三峡库区消落带水淹初期主要优势草本植物生态位变化特征

根据三峡库区初期水位涨落情况,以空间代替时间法,连续两年对典型消落带区域地上植被进行调查,通过计算生态位宽度和生态位重叠来分析不同水淹时间下优势草本植物生态位的变化特征。结果表明,一年水淹区段在未水淹时,植物生态位宽度普遍较窄,此时生态位明显特化,而第二年水淹极大的增加了适应干湿变化的物种的优势度。水淹前生态位重叠值大于0.5的只有12对,小于0.2种对为189对,其中生态位重叠值为零的为103对;水淹后生态位重叠值大于0.5的有24对,小于0.2种对为53对,其中生态位重叠值为零的为6对,说明生境由干燥到湿润的变化,对湿润环境相对适应的物种存活,优势植物生态位重叠明显增加。经两年水淹区段中,第一年以毛马唐的生态位宽度最高,其余17种物种生态位宽度小于0.2的物种占优势物种的61%,第二年以雾水葛和鳢肠的生态位宽度较大,其余15种物种生态位宽度小于0.2的物种占优势物种的50%,共同出现的物种仅有8种。生态位重叠值大于0.5的种对由5对上升到17对,生态位重叠值为零的种对由10对减低到2对,说明连续水淹产生更加均一的生境类型,对资源要求相似的物种是增加的。     

三峡库区典型消落带淹水后草本植被的自然恢复特征

消落带是影响水库生态环境安全的关键区域。利用生物调查方法,对三峡库区典型缓坡型消落带草本植被的自然恢复情况进行了初步研究。结果表明：（1）研究区植被主要为一年生和多年生草本植物,共有29种,其中空心莲子草、狗牙根、稗草、苍耳、狗尾草、鬼针草和马唐是消落带的优势种类,且空心莲子草和狗牙根是消落带成陆初期的建群种。消落带植物群落多呈斑块状集中分布,沿145～175 m高程梯度从下往上大致可分为4条植物带：空心莲子草 狗牙根带、稗草带、苍耳 马唐 狗尾草带和一年生杂草带。（2）淹水后消落带草本植物群落在没有人为干预的情况下可自然恢复,只是群落结构趋于简单,植物物种多样性显著降低。（3）植物群落的物种多样性、地上生物量和盖度均沿水位梯度带从下往上呈先增后减的抛物线状变化,即消落带下部＜消落带上部＜消落带中部。三者的变化趋势有着高度的相关性,并且都与淹水时间呈负相关。（4）沿水位梯度带植物群落的均匀度指数差异不显著,其他物种多样性指数以及地上生物量差异显著     

三峡水库忠县至秭归县段消落带植被群落特征研究

为了研究三峡水库周期性的水位调节对消落带植被群落特征的影响，选择重庆忠县至宜昌秭归段的消落带植被群落进行研究，运用重要值和多样性指数分析不同高程的植物种类组成、生活型分布特征及物种多样性。结果表明：（1）研究区域统计植物共32科70属73种，禾本科、菊科和豆科是3个优势科，单种、属现象明显；狗牙根、苍耳、鬼针草、苘麻、鳢肠、酸模叶蓼、莲子草是3个高程的共存种，其中，狗牙根和苍耳在3个高程均为优势物种。（2）研究区域共统计11种植物生活型，在消落带下部和中部，一年生草本植物占绝对优势；在消落带上部，多年生草本植物成为优势生活型，生活型类型多样化，蕨类、藤本、灌木以及乔木植物开始出现。（3）消落带植物群落的丰富度、多样性、均匀度指数均随海拔变化表现出显著差异，并且随海拔升高呈现上升趋势。由此可见，水位变化对植物群落结构和物种多样性产生很大影响，在低海拔区段，消落带物种组成简单化，耐水淹和繁衍能力强的植物成为优势物种；随着海拔上升，水淹胁迫减弱，出现更多适应水位变化的植物种类，使植物群落沿海拔变化形成不同的分布特征。这些研究结果对三峡库区消落带生态修复植物的筛选，以及物种多样性的提高具有参考价值。     

