苏南水网地区蓝绿空间格局多情景模拟预测

【目的】模拟预测苏南水网地区蓝绿空间格局多情景发展趋势,探究促进地区可持续发展的情景方案。【方法】以江苏省苏州市吴江南片区为例,设置自然发展、生态保护优先和城镇发展优先等3种情景,借助CA-Markov模型,对2030年蓝绿空间格局变化趋势进行多情景模拟分析,并运用形态学空间格局分析(MSPA)和景观连通性评价解读蓝绿空间景观生态结构与生态格局特征。【结果】不同发展情景下蓝绿空间规模与格局变化差异显著。自然发展和城镇发展优先情景下,蓝绿空间面积呈现加速减少趋势,分别减少了3626.37、7145.74 hm^(2)。蓝绿空间核心区、孔隙等形态类型负向变化剧烈,蓝绿空间破碎度增加,连通性降低。生态保护优先情景与自然发展和城镇发展优先情景相比,蓝绿空间面积分别增加了2904.30、6423.67 hm^(2),蓝绿空间核心区等形态类型增幅明显,孔隙率显著降低,蓝绿空间破碎度降低,连通性增强。【结论】自然发展和城镇发展优先情景对水网地区蓝绿空间呈现负向影响趋势,生态保护优先情景在维持蓝绿空间面积与格局稳定,改善蓝绿空间连通性方面效果显著。

苏南水网地区绿色空间景观生态风险时空演变与调控策略

【目的】研究快速城镇化建设背景下,苏南水网地区绿色空间面临景观破碎化、生境质量下降等问题及其引起的景观生态风险。【方法】以江苏省昆山市为研究对象,选取2000、2010、2020年3期土地利用数据,运用景观格局指数构建景观生态风险评价模型,分析2000—2020年昆山市绿色空间景观生态风险时空演变特征,依据景观生态风险等级转移变化特征划定绿色空间管控分区。【结果】①2000—2020年,昆山市绿色空间总面积呈持续缩减态势,其中耕地面积下降明显,共减少20203.11 hm^(2),占比下降21.70%;水域面积先小幅增加后持续减少,总体减少3813.66 hm^(2);林地和草地面积占比较小,维持相对平稳。绿色空间用地类型间面积转移矩阵主要表现为耕地转向建设用地,反映出绿色空间受人工建设干扰程度不断增强。②研究期间景观生态风险分布发生一定变化,主要表现为低风险等级向更高一级转变。高、较高风险区面积占比分别增加了8.10%、6.61%,较低、低风险区面积占比分别缩减了8.25%和9.73%。③依据景观生态风险等级转移变化特征将研究区划分为重点修复区、协调缓冲区和优化利用区3类管控分区。【结论】研究期间昆山市绿色空间景观生态风险总体呈上升趋势,绿色空间用地类型转变与景观生态风险具有关联性,反映出绿色空间在人为建设活动扰动下生态压力不断增加。基于风险时空演变特征提出绿色空间分区调控策略。

北方缺水城市水资源短缺问题解决策略研究——以廊坊市为例

针对造成北方城市水资源短缺的症结所在,基于水资源可持续利用的用水模式,提出科学解决策略,即在配置方法上,注重多源统筹调控;在利用方向上,实现先内后外,次序开发;在措施保障上构建水系连通网络。合理配置本地地表水、地下水、再生水、雨洪水、外调水、过境水多资源,提升城市供水保证率;构建丰枯互济的大水源连通网络,实现地下水采补平衡;确保外调水与本地水、地表水与地下水、常规水源与应急水源联合调度。以廊坊市为研究区,遵循"先节水后调水,先治污后通水,先环保后用水"的理念,基于"三次平衡"分析思想实现水资源供需平衡。结合廊坊市的水资源平衡分析结果,2030年廊坊市多年平均缺水量为0.02亿m^3(需水量为13.63亿m^3,供水量为13.61亿m^3),缺水率为0.1%。论文提出解决廊坊市缺水的水量调度原则和绿色水系网络连通方案。研究成果为解决北方缺水城市水量不足问题提供经验借鉴。

