快速城镇化背景下环渤海地区生态系统服务价值变化

在快速城镇化背景下,研究土地利用变化对区域生态系统服务价值(ESV)的影响具有重要意义。以环渤海地区为研究对象,对该地区1980、2000、2005、2013年的土地利用变化、ESV变化和流向损益进行了分析测算。结果表明:(1)1980—2013年,城镇化进程促使环渤海地区的土地利用结构发生明显变化,农田、森林、草地、湿地、荒漠的面积持续减少,建设用地一直增加,水域面积先增后降。(2)土地利用变化使环渤海地区ESV先略微增长后下降,2013年ESV为6 005亿元,相比1980年水平(6 504亿元)降低7.7%,其中建设用地转入造成ESV损失最大,1980—2013年建设用地转入造成损失585亿元,占ESV损失总量的45.9%;(3)调节服务是环渤海区域生态系统的主导性生态系统服务功能,其对ESV的贡献从1980年起一直超过65%。(4)环渤海地区ESV排名前3位的城市为丹东、天津和大连,除营口、东营、日照和潍坊外,其余城市的ESV一直处于下降趋势。(5)未来应通过避免"摊大饼式"发展和建立城镇化建设中生态补偿机制等方式推动环渤海地区城镇化建设和生态保护协调发展。     

"三生空间"视角下乌鲁木齐市土地利用功能转型及其生态服务价值研究

为探寻快速城镇化地区资源优化配置方式,实现区域内“三生空间”可持续发展,以乌鲁木齐市2004—2018年间3期的Landsat遥感影像为数据源,并建立以“三生空间”为主导的土地利用类型分类体系,采用ArcGIS分析15年间乌鲁木齐市土地利用功能转型特征及生态服务价值时空演变规律。结果表明:(1)15年间乌鲁木齐市的生活生产空间呈现持续扩张的趋势,生产生态空间和生态生产空间都出现先上升后下降的趋势,生态空间持续下降,生活生产空间的大幅增长来自其对生态空间以及生产生态空间的占用;(2)2004—2018年间乌鲁木齐市生态服务价值下降了13.87%,生态空间的生态服务价值下降总量最大;(3)未来应重点保护和规划生态空间内的林地、草地以及湿地等,高效集约利用生活、生产功能用地。     

喀斯特城市新区土地利用时空演变及生态效应分析——以贵阳市观山湖区为例

通过揭示喀斯特城市新区土地利用和生态效应本质联系及变化趋势,基于转移矩阵、动态度模型、生态环境质量指数和生态贡献率,定量分析观山湖区2010—2020年土地利用动态变化特征及其生态效应。结果表明：(1)观山湖区以林地、耕地和建设用地为主要土地利用类型,10年来水田和旱地呈减少趋势,灌木林地和城镇用地面积增长最大,东部城镇用地逐年向西南方向扩张,耕地转出面积最大,2015—2020年综合土地利用动态度达到峰值(0.546%)。(2)生态系统服务功能因林地增加不断增强,土地覆被状况指数与生态环境质量呈正比关系。(3)旱地和其他林地向有林地转移是改善生态环境的主要原因,有林地向旱地、城镇用地转移是导致生态环境恶化的主要驱动因素,2010—2020年观山湖区整体生态效应呈良性发展。     

沿海地区城镇化与生态环境协调发展的时空分析

通过构建城镇化与生态环境协调发展的综合评价指标体系,运用熵值法、协调度模型,对2003—2012年中国沿海地区的城镇化与生态环境发展过程及其协调程度进行时空分析。结果表明:(1)沿海地区城镇化综合指数不断提高,空间城镇化年均发展速度快于人口城镇化,而人口城镇化又快于生活城镇化,经济城镇化最低,且呈现出明显的区域集聚性特征。(2)生态环境综合指数呈波动上升趋势,生态环境压力加大,城镇化地区面临的生态环境问题更多。(3)2003—2005年,城镇化与生态环境协调度等级为中度失调,2006—2012年为轻度协调。     

