呼伦湖砷的时空分布特征及成因分析

为探究呼伦湖中As（砷）的时空变化格局及成因,分别于春季、夏季、秋季、冬季采集呼伦湖表层水和表层沉积物样品,对As的时空分布及其组成特征进行了调查,并探讨呼伦湖中As的来源及环境因素对水体As分布的影响.结果表明:①呼伦湖水体中ρ（TAs）（TAs为总As）在6.6~87.3 μg/L之间,平均值为47.0 μg/L,其中ρ（DTAs）（DTAs为溶解态TAs）占比为70.6%~99.8%,且As（Ⅴ）（砷酸盐）为主要存在形态.春季、冬季ρ（TAs）平均值高于夏季、秋季,且冬季ρ（TAs）的空间分布与其他3个季节差异明显.②表层沉积物w（TAs）为1.64~15.49 mg/kg,各季节w（TAs）空间分布均呈由西北向东南递减的趋势;w（F1）（F1为可交换态及碳酸盐结合态As）和w（F2）（F2为Fe/Mn氧化物结合态As）在w（TAs）中的占比相对较高,分别为31.7%和30.0%,一定环境条件下F1和F2易向水体迁移,是水体中As的主要来源.③呼伦湖水体pH、冬季冰封、入湖河流等环境因素均可影响水体中As的时空分布,其中冰封引起的沉积物-水界面缺氧环境及污染物浓缩效应是造成冬季湖泊西北沿岸水体ρ（TAs）显著升高的主要原因.研究显示,呼伦湖水体及沉积物中的As均以自然来源为主,其中沉积物释放及环境变化是水体中As时空分布格局的主要影响因素.      

青海湖流域生态安全评价

进行流域的生态安全评价,对于改善流域的生态环境,维护区域的可持续发展具有重要的意义。本文选择自然生态环境状态指数、人文社会压力指数、环境破坏压力指数,构建了青海湖流域生态安全综合评价指数模型,提取了生态安全指标,对2000 年青海湖流域的生态安全进行了评价。结果表明,2000 年青海湖流域生态安全属于生态安全预警等级,流域生态安全面临着较为严峻的挑战。气候变化和人类活动对青海湖流域的生态环境产生的负效应,也因此会影响到区域的可持续发展,所以必须进行流域的综合治理,改善当地的生态环境。     

西北干旱区生态承载力监测及安全格局构建

以西北干旱区为研究区,通过引入生态环境弹性力、资源环境供容力、社会经济压力三个准则层,建立了生态承载力综合评价体系。在此基础上运用空间主成分分析法（SPCA）对西北干旱区2000年、2007年、2012年、2016年四期生态承载力时空变化进行监测评估,进而构建生态安全格局。研究结果表明：西北干旱区生态承载力以弱承载为主,且在研究时段弱承载区面积不断下降,而强承载区面积有上升趋势;从空间分布看,河西地区、北疆地区、内蒙古西部地区生态承载力呈上升趋势,而南疆地区则有所下降;利用MCR模型提取道路型廊道、河流型廊道、绿色廊道共51条,总长度7285.43 km;提取重要斑块区节点、河流湿地区节点、生态脆弱区节点等共71个。根据计算结果将西北干旱区划分为16个生态安全格局,并结合生态承载力变化情况,对现有的安全格局进行布局优化,以期为西北干旱区生态环境的保护和恢复治理提供科学参考。     

柳江流域河流溶解态重金属时空分布及污染评价

在不同季节对露塘及洛维断面水体中可溶态重金属Zn、Al、Co、As、Ni、Cr、Cu、Mn、Pb、Hg和Cd进行高密度监测,进而研究可溶态重金属的时空分布及其污染来源,并利用内梅罗综合污染指数法对柳江水体环境质量进行评价.结果表明：①露塘和洛维断面可溶态Al、Co、As、Ni、Cr、Mn、Pb和Cd均符合国家地表水质量Ⅲ类标准,Zn和Cu重金属质量浓度远低于标准限值,Hg含量略有超标.柳江流域水体各重金属质量浓度大体呈现出平水期最高,丰水期最低的时间变化规律.在空间分布上洛维断面重金属质量浓度较高;②柳江流域重金属元素Hg、Cd和As单因子污染指数较高,内梅罗综合污染指数评估显示水体中重金属综合污染风险具有一定的季节变化特征表现（3月>11月>6月）,指示不同季节变化对研究区饮水安全可能会存在一定隐患.露塘和洛维两个断面水体重金属总体属于中度污染水平,其中洛维断面污染程度相对较严重,应当优先列为柳江流域水环境管理部门的控制断面;③在探讨年际尺度与月降雨期重金属污染评价的区别中得出,当利用河流中的Cu元素质量浓度进行河流重金属评价时,降雨季与常规季节的选取对年际尺度河流重金属污染评价影响不显著,然而当河流中存在As、Mn、Pb、Al、Cr和Ni元素时将会造成年际尺度的河流重金属污染评价差异性显著;④多元统计分析结果显示,Cd、Cr、Ni、Co和Pb主要来源于工业生产活动;As和Zn主要来源于雨水淋溶生活污染废弃物;Mn、Al和Cu主要来源于农药和化肥的施用.     