水网乡村绿色基础设施网络规划——以黎里镇西片区为例

概述绿色基础设施已有的相关研究,分析现阶段在水网乡村规划绿色基础设施所面临的主要困境,阐明将绿色基础设施理念引入水网乡村空间规划的积极意义。提出绿色基础设施规划的基本原则和技术方法,重点以苏州市黎里镇西片区的水网乡村为例,在基地信息数据全面搜集整理基础上,通过生态敏感性分析完成用地适宜性评价,进而确定绿色基础设施的主要构成要素,提出水网乡村绿色基础设施的规划途径,形成系统性的网络状绿色基础设施结构体系。

黄河流域绿色水资源效率空间关联网络构建及其演化因素

科学识别绿色水资源效率在不同地区之间的传导关系并揭示其空间联动的驱动机制,是实现黄河流域水资源可持续利用的前提。以黄河流域沿线56个城市为研究靶区,采用非期望Super-SBM模型测算2007-2019年绿色水资源效率,并通过社会网络分析框架考察其空间网络结构关系及演化因素,结果表明:1.黄河流域大部分城市绿色水资源利用未达到生产前沿面;2.黄河流域绿色水资源效率空间关联呈现复杂的网络关系,“核心—边缘”结构特征突出;3.经济发展水平、科技水平和邻接关系差异对黄河流域绿色水资源效率空间网络结构的形成和演化影响较大,产业结构、城镇化水平和水资源禀赋差异也产生显著的正向作用,但居民用水需求差异对空间关联程度的提升具有抑制作用。

干旱区城市绿地系统“林网化”与“水网化”设计——以新疆生产建设兵团农三师河东新镇绿地系统规划为例

我国西北干旱区由于其特殊的地理位置与气候特点,限制了绿地的成片建设,许多城市目前未形成功能完整的绿地系统。本文提出将绿洲地区用于灌溉的渠网纳入城市绿地系统中,强调林网水网一体化设计,并以新疆建设兵团农三师河东新镇绿地系统规划为例做了较为详细的介绍。

城市公园绿地水热通量的环境影响因素定量分析

在北京近郊区海淀公园架设涡度相关仪,连续观测城市公园绿地水热通量及其环境影响因素数值日变化。分别采用神经网络、相关分析和灰关联方法研究植被生长季节影响水热通量的环境因素权重,结果表明:公园绿地水热通量受多个环境因素的综合影响,净辐射影响最大,其次是下垫面温度,再次相对湿度和气温影响潜热,风速对潜热的影响较弱,而气温和风速对显热的影响也相对较弱。神经网络方法直接给出非线性关系权值,分析结果较准确,优于统计分析方法。

城市滨水蓝绿空间冷岛效应的影响因素与分布特征--以武汉、南京和杭州为例

城市蓝绿空间的科学规划有利于缓减城市热岛、降低能耗和增进城市人群健康。然而,中国大城市滨水蓝绿空间冷岛效应却缺乏较为深入的定量分析和研究。本研究以武汉、南京和杭州三个水系发达城市为例,在借助多源遥感和GIS空间数据计算三个中国城市地表温度(LST)及冷岛强度基础上,采用基于机器学习的决策树回归方法探究各滨水蓝绿空间形态因子的对城市冷岛效应的影响程度和分布特征,同时有效克服了传统线性回归模型在揭示蓝绿空间众多影响因子交互作用方面的受限问题。结果表明,武汉滨水蓝绿空间的强冷岛效应区域位于东湖、汤逊湖等大型湖泊周边,南京则为秦淮河南岸,杭州则为钱塘江中段南侧和西湖南侧。决策树回归结果表明,不同城市起主导作用的景观形态因子也存在差异,不同城市的水域形态对城市热岛影响作用明显。在杭州和南京,水面率和绿地率为主导因子,杭州受其共同影响占72.9%,南京则为61.8%。在武汉,水面率、水域形状指数为主导因子,受其共同影响占63.5%。研究结果可以为中国大城市滨水蓝绿空间的科学规划及设计提供有益参考。

改进遗传神经网络及其在水体富营养化和藻类生长预测中的应用

水体富营养化是藻类爆发性生长的主要因素,为了对其进行实时监测预报,提出一种改进遗传神经网络(QGANN),以实现智能预测.该网络从遗传算法(GA)和神经网络(NN)两方面及其相互关系着手,构造了一个基于量子力学原理的量子平衡交叉算子,设计了一种NN混合优化策略,将两者合并共生获得了一类快速、高效的神经网络预测模型.水库和湖泊蓝绿藻爆发预测实验表明:该改进遗传算法(QGA)性能优良;QGANN的泛化能力明显提高,比未经改进的方法(GAsNN)及简单改进的方法(DCGANN)取得了更加满意的效果.