浏阳河土地利用变化对非点源污染负荷的影响

以红壤丘陵区典型流域——浏阳河流域为研究区域，利用1986、2000、2005年3个时段的土地利用数据，分析土地利用方式的变化，并结合土壤普查图和降雨数据，在RS和GIS的支持下，利用长期水文影响评价(L-THIA)模型，评估区域长期水文响应，采用相似流域的营养盐输出系数估算非点源污染负荷。结果表明，从1986～2005年期间，林地和草地有向城镇、农村居民点用地和农业用地转化的趋势，其中农业用地由13.75%增加到20%左右，城镇用地和农村居民用地分别由原来的1.34%和0.10%变为2.56%和0.80%，期间非点源污染敏感区面积不断扩大，污染负荷不断增加，TN由1986年的675.56 t增加到2005年的1 001.02 t，TP从15.52 t增加到了23.41 t。     

3S技术在太湖富营养化和蓝藻水华分布规律中的应用研究

应用3S技术,采用营养状态指数法、蓝藻水华分级评价方法以及蓝藻水华发生频率分析方法,对2010—2013年太湖富营养化状况和太湖蓝藻水华时空分布规律进行分析和研究,以期为太湖富营养化控制和蓝藻水华预警、监控工作提供技术支持,同时为太湖水环境治理提供科学依据。实践证明,3S技术能快速、全面、直观地反映太湖富营养化状况和蓝藻水华时空分布规律。结果表明:(1)2010—2013年太湖处于轻度富营养状态,太湖富营养化呈现西北高、东南低的分布规律;(2)2010—2013年,全太湖小型蓝藻水华发生次数最多,蓝藻水华级别越高,发生次数越少;(3)年际变化上,蓝藻水华发生次数总体趋于平稳,蓝藻水华发生呈现"小型多发、中大型少发、重大型偶发"趋势,蓝藻水华发生规模呈显著缩小趋势;(4)月际变化上,8月和9月是太湖蓝藻水华的高发月份,9月蓝藻水华发生规模最大;(5)空间变化上,太湖西部沿岸是太湖蓝藻水华首次爆发最频繁的水域,太湖西部沿岸区尤其宜兴沿岸是蓝藻水华爆发频率最高的水域。     

关中—天水经济区生态环境功能分区研究

生态功能分区是自然资源合理管理及持续利用的基础。依据生态功能分区的基本原则,在综合考虑关中—天水经济区自然环境和人文环境特征的基础上,选取土地利用类型、植被归一化指数(NDVI)、干燥度指数、河道和水源地以及古城等因子,建立生态功能分区的指标体系。基于遥感(RS)和地理信息系统(GIS)技术,对区域进行生态功能分区并对各分区生态环境的保护目标及发展方向提出科学规划。结果表明,研究区可被划分为6个重要生态功能区:(1)农业种植区,整治重点为提高耕地质量,防治土壤次生盐碱化;(2)植被保护区,整治重点为保护现有植被,封山绿化,营造水土保持林和水源涵养林;(3)防旱抗旱区,整治重点为合理利用牧草地资源,选用蒸散较小的耐旱植被涵养水源,控制土壤干旱化;(4)河道保护区,整治重点为注重河道水质的改善和河道两岸的水土保持工作;(5)水源涵养区,整治重点为加强保护水源涵养林,提高林分质量和功能;(6)古城保护区,整治重点为保护古城历史环境、建设古城生态环境、发展文化旅游产业。研究结果为明确区域生态环境保护目标和生态整治重点提供科学依据。     

中国省域工业烟粉尘排放时空分布特征及区域减排控制

利用空间统计分析方法对1998—2013年中国31个省区工业烟粉尘排放总量与人均排放量的时空演化特征进行分析。结果表明:(1)工业烟粉尘排放逐年下降并存在"下降—平稳—下降—平稳"4个明显的阶段;高排放区和高人均排放量区逐渐减少;LISA集聚地图显示,西南地区烟粉尘排放控制情况良好,新疆是未来排放控制的重点。(2)工业烟粉尘人均排放量的重心总体向西北方向转移,其变化在时间上与区域间产业转移和经济发展状况密切相关。(3)建议在规划下一步的工业烟粉尘的减排路径和减排任务时,将内蒙古、黑龙江纳入减排的重点区域,同时考虑将青海、云南作为潜在的重点区域纳入规划当中。     

