滇池及其河口沉积物中重金属污染评价

本文对滇池及其入湖河口表层沉积物中As、Pb、Cd、Cr、Cu、Zn和Hg等重金属含量进行了分析,并采用地质累积指数法和潜在生态风险指数法评价了其污染程度和生态危害.结果表明,滇池草海北部重金属含量最高,草海及其河口重金属污染强度明显高于外海及其河口;以"全国土壤环境质量标准"为依据,As和Cd是沉积物中主要的超标污染物.地质累积指数法评价结果表明,草海及其河口沉积物中Cd达到了"严重"污染程度,是主要重金属污染物,其他金属总体处于"中度"以下污染程度;外海及其河口所有重金属基本处于"清洁"到"偏中度"污染程度.潜在生态风险评价结果表明,草海及其河口沉积物总体上达到了"很强"的潜在生态危害程度,而外海及其河口大部分区域总体属于"低度"危害程度.Cd是最主要的潜在生态危害重金属污染物,其次是Hg、As、Pb和Cu,而Zn和Cr对潜在生态危害指数的贡献率很小,在整个研究区域产生的潜在生态风险均为"轻微".相关性和主成分分析结果表明,滇池表层沉积物中Cu、Pb、Zn、Cd、Hg和As可能有相似的污染来源,而Cr主要受地球化学成分影响.     

滇池沉水植物分布区域水环境现状与健康评价

水环境健康是湖泊生态系统健康的基础。为了识别滇池近岸不同区域水环境重点问题,对滇池近岸不同区域水环境健康状况进行评价,为滇池水环境治理提供科学依据。于2016年4月、7月、11月,分别对滇池24个湖湾沉水植物、水质进行调查,选取悬浮物(SS)、叶绿素a(Chl a)、化学需氧量(COD_(cr))、总氮(TN)、总磷(TP)、透明度(SD)、沉水植物种类、生物量、盖度等9个水环境健康评价因子,应用GIS空间分析技术和SPCA分析模型对滇池水环境健康等级进行划分。研究结果表明,滇池现有沉水植物9种,以篦齿眼子菜(Stuckenia pectinata)、穗状狐尾藻(Myriophyllum spicatum)、轮叶黑藻(Hydrilla verticillata)、马来眼子菜(Potamogeton wrightii)、微齿眼子菜(Potamogeton maackianus)等耐污种为主,外海北部无可见沉水植物。相较20世纪60~90年代,沉水植物种类、分布范围均呈不断衰退趋势;从污染物质量浓度分布范围来看,滇池SS为0.9~78.33 mg?L~(-1),TN为0.51~26 mg?L~(-1),TP为0.08~32.38 mg?L~(-1),COD_(cr)为5.66~38.38 mg?L~(-1),Chl a为42.15~248.4 mg?m~(-3);从污染物空间分布来看,SS、TN、TP和Chl a浓度均值以外海北部最高,是滇池污染物高富集区,草海COD_(cr)和Chl a浓度均值较高,外海南部TN浓度均值较高,外海东部TP浓度均值较高。水环境健康状况分级评价结果表明,滇池水环境较不健康和不健康区域占评价区域的29.17%,水环境健康区域占评价区域的4.16%;滇池北部福保湾-宝丰湿地公园水环境健康状况最差,生态系统严重退化,点源和面源污染治理仍是外海北部的防控重点;草海东风坝内近岸区域水环境健康状况最好,但仍需加强有机污染物和藻类的治理。     

