石羊河流域生态环境的变迁与水资源利用对策

本文对石羊河流域水资源开发利用中存在的问题提出新观点,认为:①人们以往只注意强化地表水控制,削弱了天然地下水库的调节作用;②只注意农田用水,忽视了绿洲生态用水;⑧目前采用的落后灌溉方式造成水资源的严重浪费。针对这些问题,本文提出石羊河流域水资源管理综合决策方案,建立多目标管理决策模型,把该流域划分为16个管理亚区,以绿洲农田生态系统和植被生态系统的需水量为决策变量,对经济发展、开发水资源投资、生态环填改善等方面的9个目标作综合考虑。通过模型的模拟运转,展示了该流域生态环境日趋恶化的状况可以得到有效的控制。     

中国流域水资源综合开发

流域是地球陆地表层生态系统最为发达的地域组成单元。作为流域生态系统发育的关键要素,水资源的开发利用决定着包括人文系统在内的整个流域生态系统发育的基本走向和命运。中国是世界上流域水资源开发利用最早的国家之一,目前的综合开发利用程度已经达到较高的水准,且在建的水电大坝工程有数十座。2008 年中国流域水资源综合开发强度已经达到了25.9%,高出全球同期平均水平9 个多百分点。其中淮河、海河和黄河三大流域的开发强度值为最高,水资源的可持续开发能力已荡然无存。受流域水资源结构、需求变化、资源开发环境以及全球气候变暖等因素的共同影响,未来中国流域水资源的综合开发强度应保持在35%左右为宜,其中水资源的开发强度大体可在25%,水电资源的开发强度大体可在50%。     

黑河流域及绿洲水资源可持续利用理念及对策

针对黑河流域及绿洲的水资源短缺、时空动态分布差异及其对区域社会经济生态发展演变的影响等问题,进行系统分析和深入探讨,并就其可持续利用的理念、对策与方法等,试图有所创新和发展。研究显示,本区社会经济生态发展与水资源可持续利用的关键,在于理念更新、人口合理调控和水的适度高效利用,并在生态系统维系及环境整治上,理性地面对其长期性、复杂性和艰巨性。     

生态脆弱矿区生态承载力定量评价研究

在明确矿区生态承栽力概念的基础上,从生态系统弹性力、资源环境承栽力及生态系统压力三个方面建立了生态脆弱矿区生态承裁力评价指标体系及其量化方法.并以榆神矿区为例,对其生态承栽力现状进行了计算和分析.结果表明,2004年榆神矿区生态系统承裁力分级为"不稳定、中等承栽、中压",说明本区生态系统比较脆弱,容易遭受外界干扰而使生态系统破坏.同时自我恢复能力也比较低.其中:水文和植被是制约矿区生态系统主要的自然因素;矿区资源和环境具有一定的承载能力,但水资源和大气环境现实承载力较小;资源-环境压力主要来自土地资源压力和水资源压力.并结合计算结果,从矿区可持续发展战略的角度出发,提出增强矿区可持续发展能力的建议.     

水利水电工程对洱海流域河流生态系统的影响

以洱海流域内两条重要河流—弥苴河和西洱河为研究对象,收集了历史资料,采取现场调查、统计分析等方法,分析了水利水电工程对河流水文水资源及生态系统的影响。修建水利水电工程改变了河道的水文特性、水力特性、物理化学特性及生态学特性。集中的水库群建设,改变了水资源的时空分配规律,并造成水资源的空间大转移及干流水资源量的减少。过于密集的水电开发,使自然河流生态系统完全被破坏,其物流和能流通道完全被隔断,严重影响了水生生物的生存和繁衍,对河流的生态系统产生了重大影响。     

中国西北地区人工绿洲的开发与可持续发展

中国西北地区的人工绿洲是当地人类赖以生存的物质基础和未来文明建设的主要依托，也是本地区独有的人工生态景观。中国西北属干旱、半干旱地区，于是蒸发量大、降雨量小。光热资源充足为当地的主要气候特征，为人工绿洲的开发与发展准备了前提。通过人为作用于干旱、半干旱地区，把地下水或者河流水引入进行灌溉，增加土壤水份，改善土壤成分，形成了可供人类生存的绿洲。西北地区的人工绿洲经过2000多年的曲折道路，有的已消失，有的正在衰退中，有的取得了良好的生态、社会和经济效益。分析中国西北地区的水土源与引水开垦条件及人工绿洲的发展趋势和现存的生态问题。从而得出，人类对水资源的不合理利用是导致人工绿洲生态失衡的主要原因，总结人工绿洲衰退的原因，提出西北地区人工绿洲可持续发展的模式。     

