基于改进水生态足迹的水资源环境与经济发展协调性评价——以中原城市群为例

为探索水资源环境和经济发展的协调关系,基于改进的水生态足迹模型,计算中原城市群2001～2016年水量生态足迹和水质生态足迹,从宏观和微观层面构建脱钩评价模型和协调度模型,对区域经济发展和水资源环境协调关系进行研究。研究表明:(1)中原城市群总体水生态足迹表现出波动增加趋势,农业水足迹在水量生态足迹中比重最大,超过50%;(2)地下水质生态足迹和地表水质生态足迹的比例约为4∶3,2001～2010年导致地表水质生态足迹面积最大的污染物是硝态氮,2011～2016年磷是最主要的污染物,而导致地下水质生态足迹的规律较为复杂,由多种污染物交替决定;(3) 2001～2016年,水资源环境和经济发展的协调关系由弱脱钩的不协调和初级协调向强脱钩的中级协调转变,表明中原城市群经济发展和水资源环境的协调性在逐步增强;(4)中原城市群内部各城市水资源环境和经济发展的协调性在时间上表现出逐年增强的趋势,在空间上存在较高的相似性,中原城市群在协调度上的表现优于其在脱钩指数上的表现。     

南水北调东线工程徐州段河流生境质量评价

河流生境质量评价是河流生态系统健康评价的关键之一。本文评价自然和人为作用下的河流生境质量,以南水北调东线工程徐州段丰县、邳州两市输水通道上的河流为研究对象,结合环境特点,选择了反映河道生境、河岸生境和滨岸带生境的10个指标,给出了每个指标的评价方法和5级标准特征值,建立河流生境质量评价体系,确定评价指标的等级标准,对研究区内16个河段的生境质量状况进行综合评价。结果表明:(1)河流生境质量指数(IRHQ)综合得分介于33~91。根据评价等级划分标准,其中有50%的河段生境质量达到"优"等,其余介于"良"等到"劣"等,河流生境质量整体状况良好。(2)河流生境质量指数与NH_4~+-N、COD、TN呈负相关,与DO呈正相关,多项生境指标也与水质指标具有相关性,表明生境质量与水质的相互影响。     

基于内容分析法的河流健康内涵及表征

运用内容分析法对近10~15年中外文献中有影响力的36个河流健康概念进行分析,经过样本选取、指标提取、量化处理等过程提炼出最频繁出现的能代表其内涵的6个标准,即：维持结构完整性、自然生态功能发挥、满足人类社会合理需求、处于良好状态、河流管理工具和目标、建立河流基准状态。基于此,对河流健康概念进行了重新架构：河流健康是指河流生态系统特定的良好状况,可以作为河流基准状态以及河流管理的目标,在这一状态下,河流生态系统能够维持其生态系统结构完整性,充分发挥其自然生态功能,并满足人类社会合理需求,提供相应的社会服务功能。通过对30个有关河流健康表征指标及评价方法的文献进行分析,识别生物指标、水质参数、形态结构、河床底质、水文条件以及河岸带状况等是目前使用最广泛的6个指标,指出河流健康的表征指标及评价标准应根据区域特征、人类活动影响以及功能定位而有所差异。     

大型底栖动物快速评价指数BMWP在太子河流域的应用

大型底栖动物快速生物评价方法可快速判断河流在人为活动影响下的生态状况,对河流健康评价研究和河流保护与管理具有重要的意义。基于太子河46个样点的大型底栖动物监测数据,探讨大型底栖动物生物监测工作组(Biological Monitoring Working Party,BMWP)指数的适用性。采用方差分析研究了BMWP指数对重要水环境参数的响应程度,研究结果表明BMWP指数随地表水水质级别的降低呈显著地下降趋势。利用回归分析研究了BMWP指数与其他生物指数、生境状况的回归关系,结果显示BMWP指数与底栖动物香农多样性指数(R2=0.74)、底栖动物完整性指数(R2=0.85)以及生境质量评估指数(R2=0.60)均呈显著线性回归关系(p0.01),表明BMWP指数可以有效指示与反映不同河段的生物状况及其栖息地质量。利用BMWP指数对采样点进行的河流健康评价结果显示太子河46个采样点中,极好和良好的采样点占45.7%,一般的样点占21.7%,差和极差的样点为32.6%。BMWP指数对河流生态状况指示灵敏,能够准确反映河流健康状况。同时,野外监测、物种鉴定和指数计算简便,是河流健康评价中表征能力较强的快速生物评价指数。     