补充碳源对交替式厌氧/好氧生物滤池生物蓄磷/回收磷的影响

碳源不足是废水高效脱氮除磷、磷回收的限制因素,研究高效利用碳源同时能提高磷回收效果的的新工艺及其运行方式尤为重要。本研究采用连续式厌氧/好氧交替生物滤池(AABF)处理低碳磷比废水(COD/P=11),并研究碳源的补充方式(间歇型、连续型、连续循环型)、补充周期对生物滤池除磷、回收磷的影响;采用生物膜吸收并蓄积废水中的磷,并采用定期补充碳源方式诱导生物滤池内聚磷菌群(PAOs)充分释磷,以便形成高浓度的磷回收液,同时在PAOs胞内积累内源性碳,用于后续的生物除磷。结果表明,连续循环型碳源补充方式优于其他两种碳源补充方式,合理缩短碳源补充周期利于提高AABF的生物除磷以及磷回收效率;定期补充AABF进水碳源可增加AABF生物膜内聚羟基丁酸酯(PHB)含量、大幅提高AABF厌氧释磷浓度、提高厌氧释磷(磷回收)过程中PAOs的对碳源的利用效率。     

APEC会议前后内蒙古重点城市的污染物特征及历史同期对比研究

利用2013年、2014年10月1日至11月13日的污染物浓度监测资料,重点研究了APEC会议前后内蒙古重点城市呼和浩特市.包头市的污染物特征,并与历史同期进行对比。结果表明:(1)APEC会议期间(11月1—12日),呼和浩特市污染日为0d,包头市污染日为2d,比2013年同期分别下降100%、75%;(2)研究期间、呼和浩特市、包头市各污染物日均浓度随时间的变化趋势相似。2014年10月25日政府启动防控措施,两城市各污染物日均浓度明显下降,大幅低于2013年同期;(3)减排前,2014年10月22—24日为呼和浩特市、包头市持续污染期。主要污染物PM_(10)、PM_(2.5)的小时浓度特征与2013年同期相似;(4)不利的气象条件造成2013年10月22日至11月上旬内蒙古重点城市持续空气污染。2014年同期气象条件更差,但10月25日实施减排后,空气污染物迅速消散。     

郑州市裸露地面风蚀扬尘排放清单研究

以郑州市为研究对象,2013年为基准年,通过提取卫星遥感资料中的土地利用信息,利用排放系数法计算郑州市裸露地面风蚀扬尘源中PM_(2.5)、PM_(10)、总悬浮颗粒物(TSP)的排放系数及年排放量,并对排放量做分辨率为1km×1km的空间分配,建立郑州市裸露地面风蚀扬尘源颗粒物的排放清单。结果表明:郑州市裸露地面类型主要为北部黄河滩涂,西部嵩山裸露山体以及中东部建筑施工、土方开挖等形成的空地;郑州市裸露地面面积为208km~2,占郑州市总面积的2.8%;2013年郑州市裸露地面风蚀扬尘中PM_(2.5)、PM_(10)、TSP的排放系数分别为(3.36±2.24)、(20.16±13.44)、(67.21±44.81)t/(km~2·a),PM_(2.5)、PM_(10)、TSP年排放量分别为597、3 581、11 937t。     

