基于GIS的中国API指数时空分布规律研究

以2009年1月至2012年12月的中国120个重点城市的API监测数据为基础,通过选取最优的空间插值方法获得各月及各季节的API空间分布图,并运用剖面线分析等空间数据分析方法研究其空间分布规律。结果表明,API在不同时段的变化较大;存在着明显的季节变化趋势,总体上冬季最高、春季次之、夏季最低,且夏秋季基本均分布在100以内;中国空气质量状况总体良好,API主要分布在51~100之间,但有较多地区分布在80~100间,空气环境质量仍不容乐观;API分布着以兰州和西宁为中心、陕西省西安市为中心及乌鲁木齐市和吐鲁番市为中心的几个空气质量较差的高值集聚的＂热点＂区域及海南省、广东省及福建省的沿海区域、西藏自治区等几个空气质量较好的低值集聚的＂冷点＂区域;在N-S、WE、NW-SE、NE-SW四个剖面线方向上相同季节的分布趋势基本一致,且同一方向上春夏秋冬四季的分布也大致相同,基本呈现＂低-高-低＂的分布趋势且北方地区明显高于南方地区。     

洞庭湖生态功能保护的必要性和效益评估

保护具有重要生态功能地区的生态环境，是我国实施可持续发展战略的重要措施。洞庭湖是长江流域极重要的调蓄滞洪区，在维系长江江湖水系和水域生态平衡等方面，发挥着巨大的作用，是国家进行生态功能保护区建设的重点地区之一。文章对洞庭湖生态功能保护的必要性和效益进行了分析和评估。     

洞庭湖及其入湖口沉积物中重金属的污染特征、来源与生态风险

选择洞庭湖及9个入湖口为研究区,分析了沉积物中Tl、Sb、Hg、Cd、As、Pb、Cu、Ni和Cr等9种重金属的空间分布、来源、污染特征与潜在生态风险.结果表明,入湖口沉积物中各重金属含量在0.08—100 mg·kg~(-1)之间,洞庭湖全湖沉积物中Tl、Sb、Hg、Cd、As、Pb、Cu、Ni和Cr的平均含量分别为背景值的1.47、2.33、5.55、8.30、2.32、2.17、1.98、1.60和1.58倍,其中Cd、Hg、Sb和As的富集程度相对较高.湖体沉积物中Tl、Sb、As、Cu和Cr空间分布表现为南洞庭湖东洞庭湖西洞庭湖;Hg、Cd和Ni空间分布表现为南洞庭湖西洞庭湖东洞庭湖;Pb的空间分布为东洞庭湖南洞庭湖西洞庭湖.来源分析得出东洞庭湖沉积物中重金属主要受湘江来水的影响;南洞庭湖沉积物中重金属受湘江和资江的共同影响;西洞庭湖沉积物中重金属来源较复杂.污染负荷指数法得出:入湖口污染程度(PLI值)大小为S1S2S3S4S8S5S9S6S7;湖体污染程度(PLI_((area))值)大小为南洞庭湖东洞庭湖西洞庭湖.洞庭湖全湖受到强污染(PLI_((area))值2.22),各重金属的污染程度(CF值)大小为CdHgSbAsPbCuNiCrTl.入湖口生态风险大小为S1S2S3S8S4S9S6S5S7;湖体生态风险大小为南洞庭湖东洞庭湖西洞庭湖.洞庭湖全湖生态风险指数为689.3,属"严重"生态风险.各重金属的生态风险大小为CdHgSbTlAsPbCuNiCr,主要风险污染物是Cd和Hg,其次为Sb和Tl.综合研究表明,S1、S2、S13、S14、S15、S19、S20、S22、S24和S25采样区污染严重,已成为"严重"生态风险区域.     

