基于熵权TOPSIS模型的宁夏土地利用绩效评价及障碍因子诊断 被引量：10

1

作者 杨志 李才文 +4 位作者 任正龑 李鹏 许垚涛 韩建纯 裴磊 《地球科学与环境学报》 CAS 北大核心 2023年第4期796-805,F0002,共11页

区域土地利用绩效评价是提高其可持续发展能力的有效手段。采用熵权TOPSIS模型、耦合协调度模型和障碍度模型,从经济、社会、生态、安全4个方面选取17个指标评价了宁夏近14年(2006~2019年)土地利用绩效动态变化、协调发展水平和障碍因... 区域土地利用绩效评价是提高其可持续发展能力的有效手段。采用熵权TOPSIS模型、耦合协调度模型和障碍度模型,从经济、社会、生态、安全4个方面选取17个指标评价了宁夏近14年(2006~2019年)土地利用绩效动态变化、协调发展水平和障碍因子。结果表明:2006~2011年,宁夏土地利用绩效处于较差水平;2012~2017年,工业化、城镇化进程加快,宁夏土地利用绩效水平快速上升,处于优质水平;2018~2019年,随着生态和土地安全问题的出现,宁夏土地利用绩效下降为中级水平。其中,经济绩效年均增长6.16%;社会绩效14年间总体上稳步提升,呈现出明显的阶段性特征;生态绩效在2019年回落至中级水平;安全绩效在2015~2019年一直处于中级水平。土地利用经济-社会-生态-安全绩效耦合协调度由2006年的中度失调上升至2019年的中级协调。2016~2019年,影响宁夏土地利用绩效的主要障碍因子分别为水利、环境和公共设施投资占比,生态用地面积占比,工业固废物综合利用率,土地协调度和农用地面积/建设用地面积比例。 展开更多

关键词 土地利用绩效 熵权TOPSIS模型 耦合协调度 障碍度 生态绩效 安全绩效 宁夏

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基于DPSIR模型的西北五省区水安全评价 被引量：7

2

作者 蒋忙舟 杨志 +6 位作者 张晓明 李鹏 许垚涛 赵阳 任宗萍 王得军 文妙霞 《地球科学与环境学报》 CAS 北大核心 2022年第3期535-544,共10页

有效评价区域水安全和确定影响水安全的因素是实现水资源供应和需求之间可持续平衡的重要基础。基于驱动力-压力-状态-影响-响应(DPSIR)模型构建西北五省区水安全评价指标体系,采用隶属度函数、耦合协调度模型和障碍度模型,定量研究了... 有效评价区域水安全和确定影响水安全的因素是实现水资源供应和需求之间可持续平衡的重要基础。基于驱动力-压力-状态-影响-响应(DPSIR)模型构建西北五省区水安全评价指标体系,采用隶属度函数、耦合协调度模型和障碍度模型,定量研究了西北五省区水安全动态变化、协调发展水平,并识别出影响水安全度的障碍因子。结果表明:西北五省区水安全度呈现变好的趋势,至2018年,陕西和青海水安全处于基本安全水平,甘肃、宁夏、新疆水安全处于较不安全水平;水安全子系统的耦合协调度与水安全变化相一致,2018年陕西水安全子系统耦合协调度等级为中级协调,甘肃、青海、新疆水安全子系统为初级协调,宁夏水安全子系统为勉强协调;GDP增长率、第三产业增长比重、城市化率是影响陕西、甘肃、宁夏、青海水安全度现状的主要障碍因子,而新疆水安全度主要受水资源利用率、单位面积水资源量、城市化率的影响。 展开更多

关键词 水安全 DPSIR模型 耦合协调度 障碍因子 陕西 甘肃 宁夏 青海 新疆

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宁夏不同植被类型NDVI变化特征及其对气候的响应 被引量：4