基于NDVI滇池水华特征的时空变化研究

相较于其他传感器,MODIS数据在水质监测方面具有明显优势。基于2000-2017年的MODIS影像16d合成250m×250m分辨率的归一化植被指数(NDVI)数据,应用ArcGIS、GetData、Grapher10等软件对数据进行处理,从逐年、逐月到逐旬详细分析了滇池地区NDVI的时空分布规律,探讨了不同等级蓝藻水华的分布面积和空间变化特征。结果表明,(1)时间变化上,2000-2017年间滇池年NDVI总体呈现减少趋势,蓝藻水华覆盖度有所降低,富营养化偏向减轻;多年平均的轻度水华面积约占滇池总面积的54.99%,中度水华和重度水华面积分别占总面积的27.42%和17.59%;11-4月滇池以无水华区域为主,5-10月以轻度水华为主,中度水华主要出现在5-10月,重度水华则集中在7-9月;蓝藻水华的暴发时间大约在7月上旬和8月下旬,其重度水华面积分别达到11.4%和14.0%。(2)空间变化上,滇池蓝藻水华的暴发格局总体呈现"北重南轻"的分布态势,水华较严重的区域集中在北部草海、断桥、晖弯和滇池边界;但从变化趋势上,NDVI减小,表征蓝藻水华覆盖度减少的地区主要分布在滇池北部的断桥和中部部分区域。该研究结论可为丰富滇池水质监测方法,建立实时预警系统,以及水资源的合理利用与有效管理提供科学依据。     

经济地理学角度的区域生态补偿机制研究

传统生态补偿以保护与改善生态环境、优化资源利用为目的,已不能体现其在生态保护、环境建设和区域发展方面的全部价值。新的区域发展形势对生态补偿机制提出了新的要求,生态补偿被认为是实现区域可持续发展和区域之间协调发展的重要手段。区域可持续发展和区域间协调发展是我国经济地理学的主要研究对象之一。如何从经济地理学的视角看待区域生态补偿,成为通过区域生态补偿机制的实施实现生态良好、经济发展和社会进步三位目标和谐发展的重要命题。从经济地理学的经典理论出发,在探讨区位论、产业结构演替理论、人地关系地域系统理论的基础上,分析了传统生态补偿的缺失和不足,并在现阶段我国以构建区域可持续和有序发展格局为目标的规划工作——主体功能区规划的基础上,就区域生态补偿的理论基础、目标导向和实施机制进行了探讨,将经济地理学的空间区位论、地域功能理论、区域发展空间均衡理论等充实到区域生态补偿的理论基础中,明确了以实现区域协调发展和基本公共服务均等化为目标导向,探索了政府主导、市场参与的区域生态补偿的实施模式,最后分析了实施难点、提出了相应的解决建议。     

滇池湖泊生态系统水动力学模拟

针对滇池富营养化状况,依据滇池生态环境建设规划,在以前研究工作的基础上,综合考虑湿地植物、底泥、水域条件变化,根据水动力学原理建立了垂向平均的二维生态系统水动力学模型,模拟了滇池现有水体、拆除防浪堤水域扩展后水体和滇池湿地建成后总水体3种情况的流场和浓度场,以及入滇河道达标排放后的水质浓度场,分析了湿地植物和水域扩展对滇池流场的影响,以及水域扩展、湿地植物、入湖河流达标排放对滇池水质的影响。结果表明,水域拓展对滇池流场的影响是局部的,湿地植物对滇池流场的影响主要发生在湿地区域。水域拓展对滇池水质具有一定影响,TN、TP平均质量浓度由2.08和0.19 mg.L-1(现有水体)降至1.69和0.16 mg.L-1;人工湿地建设对滇池水体TN、TP浓度影响较大,湿地建成后平均质量浓度降至0.76和0.05 mg.L-1,基本达到GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅲ类水质标准;人工湿地建设完成并且入滇池河流达标排放后,TN、TP平均质量浓度分别降至0.17和0.01 mg.L-1,水质明显改善。因此,人工湿地建设及入滇池河流的达标排放对滇池生态环境的改善具有重要作用。     

