河流生态用水综合评价

为完善河流生态用水综合评价,从水循环中河流生态用水角度出发,以河流水量收支平衡规律为理论基础,考虑河流本底水质,采用本底水质、排放水质和河流控制目标污染物浓度表达河流生态新污径比,并推导出污水排放允许极限值,深入探讨了河流生态用水的质与量综合评价,改进了二元循环下河流生态用水的水量水质计算方法和河流生态用水的综合评价新标准,进一步完善了河流生态用水质与量综合评价模型。用此模型对黄河2002～2005年为例进行实力分析,结果表明：①在污水一级达标排放和不调水情况下,黄河生态用水水量比例在335%～545%,在Tennant等级中为较好状态,但水质不满足要求,bo>Blim;②在污水深度处理达到95 mg/L（COD）,不调水情况下,黄河生态用水质与量满足生态环境需水要求,综合评价合格;③在污水一级达标排放和南水北调调水40亿m3情况下,黄河生态用水水量比例有较大提高,综合评价合格。这说明,黄河生态用水问题不仅是水量短缺,而且水质问题更加严重。     

基于跨区域水质水量指标的流域生态补偿量测算方法研究

生态补偿量测算方法研究是国内外流域生态补偿领域研究的重点课题之一。本研究提出的基于河流水质水量的跨行政区界的生态补偿量计算办法,将实行统一的流域和区域综合环境管理纳入到流域地区政府的责任范围内,即将流域水体行政区界河流水质和水量指标设定为生态补偿测算的综合指标值中。本研究首次尝试应用“综合污染指数法”进行流域生态补偿的水质评价,并提出依据水权和对全流域GDP的贡献度或比率的方法进行流域水流量的测算。同时,提出跨区域流域生态补偿量测算的原则、模式、流程及计算模型,并结合实例进行了理论上的测算,解决了流域生态补偿中利益主体责任不清的弊端和补偿执行不力的缺陷,并为流域生态补偿的有效实施提供了执行的方法和依据。     

地球工程的全球治理:理论、框架与中国应对北大核心CSCDCSSCI

为应对气候变化的严峻挑战,科学家提出地球工程的概念,探讨通过超常规的大规模工程技术手段改变气候系统的可能性,成为气候变化领域研究的新热点。地球工程是诸多复杂技术方案的总称,根据不同作用机理,将其分为太阳辐射管理(SRM)和碳移除(CDR)两大类。地球工程在降低地球平均温度的同时也带来新的风险,引发全球治理的难题。面对影响人类共同利益的未知领域,各国纷纷启动相关研究项目,陆续开展多领域科学评估,且部分CDR项目已经开展商业化示范,地球工程全球治理的实践也拉开帷幕。地球工程影响的全球性、外部性决定了其治理需要全球共同努力,其综合影响的复杂广泛和不确定性决定了其治理是一个跨领域、多平台、多主体、多层次的治理体系,而其特殊的经济学属性使得全球治理面临着供给方案、两难选择、道德风险、区域和代际公平等诸多的困境和挑战。地球工程的全球治理框架需要明确原则、对象、目标、主体、平台、制度和机制等基本要素,需要在现有机制基础上,建立联合国框架下的多平台协同治理机制,以科学共识推动政治进程,并把握关键时间节点。面对地球工程议题,中国应以可持续发展理念和生态文明思想为指导,在正确认识其风险特性的基础上,科学地将其纳入应对气候变化大框架,并坚持多边主义立场,深度参与地球工程的全球治理,维护人类命运共同体。     

