1982—2020年黄河流域(河南段)NDVI动态演变及其与气候变化响应研究

基于GIMMS NDVI3g和MODIS NDVI数据,利用一元线性回归模型,本文构建了1982—2020年黄河流域(河南段)GIMMS-MODIS NDVI数据集;在此基础上,结合Sen趋势、Mann-Kendall(M-K)及偏相关分析等方法探究了黄河流域(河南段)NDVI时空演变及其对气候因子的响应。结果表明:(1)重构的GIMMS MODIS NDVI和GIMMS NDVI拟合效果较好,其R^(2)达到了0.8799(P<0.01),二者的月均值直方图差值在[-0.02,0.02]之间的占比高达81.47%;(2)1982—2020年黄河流域(河南段)年和春、夏、秋、冬四季NDVI值均呈现波动增加的趋势,其增加速率分别为0.0018 a^(-1)(P<0.01)、0.0027 a^(-1)(P<0.01)、0.0006 a^(-1)(P<0.1)、0.0013 a^(-1)(P<0.01)和0.0024 a^(-1)(P<0.01);空间上,该流域年和春、夏、秋、冬四季NDVI显著增加的面积占比分别为76.62%、76.62%、33.64%、57.19%和77.16%,显著下降的区域主要位于流域中南部地区;(3)1982—2020年黄河流域(河南段)年均气温呈现显著增加的趋势(slope=0.0377℃·a^(-1),P<0.01)。从季节变化来看,春季和秋季的平均气温增加速率最快,降水的变化在年及其春、夏、秋、冬四季变化均不显著;(4)1982—2020年黄河流域(河南段)年、春季及其冬季NDVI变化主要受到气温控制,夏季NDVI变化主要受降水影响;从空间分布来看,年、春季和冬季NDVI与气温呈显著相关的站点比例分别为82.14%、50%和75%,春季、夏季和秋季NDVI与降水呈显著正相关的站点比例分别为3.57%、14.29%和3.57%,主要零星分布在流域的中部地区。

黄河流域河南段生态保护和高质量发展评价研究

为给黄河流域河南段生态保护和高质量发展的战略需求与实现路径研判提供参考,在剖析生态保护和高质量发展关系及幸福河湖内涵的基础上,从经济高质量发展、社会高质量发展、环境高质量发展3个维度,构建黄河流域河南段生态保护和高质量发展评价指标体系,运用专家赋分法确定各指标权重,采用综合评价模型对2019年黄河流域河南段8个地级市生态保护和高质量发展水平进行测度分析。结果表明:黄河流域河南段生态保护和高质量发展整体为中等水平,还有较大提升空间;在经济、社会、环境3个维度高质量发展评价分值中,经济高质量发展平均为60.50分、环境高质量发展平均为67.28分、社会高质量发展平均为74.96分。总体上黄河流域河南段生态保护对经济、社会高质量发展的支撑不够,从水战略角度提出了采取工程措施、非工程措施支撑生态保护和高质量发展的建议。

黄河流域河南段湿地景观格局和生态系统服务价值演变及预测研究

基于5期土地利用数据,探讨1980—2020年黄河流域河南段湿地景观格局的时空演变特征,运用CA-Markov模型预测2060年湿地格局,并利用效益转移法评估湿地生态系统服务价值(ESV)。结果表明:(1)黄河流域河南段湿地主要分布在黄河干流及支流两岸,其余区域湿地呈零星分布特征。(2)湿地面积以2000年为界呈先减后增的变化趋势,但总体仍减少13.18%,主要转化为耕地。预计2060年湿地面积将比2020年增加5.90%。湿地景观结构以2000年为界由趋于分散变为趋于聚合,2020—2060年将略趋于破碎。(3)湿地是研究区生态系统服务价值最高的地类。湿地总ESV变化趋势与其面积一致,总体减少129.26亿元。预计2060年湿地总ESV将比2020年提高50.24亿元。水文调节是湿地价值最高的生态系统服务功能。