3

作者 潘金金 任宗萍 +4 位作者 胥世斌 李鹏 张晓明 许垚涛 任正龑 《地球科学与环境学报》 CAS 北大核心 2023年第4期819-832,共14页

定量分析植被覆盖变化的驱动机制,探索植被与气候因子之间的关系,对区域生态环境评价和水土保持具有重要意义。基于1998~2019年宁夏归一化植被指数(NDVI),采用趋势分析、偏相关分析和冗余分析方差分解等方法,研究不同植被类型NDVI时空... 定量分析植被覆盖变化的驱动机制,探索植被与气候因子之间的关系,对区域生态环境评价和水土保持具有重要意义。基于1998~2019年宁夏归一化植被指数(NDVI),采用趋势分析、偏相关分析和冗余分析方差分解等方法,研究不同植被类型NDVI时空变化特征及其驱动因子。结果表明:①宁夏NDVI整体呈波动上升趋势,NDVI年增长速率为0.0071年^(-1),春季增长速率最低(0.0023年^(-1)),秋季增长速率最高(0.0075年^(-1));针叶林、灌丛和荒漠NDVI在夏季增长速率最大,阔叶林、农田、草原和草甸NDVI在秋季增长速率最大。②在年际尺度上,93.4%的区域NDVI呈现改善趋势;不同季节内,春季植被退化严重,16.6%的植被面积呈现减少趋势,主要发生在北部引黄灌区,其他季节植被退化的区域集中在银川市周边;③气候是影响植被变化的主要因素,全年和春季NDVI与温度成正相关关系,夏季NDVI与温度成负相关关系,不同季节内NDVI与降水量均成正相关关系。 展开更多

关键词 归一化植被指数 植被类型 时空变化 温度 降雨 方差分解 相关性 宁夏

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涪江流域日输沙率的时间尺度变化效应

4

作者 许垚涛 李鹏 +4 位作者 马方铭 赵宾华 马文涛 苏利平 王立明 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2024年第4期83-94,共12页

[目的]解析日输沙率与关键环境因子之间的尺度依赖关系,探索有效的预测方法,以应对由于泥沙输运机制的复杂性和水文过程的非线性所带来的预测挑战。[方法]采用集合经验模态分解与自适应噪声(CEEMDAN)方法,分析了西南地区涪江流域4个水... [目的]解析日输沙率与关键环境因子之间的尺度依赖关系,探索有效的预测方法,以应对由于泥沙输运机制的复杂性和水文过程的非线性所带来的预测挑战。[方法]采用集合经验模态分解与自适应噪声(CEEMDAN)方法,分析了西南地区涪江流域4个水文站点控制区域2013—2018年的日输沙率与5个潜在影响变量(流量、降水量、平均气温、潜在蒸散发量和NDVI)间多时间尺度变异特征,识别不同时间尺度下日输沙率与相关变量相互作用关系,在此基础上,对日输沙率作出预测。[结果]CEEMDAN方法成功将日输沙率及其潜在影响变量分解为10-11本征模态函数(IMF)和残差项,揭示出日输沙率在3~730天不同时间尺度上的显著变化。分解后的日输沙率与流量、降水量在各个时间尺度上均显示出显著的相关性增强,而气温、潜在蒸散发量和NDVI主要与长时间尺度的日输沙率显著相关。通过逐步多元线性回归预测日输沙率,模型的预测性能显著,R2值在所有站点均超过0.55。[结论]CEEMDAN方法能够有效揭示输沙率及其影响变量之间的尺度依赖性,为理解河流输沙动态提供了新的视角。 展开更多

关键词 水文过程 日输沙率 CEEMDAN 尺度变化 涪江流域

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基于随机森林模型的茹河流域水沙变化及其影响因素研究 被引量：2

5

作者 韩建纯 李鹏 +4 位作者 杨志 张祎 许垚涛 封扬帆 党小虎 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第10期4190-4201,共12页

