潮白河密云水库流域水资源问题分析

密云水库作为北京市的地表水源地,其地位越来越重要。随着人口增加,经济发展,水资源利用冲突日益突现。文章对当前潮白河密云水库流域水资源利用存在的问题进行了系统的分析,并对存在的问题提出针对性的对策,为中尺度跨地区流域水资源合理利用和管理提供借鉴。     

密云水库上游流域非点源氮流失特征研究

利用密云水库上游流域2001年、2004年地表水质监测数据,从流域土地利用和景观格局特征出发,分析了非点源氮流失的时空差异以及影响因素。结果表明:雨季中水体中氮污染物的浓度明显高于雨季后的浓度,硝态氮(NO3--N)是是氮在地表水环境的主要存在形式,而且与总氮(TN)呈很好的线性关系;村庄、农地等人类活动比较剧烈的流域,氮的季节变异较大;而在有稳定水源或径流季节变异较小的流域,氮的季节变异较小;不同的景观分布格局也对氮的流失产生影响,源景观更靠近监测点氮污染物浓度要高于汇景观更靠近监测点的氮污染物浓度;在坡度较大的东北和西北地区,(TN)和(NO3--N)的浓度要明显大于坡度较小的库北地区。     

基于"源""汇"景观格局指数的海河流域总氮流失评价

土地利用类型及其格局能够影响非点源污染时空特征,而景观格局分析方法是评价非点源污染的重要技术手段,但是传统的景观格局指数较少考虑景观之间的位置关系,导致生态意义不明确.＂源＂＂汇＂景观格局理论中的＂源景观＂和＂汇景观＂指的是促进和阻碍非点源污染发生的景观类型.通过收集海河流域2009年夏季26个子流域的总氮浓度数据,并结合1∶25万DEM和1∶10万土地利用图,构建了融合景观类型、面积、空间位置等信息在内的源汇景观格局指数,发现源汇景观格局指数与总氮浓度有很好的相关性,在燕山山区、太行山区和下游平原区的相关系数分别为0.86、0.67和0.65.结果表明,源汇景观格局指数能够很大程度上反映总氮的空间变异特征,可以为其它流域的非点源污染评价提供参考,也有可能作为输入参数提高现有水质模型的模拟精度.     

密云水库上游流域不同尺度景观特征对水质的影响

选取北京市饮用水源地——密云水库上游流域为研究区,采用空间分析、冗余分析与多元线性回归等多种方法,识别不同空间尺度及季节变化下景观格局与水质的相关关系.研究结果表明,研究区河流水质与流域景观特征显著相关,景观变量能够解释水质变异的58%.子流域面积对水质的影响最大,其他影响变量依次为居民用地比例、林地比例及聚集度指数.季节性流量变化与人为活动的强度对景观与水质关系有很大的影响;雨季前景观对水质的影响最弱,雨季中景观对水质的解释能力最强,雨季后景观对水质的影响减弱,略大于雨季前.岸边带尺度景观对于水质的解释能力要大于流域尺度.通过比较50m,100m,150m,300m4个尺度岸边带景观对水质的影响,发现100m宽岸边带内景观与水质关系最为显著.研究结果对岸边缓冲带的设计及水污染的控制具有指导意义.     

密云水库入库河流沉积物重金属的风险评价

密云水库作为首都北京重要的水源地,了解其入库河流的重金属污染具有重要现实意义。文章在流入密云水库的潮白河水系选择了6个监测断面,测定了沉积物中Cu、Zn、Pb、Cr、Cd五种重金属的含量,并利用地累积指数法和Hakanson潜在生态风险指数法对沉积物重金属进行了生态风险评价,结果表明:(1)基于地累积指数法的评价表明研究区内5种重金属生态风险等级的排列顺序为Cd>Cr>Cu>Zn>Pb;(2)基于单项潜在生态风险指数的评价表明研究区内沉积物中Cu、Pb、Zn、Cr处于轻微等级,Cd则有不同程度的污染;该区域重金属生态风险等级顺序为Cd>Cu>Cr>Pb>Zn;(3)根据综合潜在生态风险指数,汤河怀柔区段处于中等风险等级;潮河、白河及黑河段的风险等级为轻微。     

北京市密云水库上游土壤和沉积物重金属污染程度及风险评价

对北京市密云水库上游潮河和白马关河流域土壤及沉积物中重金属(Cd、Cr、As、Pb、Cu和Zn)的污染程度、生态风险和人群健康风险进行了研究与评价。结果表明:潮河和白马关河流域土壤和沉积物中重金属浓度均未超过GB 15618—2018《土壤环境质量 农用地土壤污染风险管控标准》,但超过了北京市土壤背景值,其中以Cd累积程度最重,土壤和沉积物中的Cd浓度分别是北京市土壤背景值的2.64和3.40倍,Pb、As和Cr浓度轻微超过背景值。土壤和沉积物中Cd的生态风险均处于中度风险水平,且潮河流域重金属潜在生态风险水平高于白马关河流域。历史采矿和密云水库上游经济作物种植是导致密云水库上游地区重金属污染的主要因素。土壤重金属人群健康风险评价结果显示,成人和儿童的非致癌风险和致癌风险均在可接受水平之内。     