全国水环境压力指数与绿色发展因素研究

基于张义改进模型中的水环境账户模型,单独考虑水污染生态赤字及水环境生态压力情况,比较我国西、中、东部地区的人均水环境状况,选取包括人口素质、环境污染程度以及环境治理等绿色发展因子,考察生活和生产用水环节之外的水环境生态压力隐性因素。通过相关性分析、因子分析考察对水环境压力影响较为显著的因子,神经网络预测的结果表明,地区发展水平为影响水环境压力指数的首要变量,其次是资源承载度,政府支持度和资源利用效率,在此分析结果的基础上为缓解地区水环境压力提出合理建议。

基于PSO-GRU神经网络的青椒生长期需水预测

青椒生长期内需水量与气温、气压、相对湿度等因子之间存在复杂的非线性关系,需水量变化呈现出时序性和周期性的规律,为提高青椒生长期日均需水量的预测精度,提出一种PSO-GRU (粒子群算法-门控循环单元)青椒生长期日均需水预测模型。以2014—2018年实验所得的青椒需水和气象环境等数据为数据源,将日均气温、气压、风速等六维数据作为特征集,需水量作为标签,GRU神经网络作为需水预测的训练模型,并针对GRU超参数容易陷入局部最优的问题,利用PSO优化GRU模型的超参数,通过仿真实验对青椒生长期日均需水量进行预测,并与RNN, LSTM和GRU等模型进行对比,验证PSO-GRU模型的优越性。仿真实验结果表明:PSO-GRU模型的预测精度和拟合效果显著提高,RMSE为0.505, MAE为0.388, MAPE为7.73,R2为0.888。PSO-GRU模型可为制定灌溉计划提供依据,有利于节水灌溉,推动农业种植水利信息化。

基于景观格局优化的水生态韧性提升--以山东省林家村镇为例

绿色基础设施的多尺度性及其定义的模糊性阻碍了其发展。为缓解这一不足,提出分别由设施尺度和系统尺度进行绿色基础设施研究。聚焦于系统视角,在回顾相关文献的基础上阐述了提升水生态系统韧性对保障绿色基础设施系统可持续地提供生态系统服务的作用,并确定了景观格局优化作为韧性提升技术路线的可行性。以山东省林家村镇为研究区进行水生态韧性提升研究,基于“斑块-廊道-基质”理论,在识别生态基质、生态源地、生态廊道和生态节点的基础上进行景观格局优化,构建生态水网以增强水生态系统的连通性。构建水生态韧性提升效果评价指标体系,得出优化前后的景观格局对水生态韧性提升效果的评价值分别为3.38和4.03,优化后的效果提升了19.23%。给出了水生态系统韧性提升的具体路径,弥补了现有量化探究景观格局优化对水生态韧性提升作用的研究不足。

构建珠海湿地生态保护体系加快绿色生态水网建设对策研究

湿地是地球三大自然生态系统之一,被誉为“地球之肾”,具有蓄水调洪、净化水体、调节气候、抗击台风、美化环境、保护生物多样性等重要功能。通过分析珠海湿地生态保护体系及绿色生态水网建设的发展现状,总结珠海市在构建湿地生态保护体系,建设绿色生态水网时存在的问题和亟待解决的困难,提出了绿色生态水网建设过程中相对应的对策与建议。从源头上改善生态环境质量,为珠海市生态文明建设做出新贡献。

基于GT-ANP理论的生态脆弱区煤-水协调绿色开采度评价

开采煤矿不可避免对矿区周边水资源、生态环境及赋存的地质结构产生扰动影响,目前我国尚未形成有效的煤-水绿色开发评价体系和评价标准,无法对煤-水协调绿色开采程度和实施效果进行科学合理定量评价。针对这一问题开展了煤-水协调绿色开采度评价指标体系与评价方法的研究,首先基于“煤矿全生命周期绿色开采”理论,将煤矿开采过程划分为规划设计、建设生产和闭坑恢复治理3个阶段,结合不同阶段煤矿绿色开采要求,以维系矿区系统稳定为基准,综合考虑地质、采动、自然资源、生态环境、地质灾害和社会经济等6大系统的影响因子,构建生态脆弱区煤-水绿色开采度评价指标体系;其次引入Graph Theory(图论)与Analytic Network Process(网络分析法)构建GTANP模型,利用“超矩阵”综合分析其混合权重,并将煤矿划分为不合格、合格、良好和优异4个等级。以大海则煤矿为案例,验证了评价指标体系与评价方法的科学性与可靠性,评价结果基本反映该矿井的绿色开采度,为绿色矿山建设与综合治理提供依据。