长江经济带科技创新与绿色发展的耦合协调及其空间关联

绿色发展是长江经济带战略的首要要求,而创新是驱动区域绿色发展的核心要素。通过构建科技创新与绿色发展综合评价指标体系,以长江经济带108个地级及以上城市为研究对象,采用熵权Topsis法,耦合协调度模型和空间马尔科夫链方法,分析2006～2016年长江经济带科技创新与绿色发展的耦合协调水平、时空分布格局以及空间关联性演变。研究结果表明研究期内:(1)长江经济带科技创新和绿色发展指数总体上虽然均有一定的上升,但整体水平较低,2013年开始呈现同步增长的趋势;(2)科技创新与绿色发展的耦合度及协调度指数整体上呈上升趋势,但带内空间分异明显,长三角地区协调度明显高于其他地区;(3)科技创新与绿色发展的协调性呈现集群化现象,且具有"下游中游上游"的梯度化空间分异特征,低水平协调的城市单元可以划分为科技创新领先区、绿色发展领先区和平衡区3种类型;(4)科技创新与绿色发展协调性具有明显的空间溢出效应,长江经济带内相邻城市协调度的变换具有趋同特征。最后,提供了相关政策建议。     

河流综合水质评价方法比较研究

为探讨综合水质评价结论的科学合理性,对典型的7种河流综合水质评价方法,包括单因子评价法、污染指数法、模糊评价法、灰色系统评价法、层次分析法、人工神经网络法、水质标识指数法,在归类分析其特性的基础上,针对代表性的评价样本,进行了综合水质评价比较研究。主要结论为：①单因子评价法以最差水质指标所属类别作为综合水质类别,评价结论表现为过保护;②污染指数法能够直观判断综合水质是否达到功能区目标,但是不能判断综合水质类别;③对模糊数学法、灰色系统评价法、层次分析法、BP人工神经网络法和水质标识指数法等5种典型评价方法,当综合水质为Ⅰ~Ⅴ类水情形时,这几种方法评价结论基本一致,证明这5种典型评价方法对Ⅰ~Ⅴ类水的评价结论具有科学合理性;④当综合水质为劣Ⅴ类水时,模糊数学法、灰色系统评价法、层次分析法、BP人工神经网络法的评价结论偏保守,而水质标识指数法解决了劣Ⅴ类水质的连续性描述问题,能够对劣Ⅴ类水进行科学合理评价,并对Ⅰ~Ⅴ类水、劣Ⅴ类水不黑臭、劣Ⅴ类水黑臭进行全面、科学合理的定性与定量评价.     

太湖西北部湖区入湖河流氮磷水质标准修正方案研究

氮磷污染一直是太湖流域的首要污染问题,有效遏制氮磷入湖量的增加是治理太湖的重要任务。然而由于我国现行的地表水环境质量标准(GB3838-2002)中河流和湖泊氮、磷水质标准存在差异,即河流无总氮控制指标、河湖总磷标准不一致的问题,往往造成通过控制入湖河流污染来改善太湖湖泊水质时,湖泊污染物浓度往往达不到治理目标。以太湖西北部湖区及其入湖河流为例,利用BATHTUB模型模拟入湖河流与湖泊TN、TP的关系,推算太湖在满足现行湖泊水质标准中TN和TP各类别目标值的情形下的环境容量并以此环境容量决定入湖河流的水质,进而提出相应的方案进行比选,从而提出太湖入湖河流氮磷水质标准修正方案。结果表明:(1)当太湖入湖河流执行现行河流水质TP标准时,对应湖泊的水质TP超标,并不能达到保护湖泊的目标;(2)当太湖西北部湖区入湖河流TN、TP执行现行湖泊水质标准,对应湖区水质均能达标并且优于目标限值,然而该方案对于污染较为严重的太湖区域的实际参考意义不足;(3)以现行湖泊水质标准TN、TP各类别为目标值反推计算入湖河流水质指标,既能保证湖泊水质达标,又不会使河流水质标准过于严格,因此其结果可作为入湖河流水质标准修正的参考,从而提出太湖入湖河流TN、TP水质标准建议方案。     

