基于水量-水质耦合过程的流域水生态承载力优化方法与例证

水质与水量是影响水生态系统健康的重要因子,开展以生态需水和功能区水质达标为核心的水生态承载力研究对改善流域生态用水不足和水污染具有重要意义.当前流域水生态承载力优化方法将水量和水质作为独立系统处理,忽视了其耦合关系.基于河流水质模型和水资源模型,建立了流域水环境容量与环境流量的函数关系,并作为水生态承载力优化模型的约束条件,构建了以人口与产业规模最大化为目标的水生态承载力的优化模型.最后,对水污染严重且水资源短缺的盘龙江流域进行了实证研究.结果表明:建立的水生态承载力模型能够反映水量与水质的耦合作用,从而提高了流域水生态承载力决策的科学性;盘龙江流域的水生态承载力为20.56万人和119.24亿元GDP,2014年的流域现状值超载了234%;流域水生态承载力与环境流量比例具有显著的补偿关系,呈现倒V型非线性变化过程;当外流域调水的水质高于或等于受水区水质时,受水区的水生态承载力可得到一定程度的提高.     

北运河北京段水生态承载力研究及关键控制要素识别

北运河水系一直存在水资源缺乏、水环境污染、水生态功能不足等问题,未来北京市副中心高标准建设的加速还会增加流域的生态环境负担.因此需明确北运河北京段水生态承载力的时空变化特征,识别其关键控制要素,提升水生态承载力以满足区域发展需求.本文从水资源、水环境、水生态3个方面构建区域水生态承载力评价指标体系,收集1995-2018年北运河北京段的评价指标数据,运用熵权法确定指标权重,分析北运河北京段的水生态承载力状况及关键控制要素.结果表明:1995-2015年,北运河北京段整体处于超载或临界超载状态,2018年水生态承载力有所提升,达到安全承载状态;各子流域间水生态承载力差异显著,其中,位于北运河上游的沙河子流域在1995-2000年处于安全承载状态,在2005-2018年处于临界超载状态,水生态承载状态相对较好,但仍有改善的空间;1995-2018年,清河、温榆河和凉水河等子流域水生态承载状态处于超载状态,水生态承载状态相对较差,需加大水生态承载力提升力度;影响区域水生态承载力的关键要素为河岸带林草覆盖率,其次水环境质量也对水生态承载力具有重要影响.研究显示,北运河北京段水生态承载力的提升需在改善区域生态环境状况的同时加强对水资源的综合利用.      

滇池流域水环境承载力及其动态变化特征研究

为了定量分析人口增长、经济发展、资源短缺和环境污染等因素对流域水环境的综合影响,建立了湖泊水环境承载力多目标优化模型.同时,选取人口、灌溉面积、国民生产总值(GDP)、化学需氧量(COD)、总氮(TN)、总磷(TP)作为水资源和水质量承载力指标,运用层次分析法(AHP)确定各指标对湖区水环境承载力的权重,并运用指标体系评价法分别计算了2003—2010年滇池流域水环境承载力.结果表明,流域内人口承载度超标,经济承载压力显著增长,富营养化指标——TP、TN呈高负荷波动状态.滇池流域水环境承载力为负承载,水质量承载力影响程度更大.研究结果可为滇池流域的社会经济发展规划、生态环境保护和水资源可持续利用提供科学依据.     

基于水生态功能分区的流域水环境监测与评价研究

中国现行的监测与管理模式多将流域管理机构按照地方部门条块分割,特别是从行政上将一个完整的流域人为分开,从而造成责权交叉多,难以统一规划和协调管理.为了提高每一个生态区域及系统特点得到相应保护,合理开发和利用水生态资源,进而可持续地发展经济和规划生态资源.基于水生态功能分区要求、国省控水质手动、自动监测系统和评价指标体系的特点和经验,开展了基于水生态功能分区的流域水监测与评价研究,编制了《基于水生态功能分区的流域水环境监测与评价》指南.构建重点流域内水环境质量评价指标和评价方法,形成以水污染防治和水质改善为目标、基于水生态功能分区的水环境质量评价模型,为中国其它流域水环境评价提供借鉴及参考.     