东北空气质量时空变化特征及变化趋势研究

在建设美丽中国的背景下,空气污染问题的解决对于东北地区的生态文明建设和经济发展显得愈发重要.利用2015-2019年东北地区空气质量数据,从时间尺度和空间尺度比较归纳东北地区空气质量时空变化特征,并结合Mann-Kendall趋势检验法分析东北地区的空气质量变化趋势.结果表明:东北地区空气质量逐渐改善,重工业区域污染明...     

武汉集中式饮用水源地土壤重金属的时空分布特征及生态风险评价

研究了武汉市19个集中式饮用水源地土壤重金属Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Ni和Zn的时空分布特征,采用单因子污染指数和综合污染指数分析重金属污染程度,利用潜在生态风险指数评价重金属生态风险,通过相关性和聚类分析重金属的来源.结果表明,武汉市中心城区水源地土壤重金属的含量普遍高于远城区,同时长江干流附近的水源地土...     

洱海富营养化时空分布模糊评价及成因对策分析

运用模糊方法对洱海富营养化时空分布进行了研究,发现洱海营养化状况从1988～1991年呈上升趋势,且其年内分布规律为冬春低、夏秋高。空间分布,则表现为南部、北部、西部、东部较相应的中部高。并对此规律的成因进行了分析,提出洱海富营养化防治对策。      

太湖塑料添加剂时空分布和生态风险评价

为揭示新冠疫情背景下太湖塑料添加剂的时空分布和风险水平,研究了典型的双酚类、邻苯二甲酸酯类和苯并三唑类等塑料添加剂在太湖表层水体的赋存情况.对全太湖19个监测点位进行4个季度的监测,并评估其潜在的生态风险.结果表明,自2020年秋季至2021年夏季,双酚A（BPA）、邻苯二甲酸二乙酯（DEP）、邻苯二甲酸二（2-甲氧基）乙酯（DMEP）、邻苯二甲基丁基苄基酯（BBP）和苯并三唑（UV-328）在太湖表层水体中均有检出.DEP、 DMEP、 BBP、 BPA和UV-328的检出率分别为100%、 97%、 58%、 98%和7%.对比近年来的塑料添加剂污染水平可以发现,太湖的各类塑料添加剂污染水平并未随疫情背景下塑料制品用量的剧增而加重,反而因人类活动减缓而呈现下降趋势.太湖塑料添加剂检出浓度有明显的季度差异,春、夏季平均值高于秋、冬季,分别是104.7、 100.3、 30.7和29.9ng·L^-1.其在空间分布上也具有一定的差异性,主要表现为高浓度点位聚集在太湖西南沿岸.生态风险评估结果表明,太湖塑料添加剂的赋存对藻类存在低风险,比例达30%,秋、冬季风险性高于...     

楮河流域水体重金属时空分布特征及健康风险评价

为明确硫铁矿影响下楮河流域水体中重金属污染的危害程度,以汉江支流楮河为研究对象,选取自硫铁矿矿区至楮河入任河口段设置采样断面,研究河水中重金属Fe、Mn、Cu、Zn、Cd、Cr在不同水期的分布特征,采用健康风险评估模型评价河水中重金属的健康风险。结果表明：河水中重金属分布存在显著的时空差异性,时间上,枯水期存在Fe、Cr超标现象,丰水期河水中重金属被稀释,同时河流水环境变化导致重金属发生迁移转化,水质有所改善;空间上,受距离矿区远近和雨季等因素影响,中上游靠近矿区时重金属浓度明显增大,下游人类活动影响比较显著;健康风险评估结果显示,枯水期河流中游存在非致癌风险,致癌因子Cr对人体的致癌风险显著,Cd在枯水期对儿童存在致癌风险。该研究成果可为河流及矿山水环境治理提出了明确的分区治理措施和建议。     