基于层次分析法的城市河流生态修复评估

城市的发展改变了许多河流的自然水文环境，并导致河流生态系统中水质、物理生境和生物完整性下降。评估受损河流水体修复的效果，需要结合物理、化学的参数，以及对生物结构、多样性和过程的影响。构建了包含河流水力、水质、水生生物、河岸带及物理结构5个方面15个指标的城市河流生态修复评估指标体系，运用群组决策的层次分析法(AHP)，确定了各指标的权重，重要性排序前5位依次为：水质污染指数、鱼类IBI、水源补给量、藻类多样性、透明度。并以我国南方城市岐江河整治修复状况为例进行综合评价，结果表明,河流生态系统修复评估结果为可以接受，体现了河流整治工程使河流水质、生态的状况有所改善，但河流生态系统恢复需要较长的周期，修复初期生态系统仍处于受损状态。〖     

滴水湖后生浮游动物群落结构研究及水质评价

为研究上海市滴水湖后生浮游动物群落结构与环境因子的关系并对其水质进行评价,于2012年春夏秋冬四季对滴水湖进行4次采样调查。共检出后生浮游动物39种,其中轮虫29种,枝角类3种,桡足类7种,优势种包括轮虫9种和桡足类3种,不同季节优势种有所差异。浮游动物平均密度为1 387个/L,Shannon-Wiener多样性指数H′和Margalef丰富度指数D分别为1.47±0.44和0.80±0.43。浮游动物与环境因子的相关性分析表明,水温、叶绿素a、pH是对滴水湖后生浮游动物密度及种类数变化影响较强的因子。综合运用水质理化因子、综合营养状态指数、多样性指数及浮游动物优势种对滴水湖进行水质污染水平和富营养化评价,得出2012年滴水湖水质状况属于α-中污型,营养程度为中富营养水平。     

长江上游典型季节性河流富营养化评价及污染成因分析

全面掌握水体富营养化现状对水环境的长效治理至关重要,但目前针对季节性河流富营养化时空变化特点和污染成因分析的研究还少有报道。基于岷江流域(眉山段)2019年1月至2020年12月的13项水质指标的监测数据,联合使用富营养化指数、地理信息系统和多元统计方法,阐明了流域内岷江干流及主要支流的营养盐时空变化特征、富营养化状态和主要污染因素。结果表明：(1)时间上,总氮(TN)浓度在夏季最高,达到5.33 mg/L。总磷(TP)和氨氮(NH₃-N)在春季最高,分别达到0.22和0.65 mg/L。空间上,TN浓度在思蒙河最高,达到7.09 mg/L。TP和NH₃-N浓度在体泉河最高,分别达到0.27和0.96 mg/L;(2)富营养化指数排序为：春季(69.10)>夏季>(67.06)冬季>(65.93)秋季(65.91);体泉河(76.06)>思蒙河(70.39)>毛河(70.02)>金牛河(63.14)>岷江干流(62.19);(3)主成分分析提取4个主成分,累计解释71.11%的方差变量,识别出影响该流...     

长江经济带经济与环境协调发展的时空格局及问题区域识别

长江经济带是当前中国经济发展与环境保护矛盾最为尖锐的地区之一，实现区域经济与环境系统间的动态协调，是该区域未来可持续发展过程中亟需解决的关键问题。分别构建经济“规模-结构-效率”以及环境“压力-状态-响应”的分析框架，采用熵值法、GIS、耦合协调度评价模型等方法系统考察2007~2016年长江经济带经济与环境动态协调发展的时空格局，并对协调发展的问题区域进行分类和识别。结果表明：(1)2007~2016年长江经济带经济水平几乎实现了翻倍增长，验证了将其作为中国经济发展主支撑带的合理性。同时，经济水平“东高西低”的格局稳固且路径依赖特性明显。(2)2007~2016年长江经济带环境水平及其提升速率仍相对较低，验证了长江环境保护的重要性。同时，环境水平在空间分布上未呈现明显的规律而是具有“随机”性特征。(3)2007~2016年长江经济带经济与环境间的协调发展程度呈稳步上升态势，协调发展指数由0.446 8上升至0.602 3，由濒临失调阶段进入初级协调阶段，并在空间上呈现出东部地区>中部地区>西部地区的整体格局。(4）基于经济、环境、耦合协调度3类数据间的组合情况，将协调发展问题区域划分为6种基本类型并进行识别，发现各研究年份均有超过30个问题区域，并且与经济滞后相关的问题区域数量占据绝对比重。     

