基于遥感影像的2019—2020年盐城市生态保护红线区人类活动动态分析

以盐城市生态保护红线区为研究对象,选用哨兵-2号卫星遥感影像进行目视解译及变化斑块提取,分析其区域内2019—2020年人类活动的变化趋势。结果显示,动态变化情况分为正变化和逆变化,其中逆变化占变化总面积的绝大部分,主要呈现为水田的减少;正变化主要呈现为农村居民点的拆除。总体来说,人类活动变化面积非常少,无工业用地的增加。该技术获取数据速度快、效率高、成本低,可作为国家生态保护红线区等动态监管和生态评估的重要支撑手段。     

基于多时相遥感数据的典型区生态格局变化分析

利用1985、2000、2013年遥感影像提取的土地覆盖数据,通过景观格局指数、动态度计算、转移矩阵等,分析1985—2013年我国典型地区各类型生态系统景观格局及其动态变化特征、生态系统相互转化时空变化特征等,揭示1985—2013年生态环境格局变化的特点和规律:一级分类生态系统综合变化率,赣江、闽江、白龙江和岷江上游流域分别为4.7%、3.9%、3.3%和1.7%,生态系统变化强度1985—2000年较缓,2000—2013年更剧烈。1985—2013年典型区生态系统的主要转化方向具有持续性和双向性特征,岷江、白龙江和赣江上游流域退耕还林还草政策效果明显,出现较高比例的耕地转为森林和草地;面积占67.4%生态系统类型变化与耕地生态系统和人工表面生态系统变化有关;生态系统变化具有明显的区域差异,生态变化主要表现为沿主要河流谷地的线状延伸,主要城镇居民点附近生态系统类型变化较为突出,人类活动是典型地区生态系统类型格局变化的主要驱动力;典型区尤其是敏感区应加大退耕还林还草政策,减少人类经济活动,降低洪水泥石流灾害发生的概率和程度。     

面向管理的海洋修复工程生态绩效考核指标体系构建研究

目前国内关于海洋修复工程的考核研究多为修复工程的生态效果考核,极少包含成本效益考核,以致无法比较和分析不同类型、不同规模的海洋修复工程的生态绩效,不利于海洋修复工程的考核和验收管理。根据当前自然资源部实施“蓝色海湾”等整治修复工程的检查验收管理的新需求,本文构建了基于海洋生态系统健康恢复、生态系统服务价值增长和单位成本生态效益等理论的海洋修复工程生态绩效考核指标体系。此外,本文以温州海域2014—2016年海洋修复的生态绩效的考核为例,结合考核结果以及直接相关性、独立性、可测量性和业务化等指标选取原则,对指标体系进行了改进。结果表明本指标体系可以在海洋修复工程的检查验收中被用于生态绩效考核,管理部门可根据海洋修复工程的类型和管理需求,有选择性地采纳部分或全部指标进行考核。     

Developing shared qualitative models for complex systems

Understanding complex systems is essential to ensure their conservation and effective management. Models commonly support understanding of complex ecological systems and, by extension, their conservation. Modeling, however, is largely a social process constrained by individuals’ mental models (i.e., a small-scale internal model of how a part of the world works based on knowledge, experience, values, beliefs, and assumptions) and system complexity. To account for both system complexity and the diversity of knowledge of complex systems, we devised a novel way to develop a shared qualitative complex system model. We disaggregated a system (carbonate coral reefs) into smaller subsystem modules that each represented a functioning unit, about which an individual is likely to have more comprehensive knowledge. This modular approach allowed us to elicit an individual mental model of a defined subsystem for which the individuals had a higher level of confidence in their knowledge of the relationships between variables. The challenge then was to bring these subsystem models together to form a complete, shared model of the entire system, which we attempted through 4 phases: develop the system framework and subsystem modules; develop the individual mental model elicitation methods; elicit the mental models; and identify and isolate differences for exploration and identify similarities to cocreate a shared qualitative model. The shared qualitative model provides opportunities to develop a quantitative model to understand and predict complex system change.     

