三峡库区消落带生态环境问题探讨

三峡工程的竣工,在库区两岸形成了垂直高差达30m的涨落地带,称之为消落带,对水库的实际运行影响深远。通过对这片区域特点和现状的研究,总结了当前三峡库区消落带出现的各种环境问题,如生态破坏、环境污染、景观影响、疾病问题、地质灾害等。针对各类环境问题的出现,提出了生态恢复、污染预防与治理、合理规划管理、出台相应政策等解决方法和控制措施,以期实现库区消落带的保护和充分利用,为库区社会、经济、环境的可持续发展提供参考。     

中国水库消落带生物治理研究综述

水库消落带是水库水体与陆地间的过渡地带,其生态环境脆弱性及对水库库容和库区生态安全的重要意义使得消落带治理成为近年来的研究热点。该文以水库消落带治理实践的相关文献为研究资料,对水库消落带的变化过程和生物治理经验进行总结,指出消落带水位涨落规律、地貌形态和土壤状况是影响消落带土壤流失速度的主要因素,将消落带的变化过程划分为植被退化期、土壤流失期和基质裸露期3个时期,提炼出近自然、生物工程、水塘湿地和清洁封育4种生物治理模式,并针对各模式的应用范围和注意事项进行集中讨论,力求获得通用性成果以推动水库消落带生物治理的研究和实践。     

近代黄河三角洲土地资源的开发利用

近代黄河三角洲具有广阔的土地资源,由于盐渍化面积较大,土地垦殖指数较低,土地生态环境条件脆弱,而且土地开发利用受地表淡水资源的年际与季节分配的影响。当前土地生产力水平较低,但开发利用的潜力大,开发的紧迫感加强。开发利用黄河三角洲的主要途径有:①改造低产田,挖掘土地增产潜力;②扩大平原林地,营造林网,改善生态环境;③利用现有林场,逐步建成畜产品生产基地;④利用沿海滩涂和陆地水面发展养殖业与种植业;⑤处理好土地开发与油田建设的关系,发挥土地与油气资源两大优势;⑥运用遥感资料监测土地资源的动态变化,为及时合理地变更土地利用提供依据,以充分发挥土地资源的生产潜力。     

金沙江右岸生态环境保护对策研究

分析金沙江右岸生态环境现状、发展趋势;资源开发利用和道路建设存在的生态破坏和环境影响问题;以及在三峡库区及上游水污染防治中的重要性.提出如何进行生态环境保护与资源开发和建设,以及有效的生态保护对策和措施,以确保区域生态系统的可持续发展.     

浅谈水库风景区建设在生态保护与修复中的利用——以孝感市为例

在市场经济的条件下,开展水库生态风景区建设,要充分利用库区旅游资源开发带来的经济效益,结合水库风景的特点,按供需平衡关系,改变资源利用形式,按边沿景现再造模式,多层次、可持续地开发与保护水库资源,促进水利风景区的健康发展.     

我国海岸带土地、生物资源的开发利用

本文综述了我国海岸带资源开发利用的现状和今后发展形势,内容包括土壤和土地资源;各种生物资源的开发利用,如水产资源、芦苇、海岸防护林及红树林、大米草等。总的在海岸带土地及生物资源开发后,将大大促进我国经济社会和生态效益。     

中国的海洋海涂资源

我国的海涂面积巨大,随着中国耕地资源的不断减少及人口的迅速增加,海涂资源作为后备土地资源的重要性越来越突出。在分析中国海涂资源的分布、成因、类型后,指出了泥沙供应量、潮差是影响我国海涂发育的两大重要因素,探讨了海涂开发的现状及开发利用中存在的问题,进而根据海涂资源分布的自然特点、开发利用现状、经济技术条件、开发利用前景等因素对我国的海涂进行了利用区划。     