长三角城市群生态文明建设问题及潜力研究——基于5大城市群的比较

理清城市群的生态文明建设现状与问题，对于认清城市群下一步生态文明建设方向有着重要意义。通过复合生态系统理论和“PSR”模型构建生态文明评价指标体系，运用熵权TOPSIS法、协调度模型、耦合协调度模型、生态文明建设潜力模型对5大城市群生态文明建设现状进行评价，并总结归纳各城市群面临的问题。研究显示：（1）经济发展与生态保护之间的矛盾是当前长三角城市群生态文明建设的主要矛盾，整体上城市群的自然、经济、社会发展不协调；（2）部分地级市的生态文明建设存在盲目性或建设意识不强的情况，缺乏科学引导；（3）经济发达的地区具有更强的能动性，而协调发展的地区拥有更大的生态文明发展潜力。建议长三角城市群以科技创新为抓手，走经济与环境协调发展道路，率先支持上海、杭州等有条件的大城市成为示范城市，进而发挥带动作用。 关键词： 城市群；生态文明；潜力；PSR；复合生态系统     

长江经济带城镇化与生态环境耦合协调效应测度与交互胁迫关系验证

基于长江经济带9省2市2000～2017年数据,建立长江经济带城镇化与生态环境交互耦合协调发展评价体系,运用耦合协调模型和交互胁迫模型,探究二者的动态关系。结果表明:在时间序列上,2000～2017年,长江经济带的城镇化与生态环境之间的协调性呈现稳步上升态势,整体处于良好耦合协调阶段。研究期初,生态环境综合指数高于城镇化综合指数;研究期末,城镇化综合指数高于生态环境综合指数。在空间格局上,二者的协调发展态势存在由东部区域沿中西部区域下降的空间差异特征。长江经济带的城镇化与生态环境之间存在交互胁迫关系,演变状态符合双指数函数特征。长江经济带区域内各省市存在城镇化与生态环境动态耦合关系的空间分布不均衡,经济较发达地区城镇化水平较高,经济欠发达地区生态环境受恶化风险较大。     

赣江流域淡水生态系统完整性与健康状态的鱼类F-IBI值评价

河流生态系统是地球上最为复杂的生态系统之一，它触及到自然环境所有部分，且几乎与各方面的人类活动均存在直接或间接的联系。河流生态学中最具活力的领域之一就是生态系统健康研究。鱼类是最早建立的生物完整性和健康评价的生物类群，一直以来被广为应用。在调查赣江流域17条一级支流和干流的不同江段的鱼类资源之后，首次通过鱼类完整性指数（F IBI）来评价赣江流域生态系统的健康状态。研究结果表明：赣江流域近70%调查样点鱼类群落完整性处于一般的状态，25%调查样点处于较好状态，5%调查样点则处于差的状态；赣江水系各河流的鱼类群落完整性均处于差-一般的水平。总之，流域支干流的水生态系统健康处于差-一般的状态。认为鱼类完整性受损与人工筑坝和蓄水等人类活动密不可分。建议开展系列补救措施，如增加鱼道或鱼梯等     

基于河流健康的辽河干流生态调度分期研究

河流健康受水文条件、人类活动干扰等因素影响存在季节性特点。作为以维护河流健康为目标的生态调度,在四季变化明显的北方地区也应具有分时期的特性。以辽河干流为研究区域,以月为单位对其河流健康进行评价,探讨河流健康的年内变化规律。研究表明辽河干流河流健康状况存在明显的分期特性,不同时期健康状况差异较大。基于上述特点,提出以分期生态调度的方式来改善河流健康,并划分出封冻期、汛前枯水期、汛期、汛后枯水期4个时期。同时确定出封冻期的最小生态需水、枯水期的河流自净需水、汛期的输沙需水的需水要求。最后耦合出辽河干流生态流量过程并与Tennant法比较,表明该流量过程符合天然的径流节律,能更好地维护河流健康     

流域生态用水分配的协调性评价研究

流域生态用水分配的合理性来源于生态需水的自身满意度和流域子系统生态用水的协调性，因而评价流域生态用水分配的协调性非常必要。本文应用整体分析法，基于最大概率乘积定理和“木桶法则”，构造了流域生态用水分配系统的协调性评价模型，分析了各子系统生态用水分配的合理度，完善了流域生态用水分配合理性的评价内容和方法。以黄淮海流域为例，得到黄淮海流域生态用水分配协调度分别为O．9307．0．9603．0．8099．均小于协调度为0．996的一般标准，故其协调度都比较低，而流域之间的差异源于子系统生态需水自身满意度的差异程度不同。考虑这种用水协调性。流域生态用水系统的合理性程度在生态需水自身满意度的基础上各有不同程度的降低。利用该模型还可以对未来生态用水分配合理性进行评价．获得最佳分配方案，以获得最大的生态经济效益。     