沙颍河流域河南段生态系统服务价值及影响因素评估

为提高沙颍河流域河南段生态系统服务水平,推动区域高质量发展,采用当量因子法、热点分析法、地理探测器模型评估沙颍河流域河南段2000—2018年生态系统服务价值(ESV)时空分异特征及影响因素。结果表明:耕地、草地、林地面积减小,城镇与农村居民点面积大幅度增大,耕地转出面积占总转出面积的57.71%,是其他土地利用类型转入的主要贡献者;研究区总ESV值随时间变化整体呈先增大后减小趋势,生态系统服务高值区范围缩小,主要分布在流域西部、北部;生态系统服务低值区范围扩大,主要分布在流域中部、东部,生态系统服务高值区、低值区空间集聚明显;生态系统服务价值增加的原因主要是耕地转水域、耕地转林地,减少的原因主要是林地转耕地、水域转耕地、耕地转城镇与农村居民点;生态系统服务价值空间分异受多因子的共同影响,其中人为干扰指数的影响最大,与各因子的交互作用最显著。下一步须严格限制林地、水域向耕地与建设用地转化,加强对生态用地的投入与管护,开展生态修复及流域生态补偿,以期改善生态环境,提高生态系统服务价值。

黄河流域河南段八市高质量发展评价体系研究

为了给黄河流域河南段八市高质量发展提供参考,以2011—2020年的统计数据为基础,从绿色、协调、开放、创新、和谐5个维度进行分析,建立了黄河流域河南段八市的高质量发展评价体系。采用全局熵值法计算了八市的高质量发展指数,并运用皮尔逊相关系数法研究了其相关性。结果表明:从绿色、协调、开放、创新、和谐5个维度来看,八市的高质量发展指数虽然在增长,但是在协调发展和创新发展上仍有所不足,指数均未能突破0.800,而在开放发展与和谐发展上高质量发展指数较为均衡,且这些城市的高质量发展指数正相关。在推动黄河流域河南段八市高质量发展进程中,应注重提升协调性和创新性,进一步完善发展策略和政策,推动经济、环境、社会等各方面的协调发展。

黄河流域河南段碳排放强度与经济高质量发展耦合协调研究

以黄河流域河南段为研究对象,运用熵权法、耦合协调度模型,研究了碳排放强度与高质量发展的耦合协调。结果显示:理论研究发现碳排放强度与经济高质量发展水平之间存在互相影响、互相约束的耦合协调关系。实证研究发现:①整体上,黄河流域河南段的碳排放强度逐年降低,且2005~2010年碳排放强度下降幅度较大,2010年以后,伴随着经济快速增长,碳排放强度呈现较为平稳趋势。从空间来看,济源市的在研究时段碳排放强度在10市中均处于最高,郑州市处于较低水平;②推动黄河流域河南段碳排放强度与经济高质量发展耦合协调发展意义重大。在研究期内,二者的耦合协调度由中度失调—轻度失调—协调转变,但以中度协调为主,少数地区处于严重失调。最后,在发挥双向互动作用、打造特色发展路径以及优化区域合作协调关系等方面提出了相关政策建议。

沁蟒河流域(河南段)水生态承载力评价

为有效保护沁蟒河流域水生态环境,确定其水生态承载力迫在眉睫。采用驱动力-压力-抵抗力-状态-响应(driving-force pressure resistance state response, DPRSR)模型对2008—2018年间沁蟒河流域(河南段)水生态承载力进行了分析评价;之后采用Vensim软件构建与系统动力学模型相融合的水生态承载力系统动力学(system dynamics, SD)模型对沁蟒河流域(河南段)未来不同发展模式下(常规发展模式、综合发展模式、生态优先发展模拟)的水生态承载力进行了预测分析。分析结果表明:2008—2018年沁蟒河流域(河南段)水生态承载力处于临界偏好状态;综合发展模式下的水生态承载力分值处于临界可承载范围内,可兼顾流域生态保护和社会经济发展,推荐综合发展模式作为沁蟒河流域(河南段)水生态与经济社会可持续健康发展的最优方案。研究成果对区域水生态环境保护和社会发展战略制定具有一定的参考价值。

淮河流域(河南段)河流生态系统健康评价及分类修复模式

在国内外河流生态系统健康评价和生态修复研究的基础上,以淮河流域(河南段)河流生态系统作为研究对象,使用频度分析法和理论分析法,从水文特征、水质状况、地貌特征和生物状况4个方面,筛选得到17项指标作为健康评价指标体系,并创新性地采用T-S模糊神经网路法评判淮河流域(河南段)河流生态系统的健康状况。结果显示:研究区域内共有亚健康、脆弱、病态和恶劣4种健康等级,占比分别为8.43%、74.70%、13.25%和3.61%,脆弱的断面近于75%。然后在此健康评价的基础上,将生态系统健康等级为"亚健康/脆弱/病态"的河流生态系统作为待修复的对象,根据各个准则层的健康状况,将流域内96%待修复断面分为水质-生物修复模式、水质-地貌-生物修复模式、水量-水质-生物修复模式、水量-水质-地貌-生物修复模式和以绿代水型修复模式5种修复模式,占比分别为3.75%、22.5%、2.5%、67.5%和3.75%,仅2种复合水量修复类型占比接近90%。