陕北生态脆弱区小尺度生态恢复的生态经济承载力研究

为了研究生态恢复过程中复合承载力变化,以陕北县南沟小流域的生态恢复试验为例,应用能值方法揭示了该流域的动态可持续性.同时,应用情景模拟方法研究了在不同能值生活标准下的承载力变化,探讨了生态恢复对承载力的影响.结果显示,2002~2005年流域环境负载率（ELR）总体上有所下降,持续性指数（ESI）有所增加.流域可更新资源承载力、中国1996年生活标准下以及全球1999年生活标准下的人口承载力分别为938人（下限）、10853人和3020人（上限）.根据基于面积的承载力计算方法,流域可更新资源承载力和中国1996年生活标准下承载力分别为17844hm2和6572hm2,分别为流域面积的3倍和1.1倍.上述结果表明,生态恢复提高了流域资源利用和转换效率,环境负载率下降,流域现有人口及其生产规模基本在其承载力范围内,但已经接近上限.鉴于当前较低的生活标准,流域的承载力有待进一步提高.     

三峡库区生态承载力探讨

为更好地保障水生态安全,基于生态承载力内涵,尝试性提出了流域生态承载力分析思路。结合三峡库区特征,以资源承载力计算为主,以环境承载力对比分析为辅,探讨了库区生态承载力现状,并回顾分析了库区生态承载力变化趋势。研究结果表明:三峡库区目前所能承载的适宜人口规模为1 530.6~1 590.7万人。空间分布上,资源承载力在重点发展区最大,其次是优化发展区,限制发展区最小。1999-2011年三峡库区生态承载力稳中有升,但库区一直呈超载状态,土地资源承载力和经济资源承载力的反方向变化一定程度上反映出库区资源消耗型的粗放经营模式。因当前方法学的不完善,三峡库区生态承载力的合理范围需要进一步论证,但总体上认为三峡库区需要实施积极的人口减载措施、提高资源与环境承载效率,以确保库区水环境安全。     

基于系统仿真的提升赣江流域水生态承载力的方案设计

保护和改善流域水生态环境已成为环保工作的重要内容和科学研究的重要课题.基于承载力理论和复合生态系统理论,构建了赣江流域水生态承载力系统的概念模型、主导结构模型和系统动力学模型.以2000—2030年为系统仿真区间,仿真结果表明,到2016年赣江流域水生态承载力达到上限,此时可承载人口规模为2566万人,可承载经济规模为11034亿元.赣江流域水生态承载力现状不容乐观,需采取一定的措施.以"节流"、"控污"、"治污"为问题导向,基于"供给管理需求管理"、"末端治理根源治理"、"观念调节行为调节"等公共政策设计的不同视角,初步提出了提升水生态承载力的27个政策干预点,通过政策干预点对系统作用的灵敏性检验,基于识别出的16个灵敏政策干预点,设计了提升赣江流域水生态承载力的综合发展方案.仿真结果表明,到2029年(推后13年)赣江流域水生态承载力达到上限,此时可承载人口规模为2702万人(提升了5.3001%),可承载经济规模为28547亿元(提升了158.7185%).降低人口增长和经济发展速度,提高技术进步和优化产业结构是提升赣江流域水生态承载力的重要途径.     

