近20年国内外生态系统服务研究回顾与解析

生态系统服务对人类生存发展以及生态环境的可持续具有重要的意义,作为当前生态学、环境科学、地理学、生态经济学等诸多学科的研究热点和前沿,目前已经积累了大量的研究成果。文章基于Citespace V5.2软件以及文献计量学分析方法,以Web of science核心合集与CNKI核心期刊为数据来源,系统地分析了1999—2018年近20年国内外生态系统服务研究热点、进展与存在的问题。首先从生态系统服务形成机制及其流动、生物多样性与生态系统服务、土地利用与生态系统服务、气候变化与生态系统服务、生态系统服务评估、生态系统服务权衡协同与生态管理等6个方面对国际生态系统服务的研究热点进行了详细的评述。又进一步从生态系统服务价值评估、土地利用变化与生态系统服务、生态系统服务与可持续等3个方面对国内近20年生态系统服务研究进展与现状进行追踪与分析;讨论了目前国内研究中存在生态系统服务理论研究尚待深入、评估方法科学性有待提高、研究结果应用性不强等3个方面的问题。最后,针对当前研究存在的问题与未来发展方向提出展望:加强生态系统服务形成机理及综合应用研究、建立更加精确的生态系统服务价值评估体系指标与方法、加强生态系统服务区域集成和尺度转化研究。     

中国电力部门中长期低碳发展路径研究

电力部门是中国CO_2排放的主要贡献部门之一,电力部门的低碳转型对中国实施长期低碳发展战略具有至关重要的作用。本文构建了包含电力模块的自下而上的能源系统模型PECE-2017,根据社会经济驱动因子确定终端部门电力需求,并引入电力负荷曲线确定电力供给,设置了未来电力发展的基准和低碳两个情景,从供需结构、技术需求、成本和投资等多个角度,分析电力部门自身的低碳转型及其对中国实现中长期低碳发展的重要作用和贡献。研究表明:第一,未来中国电力需求仍将不断增长,且在终端能耗中的占比不断上升。低碳情景下,2050年电力需求达到114 869亿kW·h,比2013年上升125%,电气化率增加到34%;电力需求结构中,工业和建筑比重下降,交通部门比重上升。第二,电源结构逐步低碳化。煤电逐步淘汰;风电和太阳能装机容量大幅上升,2050年装机占比均超过30%;2030年以后,部署和推广CCS技术,到2050年装机容量达到4.9亿kW。第三,低碳情景下,电力部门在2020年碳排放达峰后,进一步加速脱碳。到2050年,电力部门的排放量可控制在4亿t以内,相对基准情景减少排放61.5亿t,占总减排的贡献率达到45%,为中国的低碳转型做出重要贡献。第四,支撑电力部门低碳转型的投资需求GDP占比在合理区间内。2030—2050年,电力部门投资需求占GDP的比重为0.77%;电力部门内部投资结构呈现明显的低碳化趋势,绝大部分投资将用于非化石能源电力。     

珠三角区域空气质量指数(RAQI)的研究

区域空气质量指数(Regional Air Quality Index,RAQI)是粤港政府联合发布、反映珠三角区域内不同地区的空气质量状况的评级系统。虽然RAQI综合考虑了空气污染的总量水平,较我国空气污染指数(Air Pollution Index,API)系统增加了O3,一定程度地考虑了大气氧化性增高的问题,但其所表征的空气质量状况与实际空气污染水平和公众感受仍存在差异。对2006年珠三角和香港监测数据的研究表明,RAQI较API能更充分地体现空气质量的分级;小时RAQI能够实时准确地反映了环境质量的变化,较每日RAQI更具有实际意义;加入PM2.5或采用不同的O3、PM10和PM2.5环境质量标准,是影响RAQI的重要因素。PM2.5/PM10为0.7,比世界卫生组织推荐的PM2.5/PM10为0.5的比例更符合珠三角的实际情况。因此,增加细粒子污染物PM2.5,适当调严某些污染物的环境质量标准,增加RAQI的发布频次,可以使RAQI更全面、准确地反映区域空气污染状况,是RAQI改进的方向。     

超高盐高磷废水磷酸盐还原系统构建过程中磷系统转化分析研究

针对现有除磷技术存在的问题,以高盐高磷榨菜腌制废水为研究对象,探讨了磷酸盐生物还原系统构建过程中磷形态的转化.结果表明,以3%的盐度(以NaCl计,下同)废水启动反应器,通过两阶段盐度逐步提升法,在进水有机负荷(COD)0.45kg.(m3.d)-1,磷负荷(PO43--P)5.0 g.(m3.d)-1,DO 6 mg.L-1,水温30℃,且未排泥的条件下,成功构建了超高盐(7%盐度)条件下的磷酸盐还原系统.通过该磷酸盐还原系统运行26个周期中,对磷平衡及污泥中磷形态转化进行研究.结果表明,系统中平均每日有41.8 mg.L-1的外源磷损失,而污泥中共有155 mg的内源磷通过磷形态转化以及磷酸盐还原途径损失,占外源磷损失量的14.2%,占系统磷损失总量的12.5%.系统构建过程中污泥的磷形态主要以Org-P→NaOH85-P→HCl-P→NaOH-P→BD-P→H2O-P途径进行转化.     

战时石化厂人口应急疏散研究

根据现代战争可能对石化厂的破坏及其影响,借鉴石化厂爆炸事故灾难性破坏的经验,对战时石化厂及其周边人口疏散问题进行了研究,包括疏散时机、疏散对象、疏散范围、安置目的地、组织指挥等,为制定战时人口疏散预案提供指导.     