滇池沉积物中重金属污染特征及其生态风险评估

采集了滇池北部和中心区域2根柱状沉积物样品,分析其常量元素（Fe、Mn、Al、Ti、Ca、K）、微量元素（Ba、Sr、Cu、Pb、Zn、V、Cd）剖面分布特征,并采用H？kanson潜在生态危害指数法对典型重金属（Cd、Cu、Zn、Pb）进行了污染潜在生态风险评估。结果表明：沉积物中常量元素以Fe2O3、CaO及Al2O3为主,MnO、K2O及TiO2含量较少,变化范围是Fe2O3为8.0～14.9%、MnO为0.1～0.2%、Al2O3为9.0～20.1%、TiO2为1.5%～2.8%、CaO为0.4～21.7%、K2O为1.5～2.0%;微量元素Pb, Cd, Zn, Ba, Cu, Sr 及V含量均较高,变化范围是Pb为73.8～105.3 mg·kg^-1、Cd为1.0～3.4 mg·kg^-1、Zn为123.4～210.6 mg·kg^-1、Ba为264.8～435.7 mg·kg^-1、Cu为77.5～133.5 mg·kg^-1、Sr为34.9～137.5 mg·kg^-1以及V为177.7～284.7 mg·kg^-1。尤其表层0～12 cm内（1950 s以后）,各元素含量值均明显高于12 cm以下各值,20世纪50年代后滇池流域内工农业发展及污染物输入是造成金属元素含量累积的主要因素。沉积物中典型重金属Cu、Zn、Pb、Cd污染潜在生态风险评估结果：Cu、Zn和Pb处于中度污染,且C if 值越接近表层（0～12 cm）其值越高,这表明自1950S后污染程度不断加重,其中 Cd 累积与污染比较严重,分析多种元素的多因子污染参数之和C d表明滇池沉积物中多种元素污染整体处于“较高”污染程度,分析多种元素的潜在生态风险指数RI表明滇池沉积物中重金属潜在生态风险处于“很高”水平。同时,滇池北部沉积物中重金属潜在危害较严重且近年来污染有加重趋势。     

民勤县生态经济功能区划

在分析石羊河流域下游民勤县生态经济系统结构与功能的基础上,建立生态经济功能区划指标体系,利用系统聚类方法对民勤县生态经济系统进行功能区划,将民勤县分为东北部沙盐地灌溉农业区、中心城镇综合发展区、西北部荒漠地生态保护区、东南部生态农业区和中部沿河农林牧业发展区5个功能区,并分析了民勤县各区域生态经济系统的结构与功能特点、改善途径及区域发展方向.     

湖南省生态经济分区及其发展研究

生态经济分区旨在协调区域经济发展与生态环境保护及自然资源利用的关系，是宏观管理区域社会经济持续发展的一种新模式、文章根据省级生态建设与发展需要，从生态经济系统原理出发，选择了34个适合湖南省生态经济系统分类的特征指标，以行政县为分类的基本单元，采用模糊聚类分析方法对湖南省进行了不重叠、内在的聚合分类。研究结果将湖南省分为6个生态经济区和24个生态经济亚区，与实际相符。在此基础上，对各生态经济区的生态经济特点、发展方向和环境保护策略进行了具体分析，为宏观指导湖南省生态经济建设与可持续发展提供科学依据。     

基于CA-Markov模型的惠州市生态与经济协调度时空演变特征及模拟预测

研究生态环境与经济效益的协调发展关系以实现城市可持续发展是土地科学的焦点。基于2000—2015年惠州市遥感影像,通过CA-Markov模型预测研究区2025年土地利用状况,以1 km×1 km惠州市土地利用数据为基础,以生态系统服务价值表征生态,以GDP表征经济,运用经济协调度模型对惠州市生态与经济协调度进行耦合,开展时空演变分析及预测,同时采用Getis-Ord Gi~*分析其空间异质性,以此揭示快速城市化区域的生态环境与经济发展耦合协调关系和空间分异特征。结果表明,模拟预测2025年的惠州市土地利用格局与其他时期相比,土地利用效率较高,景观破碎化现象相对于前期得到有效缓解。经济环境协调变化指数在近20 a变化较大,生态经济失调区域面积大于生态经济协调区域面积,空间分布上失衡,生态环境质量低和经济发展过快的两极化现象较为严重,生态与经济协调水平总体不高,发达地区周边的局部区域从不协调向协调转变,并有逐渐扩大趋势。经济协调度空间分布模式从2000年的冷点单一聚集发展为2025年的冷热点2种集聚模式共同分布,同时热点向冷点逐渐迁移。目前快速城市化区域的经济与生态协调发展水平较低,形势较为严峻,但已有转好的趋向,并且空间差异不均衡和两极化发展问题较为突出,发达地区在发展经济的同时需要加大生态修复和保护力度,实现生态与经济协同可持续发展。     

