基于系统仿真模拟的三峡库区生态承载力分区动态评价

针对现有生态承载力评价研究中时间动态性、空间差异性考虑不足等问题,引入系统动力学(SD)模型,围绕生态承载力关键指标实施三峡库区分单元的系统仿真模拟和预测,整合生态承载力综合评价方法,对不同控制单元承载力状况进行动态评价. 结果表明:①2010年三峡库区生态承载力指数为0.55,为弱可承载状态. 生态承载力限制因素分析显示,长江嘉陵江重庆市辖区控制单元、长江涪陵区万州区控制单元主要受制于资源、环境要素,其他3个控制单元(澎溪河开县控制单元、长江云阳县巫山县控制单元、长江恩施州宜昌市控制单元)主要受制于社会、经济要素. ②现有发展趋势下,2010—2025年三峡库区生态承载力指数为0.48~0.57,呈先增后减的趋势,拐点出现在2015年附近,整体亦处于弱可承载状态. 2015年后,以资源、环境为主要限制因素的2个控制单元生态承载力指数开始逐年下降;以社会、经济为主要限制因素的其他3个控制单元生态承载力指数则呈延续上升态势. ③综合调控方案下,三峡库区生态承载力指数在2015年达到0.60,由弱可承载提升为基本可承载;至2018年,所有控制单元均达到基本可承载,生态承载力指数为0.60~0.76. 可见,综合调控方案对各控制单元人口、经济、环境、资源因素的调控行之有效.      

太湖不同营养水平湖区汞的形态和分布特征

为研究富营养化对太湖汞形态分布特征的影响,于2011年水华暴发期,在太湖不同营养水平湖区(竺山湾、贡湖湾及南太湖)采集水样,测定了水体中THg(总汞)、DHg(溶解态总汞)、RHg(活性汞)、TMeHg(总甲基汞)、DMeHg(溶解态甲基汞)的质量浓度及其分布特征. 结果表明,太湖不同营养水平湖区水体中ρ(THg)和ρ(DHg)无显著差异,ρ(THg)为4.67~12.15 ng/L,ρ(DHg)为2.27~10.36 ng/L. 太湖水体中ρ(RHg)平均值为0.79 ng/L,藻类的生长对水体中ρ(RHg)的分布有显著影响,水体营养水平越高,ρ(RHg)越低. 水体中ρ(TMeHg)和ρ(DMeHg)分别为0.10~0.27和0.09~0.23 ng/L,藻类的吸附及水体中较高的E_h(氧化还原电位)和pH抑制了汞的甲基化,但在富营养化较严重的竺山湾,受藻类生长及水华的影响,水体中ρ(TMeHg)(0.22 ng/L)仍相对较高.      

浑河野生鲫鱼体内重金属污染水平与金属硫蛋白基因表达

为揭示浑河重金属污染的潜在生态风险,分析测定了浑河野生鲫鱼体内重金属的残留水平以及肝和鳃组织中金属硫蛋白基因表达.对鱼体各组织中Cr、Cd、Pb、Cu和Zn含量的分析结果显示,各组织重金属含量的排序为肠＞肝＞鳃＞肌肉,且Zn含量最高(17.49～ 176.01 mg·kg-1,以湿体质量计算),Cd含量最低(N.D.～...     

近岸海域环境功能区概念辨析及其存在的问题和对策

近岸海域环境功能区是进行近岸海域水环境管理的重要依据.随着经济和环境保护形势的发展,我国近岸海域环境功能区管理也应进行相应的调整.研究了近岸海域环境功能区与海洋功能区之间的差别,根据近岸海域环境功能区的定位,指出其应主要包含3个属性,即自然属性、社会属性和管理属性,因此近岸海域环境功能区划分应立足于保护当地的海洋生态系统,满足人类对近岸海域水体的使用功能,同时方便对近岸海域环境系统的管理.对近岸海域环境功能区目前存在的主要问题进行了分析,即超标严重、调整频繁、排污混合区设置不合理以及监管有待加强等.在此基础上,提出应突出近岸海域环境功能区战略定位,将近岸海域环境功能区划上升为国家标准,加强近岸海域环境功能区的生态保护功能,加快修编《近岸海域环境功能区划分技术规范》,并强化环境保护部对近岸海域环境功能区的监督管理等对策建议.      

基于响应场的线性规划方法在长江口总量分配计算中的应用

河口区污染源总量分配由于计算的复杂性而受到较多的关注. 以长江口及毗邻海域为例,研究基于响应场的线性规划方法在污染源总量分配计算中的应用. 主要步骤:通过水动力水质模型计算各污染源在单位负荷下的响应场,建立污染源与水质之间的响应关系;构建总量分配计算的优化目标和约束方程,采用线性规划方法,计算污染物环境容量;考虑污染源之间的公平性原则,进行污染源总量分配. 选取有代表性的水文设计条件,完成对COD_Mn,NH₃-N,无机氮和活性磷酸盐的总量分配计算. 在给定的设计水量、水质目标、排污口位置和分配原则等条件下,得到COD_Mn,NH₃-N,无机氮和活性磷酸盐的最大允许入海量分别为200.8×104,16.9×104,22.6×104和1.8×104 t.      