天津市大气能见度与空气污染物关系分析及控制措施

利用天津市1990—2004年大气能见度观测资料及天津市2002—2004年空气污染物监测数据,统计分析了天津市大气能见度变化特征及其与空气污染物的关系。结果表明,天津市20世纪90年代大气能见度处于波动下降趋势,2000—2003年大气能见度整体水平有所改善,到2004年空气质量迅速提高。统计数据说明,在非采暖季的春季,天津市大气能见度的下降与PM10浓度有较大相关性;在夏季,与相对湿度有较大相关性;在采暖季(冬季),与SO2和NOX等空气污染物浓度有密切关系。同时,提出改善城市大气能见度的4个措施:(1)制定长期的大气能见度控制策略;(2)合理改善能源结构;(3)加强城市裸露土地的治理;(4)城市交通采用清洁能源。     

杭州市臭氧污染特征研究

利用2013—2017年杭州市空气质量国控监测站点数据和杭州市地面气象数据,分析了杭州市几种典型情况的臭氧(O_3)污染特征。结果表明:(1)2013—2017年,杭州市O_3污染问题总体呈逐年加重趋势;(2)夏季太阳总辐射大于450 W/m~2、温度高于20℃且相对湿度低于70%的晴热高温天气易造成O_3污染;(3)杭州市O_3浓度还可能受外来输入的影响;(4)受台风外围下沉气流影响,加上水平扩散条件差且温度高,极易导致O_3及其前体物在近地面积聚。     

三岔河流域不同尺度土地利用对水质的影响

以2013年8月的三岔河流域水体采样数据为基础,结合土地利用数据,利用地理信息系统(GIS)技术,分别从子流域和缓冲区尺度分析河流水质指标与土地利用之间的关系。结果表明,在子流域尺度上,水质对土地利用类型的响应更加显著。林地、草地对水质起"汇"的作用,耕地和建设用地主要起"源"的作用,其中氨氮与耕地、林地、建筑用地面积比例显著相关,总磷与未利用地、水域面积比例显著相关。冗余分析进一步表明,耕地是氮素的主要来源,未利用地是磷素的主要来源。     

基于DMSP/OLS夜间灯光数据的成渝城市群碳排放时空动态特征研究

基于1992—2013年国防气象卫星计划(DMSP/OLS)夜间灯光数据和能源统计数据,对成渝城市群碳排放进行研究,应用空间自相关模型,并结合趋势分析和地理信息系统(GIS)空间分析方法,探究成渝城市群碳排放时空变化规律。研究结果表明:(1)基于DMSP/OLS夜间灯光数据估算的碳排放与基于能源消耗统计数据计算的碳排放动态变化趋于一致,且存在较好相关性;(2)1992—2013年成渝城市群碳排放增加趋势明显,碳排放增加区域面积高达76.26%,分布在成都、重庆主城及周围德阳、璧山等地区,碳排放不变或降低区域零散分布在研究区边缘地带,面积占比23.74%;(3)成渝城市群所有年份的全局空间自相关系数(Ⅰ)值均大于0,表现出较强空间自相关性,且在研究时段Ⅰ值总体呈增长趋势,说明其空间集聚性持续增强;(4)成渝城市群碳排放空间集聚模式主要为高-高集聚型、低-低集聚型,两者空间分布动态变化均呈增加模式,高-高集聚区域主要分布在成都、重庆主城以及邻近县域,低-低集聚区域主要零散分布在边缘相对落后地区,表明成渝城市群碳排放空间分布具有极强的相互依赖性。     

连续流间歇生化反应器反硝化过程释磷规律

为了考察高进水ρ(C)∶ρ(N)时连续流间歇生化反应器(CIBR)中反硝化过程释磷现象,以NaAc为碳源,采用进水ρ(C)∶ρ(N)为800∶30和1 200∶30进行缺氧实验,探究反硝化过程释磷规律、机制和pH的指示作用。结果表明,2种进水ρ(C)∶ρ(N)下反硝化和释磷作用均同时发生,且先慢速释磷后快速释磷;碳源质量平衡分析得出反硝化过程中实际释磷量远小于理论释磷量,表明聚磷菌活性被抑制,部分碳源能被其他异养菌利用。反硝化过程出现释磷现象是菌群竞争碳源能力差异和反硝化中间产物抑制聚磷菌活性2个方面作用的结果;异氧菌群竞争碳源的能力顺序为反硝化菌聚磷菌其他异养菌,且进水碳源浓度越高,对缺氧阶段碳源利用效率越不利;pH曲线的"凸点"可指示反硝化结束,但pH无法指示释磷发生过程。该研究可为反硝化过程除磷提供初步的碳源控制依据。     