中国光伏发电的时空分布、竞争格局及减排效益

随着中国碳达峰、碳中和目标的提出,光伏发电逐渐成为推动低碳转型的重要途径。通过开展中国光伏发电的时空分布、竞争格局及减排效益研究,本文力求为中国“双碳”目标的落实、光伏产业的可持续发展提供量化支撑及政策建议,得出主要结论如下：（1）2012—2020年,光伏装机总量从624.8万kW增长到25317.0万kW,以集中式电站为主导;（2）山东、江苏、安徽、河南、山西等地区呈现高—高自相关特征,贵州等地区呈现高—低自相关特征;（3）电力消费量、碳排放量、科研投入为装机量增加的正向驱动因素,科技投入对相邻省份的装机量增加同样具有正向驱动效应;（4）中国现有光伏装机的年均减排效益约为2.0亿t,到2030年累计可以达到19.2亿t,对碳达峰、碳中和目标的落实具有重要推动作用。     

南四湖水体氮、磷营养盐时空分布特征及营养状态评价

分析了南四湖水体TN和TP的时空变化规律,并采用综合营养状态指数（TSI）对其营养状态进行了评价.结果表明,南四湖水体TN和TP含量分别为2.617 mg·L^-1和0.110 mg·L^-1;空间上各湖区水体TN和TP含量存在显著差异,TN和TP含量均以南阳湖最高,分别为3.830 mg·L^-1和0.192 mg·L^-1,独山湖TN含量（2.106 mg·L^-1）最低,而微山湖TP含量（0.067mg·L^-1）最低;南四湖水体中TN含量的季节差异不显著,但夏季（2.805 mg·L^-1）和春季（3.049 mg·L^-1）明显高于秋季（2.160 mg·L^-1）和冬季（2.452 mg·L^-1）,各湖区TN的季节变化没有一致规律;南四湖及各湖区TP含量具有显著的季节差异,变化趋势均为夏季〉春季〉秋季〉冬季.总体来看,南四湖处于轻度富营养化状态.其中,南阳湖富营养化最严重,处于中度富营养化状态,其它3个湖区均为轻度富营养化.综合分析表明外源污染仍是南四湖污染的主要来源,湖区网箱养殖和围网养殖所产生的污染应引起高度重视.     

呼伦湖水体磷的时空演变及其影响因素

呼伦湖是我国北方第一大湖泊,其水环境质量对区域生态环境调节具有重要影响.针对近年来呼伦湖水体的ρ（TP）超标问题,分别于春、夏、秋、冬四季采集呼伦湖水体样品,结合入湖河流断面多年月均数据对呼伦湖水体ρ（TP）的时空分布、赋存特征、污染来源和影响因素进行分析.结果表明:①秋季、冬季、春季和夏季呼伦湖水体ρ（TP）分别为0.145~0.301、0.090~0.360、0.104~0.434和0.049~0.219 mg/L,总体处于GB 3838—2002《地表水环境质量标准》V类水质标准;呼伦湖水体ρ（TP）空间分布上季节性差异显著,冬季呈现湖周高于湖心的特征,秋季呈湖心高于湖周的特征,春季和夏季克鲁伦河入湖河口处ρ（TP）均较高.②冬季与其他3个季节水体磷形态组成差异较大,冬季冰封期以DTP（溶解态磷）为主,ρ（DTP）占ρ（TP）的比例为76.2%,春季、夏季和秋季均以PP（颗粒态磷）为主,其占ρ（TP）的比例分别为55.1%、64.1%和58.9%.③呼伦湖3条入湖河流ρ（TP）表现为克鲁伦河>呼伦沟河>乌尔逊河的特征.研究显示,呼伦湖水体ρ（TP）的主要影响因素为水量变化、冰封、入湖河流输入和底泥再悬浮.      