浙西地区典型节能灯加工集聚区大气气态总汞污染特征研究

汞是最具危害性的全球性重金属污染物，而节能灯生产引起的汞污染问题则日益突出。选取浙西地区某典型节能灯加工集聚区为研究对象，等间距设置7个采样点及1个对照点，每3个月采样一次，采用多台高时间分辨率自动测汞仪(Tekran2537A)对集聚区周边环境中大气气态总汞(TGM)开展了为期2 a的实时同步观测，通过分析节能灯加工集聚区TGM质量浓度特征及其时空变化特征，旨在明确规模化节能灯加工产业对当地大气环境的影响，明晰其大气汞污染现状，以期为后续深入研究和环境修复提供理论支持。结果表明：浙西地区典型节能灯加工集聚区TGM质量浓度[(3.22±0.78) ng·m-3]显著高于全球TGM质量浓度背景值(1.5~2.0 ng·m-3)和研究区设置对照点TGM质量浓度水平[(1.20±0.35) ng·m-3]，显示集聚区大气已受到一定程度的汞污染。同时，研究区内各采样点TGM质量浓度波动幅度较大(0.93~6.74 ng·m-3)，说明节能灯加工带来的人为排汞对采样点环境影响显著。此外，节能灯加工集聚区TGM质量浓度具有明显的季节性和空间异质性。在季节上表现为：冬季>秋季>夏季>春季，受研究区温度和土壤环境条件影响较大，且TGM质量浓度波动情况与当地春耕秋种时节较为频繁的人为活动情况相一致。在水平分布上表现为：随节能灯加工集聚区中心距离的增加而逐渐减小，各采样点组间TGM质量浓度标准差变化幅度大，组内变化不大，说明汞的大气传输和扩散可能与空气的稀释作用、汞的干湿沉降及地形、风向、风速等因素有关，同时，小范围内空气交换速度不大，TGM质量浓度保持相对稳定。因此，浙西地区节能灯加工产业已对当地大气环境产生了一定的影响，必须采取有效措施控制节能灯加工带来的大气汞污染问题。     

洞庭湖水污染特征及水质评价

于2016年4月—2017年3月对洞庭湖区11个监测断面396个表层水样进行采集,选取8个水质指标进行因子特征分析,并采用单因子评价法、综合污染指数法和主成分分析法对洞庭湖水质进行综合评价.洞庭湖水体呈弱碱性,总氮(TN)和总磷(TP)为超标污染物.单因子评价法结果表明,TN和TP为洞庭湖水质的主要限制因子,TN参与评价时,洞庭湖水质为Ⅴ类或劣Ⅴ类.综合污染指数法结果表明,洞庭湖水质状况为中污染,平水期水质优于枯水期和丰水期,主要污染因子为TN、TP、五日生化需氧量(BOD5)和高锰酸盐指数(CODMn).主成分分析结果表明,洞庭湖水质主要受p H、溶解氧(DO)、氨氮(NH3-N)和TN等指标影响,西洞庭湖水质较好,南洞庭湖次之,东洞庭湖较差.3种方法是定性和定量评价的有机结合,评价结果不完全一致,故采用多种评价方法来开展水质评价十分重要.     

洞庭湖表层沉积物重金属污染状况评估

基于2010—2015年连续对洞庭湖3个主要湖区10个采样点的表层沉积物中Cd、Hg、As、Cu、Pb和Cr等重金属含量分析,对洞庭湖湖区表层沉积物中重金属的时空分布特征进行了探讨,并采用地积累指数法、潜在生态风险指数法和对数衰减模型评价洞庭湖沉积物重金属的污染状况.结果表明,洞庭湖沉积物中重金属平均含量大小顺序为CrPbCuAsCdHg,Cd、Cr和Pb的含量年际变化变幅较大,Hg、Cu和As则较小.地积累指数值(I_(geo))和单因子生态风险值(E_i~r)表明Cd和Hg是洞庭湖沉积物重金属主要污染物;从产生可以观察到毒性效果的最大可能性(P_(max))来看,Cd是洞庭湖沉积物重金属首要潜在水生生物风险毒性因子.综合地累积指数值(I_(tot))、总潜在生态风险值(RI)和预测的水生生物毒性比率(Y)的评价结果表明,在2010—2015年期间全湖重金属呈重度污染,面临重度潜在生态风险并可能具有产生水生生物毒性的风险,其各子湖区重金属的污染程度、潜在生态风险水平及潜在水生生物毒性水平排序为南洞庭湖东洞庭湖西洞庭湖;从随时间的变化趋势来看,在2014—2015年期间全湖及其东洞庭湖和南洞庭湖两个湖区的重金属污染程度、潜在生态风险水平及潜在水生生物毒性水平都要比2010—2013年降低,西洞庭湖区的重金属潜在生态风险水平及潜在水生生物毒性水平没有变化.     

