基于GIS技术的典型岩溶石山区土壤侵蚀危险性评价--以广西平果县果化示范区为例

针对岩溶石山区土壤侵蚀危险性评价问题,以广西平果县果化示范区为例,从分析土壤侵蚀的影响因子入手,建立了示范区的土壤侵蚀危险性评价模型.选取的评价因子为地形坡度、植被覆盖度和土层厚度等3个关键因子,并利用层次分析法确定了评价因子的相对权重,同时以ArcGIS 8 Desktop为平台,利用系统的空间分析工具,通过模型的空间关系识别和叠加分析,实现了示范区土壤侵蚀危险性评价.     

燃煤工业区不同土地利用类型土壤汞含量污染评价

为揭示黄土高原燃煤工业区不同土地利用方式下土壤Hg污染特征及空间变异程度,以山西省忻州市西部7县为研究区域,采用地累积指数、潜在生态风险指数、健康风险模型和地理探测器等对该区域不同土地利用类型中的Hg含量进行污染及健康风险评价.结果表明,耕地、草地、林地和居住用地中ω（Hg）均值分别为0.48、 0.34、 0.58和0.52mg·kg^-1,耕地、草地、林地和居住用地中Hg平均值分别为背景值的16、 11.33、 19.33和17.33倍,变异系数大小为：居住用地>耕地>草地>林地.地累积指数与潜在生态风险指数评价结果表明,研究区整体受Hg污染生态风险程度较为严重,局部区域存在极强污染.健康风险评价结果表明研究区Hg对儿童和成人均不存在非致癌健康风险.因子探测结果表明耕地Hg的空间变异性主要受工农业生产影响,草地Hg主要受土壤有机质和pH值影响,林地Hg主要受土壤盐分的影响,居住用地Hg主要受土壤盐分和有机质的影响.Hg含量空间分布格局总体上表现为中部向南北两侧递增趋势,污染严重区域主要受煤炭开采及工业生产等人类扰动因素影响.     

植穴控制体对盐渍土生态重建的可持续性评价

基于盐渍土生态重建过程影响因子的复杂性,采用综合指标评价方法,选取4类母指标和相应的13项子指标对植穴控制体生态重建技术进行可持续评价。4类母指标分别为土壤养分与结构改良程度、生产力持续水平、组分间关系协调性和生态、社会效益,对应的13项子指标分别为:土壤水分、土壤含盐量、土壤养分含量、土壤容重和水质;土地利用效果、土地生产力水平与稳定度、绿地结构与环境功能;生态重建年限、生物群落变化和生态景观效果;小气候效益和游憩的功能效益。经权重分析认为,植穴控制体生态重建技术评价分值为0.772,评价等级为Ⅳ级,表明植穴控制体模式的盐渍土生态重建技术具有较好的稳定性和可持续的功能效应。     

雄安新区富硒土地资源分布特征及开发利用评价

采集雄安新区表层土壤样品（0~20cm）、大宗农作物（小麦籽实）及根系土样品,利用GIS空间分析、相关分析等方法对土壤硒含量分布、富集特征及影响因素进行分析,基于生态位适宜性评价理论模型开展富硒土地资源开发利用适宜性评价.结果表明：新区表层富硒土地16993hm²,土壤中硒赋存形态以强有机结合态为主,其次为残渣态和腐殖酸结合态,三者占土壤硒总量的87%以上,生物可利用态硒含量所占比例相对较小（水溶态硒占比4.44%、离子交换态硒占比3.43%）.小麦籽实样品富硒率28.45%,籽实中硒含量与根系土壤中硒含量具有显著相关性（r=0.77,P<0.01）.土壤硒富集主要受第四纪沉积地貌环境的影响,此外灌溉水、化肥和大气干湿沉降（燃煤降尘）等外源输入也影响贫化富集.土壤硒含量与沉积地貌环境“标志性”土壤指标Al₂O₃、Fe₂O₃、MgO和K₂O含量,土壤有机碳（Corg.）、阳离子交换量（CEC）、黏粒和粉粒含量等具有显著正相关关系,与SiO₂、Na₂O含量和土壤砂粒含量等具有显著负相关关系（P<0.01）.基于生态位评价理论模型,新区富硒土地资源开发利用适宜性评价结果表明：高适宜区（Ⅰ级）和中适宜区（Ⅱ级）主要位于新区西北容城县南张镇和小里镇、安新县寨里乡和老河头镇等地,土地面积为14397.35hm²,占新区规划总面积的8.13%.     