人类活动对流域生态健康影响风险评估方法研究:以呼伦湖流域为例

随着社会经济的快速发展,我国多数流域受到了不同程度的人类活动影响,并导致了水体污染、生物多样性退化等一系列问题,流域生态系统健康已成为制约我国经济社会可持续发展的突出因素之一.因此,开展人类活动对流域生态健康影响风险评估方法研究具有重要意义,也将对我国未来流域生态环境保护及建设的决策指导起到重要的作用.该研究以旱寒区呼伦湖流域为研究对象,基于人类活动、生态格局、生态功能和生态压力等多个角度,通过构建科学合理的流域人类活动-生态系统评价指标体系,并结合交互风险评估矩阵,开展人类活动对流域生态健康影响风险评估.结果表明:①呼伦湖流域GDP和人口主要分布在海拉尔区和满洲里市周边,其他区域GDP强度和人口强度较低;②呼伦湖流域GDP强度指标有2个子流域分别处于40~60和60~80之间,人口强度指标有1个子流域处于60~80之间,2个子流域处于40~60之间,生态系统指标有8个子流域处于60~80之间,其余子流域均大于80;③呼伦湖流域32个子流域中,有30个子流域处于低风险状态,面积占全区域的98.62%,另有2个子流域处于中等风险状态,面积占全流域的1.38%,研究区域内无高风险子流域.研究显示,该研究提出的评估方法可以有效评估人类活动对流域生态健康影响的风险,有助于明确流域生态健康主要影响因素及系统变化的内在驱动机制,从而为流域尺度生态环境保护及可持续发展提供理论依据与技术支持.      

湖泊生态安全及其评估方法框架

针对目前我国湖泊存在的主要生态安全问题,同时考虑流域人类活动对湖泊的影响,阐述了对湖泊生态系统及湖泊生态安全的深层认识和理解,并在此基础上建立了“4+1”湖泊生态安全评估方法框架. 该方法框架包括湖泊水生态系统健康评估、流域社会经济活动对湖泊生态影响评估、湖泊生态服务功能评估和湖泊生态灾变评估,以及在这4项评估的基础上建立的湖泊生态安全综合评估. “4+1”湖泊生态安全评估方法框架既可作为对湖泊生态安全进行整体综合评估的方法,又反映了湖泊水生态健康、流域人类活动对湖泊的影响、湖泊生态服务功能以及湖泊生态灾变4个过程对湖泊生态安全的影响关系,识别影响湖泊生态安全的限制性因子. 湖泊生态安全评估启示我国湖泊管理应由水质管理向流域生态系统管理转变,其实质是解决好“人湖”关系,实现“人湖”和谐发展.      

东北湖区典型流域生态安全评估

为评估东北湖区湖泊生态安全,在山口湖流域水质特征分析的基础上,分别采用模糊综合评价法、层次分析法和DPSIR（驱动力-压力-状态-影响-响应）模型对山口湖流域水环境质量、陆域生态系统健康状况和流域生态安全进行综合评估.结果表明:①2014年山口湖水体氮、磷、有机物质量浓度较低,各月营养水平存在较大波动:3月冰封期ρ（TN）、ρ（TP）和ρ（COD_Mn）最低,分别为0.681、0.022、6.31 mg/L;5月冰层溶解时ρ（TN）和ρ（COD_Mn）最高,分别为1.771、8.27 mg/L.在3条入湖河流中,长水河受生活源和农业面源污染较重,ρ（TN）年均值为2.244 mg/L,超出GB 3838-2002《地表水环境质量标准》Ⅴ类标准限值;南水河污染较轻,ρ（TN）、ρ（TP）平均值分别为1.061、0.059 mg/L;土鲁木河受人类活动影响较小,污染最轻.②模糊综合评价结果显示,除5月外,2014年山口湖水体总体上处于GB 3838-2002 Ⅲ类水质.③1988-2014年山口湖陆域生态系统处于优秀状态,但健康指数由1988年的90.06降至2014年的87.63,森林覆盖率下降、农田比例增加是陆域生态系统健康状态下降的主要原因.④2014年山口湖流域生态安全指数值为72.61,处于较安全状态,经济发展水平落后、入湖污染物未有效控制、透明度低、水产品供给指标功能较差、污染物处理能力差是影响山口湖生态安全的主要因素.研究显示,需减少农田化肥施用量,加强农村和农业面源污染防治等措施,控制污染物入湖量,加强环境监管能力建设和科技支撑,提高山口湖流域生态安全状态.      

南四湖生态安全的社会经济影响评价

南四湖是我国十大淡水湖之一,也是南水北调东线必经之地和调蓄湖泊,随着南四湖流域社会经济的加速发展,其湖泊生态安全承受着重大压力。针对目前南四湖存在的主要生态安全问题,该研究从经济社会发展对流域污染负荷和入湖河流状态的驱动力和压力入手,选择影响湖泊生态安全的社会经济指标体系,对2000-2010年的流域社会经济活动对南四湖生态安全的影响进行评价。结果表明:2010年,南四湖流域的社会经济活动对湖泊生态安全的影响评分值为45.37,等级为"一般",但水体污染负荷评分值为28.93,等级为"较重";2000-2010年,社会经济对南四湖生态安全的影响评分值处于[40,60]的"一般"级别中,但影响程度不断增强;流域污染负荷是南四湖流域面临的主要问题,它在一定程度上放大了社会经济活动对湖泊生态安全的影响。     