淮河流域河南段水生植物多样性评价及其影响因素分析

通过对淮河流域河南段开展野外调查及室内监测,分析河流水生植物类群组成及优势物种,从多样性、丰富度、优势度、均匀度4个方面对水生植物进行健康评价,采用CCA分析法探讨影响水生植物的关键环境因素。结果表明,淮河流域河南段共有水生植物38种,隶属于25科33属,分布广泛的优势种为芦苇、水花生、金鱼藻、轮叶黑藻、水蓼、水鳖、篦齿眼子菜。针对健康评价结果,淮河流域河南段水生植物呈现病态到健康状态。分析表明河流生态系统遭受破坏,生态系统呈现不稳定状况,主要原因为水质污染及人为活动干扰强烈。根据水生植物分布与水环境因子CCA响应关系研究,影响水生植物的主要因子为TP、COD、p H、电导率、氨氮。

黄河流域高质量发展指标体系构建与评价--以河南段为例

为推动黄河流域生态保护和高质量发展,在内涵界定、评价指标体系梳理分析的基础上,以黄河流域河南段为例,构建了涵盖资源合理开发利用、生态保护、环境改善、经济发展、创新驱动、人民生活等方面的经济社会高质量发展系统、环境承载系统、资源承载系统三大领域的指标体系,对黄河流域河南段高质量发展进行评价。结果表明:黄河流域河南段经济发展水平区域差异较为明显,郑州最高,濮阳最低;资源承载情况差别不大,最高为洛阳,最低为新乡;环境承载综合指数差别不大,最高为安阳,最低为济源;各地市高质量发展空间差异显著,以中部郑州和洛阳为龙头、北部发展水平较低为主要特征。

黄河流域(河南段)耕地多功能时空格局演变及其权衡协同关系

科学测度耕地多功能权衡与协同关系对于量化和表征耕地隐性形态具有重要意义,可为构建土地利用绿色转型调控路径、揭示人地关系演化过程提供科学依据。该研究以黄河流域(河南段)为研究区域,利用1990-2020年时间序列社会经济发展数据,从耕地的生产、社会、生态以及文化功能4个维度系统构建耕地多功能评价指标体系及土地系统功能权衡度(Land system Function Trade-off Degree,LFTD)模型,测算黄河流域(河南段)耕地多功能指数,解析耕地多功能之间权衡与协同关系时序演化特征,以此揭示耕地利用隐性形态的演变规律。结果表明:1)1990-2020年间黄河流域(河南段)耕地的生产、社会、生态和文化功能均呈增长态势,且生产与文化功能增长较为突出。2)按照功能层次性,将1990-2020年间耕地多功能的变化划分为6个阶段。在1990-2010年的前四个阶段中以生产与生态功能为主,在2010-2020年的后两个阶段中以生产与文化功能为主,并且功能间作用关系较为复杂。3)1990-2020年间,耕地生产、社会、生态和文化功能间相互作用关系呈现“权衡为主导-权衡协同持平-权衡为主导”的演化特征,黄河流域(河南段)耕地功能于2010年后呈现显著转型特征。4)耕地转型影响因素关联性随时间变化而不同。1990-2020年影响因素关联性变化显示:城镇化率、农业机械总动力、粮食总产量、第三产业占比是显著影响因素。耕地隐性形态变化可深层次显化耕地利用转型,为耕地可持续利用提供参考。

黄河流域河南段农村污水治理现状及建议

农村污水治理是我国农村人居环境改善以及新农村建设的重要内容。基于黄河流域生态保护和高质量发展及乡村振兴的国家战略需求,本文梳理了黄河流域河南段农村水污染及污水治理现状,分析了污水收集管网建设、污水处理设施适用性、农业面源污染以及公众参与等方面存在的问题,探索了适用于本地区的污水处理模式及污水处理技术,提出了相应的建议:完善乡村地区市场融资机制、优选污水处理工艺、加强农业面源污染的防控措施、增大宣传力度和普及水环境保护教育,为流域内农村污水治理提供有效的决策依据。