白城市黑土区农田土壤重金属来源解析及积累评价

土壤重金属污染与农产品安全息息相关,为探究东北黑土地的重金属及有机质的含量特征,选择吉林省白城市黑土区农田为研究区域,共采集111个表层土壤样本,分析了土壤重金属Cu、Zn、Pb、Cd、Cr、Ni、As和土壤有机质含量,由普通克里金插值分析得到土壤重金属和有机质含量的空间分布,并结合相关性分析、主成分分析和聚类分析探究土壤重金属的可能来源及其与土壤有机质的赋存特征.同时,采用地累积指数法、单因子指数法等方法,结合地统计学评价白城市黑土区农田土壤重金属积累状况.结果表明,土壤中Cu、Zn、Cr、Ni、Pb、Cd、As含量均值分别为14.68、27.66、44.64、16.81、9.01、0.08、5.38 mg·kg^-1,与吉林省土壤环境背景值相比,均低于背景值.来源分析显示,土壤中Zn、Ni和Pb相伴而生形成明显的地质成因趋势,主要来源于自然源;Cu和Cr与当地悠长的农业耕种历史密不可分,主要受农业活动影响及与畜禽粪便及污水污泥进入农田土壤有关;当地的工业发展主要依赖于重工业,As与工业生产尤其是与采矿活动和燃煤密切相关.土壤有机质含量与土壤重金属Cd、Pb含量呈...     

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。     

地下水硝酸盐特殊脆弱性评价:以沙颍河流域为例

特殊脆弱性评价是地下水污染防治的基础。该文以地下水硝酸盐污染典型区—沙颍河流域为研究区,基于地下水硝酸盐污染成因分析,建立了以地下水埋深(D)、净补给量(R)、含水层富水性(A)、土壤类型(S)、地形坡度(T)、包气带介质类型(I)、污染物输入强度(P)、土壤有机质含量(O)为指标体系的DRASTIPO评价模型,采用主成分-因子分析法确定指标权重,并对浅层地下水硝酸盐特殊脆弱性进行了评价。2013年8月在研究区采集浅层地下水样品48组,通过分析采样点特殊脆弱性指数与地下水NO3-浓度之间的相关性,相关性系数R2为0.714,表明该评价模型是可靠的。     

密云水库上游流域土壤有机碳和全氮密度影响因素研究

为揭示影响密云水库上游流域土壤有机碳(soil organic carbon,SOC)和全氮(total nitrogen,TN)密度的主要因子,采用野外采样、实验室分析和数理统计分析相结合的方法,研究了气候(温度和降水)、地形(海拔和坡度)、土壤理化性质(土壤容重、含水量、pH值和黏粒含量)以及土地利用方式等因素对SOC和TN密度的影响.结果表明,密云水库上游流域森林、草地、农田这3种土地利用类型表层(0～20 cm)SOC密度分别为4.77、6.79和2.90 kg.m-2,TN密度分别为0.41、0.69和0.30kg.m-2,3种土地利用类型之间SOC和TN密度差异显著(P<0.05);土壤含水量、土地利用方式、坡度、土壤pH值和黏粒含量是影响SOC密度的主要因子,土地利用方式、土壤黏粒含量和含水量则是影响TN密度的主要因子;气候、地形、土壤理化性质等区域环境因子共同解释了SOC和TN密度变异性的63.6%和53.4%,而环境因子和土地利用方式对SOC和TN密度变异性的综合解释程度分别为67.6%和57.8%.土地利用对SOC和TN密度变异性的贡献相对于环境因子而言较小,因此,建立高空间分辨率的区域环境因子数据库将是精确估算区域土壤碳氮贮量的关键环节.     

