基于层次分析法的阅海湖水生态承载力评价

为了探明阅海湖水生态承载力状况与变化趋势,作者在2015-2017年冬(1月)、春(4月)、夏(7月)、秋(10月)采集阅海湖水样和水生生物样本,测定高锰酸盐指数等10个水质指标、水生生物密度指标,计算生物多样性指数,构建水生态承载力评价指标体系,采用层次分析法建立层次结构模型,从水生态支持力和水环境压力2个方面来综合评价阅海湖的水生态承载力。结果显示:(1)阅海湖压力指数、承载指数和水生态承载力指数变化规律相同,季节性变化显著,均为夏季最大,冬季最小;(2)阅海湖夏季为较高压、低承载状态,冬季为低压、弱承载状态;(3)2015-2017年阅海湖水生态承载力指数分别为:0.32、0.34、0.33。阅海湖水生态承载能力整体呈弱可承载状况,生态系统抗外界干扰能力和自我恢复能力有待提高,氮是影响阅海湖水生态承载力最重要的指标,应从源头上减少氮等营养盐进入湖泊。     

喀斯特区域生态承载力综合评价案例研究

本文根据喀斯特地区生态承载力的影响因素及区域特征,建立了一套符合贵阳市实情的生态承载力综合评价指标体系,采用均方差决策权重、阈值法处理评价指标无量纲化、生态承载力判定模型,估算出了贵阳市10个区（市、县）的承载压力度指数。通过评价它们的生态承载力状况,得知贵阳市承载超负荷的地区占评价单元的40%。并分析了存在的问题,提出了可持续发展的相关对策和措施。     

三峡库区生态承载力探讨

为更好地保障水生态安全,基于生态承载力内涵,尝试性提出了流域生态承载力分析思路。结合三峡库区特征,以资源承载力计算为主,以环境承载力对比分析为辅,探讨了库区生态承载力现状,并回顾分析了库区生态承载力变化趋势。研究结果表明:三峡库区目前所能承载的适宜人口规模为1 530.6~1 590.7万人。空间分布上,资源承载力在重点发展区最大,其次是优化发展区,限制发展区最小。1999-2011年三峡库区生态承载力稳中有升,但库区一直呈超载状态,土地资源承载力和经济资源承载力的反方向变化一定程度上反映出库区资源消耗型的粗放经营模式。因当前方法学的不完善,三峡库区生态承载力的合理范围需要进一步论证,但总体上认为三峡库区需要实施积极的人口减载措施、提高资源与环境承载效率,以确保库区水环境安全。     

资源承载力监测——以西藏“一江两河”地区为例

对自然资源的无序开发和对生态系统的破坏制约了我国的可持续发展。资源承载力是描述地区发展受自然资源限制的重要工具,也是衡量区域可持续发展的重要依据。基于西藏"一江两河"地区县级统计数据,定量计算水、土和生态等资源承载力,并根据定量评价结果构建资源承载力监测体系并应用于"一江两河"地区。研究结果表明:(1)"一江两河"地区人粮关系趋于紧张,部分地区人口—粮食—土地矛盾突出,76.5%的县土地资源承载力下降,83.3%的县土地资源承载指数增长;"一江两河"地区各县(市、区)水资源承载力远大于实际人口,承载指数均小于0.05,但77.8%的县水资源承载力下降,县域承载指数均增长;各县生态承载力增长,承载指数下降,部分县处于生态赤字状态。(2)"一江两河"地区资源承载力的主要制约因素由生态承载力转变为土地资源承载力。2000—2015年,在"一江两河"地区资源承载力处于临界超载或超载的县中,对资源承载状态影响最大的资源承载力由生态承载力逐步转变为土地资源承载力。(3)"一江两河"地区资源承载力等级逐渐提升,可能带来的危害或负面影响程度降低。2000—2015年,资源承载力为三级(中度负载)及以下等级的县由15个(83.3%)降至3个(16.7%)。资源承载力长效监测机制的建立有助于明晰资源开发利用现状,科学利用区域自然资源,促进地区生态保护和可持续发展。     

