鄂北水资源配置工程受水区熊河水库碳氮磷沉积历史重构及源解析

鄂北岗地是国家重要的粮食主产区之一,但该区域也是湖北降水量最少的地区,水质污染严重。为缓解鄂北水资源短缺和污染问题,2015年湖北投资180亿实施了鄂北水资源配置工程,但目前对受水区相关水库的污染现状缺乏了解,对其碳、氮、磷污染历史缺乏认识。选择鄂北典型受水水库——熊河水库,利用沉积物²¹⁰Pb和¹³⁷Cs定年方法建立熊河水库建库以来坝前沉积物样品的年代序列,并结合沉积物理化分析和流域人口、国内生产总值(GDP)和粮食产量的数据,重建了人类活动与经济发展对熊河水库水环境的影响,结果表明在熊河水库采集的34 cm沉积物柱芯(命名为XHS)的沉积历史约66年(1953～2019年),平均沉积速率为0.66 cm/a;沉积物柱芯XHS的总有机碳含量为0.57%～1.56%,总氮含量为0.32～1.84 g/kg,总磷含量为0.97～1.91 g/kg。沉积物柱芯XHS的总有机碳含量与熊河水库流域人口数量、GDP和粮食产量的变化呈显著正相关,总氮与熊河水库流域粮食产量的变化呈显著正相关。沉积柱XHS中TP与Fe/Al-P、Ca-P、IP和OP呈正相关...     

湖泊型水源地管理研究——以苏州市太湖水源地为例

饮用水安全是最大的民生工程,也是自然资源管理研究的热点。基于实地调研、部门访谈和制度条文的梳理与分析,以苏州市太湖水源地为例研究湖泊型水源地管理体制。研究表明：我国水源地管理由国家、省、市、县的法律法规、规章和规范性文件构成相对完善的制度体系,具有水资源和水环境分割管理、流域管理和行政区管理交错的制度特征,初步具备了综合管理的架构;水源保护缺乏流域管治的思维,农村面源污染治理制度支撑不足;在管理手段上以命令控制型手段为主,经济激励与公众参与不足。建立水源地综合管理协调机制,完善经济激励手段,推进公众参与,实施水源地管理共同责任机制将有利于提高水源地管理效率     

近百年来长江中游牛轭湖沉积物铅元素富集记录及其环境意义——以长江荆江段牛轭湖群为例

通过对长江荆江段天鹅洲、中洲子和尺八3个牛轭湖钻孔沉积物进行短寿命放射性核素、粒度、磁学、铅元素测试与史志资料分析,在利用²¹⁰Pb比活度计算平均沉积速率,并结合史志资料与沉积物特征指示的事件进行沉积物年代校核基础上,运用地表物质非自然富集系数(EF值)方法,分析了牛轭湖沉积物铅元素富集状况。结果表明:三钻孔铅元素非自然因素富集特征基本一致,均起始于20世纪80年代初,并于2000年后呈下降状态,与我国铅污染历史及禁用含铅汽油的时间基本吻合;利用沉积物中铅元素非自然因素富集事件对沉积物进行断代分析,具有一定的可行性;牛轭湖河/湖沉积相转变未对沉积物铅元素的非自然因素富集产生影响,说明铅污染具有较广的“暴露面”。     

生态、经济协同发展的滨湖区空间管制分区研究——以巢湖东段为例

生态敏感性极高的滨湖区正面临着人类开发带来的环境威胁。旨在通过滨湖区空间管制,处理好保护与开发的关系,避免和减少开发过程中可能带来的负面环境问题,实现滨湖区持续、健康发展。应用模糊评价与GIS空间分析方法,首先从生态环境敏感性、经济发展潜力两大方面出发,构建了包括2项I 级指标、9项Ⅱ级指标和32项Ⅲ级指标的滨湖区空间管制分区评价指标体系;应用GIS空间分析模块,以500 m网格为基本评价单元,分别进行滨湖区的生态敏感性、经济发展潜力以及二者的叠加评价。结果显示：滨湖区从单元上可确定4类开发功能取向（适宜、较适宜、限制、禁止建设）,从区域生态、经济协同发展要求下,从满足生产、生活和生态的需要,宜将滨湖区划定不同功能的空间管制区     

