探索生态系统服务价值 开启生物多样性保护新路

生态系统功能退化、物种灭绝是当今世界面临的重大生态环境危机之一。由于人口的增长、对自然资源的过度开发、外来物种的引进、环境污染、气候变化等原因,造成了生态系统功能退化、物种资源丧失等诸多问题。目前,我国对生态系统服务价值的认识与应用还处于起步阶段,需要借鉴国际经验与成果,结合本国实际形成中国特色的方法与思路,改变传统的生态系统保护模式,走向新的发展道路。     

作者的话

为了实现2020年和2050年的国家发展目标，我国的经济将在相当一段时间内还会保持7%以上的年增长率，而经济结构调整和综合技术水平的提高仍然需要一段时间，这就预示着，仍然要有一段时间继续承受与社会经济发展相伴的较大的环境负荷，这是我们的基本国情。     

浑河流域地表水和地下水氮污染特征研究

通过分析浑河流域地表水、地下水中主要离子和不同形态氮含量,探讨了水体中水化学组成特点、各形态氮污染水平与分布特征,并采用综合指数法对流域浅层地下水水质进行了评价.结果表明,地表水水型从上游到下游由Ca-HCO3型转变为Ca-SO4型.NO3--N浓度由1.06mg/L增至6.13mg/L,NO2--N和NH4+-N仅在中游和下游地表水中检出,表明地表水在流域中下游地区受到的人为影响强烈;地下水沿流动方向水型由Ca-HCO3型依次演进为Ca-SO4和Ca-Cl型.NO3--N的含量(0.62~23.47mg/L)明显高于其在地表水中的含量.局地土地利用类型(林地、旱地、城镇用地、水田)对附近地表水体NO3--N浓度影响不显著,而旱地与水田地下水中NO3--N浓度存在显著差异,旱地地下水NO3--N浓度最高.浅层地下水质量评价结果显示流域浅层地下水总体质量一般,NO3--N超出背景值1.4倍,中游地区NO2--N和NH4+-N污染严重,达到Ⅳ类水标准.地下水中ORP、DO、Cl-浓度和各形态氮组成特征表明由于反硝化作用,中下游地区地下水中NO3--N浓度逐渐降低,而NO2--N浓度上升到0.041mg/L.     

流域土地利用变化的水生态响应研究

流域土地利用变化造成水体物理、化学条件变化,并对诸多水生生物产生影响,进而破坏水系的生态系统结构和功能.研究显示:① 流域土地利用变化将引起水文、底质、生境改变等物理响应,以及水体营养盐、细菌、有毒有害物含量、溶解氧变化等化学响应,分布式水文模型成为研究物理和化学响应的重要工具;② 流域土地利用变化的生物响应表现为水生生物与自然用地类型呈正相关,而与农业用地、城镇用地呈负相关,并且存在明显的尺度效应,统计学分析是主要的研究方法;③ 大尺度的土地利用变化在水文过程下造成河段尺度上的外源物质输入、水文条件、底质结构等物理化学因子变化,是影响水生生物生境的直接原因.存在主要问题:① 流域土地利用变化的生物响应关系机制尚不明晰;② 流域土地利用变化的生物响应是通过物理响应、化学响应来间接作用的,但三者之间的非线性关系十分复杂;③ 水生生物对环境因子变化的敏感性和适用性存在较大差异.因此,未来研究应关注流域水文过程驱动下的物质迁移转化过程及由此带来的物理、化学和生物响应以及三者之间的关系,加强流域水文规律总结和参数率定,构建符合流域特征的参数数据库,并着力构建以保护水生态系统结构与功能为核心的流域山水林田湖系统综合管控模式.      

渤海湾大型底栖动物群落优势种长期变化研究

以2008年4月,2009年5月、8月,2011年5月、9月以及2012年9月采集的大型底栖动物资料为基础,结合历史数据,描述渤海湾底栖动物群落优势种的变化规律,探讨变化原因.结果表明,近60年来,渤海湾底栖动物群落优势种多为营埋栖生活的小型双壳类和蟹类,而近几年则以小型双壳类为绝对优势种.其中,干扰耐受种凸壳肌蛤(Musculus senhousei)在渤海湾迅速增值并成为绝对优势种,影响了底栖动物群落结构的稳定性.胶州湾、莱州湾、辽东湾及渤海湾的主要优势种较为相似,变化规律皆为个体较大、生命周期较长的双壳类、虾蟹类逐步被个体更小、生命周期更短的干扰耐受种代替,说明4个海湾的底栖生态环境皆受到了一定程度的干扰.渤海湾优势种的变化可能与海湾本身的底质状况、人为干扰(如围海造陆工程的实施)、过量的陆源排污以及食物链的变化有关.     