区域土地利用类型的胁迫转换与优化配置——以三峡库区为例

三峡大坝蓄水淹没土地、库区移民安置和新城及工矿迁建等带来了库区土地利用结构与布局的巨大变化。为此,如何构建符合景观生态学原理和可持续发展准则的宏观土地利用类型新格局,不仅是近10年内百万移民安置和生产布局的重点,而且关系到库区未来经济、社会与资源、环境的协调和可持续发展。论文分析了在土地淹没与置换的胁迫条件下,库区土地资源类型转换的方式与过程;从要素控制、地段设计到系统模式优化的不同层次,提出了库区土地生态设计模式与措施;并从产业协调发展的角度,提出了库区土地利用优化配置的方案。     

中国页岩气资源开发利用的可行性评价

论文以可行性评价为切入点,从资源与赋存条件、综合开发利用条件、环境安全性及市场前景四方面因素选取了19 项指标,构建中国页岩气开发可行性评价指标体系,采用中、美对比研究方式,评价中国近期进行页岩气大规模开发利用的适宜性问题。研究表明:①市场需求、成本与价格、核心技术条件、含气量、水资源污染、水资源供应及政策支持等指标是影响页岩气开发的关键因素;②对比得分结果显示,中、美页岩气开发可行性等级分属中度偏下与中度偏上区间,得分差距较大;③中、美页岩气开发可行性值的差距,主要归因于两国在页岩气资源与赋存及综合开发利用条件方面的巨大差异。鉴于目前两国页岩气开发的实际情况,得分结果与现实具有较高符合度。     

南水北调对密云水库水位变幅带土壤磷释放量的影响

南水北调来水引起的水位上涨可能会导致密云水库水位变幅带土壤中磷的释放.过量的磷可能会引起水体富营养,因此,研究水库变幅带磷释放风险对密云水库水质安全保障具有科学指导意义.本研究采用连续浸提法测定密云水库变幅带土壤及沉积物中弱吸附态磷(NH_4ClP)、铁磷(BD-P)、铝磷(NaOH-P)及钙磷(HCl-P)等4种不同形态磷含量,探讨其分布特征;并在室内进行了磷释放模拟实验,估算了南水北调来水引起水库水位上升所致的易释放磷的释放量.结果表明,NH_4Cl-P、BD-P、NaOH-P、HCl-P广泛地分布于密云水库变幅带土壤及沉积物中.在白河、内湖及潮河3个库区,磷形态分布具有一致规律,即HCl-PNaOH-PBD-PNH_4Cl-P.因密云水库变幅带为中国典型的北方碱性土壤,变幅带无机磷主要为钙磷.NH_4Cl-P在3个库区变幅带土壤中含量相差不大,在受水动扰动力影响较小的内湖库区BD-P含量略高于其它2个库区.在3个不同库区中,潜在活性磷NH_4Cl-P和较稳定的NaOH-P在岸上和水陆交界面土壤及水下沉积物中含量相差不大,受氧化还原条件影响较大的BD-P在沉积物中的含量略高于岸上和水陆交界面土壤.磷释放模拟实验及释放量估算结果表明,水库水位上涨3 m的情况下,白河、潮河和内湖库区淹没变幅带土壤分别释放1.02、0.80、0.37 mg·m~(-2)易释放磷.白河和内湖库区变幅带被水淹没土壤中磷释放的风险可能更高,需加强防护.     