水电开发对河流生态系统服务的效应评估与时空变化特征分析——以武江干流为例

水电开发对河流生态系统的影响不容忽视,科学评估其影响有助于建立更可持续的水电开发模式。以武江干流为例,利用当量因子法和功能价值评估法,分析了武江干流梯级水电开发对受淹没影响的河岸带陆地生态系统和河流生态系统服务的效益及损失,并就其对河流生态系统服务的综合效应进行了评估。结果显示：武江干流水电开发使受淹没影响的河岸带生态系统和河流生态系统本身的服务价值均出现增加,价值增量主要体现在水文调节、水资源供给等服务方面;武江干流水电开发对河流生态系统服务的正效应大于负效应,正效应主要体现在发电、水文调节、气体调节等方面,负效应主要体现在维持生物多样性、土壤保持等支持服务方面。研究认为不同规模水电站的正负效应侧重点不同,不同流域单位电能的生态损失难以直接横向比较。结合多年来武江鱼类资源跟踪调查数据,分析了鱼类生物损失指数的变化趋势,探讨了水电开发在时间上的累积生态效应及水电服务的空间格局差异。由于生物多样性等服务的影响难以用货币直接衡量,加上水域的单位面积服务价值远高于其他生态用地类型,导致负效应的价值评估偏保守,武江干流水电开发的正负效应之比偏大。     

水电开发对河流生态系统服务的效应评估与时空变化特征分析——以武江干流为例

水电开发对河流生态系统的影响不容忽视,科学评估其影响有助于建立更可持续的水电开发模式。以武江干流为例,利用当量因子法和功能价值评估法,分析了武江干流梯级水电开发对受淹没影响的河岸带陆地生态系统和河流生态系统服务的效益及损失,并就其对河流生态系统服务的综合效应进行了评估。结果显示:武江干流水电开发使受淹没影响的河岸带生态系统和河流生态系统本身的服务价值均出现增加,价值增量主要体现在水文调节、水资源供给等服务方面;武江干流水电开发对河流生态系统服务的正效应大于负效应,正效应主要体现在发电、水文调节、气体调节等方面,负效应主要体现在维持生物多样性、土壤保持等支持服务方面。研究认为不同规模水电站的正负效应侧重点不同,不同流域单位电能的生态损失难以直接横向比较。结合多年来武江鱼类资源跟踪调查数据,分析了鱼类生物损失指数的变化趋势,探讨了水电开发在时间上的累积生态效应及水电服务的空间格局差异。由于生物多样性等服务的影响难以用货币直接衡量,加上水域的单位面积服务价值远高于其他生态用地类型,导致负效应的价值评估偏保守,武江干流水电开发的正负效应之比偏大。     

黄河流域水-能源-生态系统协同增效战略体系构建研究

黄河流域生态保护和高质量发展国家重大战略加快推进实施,流域水资源、能源、生态安全作为战略实施的核心要素、基础动力和约束性要求,三者形成互为基础、相互依存、彼此促进的有机整体.本文构建了水-能源-生态系统协同增效概念模型,评估了黄河流域水资源承载、生态系统质量、碳排放并揭示了其驱动因素,系统分析了黄河流域水-能源-生态系统之间的纽带关系,构建了黄河流域水-能源-生态系统协同增效战略体系.结果表明：(1)2021年黄河流域水资源严重超载,除青海省和四川省以外,其他7个省区水资源开发潜力很小;同时流域生态系统敏感脆弱、生态系统服务功能重要,极度、重度敏感区域面积占比共计52%,生态系统服务功能极重要、较重要区域面积占比共计63.2%. 2005-2021年黄河流域CO₂排放量上升,但排放强度总体下降,青海省、甘肃省和山西省CO₂排放强度下降明显.(2)自然生态本底脆弱、天然河川径流量减少、供水量平稳耗水量增加、用水结构不合理、上游用水效率不高、以煤为主的能源消费结构是导致黄河流域生态系统敏感、水资源超载、碳排放量增加的主要驱动因素.(3)黄河流域水...     