快速城市化地区自然/半自然景观空间生态风险评价研究——以北京为例

有效、合理地评估快速城市化过程中自然/半自然景观的生态风险,对于优化城市土地利用格局、降低和防范城市生态环境风险,非常必要。论文在利用遥感和GIS技术测量北京1991~2004年景观变化的基础上,建立了一个多因素景观空间生态风险评价模型,并以此对北京地区1991~2004年快速城市扩展过程中的自然/半自然景观的空间生态风险水平进行了评估分析。具体结论为:①伴随着快速城市化过程,1991~2004年北京景观变化的主要特征为人工建筑景观持续增加以及耕地景观大量减少;同时,山区林地景观增加也比较明显。②研究区自然/半自然景观的生态风险水平总体表现出上升的趋势。其中,山区自然景观空间生态风险水平要明显低于平原区,受区域快速城市化过程影响相对较小。③研究区各种自然/半自然景观类型间生态风险水平也存在一定的不同。其中,森林景观的生态风险最低,而混合景观的生态风险最高,受区域快速城市化过程的影响最为明显。④研究区新增建设用地景观单元主要来源于耕地和混合两种景观类型,其中混合景观所占比重最高。     

密云水库上游白河地表水质对不同空间尺度景观格局特征的响应

基于密云水库上游北京境内白河段9个监测断面的水质数据,利用多元统计分析方法分析不同空间尺度（100、200、300、500和1000 m）河岸带缓冲区土地利用景观格局特征与水质总氮（TN）和总磷（TP）的关联性,识别水质对景观特征响应的最佳缓冲区尺度.结果表明,密云水库上游北京境内白河周边土地利用景观格局对水质的影响随着河岸缓冲区不同宽度的变化而不同,在河岸小尺度缓冲区表现得更明显,对水质TN和TP空间分异解释的最佳尺度分别为300 m和100 m河岸缓冲区.300 m缓冲区尺度,耕地斑块密度和草地聚集指数是影响河流TN的主要指数.100 m缓冲区尺度,城乡居民点面积比例对河流TP影响显著.该研究表明,优化河岸缓冲区300 m宽度范围内的景观格局,特别是耕地和林草地的合理配置提高农业景观的连通性和聚集度以及岸边城乡居民点面积与污染物排放控制,对于改善北京境内白河段河流水质的生态功能和保障密云水库饮用水安全十分重要.     

流域、生态区和景观构架及其在海河流域生态评价中的应用

流域、生态区和景观是评估大尺度区域生态质量的构架,阐述了三者合理结合的理论基础. 流域是解决水生态环境问题的整体性构架,但是流域研究的成果缺乏外推的依据. 生态区提供了合适的外推机制,与流域结合使用,可以解决小尺度成果的尺度上推和预测问题. 景观范围界定的主观随机性,使其可以与行政区、生态区和流域等空间范围结合,用于区域生态质量评估. 以海河流域为例,验证了流域、生态区、景观相结合的区域生态质量评估方法体系,包括3个步骤:流域生态区划分;建立以遥感影像为数据源的景观生态质量评价指标体系,并对生态区内的典型行政区开展景观生态质量评估;将评估结果外推到所在生态区. 以流域生态过程为核心整体统筹各生态区,提出上游山区水土保持、平原节水并修复河流和地下水系统、下游湿地保护并增加入海流量的水生态系统恢复对策.      

景观生态学方法在生态环境影响评价中的应用研究

采用《环境影响评价技术导则非污染生态影响》(HJ/T 19-1997)推荐的景观生态学评价方法,应用景观生态学的基本原理,通过对景观多样性指数、景观优势度和人工干扰指数等3类景观格局指数的计算及对比,从景观空间结构、异质性、恢复能力等方面,预测建设项目实施对生态环境的影响程度,并提出工程项目建设应注意的问题和采取的措施.     