长江口浮游植物群落特征及其与环境的响应关系

根据2009年4月、8月、11月对长江口30个站位的调查,分析了浮游植物群落结构的时空变化及其与环境因子的响应特征. 共鉴定出浮游植物8门95属330种,主要优势种是硅藻和甲藻,其中中肋骨条藻占绝对优势. 浮游植物细胞丰度呈单周期季节性变化,夏季为高峰期,长江口近海区为高值区. 浮游植物群落多样性11月最高,主要分布在长江口过渡水域. 浮游植物群落可分为四大类群,各区域不同季节种类组成具有显著差异. CCA(典范对应分析)显示,浮游植物群落与环境因子密切相关,并且其响应机制存在季节性差异.硅藻细胞丰度4月与ρ(NO₃--N)、ρ(COD_Mn),8月与ρ(SiO₄4--Si)、ρ(NO₃--N)、ρ(PO₄3--P),11月与透明度呈显著正相关(P<0.01);11月与ρ(PO₄3--P)、ρ(SiO₄4--Si)呈显著负相关(P<0.01). 甲藻细胞丰度4月与ρ(NH₄+-N),8月与ρ(COD_Mn),11月与透明度、ρ(NO₃--N)呈显著正相关(P<0.05). 长江口环境因子的改变影响浮游植物群落结构的时空变化,各季节引起浮游植物群落结构变异的驱动因素存在差异.      

多环芳烃对海洋硅藻中肋骨条藻的光毒性效应

许多生态毒理学研究尤其是对水生生物的毒性研究表明,阳光中的紫外辐射(UV)能够促进多环芳烃的生物毒性. 以长江口浮游植物群落中的常年主要优势种之一——中肋骨条藻(Skeletonema costatum)为实验材料,选择2个环的萘,3个环的菲和蒽,4个环的荧蒽和芘5种寡环多环芳烃,在实验室内比较了它们在没有UV辐射和有UV辐射下对中肋骨条藻的毒性效应. 结果表明:在没有UV照射下,萘、菲、蒽、荧蒽和芘对中肋骨条藻的72 h EC50值分别比有UV照射下时高约1.9,8.4,13.0,6.5和5.7倍,其中蒽相差的倍数最大.在没有UV照射情况下,5种多环芳烃对中肋骨条藻种群生长的抑制作用强度表现为荧蒽>芘>蒽>菲>萘;而当系统中加入UV照射后,毒性强度变为荧蒽≈蒽>芘>菲>萘,表明UV照射不仅能够促进多环芳烃对中肋骨条藻的毒性,也能够改变它们对中肋骨条藻的相对毒性.      

流域水质目标管理的AIZ量化分配技术

“分配影响区”（AIZ）概念是对传统混合区概念及其应用的一次重要补充和修正.它以保持水生态完整性为目的,将分配的概念引入对混合区的管理.AIZ过程涉及的“相对环境价值”、“保护水平”和“毒性质量”等重要概念需要多学科共同研究确定,也是分配过程的关键.在详细介绍了AIZ制定过程的基础上,以大宁河为例说明分配计算过程.采用基于毒性质量的分配方法,结合相关文献资料确定水体用途区和有关参数,计算出各用途区内AIZ的允许面积,该面积即为水体中各排放允许的影响区域.最后给出计算结果说明和管理应用,认为该分配结果要严于一般的“混合区”规定.同时认为该方法是对水体进行综合、量化管理的一个有效手段.      

似然度函数对GLUE方法的影响

GLUE方法是不确定性条件下参数识别的重要方法,似然度函数的选择是GLUE方法的关键. 为克服观测误差和模型结构误差对研究结果的影响,利用合成的数据序列,以污染物衰减模型为基础,分析了似然度函数对参数识别和模型预测结果的影响. 从识别结果来看,由于似然度函数的变化改变了参数似然度之间的对比,因此对参数识别及灵敏度分析的结果都产生了影响,甚至能够改变参数全局灵敏度的相对排序. 从预测结果来看,似然度函数的变化影响了模型预测的分布,但即使预测结果的模糊性在减少,精度并没有相应地提高. 因此,似然度函数的恰当选择对分析结果具有重要的影响,应结合研究问题的具体特点和对模拟结果的要求,采用概率论等相关方法选择出尽可能体现参数真实重要性的函数.      

CSTR水力学模型数值求解方法探讨

CSTR模型是河流水质模拟的常用模型之一,其中水力学模型是影响CSTR模型数值稳定性的关键因素,但迄今为止对CSTR水力学模型数值稳定性鲜有充分的讨论. 以赣江朝阳水厂至八一桥北段为例,采用实测数据,分单箱积分和整体积分2种方式,讨论了Runge-Kutta-Felberg方法(RKF)、经典四阶Runge-Kutta方法(RK4)和二级四阶隐式Runge-Kutta方法(RK2)的数值稳定性、模拟精度和时间效率. 结果表明,与国际上目前常用的单箱积分相比,整体积分具有更好的稳定性. 3种Runge-Kutta方法的稳定性排序是RKF相似文献