滇池流域土地资源适宜性评价

建设用地与农用地之间的矛盾是滇池流域土地利用的主要矛盾。针对这一矛盾,运用GIS和遥感(RS)技术、层次分析法(AHP)和专家咨询法,选取了土地利用类型、坡度、海拔、土壤类型等九个关键评价因子对滇池流域土地资源的适宜性进行综合评价。结果表明,滇池流域生态很适宜面积约294.0km2,仅占流域总面积的10.1%;生态较适宜面积约431.3km2,约占流域总面积的14.7%,生态较不适宜和不适宜面积约1654.4km2,约占流域总面积的56.7%,生态很不适宜面积约540.3km2,约占流域总面积的18.5%。在土地适宜性评价的基础上,对流域的人口承载力进行分析,提出了基于流域资源-生态-环境综合考虑下的最佳流域人口数量。     

基于结构方程的流域水环境承载力评价——以湟水流域小峡桥断面上游为例

针对流域水环境承载力评价中指标体系构建及权重确定缺乏客观依据的问题,以湟水流域小峡桥断面上游为例,通过兼顾压力与水环境承载力的控制断面水质影响路径分析,建立了面向水环境承载力评价的结构方程模型(Structural Equation Modeling, SEM);在此基础上,构建了湟水流域的水环境承载力综合评价体系,并获得各指标权重,进而利用向量模法对流域水环境承载状态进行了综合评价.结果表明:SEM模型能够定量反映土地利用/景观格局及污染物排放因素与水环境承载状态的相关关系;SEM模型的路径分析可为水环境承载力综合评价指标体系的建立提供科学依据;由SEM模型得到的路径影响相关系数,可为权重的确定提供新的科学方法;研究区16个控制子单元呈上、中、下游水环境承载状态逐渐变差的梯度特征;最后,针对湟水流域不同区域的社会、经济、环境和资源差异,从流域水环境承载力双向调控的角度,提出改善水环境承载状态的相关建议,进而为流域水系统持续协调发展提供精细化管理支撑.     

山地流域资源环境承载力与区域协调发展分析:以贵州乌江流域为例

贵州乌江流域是典型的山地流域,对流域内资源环境承载力及其动态演变关系进行探究,对于今后推动山地流域可持续发展具有重要意义。文章截取2004-2016年贵州乌江流域43个区域资源环境承载力相关数据,运用熵值法、综合指数模型、空间自相关分析和协调发展度模型对流域资源环境承载力进行时空2个维度的探究,研究结果表明:(1)在时间序列上,贵州乌江流域资源环境承载力水平处于波动上升阶段;在空间上,流域资源环境承载力水平存在明显的空间分布差异,东北部资源环境承载力水平普遍较高,中部和西南部资源环境承载力水平普遍较低,东北部区域和中部区域资源环境承载力水平上升趋势明显。(2)在全域空间上,贵州乌江流域资源环境承载力水平空间分布存在自相关性且空间自相关性不断增强,空间独立性不断减弱;在局部空间上,各区域资源环境承载力水平高低集聚明显。(3)贵州乌江流域资源环境承载力协调发展度处于波动上升阶段,协调发展度由中度协调发展水平上升到较高度协调发展水平,流域资源环境承载力协调发展水平不断提高。     

关于对烟花爆竹行业开征环境税问题探讨研究

如今燃放烟花爆竹所带来的环境问题已经日益明显,特别是对环境空气质量的影响。在当今雾霾笼罩的大氛围下,对烟花爆竹的生产和销售、消费领域采取适当环境经济手段来调控(如征收环境税)就显得很有必要,这在一定程度上可以控制烟花爆竹的消费量,减少燃放烟花爆竹所造成的环境外部性。同时用征收来的环境税对研发采用环保药剂、先进技术的企业进行补贴、奖励,或者对于这些企业给予一定的环境税优惠,可以引导烟花爆竹产业朝着更加健康的方向发展。     

黄土高原南部土壤退化机理研究

黄土高原土壤侵蚀极其严重 ,这不仅导致了土壤生产力的降低 ,同时也导致了土壤的退化。本文在定位监测、室内分析及野外调查的基础上 ,研究了黄土高原南部土壤的退化机理。结果表明 :土壤中 <0 0 1mm颗粒和土壤养分流失是造成黄土高原土壤退化的主要原因 ,耕地土壤结构状况的恶化和土壤酶的流失使土壤退化程度进一步加剧 ,从而成为严重制约该区经济发展障碍。     