牛栏江流域景观格局分析

针对牛栏江流域云南段,基于遥感监测所获得的植被覆盖斑块信息,就该地区景观格局进行分析研究。结果表明：研究区内景观类型丰富,不同景观类型斑块大小的平均水平,以及斑块密度差异明显;流域内景观受人为干扰较大,说明了流域内生态环境较脆弱。     

密云水库的浮游植物及水体营养程度

2000和2001年调查结果显示,密云水库库区水体的营养特征为浮游植物响应型,浮游植物的群落结构为绿藻(51 6%)-硅藻(29 2%)型.蓝藻门、甲藻门、金藻门、隐藻门、黄藻门分别占6 1%,6 04%,3 27%,2 83%,0 95%.浮游植物中,中营养型指示种占优势,但也出现了一些富营养型指示种.2001年浮游植物细胞密度已达到376 20×104 个/L,垂直分布现象比较明显,随着水深度的增加,细胞密度相应递减.营养状态指数综合评价表明,密云水库水体为中-富营养型,应采取一定措施控制其发展.      

大渡河上游地区景观格局与动态

利用卫星遥感资料,对大渡河上游地区金川、壤塘、马尔康三县18665km²土地的景观格局与动态进行分析。结果显示,1995～2000年,研究地区的景观破碎化程度有所下降,多样性增加,斑块形状不规则性增强。整个景观表现出以草地为基质,以林地变动为主要特征。5年间,有林地面积减少53687hm²,大部分转变为灌木林地和疏林地。有林地的空间动态,如斑块密度下降,形状趋于规则等,显示该地区森林减少主要是有计划采伐的结果。耕地面积的下降则表明当地退耕还林、还草的政策措施已初见成效。     

新开河流域湿地景观格局动态变化过程研究

论文利用遥感和GIS技术手段,运用土地利用转移矩阵和景观格局指数的模型,对新开河流域湿地近33年(1969-2001年)景观格局的动态变化过程进行了定量分析。结果显示:①随着流域人口的增加、土地利用活动的加强和水文条件的变化,新开河流域湿地不同程度地转化为草地、耕地、沙地和盐碱地,植物群落发生逆向演变。期间湿地总面积经历了大幅度减少到显著增加的落起过程;②新开河流域湿地景观破碎化严重,2001年沼泽地平均斑块面积、最大斑块面积、最大斑块周长较1969年分别减少了71.02%、71.08%、64.76%,景观破碎化指数由0.78上升到0.93。有关研究成果可为该流域湿地保护及其合理利用提供科学依据。     

辽河流域河流生态系统健康的多指标评价方法

多指标综合评价是当前河流生态系统健康评价的发展趋势. 根据辽河流域2005年水生态监测数据,构建了涵盖水体物理化学、水生生物和河流物理栖息地质量要素的健康候选指标体系. 采用主成分分析与相关性分析方法对评价指标进行了筛选,以此构建了由五日生化需氧量、溶解氧、电导率、总氮、总磷、高锰酸盐指数、粪大肠菌群数、着生藻类Shannon-Weaver多样性指数、底栖动物完整性指数、河流物理栖息地质量综合指数等10个指标构成的河流健康综合评价指标体系. 以改进的灰色关联方法作为评价方法,评判多指标下的河流健康等级状况. 结果表明,辽河流域的25个采样点中有3个达到“健康”等级,14个达到“亚健康”等级,其余则为“较差”和“极差”等级,其中健康与亚健康等级采样点均位于辽河源头以及支流上游区,受人类活动干扰较小,而较差和极差等级主要位于辽河中下游河段;城市和工业排污是影响河流健康的主要原因.      

湘江流域传统村落景观基因变异及其分异规律

传统村落在历史、文化、经济、旅游和科学等多个方面价值颇高,保护传统村落的空间格局和文化内涵极为重要。以中国湘江流域上中下游六个典型传统村落为例,以景观基因理论为基础,运用景观基因分析法识别了湘江流域传统村落景观基因,分析了上中下游传统村落显性物质景观基因与隐性非物质文化基因的变异特征,总结了湘江流域传统村落景观基因变异特征及分异规律,研究结果显示：（1）湘江流域上游传统村落平面基因变异相悖于本土的情况侧重发生在平面结构变异上;立面基因的变异相悖于本土、突变后直接消亡的情况较多;文化基因上受外来冲击的不适感较强,有加剧景观基因变异的风险和趋势。（2）湘江流域中游传统村落对立面基因的改动需求较大,且改动时间较早,造成立面基因变异以及平面基因中街巷格局、平面布局变异较大,变异后相悖于本土的特征显著;而在文化基因中,对文化的变异融合接受能力强,变异相融于本土的情况显著。（3）湘江流域下游传统村落在形态、布局特征明显的平面基因中产生的变异不大显著;在立面基因中遭遇突变后直接消亡的特征明显;在文化基因中,对家风信仰的基因变异以相融于本土为主,习俗礼仪的基因变异呈现分化趋势,单民族聚居式的家族以相悖于本土的特征为主,多民族聚居式的家族以相融于本土的特征为主。