地球工程的全球治理:理论、框架与中国应对

为应对气候变化的严峻挑战,科学家提出地球工程的概念,探讨通过超常规的大规模工程技术手段改变气候系统的可能性,成为气候变化领域研究的新热点。地球工程是诸多复杂技术方案的总称,根据不同作用机理,将其分为太阳辐射管理(SRM)和碳移除(CDR)两大类。地球工程在降低地球平均温度的同时也带来新的风险,引发全球治理的难题。面对影响人类共同利益的未知领域,各国纷纷启动相关研究项目,陆续开展多领域科学评估,且部分CDR项目已经开展商业化示范,地球工程全球治理的实践也拉开帷幕。地球工程影响的全球性、外部性决定了其治理需要全球共同努力,其综合影响的复杂广泛和不确定性决定了其治理是一个跨领域、多平台、多主体、多层次的治理体系,而其特殊的经济学属性使得全球治理面临着供给方案、两难选择、道德风险、区域和代际公平等诸多的困境和挑战。地球工程的全球治理框架需要明确原则、对象、目标、主体、平台、制度和机制等基本要素,需要在现有机制基础上,建立联合国框架下的多平台协同治理机制,以科学共识推动政治进程,并把握关键时间节点。面对地球工程议题,中国应以可持续发展理念和生态文明思想为指导,在正确认识其风险特性的基础上,科学地将其纳入应对气候变化大框架,并坚持多边主义立场,深度参与地球工程的全球治理,维护人类命运共同体。     

世界淡水资源

许多人把地球想象为一个蔚蓝色的星球 ,其 71%的表面积覆盖水。其实 ,地球上 97.5 %的水是咸水 ,只有 2 .5 %是淡水。而在淡水中 ,将近 70 %冻结在南极和格陵兰的冰盖中 ,其余的大部分是土壤中的水分或是深层地下水 ,难以开采供人类使用。江河、湖泊、水库及浅层地下水等来源的水较易于开采供人类直接使用 ,但其数量不足世界淡水的 1% ,约占地球上全部水的 0 .0 0 7%。全球每年降落在大陆上的水量约为 110万亿立方米 ,扣除大气蒸发和被植物吸收的水量 ,世界上江河径流量约为 42 .7万亿立方米 ,按 1995年的世界人口计算 ,每人每年可获得的平…     

全球可持续发展与国际合作

本文认为环境生态是全球可持续发展的重要组成部分,必须在全球范围内,通过有效的国际合作和国际协调来加以解决。作者认为:国际合作应在国际性河流流域管理方面发挥重要作用。对全球温室效应问题,国际组织应重视科学研究,协调各国政府在能源税收、补贴和开发再生能源方面取得进展。此外,在保护地球生物多样性方面,国际组织可调试债务与自然环境互换机制。     

从气候变化经济学视角对地球工程的几点思考

全球气候变化危及当代人及子孙后代的福祉,严重制约人类的可持续发展。越来越多研究表明,仅靠减缓和适应气候变化难以实现《巴黎协定》气候目标,地球工程人工干预气候系统是实现1. 5℃温控目标难以避免的无奈选择。地球工程的引入及其特殊经济学属性也为气候变化经济学的研究提出了新的研究课题。本文立足气候变化经济学视角,就地球工程的概念、地球工程作为应对气候变化措施的定位与作用、地球工程的经济学属性、经济评估等问题进行分析。作者认为,应对气候变化的讨论,不能回避地球工程,但要科学认知和区别对待不同类型的地球工程技术;不同地球工程技术作为应对气候变化手段的作用不同,但相较于减缓手段来说都具有末端治理属性,不仅不能从根本上改善人类福祉,还可能给整个地球生态系统引入新的风险;太阳地球工程与大规模的生物能源碳捕集与封存(BECCS)的外部影响具有潜在不确定性,作为全球公共物品的成本收益难以简单、直接权衡,盲目实施会加剧区域和代际之间的不公平;太阳地球工程潜在影响的巨大溢出效应、风险、不确定性和区域非对称性是寻求最优气候政策组合的关键变量,给全球气候治理的国家间博弈增加了新的变数。中国要在全球生态文明建设中发挥重要参与者、贡献者和引领者的作用,必须区别对待CDR和SRM不同类别的地球工程,加紧研发关键技术;将地球工程置于可持续发展大框架下,积极开展地球工程的综合影响评估和国际治理的专题研究,精心部署地球工程的发展战略;中国作为2020年生物多样性大会的主办国,应谨慎应对可能出现的地球工程治理议题,寻求国际共识,积极引领各国参与构建公平有效的地球工程治理机制。     