基于AHP-人工神经网络的城市水环境治理绿色施工评价研究

以城市水环境治理绿色施工为目标,开展基于AHP-人工神经网络的绿色施工评价。通过构造层次结构对评价指标进行分类,以城市水环境治理绿色施工为目标,构建绿色施工判断矩阵,得到各指标的权重。将典型水环境治理项目评价所得到的样本,经BP模型训练后,得到了拟合度较高的评价网络。采用训练好的评价网络对实际工程评价,结果与实际情况基本相符,说明该评价方法具有较好的可行性。工程应用表明,由于城市水环境治理项目施工的复杂性,需要对工程进度、质量、安全、费用等统筹考虑,以便在工程建设中找到一个平衡点,在实现绿色施工目标最大化的同时,有效推进工程开展。

黄河流域工业绿色水资源效率空间网络关联特征

利用考虑非期望产出SE-SBM模型测算黄河流域77个地级市2010—2020年工业绿色水资源效率,并借助修正引力模型以及社会网络分析法对效率空间网络关联结构特征进行综合评估。结果表明:①黄河流域工业绿色水资源效率呈现“下游>中游>上游”格局,局部动态性特征与非均质性特征并存。②黄河流域内部网络密度呈现自下游到中游再到上游逐级降低的态势。③工业绿色水资源效率空间关联板块间并未形成良好的循环传递框架。工业绿色水资源效率网络k-核结构呈现金字塔分布特征,且子群城市区位指向与择优特征明显,不利于缩小城际间发展差距。

功能复合导向下的水网地区绿地生态网络构建——以元鹤荡片区为例

城市化的快速发展对苏南水网地区的生态环境产生巨大冲击,绿地的生态及游憩服务功能都受到影响。绿地是连接人工与自然的重要地带,也是构建城乡生态网络的关键要素。构建功能复合的绿地生态网络有利于维护水乡整体环境风貌,提升区域公共游憩服务,实现绿地空间资源的最优配置。以苏南水网地区元鹤荡片区为例,从生态-游憩功能复合的角度出发,引入耦合协调模型分析区域间生态、游憩耦合协调情况,基于耦合协调数度识别复合源地、选取复合廊道,构建生态-游憩功能复合的元鹤荡片区绿地生态网络,为复合型绿地生态网络构建提供参考。

绿色建筑给排水系统节水节能技术措施浅析

给排水系统是绿色建筑的重要组成部分,文中结合实际,对绿色建筑给排水系统节水节能技术措施进行了初步分析,分析结果可为绿色建筑的给排水系统节水节能设计提供相应的经验和依据。

长三角城市群水生态绿色网络的空间分布与演化

长三角一体化已进入高质量发展阶段,水生态绿色发展是长三角一体化高质量发展的重要组成部分。结合生态承载力的内涵,通过灰色关联分析衡量长三角地区水生态绿色发展水平。在此基础上,运用社会网络分析法,对长三角城市群2006、2012、2018和2021年的水生态绿色网络的空间分布及其演化规律进行了研究,结果表明:长三角城市群水生态环境绿色发展水平存在区域内的差异;长三角城市群水生态绿色网络使各城市的绿色发展联系日益紧密;长三角城市群水生态绿色发展水平整体在不断提升。

数字图像法测定养殖水中的孔雀石绿

建立一种简单、可靠的养殖水中孔雀石绿的数字图像检测方法。以1-己基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体富集水样品,再用手机拍照获取样品信息,最后用数字图像结合多层感知器神经网络定量分析孔雀石绿的含量。该法测定结果的相对标准偏差不大于6%(n=5),加标回收率为97.8%~103.0%。该方法可用于养殖水中孔雀石绿的含量测定。