三江平原粮食生产与沼泽湿地协调发展水平动态分析与评价

为了寻求三江平原农作物播种面积和沼泽湿地面积两者间的合理比例，使之既能保证粮食生产，又能维持沼泽湿地的重要功能，有必要对三江平原粮食生产与沼泽湿地协调发展水平进行动态分析与评价。在获取过去50多年三江平原沼泽湿地面积和农作物播种面积数据的基础上，通过选取表征粮食生产效益和沼泽湿地效益的评价指标，应用模糊数学中的隶属度函数对评价指标进行量化，建立协调发展水平评价模型，对两者协调发展程度进行了动态分析与评价。评价结果显示，20世纪60年代中期的农业生产和沼泽湿地环境是比较协调的。该时期三江平原农作物播种面积为158万hm^2，沼泽湿地面积为282万hm^2。此结果可以作为三江平原沼泽湿地恢复程度的一个参考标准。按高产水平计算，三江平原可提供111077t粮食，而三江平原的生物种类可以恢复到建国初期的95％。图8，参25。     

典型内陆淡水湿地区退耕还湿适宜性定量评价研究

在人为及自然因素双重胁迫下,三江平原的湿地面积急剧减少、功能不断退化,因此湿地保护及恢复工作显得尤为重要。退耕还湿是保护和恢复三江平原受损湿地生态系统的有效措施,其首要和基础任务是对区域农田进行退耕还湿适宜性评价,以确定适宜还湿农田的具体位置及空间分布特征。研究基于自然与社会经济因素考虑,构建了三江平原湿地区退耕还湿适宜性评价体系,并以三江国家级自然保护区为例,运用地理空间叠加分析方法,成功提取了该区域农田退耕还湿适宜性的空间分布特征,验证了典型内陆淡水湿地区退耕还湿适宜性定量评价的可行性,进而丰富了退耕还湿的理论体系与方法,为退耕还湿工作提供了一种新的技术手段。图8,表3,参33。     

基于AHP方法的三江平原农业水资源供需状况评价与分析

三江平原是我国重要的商品粮基地，近年来农业水资源的供需矛盾日益加剧。采用层次分析法（AHP），通过建立综合评价模型对三江平原农业水资源供需状况进行评价。     

农田-湿地区域景观动态及其对生态系统服务功能的影响

利用覆盖穆棱-兴凯流域范围的50年代1：10万地形图以及1980年Landsat MSS影像和2000年Landsat TM影像，分别通过数字化和人工交互遥感解译获得研究区1954年、1980年和2000年的景观格局分布图。参照国家通用的土地利用分类系统，根据研究区具体情况，将研究区域景观分为8种主要类型，分别为旱田、水田、湿地、森林、草地、水域、城乡居民地和未利用地。考虑农田-湿地区域的具体情况，利用中国陆地生态系统服务单位面积价值作为基础来计算生成生态系统服务价值表，利用Constanza的生态系统服务价值评价方法，得到不同时间点的区域生态系统服务价值及其构成。结果表明：作为三江平原的重要组成部分。穆棱-兴凯流域在过去50年亦经历了剧烈的湿地农田化过程。其中1954～1980年这一时段是区域景观格局变化最为剧烈时期。在50年间，自然景观面积迅速缩减，大面积的农田取而代之。生态系统服务总价值在近50年间减少超过25％，约254．92亿元／a。由于湿地等自然景观的大量减少，气候调节功能、水源涵养功能和废物处理功能明显下降，减少的价值量分别为75．71亿元／a、71．74亿元／a和65．44亿元／a。农田的面积持续增加加强了区域的食物生产功能，近50年增加的价值量为4．02亿元／a。表4，参11。     

城市废水污灌的生态效应及生态处理技术

我国工农业生产与城市严重缺水，城市污水处理率低，在客观上要求城市污水经生态处理后回用于农业。人工湿地污水处理系统利用基质、植物和微生物这个复合生态系统的物理、化学和生物的三重协调作用，通过过滤、吸附、共沉淀、离子交换、植物吸收和微生物分解来降解污染物质，不仅其出水水质能够达到农田灌溉水质标准，而且由于其具有出水水质稳定、对营养物质去除能力强、基建和运行费用低、技术含量低、维护管理方便等优点，因此人工湿地完全有可能替代传统二级污水处理厂高效净化污水，并将处理出水用于灌溉农田，实现农业的可持续发展。参36。     