洞庭湖区生态环境退化状况及其原因分析

洞庭湖居湖南省东北隅,长江荆江段南岸。湖泊形状呈近似“U”字形,岳阳站水位33.50 m时(黄海基面),湖长143.00 km,最大湖宽30.00 km,平均湖宽17.01 km,湖泊面积2625 km2;最大水深23.5 m,平均水深6.39 m,蓄水量167?08 m3。因入湖泥沙长期淤积、高洲围垦、并垸合流等自然因素和人类活动的共同影响,自清代末期以来,湖泊形态演变剧烈,湖盆抬高,入湖河流三角洲快速发育,湖面南移而缩小;现湖体已明显演变为西洞庭湖、南洞庭湖和东洞庭湖首尾相接三个部分,具有“高水湖相,低水河相”的典型特征。洞庭湖区不但是我国受洪水威胁最严重的地区之一,而且生态退化和环境问题也十分突出,一直受到国家的高度重视。文章在大量调查的基础上,对洞庭湖及其湖区的生态环境退化状况、产生原因和可能带来的负面影响等方面进行了初步分析。     

洞庭湖底泥中二噁英污染现状及水动力对其分布的影响

2013年9月采集洞庭湖区三口四水入湖口,东、西、南洞庭湖湖区以及出湖口沉积物,采用同位素稀释高分辨气相色谱-高分辨质谱法测定了沉积物中的二噁英(PCDD/Fs).结果表明洞庭湖沉积物中二噁英的浓度范围为153—7144 pg·g-1dw(干重),小河嘴最低,虞公庙最高.对比国内外其他淡水湖泊河流二噁英浓度,洞庭湖污染程度相对较低.二噁英污染水平依次为洞庭湖湖区出湖口入湖口,湖区内污染水平依次为南洞庭湖东洞庭湖西洞庭湖.主要同类物为OCDD,贡献率范围为77%—97%.PCDD/Fs的污染水平比1995年下降1—2个数量级,但和2004年污染水平相当.沉积物中二噁英的含量与水的流速成反比.洞庭湖出口处PCDD/Fs浓度相比入湖口和湖区浓度处于中间水平,表明洞庭湖中的二噁英可能会随水流进入长江中下游.     

洞庭湖地区不同生态类型区鼠类群落组成及其演替趋势

20 0 1年对洞庭湖地区 3种生态类型区鼠类群落结构的取样调查结果表明 ,黑线姬鼠和社鼠是洞庭湖地区 3种生态类型区的主要优势鼠种。黑线姬鼠以农田为主要栖息地 ,在不同作物地间进行季节性迁移 ,并侵入到丘陵山林之中 ;社鼠是林地内的优势种 ;山区和丘陵的林缘农田生境则以这 2种鼠为优势种。从洞庭湖区鼠类群落的历史资料看 ,曾经为农田生态系统优势鼠种之一的褐家鼠的比例已大大降低 ,形成了以黑线姬鼠占绝对地位的格局。在房舍 ,褐家鼠的优势地位已被小家鼠取代     

洞庭湖底泥中二英污染现状及水动力对其分布的影响?

2013年9月采集洞庭湖区三口四水入湖口,东、西、南洞庭湖湖区以及出湖口沉积物,采用同位素稀释高分辨气相色谱－高分辨质谱法测定了沉积物中的二英（ PCDD／Fs）．结果表明洞庭湖沉积物中二英的浓度范围为153—7144 pg·g－1 dw （干重）,小河嘴最低,虞公庙最高．对比国内外其他淡水湖泊河流二英浓度,洞庭湖污染程度相对较低．二英污染水平依次为洞庭湖湖区＞出湖口＞入湖口,湖区内污染水平依次为南洞庭湖＞东洞庭湖＞西洞庭湖．主要同类物为OCDD,贡献率范围为77％—97％．PCDD／Fs的污染水平比1995年下降1—2个数量级,但和2004年污染水平相当．沉积物中二英的含量与水的流速成反比．洞庭湖出口处PCDD／Fs浓度相比入湖口和湖区浓度处于中间水平,表明洞庭湖中的二英可能会随水流进入长江中下游．     

洞庭湖区地表温度反演及其时空变化特征

洞庭湖是我国第二大的淡水湖,对区域气候的调节起着极其关键的作用,然而受全球变暖及其他因素的影响,洞庭湖区范围内对气候变化的响应并不一致。为了更好地认识洞庭湖区的地表温度变化及其对全球变暖的响应情况,同时为准确的判断该区温度未来的变化趋势奠定基础,利用1995年、2004年和2013年12景冬季Landsat TM/ETM＋遥感影像的热红外波段数据反演了洞庭湖区地表温度,并对反演的地表温度值进行标准化处理,采用标准差分类法得到地表温度等级图。通过三时相温度等级图的面积统计与直观对比,分析了洞庭湖区在三峡蓄水前后的温度时空变化特征;并结合归一化植被指数（NDVI）、降雨资料、DEM、坡度等数据对洞庭湖区的温度变化影响因素进行了统计分析。结果表明,（1）洞庭湖区各温度等级面积成正态分布,主要以中温区、较高温区和较低温区为主。从空间分布上来看,低温区主要分布在水体,而高温区则没有明显的分布特征。（2）受雨雪天气影响,2004年的高温范围减少,减少情况为西洞庭湖区〉南洞庭湖区〉东洞庭湖区,面积变化比例分别是5.38%、2.12%、0.71%,表明冷气流对西洞庭湖区的温度变化影响最强,而东洞庭湖区最弱。（3）2013年高温范围增加,且变化强度呈现出西洞庭湖区〈南洞庭湖区〈东洞庭湖区的空间特征,面积变化比例分别是2.21%、2.38%、2.68%,表明在三峡水库蓄水之后,东洞庭湖区的地表温度受到较大影响。（4）植被的覆盖情况与温度相关性不明显,而坡度、海拔与温度呈正相关关系,这表明坡度可以有效的减少冷气流对温度的影响,地势较高地区与阳坡出现高温情况则表明地表温度受太阳辐射影响较大。     

