河流生态基流量整合计算模型

针对北方地区流域水域生态系统人工化明显和河流断流的现状,提出了河流生态基流量的概念,并分析了其内涵．河流生态基流量包括河道生态基流量、河口生态基流量和湿地生态基流量．河流生态基流量计算应考虑流域内不同水系、不同河段生态环境的差异性和时空变化规律．通过改进生态环境需水量的计算方法,分析河流的空间结构特征、各河段的相互关系以及流域的水特征,提出了整合计算模型．整合计算模型分为2类：不同水系和同一水系的整合．同一水系整合计算模型又分为：河流生态基流量整合模型、河流与湿地生态基流量的整合以及河道生态基流量的整合模型．其中最为复杂的河道生态基流量的整合模型共分为6种形式：简单式、汇流式、分流式、组合式、交叉式和河口式．研究结果表明：各子系统的生态基流量是河流生态基流量整合计算的基础;河流生态基流量保证系数是计算的重要参数,其值在确定基数的基础上,通过恢复模式和空间优化配置这2个影响因子进行调整而得到,取值范围为[0,1];整合计算模型需要明确消耗性生态基流量和非消耗性生态基流量,消耗性生态基流量不受保证系数的影响,非消耗性生态基流量因保证系数取值的不同而变化．     

基于MODIS数据估算海河流域植被生态用水方法探讨

基于中分辨率成像光谱仪(MODIS)数据和地面气象数据,建立了区域植被生态用水模型．通过地表温度和植被覆盖度的“现状”三角关系,应用该模型计算了地表温度．植被覆盖度指数(ITVC),结合植被系数法计算了地表植被生态用水,并用该模型的计算结果分析了海河流域的生态用水．结果显示,基于“现状”三角法和植被系数法计算的植被现状环境用水与地表大型蒸渗仪实测结果较一致．海河流域植被生态用水具有明显的区域分布特征,西部山区和中东部黑龙港及运东平原和大清河淀东平原区植被生态用水量比较低,而在太行山山前平原、东南部平原以及北部燕山一带植被生态用水量比较高．     

黄河流域典型湿地生态环境需水量研究

运用科克兰(Cocnran)Q检验法,将黄河流域湿地分为河道湿地型、河滨湿地型、河口型3类.基于生态水文学方法,计算了黄河流域典型湿地生态环境需水量,提出了“湿地生态环境需水量计算时应主要关注湿地消耗水量”的观点,并进一步将黄河流域湿地生态环境需水量分为最小、适宜和理想3个等级.计算结果表明,黄河流域湿地最小、适宜、理想生态环境需水量分别为2 0 .3×10 8m3、3 7.6×10 8m3和5 4.9×10 8m3;黄河流域典型湿地与河道重复量为1.9×10 8m3.研究结果显示,要维持湿地基本的生态环境功能,需每年最小向湿地分配水量2 0 .3×10 8m3.为使黄河流域湿地恢复到理想状态的需水量为5 4.9×10 8m3.     

程海流域非点源污染负荷估算及其控制对策

计算流域非点源氮磷污染负荷并以此开展源解析对于寻求水体污染控制最佳管理措施具有重要意义.通过对经典的Johnes输出系数模型进行改进,考虑了降水、坡度以及污染源与水体之间距离等因素,建立了一套在资料缺乏情况下,适用于受地形、降水影响较大的高原湖泊地区的非点源污染负荷评估方法.选取云南省九大高原湖泊之一的程海作为研究对象,验证了改进输出系数模型的合理性,并对流域溶解态氮磷入湖污染负荷进行了全面的分析.结果表明:(1)2014年,程海流域溶解态氮磷入湖负荷分别是158.48 t·a~(-1)和24.70 t·a~(-1),且二者空间分布相似;(2)在土地利用方面,农业用地对溶解态氮磷入湖污染负荷贡献最大,分别是46.19%和48.16%;(3)畜禽养殖和农村生活是溶解态氮磷入湖污染负荷治理的优先控制污染源,南岸是溶解态氮磷入湖污染负荷重点治理区域;(4)若实行农村生活和畜禽养殖、化肥流失及土地利用治理,可使溶解态氮磷入湖污染负荷分别减少38.47%和40.76%.研究成果可为缺乏资料的高原湖泊地区非点源污染治理提供科学的理论依据.     