三江平原井灌水稻区土壤渗透规律研究

以三江平原进灌水稻区富锦试区作为试验观测基点,通过实测,建立了晒水池、渠系以及本田的土壤渗漏规律数学模型。该模型不仅对于深入研究三江平原进灌水稻田间生产过程水量平衡、水分运移规律有测算水稻灌溉渗漏回补地下水量具有指导作用,而且对于发展本地区节水灌溉、促进地下水资源可持续发展与利用具有重要意义。     

基于GIS的蛟流河流域湿地生态系统健康评价

在全球气候变化影响和人类干扰影响下，湿地生态系统的健康受到严重的威胁。而湿地生态系统健康评价是对其健康现状的评价，并为管理者、决策者提供目标依据，以便更好地利用、保护、管理好流域湿地。湿地生态系统是一个复杂的过程，其健康评价受多因素影响。利用GIS空间技术，通过模糊综合运算方法将复杂多层次评价问题转化为定量评价，从而更合理有效地分析了蛟流河流域湿地系统健康状况。图5，表4，参12。     

基于耗散结构理论的湿地生态系统保护研究

湿地生态系统具有耗散结构性。针对当前中国湿地利用和保护面临的问题,利用耗散结构理论与熵,加以研究。结果表明,耗散结构理论对恢复湿地生态、发展替代产业、湿地利用与保护具有一定的指导意义。可行性的政策建议。图1,参11。从新的视角最后提出了     

三江平原井灌水稻发展潜力探析

介绍了三江平原井灌水稻的发展现状，通过建立水分运动数学模型及逐日模拟仿真计算，推求出井灌水稻设计典型年的灌溉定额，结合地下水资源情况，对三江地区适宜发展井灌水稻规模进行了测算。并指出了今后的发展对策。图1，表1，参7。     

人工湿地在城市生态中的环境效应

人工湿地具有自然湿地生态系统同样功能和效应，在城市化日益严重的今天，人工湿地在城市中越来越显出其重要的功能效应。人工湿地可以减缓城市的高温、干燥等环境压力，也可以给城市增加一道靓丽的风景线，同时也可以给生物一个安居之地，既可以保护植物的多样性又可以给居民带来美好的环境，既可以对城市的污水起到一个净化作用又可以开发具有经济价值的植物。参24。     

南亚热带丘陵赤红壤水库容状况及水分问题研究

分析了南亚热带丘陵赤红壤总库容、贮水库容、有效水库容和通透库容的特征及差异,0cm～100cm土层的总库容为4 550.4m3/hm2,比华北潮土的小9.53%,比东北黑土的小11.06%;0cm～100cm土层的贮水库容为3 265.7m3/hm2,比华北潮土的小16.84%,比东北黑土的小23.16%;有效水库容为1 474.8m3/hm2,比华北潮土的小29.03%,比东北黑土的小29.77%;0cm～100cm土层通透库容,丘陵赤红壤为1 284.7m3/hm2,比华北潮土大181.7m3/hm2,比东北黑土大424.7m3/hm2.阐述了其目前存在的水分问题.表5,参8.     

黑龙江垦区水利发展与水资源合理开发利用分析

黑龙江垦区经过50余年的开发建设，水利建设成效显著，确保了垦区国家重要的商品粮生产基地和粮食战略后备基地地位。随着经济社会的发展，水利建设特别是水资源短缺已成为垦区经济发展的制约因素。在分析了垦区水利投入和水资源开发利用情况下，从调整种植结构、合理配置水资源、改善生态环境和加强现有工程管理等方面提出了建议。表4，参3。     

跨流域复杂水库群联合调度规则建模与求解

跨流域水库群系统结构复杂、水库数目众多,加之每个水库辅之以相应的调度规则,使得优化调度模型决策变量数目剧增,从而增加了水库群联合调度规则优化确定的难度.鉴于此,本文以供水调度图和调水控制线为联合调度规则形式,构建同时考虑跨流域调水和供水的复杂水库群联合优化调度模型,添加考虑供水调度图先验形状特征的形状约束,提出一种借鉴逐步优化算法(POA)思想的逐库优化粒子群算法(PRA-PSO).该算法(PRA-PSO)以基本粒子群算法优化原理为基础,逐步优化单个或两个水库的调度规则,以降低单次优化变量的维数,从而提高其搜索全局最优解的能力.最后,以辽宁省某大型跨流域复杂水库群联合调度为例,验证了模型的合理性和算法的有效性.     