集中式饮用水源地邻苯二甲酸酯类物质分布特征与健康风险评估

以某地区7个集中式饮用水源地为研究对象,采用固相萃取气相色谱-质谱法(SPE-GC-MS)对水体中16种邻苯二甲酸酯的分布特征和溯源进行了研究,并利用健康风险评估模型对水体PAEs进行了健康风险评价。结果表明:邻苯二甲酸二正丁酯、邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯、邻苯二甲酸二异丁酯和邻苯二甲酸二正辛酯在所有PAEs同系物中含量丰富,而所有样品均无邻苯二甲酸二(2-甲氧基)乙酯和邻苯二甲酸二戊酯的检出;二水厂和亨达水务断面Σ_(16)PAEs浓度最高,四水厂和五水厂断面Σ_(16)PAEs浓度最低;水体12种PAEs共提出3个主成分,揭示了91%的影响因子;层次聚类分析表明:7个采样断面聚为2类,分别代表了内河和长江水体。水体中PAEs的致癌风险值和非致癌风险值均远低于参考值,说明研究水体PAEs不会对居民构成致癌风险或其他明显的健康风险,但需加强该地区PAEs使用的规范与监管,强化末端处理,以规避风险。     

巢湖周边表土中有机质、全氮和全磷空间分布及其相关性

测定了巢湖周边3 528 km2范围内60个混合土样中的有机质(organic matter,OM)、全氮(total nitrogen,TN)和全磷(total phosphorus,TP)含量,通过GS 7.0+地统计学分析软件、Surfer 8.0及Mapinfo 8.5软件研究了这3种营养盐的空间分布,并使用SPSS 17.0软件对各指标间的相关性进行了分析.结果表明:①巢湖周边表土中ω(OM)、ω(TN)和ω(TP)平均值依次为19 500、1 027和483 mg.kg-1,东巢湖表土中ω(OM)和ω(TN)均值高于西巢湖,而磷矿的存在导致了ω(TP)均值西高东低;②位于巢湖西南的杭埠-丰乐河和白石天河周边表土中(TP)本底值较高,且水土流失十分严重,巢湖面源污染管理必须高度重视该两河的TP控制;③在线性模型下,巢湖周边表土中ω(OM)、ω(TN)和ω(TP)的块金值/基台值依次为0.015、0.202和0.128.巢湖周边表土中ω(OM)、ω(TN)和ω(TP)具有极强的空间自相关性,三者Pearson检验为两两显著相关,巢湖周边表土中ω(TN)和ω(TP)可由ω(OM)通过文中所得的公式估算,精度能满足日常管理需要.     

不同温度下微生物和纤维素酶对发酵猪粪理化特性的影响

采用恒温发酵培养试验,研究了5℃和25℃时分别接种纤维素酶(X)、枯草芽孢杆菌(K)和EM菌(E)及其组合对新鲜猪粪发酵中的全氮、铵态氮、有机质、p H及微生物数量的影响.结果表明,5℃条件下,猪粪中微生物生长受抑制,细菌、真菌、放线菌数量均明显低于25℃,发酵终期猪粪有机质含量为70%~83%,p H值为7.16~7.36;25℃条件时,发酵终期猪粪有机质含量降至61%~72%,p H值升至8.09~8.94.与对照相比较,25℃下添加微生物和纤维素酶的处理有机质含量降低了2.95%~7.70%(除了K和XE处理),C/N值降低了4.04%~37.59%(除了XK处理),p H值增加了1.7%~26.8%.在总的添加量一致的条件下,发酵剂组合KE、XE、XK、XKE对猪粪发酵的效果优于单一发酵剂的X、K、E处理.     

外源硒对黄瓜抗性、镉积累及镉化学形态的影响

采用盆栽试验,在土壤Cd(20 mg·kg-1)污染条件下,测定了不同浓度的Na2Se O3(Se水平为0、0.5和1.0 mg·L-1)处理对2个黄瓜(Cucumis satiuus L.)品种(低Cd富集植物品种津优1号和高Cd富集品种燕白)生物量、丙二醛(MDA)含量、抗氧化酶活性及黄瓜体内Cd形态和Cd积累量的影响.结果表明,叶面喷施硒(Na2Se O3)后,黄瓜叶、茎、根、果实、植株干重,以及Cd含量和积累量在两个品种间的差异达到了显著性水平.随硒浓度的增加,燕白叶的丙二醛(MDA)含量逐渐增加,津优1号叶的丙二醛含量则逐渐减少;燕白根的丙二醛含量先增后降,津优1号根的丙二醛含量先降后增.喷施Na2Se O3后,黄瓜叶和根的CAT、SOD和POD活性呈现不同变化趋势.喷施外源硒降低了2个品种果实中不同形态Cd含量.叶面喷施Na2Se O3使黄瓜叶、茎、根和果实中的Cd含量分别下降了3.2%~17.9%、14.6%~28.2%、5.1%~18.5%和60.6%~75.8%.比较2个供试黄瓜品种,无论喷施Na2Se O3与否,黄瓜植株中Cd积累量以津优1号燕白.     

天津市能源足迹变化的驱动力分析

为促进天津市可持续发展,运用能源足迹分析方法,对天津市2000-2012年能源足迹的变化进行了分析;采用STRIPAT模型,对引起能源足迹变化的人口数量、城市化率、富裕度、产业结构和技术水平驱动力进行了研究.结果表明:天津市能源足迹年均增长7.59％,生态环境承受了巨大压力;人口数量和城市化率对天津能源足迹的正向驱动作用较强,技术水平则有很强的负向驱动作用,富裕度和产业结构的驱动作用相对较小.为保证经济稳定可持续发展,天津市需要不断优化产业结构,提高整体技术水平,促进人与城市和谐发展.