三峡水库消落带土壤与优势植物淹水后对土-水系统汞形态的影响

三峡库区消落带落干期植被生长茂盛,蓄水后消落带被淹没,土壤-植物系统在长时间淹水情况下,随着体系内物理化学性质的改变,汞形态也会发生变化,从而对库区水生生态系统中汞含量以及形态带来一定的影响.为此,本研究选取三峡库区4种优势植物室内栽培,再进行室内模拟淹水试验,研究淹水后土壤、水体中甲基汞(Me Hg)以及其他形态汞的变化.结果表明,淹水过程中植物的存在有利于土壤Me Hg的生成,同时对上覆水不同形态汞浓度影响显著.狗牙根作为消落带优势种,由于其体内总汞及甲基汞含量较高,淹水后对土壤以及上覆水系统中甲基汞以及其他汞形态的影响最为明显.淹水第90 d,狗牙根+土+江水(B1)处理土壤Me Hg的含量最高,为(1 135.86±113.84)ng·kg~(-1),是不加植物的对照处理土+江水(CK2)中土壤Me Hg含量的2倍左右;上覆水总甲基汞(TMe Hg)、溶解态甲基汞(DMe Hg)、总汞(THg)、溶解态汞(DHg)和活性汞(RHg)均呈峰值偏左的抛物线状变化,在第30 d时达到峰值,其中B1处理上覆水TMe Hg、THg和DHg最高,分别为(2.88±0.06)、(40.29±2.42)和(35.51±3.77)ng·L~(-1),三者中溶解态汞是其主要存在形式.因此可以推测三峡库区消落带植物淹水后将增加水库汞污染负荷.     

基于灰色极大熵原理的三峡库区(重庆段)生态系统健康评价

三峡库区(重庆段)是典型的河道型水库生态脆弱带,生态系统本底条件较差.明确库区生态系统健康状况及其胁迫因子,对促进库区可持续发展、维护三峡库区生态安全具有重要的现实意义.针对三峡库区(重庆段)目前的生态系统特点,构建了自然-社会-经济复合生态系统健康状况评价指标体系,并在灰色系统理论基础上,将信息论中Jaynes最大信息熵原理引入到生态系统健康评价当中,对三峡库区(重庆段)复合生态系统健康进行了评价.结果表明,三峡库区(重庆段)生态系统正处于急剧变化的过渡阶段,生态系统的生产、调节和服务功能分异明显.三峡库区(重庆段)生态系统东段的健康程度总体上好于西段,但东段内部空间分异明显,结构复杂.针对三峡库区(重庆段)现存的生态环境问题,提出了相应的调控措施和途径.     

三峡库区香溪河库湾土壤多环芳烃时空分布特征及风险评价

为了全面评价三峡库区土壤多环芳烃（polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs）环境行为,以香溪河库湾不同淹没类型土壤［消落带上缘（>175 m）、消落带（145~175 m）和沉积物（<145 m）］为研究对象,通过高效液相色谱检测方法,分析3个区域土壤16种美国环保署优先控制的PAHs含量.结果表明,香溪河库湾土壤PAHs总量表现为消落带上缘>消落带>沉积物,沉积物PAHs以3环和4环为主,而消落带及其上缘土壤PAHs以4环和5环为主,其中消落带土壤PAHs变异系数相对最高,与其它两个区域PAHs组成之间的相关性相对较弱.各区域土壤PAHs分布呈现季节差异,夏季和冬季土壤PAHs含量相对较高,主要与库区各季节居民能源消费类型有关;空间分布特征表现为,沉积物PAHs空间分布整体较为均匀,而消落带及其上缘土壤PAHs在峡口镇和长江入江口处PAHs含量相对较高,主要与空间水平上各样点频繁的人类活动有关.PAHs异构体比值法分析表明,香溪河库湾各区域土壤PAHs来源具有季节性差异,化石燃料和生物质的不完全燃烧是消落带土壤PAHs的主要来源;终身致癌风险评价模型分析表明,土壤PAHs通过误食和皮肤接触暴露途径对人体健康产生潜在致癌风险,并且消落带上缘土壤PAHs致癌风险相对较大.研究结果扩展了对香溪河库湾土壤PAHs环境行为的认识,为三峡库区香溪河库湾土壤PAHs污染防治提供有益参考.     