我国农业水资源可持续利用研究进展

农业水资源的可持续利用是农业可持续发展的前提和保障。可持续发展思想在农业水资源利用与农业发展研究领域已有所渗透和体现,已从不同侧面提到了农业水资源可持续利用的协调性本质,但对协调性的量化表征研究有待加强,指标体系是量化表征人地需水关系协调度的良好工具。目前,农业用水估算方法、节水与高效用水等农业水资源可持续利用技术与方法研究较多,但对农业水资源的内涵界定及其可持续利用量化表征、农业用水估算方法、生态需水、外调水、土壤水、"农转非"、农业水资源管理等问题关注不够,有待深入探讨和系统总结。图1,参33。     

取用水监测点的水量计算与变化趋势分析

加强取用水监测是实施最严格水资源管理制度的重要举措.为了更有效地利用大量的取用水在线监测数据,需要对获取的监测数据进行预处理.本文首先提出应用中位数法与曲线拟合相结合的方法对取用水监测数据进行异常值检测,再用曲线拟合方法对异常值进行校正;其次,根据校正后得到的数据进行两个方面的分析,一方面是计算监测点的年取水量,另一方面是应用集成经验模态分解方法分析监测点的日取水量变化趋势;最后,以M市的16个自来水厂2016年取用水在线监测数据为例进行实证分析,结果表明,本文提出的中位数法与曲线拟合相结合的方法能够有效地检测异常值,进而再用曲线拟合方法能够更好地对异常值校正.根据校正后得到的数据进行分析发现81%的监测点年取水量相对2011年水利普查数据有所增加,个别监测点超出许可取水量较多,75%的监测点从春季到冬季日取水量变化为先增后减的抛物线趋势.     

基于Copula函数的水资源供需风险损失模型及其应用

针对传统水资源供需风险损失评价方法无法对供水量和需水量之间复杂的非线性关系进行定量研究,本文首次建立了基于Copula函数的水资源供需风险损失模型.首先基于差分法和原函数存在定理模拟了供水量和需水量的边缘概率分布函数;其次提出了基于非线性优化思想对Copula函数进行参数估计;第三步分别对各种Copula函数进行拟合优度检验和非参数X~2检验,选择最优的Clayton Copula函数模拟供水量和需水量的联合概率分布;最后建立水资源供需风险损失的二重积分表达式.研究结果表明,当不考虑利用外调水和再生水时,2020年北京市水资源供需风险期望损失约为1159.7亿元;利用南水北调水和再生水后,北京市水资源供需风险期望损失约为37.7亿元,下降幅度达96.7%.     

水质污染综合评价方法的研究

运用物元分析法对水质污染进行综合评价，研究结果表明：物元分析法用水质污染综合评价是可行，并且该方法与其它方法相比具有计算简便，评价合理等优点。表5，参10。     

气候变化下适应性治理的学习模式研究——以哈密地区水权转让为例

适应性治理是应对社会生态系统复杂性和不确定性的新途径. 它从“学习”能力的角度考察个体行为决策特征和治理路径. 本文基于Experience Weighted Attraction (EWA) 理论和系统动力学分析影响人类行动选择和决策的因素,并融合社会学习和行为博弈理论设计水资源适应性治理下多回路、多层面的EWA演化学习模式,以应对气候变化等不确定性因素的影响. 同时结合哈密地区水权转让实例,通过仿真分析模拟适应性治理下行动主体(工业和农业)在水权转让中的行动选择规律,发掘促进主体行动概率改善的影响因素,形成水资源适应性治理的学习规则,并在学习规则指导下进行的适应性的政策调整,更好地促进水权转让实现和持续.     

基于PBM的甘肃省用水量变化分析

由于结构分解方法（SDA）的非唯一性缺点，对一种变量变化存在多种分解形式和分析方法，且结果存在一定差异.基于此，引入一种更为全面的分解方法，路径基础法（PBM），通过对参数的估算来描述并确定时间路径，精确分析各变量对总变化产生的影响.以甘肃省为例，对2002年至2007年间本地用水总量变化进行了分解研究. 利用PBM对用水强度，生产技术和最终需求三因素变化对用水总量变化的影响进行了实证分析.结果表明：大多数部门用水强度降低导致了本地用水量的减少；生产技术的改变导致了本地用水量的减少；各产业部门最终需求的增加导致了本地用水量的增加.通过对三个影响因素的综合研究发现，种植业中三个因素对本地用水总量变化的影响最大，这说明甘肃省用水量变化主要是由种植业的用水变化决定的.     

神经网络在水资源预测中的应用

人工神经网络通过神经元之间的相互作用来完成整个网络的信息处理，具有自学习和自适应等一系列优点，因而用它来进行水资源预测是可行的。针对水资源预测问题，初步建立了基于神经网络的预测系统，给出了应用实例。这是水资源预测的一种新的尝试。