典型西北山地-绿洲系统不同水体水化学特征及其水力关系分析

开都河流域是西北内陆区典型的山地绿洲系统,其水化学信息对了解区域水文过程和优化水资源配置具有重要意义.基于2020年内不同季节山区、绿洲区多种水体样品的采集及测试,分析了该区域水化学特征及其水力联系.结果表明：(1)研究区水体整体呈微碱性,pH和TDS值呈现绿洲区高、山区低的分布特征;HCO^-₃和Ca²⁺为主要的阴阳离子,区域水化学类型多为HCO^-₃-Ca²⁺型,绿洲区地下水水化学类型较之山区更复杂;区域水化学特征受岩石风化和人类活动影响较为明显.(2)河水δ¹⁸O和δD值呈现夏季贫化、春季富集的季节变化特征,而地下水为冬春贫化,秋季富集;降水和冰川水年内变化不显著;河水及地下水的δ¹⁸O和δD值则表现为绿洲区富集、山区贫化的空间分布特征.(3)研究区地表水和地下水的相互关系密切,且在夏季转化频繁;绿洲区地表水与地下水的转化特征呈显著的时空差异性.研究结果对于我国西北内陆区水资源的优化配置具有重要意义.     

黄河中游城镇化与生态系统服务耦合关系的时空变化

城镇化是影响区域生态安全格局的重要因素,厘清城镇化与生态系统服务之间的关系,可为促进黄河流域生态保护与高质量发展提供决策参考。在分析2000—2018年黄河中游城镇化与生态系统服务时空格局的基础上,采用耦合协调度模型剖析了二者耦合关系的时空变化特征。研究发现：2000—2018年间,黄河中游地区综合城镇化水平提高72.24%,空间分布总体呈“南高北低”、以经济发达县区或城市群为中心向外递减的趋势;粮食生产、水源涵养、土壤保持和固碳服务量均呈增加趋势,且呈不同的空间分布态势;粮食生产、水源涵养、土壤保持和固碳服务与综合城镇化水平的耦合协调度总体呈上升趋势,但汾渭平原的耦合协调度普遍较低,而经济发达县区的耦合协调度普遍较高。     

秦巴山区生态系统服务与居民福祉耦合关系的时空变化

保护生态系统、提高居民福祉是实现联合国2030可持续发展目标的核心内容。在分析秦巴山区生态系统服务与居民福祉时空演化特征的基础上,采用弹性系数揭示了二者的时空耦合关系。研究发现：（1）1990—2018年秦巴山区水源涵养总量、土壤保持总量均呈波动下降趋势,碳储量总量则呈缓慢增长趋势,且各生态系统服务呈不同的空间分异特征。（2）1990—2018年居民福祉呈上升趋势,增幅高达220%,并呈“南高北低”的分布格局。（3）县域尺度上,三种生态系统服务与居民福祉明显不协调发展。其中,水源涵养、固碳服务与居民福祉的耦合关系均以“福祉增—服务减”为主,占比分别为88.75%、62.5%;而土壤保持服务与居民福祉的耦合关系则以“双增”为主,占比为57.5%。此外,各项生态系统服务与居民福祉反向变化区多分布于汉江河谷盆地和秦岭山脉中段。研究结果可为促进贫困山区生态系统服务与居民福祉协调发展提供决策依据。     

淮北市煤炭开采与生态系统服务耦合度研究

为研究煤炭资源型城市煤炭开采与生态系统服务的耦合协调发展态势,以我国高潜水位煤炭资源型城市——淮北市为研究对象,在分析煤炭开采与生态系统服务耦合作用机理的基础上,采用基于灰色关联分析的关联度模型和耦合度模型,揭示了1990-2016年该地区煤炭开采与生态系统服务耦合度的时序变化规律.结果表明:①淮北市煤炭开采与生态系统服务两个系统指标间的关联度均在0.447 5~0.553 4之间,其中,煤炭开采对生态系统服务的胁迫作用主要是水资源破坏,而生态系统服务对煤炭开采的约束作用主要来自调节服务.②淮北市煤炭开采与生态系统服务耦合度表现为1990-1999年逐渐降低、2000-2008年不断升高、2009年之后又呈下降趋势,反映了该地区煤炭开采与生态系统之间的矛盾趋于缓和,出现了统筹协调发展的大好形势.研究显示,1990-2016年淮北市煤炭开采与生态系统服务总体上呈中等耦合态势,耦合度时序变化总体上呈"倒N"型变化特征,今后需继续推进资源型城市转型建设,加大生态治理力度,以保持统筹协调发展态势.      