典型城市土壤中重金属锑(Sb)的含量分布特征及风险评价

为探讨重金属锑（Sb）在城市土壤中的分布特征和潜在风险,基于上海市102个地块1670个不同深度剖面土壤样品数据,分析4种典型土地利用类型土壤重金属Sb的含量分布特征,并通过潜在生态风险指数法和健康风险评价模型进行风险评价.结果表明,研究区域土壤ω（Sb）的平均值为0.52 mg·kg^-1,并呈现明显的聚集分布特性;土壤Sb含量随着土壤深度的增加逐渐降低,表层土壤Sb存在一定程度的富集,人类活动影响了土壤中Sb的分布.工业用地表层土壤Sb含量相较于其它3种类型土壤差异显著,其累积程度高于住宅用地和商服用地,农用地Sb含量水平最低.区域整体上处于清洁至尚清洁水平,但工业用地的单项污染指数相对最高,达到轻度污染水平,住宅用地、商服用地和农用地分别为尚清洁或清洁水平;潜在生态风险指数范围为4.23~7.61,区域整体表现为轻微潜在生态风险.工业用地潜在生态风险等级为中等,需引起重视.健康风险评价结果显示土壤Sb非致癌风险较小或可忽略.     

湖南省某典型流域农用地土壤重金属污染及影响因素

农田土壤环境直接关系到农产品质量安全,是维系“菜篮子”工程、保障“吃的放心”的重要基础,近年来受到广泛关注.为探明农田土壤重金属污染分布特征及主要影响因子,以污染问题突出、地势起伏较大、水网密布的我国湖南省某典型流域为研究区,以流域主干河流沿线的农田土壤为研究对象,借助单因子指数、内梅罗指数和潜在生态危害指数,综合评价土壤Cd、Hg、As、Pb、Cr这5种重金属的污染状况;结合多元统计分析与地统计分析的方法,分析土地利用类型、地形因子与重金属含量的关系,并对土壤重金属空间分布和污染来源进行探究.结果表明:①研究区土壤Cd、Hg、As、Pb、Cr的平均含量分别为1.59、0.19、33.01、229.95、72.78 mg/kg.其中,Cd、As、Pb的平均含量均超过研究区土壤背景值.②内梅罗指数分析显示,研究区中77.16%的土壤点位评价结果为重度污染;与GB 15618—2018《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准（试行）》中农用地土壤污染风险管制值相比,土壤点位中Cd、As、Pb超标现象突出,主要分布于流域上游西部;综合潜在生态危害评价结果表明,3.05%的土壤点位表现为强生态风险及以上.③不同土地利用类型中,土壤重金属含量存在显著差异.旱地、水田、果园土壤中Cd、Hg、As、Pb的含量依次降低.高程与各重金属（除Hg外）含量均呈显著相关（P < 0.05）,坡度、坡向与各重金属含量的相关性均不显著（P < 0.05）.④源解析结果表明,流域农田土壤中Cd、As、Pb受到工业生产活动、交通运输、农业活动的综合影响,Hg、Cr主要来源于成土母质等自然因素.研究显示,研究区土壤中重金属存在一定程度的污染,重金属富集受土地利用类型、高程及人为因素的影响较明显.      

土地利用规划环境影响评价指标体系实证研究

在前人研究的基础上,针对目前土地利用规划环评指标间存在的信息重叠问题,以安徽省当涂县为例,运用SPSS软件基于相关性分析探讨了土地利用规划环评指标体系的建立,并在此基础上运用综合指数对当涂县土地利用规划方案进行评价。结果表明:(1)基于常用的指标体系建立思路(环境影响识别-确定指标体系构建原则-建立指标),增加原始指标定量筛选环节,将能有效避免指标间信息重叠现象的产生,指标的独立性更高;(2)2005年当涂县土地利用规划环境影响评价综合指数为0.734 1,环境、资源、生态及社会经济分项指数分别为0.259 6、0.099 3、0.165 7、0.209 5。规划方案实施后,到2020年全县环境、资源、生态及社会经济分项指数分别为0.304 6、0.107 2、0.256 0、0.327 2,均有不同程度的提高,规划方案可行。     

生命周期评价在玉米种植及深加工产品中的应用

对LCA在玉米种植环境影响研究中的目标与范围定义、清单分析、环境影响指标与计算方法、结果解释等方面的研究进行了梳理分析，其中大部分文献均对碳足迹进行了计算，CML（Institute of Environmental Sciences of the University of Leiden）、ReCiPe（许多LCA领域研究人员共同开发）和IPCC（Intergovernmental Panel on Climate Change）方法是应用最多的3种方法，经分析计算得到国外玉米种植单位产量碳足迹均值为0.50kg CO₂-eq/kg，我国的均值为0.58kg CO₂-eq/kg.同时本文也对LCA在玉米深加工产品中的研究进展进行了分析整理，对今后LCA应用于玉米种植及深加工产品中的发展方向进行了展望.     