淮河流域(河南段)水质时空变化特征及其与土地利用类型的关系

水质的定量评估有利于地方政府制定和实施水污染防治政策.为研究近期淮河流域行政区划尺度上水质的时空变化特征及其受土地利用类型的影响,以淮河流域(河南段)为研究区,根据2009—2017年31个水质站点的水质周测浓度,结合土地利用遥感监测数据,利用季节性Mann-Kendall趋势检验法及Spearman相关分析法,对ρ(CODCr)、ρ(NH4^+-N)和ρ(TP)的时空变化特征及其与土地利用类型的相关性进行分析.结果表明:①在时间上,ρ(CODCr)、ρ(NH4^+-N)和ρ(TP)在大部分地区呈下降趋势,但各水质指标依然较高,ρ(CODCr)和ρ(TP)在丰水期略高于枯水期,ρ(NH4^+-N)在枯水期高于丰水期.②在空间上,水污染比较严重的有沱河、浍河、惠济河、涡河、贾鲁河、清潩河、颍河中游、黑茨河、汾泉河和洪汝河,大部分站点为GB3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅳ类或Ⅴ类水质,部分站点甚至属于GB3838—2002劣Ⅴ类水质;而颍河上游、北汝河、沙河、淮河干流及史灌河的水质较好,基本属于GB3838—2002Ⅰ类或Ⅱ类水质.③土地利用类型与水质之间的相关性表现为ρ(CODCr)、ρ(NH4^+-N)、ρ(TP)与旱地和城镇面积占比均呈正相关,与林地、草地和荒地面积占比均呈负相关,与水域面积占比也呈负相关但不显著.研究显示,淮河流域(河南段)水质有所改善,但部分地区水污染问题仍然比较严重,旱地与城镇用地是造成研究区水污染的主要原因,林地、草地、荒地和水域能够缓解水污染.

黄河流域河南段植被和土壤及其碳密度空间分异研究

黄河流域河南段是黄河流域地形地貌特征最特殊的地区,估算和量化本区域植被和土壤有机碳储量、有机碳密度及其空间分异特征,对于准确评估黄河流域碳收支平衡、促进黄河流域生态保护和高质量发展均具有重要的意义。利用河南省第六次森林资源调查成果、第二次土壤普查数据、数字高程模型和其他文献资料,对黄河流域河南段(行政区域)的植被和土壤类型、有机碳贮量和有机碳密度及其空间分异特征进行综合分析,并探讨其成因和增碳策略。结果表明,(1)研究区以栽培植被为主,面积为3.28×10^(4) km^(2),占比74.59%,主要分布于研究区的中部、东部和伊洛河两岸谷地;其次为落叶阔叶林,面积为6.80×103 km^(2),占比15.57%,主要分布于研究区域的西南部,优势种包括栓皮栎(Quercus variabilis Bl.)、麻栎(Quercus acutissima Carruth.)和槲栎(Quercus aliena Bl.)等。(2)土壤以潮土和褐土为主,面积分别为1.55×10^(4) km^(2)和1.54×10^(4) km^(2),占比分别为35.23%和35.12%,潮土集中于东部,褐土分布在西部;其次为棕壤,占比11.61%,主要分布在西南部。(3)研究区植被有机碳贮量为53.24 Tg,其中落叶阔叶林有机碳贮量为24.88 Tg,占比46.73%,栽培植被有机碳贮量23.71 Tg,占比44.54%;土壤有机碳贮量(土层100 cm)为294.92 Tg,其中褐土和潮土有机碳贮量分别为108.04 Tg和91.54 Tg,占比分别为36.63%和31.04%。(4)植被有机碳密度在5.70—36.37 Mg·hm^(−2)之间,平均有机碳密度为12.12 Mg·hm^(−2);土壤有机碳密度(土层100 cm)在14.9—151.2 Mg·hm^(−2)之间,平均有机碳密度为67.12 Mg·hm^(−2);总有机碳密度(植被和100 cm土层)在15.09—187.57 Mg·hm^(−2)之间,呈西南和中北部高而中部和东部低的分布特征;在海拔梯度上,植被、土壤及总有机碳密度表现为平原(<200 m)<丘陵(200—500 m)<低山(500—1000 m)<中山Ⅰ(1000—1500 m)<中山Ⅱ(>1500 m)。综上所述,黄河流域河南段的植被、土壤及其有机碳密度在水平方向和海拔梯度上呈现空间分异特征。中部和东部有机碳密度相对较低,植被主要为栽培作物,土壤以潮土为主;西部(尤其是西南部)有机碳密度高,是森林植被和灌丛的主要分布区,土壤以褐土和棕壤等相对高有机碳密度的土类为主。保护好西部(尤其是西南部)良好的植被资源,改进中部和东部栽培作物的耕作和管理方式,是稳定和增加黄河流域河南段碳贮量的关键举措。