基于地理探测器的土壤重金属影响因子分析及其污染风险评价

地理探测器能快速定量化揭示驱动重金属含量影响因素的强度,这对于重金属空间预测模型构建变量的确定和土壤污染修复措施的精准实施具有重要意义。利用地理探测器模型,对5种土壤重金属元素Cu、Zn、Pb、Cr、Ni的空间分布和11种环境因子的交互作用进行定量评估,通过单因子指数法进行重庆市土壤重金属污染风险评价。结果表明:研究区内土壤Cu、Zn、Cr和Pb的平均含量是重庆市土壤背景值的1.3—1.4倍,Ni含量低于背景值;其中Cu、Pb达到重度污染水平,其余3种重金属为中度或轻度污染水平。5种重金属元素中Cu和Pb为高度变异(变异系数为0.57、0.4),Zn、Cr和Ni为中等变异(变异系数为0.22—0.29),且各重金属元素之间呈显著正相关性,表明研究区重金属富集受人为干扰影响较大,且污染具有复合性或同源性。地理探测器的因子探测发现高程、坡度和土壤类型对5种土壤重金属含量的解释力最显著,说明地势和土壤类型是土壤重金属含量分布差异的最主要影响因素。交互作用探测发现,高程与其他因子交互作用是重金属空间分异的主导因素,气候条件和土壤类型也是重要影响因子。土壤重金属空间分布是多种因素共同作用的结果,而高程、坡度和土壤类型具有较强的解释力,这些因子可作为土壤重金属含量空间预测模型的辅助变量,也可促进重金属污染治理措施的靶向实施。     

环保型塑料产业进展

本文在持续跟踪环保型塑料产业动态的基础上,从原料开发、产品设计、废弃物回收利用等方面,综述了生物基和石油基环保型塑料产业的最新进展,旨在为塑料研发人员和相关产业工作者开拓思路。指出:环保型塑料是未来塑料产业发展的重要方向,非环保型塑料的市场份额将逐步被环保型塑料占据,最后稳定在较低的水平上。     

环境保护税对企业绩效的影响研究：基于税额标准的提高

2018年中国正式开征环境保护税，这是我国首个以环境保护为直接政策目标的税种。环境保护税由排污费改革而来，有一半以上省份直接平移排污费收费标准，其他省份提高了税额标准。本文以2016—2019年中国上市公司季度数据为研究样本，利用PSM-DID方法评估了环境保护税税额标准提高对企业绩效的短期经济影响。实证结果表明，在短期内环境保护税税额标准提高并不会对企业绩效产生显著的影响，这一结论在进行三重差分、更换指标和数据等稳健性检验之后仍然成立。此外，本文发现在制度环境较好的东部地区，环境保护税对企业绩效的短期抑制作用更为显著，税额标准提高降低了企业的净资产收益率和总资产报酬率，显示出制度环境对环境保护税具有加强效应，从而促使企业有更好的环境表现。对此，本文提出应持续优化环境保护税制度，提高征管能力和水平，调高部分地区环境保护税税额标准，改进中西部地区制度环境等建议。     

汶川县生态保护红线人类活动本底调查评估

生态保护红线是国家和区域生态安全的底线,以阿坝州汶川县划定的生态保护红线区为研究区域,利用GIS软件对研究区域内人类活动遥感影像进行遥感解译,并对研究区生态保护红线内的人类活动进行本底实地调查,结合遥感解译和实地调查结果,对红线内人类活动强度进行了评价。结果表明:红线内人类活动面积共计142.04hm²,人类活动斑块数量共计281个;红线内的人类活动影响指数为0.019,人类活动影响强度弱;红线内人类活动影响类型主要为旅游活动和耕地、道路及居民点等。     