辽河流域河流栖息地评价指标与评价方法研究

建立了由底质、栖息地复杂性、速度-深度结合特性、堤岸稳定性、河道变化、河水水量状况、植被多样性、水质状况、人类活动强度和河岸土地利用类型所构成的河流栖息地评价指标体系,确定了各指标的等级划分以及栖息地综合指数的计算方法.结合2005年辽河流域河流生态调查结果,对流域内所调查的28个河段的栖息地质量状况进行了具体评价,并进一步分析了河道栖息地综合指数与河流理化因子、底栖生物以及小流域土地利用状况的相关关系.结果表明:①辽河流域28个河段的栖息地质量状况差异显著,其中10个河段达到了较好等级以上,6个仅为中等水平,12个河段为较差等级以下;②栖息地质量与理化因子、底栖生物指标具有显著相关性,表明栖息地质量是影响水质与生物状况的重要因素;③小流域的人类未利用土地比例与栖息地质量显著相关,表明小流域土地利用程度对栖息地环境质量影响较大,是恢复与保护河流栖息地质量的重要条件.     

动态生命周期评价的研究与应用现状

生命周期评价（LCA）在理论和实际应用中存在一些局限性,包括清单和评价方法缺乏时间维度和空间维度,主要表现为缺乏对产品能源系统随时间变化的考虑,使用静态的过时的清单数据而非基于时间的动态生命周期清单数据,以及影响评价方面缺乏动态特征因子的选择和计算方法.动态生命周期评价（DLCA）是针对工业和环境系统的时间和空间变化的动态建模过程的评价方法,可大大提高传统生命周期评价的科学性和准确性.本文从3个方面对动态生命周期评价方法进行总结和评述,即将时间信息作为不确定因素的动态建模分析;生产过程或污染物排放的实时数据的获取;基于时间分化的动态特征因子的影响评价方法.通过目前的动态生命周期评价的研究现状来看,其方法框架并不统一,另外缺乏科学的时间分化的LCI计算的数学模型和软件以及生命周期影响评价的建模解决方案.因此,本文对DLCA未来的发展进行展望,以期为LCA方法的研究、应用、发展和完善提供更多的支持.     

气候和土地利用变化对上海市农田生态系统净初级生产力的影响

以上海市主要植被类型农田为研究对象,利用大气-植被相互作用模型(AVIM2)模拟的近50年上海市农田净初级生产力(NPP)以及1987、1997和2004年上海市的TM遥感影像数据,分别计算了气候变化和土地利用变化对上海市农田生态系统NPP总量变化的影响.研究结果表明,如果只考虑气候变化,1961～2006年上海农田年平均NPP值增加了64.37g·m-2(以C计),平均每年增长1.43g·m-2.年平均温度和降水量均与NPP显著正相关.另一方面,上海农田面积占总面积的比例由1987年的76%递减到2004年的43%.在土地利用变化和气候变化双重因素的驱动下,自20世纪80年代以来,上海农田NPP总量减少了42%;相对于气候变化影响,土地利用变化对农田NPP总量影响较大,其中,20世纪80年代到90年代,土地利用变化对NPP总量变化的贡献率占78%;20世纪90年代到21世纪初土地利用变化的贡献率达92%.     

The application of life cycle assessment to design

This paper explores the practical application of life cycle assessment (LCA) to product system development. While life cycle assessment methods have been studied and demonstrated extensively over the last two decades, their application to product design and development has not been critically addressed. Many organizational and operational factors limit the integration of the three LCA components (inventory analysis, impact assessment and improvement assessment) with product development. Design of the product system can be considered a synthesis of individual decisions and choices made by the design team, which ultimately shape the system's environmental profile. The environmental goal of life cycle design is to minimize the aggregate environmental impacts associated with the product system. Appropriate environmental information must be supplied to decision makers throughout each stage of the development process to achieve this goal. LCA can serve as a source of this information, but informational requirements can vary as the design moves from its conceptual phase, where many design choices are possible, to its detailed design and implementation. Streamlined approaches and other tools, such as design checklists, are essential. The practical use of this tool in product development also depends on the nature and complexity of the product system (e.g. new vs. established), the product development cycle (time-to-market constraints), availability of technical and financial resources, and the design approach (integrated vs. serial). These factors will influence the role and scope of LCA in product development. Effective communication and evaluation of environmental information and the integration of this information with cost, performance, cultural and legal criteria will also be critical to the success of design initiatives based on the life cycle framework. An overview of several of these design initiatives will be presented.     