基于情景分析的区域洪涝灾害风险评价——以巢湖流域为例

洪涝灾害是制约区域粮食安全和社会可持续发展的主要因子之一。在风险识别的基础上,从致灾因子、孕灾环境、承灾体等方面选取评价指标,建立评价指标体系。运用层次分析法确定指标权重,通过情景分析技术从降水、土地利用、人口、GDP等方面构建复合情景;应用GIS空间分析技术构建洪涝灾害风险评价模型,对巢湖流域洪涝灾害风险进行评价。研究结果表明:2020年巢湖流域洪涝灾害危险性由东南部向西北部减小;合肥市区的洪涝灾害易损性最大,和县的易损性最小。巢湖流域东南部洪涝灾害风险最大,西南部的大别山区风险较小,随着重现期的增大,流域的洪涝灾害风险也逐渐增大。模拟灾害发生的情景,并分析不同情景下的洪涝灾害风险,更能体现洪涝灾害的不确定性和变化性,为流域防洪战略决策研究提供科学依据。     

基于DEMATEL的区域洪涝灾害恢复力影响因素及评价指标体系研究——以巢湖流域为例

影响洪涝灾害恢复力的因素众多且相互关联,识别和区分这些影响因素,找到因素间互相影响程度和因果关系,对于明确洪涝灾害恢复力关键因素,快速找到需要改善的因素具有重要意义。通过分析灾害恢复力的内涵,从自然维、社会维、经济维、技术维、管理维5个维度构建区域洪涝灾害恢复力的影响因素指标体系,应用DEMATEL方法分析区域洪涝灾害恢复力影响因素之间的关系,并以巢湖流域为例凝练出适合该区域的洪涝灾害恢复力评价指标体系,结果表明,一级指标中自然维、经济维对其他因素影响最为显著,二级指标中政府财政支撑能力、土地因子、地形因子对其他影响因素的影响最大;而一级指标中经济维和社会维与其他因素关系最为密切,二级指标中政府财政支撑能力、区域经济实力、土地因子处于核心的位置。从整体影响输出上看,一级指标中原因因素共有2个,分别为自然维、经济维,且以经济维为最,二级指标中原因因素有11个,涉及五个维度,包括所有自然维中因素,并以地形因子、政府财政支撑能力、灾害政策法规为重。一级指标中结果因素有3个,分别为管理维、技术维、社会维;二级指标中共有12个,以管理维中的因素为主,相比于原因因素,通过改善结果因素可以更直接的提高区域洪涝灾害恢复力的水平。     

基于ILBM的太湖饮用水源地管理研究——以苏州市为例

饮用水源地管理是全球关注的热点,安全的饮用水源供给依赖于不断完善的管理机制,湖泊流域综合管理(ILBM)可以为水源地管理的完善提供很好的框架。湖泊流域综合管理框架由管理组织、政策、公众参与、信息、科学技术和资金六要素构成。基于该框架,文章对苏州太湖水源地管理现状进行了分析和诊断。研究发现,苏州市太湖水源地管理存在缺乏有效的管理组织协调机制、缺乏经济激励型和教育与公众参与政策、公众参与水平低、信息可信赖度差、科学技术与地方需求结合不紧密、资金投入不稳定等问题。基于ILBM管理框架,提出了水源地管理优化的政策建议。     

近百年来长江荆江段牛轭湖沉积的孢粉、炭屑特征及其环境意义——以天鹅洲、尺八湖为例

根根据长江荆江段沿江牛轭湖天鹅洲和尺八沉积钻孔柱样,在建立了高分辨率的年代框架的基础上,分别进行了沉积物孢粉、炭屑分析,并结合荆州市1955~2012年的气候数据、史志记载的洪水和火灾等环境事件进行了综合分析。结果显示:天鹅洲、尺八两湖泊钻孔沉积物的孢粉和炭屑特征均较好地响应了近百年来湖区周边的环境变化;牛轭湖在裁断成湖之前、成湖之后的孢粉、炭屑特征不同:成湖之前,沉积物总孢粉浓度与乔木、灌木孢粉浓度都相对较低,水生植物和蕨类植物孢粉浓度相对较高,成湖之后乔木孢粉浓度仍呈减小趋势,但灌木、水生植物孢粉浓度呈波动增加趋势;利用沉积物炭屑浓度与孢粉浓度的比值(C/P值)指标,可以较好地指示自然山火与人类聚居地火灾等燃烧事件在沉积物中的记录,而且综合利用C/P值与沉积物孢粉特征,有可能厘清长江全流域洪水与局地洪涝事件的沉积记录。     