抚仙湖流域生态系统结构与功能分析

从湖泊地质结构、湖泊水文、湖泊生态系统的不稳定性、湖泊水环境承载能力特征进行了分析，结果表明：抚仙湖的生态系统不稳定，水环境的承载能力有限，湖水补给水量较小，水资源消耗量大。湖泊的功能是由各种资源相互作用而维系的，直观的资源过度利用造成对其功能的危害。全面实施抚仙湖保护，成为关系玉溪市社会经济可持续发展的头等重大问题。必须实现湖泊资源利用和经济的可持续发展，保护湖泊的生态服务功能，确保湖泊的生态安全。     

经济发达地区生态系统可持续发展敏感因子和敏感区分析--以宁波市北仑区为例

生态敏感因子和生态敏感区是评价经济发达地区生态系统发展的可持续性、制定可持续发展战略的关键因素。笔者以宁波市北仑区为例进行分析,认为耕地资源危机、淡水资源短缺、环境污染、水土流失、涝、旱和台灾、酸雨及地面水污染是该区域生态系统可持续发展的主要生态敏感因子;农田,水源地、河岸带、海岸带及城镇等是区域可持续发展的主要生态敏感区。在此基础上,提出了促进经济发达地区可持续发展的对策和建议。     

城市水社会循环中的水质安全保障

城市水循环及水质保障是水的社会循环中的重要组成部分,也是影响城市生态系统和人体健康的关键要素之一.城市水社会循环涉及到水的开发、传输、处理、使用、资源化、排放等多个过程,涉及非均相环境体系中的多种微界面效应.本文针对城市水社会循环中水质安全保障问题,分析和探讨了饮用水水质安全保障、再生水风险控制和城市水体水质修复等科学和技术进展,并对此进行了研究展望,希望能够对本期的环境微界面专题有所补益.     

中国自然资源生态服务重要性评价与空间格局分析

自然资源是保障经济社会发展的重要物质基础,同时又发挥了重要的生态服务功能。选取水源涵养、水土保持、防风固沙、生物多样性维护和产品提供五类生态服务,采用NPP定量指标法识别中国自然资源生态服务的重要区域,并进一步分析空间格局特征。结果表明：中国自然资源生态服务极重要和高度重要区约占总面积的1/4,以东北山地、江南地区、西南地区和青藏高原东部等水源涵养能力强、水土保持较好、防风固沙水平高、生物多样性较丰富的地区为主;不同类型自然资源的生态服务重要性差异显著,耕地资源的产品提供服务重要性显著,林地和草地资源的水源涵养、水土保持、防风固沙及生物多样性维护服务重要性均较显著,水域主要提供水源涵养服务;各生态服务重要性在空间上均显著集聚,自然资源综合生态服务的热点区主要分布在大兴安岭、长白山、浙闽山地、武夷山、南岭山地、秦岭山地、滇西南地区和藏东南山地等;自然资源综合生态服务重要性的空间分布与农业自然带/亚带呈现较高的一致性,热带和温带地区的重要性级别较高。研究结果可为区域自然资源管理及生态保护修复提供决策依据。     

区域生态系统可持续发展敏感因子及敏感区分析

生态敏感因子和生态敏感区的识别是评价区域生态系统发展可持续性、制订可持续发展战略及实施综合措施的关键步骤．本文以青岛市城阳区为例,分析了区域生态系统可持续发展的主要生态敏感因子及生态敏感区．结果表明,耕地资源危机、淡水资源短缺、海水入侵、风暴潮、洪涝灾害、水土流失、酸雨及地面水污染等是限制该区域生态系统可持续发展的主要生态敏感因子;农田、水源地、海岸带、河岸带及城镇等为其主要生态敏感区．在此基础上,提出了促进该区域生态系统可持续发展的对策建议．     

产业结构调整对流域供需水平衡及水质改善的影响

基于系统动力学(SD)模型和水质(WQ)模型建立了描述深圳河流域社会、经济、水资源和水环境系统的耦合模型(SD-WQM).定量分析了三产比例调整、工业结构内部调整及产业技术提升对流域供需水平衡和水质改善的影响.结果表明,三产比例调整对流域水资源平衡有一定改善作用,但对流域水质变化不敏感;工业调整中劳动密集型产业的比重减少或技术提升、第三产业技术提升对流域的水资源平衡和水质改善作用明显.根据各措施的敏感性,设计了可以满足流域供需水平衡与水质要求的综合调整方案.