Biodiversity and life support impacts of land use in LCA

An operational method to include land use impacts in LCA has been developed. The aim was to base the approach on a scientific framework and to use scientific data to arrive at indicator scores. This has led to a first set of rough impact score data per type of land use on a global level, for two indicators. Remaining subjective elements are related to the restrictions of the approach: only two indicators are chosen as a basis for expressing land use impacts (vascular plant species diversity and free net primary biomass production), a reference state had to be included to incorporate regional differences, and for biodiversity the measure is relative to the local background biodiversity, leading to relatively low sensitivities to changes. Finally, land use impacts are considered to be proportional to the area which is a common understanding in LCA, but not always agreed upon. It is clear that this operationalisation is at present only in its teens.     

低丘缓坡开发的生态影响评价研究

土地开发强度大、后备土地资源不足已成为我国部分地区尤其是经济发达地区社会经济发展的重要制约因素,因地制宜开发利用低丘缓坡等未利用土地,有助于缓解城镇建设用地压力,而低丘缓坡开发势必对区域生态系统结构与功能产生重大影响。在分析低丘缓坡开发对生态环境的影响因素与影响方式的基础上,初步提出低丘缓坡开发生态影响评价的程序和方法,为低丘缓坡开发试点工作的生态保护提供技术依据。     

基于生命周期视角的种养一体化奶牛场环境经济效益评估

准确评估种养一体化奶牛场的经济性能与环境绩效,是相关支持政策制定的基础,也是促进奶业低碳生产的关键.本文基于生命周期视角,对非种养一体化奶牛场（non-IPBS）和种养一体化奶牛场（IPBS）养殖过程中的温室气体排放、能源消耗、水消耗、土地占用等环境成本和经济效益进行评估.结果表明,non-IPBS生产1t标准牛奶（FPCM）的净收益为1427元,而IPBS的实际净收益提高7%,如果青贮玉米自给率从当前的32%提升到100%,则实际净收益将提高19%,同时,该净收益的提高率取决于耕地流转费用,临界点为14695元/hm²;相比non-IPBS,IPBS生产1tFPCM的温室气体排放、能源消耗、水消耗、土地占用分别减少6%、6%、5%、7%,如果青贮玉米自给率提升到100%,则相应减少16%、16%、11%、14%.IPBS在降低青贮玉米种植的化肥施用、解决养殖场粪便污染等方面优势明显,在提升养殖经济效益、降低温室气体排放等方面具有巨大潜力,值得推广.     

Method for assessing impacts on life support functions (LSF) related to the use of ‘fertile land’ in Life Cycle Assessment (LCA)

Degradation of soil quality is a major concern due to the scarcity of fertile land, and needs to be properly addressed in the environmental assessment of agro-forestry systems. This paper addresses the main issues arising in assessing the impacts of fertile land use on “Life Support Functions” in Life Cycle Assessment (LCA). These issues include the assessment of occupation and transformation impacts, the references against which such impacts should be measured, and the concept of natural relaxation versus backup technology for recovery from the impacts. The alternative (or reference) situation is defined using the concept of consequential LCA, which facilitates clarification of the allocation issues arising due to successive land uses. This paper presents soil organic matter (SOM) as a robust indicator for soil quality; even though it does not fully consider all aspects of soil functioning, SOM has been often recognised as the best stand-alone indicator for soil quality. Impacts on biodiversity are not included in this indicator and should be assessed in parallel. Alternative data sources for practical implementation of the method are suggested in a hierarchical way, including locally specific data sets describing changes in SOM; mechanistic models for the prediction of SOM evolution; and general data sources for simplified analyses. Thanks to its flexibility in data collection the method is applicable to any agricultural or forestry LCA to fill an important gap in Life Cycle Impact Assessment (LCIA) of land use.