资源承载力监测——以西藏“一江两河”地区为例

对自然资源的无序开发和对生态系统的破坏制约了我国的可持续发展。资源承载力是描述地区发展受自然资源限制的重要工具,也是衡量区域可持续发展的重要依据。基于西藏“一江两河”地区县级统计数据,定量计算水、土和生态等资源承载力,并根据定量评价结果构建资源承载力监测体系并应用于“一江两河”地区。研究结果表明:（1）“一江两河”地区人粮关系趋于紧张,部分地区人口—粮食—土地矛盾突出,76.5%的县土地资源承载力下降,83.3%的县土地资源承载指数增长;“一江两河”地区各县（市、区）水资源承载力远大于实际人口,承载指数均小于0.05,但77.8%的县水资源承载力下降,县域承载指数均增长;各县生态承载力增长,承载指数下降,部分县处于生态赤字状态。（2）“一江两河”地区资源承载力的主要制约因素由生态承载力转变为土地资源承载力。2000—2015年,在“一江两河”地区资源承载力处于临界超载或超载的县中,对资源承载状态影响最大的资源承载力由生态承载力逐步转变为土地资源承载力。（3）“一江两河”地区资源承载力等级逐渐提升,可能带来的危害或负面影响程度降低。2000—2015年,资源承载力为三级（中度负载）及以下等级的县由15个（83.3%）降至3个（16.7%）。资源承载力长效监测机制的建立有助于明晰资源开发利用现状,科学利用区域自然资源,促进地区生态保护和可持续发展。     

连云港市海洋资源环境承载力评估研究

选取连云港沿海3个县（区）为评价单元,以邻近海域为评价对象,通过对岸线、海域开发强度、渔业资源综合承载指数、海洋功能区水质达标率、海洋生态承载指数、无居民海岛开发强度和生态状况7项指标测算,开展海域空间资源、海洋渔业资源、海洋生态环境和海岛资源环境四项要素的基础评价研究,按照"基础评价-专项评价-过程评价"相结合的思路,采用"短板效应法"确定县（区）海域的超载和预警等级。结果表明,3个县（区）的综合承载类型均为"超载",预警等级均为"重警"。海水环境超载、部分岸线开发强度较高和个别无居民岛生态状况退化是影响连云港市邻近海域海洋资源环境承载力水平的超载因子。最后,从现实状况和评价标准优化两方面对超载因子展开成因分析并给出相应的对策建议。     

基于网络分析法的海洋生态承载力评价及贡献因素研究

基于网络分析原理构建了能够处理指标之间存在关联影响关系的海洋生态承载力评价方法,并对我国沿海11省（区、市）在2006~2014年的海洋生态承载力指数和贡献因素进行了评价和分析。结果表明:沿海地区人口数量、地区海洋生产总值、海洋水产品产量、近岸海域一二类海水水质占比、直排海污染物排放量是对海洋生态承载力指数具有重要影响的指标;按承载力指数分布,广东、山东、浙江为高承载地区,福建、辽宁、上海为中承载地区,江苏、天津、河北、广西、海南为低承载地区,各类地区的海洋生态承载力指数近年总体上保持平稳发展趋势;按贡献因素分布,广东、广西、河北、江苏、辽宁、山东、浙江为社会压力主导型,上海、天津为生态本底主导型,海南为科技支撑主导型,福建为资源供给主导型。     

基于SVR的长江经济带水环境承载力评价

基于DPSIRM模型构建区域水环境承载力评价指标体系,并基于SVR模型构建了区域水环境承载力评价模型,利用交叉验证法对SVR模型参数进行优化选择,进一步提高模型预测精度.运用该模型研究了长江经济带2009~2018年的水环境承载力演变趋势及空间差异,结果表明：长江经济带水环境承载力等级整体呈现升高趋势,其中上游城市群承载等级由II级（超载）提升到了IV级（弱可承载）;中游城市群承载等级由II级（超载）提升到了IV级（弱可承载）;下游长三角区域承载等级由I级（重超载）提升到了IV级（弱可承载）.将评价结果与熵权-TOPSIS法的评价结果相比较,相同率达到91.7%,说明SVR模型评价区域水环境承载力可行,评价结果可靠.以下游区域为例,分别对其6个子系统的承载力进行剖析,并运用单因素轮换OAT法对各子系统内的评价指标进行敏感性分析,便于决策者识别指标敏感性.     