三峡水库消落带土壤养分含量及生态化学计量特征

作为世界上最大的水利工程,三峡水库的建设和运行对三峡水库消落带土壤环境产生了重大影响。已有研究多关注于三峡库区中某一段消落带或某一支流消落带的土壤环境变化,而缺乏对全库区消落带进行研究。以全库区尺度(8个断面)的不同海拔消落带土壤(155～165和165～175 m)为研究对象,以断面未淹没区(175～185 m)土壤为对比,对土壤养分(土壤有机质-SOM、总氮-TN、总磷-TP、总钾-TK)及生态化学计量(C/N、C/P和N/P)分布特征进行研究。结果表明：(1)消落带SOM、TN、TP和TK的含量均低于未淹没区,而C/N、C/P和P/K的值均高于未淹没区;(2)消落带165～175 m的SOM和TN分别为21.27和1.14 g·kg^-1,均显著低于155～165 m海拔和对照组相对应的土壤养分含量,而T/N和N/P分别为11.07和2.68,与对照组的土壤化学计量比有显著的差异性,且SOM变异性最小为6%、TP变异性最高为24%;(3)三峡库区全域内,上游(涪陵区)和中游(忠县、万州区、云阳县、奉节县)的土壤养分含量显著高于下游(巫山县和秭归县)地区,且SO...     

三峡水库消落带生态环境问题及综合防治

三峡工程是当今世界最大的水利枢纽工程.三峡水库竣工运行后,库区将出现落差达30 m的消落带. 消落带是水陆生态交错带的一种类型,在流域生态系统中发挥着重要作用,具有较高的生态、社会和经济价值.其功能包括:缓冲带功能、保持生物多样性及保护生境的功能、护岸功能和经济美学价值等.从三峡水库消落带生态环境特征和生态功能出发,剖析了三峡水库消落带面临的主要生态环境问题,如生物多样性减少,污染加剧,库区土地资源锐减,环境地质灾害加剧,旅游资源恶化,流行性病情和疫情的发生,生态系统更为脆弱等.针对这些问题从系统全局的高度提出了三峡水库消落带环境保护和综合防治对策,为科学地制定三峡水库消落带的保护与规划方案提供依据,为保证三峡水库的永续正常运行和库区社会经济的可持续发展提供参考和借鉴.     

三峡水库干流消落带沉积泥沙粒径特征及其物源意义

为揭示三峡水库干流消落带的泥沙沉积规律、分析沉积泥沙来源,本研究采用原位观测方法采集沉积泥沙样品,利用激光粒度仪测试泥沙粒径,分析沉积泥沙粒径在水平、垂直和高程3个维度上的变化特征,并与三峡水库入库泥沙的粒径特征相结合,阐述消落带沉积泥沙来源。结果表明:(1)三峡水库干流消落带沉积泥沙粒径在水平方向上存在比较强烈的空间变化,中值粒径沿河流流向方向呈逐渐下降趋势,并在忠县及其下游河段基本保持稳定;(2)泥沙粒径随高程的变化存在较大的空间差异,河流挟沙是消落带下部粗颗粒泥沙的主要来源,而消落带上方的土壤侵蚀强度越高,消落带顶部的沉积颗粒就越容易变粗;(3)在水库尾端,泥沙剖面存在较明显的旋迴分层现象,其中值粒径数值较大、变化幅度较宽,越往下游推进,中值粒径的数值越低、变化幅度越小,泥沙旋迴分层现象逐渐消失;(4)水库尾端的沉积泥沙以库区外来沙为主,越往下游推进,库区内产沙对粗颗粒泥沙的贡献逐渐升高,但库区内外来沙都能够为沉积泥沙提供丰富的细颗粒物源,因此,细沙的来源具有一定的复杂性和多样化特征。     