北京地区秋季雾霾天PM2.5污染与气溶胶光学特征分析

利用北京城区和郊区2011年9月1日～12月7日PM2.5质量浓度、气溶胶散射系数(σsca)和黑碳浓度观测资料,研究了雾霾天气条件下北京地区PM2.5污染与气溶胶光学参数的变化特征,并讨论了气象条件的作用.结果表明,北京地区PM2.5污染和气溶胶光学特性受雾霾天气的影响非常明显.PM2.5浓度、σsca和气溶胶吸收系数(σabs)在雾霾期均明显高于非雾霾期,雾霾期日均PM2.5浓度在城区和郊区分别达到97.6μg·m-3和64.4μg·m-3,为非雾霾期日均浓度的3.3和4.8倍.城区高PM2.5浓度造成雾霾类天气出现频率明显高于郊区.轻雾天城区PM2.5浓度、σsca和σabs明显高于郊区,区域输送的影响相对较弱,轻雾和霾天城郊差异较小,区域性特征明显,而雾天σsca城郊非常接近且在各雾霾类天气中相对最高,气溶胶散射能力最强,区域性特征较为明显.气象条件的不同造成各雾霾过程PM2.5浓度、σsca和σabs的空间分布、PM2.5污染及气溶胶消光强度上呈现不同的特点.边界层以上偏南风将南部地区污染物向北京输送,在整层下沉气流作用下使得边界层内污染物浓度增加,加之边界层高度持续稳定在600 m左右,边界层内风速很低,污染物水平、垂直扩散均很弱,造成局地污染物的累积,形成了PM2.5污染和气溶胶消光强度最强的一次雾霾过程.     

餐厨垃圾厌氧消化过程氨氮抑制及缓解办法综述

"湿热预处理+厌氧消化"是我国餐厨垃圾处理的主流工艺路线。经湿热预处理后,固形物的C/N下降,导致厌氧消化反应器出现氨氮抑制而不能稳定运行,严重时甚至出现运行失败。因此,寻找并提出有效缓解氨氮抑制的方法和途径,对于餐厨垃圾厌氧消化的正常稳定运行具有重要意义。通过文献调研阐明了餐厨垃圾厌氧消化出现氨氮抑制的微生物机理,总结了缓解氨氮抑制的相关方法,包括提高物料C/N、运行参数优化、氨氮去除和微生物驯化,提出了未来缓解氨氮抑制的研究方向,为餐厨垃圾处理的实际工艺改进提供科学思路。     

过硫酸盐氧化地下水中BTEX效果及水化学响应

过硫酸盐(S_2O_8~(2-))在修复地下水有机污染方面得到广泛应用。为揭示过硫酸盐氧化处理汽油BTEX污染地下水的效果及其向生物降解转化的特征,以过硫酸钠为氧化剂,建立含水箱柱系统模拟场地汽油BTEX污染地下水的原位化学氧化修复。结果表明,含水层中内在生物作用对高浓度BTEX的降解作用不理想;过硫酸盐对处理地下水BTEX污染有一定的效果,当PS/BTEX(摩尔比)=20时,氧化效果明显,其中苯浓度的衰减系数最大,能使难生物降解的苯优先去除。pH、ORP值、NO_3~-等水化学指标的改变能反映化学氧化作用向生物降解作用转化,是比较理想的过渡特征指标。     

长江干流寸滩断面污染负荷核算及来源分析

将长江干流寸滩断面以上区域划分为39个排污单元,将河道划分为63个纳污河段,建立排污单元与纳污河段之间的排污-纳污拓扑关系,并基于污染物的产生-入河-降减过程进行断面污染物通量核算. 采用输出系数法核算排污单元内各类污染源的产生量,并考虑降水作用,建立污染源入河系数公式,核算排污单元点源与非点源的入河量;考虑污染物在河道内的综合降解过程,核算各纳污节点到输出断面的流达率,分析各纳污节点各类污染源对下游断面的贡献率. 通过以上模式对长江干流寸滩断面2004与2005年的污染物通量进行核算,并进行各支流的贡献率分析. 核算结果显示:寸滩断面COD_Mn和TP月通量模拟值与实测值曲线基本吻合,TN月通量模拟值与实测值曲线拟合稍差,整体偏低,可能是忽略了大气沉降的影响所致. 从COD_Mn的贡献率核定结果可以看出,嘉陵江对寸滩断面的贡献率最小,综合贡献率为14%左右,其中点源贡献率为6%左右,非点源贡献率为8%左右,非点源与点源的比率仅为1.3;金沙江对寸滩断面的贡献率最大,综合贡献率达到49%左右,其中点源贡献率为14%左右,非点源贡献率为35%左右,非点源与点源的比率达到2.5,是流域污染控制的重点.      

辽河流域氨氮水质基准与应急标准探讨

水质基准是水质标准制/修订的科学依据,针对我国流域状况进行水质基准研究,并以此为依据制/修订我国相关水质标准已成为迫切需求.针对辽河流域的水生生物分布和水质状况,借鉴美国氨氮基准方法学,对氨氮毒性数据进行分析,得出了以水体温度和pH值为自变量的辽河流域氨氮急性和慢性基准函数方程,由方程可知,pH值8.0,25℃时,辽河流域的氨氮急性和慢性基准分别为3.06,0.364mg/L.利用荷兰和澳大利亚的水质基准技术对推算结果进行了验证和比较,结果表明3种方法得值在同一数量级,且荷兰基准技术方法相对保守.此外,基于生态风险评估对氨氮水质基准向应急水质标准的转化进行了探讨.