基于遥感的长江经济带邻近海域滩涂生态承载力评估

建立资源环境承载能力监测预警机制已列为中央全面深化改革的一项重大任务。滩涂作为长江经济带邻近海域的优势资源,其生态承载力评价是海洋生态承载力整体评估中重要的一部分。采用多源多时相遥感数据,构建基于遥感的滩涂生态承载力评价指标体系,以滩涂面积保有率和典型生境植被覆盖度变化率来反映滩涂生态系统变化状况,进而综合分析滩涂生态承载力。结果分析显示:长江经济带邻近海域滩涂生态承载力分为超载、临界超载和可载3个类型区,占比分别为44%、28%和28%,人为因素是造成生态承载能力超载的主要原因。本研究揭示了长江经济带生态承载力评价现状,为进一步研究长江经济带邻近海域生态环境提供了先进的技术手段和科学的数据基础。     

面向可持续城市生态系统管理的资源环境承载力评价方法与实践应用——以烟台市为例

全面科学的资源环境承载力评价是国土空间规划编制的前提。面向可持续生态系统管理视角,提出了由“潜在”和“现实”资源环境承载力构成的资源环境承载力评价框架和理论模型,并以烟台为案例进行应用,分析了“潜在”和“现实”资源环境承载指数的相互关系。结果表明：（1）烟台市“潜在”资源环境承载指数总体偏高,“现实”资源环境承载指数总体中等,各区（县）空间差异较大。（2）水资源短缺与环境污染问题是未来影响烟台市可持续发展的瓶颈,资源环境禀赋的限制和经济发展对城市生态系统服务弱供给区域影响较大,对“潜在”资源环境承载指数的影响在城市边缘区域较大。（3）所提出的评价逻辑框架和理论模型应用效果良好,丰富和完善了资源环境承载力评价理论方法。     

三峡库区(重庆-宜昌段)沉积物中钒的污染特征及生态风险评价

为全面了解三峡库区(重庆—宜昌段)干支流沉积物中钒的含量水平、空间分布、赋存形态、污染程度,在三峡库区采集水体沉积物样品67个,测定了沉积物中钒的含量及其化学赋存形态,并采用地积累指数法和潜在生态危害指数法进行分析和评价.结果表明:1三峡库区研究区范围内沉积物中钒的含量范围为89.4~175.2 mg·kg-1,平均值为123.7 mg·kg-1,略高于长江沉积物背景值;2库区沉积物中钒的空间分布特征主要呈现库区干流含量大于支流,干流下游沉积物中钒含量高于上游;3沉积物中钒含量的极值点出现在较发达县(区)附近,考虑其来源可能是人为源汇入;4库区沉积物中钒的赋存形态主要以残渣态为主,所占质量分数为80%~89%,并与总量呈现显著正相关关系;5沉积物中钒污染程度较小,潜在环境危害影响较弱.     

三峡库区及其上游流域水污染防治规划

着眼于以往规划对流域内部生态环境特征和环境问题类型差异考虑不足等问题,开展了三峡库区及其上游流域水污染防治规划研究. 构建了基于控制单元的分区、分类水污染防治技术框架,提出在划分控制区和控制单元的基础上,识别控制单元问题并进行类型划分,进而以此为导向规划治理措施. 从分区角度将三峡库区及其上游流域划分为3个控制区(库区、影响区和上游区)和49个控制单元(库区5个、影响区15个、上游区29个). 从分类角度将流域所有控制单元归类为14个预防型单元、24个改善型单元和11个治理型单元. 对赤水河遵义市控制单元(影响区预防型单元)、龙川江楚雄州昆明市控制单元(上游区改善型单元)、长江嘉陵江重庆市辖区控制单元(库区治理型单元)3个典型控制单元提出了各自污染防治方案,方案实施后,3类单元COD_Cr负荷分别削减0.78×104、1.47×104和2.78×104 t/a,氨氮负荷分别削减1 110.7、2 364.9和8 936.2 t/a,满足削减需求,各控制单元水质目标可达标.      

