Comprehensive assessment of toxic metals in urban and suburban street deposited sediments (SDSs) in the biggest metropolitan area of China

A set of toxic metals, i.e. As, Hg, Pb, Cd, Cu, Zn, Ni and Cr, in urban and suburban SDSs were investigated comparatively in the biggest metropolitan area of China, Shanghai. Results showed that all of the metals except As were accumulated greatly, much higher than background values. Geo-accumulation index indicated that metal contamination in urban SDSs was generally heavier than that in suburban SDSs. Potential ecological risk index demonstrated that overall risks caused by metals were considerable. Cd contributed 52% to the overall risk. Multivariate statistical analysis revealed that in urban SDSs, Zn, Ni, Cd, Pb, Cu and Cr were related to traffic and industry; coal combustion led to elevated levels of Hg; soil parent materials controlled As contents. In suburban SDSs, Pb, Cu, As and Cd largely originated from traffic pollution; Zn, Ni and Cr were associated with industrial contaminants; Hg was mainly from domestic solid waste.     

我国漂流旅游景区的空间分布研究

近年来漂流旅游逐步成为我国夏季旅游的新兴热点,在各地发展迅速。以我国漂流旅游景区为研究对象,运用地理集中指数、不平衡指数、基尼系数等计量地理学方法和ArcGIS分析软件对其在全国的空间分布特征进行了定量与定性分析。研究表明,我国610处漂流旅游景区主要分布在中东部地区,呈集中和空间凝聚态势,且分布的均衡度很低;而在地势第三级台阶内的山地丘陵地区呈现明显的条带状凝聚,多位于降水充沛的季风性气候区。同时,漂流旅游景区的分布与区域经济发展水平之间存在一定的空间耦合关系,体现出明显的城市指向。     

The drivers of risk to water security in Shanghai

Big cities are often said to have big water problems, and Shanghai is no exception. In this paper, we examine and compare the influence of the major factors that give rise to the risk of water insecurity in Shanghai. There is an extensive and diverse literature on these issues, dealt with in isolation, and here, we provide a synthesis of the literature, together with our own assessments and calculations, to assess what are the risks to Shanghai’s water supply and what is our degree of confidence in this assessment. We describe the systems that supply water to the city, and past and future changes in the systems, including changes in the glaciers that supply some water to the river, changes in climate, changes in land use, the construction of dams, and water diversions. We show how, at the same time as Shanghai is increasing its dependence on the Yangtze river, water diversions and sea level rise are increasing the risk that this water will be too saline to consume at certain times of the year. This analysis suggests that most of the major drivers of the risk to water security in Shanghai are within the power of environmental managers to control.     

崇明东滩围垦芦苇生长、繁殖和生物量分配对大气温度升高的响应

应用开顶式生长室(OTCs)模拟增温试验，研究了上海市崇明岛东滩湿地围垦区芦苇的生长、繁殖和生物量分配对温度升高的响应。结果表明：温度升高使株高显著增加，但对茎粗的影响不明显。与对照相比，升温显著增加了叶长、叶宽、叶面积；但却显著减少了叶面积比率(LAR)和比叶面积(SLA)，对叶长/叶宽，叶质比(LMR)无显著影响。研究发现，升温使开花个体数、开花率、花序高、花颈长、花数以及种子数量均显著减少，对芦苇的繁殖起到抑制作用。此外，升温时地上部分各层生物量显著增加，而且从下到上增加程度逐渐增大；根、茎、叶的生物量显著增加；花的生物量显著减少。升温对根各层生物量影响不同，上层生物量显著增加，中层显著减少，下层变化不明显。进一步研究表明，升温使根和花生物量占总生物量的比例显著下降，茎和叶生物量所占比例显著升高。     

Influence of Spartina alterniflora on the mobility of heavy metals in salt marsh sediments of the Yangtze River Estuary, China

Using bio-disturbed sulphide to trace the mobility and transformation of Cu, Pb, Ni and Zn in the sediments of the Spartina alterniflora-dominated salt marsh in the Yangtze River Estuary, measurements were made of the seasonal variations of acid-volatile sulphide (AVS) and of the simultaneously extracted metals (SEM) in the rhizosphere sediments. Microcosm incubation experiments recreating flooding conditions were conducted to evaluate the effect of AVS and other metal binding phases upon the dynamics of Cu, Pb, Ni and Zn in the salt marsh sediments. The results demonstrate that the ratio values of SEM/AVS have a significant seasonal variation in the rhizosphere sediments and that the anoxic conditions in the sediments were likely enhanced by S. alterniflora during the summer and autumn compared with the anoxic conditions resulting from the native species Phragmites australis and Scirpus mariqueter. The incubation experiments suggest that Fe(III) and Mn(IV/III) (hydr)oxides provide important binding sites for heavy metals under oxic conditions, and sulphide provides important binding sites for the Cu and Pb under anoxic conditions. Our observations indicate that the mobility of heavy metals in the salt marsh sediments is strongly influenced by biogeochemical redox processes and that the invasive S. alterniflora may increase the seasonal fluctuation in heavy metal bioavailability in the salt marsh ecosystem.     

中国区域能源效率发展演变趋势的R/S分形分析

改革开放以来中国能源效率不断地提高,但是在某些年份存在波动现象.采用非线性分形理论及分形分析R/S方法,科学定量地描述了中国以及各个地区能源效率的演变趋势.首先采用分形理论对1978-2008年的中国能源效率时间序列数据进行研究,结果显示,中国能源效率发展演变存在Hurst现象,具有明显的分形特征.并依照“五年计划”来划分时间序列样本为研究区间,结合“五年计划”详尽地解释说明了中国能源效率变动的原因.然后将数据扩大为样本期为1995-2008年29地区的面板数据,采用面板变系数模型进一步对各个地区的能源效率进行分析,发现除海南外其他地区的能源效率演变过程中具有明显的持续性规律,各个地区能源效率将继续保持增长.西部6个地区以及东北三省的能源效率演变趋势高于全国水平,说明“西部大开发”战略和“振兴东北”战略都已经显效.     