澳门温室气体排放特征与减排策略研究

作为我国特别行政区之一,澳门正遭受以极端天气为代表的气候变化影响,并且这一现实已经严重威胁到澳门经济发展和城市安全。研究温室气体排放清单和排放特征,进而采取相应措施应对和减缓气候变化带来的影响已经成为澳门社会各界的共识。本文在量化澳门三个范畴的温室气体特征的基础上,识别了典型行业温室气体排放特点,并提出了促进澳门实现温室气体减排的有效措施和路径。研究显示:2000—2017年间,澳门范畴1、范畴2和范畴3排放均有不同程度的增加,并且没有任何一个范畴的排放量已达到峰值。2017年三者排放量分别为226.80万t CO_(2e)、450.47万t CO_(2e)和558.49万t CO_(2e)。电力行业和交通运输(包括陆运、海运和空运)已经成为澳门范畴1排放最重要的贡献者,2017年贡献率分别为38%和37%。2017年澳门范畴1人均温室气体排放量为3.47 t CO_(2e)/人,约为范畴2和范畴3同期水平的50%和41%。总体而言,澳门范畴1碳强度明显低于范畴2和范畴3,并且三者仍在逐年下降。情景分析结果显示,通过运输业电气化、本地电力结构优化、废弃物管理及再利用和其他燃料节能减排四个路径的减排措施,可以将澳门范畴1的温室气体排放量在2017年基础上削减90%。因此,调整电力发展政策是澳门温室气体减排的最有效措施之一,特区政府的减排重点应放在能源消费电气化、增加清洁电力比例上。     

农田温室气体净排放研究进展

农业是温室气体排放的主要排放源之一,农业温室气体减排对全球温室气体排放具有重要贡献,研究农田温室气体净排放潜力亦具有重要现实意义.本文阐述了农田温室气体净排放的涵义,并归纳总结了耕作方式、施肥、水分管理、间套作等农业措施对农田土壤有机碳(SOC)含量、农田土壤N2O和CH4、农田生产物资的使用所造成的温室气体(主要为CO2、N2O和CH4)排放的影响,结果表明:保护性耕作总体能提高表层SOC含量,减少CH4排放,但减少农田土壤N2O排放的研究尚存在一定的争议,耕作方式亦影响投入,从而影响温室气体的排放;施肥(特别是配施)能提高SOC含量.施氮肥越多,N2O排放量越大,而CH4主要受有机物料的影响较大;水分对减少N2O和CH4排放有相反作用,需综合进行平衡管理;不同的作物品种、间套作模式或促进或减少温室气体排放.此外,本文指出了国外在该领域的研究注重从系统角度考虑农田温室气体排放,而国内的研究则非常少,提出我国农田温室气体净排放可作为未来研究的一个重点,并对未来研究内容进行了初步归纳总结.     

崇明县农业温室气体排放核算

对崇明县农业2005～2009年所排放的CO2、CH4和N2O的量进行了核算,核算结果显示2005～2009年崇明县农业温室气体总量（折算为CO2）由1 038 527 t上升到1 076 993 t,上升比例为37%。其中,CO2和CH4的排放量分别从2005年的460 178 t和12 039 t下降到2009年的441 705 t和11 686 t,下降比例分别为40%和29%,但N2O的排放量则由2005年的1 050 t上升到2009年的1 258 t,上升比例为198%。N2O排放的快速增长和其巨大的增温潜力是影响崇明温室气体排放总量变化趋势的重要因素。核算结果表明,影响崇明农业温室气体排放的主要因素包括化肥使用强度过大和使用效率过低、粪便管理系统效率不高、农产品销售网络不完善等。未来崇明农业应主要从提高可再生能源利用比例和能源利用效率、实施精确施肥以降低化肥使用强度、提高畜禽粪便资源化利用率以及改善剩余农产品销售网络等方面来减少温室气体排放,从而实现可持续的低碳农业     

三峡库区消落带农用坡地磷素径流流失特征

消落带是三峡库区重要的生态交错带,但自发农用和无序开发可能会造成更多的氮磷流失,进而加剧三峡库区水体富营养化。通过对库区连续3 a的定位监测（2011~2013年）,研究了三峡库区消落带农用坡地的磷素流失特征。结果表明：次降雨事件中常规施肥处理的地表径流、壤中流总磷平均浓度分别为0.848±0.153、0.140±0.006 mg/L,其中地表径流中磷的形态以颗粒态为主,壤中流以溶解态的生物可利用磷为主。常规施肥下,地表径流、壤中流磷素年均流失通量分别为0.236±0.004、0.100±0.003 kg·hm 2,地表径流、壤中流磷素流失通量分别占总流失通量的70.2%、29.8%,地表径流是坡地磷素流失的主要途径,但壤中流也是不可忽视的重要途径。与常规施肥处理相比,减量施肥处理地表径流、壤中流磷素流失量分别降低了45.3%、40.0%。建议采取减量施肥的方式,以降低营养盐负荷,保护水环境。     