基于鱼类完整性指数的黄浦江水生态系统评价

黄浦江是连接太湖与长江口的一条多功能平原感潮河流,流经上海市中心城区,干流长113.4 km。为从生态学角度揭示其污染程度,采用鱼类生物完整性指数(F-IBI)对其水生态系统的健康状况作了评价。2013年11月和2014年7月,采用地笼网、三层刺网和拖网对黄浦江7个断面作了相同努力量的样本采集,共获鱼类8 816尾。经鉴定有38种,隶属于6目12科,其中鲤形目24种,鲈形目7种,鲇形目4种。通过区分度分析和关联度筛选,构建了由9个指标组成的F-IBI评价体系。结果表明,黄浦江上游水生态系统总体上处于"好"状态,中游及河口处于"一般"至"差"之间,而下游则较"差"。春季各有3个江段"好"或"差",1个江段"一般";秋季有4个江段"一般",2个江段"差",仅有1个江段"好"。评价还表明,黄浦江上游的3大支流中,由于承接太湖来水的斜塘呈"差",导致了为上海市提供约30%原水的松浦大桥断面呈"差"或"一般"状态。因此,保护淀山湖乃至太湖水质,是确保黄浦江上游水源地原水安全的关键。     

长江中游城市群城市效率水平测度及空间分异研究

运用超效率DEA模型对2013年长江中游城市群城市效率进行测度评价。结果发现:长沙、天门、常德、黄冈、南昌、景德镇、武汉、娄底、新余、衡阳、仙桃、鄂州、潜江和九江为城市效率相对高水平区;抚州、湘潭、鹰潭、上饶、岳阳、黄石、荆州和株洲为城市效率相对较高水平区;萍乡、宜春、益阳、吉安、咸宁、孝感、襄阳、宜昌和荆门为城市效率相对低水平区。在此基础上,分析长江中游城市群城市效率的空间分异特征,发现长江中游城市群城市效率发展水平相似的地区在空间分布上呈现出一定的异质性特征,但并不显著。     

长江经济带城市协同发展能力研究

协同发展是目前长江经济带建设的重点,但是，目前对协同发展水平进行定量测度的研究较少。依据增长极和复合生态系统等理论，遵循新时期长江经济带发展的指导思想，构建了由科技创新、经济发展、交流服务、生态保护4大领域18个核心指标组成的长江经济带城市协同发展能力评价指标体系，并采用自然断裂点分析、空间自相关分析和规模-位序分析等方法，对长江经济带110个地级及以上城市的协同发展能力进行了系统分析。研究发现：上海、南京、武汉在协同发展能力上表现卓越。从空间分布看，长江经济地城市协同发展能力呈现东高西低的格局，上海的龙头带动作用突出，长江下游地区在总协同指数、经济发展、科技创新、交流服务领域处于领先水平，但在生态保护领域表现一般；长江中游地区除武汉、长沙和南昌等省会城市协同发展能力较高外，在总指数以及4个分领域处于中等水平；长江上游地区在总协同指数以及4个分领域协同能力非常低，仅重庆、成都、昆明、贵阳等城市协同发展能力突出。经济发展水平、交通运输条件和科技创新水平对生态绿色发展的协同能力影响不大，说明长江经济带目前尚未实现生态保护与经济发展、技术进步和黄金水道建设的共赢。因此，未来长江经济带应以“绿色、创新、稳健”为核心思想，推进长江经济带协同发展的顶层设计，加快构建以重要节点城市为核心的分层协同发展机制，推动长江经济带绿色产业的创新协调发展，强化长江经济带生态安全风险的联合防控，提升经济带的协同发展水平。     

大河流域岸线生态保护与治理国际经验借鉴——以莱茵河为例

岸线资源作为基础性的自然资源与战略性的经济资源，是经济社会可持续发展和维系生态平衡的重要基础。研究国外大河流域岸线开发与治理的经验与做法，对于处理好长江岸线保护与开发利用的关系、积极推动我国生态文明建设和长江大保护行动具有重要现实意义。通过梳理莱茵河流域岸线生态保护与治理的问题及措施，提出借鉴莱茵河综合管理模式与治理经验，以恢复长江生态系统健康为首要目标，创新长江经济带岸线综合管理机构与体制，统筹岸线空间，在加强岸线保护与修复治理的同时提升岸线利用效率，以期为我国长江流域岸线生态保护与综合管理提供借鉴。