长江禁捕补偿政策对渔户生计的影响——以长江中下游为例

长江流域禁捕补偿政策的实施使数十万捕捞渔民失去原有生计手段,有效识别渔户受到禁捕政策的外部冲击时生计能力的变化是帮助退捕渔户改善生计的前提。以安徽、江苏、湖北三省份退捕渔户为研究对象,构建适用于退捕渔户生计资本评价指标体系,从生计资本的总量、结构和流动性3个方面分析长江禁捕补偿政策对渔户生计的影响。结果表明：(1)退捕渔户生计资本总指数显著提升,人力资本、物质资本、金融资本和社会资本指数均得到显著增长。(2)退捕渔户生计资本耦合协调度指数得到显著增长,生计资本结构总体由失调向协调转变。(3)退捕渔户生计资本表现出较高流动性,渔户群体贫富差距缩小。(4)不同地区间政策对生计资本产生的影响存在异质性。安徽省渔户各项生计资本指数及生计资本耦合协调度指数均得到显著提升,生计资本的流动性最高;江苏、湖北省渔户心理资本指数显著下降,退捕前后金融资本指数、生计资本总指数及生计资本耦合协调度指数无显著性差异。根据研究结果,禁捕补偿政策的实施对退捕渔户生计的可持续产生了积极影响,但渔户生计发展停滞,退捕地区的社会和谐稳定及渔户生计资本阶层的重新固化仍是十年禁渔需要持续关注的问题。     

太湖日本沼虾、秀丽白虾现存量的周年动态研究——以梅梁湾、贡湖湾为例

太湖日本沼虾与秀丽白虾资源较为丰富,在太湖渔业中占有非常重要的地位,但对两种虾类资源动态的研究较少。对梅梁湾和贡湖日本沼虾、秀丽白虾现存量进行了周年调查,结果表明,梅梁湾和贡湖湾日本沼虾丰度和现存量一年内出现波动,冬季较低,春季开始增加,夏季达到高峰,9月后丰度和现存量大幅下降,随后随着个体的生长又有所上升,说明其资源量在短期内受繁殖和捕捞的影响会大幅震荡。不同湖区日本沼虾丰度和现存量存在差异,夏季沿岸带的丰度和现存量明显比敞水区大,主要是6~9月沿岸带分布量增多,说明日本沼虾繁殖季节的亲虾及当年繁殖的幼虾大量栖息于沿岸带,而非敞水区。贡湖秀丽白虾水草区丰度和现存量最高,说明秀丽白虾喜栖息于有沉水植物分布的水域。为合理利用太湖虾类资源提供依据     

长江中下游湖泊保护和管理的若干建议

长江中下游地区是我国面向21世纪的经济重地,长江是我国唯一具有全国意义的战略水源地,是我国水资源供需平衡的最后防线。然而在自然演化宏观背景下,流域经济的高速发展,大规模开发利用等人类活动的强烈影响,引发了一系列负面环境效应。湖泊湿地生态环境被破坏问题严重,突出表现在生态调节和自我恢复功能大幅度降低,并已造成了严重的生态后果,危及长江水系的生态平衡,影响了区域经济的可持续发展。在大量野外考察和调查基础上,针对长江中下游湖泊湿地当前的生态环境状况及存在的问题,提出了若干对策和建议。     

长江中下游湖区浮游植物初级生产力估算

长江中下游是我国淡水湖泊最集中的区域,也是富营养化较为严重的地区。作为湖泊系统初级生产力的主要影响因子氮、磷等营养元素增加,会显著影响湖泊系统的初级生产力。近几十年来越来越多的学者运用模型来模拟湖泊等水体的初级生产力。而VGPM模型和Talling模型综合考虑了水温、光合有效辐射、湖泊叶绿素浓度和真光层深度等因素,能较准确地模拟水柱初级生产力。1987~1991年、2001～2005年长江中下游湖区湖水中TP浓度分别为0059～0105和0070~0167 mg/L,湖泊TP浓度升高,导致湖泊藻类初级生产力增大。15 a间湖区的初级生产力由0139～0381 gC/(m2〖DK〗·d)上升到0128～0504 gC/(m2〖DK〗·d)。在VGPM模型1987～1991年、2001～2005年湖区固碳量由3 32125 tC/d上升到3 76502 tC/d,增加1336%;在Talling模型中湖区固碳量由2 39964 tC/d上升到3 27242 tC/d,增加3637%     