协同治理框架下黄河流域河南段水环境治理

为推进黄河流域河南段水环境善治进程,通过对水环境主要特征以及质量现状的分析,结合协同治理理论,构建了由党、政府、企业、社会组织、公众等多元主体参与,基于利益协调机制、信息公开机制、制度信任机制和政策协同机制这4个影响机制而形成的黄河流域河南段水环境协同治理分析框架。基于该协同治理分析框架,针对目前黄河流域河南段水环境治理过程中存在的问题,提出优化职权范围、推动多元主体参与以及完善影响机制等政策建议。

黄河流域河南段体育非物质文化遗产的空间分布特征及影响因素研究

运用GIS空间分析法和相关性分析对黄河流域河南段体育非遗的空间分布特征及影响因素进行研究.结果表明,黄河流域河南段体育非遗分布较为集中,空间分布类型属于凝聚型,形成了1个高密度核心圈(以焦作市为核心区),3个次级密度核心圈(以开封市、濮阳市和郑州市为核心区),但各城市体育非遗分布不均衡;影响黄河流域河南段体育非遗空间分布特征的主要因素有自然地理因素、历史文化因素、社会经济因素和政府管理因素.

黄河流域(河南段)土壤环境形势、问题与建议

黄河流域(河南段)土壤环境保护对流域人居环境安全、农产品质量安全以及南水北调供水城市饮水安全意义重大。本文从产业结构、矿产资源分布、工业行业类型、土壤污染重点风险源分布、土壤污染特征等方面分析了黄河流域(河南段)土壤环境面临的形势与存在的问题,并据此提出了针对性的土壤环境保护对策建议。

黄河流域河南段科技创新与绿色发展耦合协调研究

为给黄河流域科技创新驱动绿色发展提供科学支撑,以黄河流域河南段8个地市科技创新与绿色发展的耦合协调关系为研究对象,基于2012—2021年8个地市面板数据,利用主客观赋权法和协调发展度模型,探讨流域科技创新与绿色发展两系统的时空耦合特征。结果表明:研究期内黄河流域河南段各地市科技创新和绿色发展综合指数均有明显增长,多呈科技创新滞后型发展;各地市两系统耦合度持续提升,科技创新与绿色发展呈现明显的正向促进作用;各地市科技创新与绿色发展协调发展度均有不同程度提升,存在空间异质性;郑州、洛阳属绿色创新协调类地市,新乡、济源、三门峡、焦作、开封属绿色创新磨合类地市,濮阳属绿色创新拮抗类地市。基于研究结论,提出了强化绿色创新协调类地市创新成果供给的有效性、提升绿色创新磨合类地市的科技创新水平、补齐绿色创新拮抗类地市科技创新短板等提升科技创新与绿色发展耦合水平的建议。

基于B-IBI评价淮河流域(河南段)河流生态健康

依据2015年4—5月淮河流域(河南段)的67个底栖动物调研点位(13个参照点和54个受损点)数据,对20个候选生物学指数值的分布范围、相关关系和判别能力进行分析,从中筛选出总分类单元数、敏感类群比例、生物指数、端足目+软体动物物种数、端足目+软体动物%、最优势类群相对丰度构成淮河流域(河南段)的底栖动物完整性指数(B-IBI)指标体系。分别用3分制、4分制以及比值法统一各参数量纲,并比较3种方法的评价结果准确性。结果表明:采用4分制统一各参数量纲并依据所有样点的B-IBI值分布的95%分位数法建立的健康评价标准优于3分制法和比值法;建立了适合淮河流域(河南段)河流生态系统的健康评价标准:B-IBI值>24,健康;18~24,亚健康;12~18,一般;6~12,差;≤6,极差。评价结果表明:淮河流域(河南段)67个样点中,"健康"的点位占比19.40%;"亚健康"的点位占比26.87%;"一般"的点位占比32.84%;"差"的点位占比10.45%;"极差"的点位占比10.45%,淮河流域(河南段)整体B-IBI与氧化还原电位呈极显著正相关,与NH4+-N呈显著负相关,其余水质指标与B-IBI无显著相关关系。B-IBI与各水质指标之间的相关性在不同的河流上差异较大。