流域社会经济对杞麓湖生态安全的影响评估

基于层次分析法和模糊模式识别建立了综合评价模型,对杞麓湖流域2009—2013年的社会经济影响进行了评估,结果表明:2009—2013年流域社会经济活动对杞麓湖生态安全的影响均处于第五级(严重状态),且对第五级的隶属度总体呈增大趋势。说明杞麓湖流域社会经济压力已经很大并呈加剧趋势,生态系统已经受到严重破坏。     

金山湖闸坝型水体表层沉积物重金属分布特征及生态风险评价

采集金山湖闸坝型水体表层沉积物,经HNO3-HF-HClO4消解后,通过电感耦合等离子质谱法(ICP)测定沉积物As、Cu、Pb、Cd、Zn、Cr等6种重金属含量,通过富集系数、地累积指数法、潜在生态风险评价以及溯源分析等对沉积物重金属的分布特征进行综合评价.结果表明:1金山湖表层沉积物As、Pb、Cu、Zn、Cr、Cd的平均值分别为23.22、26.20、24.42、143.12、245.30、0.67 mg·kg-1,其中,Pb、Cu含量低于土壤环境质量标准一、二级标准,Zn、Cr含量介于土壤环境质量标准一级标准与二级标准之间,As、Cd含量均超过土壤环境质量标准一、二级标准;从空间分布来看,Pb和Zn在北固山广场的1号样点形成最高值,As、Cu、Cr、Cd的含量分别在镇润洲码头附近的12号样点、运粮河河口区域的3号样点、湖中靠近征润州岛的14号样点、春江潮与解放路泵站之间往湖中心处的7号样点处出现最高值.2富集系数表现为As>Cr>Cd>Pb>Zn>Cu,表明金山湖表层沉积物中As的富集量最大,Cu最小.3根据地累积指数判断,金山湖未受Cu的污染,Pb、Zn、Cd则为轻度污染,As、Cr表现为偏中度污染;46种重金属的单项潜在生态危害系数表现顺序为Cd>As>Cr>Pb>Cu>Zn,其中,Cr、Pb、Cu、Zn均为轻微生态危害程度,As和Cd处于中等生态危害程度;从全湖分布看,北固湾广场附近(1号样点)、春江潮与解放路泵站之间靠近岸边区域(6号样)、春江潮与解放路泵站之间往湖中心处(7号样点)以及镇润洲码头附近(12号样点)样点的潜在生态危害为中等,其余采样点均为轻微潜在生态危害;5主成分分析结果表明,金山湖沉积物重金属的差异除了受到各样点沉积物环境背景值的影响外,还与各采样点周围人为活动、外源污水排放等有密切关系.6本次研究中发现闸坝对金山湖沉积物重金属分布的影响不明确,该部分内容尚需进行长时间尺度的研究.     

1961—2018年呼伦湖水面面积变化特征及其对气候变化的响应

为揭示近60年来呼伦湖水面面积的变化规律,确定影响呼伦湖水面面积变化的主要因素,采用曼-肯德尔检验（Mann-Kendall tests）、一元线性回归和小波分析法解析1961—2018年呼伦湖水面面积及其所在区域气温、降水量、蒸发量和相对湿度的变化趋势、突变特征和周期性变化规律,采用皮尔逊相关性分析（Pearson correlation analysis）和灰色关联分析研究水面面积与气象要素的相关性.结果表明:1961—2018年呼伦湖水面面积在1 739~2 360 km2之间,总体以72.84 km2/（10 a）的速率显著减小,2009年人工调水实施以后水面面积逐渐恢复并稳定在2 030 km2左右.近60年来呼伦湖区域气候暖干化明显,表现为气温显著升高、蒸发量显著增大、相对湿度显著降低、降水量非显著减少.1961—2018年,呼伦湖水面面积对气候突变及其周期波动存在相应的响应,水面面积与区域蒸发量呈显著负相关,Pearson相关系数为-0.546,与区域蒸发量和降水量的灰色关联度为0.938~0.960,人工调水实施前（1961—2008年）水面面积与气象要素的相关性强于1961—2018年.研究显示,气候变化引起的蒸发量增大是呼伦湖水面面积减小的重要原因,人工调水严重干扰了2009—2018年呼伦湖水面面积对气候变化的响应.