水沙关系不协调已成为制约黄河高质量发展的关键问题,揭示径流量与输沙量变化的主要影响因素,对适应生态经济发展条件下的水土流失治理工作具有指导意义。以茹河流域为研究对象,采用M-K检验和Pettitt检验分析茹河流域1989—2019年水沙... 水沙关系不协调已成为制约黄河高质量发展的关键问题,揭示径流量与输沙量变化的主要影响因素,对适应生态经济发展条件下的水土流失治理工作具有指导意义。以茹河流域为研究对象,采用M-K检验和Pettitt检验分析茹河流域1989—2019年水沙变化趋势,运用双累积曲线法定量研究了降雨和人类活动对茹河流域径流量、输沙量变化的贡献率,通过随机森林回归分析探索了影响水沙变化的主控因子。结果表明:(1)茹河流域径流量和输沙量峰值对应情况良好,但在2012年之后径流量和输沙量呈现出明显分异,径流量逐渐增加,输沙量平稳减小。(2)茹河流域径流量突变点为1996年和2003年,输沙量突变点为1996年和2004年,影响期的两个阶段中,人类活动对径流量的贡献率分别为95.95%和77.52%,对输沙量的贡献率分别为78.31%和77.91%。(3)显著影响径流量的因子为农作物播种面积、耕地面积、草地面积和人口密度,显著影响输沙量的因子为植被覆盖度、水利环境投资占比、人口密度和工业总产值。(4)农作物播种面积和耕地面积的变化对径流量的影响均呈显著正相关,草地面积和人口密度对径流量响应关系为显著负相关;植被覆盖度、水利环境投资占比、工业总产值等因子与输沙量呈现出显著负相关关系。人类活动对水沙变化的影响复杂多变,仅在单因子作用情况下对径流量与输沙量的作用易受到限制,现阶段水土流失治理需要结合经济—生态—社会等因素进行综合治理。 展开更多

关键词 水沙变化 人类活动 随机森林回归

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宁夏生态系统弹性力变化及其驱动因素分析 被引量：2

6

作者 龚倪冰 李鹏 +2 位作者 许垚涛 孟永霞 潘金金 《绿色科技》 2023年第12期27-33,39,共8页

生态弹性力是评判生态系统自身调节及抵御外界冲击的能力指标,其对宁夏区域生态保护效益的评定具有重要意义。分析了2000~2020年宁夏生态系统弹性力能力、限度及其数值大小,结合地理探测器,探寻了其主要影响因素;运用主成分分析法加权... 生态弹性力是评判生态系统自身调节及抵御外界冲击的能力指标,其对宁夏区域生态保护效益的评定具有重要意义。分析了2000~2020年宁夏生态系统弹性力能力、限度及其数值大小,结合地理探测器,探寻了其主要影响因素;运用主成分分析法加权综合影响因子,对生态弹性力进行特征分区,总结了宁夏生态现状,为规划提供参考。结果表明:①宁夏生态弹性力强度上下限均值介于13.16~326.91;生态弹性限度整体处于增长势态,限度数值随纬度的降低而减小,吴忠市(9.88%)增幅最大;②宁夏生态弹性力在时间上整体向好,空间上南北高,中间低;植被、地形、气象、土壤与社会因子对其现状影响强度高低为:GPP(0.6297)>DEM(0.3810)>TEM(0.3338)>PRE(0.2441)>TSE(0.2235)>K(0.2153)>PGDP(0.1941)>SSE(0.1530);③生态弹性力分区中,低低生态修复区综合因子与生态弹性力皆为负,外界波动不频繁,但生态系统持续低迷,应保护优先,增进治理。低高城市聚集区综合影响因子低,生态弹性力高,地区人口多密,应关注土地节约与高效利用。高低生态经济耦合区综合影响因子大,生态弹性力很低,生态经济提质增效是长期的建设主题。高高生态稳定区综合因子与生态弹性力最强,需加强管理促进地区可持续发展。 展开更多

关键词 生态系统弹性力 地理探测器 主成分分析 宁夏

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基于DPSIR模型的陕西省水安全评价及障碍因子诊断 被引量：2