全球变暖与上游系列工程条件下长江流域的可持续发展

全世界热议的"全球变暖",目前已成为无需争辩的事实.虽然有些科学家认为,它将给亚非第三世界国家带来深重灾难,但对当前的全球变暖尚有多种不同的解释.我们的研究认为,当前的全球变暖并非由地球接收到的太阳辐射能量的变化所造成,而是由地球接收到的太阳辐射能量在地球表层重新分配所造成:有更多的地面热辐射被近地层大气截留,于是近地层大气增暖了,而其更上层大气则必定降温了.于是,将在增暖与变冷的大气层之间产生比过去更强烈的物质与能量的交换,这将造成越来越多地出现极端气象记录,其地理环境效应是增多"灾害性事件".对于长江流域来说,主要表现为西南季风与东南季风的强度与进退时间的不稳定性,与此同时将在降水方面出现更大的不稳定性,会增多地方性的过去极为少见的暴雨或少雨,有的地方将出现大洪水,有的地方又将出现干旱与高温.如在长江上游可能会有如1870、1981和1998年大洪水的发生,或如2006年高温大旱的发生;长江下游河口地区可能会有如1991年大洪水发生;鄱阳湖流域可能会有近年经常发生的在2007年又出现的局部大洪水或干旱的发生.     

河流生态系统管理研究——以香溪河为例

香溪河是三峡水库湖北库区最大的支流，其健康与否对三峡水库水质有直接影响，因此开展香溪河生态系统管理研究具有重要意义。然而，由于河流生态系统管理是一个新兴的研究领域，如何开展相关研究值得探讨。简要介绍了该领域的研究现状，并重点结合香溪河主要受水电站建设、流域土地不合理开发、工业污染等因素影响的事实，认为应该以保证水量、水质作为河流生态系统管理研究和各种管理措施的出发点，并以维持健康的水生态系统，保证河流各项服务功能的正常发挥为最终管理目标。以该思路为基础，就香溪河而言，可以着重从流域土地利用的生态学规划、香溪河水电站的生态学管理、香溪河流域水质污染源控制、香溪河生态系统健康和服务功能的监测及评价等四方面开展该河流的生态系统管理研究。     

跨境河流水量分配方法探讨:破产理论下的评估与改进北大核心CSCDCSSCI

跨境河流水量分配不均极易引发流域国间的冲突,如何在沿岸国之间实现公平合理的水量分配是流域国达成共识机制的关键。在总供给水量无法满足各沿岸国用水需求的前提下,使用破产理论分析具有明显优势,其合作博弈的性质和对个体关注的特点使其具有较好的应用前景。本文在比较评估10种已有破产规则的有效性和局限性基础上,对破产理论下的跨境河流水量分配方法进行优化改进。首先,依照破产理论的“清偿顺序”,确定有限水量进行破产分配的顺序,优先保证最基本人类生活用水和生态需水。其次,结合国际水法提出的“公平合理”和“不造成重大损害”原则,综合考虑其他因素,增设水资源贡献量、人口自然增长量、水资源开发落后地区倾斜系数和最低供水保障率四个参数,分别对PRO、CEL、AP三种传统破产规则进行改进,构建加权破产模型,探讨更加公平合理的跨境河流水量分配方法。最后,以澜沧江—湄公河流域旱季为例,测算不同破产规则下各沿岸国的分水量及满意度,在采用Borda计数法对各国偏好排序的基础上,综合考虑话语权的CPBSI(compromise programming based stability index)指数,定量判断各分配方法的稳定性。结果表明:①改进后的R_PRO、R_CEL、R_AP三种破产模型平均CPBSI指数值较低,整体稳定性较高,特别是相较于原分配方法均有较大幅度的降低,稳定性显著增强,可见本文提出的改进水量分配方法具有较好的适用性;②在改进后的模型中,R_PRO方法下的CPBSI指数最低,其次是R_AP,两者相对来说是比较稳定的水量分配方案,最有可能为流域成员国所接受,这对未来流域一体化相关协议的签订和谈判具有重要意义。     