《控制船舶有害防污底系统国际公约》及有关问题探讨

介绍了《控制船舶有害防污底系统国际公约》产生的历史背景和基本内容，论述了中国加入该公约的必要性及对中国产生的影响，并提出中国加入控制船舶有害防污底系统国际公约后对策和建议。     

废水脱盐处理技术研究进展

综述了废水脱盐处理的工艺、特点及各自所发挥的功能,重点介绍了膜处理技术的发展与特点、控制膜污染的预防措施与对策, 展望了废水脱盐处理技术的发展方向.     

液化石油气推广应用的可行性研究

城市交通带来的大气污染问题日趋严重，为解决这一问题，国内外科研人员进行了数十年的开发研究，液化石油替代传统燃料作为机动车动力源已被认为是解决城市机动车尾气污染行之有效的办法，该方法集环保、经济、安全等优点，是未来汽车工业发展的方向。本文针对目前我国城市大气污染现状，分析比较现有防治对策措施，对液化气汽车在国内推广应用的可行性进行了简单阐述。     

海水养殖对生物多样性的影响研究进展

近年来,海水养殖对全球海水产品供应的贡献持续增加,但是海水养殖对海洋和沿海生物多样性以及海洋资源可持续利用产生的不利影响,已经引起国内外海洋、环境等领域科学家和大众的广泛关注.海水养殖对生物多样性的影响一般包括在海岸带地区建设养殖场对海域或土地生物多样性的影响,对为维持养殖生产活动所需的超量海域的生物多样性的影响,海水养殖残饵、代谢物污染及养殖生物外逃对海洋生态系生物多样性的影响等方面.本文首先综述了上述影响,并展望了我国海水养殖业生物多样性保护的管理对策,以期为海水养殖业可持续发展、海洋资源可持续利用和生物多样性保护提供参考.     

基于视觉感知的可视化设计表现研究

信息可视化可以将繁杂的数据图形化,有利于人们通过视觉来理解数据。随着信息可视化的发展,视觉感知成为此过程中最为重要的环节。基于视觉理论的可视化构图更容易被感知,以视觉感知理论作为指导的可视化会达到更好的传播效果,具有艺术风格的可视化设计表现将是未来的重点研究领域。     

大米草人工败育技术研究

大米草的蔓延,不但严重影响了滩涂养殖业,同时也对滩涂生态造成了巨大的破坏,致使红树林生态群大面积消失.我们研制出一种能够导致大米草败育的药剂--米草败育灵,可使大米草种子100%败育,从而可以有效地控制其通过种子传播的方式蔓延.经检测该药剂对环境安全,对水生生物安全且使用后在土壤中检测不到残留.     

基于活动量的疏港卡车大气污染物排放研究

疏港卡车作为港区重要排放源之一,同时又是港区与城市联系的桥梁,其大气污染物排放成为近期学者研究的热点。以港口城市为边界、以疏港卡车为研究对象,通过分析整理国内外文献,结合实际调研结果,利用疏港卡车在港与在疏港大道的活动强度、排放因子与车辆保有量,构建基于活动量的沿江(河)港区疏港卡车排放清单编制方法以及本地化大气污染物社会成本标准。以南京港龙潭集装箱港区(NPLC)疏港卡车为例进行实证分析,结果表明:(1)疏港卡车大气污染物排放中NOx占主导地位,以疏港大道为节点时年排放57 t;(2)疏港卡车是港区CO_2排放首要贡献源;(3)边界的选择对排放量影响较大;(4)疏港卡车大气污染物总社会成本估算为1 992 292美元/a。在对研究结果及成因进行分析和讨论的基础上,提出疏港卡车减排建议。