碳源对静置/好氧/缺氧SBR脱氮除磷性能的影响

以合成废水为研究对象,分别以丙酸钠、乙酸钠/丙酸钠(1∶2碳/碳)、乙酸钠和葡萄糖为外加碳源,建立同步脱氮除磷的静置/好氧/缺氧序批式反应器(SOA-SBR)。通过比较长期运行过程中各反应器的脱氮除磷效果,考察不同碳源对静置/好氧/缺氧SBR脱氮除磷性能的影响,并通过分析典型周期内氮、磷元素及微生物体内储能物质的变化,探究其影响机理。结果表明,丙酸钠为碳源时SBR能获得96%的最佳除磷效果以及78.3%的总氮去除率;乙酸钠为单一碳源时可取得92.3%的除磷率和93.7%的总氮去除率;而混合碳源对于氮、磷的去除能力介于丙酸钠和乙酸钠之间;葡萄糖为单一碳源时系统对于磷和总氮的去除率仅26%和36.7%。丙酸钠和乙酸钠均能取得良好的同步脱氮除磷效果,但乙酸钠对总氮去除能力更佳。通过分析典型周期中内聚物含量变化表明,微生物体内聚羟基脂肪酸酯(PHA)和糖原质含量的变化与系统反硝化能力和溶解性正磷酸盐(SOP)去除效果呈正相关性。     

土地利用/土地覆被变化对区域生态环境的影响

土地利用／ 土地覆被变化对区域生态环境的影响是土地利用／ 土地覆被变化研究的重要内容。本文分析了土地利用／ 土地覆被变化对区域气候、土壤、水量和水质的影响。土地利用／ 土地覆被变化通过改变地表发射率、温室气体和痕量气体的含量影响区域气候;土地利用／土地覆被变化影响着能量交换、水交换、侵蚀与堆积、生物循环和作物生产等土壤主要生态过程,不同土地利用方式和土地覆被类型的空间组合影响着土壤养分的迁移规律;土地利用／ 土地覆被变化对水质的影响主要是通过非点源污染途径,许多非点源污染来源都同土地利用／土地覆被变化紧密联系。文中还探讨了由于人类不合理的土地利用造成的土壤侵蚀、土地退化、水资源短缺、海水入侵等生态环境问题。     

以聚己内酯作为生物反硝化固体碳源的研究

为解决水体因低碳氮比而导致脱氮效率差的问题,将颗粒聚己内酯(PCL)重新塑形为阶梯环状,研究其作为反硝化过程的生物膜载体与固相碳源的反硝化性能。结果表明,在静态实验中,平均反硝化速率为8.57 mg NO3-N/(L·h);反硝化过程为零级反应。连续填充床实验中,超过90%的硝酸盐可被去除,出水NO2-N质量浓度低于0.20 mg/L;出水NH3-N质量浓度略有上升;出水溶解性有机碳(DOC)先上升后降低至1 mg/L左右。电子扫描显微镜扫描显示,PCL阶梯环反应表面空隙率较高,表面生物膜以杆菌为主,反应后被明显腐蚀;液相色谱检测显示PCL阶梯环分子量反应前后略有下降,其结构未受到破坏;表明该材料适合作为反硝化反应的碳源的同时,又可以作为载体供微生物附着生长。     

天津滨海新区土地利用及景观格局变化分析

利用天津滨海新区1979、1987、1992、1997、2005、2008年6期的卫星遥感(TM)图像解泽数据,并在地理信息系统(GIS)和景观格局分析软件FRAGSTATS的支持下,对该区域1979-2008年的土地利用及景观格局变化进行了分析.结果表明,1979-2008年天津滨海新区的建设用地面积大幅度增加,而林...