鱼类生理和生态行为对河流生态因子响应研究进展

水利工程建设不仅阻断了河流的连续性,改变了河流生态因子,而且影响着河流水生生物,尤其是鱼类的生存、摄食、洄游、繁殖等行为。河流生态因子,如温度、流速、溶解氧浓度等,对鱼类生理和生态行为有显著性的影响。通过研究分析鱼类生理和生态行为与水力因子之间的关系,量化鱼类游泳过程中的能量消耗,结合生物学、生态工程、环境污染、管理等相关学科,建立更为精确的模型描述鱼类行为对水力因子的响应。结合河流生态因子研究鱼类生理及生态行为,对水利工程建设中鱼类资源的保护具有重要的意义。概述了水利工程建设对鱼类栖息生境的影响,归纳了目前国内外鱼类生理生态行为对河流生态因子响应研究内容及方法。同时,对以后研究重点和趋势进行了展望     

全球系统科学若干问题

全球系统科学是一门关于人类圈同地球圈层关系的学问。本文主要讨论(1)全球系统科学的研究对象;(2)全球系统的进化规律;(3)地球的最新圈层,(4)地球演化的新突变期;(5)全球问题的实质和前景等问题。     

非点源污染在东江河流水环境中的贡献比例估算

在我国,非点源污染已经成为水质恶化的主要原因之一,如何在有限的监测数据的基础上,定量非点源污染对河流水环境的影响对于水资源规划与水环境管理意义重大。文章将水文研究中径流自动分割的技术方法与非点源负荷估算的平均浓度法结合,尝试将一种水文研究中径流分割的新方法—滤波平滑最小值法应用在非点源污染与点源污染对河流水环境的贡献研究中,以期为在有限资料条件下估算河流非点源与点源污染负荷贡献率提供一种可行的技术手段。计算结果表明,2000年至2005年东江流域的CODMn主要来自于非点源污染,CODMn点源负荷呈逐渐下降的趋势,这与参考文献中其他研究结果一致;利用2000年至2005年同步水量水质监测月序列数据,应用滤波平滑最小值法与平均浓度法结合估算非点源与点源对于东江水环境的影响,具有可行性。在连续水量水质同步监测日序列数据缺乏的情况下,应用该方法估算非点源与点源污染的贡献,其方法和估算结果可应用在水资源规划与水环境保护规划中,为水环境管理政策的制定提供技术支持。     

上海多自然型河流整治实践与探索

简要介绍上海河流整治的3个发展历程及各阶段的特征,总结了多自然型河流整治过程中基于河流整治的河流形态多样性保护与创建、生态护岸建设、生物多样性培育等技术研究成果,以及基于水质改善的水量水质数值模拟、水环境承载力评价、截污治污、水质修复等技术方法。以工程实例说明,河流形态多样化是创造河流生物生境的基础,生态护岸建设可以营造并促进生物生存环境改善,生物多样性培育可以恢复滨水生态系统,底泥疏浚与截污治污则是水质修复的基础与根本手段,水资源调度有效提高水环境承载能力,生物化学方法加快了水质修复的进程。最后,以多条河流的水质与生物监测结果说明不同技术在上海多自然型河流整治实践中的应用情况。     

小型季节性河流生态补水需水量及调度方案研究

针对目前城市河流经常断流的突出问题, 以重庆主城典型重污染河流伏牛溪为例, 开展城市小型季节性河流生态补水自动调度方案的研究。通过分析伏牛溪年内径流特征, 确定了其补水时段为每年的11月~次年4月;通过计算伏牛溪生态环境需水量, 认为对于小型季节性河流的补水不应一味地追求常年丰沛、稳定的水量, 而应以重塑季节性河流天然健康的自然流态为目标, 从而提出了一种基于天然健康需水量的生态补水调度方案, 并制定了河源水库电动阀门及补水泵的运行控制策略等具体技术措施。结果表明, 采用该调度方案, 不仅能实现伏牛溪生态补水系统的自动化运行, 而且与现有补水系统运行方式相比, 可节能67.4%, 为补水系统的可持续运行创造了条件。     