长江大保护下健康长江指数研究——以泰州市为例

自党的十八大以来,生态文明地位提到历史新高度,习近平总书记对长江经济带发展提出“共抓大保护,不搞大开发”时代新基调.在此背景下,长江的开发与保护行动模式成为经济社会高质量发展的重要样板.根据此背景要求明确长江健康的内涵,并对其健康状况、存在问题进行评估分析十分必要,也是流域规划管理的重要支撑和行动方向.本文基于长江大保护背景下健康长江内涵构建了健康长江指数,选取长江经济带沿江城市之一的泰州市作为研究对象,开展健康长江指数评价.研究有助于管理者确定长江健康管理的主要问题和重点方向,对于长江生态环境和区域社会经济的可持续发展都有重要的意义.     

基于PSR的长江口生态系统的健康评价

以长江口生态系统作为长江流域的终端影响受体,基于压力-状态-响应（press-state-response,PSR）概念模型,构建了长江口生态系统健康评价指标体系,确立了生态系统健康等级及标准,通过层次分析法确定了指标权重。采用建立的评价方法体系,对2001-2017年长江口生态系统健康进行评价,结果显示:长江口生态系统压力指数为0.08~0.47,总体呈波动下降的趋势,状态指数先上升后下降,数值分布于0.40~0.88,响应指数为0.45~0.94,呈波动上升的趋势。长江口生态系统健康评价指数为0.40~0.65,经历了先下降再上升的变化过程,多数年份生态系统健康等级为"中",2012,2013,2015年生态系统健康达等级达到"良",2006年健康等级为"差"。2001-2017年,长江口来沙量减少,长江口氮磷浓度高位振荡,浮游生物结构不稳定,赤潮频发是影响长江口生态系统健康评价指数的主要因素。     

长江中下游悬浮物稀土元素地球化学特征及其对三峡工程的响应

通过分析枯水季(2008年1月)长江中下游干流和支流(湖泊)悬浮物的稀土元素(REE)组成,探讨三峡水库的泥沙拦截对该区域沉积物组成和干、支流输沙关系的影响。结果表明:长江干流宜昌至城陵矶段的REE变异系数显著大于城陵矶以下站位,且部分站位出现显著的Ce或Eu异常,该段沉积物的物质组成存在显著差异;洞庭湖沉积物继承了长江干流的REE组成特征;鄱阳湖和汉江等支流(湖泊),与干流的REE组成存在一定的差异,通过端元混合模型估算得,观测期间鄱阳湖和汉江对长江干流沉积物的贡献分别约为58%和23%。由此可见,三峡水库的运行,导致了长江中下游枯季的物质来源和组成发生改变:中游河床出现了显著的侵蚀,汉江和鄱阳湖等支流(湖泊)对干流的物质输送相对增加。     

工业园区规划环境影响评价中的环境承载力方法研究

环境承载力是区域规划环境影响评价的重要依据,可为区域发展适度规模提供环境支撑依据.针对工业园区生态环境特征,以珠海富山工业园为案例建立环境承载力评价指标体系,并结合该指标开发基于熵值法的工业园区环境承载力动态评价模型,模拟珠海富山工业园区规划情景下的环境承载力变化.结果表明,工业园区环境承载力于规划中后期处于下降趋势,但下降的趋势较为缓和;园区发展压力伴随着园区规划建设处于下降趋势,规划建设初期的下降趋势最为明显.通过灰色关联度分析发现,规划期园区经济社会发展始终处于园区资源环境的可承载范围,随着园区进一步发展、科学技术水平提高和基础设施完善,园区综合环境承载力可提升至较为稳定的水平.     