三峡澎溪河流域消落区与岸边土壤磷形态特征

选取了落干期澎溪河流域6个消落区点位,分析了消落区土壤磷形态分布特征,并探讨了各形态磷之间的相关性.结果表明,(1)采用SMT法测定了消落区土壤总磷、无机磷和有机磷含量,其总磷TP含量均值为575.29 mg·kg~(-1),有机磷OP含量均值为91.23 mg·kg~(-1).(2)采用Hedley法分析了消落区土壤磷的5种赋存形态,其中WA-Pi、PA-Pi、Fe/Al-Pi等3种易迁移的无机磷形态之和占可提取Pi的11.61%,且低于岸边土壤;WA-Po、PA-Po两种生物可利用性较高的有机磷形态含量之和占可提取Po的22.28%,而中活性有机磷Fe/Al-Po占可提取Po的66.30%,且消落区土壤各形态Po含量均低于岸边土壤,又以Fe/Al-Po含量差异最大.(3)消落区土壤TP与活性较强的WA-Pt、PA-Pt呈显著相关,表明消落区土壤活性磷含量主要受TP影响;各形态磷之间不具有显著相关性,表明不同形态磷的来源可能不同;消落区土壤Fe/Al-Pt与土壤有机质OM呈显著相关,表明土壤有机质的含量可能影响铁铝结合态磷含量.在淹水条件下,消落区土壤磷组分的释放对上覆水体的潜在影响不容忽视.     

三峡水库干流沉积物及消落带土壤磷形态及其分布特征

三峡水库完全运行后,水文节律发生了变化(水位在145~175 m波动),沉积物和消落带土壤磷的空间分布也有可能发生变化.2016年6月采集了11个样点的沉积物及消落带样品,利用沉积物中磷形态的标准测试程序(SMT),对比研究了三峡水库干流表层沉积物及消落带土壤磷形态,分析了磷形态特征及其在横向(沉积物和消落带土壤)和纵向(回水区末端至三峡大坝)的空间分布特征.结果表明,三峡水库回水区末端至三峡坝前,干流沉积物样品总磷(TP)、Na OH-P含量呈增加趋势,HCl-P呈下降趋势,而消落带土壤磷的各形态含量纵向变化规律不明显.沉积物TP、有机磷(OP)、HCl-P和NaOHP均值依次为(859.6±106.8)、(224.6±113.9)、(435.3±77.7)和(101.5±31.6)mg·kg~(-1),均高于消落带土壤含量均值.HCl-P为沉积物和消落带土壤磷的主要形态,占TP的质量分数分别为51.3%和58.2%,Na OH-P占TP的质量分数分别为11.7%和8.1%.与沉积物相比,消落带土壤各形态磷含量变异系数高,具有较高的空间异质性.     

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.      

三峡库区沿江堆存垃圾浸泡污染物COD溶出规律研究

三峡库区沿江两岸堆存了大量的生活垃圾，随着三峡工程二期蓄水的I临近，二期水位以下的垃圾必须得到清理。为了科学有效的治理库区的生活垃圾，达到环境效益，社会效益和经济效益三者的最优结合，本文通过浸泡生活垃圾污染负荷浸出理论分析和动态冲刷实验研究，建立了理论模型和实验模型，并且对二者进行了对比分析。结果表明实验和理论模型能较好的反映垃圾污染物的溶出规律，将为三峡库区库底生活垃圾对水环境的影响预测和其清理提供基础和决策依据。     