7

作者 郭嘉嘉 李占斌 +3 位作者 李鹏 许垚涛 杨志 任正龑 《水土保持研究》 CSCD 北大核心 2023年第2期149-155,共7页

水资源安全评价是水资源保护和规划的基础,为了提高区域水安全,迫切需要定量评估水安全情况并对其障碍因子进行诊断。该文基于DPSIR模型建立了水安全评价指标体系,结合单指标量化-多指标综合-多准则综合(SMI-P)的量化方法和耦合协调度模... 水资源安全评价是水资源保护和规划的基础,为了提高区域水安全,迫切需要定量评估水安全情况并对其障碍因子进行诊断。该文基于DPSIR模型建立了水安全评价指标体系,结合单指标量化-多指标综合-多准则综合(SMI-P)的量化方法和耦合协调度模型,对陕西省水安全健康状态做出评估,并运用障碍度模型分析了影响水安全的主要因子。结果表明:2000—2018年陕西省水安全状态经历了从“较不安全”状态向“基本安全”状态发展,但驱动力和影响子系统的安全度有所下降,应加强对水资源有限性以及城市社会发展的重视。水安全子系统耦合协调度逐年提高,实现由中级协调到良好协调的转变,2018年系统耦合度高达0.815,系统间相互依赖相互作用程度较高。人均GDP、恩格尔系数、人均日生活用水量以及人均水资源量是制约陕西省水安全状态提升的主要障碍因子,可以更好地为制定和采取相关措施来提高水安全状态提供科学依据。综上,陕西省水安全状态整体趋势向好,经济与水资源情况为主要制约因素。 展开更多

关键词 水安全 DPSIR模型 熵值法 障碍度模型 陕西省

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青海省生态修复关键区识别及修复分区划分

8

作者 马泽钰 李鹏 +3 位作者 肖列 王博 许垚涛 潘金金 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2024年第3期252-265,共14页

[目的]基于“整体保护、系统修复、综合治理”的治理思路识别生态修复优先空间抑制生态退化,是区域社会—经济协调发展、筑牢生态安全屏障和推进生态文明建设的重要举措。[方法]以青海省为研究区,通过土地利用强度、土地利用重心迁移反... [目的]基于“整体保护、系统修复、综合治理”的治理思路识别生态修复优先空间抑制生态退化,是区域社会—经济协调发展、筑牢生态安全屏障和推进生态文明建设的重要举措。[方法]以青海省为研究区,通过土地利用强度、土地利用重心迁移反映城市化进程,定量评估2005—2020年7项生态系统服务、生态敏感性和生境退化度,提出基于“生态系统服务簇—生态敏感性-生境退化度”识别生态修复优先空间,将内部缺陷和外界胁迫相结合,划定5类生态修复优先区并提出相应修复策略。[结果]青海省2005—2020年产水深度分别为125.1,106.9,80.0,135.4 mm,水源涵养深度稳定在15 mm左右。粮食产量由1.42 t/hm^(2)提升至2.02 t/hm^(2),防风固沙能力由2.42 t/hm^(2)提升至4.59 t/hm^(2),土壤保持能力由85.90 t/hm^(2)下降至65.30 t/hm^(2);青海省生态系统服务簇可划分为生态宜居和谐簇、水土耦合协调簇、生态源地保育簇、自然生态修复簇、防风固沙功能簇5类。基于双变量自相关识别生态恢复优先点结果可知,青海省主要关键生态恢复点和自然生态恢复点面积分别占5.26%和2.55%,其中关键生态恢复点和生态宜居簇增加区域在空间上分布基本吻合。[结论]青海省生态修复优先区集中在生态环境脆弱的西北荒漠地区、高海拔山区、水源地和河流沿岸及人类活动较频繁的河湟谷地和天峻县、兴海-玛多—曲麻莱县一带。 展开更多

关键词 青海省 INVEST 生态系统服务功能 生态系统服务簇 生态修复优先区

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云贵高原生态系统弹性力评价分析 被引量：1

9

作者 张超雅 李鹏 +3 位作者 龚倪冰 赵晨光 许垚涛 孟永霞 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2023年第2期120-126,207,共8页

利用云贵高原2000年、2010年和2018年的遥感影像及气象数据,并结合生态系统弹性力计算方法,对云贵高原生态系统弹性力进行计算,分析了云贵高原25个市生态系统弹性力的时空分布特征,同时对其变化的主要影响因素进行探究。结果表明:云贵... 利用云贵高原2000年、2010年和2018年的遥感影像及气象数据,并结合生态系统弹性力计算方法,对云贵高原生态系统弹性力进行计算,分析了云贵高原25个市生态系统弹性力的时空分布特征,同时对其变化的主要影响因素进行探究。结果表明:云贵高原生态系统弹性力在研究期内呈现逐年增加趋势;在空间上,云贵高原生态系统弹性力分布为西南高、西北低、中部局部较低,东部较高。将生态系统弹性力分为4个等级,其中较弱和中等等级面积占比呈减少趋势,较强和很强等级面积占比逐年增加。驱动因子分析表明,降雨和气温是影响生态系统弹性力空间分布变化的主要因素。研究结果可对云贵高原生态系统保护提供一定的科学依据。 展开更多