面向流域水质安全预警的土地开发压力源评估方法及其应用

为适应水环境风险管理中压力源风险的快速识别需求,构建了土地开发压力源评估方法,并以三峡库区为案例区进行应用研究. 土地开发压力源评估方法首先是基于不同土地利用类型的排污参数来确定敏感土地利用类型和不利转移方向,再采用状态和趋势兼顾的原则筛选流域内敏感单元,然后根据各单元的实际特征逐一确定预警指标,以进行压力源评估和预警级别划分. 案例研究结果表明:重庆市辖区控制单元、涪陵区万州区控制单元和澎溪河开县控制单元是库区水质安全预警的3个敏感单元;其中,重庆市辖区控制单元和涪陵区万州区控制单元的预警指标均为敏感土地类型面积比例和发生不利转移的土地面积比例,其中重庆市辖区控制单元的2个预警指标值分别为42.17%、3.43%;涪陵区万州区控制单元分别为32.86%、1.74%;而澎溪河开县控制单元的预警指标仅为敏感土地类型面积比例,其值为32.31%. ③重庆市辖区控制单元、涪陵区万州区控制单元和澎溪河开县控制单元的预警指标最大超标率分别为163%、33%和19%,相应各单元土地开发压力分别为红色预警(重警)、橙色预警(中警)和黄色预警(轻警)级别. 从管理意义上,重庆市辖区控制单元和涪陵区万州区控制单元未来需要从优化当前土地利用方式、合理控制未来土地开发的双重角度来降低压力;澎溪河开县控制单元未来应重点关注和降低当前土地利用状况对水质安全的压力. 研究认为,所提出的面向流域水质安全预警的土地开发压力源评估方法具有可操作性,其案例研究结果可为三峡库区案例区水环境风险管理提供决策支撑.      

应用三维粒子轨迹跟踪模型模拟香溪河水藻增殖过程

三峡工程建成后将改变库区的水动力条件,会对库区及支流的水生态环境产生重要影响.因此,本文应用三维非结构海洋动力学模型ELcirc,以及考虑营养物质浓度、水温、水下光照强度和流速等因素影响水藻增殖的粒子轨迹跟踪模型模拟三峡库区支流香溪河的水流及水藻颗粒的输移.同时,采用室内弯道水槽试验资料对模型进行了验证,计算结果表明,验证后的模型可以较为精确地模拟弯道水流运动特性和弯道水流中的物质输移现象.采用验证后的模型研究了2007年9—10月三峡水库蓄水期香溪库湾的水流及藻类颗粒物质输移,结果表明,长江干流水体倒灌入香溪库湾产生回流,藻类颗粒向上游运动,考虑水藻生长过程的三维粒子轨迹跟踪模型可以较好地模拟水藻颗粒的垂向分布及水藻生长的水华过程.     

三峡水库洪水调度对香溪河藻类群落结构的影响

以三峡大坝汛期洪水调度为契机,于2013年7月在香溪河开展原位监测,研究了洪水调度对藻类群落结构的影响.结果显示:在洪水调度期间香溪河水位变动范围是145.63~148.36m,河流中上游平均流速变化幅度小于河口平均流速变化幅度,中上游与河口的平均流速存在显著差异(P<0.05).调度前香溪河的藻类优势类群为蓝藻与硅藻,蓝藻所占比例高于硅藻,调度结束后,中上游水域硅藻占优势,河口区域蓝藻所占比例升高.香溪河水环境特征与藻类群落结构在洪水调度期间发生了显著改变,Shannon-Weaver指数趋于下降.研究结果表明:三峡大坝拦蓄洪水的过程显著改变了香溪河水环境条件,洪水顶托作用首先改变了支流的水文水动力学特征和水质状况,随后藻类群落快速变化响应了这种改变.洪水调度所营造的动态水位使得靠近大坝的支流生境受到强烈冲击和破坏,导致了藻类种类和生物量的变化;由此可见,水库的动态水位可改变支流的藻类群落结构,有助于抑制和延缓支流水华的发生.     

饮马河流域水环境综合风险时空分布

为评价饮马河流域水环境综合风险,从水环境风险的危险性、暴露性、脆弱性及区域治理能力4个方面构建了饮马河流域水环境综合风险评估体系.选取2000年、2005年、2010年和2015年的水环境数据进行分析,采用水环境污染风险指数法和层次分析法对饮马河流域水环境综合风险进行评估,并绘制了各年度饮马河流域的风险空间分布图,分析了饮马河流域水环境风险空间变化特征.结果表明:2000—2015年,各危险性指标的量化值不断减小;暴露性指标中,耕地面积不断扩大,工业企业个数不断增加,人口密度变化不明显;各脆弱性指标的量化值不断减小;水环境区域治理能力各指标的量化值不断增大.研究显示,2000—2015年,流域内水环境危险性和脆弱性不断降低,暴露性和区域治理能力逐渐升高,水环境风险逐渐降低;其中,长春市一直处于水环境高风险水平,伊通县一直处于低风险水平.