洞庭湖浮游植物增长的限制性营养元素研究

近20年水质监测资料表明,洞庭湖水体富营养化日趋严重。洞庭湖水体主要污染物为氮和磷,而营养盐赋存形态及其含量对浮游植物生长的影响在洞庭湖尚未见报道。2011年9月至2012年8月对洞庭湖浮游植物生物量及主要营养盐赋存形态与含量进行监测,同时利用藻类增长的生物学（NEB）评价方法对限制浮游植物增长的营养盐进行了研究,并分析了浮游植物生物量与各营养元素之间的相关性。结果表明：洞庭湖主要污染物总氮（TN）和总磷（TP）的年平均值分别为1.90 mg·L-1和0.093 mg·L-1,溶解态无机氮（DIN）平均占ρ（TN）比例为87%,溶解态总磷（DTP）平均占ρ（TP）比例为70%。洞庭湖水体中,DIN是TN的主要贡献者,且不同形态DIN的贡献大小依次为ρ（NO3--N）〉ρ（NH4＋-N）〉ρ（NO2--N）;磷形态组成中,TP主要以溶解反应性磷（SRP）存在。春季洞庭湖水体中ρ（TN）、ρ（TP）较高,这一结果可能源于春季面源污染。洞庭湖水体中ρ（Chla）与氮显著正相关,与磷显著负相关。NEB 实验结果表明氮对洞庭湖浮游植物生长有明显的促进作用,其幅度随氮浓度的增加而加强,而磷对浮游植物的生长影响不大,有时出现抑制作用,硝态氮与磷之间不存在交互作用。因此,氮可能是洞庭湖浮游植物增长的主要限制性营养因子,这一研究暗示在洞庭湖富营养化控制过程中应特别注重氮的控制。     

洞庭湖湿地水环境变化趋势及成因分析

采用经典的Mann-Kendall非参数统计检测方法对洞庭湖湿地1991—2009年的水环境重要参数进行了变化趋势分析。结果表明,电导率、COD、BOD5、总氮、总磷、悬浮物呈显著上升趋势,色度、大肠杆菌、硝态氮、铵态氮呈不显著上升趋势,溶解氧呈显著降低趋势,pH、透明度呈不显著降低趋势。可见,洞庭湖湿地水质在逐步下降。突变趋势中,各参数突变时期及次数存在明显差别。除色度有1突变点位于显著信度线（p=0.05）与极显著信度线（p=0.01）之间,其余参数突变点均位于显著信度线之间。以色度和悬浮物突变最频繁,总氮和硝态氮变化最为平缓,其余参数居中。从各参数突变发生的时间可知,水质突变主要发生在1992—1998年。其次,对影响洞庭湖湿地水环境变化的因素进行了分析,得出＂四水＂流域及洞庭湖区工业污染、农业污染（化肥污染、农药污染、水产养殖、畜禽粪便）、生活污染等是导致水环境逐步恶化的主要原因。     

洞庭湖区的湖垸农业与可持续发展对策

在调查分析洞庭湖区围湖垦殖和湖垸农业形成的历史的基础上，归纳了湖垸农业面临的生态环境问题：洪涝灾害发生频率加大；水面减少，生物多样性降低；环境污染严重，湿地生态功能衰退；土壤退化和潜育化严重；血吸虫病死灰复燃。并结合已有的经验，提出了湖垸农业可持续发展的对策措施：认真实施生态保护工程，减少泥沙淤积；调整湖垸农业结构，建立有利于避灾、减灾新模式；退田还湖，发展替代农业，发展莲藕、籽藕、茭白等水生经济植物种植；与企业结合，发展油菜、马铃薯、亚麻等工业原料作物；利用欧美杨耐涝性强的特点，在地势较高的季节性淹没的洲滩地，发展以林为主的林农复合经营模式，湖洲草地发展草食畜禽替代模式。     