关键词 云贵高原 生态系统弹性力 弹性强度系数 弹性限度

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宁夏水土资源适宜性评价及时空分异的影响因子变化规律 被引量：1

10

作者 赵晨光 李鹏 +3 位作者 许垚涛 党小虎 张超雅 龚倪冰 《水土保持研究》 CSCD 北大核心 2023年第6期432-440,共9页

[目的]揭示水土资源适宜性多体系综合评价对区域发展的贡献,阐明宁夏地区水土资源协调发展的适宜性演变情况,识别区域水土资源承载能力的影响因子。[方法]通过构建宁夏资源-生态-社会-经济综合评价体系,基于熵权TOPSIS模型、耦合协调度... [目的]揭示水土资源适宜性多体系综合评价对区域发展的贡献,阐明宁夏地区水土资源协调发展的适宜性演变情况,识别区域水土资源承载能力的影响因子。[方法]通过构建宁夏资源-生态-社会-经济综合评价体系,基于熵权TOPSIS模型、耦合协调度模型及灰色关联度模型,评价了宁夏近20年(2001—2020年)水土资源适宜性动态变化和协调发展水平,并分析影响因子的变化规律。[结果]宁夏水土资源适宜性呈现出从较差持续向好的发展态势,目前为优质水平(0.883);子体系之间的耦合协调程度由2001年的严重失调(0.159)上升至2020年的优质协调(0.946);各子体系中对水土资源适宜性评价的关联度较高的是资源评价体系(0.729)和社会评价体系(0.721)。[结论]子体系之间的协调发展反映出宁夏水土资源适宜性整体呈现向好态势,未来需要更多关注资源和社会体系中的关键因子,合理配置水土资源的开发利用。 展开更多

关键词 水土资源适宜性 熵权TOPSIS 耦合协调度 灰色关联度 宁夏

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侵蚀作用对黄土丘陵沟壑区有机碳迁移-沉积的影响 被引量：2

11

作者 许垚涛 李鹏 +3 位作者 李占斌 张祎 赵宾华 黄绵松 《干旱区资源与环境》 CSSCI CSCD 北大核心 2021年第2期162-169,共8页

土壤有机碳(SOC)作为陆地碳库的重要组成部分,不仅对土壤肥力产生重要影响,而且在一定程度上影响着全球变暖趋势,为了深入探究土壤侵蚀与有机碳的关系,利用137 Cs核示踪法,以黄土丘陵沟壑区典型流域王茂沟坡耕地、林地、草地和梯田四种... 土壤有机碳(SOC)作为陆地碳库的重要组成部分,不仅对土壤肥力产生重要影响,而且在一定程度上影响着全球变暖趋势,为了深入探究土壤侵蚀与有机碳的关系,利用137 Cs核示踪法,以黄土丘陵沟壑区典型流域王茂沟坡耕地、林地、草地和梯田四种土地利用为研究对象,分析了不同坡面下土壤侵蚀对SOC迁移和沉积的影响规律。结果表明:与该流域137 Cs面积浓度背景值相比(1237 Bq/m^(2)),坡耕地平均137 Cs面积浓度最小,平均137 Cs流失率最大,达到95.86%。根据侵蚀速率,四种坡面景观侵蚀速率大小依次为:坡耕地>草地>林地>梯田。根据土壤有机碳空间分布特征发现,除坡耕地外,林地、草地和梯田土壤沉积与土壤侵蚀同时发生,并且土壤137 Cs面积浓度与有机碳面积浓度呈现显著相关关系(p<0.05)。研究结果表明采用137 Cs核示踪法可以较为科学的解释该区域土壤侵蚀作用对坡面有机碳迁移-沉积的影响规律。 展开更多

关键词 有机碳 土壤侵蚀 137 Cs 土地利用 王茂沟流域

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