砷尾矿污染土壤的细菌群落结构多样性及其相关环境影响因子分析

以湖南石门雄黄尾矿污染土壤为对象,研究纵向不同深度、横向不同距离土样中的重金属污染程度以及细菌群落结构变化规律,查明砷污染土壤的核心微生物组成并将其与土壤理化指标进行共存网络图分析。结果表明:该尾矿区的土壤各项重金属指标严重超标,尤以铅(626.54 mg·kg^?1,Ei=105.48)、砷(1804.75 mg·kg^?1,Ei=565.75)、镉(31.46 mg·kg^?1,Ei=7491.5)的生态危害性最强;土壤采样深度与重金属综合潜在生态风险指数(RI)呈显著正相关(r=0.79,P=0.000),而横向样品中RI与采样距离显著负相关(r=?0.85,P=0.000)。在污染土壤中,变形杆菌门(Proteobacteria,54.35%±17.16%)和放线杆菌门(Actinobacteria,22.39%±10.64%)占主导地位,属层级中假单孢杆菌属(Pseudomonas,16.47%±11.84%)、不动杆菌属(Acinetobacter,8.07%±7.11%)以及硫酸状杆菌属(Acidithiobacillus,7.53%±14.68%)相对丰度较高;而26个共享类群占据了该尾矿污染土壤中微生物群落总平均相对丰度90%以上,尽管不同属的具体相对丰度在不同样品间的分布趋势差异较大。纵剖采集的污染土样中,铁原体属(Ferroplasma)、硫酸状杆菌属(Acidithiobacillus)、硫化杆菌属(Sulfobacillus)、乳杆菌属(Lactobacillus)和硝化螺旋菌属(Nitrospira)占优势,与理化的共存网络图分析(相关系数|r|≥0.6,P<0.05)显示部分类群与亚铁、游离态砷和镉成显著正相关,而与pH成显著负相关;横向采集的土样中,以嗜酸菌属(Acidiphilium)、假单孢杆菌属(Pseudomonas)、棒状杆菌属(Corynebacterium)、硫杆菌属(Thiobacillus)等为主,部分类群与总砷、铅成显著正相关,而与结合态或包蔽型砷成显著负相关。综上,该研究不仅对目标区域尾矿不同重金属污染程度进行了分析,同时探讨了污染土壤中核心响应类群的组成多样性,为筛选潜在重金属抗性菌群或工程菌群提供理论基础。     

Five-wheel framework for system-based monitoring of heavy metal pollution in rivers

Sectorial approach for monitoring heavy metal pollution in rivers has failed to report realistic pollution status and associated ecological and human health risks. The increasing spread of heavy metals from different sources and emerging risks to human and environmental health call for reexamining heavy metal pollution monitoring frameworks. Also, the sources, spread, and load of heavy metals in the environment have changed significantly over time, requiring consequent modification in the monitoring frameworks. Therefore, studies on heavy metal monitoring in rivers conducted in the last decade were evaluated for experimental designs, research frameworks, and data presentations. Most studies (∼99%) (i) lacked inclusiveness of all environmental compartments; (ii) focused on “one pollutant – one/two compartment” or sometimes “one pollutant – one compartment – one effect” approach; and (iii) remained “data-rich but information poor.” An ecological approach with integrative system thinking is proposed to develop a holistic approach for monitoring river pollution. It is visualized that heavy metal monitoring, risk analyses, and water management must incorporate tracking pollutants in different environmental compartments of a river (water, sediment, and floodplain/bank soil) and consider correlating it with riverbank land use. The systems-based pollution monitoring and assessment studies will reveal the critical factors that drive heavy metals pollutant movement in ecosystems and associated potential risks to the environment, wildlife, and humans. Also, water quality and pollution indexing tools would help better communicate complex pollution data and associated risks among all stakeholders. Therefore, integrating systems approaches in scientific- and policy-based tools would help sustainably manage the health of rivers, wildlife, and humans.