全球地球观测系统有望十年内建成

2005年刚成立的政府间组织——地球观测组织近日宣布将用10年时间建成全球地球观测系统。     

河流生态系统服务价值评价综述

从介绍河流生态系统及其服务价值出发,在系统总结前人研究成果的基础上,综合阐述了河流生态系统服务特征、服务功能和服务价值的内涵。结合河流生态系统服务功能特征,划分河流生态系统服务功能为淡水供给、物质生产、生态支持、生态调节和文化娱乐五大类,并根据服务价值与服务功能的对应关系,将河流生态系统服务价值划分为对应的5大类17种。详细阐述了17种服务功能价值的评价方法及计算公式,并对河流生态系统服务功能价值今后的研究提出展望,旨在为河流管理部门客观评价和有效利用河流生态系统服务价值提供科学依据。     

南水北调工程及其生态安全：优先研究领域

南水北调工程的实施将大幅度增加黄河上游径流量，并同时减少长江尤其是其上游及汉江下游的径流量，从而导致两条主要河流及其支流的水环境改变。中线工程从汉江上游丹江口水库调水，库区上游90 000余km2内的非点源污染和1 300万人口的生活污水处理设施的缺乏对水质将产生重大影响;调水引起水文节律的改变从而对东线沿途的湖泊生态系统产生重大影响;黄淮海平原受水区可利用水量的增加也可能导致该地区的盐渍化。介绍了南水北调工程并讨论了其必要性，提出了工程对生物迁移的影响、水环境及水生态安全、水资源保护的流域生态系统管理和西部退化生态系统的恢复和重建等优先研究领域，并提出结合“中国生态系统研究网络”、“生态环境国家野外科学观测研究站”的建设和长期监测来保障工程生态安全的策略。     

西南国际河流水资源状态及开发中的问题

西南国际河流流域地形复杂、海拔高、人口稀少,人均水资源量丰富,出境水量大,水质好,目前开发利用程度低,具有广阔的开发利用前景。但随着我国加入WTO,经济和社会发展融入国际的步伐加快,对国际河流的开发和利用也必然要按照国际法或国际惯例。首先对西南国际河流水资源的自然状态,我国在各自流域中的地位、开发利用状态以及存在的问题进行了论述;然后讨论国际河流开发中应注意的问题和准则;最后,根据可持续发展的原则和各个河流的特点,提出建议：应该充分认识到我国西南国际河流地区生态环境脆弱和社会经济发展水平较低的状态,今后应以水资源保护为主,优先发展航运和旅游业,合理开发水能资源。同时应积极参与国际合作与交流,与相关国家共同开发流域水资源,促进流域经济社会的可持续发展。     

乌江流域梯级水库入出库河流中总汞和甲基汞的时空分布

2006年1~12月,每月采集乌江流域梯级水库入出库河流水样,用两次金汞齐-冷原子荧光光谱法和蒸馏-乙基化结合GC CVAFS法测定了水中总汞和甲基汞的浓度。结果表明：（1）入出库河流中总汞年均加权浓度分别为317和 2.34 ng/L,甲基汞为014和 0.18 ng/L。（2）不同水库入出库河流中总汞和甲基汞的时空分布特征不同,位于上游第一级的普定和洪家渡水库入库河流中总汞有明显的季节变化趋势,且显著低于出库河流;而甲基汞的季节变化在出库河流中较为明显,而且库龄大的普定、东风、乌江渡水库出库河流中甲基汞浓度显著高于入库河流。（3）相关分析发现水库入库河流中总汞、甲基汞浓度主要受悬浮颗粒物的影响,而与水量间的相关性因水库所处位置的不同而有差异,上游的普定和洪家渡水库中呈显著正相关,其它水库中呈负相关。