区域一体化地区的土地利用与生态服务价值研究——以双莱先行区为例

区域一体化先行区是统筹区域发展的重要保障,在整合区域资源、实现合作共赢、推进经济协调发展的同时,增加了生态用地风险与压力,影响了生态用地规模与生态服务功能。探讨区域一体化背景下的土地利用与生态服务价值关系,对管理区域环境、制定发展决策、平衡地区经济与生态保护均具有重要意义。“双莱先行区”作为山东省首个区域一体化发展先行区,研究其土地利用变化与生态服务价值（ESV）对实现生态文明建设与经济的协同发展具有重要意义。基于此,以双莱先行区为研究区域,选取2000-2020年土地利用数据和经济数据,采用土地利用动态度、ESV当量因子评估、敏感性指数、空间自相关等方法,评估了不同土地类型、不同生态功能、不同区域的ESV变化,分析了土地利用与ESV的空间相关性。与以往研究不同,研究修正当量因子价值时,不采用省份平均粮食单产量,而是莱西、莱阳各自的单产量,尽可能保障计算结果的准确性与真实性。研究表明：除耕地、林地面积减少外,草地、湿地、水体、建设用地面积均增加,建设用地增量最大;各用地类型单一动态度有所差异,例如草地增加10.1%,而耕地降低了0.29%,呈现相反变化趋势;近20年双莱先行区整体生态服...     

河流综合截污工程对昆明船房河水质的改善效果

通过对云南省昆明市船房河河段、截污泵站以及昆明市第一、七、八污水处理厂的出水水质分析,研究了河流截污综合治理工程对船房河水质的改善效果以及其对削减滇池氮磷污染负荷的贡献.研究表明,河流截污工程的实施极大地改善了船房河的水质状况,与兰花沟对照点相比,船房河水体溶解氧(DO)含量和氧化还原电位(ORP)值显著升高,电导率(EC)明显下降,pH变化不大;兰花沟水体TN、NH+4-N、TP、PO3-4-P、BOD5和COD Cr浓度分别是船房河水体的2.00倍、4.87倍、7.68倍、6.28倍、59.95倍和12.81倍;与2004年船房河水质相比,TN、TP、COD Cr浓度分别下降了45.44%、88.84%、74.85%.经估算,本工程可削减入湖TN1121.36 kg·d-1,NH+4-N 831.05 kg·d-1,TP 111.67 kg·d-1,BOD515.37 t·d-1,COD Cr22.43 t·d-1,对削减滇池污染物负荷具有显著的环境效益.     

区域减压增效生态调控修复模式研究

近年来,生态环境形势严峻,生态系统功能退化问题突出,已经威胁到区域生态安全,并在一定程度上制约经济社会可持续发展。为此,生态修复受到高度重视,但目前生态修复过程中存在重植被、轻功能,重手段、轻效益,重局部、轻区域的特点。鉴于此,基于当前生态修复存在的主要问题,以缓解资源环境压力、提升生态系统功能为核心,提出区域生态修复手段不应仅依靠生态工程,而应采用工程与经济社会调控相结合的手段;生态修复的重点不应只局限于解决眼前生态问题及遭受破坏的区域,而应着眼于受到潜在压力的更大范围区域;生态修复的目的不应只满足于植被的恢复,而应采取多种措施全面减轻生态系统压力,提升区域生态功能,兼顾生态、经济和社会效益。在此基础上,构建了区域减压增效生态调控修复框架模型,提出应从问题识别、诊断分析、模式构建、效益分析和示范应用5个方面建立区域生态调控修复技术流程,以期实现生态修复的区域化、永久化和最大效益化。     