长江中游大型通江湖泊湿地景观格局演变特征

鄱阳湖和洞庭湖湿地是长江中游仅有的两个天然通江湖泊湿地,具有不可替代自然和人文价值。近年来,尤其是三峡工程运行以后两湖湿地景观格局发生改变,对区域生态系统平衡和社会经济发展产生重要影响。以Landsat 7为数据源,通过决策树分类及高斯回归的方法定量评估了三峡工程运行前后两湖湿地景观格局的演变特征及其差异性,旨在正确认识大型水利工程的生态效应,为湿地保护与重建提供科学依据。结果表明:2000~2014年,洞庭湖枯水期水位变化不明显。从历史演变特征来看,虽然有少部分植被挤占泥滩和水体,但总体上3种湿地景观类型面积变化不大。相比之下,三峡工程运行后鄱阳湖枯水期水位显著下降,水体面积萎缩近14%,植被面积增加约8%。与2000年相比,2014年鄱阳湖植被分布高程下降了1 m多。不同程度的干旱胁迫是形成两湖湿地景观格局差异性演变特征的主要原因。     

近35a长江中游大型通江湖泊季节性水情变化规律研究

长江中游自然通江的洞庭湖和鄱阳湖,在长期的季风气候以及江湖交互作用下形成了相对稳定的涨-丰-退-枯季节性水位波动模式。近几十年来,受水利工程及气候变化的双重影响,两湖季节性水情均发生了显著改变。揭示和对比两湖季节性水位波动近年来的变化趋势及强度并分析其形成的可能原因,对于指导两湖地区的湖泊管理与实践,理解长江中游江湖关系演变现状具有重要意义。基于此,以2003年为断点(即1980~2002年与2003~2014年两时段),首先通过湖区多站点水文要素的单因素方差分析揭示两湖各自的季节性水情变化特征;然后通过两湖季节性水情变化状况的对比,分析长江中游大型通江湖泊水情变化的规律及其形成原因。得出的主要结论如下:(1)2003年后,涨水期和枯水期的两湖水情均呈偏枯趋势,且水位降幅均在由上游到中游的过程中扩大,由中游到下游的过程中减小,甚至涨水和枯水期的洞庭湖下游湖区还出现了水位的小幅抬升。(2)2003年后,丰水期和退水期的洞庭湖偏枯趋势呈现不同的空间分异,丰水期的洞庭湖水位下降程度在上、中游湖区更为剧烈,而退水期的水位下降程度在中、下游湖区更为剧烈。与此同时段的鄱阳湖偏枯趋势在丰水期和退水期均在由上游至下游的过程中增加。(3)2003年后的洞庭湖水位降幅在各个季节各个湖区均显著小于位于其下游的鄱阳湖。江湖关系对两湖及其不同湖区的作用方式和强度的差异是造成两湖季节性水情演变差异的主要原因。     

长江中下游湿地保护与流域生态管理

湿地是地球上具有多功能的、独特的生态系统,是人类最重要的生存环境之一。长江中下游湿地保护必须从流域管理角度进行规划和保护,应由过去主要是单块湿地保护向按流域系统保护的转变。具体可采取以下措施：在流域内建立统一协调机制,对流域湿地进行保护与合理利用,合理布局,统一规划;按湖泊流域和物种分布整合现有保护区,建立新的湿地保护区,解决目前管理上的制约问题;大力开展湿地修复重建;推进退耕还林、长江防护林等工程建设,发挥森林治理水土流失、涵养水源的作用;在保护的前提下科学合理地利用长江中下游湿地资源,开拓新的生产力;同时加强湿地科学研究。     

近52a长江中下游地区极端降水的时空变化特征

长江中下游地区是我国主要农业区,同时也是降水异常,洪涝灾害频繁发生的地区之一,对长江中下游地区极端降水变化的研究,可以为该区农业生产及防洪减灾提供参考依据。利用1961~2012年间的长江中下游地区84个站点的逐日降水观测资料,基于年最大日降水(AM)序列与超门限峰值降水(POT)序列,通过滑动平均、Mann-Kendall检验法、线性倾向估计等方法,分析了该地区极端降水事件的时空变化特征。结果表明:(1)长江中下游地区近52a来极端降水量呈现为较明显的增加趋势,且极端降水量速率为9.3mm/10a,存在较为明显的年代际波动变化特征,1990年以后进入极端降水量偏多的时期;(2)AM与POT序列多年平均值大值主要分布在江西省大部、湖北东南部以及安徽南部;AM与POT序列多年标准差大值主要分布江西东南部与北部,湖北东南部以及湖南西北部;AM序列多年平均值与标准差均高于POT序列,AM序列年际间振幅要明显强于POT序列,极端降水年际变化幅度大于年内变化;(3)长江中下游沿岸地区年最大日降水量主要表现为增加趋势,长江以北的西部地区则主要表现为减少趋势;长江沿岸地区以及中东部地区的极端降水量主要表现为增加趋势,西部地区则主要表现为减少趋势。     

