,但TN和COD浓度较低,且重金属中Pb、Cr、Cu和Zn的污染较严重。

浑河太子河流域地形和土地利用对表层土壤养分空间变异的影响

应用GIS技术,综合统计学和地统计学方法,探讨了浑河太子河流域表层土壤养分的空间分布,同时分析了地形因子、土地利用及其交互作用对土壤养分空间变异的影响。结果表明:海拔、坡度与土壤有机质、全氮、全磷呈极显著正相关,与全钾呈极显著负相关;坡向的影响不显著。林地和草地的有机质、全磷平均含量相对较高;水田和旱地的全钾平均含量较高。地形因子与土地利用方式的交互作用显著影响土壤养分含量。有机质、全氮和全磷含量高的区域集中在海拔较高、坡度较大的林地和草地。地形条件和土地利用方式能够解释研究区土壤养分的空间变异。