以水鸟保育为目标的水稻田构建技术及效果评估

海岸带自然湿地具有重要的水鸟保育价值。近年来,大规模的海岸带围垦造成了海岸带自然湿地的消失和质量退化,导致水鸟栖息地面积和质量的急剧下降,严重降低了水鸟的保育效果。海岸带自然湿地围垦后,部分转化为水鸟保育效果较差的工业模式水稻田。提升水稻田的水鸟保育效果,关键在于改善水稻田的构建技术。根据海岸带水稻田的种植管理模式和水鸟的生境选择特点,提出了一种以水鸟保育为目标的水稻田构建技术,以生态工程手段提升水稻田的水鸟保育效果。该技术的核心内容为在水稻田中构建水池单元,并设置生境小岛等功能组件,建立水稻田复合生态系统,实现多种种植和养殖。在满足水稻田生产管理需要的同时,为水鸟提供丰富的食物和适宜的多样性栖息场所。为验证该技术的水鸟保育效果,2013年夏季在崇明东滩依此技术构建了10 hm~2水稻试验田。2013年秋季至2014年春季,对比工业模式水稻田,各选取总面积10 hm~2的调查样方,开展一个完整年度的水鸟群落调查,每个季度调查5次,共计15次水鸟调查。水稻试验田共记录到水鸟34种,平均密度为41.87±6.62只/hm~2;工业模式水稻田共记录到水鸟12种,平均密度为2.08±0.45只/hm~2,水稻试验田的水鸟种类和密度均显著高于工业模式水稻田。结果表明,水稻田构建技术能够显著增加水稻田的水鸟种类和数量,提升水稻田的水鸟保育效果,从而弥补海岸带自然湿地缺失对水鸟造成的影响。水稻田构建技术可以为海岸带水稻田的水鸟保育工作提供了科学依据,同时为海岸带受损湿地的修复和水鸟栖息地的优化改造提供了参考案例。     

1994~2006年上海市土地利用时空变化特征及驱动力分析

快速发展的都市地区是区域土地利用变化研究热点。基于上海市1994、2000、2003和2006年4期航空遥感影像资料数据，运用人机交互目视解译方法建立上海土地利用空间数据库，并结合GIS空间分析、数理统计方法与土地利用动态度模型，对上海市1994~2006年土地利用时空变化特征进行了深入分析。结果表明：12 a间，上海市综合土地利用动态度为207%；在各种用地变化中，耕地面积变化最大，共减少了94 00772 hm2，减幅达233%；从耕地转移来看，转变为城镇建设用地（包括工业仓储用地、交通用地、城镇居民点用地和其他用地）面积共74 82586 hm2，占耕地面积总流出量的6712%；可见城镇建设用地急剧扩张而大量占用耕地，是上海市土地利用变化的主要特征；上海市土地利用变化的另一个重要特征是城市绿地的大幅增加，12 a间城市绿地面积共增加了9 29241 hm2，单一动态度为1876%。从上海土地利用变化的区域特征来看，各区的综合土地利用动态度差异明显，且表现出明显的中心城区-近郊-远郊递减趋势，其中浦东新区综合土地利用动态度最大，崇明县最小，这种差异与各区（县）的区位条件、经济发展状况以及政策等因素密切相关。通过对上海LUCC的驱动力定性定量分析表明，社会经济因素包括人口分布及变化、经济增长、人民生活水平的提高、政策以及国际大型活动的举办均对上海土地利用格局及其变化产生了重要的影响     

长江口及其邻近海域表层沉积物分布特征

根据长江口和杭州湾北部沉积物粒度分析数据，研究表层沉积物类型、分布以及分区特征。结果表明：沉积物的分布特征受水动力条件、地貌类型以及泥沙来源等因素的综合影响，长江口表层沉积物在纵向分布上，自西向东粒径从粗到细、分选程度从好至差，在横向上自北港－北槽－南槽，沉积物粒度逐渐变细；水流动力作用强的河槽和波浪作用强的口门浅滩沉积物粒度较粗，水动力较弱的河口边滩及口外海滨区沉积物则较细。根据沉积物分布特征可将长江口及其邻近海域分为河口分汊河段沉积区、河口拦门沙沉积区、口外海滨沉积区和杭州湾北部沉积区等4个沉积区。     

崇明东滩不同部位的季节性沉积研究

2002年4月至2003年4月，通过对崇明东滩南部、中部和北部的标志桩观测以及实地观测分析，发现崇明东滩在一年中不同季节冲淤变化过程存在很大差异：春季到夏季，南部以冲刷为主，中部和北部以淤积为主；夏季到秋季，南部和中部以淤积为主，北部表现为冲刷；秋季到冬季，南部、中部和北部都以冲刷为主；头一年冬季到次年春季，南部和北部以淤积为主，中部则表现为冲刷。在同一观测路线上，不同季节高、中、低潮滩冲淤也存在一定差异。通过对沉积物粒度、水体含沙量等指标的测试，并借助潮差等资料，探究了影响潮滩季节性沉积的因素，发现潮滩季节性沉积与潮滩基础地貌、水体含沙量、水动力、潮流等有密切关系；但在不同部位不同季节，各因素对潮滩冲淤影响程度各不相同。