生态保护红线区废弃矿山生态修复监管

国家重点生态功能区是生态保护红线划定的重要组成部分之一。矿山生态环境损害被认为是影响区域生态安全的第一大诱因。多年来,由于"有矿快挖,有水快流"经济发展政策的惯性作用,矿产资源开发有力促进了区域经济社会发展,但另一方面也造成了严重的流域/区域生态功能破坏。以长江经济带重点生态功能区为例,结合划定并严守生态保护红线的要求,在分析矿山分布及其生态环境问题的基础上,深入剖析了矿山生态修复存在的主要问题,提出了废弃矿山生态修复监管对策,以期科学制定不同矿山生态修复阶段的目标:矿山地质环境治理—植被恢复/土地复垦—生物多样性重建—区域生态功能修复,为区域生态安全提供技术支撑。具体建议包括建立涵盖生态环境全要素的矿山生态修复监管机制,制定生态保护红线区废弃矿山生态修复专项规划,开展矿山生态环境损害与功能修复技术研发,研究制定矿山生态修复国家标准。     

滇池水体磷的时空变化与藻类生长的关系

水体磷的时空变化与藻类生长的关系对研究水体富营养化具有十分重要的作用。采用GPS定位,对滇池海埂、斗南、罗家村、新街、昆阳等5个代表性位点监测断面水体总磷、可溶性磷及叶绿素a含量进行了为期1年（2003年5月至2004年5月）的动态研究,并在滇池海埂位点进行了日变化试验,全面分析了滇池不同区域、不同层次、不同时期水体总磷和可溶性磷的年变化、日变化及水体氮/磷比对藻类生长的影响。结果表明,滇池水体磷与藻类生长呈现显著的年变化和日变化特征,显示了滇池全湖水体总磷与叶绿素a周年变化呈显著正相关,水体可溶性磷与叶绿素a呈正相关趋势;海埂位点水体总磷与叶绿素a日变化呈显著正相关,水体可溶性磷与叶绿素a日变化呈显著的负相关,水体氮磷比与叶绿素a呈显著正相关。表明水体磷负荷对藻类生长影响呈现显著的水体区域性和水层差异性和季节性,藻类生长主要吸收水体中的可溶性磷,暗示了滇池水体磷是藻类生长的主要限制因子之一。     

水土保持生态补偿优先区域的空间识别:以洞庭湖生态经济区为例

水土保持生态补偿是生态补偿在水土保持领域的具体实践,是预防和治理水土流失的重要举措。为有效识别水土保持生态补偿费支付的优先区域,优化专项资金使用,选取洞庭湖生态经济区为研究对象,运用InVEST模型,结合市场价值法、机会成本法和影子工程法,对水土保持价值进行评估;根据水土保持价值、经济发展水平和生态系统脆弱性的综合状况,从县(市、区)角度划分水土保持生态补偿的空间区域。研究结果表明:(1)2015年洞庭湖生态经济区水土保持价值高达641.988 7亿元,其空间分布差异明显,表现为东西部价值高,中部低;(2)以生态补偿优先级划分的1级和2级区多属于生态输出与经济受损区,而3级区则属于生态消费和经济受益区;(3)在生态补偿优先级基础上考虑生态系统脆弱性,可将洞庭湖生态经济区划分为优先补偿区、次级补偿区、一般补偿区和潜在补偿区。优先补偿区和次级补偿区是生态补偿的主要区域,应把有限的补偿资金优先或更多地分配到上述区域,这对提高区域水土保持服务和经济发展水平以及防治水土流失有重要意义。     

滇池湖滨缓冲带和农田土壤无机磷分布及淋失特征

为了明晰滇池湖滨土壤磷素分布状况,评估其淋失特征,对昆明市滇池南部湖滨缓冲带及农田Ⅰ(邻近缓冲带)和农田Ⅱ(离农田Ⅰ约1.5 km)剖面土壤理化性质、磷素分布特征及其与地下水关系进行研究。结果表明:湖滨缓冲带土壤有机碳和全氮含量均显著高于农田土壤,缓冲带土壤浅表地下水中COD和总磷含量也显著高于农田Ⅱ。湖滨缓冲带土壤0~40 cm土层全磷含量与农田土壤的差异不显著,但有效磷(Olsen-P)含量显著低于农田土壤。Ca-P是滇池湖滨土壤无机磷的主要组分,占无机磷总量的63%~69%。湖滨缓冲带土壤O-P含量及其占无机磷总量比例显著高于农田土壤,而Al-P和Fe-P含量及其占无机磷总量比例则显著低于农田土壤,表明缓冲带建设已经导致湖滨土壤无机磷组分及分布呈现明显分异。相关分析显示,湖滨浅表地下水埋深与其COD和总磷含量呈极显著负相关关系,同时表层(0~20 cm)土壤Olsen-P、Al-P和Fe-P含量与地下水总磷含量也存在显著或极显著负相关关系。这表明土壤表层是滇池湖滨区土壤磷素淋失的主要层次,而浅表地下水埋深是影响湖滨区土壤磷素淋失的重要因素之一。     