洞庭湖区退田还湖生态补偿机制

以洞庭湖区退田还湖的生态补偿为例,初步探讨了有关生态补偿的3个基本问题,即补偿支付者和接受者的问题,补偿强度的问题和补偿渠道的问题。     

基于CVM的南昌城市河湖生态服务功能价值评估

条件价值评估法(CVM)是当前可用于确定环境物品非市场的和非使用价值的有效方法.在分析南昌市城市河湖生态环境问题的基础上,采用条件价值评估法,共回收194份单边界二分式CVM有效问卷,研究了南昌城市河湖生态系统服务改善的支付意愿及其经济价值.研究表明:1)南昌市城区河湖生态系统服务改善的平均支付意愿约为105.83元/...     

Perfluorocarboxylic acids (PFCAs) and perfluoroalkyl sulfonates (PFASs) in surface and tap water around Lake Taihu in China

Perfluorinated compounds (PFCs) are ubiquitously distributed in the environment mainly as perfluoro-carboxylic acids (PFCAs) and perfluoroalkyl sulfonates (PFASs). In this paper, six PFCAs and two PFASs were quantified in surface and tap water samples from 12 sites around Lake Taihu near Shanghai City in East China. Predominant PFCs were perfluorooctanoic acid (PFOA) and perfluorooctane sulfonate (PFOS), of which the concentration ranges were 6.8–206 and 1.2–45 ng·L⁻¹, the geometric means were 35.3 and 9.4 ng·L⁻¹, and the median (quartile range) values were 31.4 (34.4) and 10.4 (10.7) ng·L⁻¹, respectively. Other PFCs were also detected but in much lower concentrations than PFOA. The sources of the PFCs were expected to be direct industrial discharges in the Lake Taihu area, and this area was also a possible source of PFCs contaminations in Shanghai district in the downstream. PFCs distributions were found different in the upstream, downstream and north part of Lake Taihu. Occurrences of PFCs in the tap water in Lake Taihu area indicated their exposure to the local people. A brief estimation of the environmental risks by PFCs implied no acute or immediate risks from PFCs to local human health, but chronic risks from PFOA in the tap water should be considered in the downstream regions.     

洞庭湖演变对湖区农业生态环境的影响

讨论了洞庭湖演变对湖区农业生态环境的影响，认为湖体演变带来了诸如湖泊效应降低、洪涝灾害频繁、土壤潜育化严重、血吸虫病流行以及水产资源破坏等一系列生态环境问题，并提出了保护和改善湖区农业生态环境的对策与措施。     

洞庭湖湿地生态系统现状及整治管理措施

本文论述了洞庭湖湿地生态系统的结构特征及存在的问题,提出了洞庭湖湿地整治开发和管理对策。     

洞庭湖主要入湖口表层沉积物重金属分布特征与生态风险评价

尽管针对洞庭湖沉积物中重金属的研究工作较多,但缺乏针对其主要入湖口的研究。基于2014年12月和2015年6月对洞庭湖主要入湖口表层沉积物中重金属调查,分析了重金属含量的时空分布特征,并采用一致性沉积物质量基准法对其生态风险进行了评价。结果表明,Cd、Hg、As、Cu、Pb和Zn的平均含量分别为3.27、0.190、27.10、39.8、38.0和157.8 mg·kg-1,其大小顺序为ZnCuPbAsCdHg,Cd和As含量出现超过土壤环境质量三级标准的现象,是主要的重金属污染物。Cd、As、Pb和Zn等4种重金属含量的最高值均出现在湘江入湖口,Cu含量的最高值出现在资水入湖口,Hg含量以沅江入湖口最高,除Pb外,其他5种重金属在湘江和资水入湖口的含量均大于平均值,表明湘江和资水入湖口污染较为严重;汛期与非汛期6种重金属的含量均无显著性差异(P0.05)。6种重金属生态风险大小顺序为AsCdZnPbCuHg,各入湖口生态风险大小顺序为湘江入湖口资水入湖口沅江入湖口汨罗江入湖口澧水入湖口长江"三口"新墙河入湖口,其中湘江和资水入湖口为较高生态风险,其他入湖口为较低生态风险。入湖河流是洞庭湖湖体沉积物重金属污染的主要来源,在一定程度上,入湖河流沉积物中重金属的含量对洞庭湖湖体沉积物中重金属污染状况起着决定性作用,因此,洞庭湖流域重金属污染防控应以入湖河流为主,其中尤以湘江和资水为重点。