中国农业生产温室气体排放量的测算

农业生产的温室气体排放在总排放量中占有较大比重,中国是农业大国,因此,对中国农业生产的温室气体排放量进行测算显得尤为重要。借鉴前人研究,结合农业生产中各种产品的温室气体排放系数,对1991-2008年中国农业生产的温室气体排放量进行了初步测算。结果表明:①1991-2008年,种植业的CH4排放量从999.5万t下降到931.44万t,N2O的排放量从34.67万t增加到48.74万t;②同期间的畜牧业的CH4和N2O排放量均呈先升后降的趋势;CH4排放量从1991年的763.53万t上升到2006年的1 111.43万t后,又下降到2008年的900.74万t;N2O排放量从1991年的35.32万t上升到2006年的55.93万t后,又下降到2008年的46.90万t;③从农业温室气体排放的地区特征来看,四川(含重庆)、湖南、江苏、河南、山东和安徽等农业大省的温室气体排放量一直位居全国前列。     

重庆市温室气体排放系统动力学研究

在全球气候变暖和快速城市化的背景下,开展城市温室气体减排研究十分迫切。重庆作为中国五大中心城市之一和西部唯一的直辖市,其协调经济发展和节能减排的实现模式对广大西部地区具有重要示范意义。本研究从社会经济发展的内部结构出发,以经济和人口增长导致的能源消费为核心,构建重庆市温室气体排放的系统动力学模型。研究中考虑不同投资率下的高、中、低三种经济发展模式,并在此基础上设置节能和低碳情景,探求节能水平提高、能源结构改善和碳汇能力增强对未来重庆温室气体排放的影响。模拟结果表明,产业能耗水平降低即节能情景,是重庆市温室气体减排的主要途径,对保证2020年中国单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%-45%目标的实现具有一定借鉴意义。最后本文在产业结构、能源消费、碳汇增加等方面针对重庆未来低碳经济发展提出对策建议。     

三峡水库春季浮游植物群落特征及影响因素

浮游植物群落特征是水域生态系统的一个基础信息,三峡水库作为长江经济带环境保护的重要区域,而关于三峡水库全水域浮游植物群落特征及其影响因素的研究报道仍不多见。为了解三峡水库浮游植物群落特征差异及影响因素等一系列基础信息,于2015年4月对三峡水库进行了大范围的调查,调查范围包括17个长江断面(共51个样点)及22条支流库湾(共122个样点)。结果显示:共采集到浮游植物7门39属61种,以绿藻门、硅藻门、甲藻门为主,其中绿藻门有26种,占据总种数的42.62%;硅藻门有16种,占据总种数的26.23%;甲藻门有7种,占据总种数的11.48%。丰度方面,硅藻门占绝对优势,比例为34.26%,其次是隐藻门(23.72%)、蓝藻门(20.96%)。生物量方面,则是甲藻门占绝对优势,其比例达到了44.18%,随后是隐藻门(29.92%)、硅藻门(14.32%)。丰度和生物量分别变化在2.22×10~4～5.12×10~(7 )cells/L和0.001 8～120.99 mg/L之间,且存在一致的趋势,从三峡大坝往长江上游,丰度值和生物量值逐渐增加。支流库湾浮游植物Shannon-Wiener多样性指数显著高于长江干流(Mann-Whitney U检验,P0.001)。冗余分析(Redundancy Analysis,RDA)表明,在长江干流中,水温(WT)、可溶性硅酸盐(DSi)是影响浮游植物群落结构的主要环境因子(P0.001);在支流库湾中,硝态氮(NO~-_3-N)、水温(WT)是影响浮游植物群落结构的主要环境因子(P=0.002)。该研究的成果有助于全面认识了解三峡水库长江干流和支流库湾春季浮游植物种类组成和影响因子,同时对三峡水库水资源管理和水生态保护具有一定参考价值。     