三峡库区典型农村型消落带沉积物风险评价与重金属来源解析

本研究以三峡库区核心区——忠县典型农村型消落带为对象,于2011年7月,采集大坝水位回落后消落带沉积物样品,分析重金属含量,评价沉积物潜在风险,解析三峡库区农村型消落带重金属来源,为库区流域面源污染物控制提供基础数据.结果表明,消落带沉积物中As、Cd、Co、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb和Zn的变化范围分别为155~160 m:5.17~14.81、0.06~0.57、8.55~20.56、62.79~93.04、15.38~60.97、425.72~782.32、21.34~48.5、23.03~43.39、57.78~130.10 mg·kg-1;170~175 m:7.05~12.57、0.17~0.33、10.71~18.89、65.22~92.89、18.89~42.91、74.06~774.41、22.47~42.49、24.17~29.23、55.67~103.18 mg·kg-1.地累积指数(I geo)表明,155~160 m消落带沉积物重金属累积顺序为Cd>Co>Mn>As>Cu>Pb>Zn,170~175m消落带累积程度大小为Co>Mn>Cd>As.沉积物污染指数(SPI)说明,155~160 m消落带沉积物潜在风险高于170~175 m沉积物,忠县城区下游155~160 m消落带沉积物风险达到峰值.统计分析结果显示,155~160 m消落带重金属Cr、Cu、Pb和Zn主要来源于自然背景,As、Ni、Cd、Co和Mn则来源于上游来水;170~175 m消落带沉积物重金属Cr、Ni、Pb和Zn主要来自自然背景,Cd、As、Co、Mn和Cu则极有可能来源于农田面源和上游.     

三峡库区消落带草本植物碳氮磷释放及影响因素

以三峡库区消落带优势草本植物狗牙根(Cynodon dactylon)、牛鞭草(Hemarthriaaltissima)、稗草(Echinochloacrusgalli)、狗尾草(Setariaviridis)和马唐(Digitariasanguinalis)为试验植物,在室内进行了为期60 d的淹水模拟试验,并对消落带优势草本植物淹水后TOC、TN和TP的释放特征及影响因素进行了研究. 结果表明:5种优势草本植物淹水后均可导致水中pH降低,TOC、TN和TP的U_max(最大单位累积释放量)分别为21.03~43.65、0.50~3.23和0.54~2.69 mg/g,U_max出现在淹水第15~20天,并且TOC、TN和TP的R(释放速率)差异显著;水体中微生物、水体温度和上覆水中ρ(TOC)、ρ(TN)、ρ(TP)对植物淹水后TOC、TN和TP的释放均有一定影响. 在对消落带植被调查研究的基础上,根据淹水试验植物的U_max,对蓄水后三峡库区消落带植被TOC、TN、TP的释放量进行了估算,在蓄水后20 d内,消落带植被可向水体释放大量的TOC、TN和TP,蓄水初期可能会引起库区局部水域水质恶化,影响水库的水环境安全.      

丹江口水库典型消落区土壤氮磷赋存形态及释放特征研究

丹江口水库是南水北调中线工程水源地,调水工程使得水库蓄水并带来水库水位上升,新增淹没区不同土地利用类型土壤由于淹没浸泡可能使其中氮磷等营养物释放,对水库水质构成威胁.本文通过采集丹江口水库典型消落区5种土地利用类型(滩地、草地、荒地、耕地、果园)的表层土壤,选用磷形态标准测试方法(SMT)和氮形态分级浸取方法对消落区土壤氮磷赋存形态进行分析,同时进行土壤氮磷释放模拟实验来考察消落区土壤"淹没-落干"过程的氮磷释放特征.结果表明,东库湾消落区土壤磷素主要以钙结合态磷(Ca-P)存在,其占TP比例范围为54.7%~82.0%,平均值为69.1%.滩地、草地、荒地土壤生物可利用性磷(BAP)占TP比例也基本超过30%.土壤有机硫化物结合态氮(OSFN)含量在139.1~195.0 mg·kg-1之间,占TN比例范围为18.8%~27.0%,是土壤可转化态氮(TF-N)中主要的赋存形态.土壤释放模拟实验显示,耕地、果园这两类新增淹没区土壤在受淹后其更易向水体释放磷素,而消落区土壤氮素整体上呈现向水体缓慢释放的规律."淹没-落干"前后滩地、荒地的BAP含量下降超过20%,果园BAP含量也降低了16%,草地和耕地的BAP含量则维持相对稳定."淹水-落干"实验后耕地、果园土壤IEF-N含量分别下降22.6%、34.2%,这两类新增淹没区土壤在调水淹没后可能会向上覆水水体释放氮素.