富营养化水体治理的实践与思考——以滇池水生植物生态修复实践为例

从国内外水体治理的理论与实践2个方面,阐述了近年来富营养化水体治理的方法与效果。结果表明,水生植物生态修复的理论和方法已随着大水面围栏控养技术、机械化高效打捞和资源化利用技术的大规模实践而日臻成熟,漂浮植物水葫芦(Eichhornia crassipes)泛滥与不能及时打捞而引起水质二次污染的风险已得到有效规避。通过在滇池控制性种养凤眼莲,滇池水体总氮和总磷质量浓度从入湖口的13.47和1.34 mg·L-1降低到出湖口的2.93和0.10 mg·L-1。上述结果表明只要经过周密的规划和采用合适的生物技术,如凤眼莲控制性种养水体生态修复技术,湖泊富营养化可得到有效抑制。     

“温郫都”生态示范区建设战略

生态示范区建设是实现区域社会经济与环境协调发展的重大举措。本文系统介绍了“温郫都”地区的自然社会经济状况，根据生态示范区建设目标提出了相应的战略措施。     

基于自然资源本底数据的珠三角城市群生态敏感性评估分析

开展区域生态敏感性评估,有助于区域生态环境的保护与管理。以珠三角城市群为研究区,地理信息系统及遥感技术为研究手段,基于自然资源本底数据的提取结果,构建因子评价指标体系,并结合层次分析法(AHP),探究并评估其区域生态敏感性。综合考虑研究区的自然、社会和经济条件,选取了河流、坡度、高程3个自然生态因子。由于研究区域中心城市地区向周边及非中心城市地区的扩张进程快,土地利用、道路交通实施建设的发展更新迅速,因此将土地利用类型、交通路网2个因子也列为因子层要素。结果表明,在空间分布上,各类自然资源本底数据的分布呈现显著的空间异质性,部分呈现小集中大分散的格局。珠三角城市群的高程和坡度生态敏感性呈现显著的中部低四周高的态势,并且低敏感区域占据绝大多数。珠三角城市群的综合生态敏感性呈现中间低四周高的分布情况。此外,珠三角城市群内9个城市的综合生态敏感性具有显著的差异。广州、深圳等经济发达、城市化水平高区域,其轻度敏感性区域和不敏感性区域所占比例较高。肇庆、江门等多山区、多林地区域,其极高敏感性区域和高度敏感性区域的占比较高。研究结果可为珠三角城市群的区域生态可持续发展提供有效的辅助支撑。     

城市生态可持续性的内涵及其支持系统评价指标体系研究

构建城市生态可持续性支持系统评价模型并对其发展水平进行综合评价,是城市生态可持续性从理论研究阶段进入可操作的实际应用阶段的重要步骤。针对城市生态可持续性基本内涵,根据＂承载力-支持力-吸引力-延续力-发展力＂（CSAED）模型框架,构建城市生态可持续性支持系统的评价指标体系,以泛长株潭地区为例,分析了该区域各地市在生态环境有效改善、资源能源集约利用、社会民生和谐进步、经济高效公平增长、人口质量综合提升、政策和制度调整与完善等方面的基本情况与提升方向。评价结果表明：泛长株潭地区大部分城市生态环境有效改善水平、资源能源集约利用效率、社会民生进步程度以及经济高效公平增长水平都普遍偏低,这意味着当前该区域亟需解决城市生态承载力不够强、环境容量有限、产业结构仍待升级、就业结构不优及公共服务不足等区域经济社会发展不协调问题,以维持区域城市生态可持续性。