三峡水库支流神农溪库湾倒灌异重流特征及成因分析

三峡水库蓄水以来，库区干支流水动力变化显著。探明三峡水库支流库湾倒灌异重流的成因对库区水华防控调度十分关键。基于2018年野外观测数据，对神农溪库湾水流速度，水温，浊度等因素进行分析。结果表明：库湾春冬季由于水温变化不大，泥沙含量很低，干支流密度差较小，导致倒灌异重流呈无规律状态；夏秋水温变化较大，泥沙含量大幅升高，水体多以中、底层倒灌形式从干流潜入库湾。库湾在汛期受泥沙含量较高的影响，导致水体密度增大形成异重流，且大部分出现在库湾中底层，其他月份异重流是由水体温差形成的，温差是倒灌异重流的主要成因；汛期6~8月，干支流泥沙含量升高，泥沙含量对水体密度的贡献率增大，最大为75%；其他月份水体密度主要受水温影响，水温对水体密度的贡献程度在各月均超过80%，最大贡献率为95%。     

汉江中下游消落区及水域面积时空变化分析

基于1987～2017年Landsat时序数据,提取汉江中下游河流消落区及水域面积和淹没频率逐年变化信息,分析消落区及水域时空变化过程及阶段性特征。结果表明:汉江消落区呈上游宽下游窄的特征分布,消落区面积最为集中的区域位于中游的宜城-钟山口段,相对较少的区域位于下游的仙桃-汉川段。在过去30年间,汉江中下游消落区平均面积在76到256 km~2之间波动,水域面积在183～550 km~2之间变化,水域及消落区面积均呈波动特征并存在较大时空差异。汉江中下游总体淹没频率在1987～2001年间呈减小特征,2002～2017年存在增加趋势。汉江中下游大型水利枢纽工程库区的水域面积、淹没频率在水库建成后大幅度增加,消落区面积波动幅度减小;而非水库地区的水域及消落区面积无明显增减趋势。     

Emission Inventories of Carbon-containing Greenhouse Gases in and Technological Measures for Their Abatement

The report summarizes surveys on carbon inventories and initiatives on sustainable carbon cycling taken by the Research Center for EcoEnvironmental Sciences, where the authors work/worked. The first part of the report, which appeared in the preceding issue of this journal, deals with the concept of sustainable carbon cycling, the historic evolution of carbon cycling processes in China, carbon pool enhancement, value addition,carbon sequestration and carbon balance. This very paper, as the second part of the report, covers the results of carbon dynamics modeling, emission inventories of various carbon-containing greenhouse gases and their potential abatement measures.     

Impact on Mountainous Agricultural Development in the Three Gorges Reservoir Area forced by Migrants of the Three Gorges Project

Abstract

The Three Gorges Project attracts worldwide attention because of the Three Gorges migrants, and the agriculture of the Three Gorges Reservoir Area is a foundation for the development of the Three Gorges migrants. The Three Gorges Reservoir Area is situated at the mountainous area with bad agricultural development conditions and relatively low levels of development. As a result, the large-scale migration has special influence on its agricultural development, which has attracted much attention. The paper analyzes influence that the migrants have forced on its agricultural development based on the scientific data, and makes some explorations on the models that are suitable for the development of mountainous agriculture in the Three Gorges Reservoir Area     

Impact on Mountainous Agricultural Development in the Three Gorges Reservoir Area forced by Migrants of the Three Gorges Project

The Three Gorges Project attracts worldwide attention because of the Three Gorges migrants, and the agriculture of the Three Gorges Reservoir Area is a foundation for the development of the Three Gorges migrants. The Three Gorges Reservoir Area is situated at the mountainous area with bad agricultural development conditions and relatively low levels of development. As a result, the large-scale migration fias special influence on its agricultural development, which has attracted much attention. The paper analyzes influence that the migrants have forced on its agricultural development based on the scientific data, and makes some explorations on the models that are suitable for the development of mountainous agriculture in the Three Gorges Reservoir Area.     

Emission Inventories of Carbon-containing Greenhouse Gases in China and Technological Measures for Their Abatement

The report summarizes surveys on carbon inventories and initiatives on sustainable carbon cycling taken by the Research Center for Eco-Environmental Sciences, where the authors work/worked. The first part of the report, which appeared in the preceding issue of this journal, deals with the concept of sustainable carbon cycling, the historic evolution of carbon cycling processes in China, carbon pool enhancement, value addition, carbon sequestration and carbon balance. This very paper, as the second part of the report, covers the results of carbon dynamics modeling, emission inventories of various carbon-containing greenhouse gases and their potential abatement measures.