铅稳定同位素在环境源解析中的应用

近年来不断发生铅污染事件引起了各界的广泛关注,但由于源解析技术的相对滞后,导致在处理这些事件中很难有效提供科学的证据确定主要的污染源和暴露途径,造成不能及时、有效地提供血铅污染防控对策。随着近年来铅稳定同位素技术的快速发展和测试设备的普及,该技术逐步引入至环境污染识别过程中,成为判断铅污染来源的和途径的一个重要技术。文章系统地介绍了铅稳定同位素组成、指纹特征、研究发展过程以及国内外最新研究热点,在此基础上提出了现存的问题,展望了铅稳定同位素与多元混合模型结合进行定量源解析的研究趋势。     

白洋淀湿地水质与水生物相关性研究

水质与水生物间关系是湿地生态学的研究热点,研究成果可为湿地水生态修复提供科学依据.在白洋淀湿地设置14个采样点,选取9个水质因子、4类11个水生物指标,利用冗余分析(RDA)方法对其进行研究.结果表明,白洋淀湿地水质和水生物相关性显著,前两个排序轴水质与水生物的相关系数分别为0.973和0.821,特征值分别是0.862和0.059.DO、NO₃^--N、SD、TN和TP是影响水生物的主要水质因子,第一排序轴与NO₃^--N和DO显著正相关;第二排序轴与SD显著正相关,与TN和TP显著负相关.比较可知,NO₃^--N、DO对浮游动植物影响显著,特征值占主要水质因子总特征值的89%;SD、TN和TP对底栖动物及大型水生植物影响大,特征值占主要水质因子总特征值的94%.     

工业园区规划环境影响评价中的环境承载力方法研究

环境承载力是区域规划环境影响评价的重要依据,可为区域发展适度规模提供环境支撑依据.针对工业园区生态环境特征,以珠海富山工业园为案例建立环境承载力评价指标体系,并结合该指标开发基于熵值法的工业园区环境承载力动态评价模型,模拟珠海富山工业园区规划情景下的环境承载力变化.结果表明,工业园区环境承载力于规划中后期处于下降趋势,但下降的趋势较为缓和;园区发展压力伴随着园区规划建设处于下降趋势,规划建设初期的下降趋势最为明显.通过灰色关联度分析发现,规划期园区经济社会发展始终处于园区资源环境的可承载范围,随着园区进一步发展、科学技术水平提高和基础设施完善,园区综合环境承载力可提升至较为稳定的水平.     

汾河流域太原段河水及沉积物中PFOS和PFOA的浓度分布特征

考察山西省汾河太原段全氟辛烷磺酸(PFOS)和全氟辛酸(PFOA)的浓度分布特征,采用固相萃取(SPE)的前处理方法与高效液相色谱-质谱联用(LC-MS/MS)仪器分析方法,检测了汾河太原段水体及沉积物中PFOS和PFOA的含量.结果表明,汾河水样品中PFOS和PFOA浓度范围分别为3.54~16.23 ng·L-1和2.49~4.79 ng·L-1,沉积物样品中含量分别为7.77~51.22 ng·g-1和1.94~3.54 ng·g-1.汾河太原段水样PFOS的浓度从上游到下游有逐渐升高的趋势,PFOA在各采样点的浓度相近;沉积物样品中PFOS的浓度大致呈从上游到下游逐渐升高的趋势,升高趋势没有水样中的明显,但是PFOA在各采样点的浓度亦相近.此外,PFOS在水体及沉积物中的分配与沉积物中有机碳的含量相关,而PFOA的相关性不显著.     

植物滞留系统中草本植物对磷的去除效果研究

以黑麦草、地毯草、高羊茅和早熟禾为研究对象,研究4种草本植物在植物滞留系统中不同介质、不同入口浓度下对城市非点源(人工降雨径流)中污染物磷的富集能力和去除效果。结果表明:4种草本植物对人工降雨径流中的磷均有明显的去除效果,TP平均去除率在60.24%～83.56%。不同草本植物去除人工降雨径流中TP的能力,从强到弱的顺序依次为:早熟禾>黑麦草>地毯草>高羊茅。其中,对于同一种草本植物同样的入口浓度情况下,沙土Ⅱ为最佳土壤介质,具有最佳的去除磷能力。4种草本植物对磷的去除率随入口浓度的增加,去除率也随之增加。4种草本植物地上部和地下部磷累积量分别为2.27～5.92 mg和4.33～6.46 mg;其中黑麦草磷累积总量最高,其次是地毯草,最低的是早熟禾。综合考虑污染物去除率和磷在植物体内的累积量,交替种植早熟禾和黑麦草可提高植物滞留系统去磷能力且有利于延长系统寿命。