长江中下游水土环境的主要问题及其对策

阐述长江中下游水土环境正面临洪涝灾害、湖泊萎缩、水域污染、土地潜沼化和盐渍化的严重威胁。有关调查表明,洪涝灾害已影响到沿江平原湖区210县,13.9×104km2的土地面积;长江干流沿江城市污染带已达500km;汉江下游出现了"水华"现象,几乎所有淡水湖泊都出现不同程度的富营养化;湖泊萎缩减少1.3×104km2的面积,沼泽化和鱼类资源衰退日益严重;长江中游的潜沼化,下游的盐渍化阻碍着农业生产的安全。所有这些已危及区域的可持续发展和长江经济带的建设,必须引起高度重视。对此,提出了若干相应的对策和建议,包括长江立法,建立流域管理机构,实行全流域水环境一体化管理模式,保护湿地,加强科学研究特别是调水对长江中下游生态环境影响评价等。     

长江中下游流域旱涝急转时空演变特征分析

基于长江中下游流域75个雨量站1960~2012年的日降水资料,通过定义长、短周期旱涝急转指数,全面地分析了长江中下游流域旱涝急转的趋势变化和时空分布特征。研究结果表明:(1)长周期旱涝急转表现为以涝转旱事件为主,且存在由旱涝急转事件向全旱或全涝事件过渡的趋势,短周期的旱涝急转发生频率较高的也是涝转旱事件;(2)长江中下游北岸多发生旱转涝事件,南岸则多发生涝转旱事件;(3)1998年和2011年6~7月短周期高强度旱转涝事件发生在长江北岸,涝转旱事件发生在南岸地区;5~6月与7~8月旱涝急转事件强度分布则呈相反状态;(4)总体来说,长、短周期涝转旱频次呈现不断减小的趋势,旱转涝有轻微增加的趋势。7~8月则较为特殊,湘江流域涝转旱有增加的趋势,洞庭湖地区涝转旱显著增加,此研究结果可以为长江中下游流域防洪抗旱工作提供一定的依据。     

长江中游湿地系统驱动关系的演变及保护展望

简要介绍了长江中游湿地的概况,分析了湿地演变的现状。在自然和人为因素长期、综合作用下,长江中游湿地发生了显著的不合理演变,主要表现在：湖泊面积减少,湿地功能下降;湿地资源的过度和不合理利用,生物多样性下降;湿地环境污染日益严重;湿地整体价值受损。重点对湿地系统演变过程中的几个关键驱动关系进行了探讨,包括江湖关系、蓄泄关系、湖垸关系和山湖（河）关系等。在此基础上,针对长江中游湿地演变的现状和利用保护过程中存在的问题,从流域综合管理角度出发,对长江中游湿地的保护进行了展望,提出了基于流域管理思想的长江中游湿地保护对策和措施,主要包括：加强流域统一协调管理;遵循流域管理原则,理顺湿地系统的各种关系,做好湿地生态规划;加强流域生态管理模式研究;加强长江中上游流域水土流失的综合治理;加强自然保护区建设和管理,保护湿地生物多样性。     

长江中下游地区连阴雨变化特征分析

利用长江中下游地区86站1961~2011年逐日降水量资料,采用线性倾向估计法和M-K突变检验法,分析该地区年连阴雨日数、过程次数、总降水量及降水强度的时空变化特征。结果显示:长江中下游地区大部连阴雨日数有70~130 d/a、连阴雨过程次数有7~12次/a、连阴雨总雨量为500~1 300 mm/a、年均连阴雨强度为8~10 mm/d,连阴雨过程持续时间多在8~11 d/次左右。其中连阴雨日数和频次总体呈现出南多北少、连阴雨总雨量呈东南多西北少、雨强呈东强西弱的分布态势;近50 a来,长江中下游地区平均年连阴雨日数、连阴雨过程频次、连阴雨总雨量均呈减少趋势,减少速率分别为3.8 d/10 a、0.3次/10 a、18.5 mm/10 a,其中连阴雨日数、频次减少趋势显著;降水强度呈显著增加趋势,增加速率为0.2 mm/(d·10 a)。空间上,西部连阴雨日数、过程次数均呈显著减少趋势,东部呈微弱的减少趋势;大部地区连阴雨总量均呈显著减少趋势,其中西部尤为突出。突变分析发现,长江中下游连阴雨存在突变年份,各统计因子突变主要集中在1991~2011年,连阴雨日数减少突变发生在2003年,2006年起减少趋势超过显著性水平;连阴雨频次突变发生在2004年,2010年起减少趋势超过显著性水平;连阴雨总雨量突变发生在2006年,但这种突变不显著;连阴雨降水强度于1992~1994年发生突变,2010年起增加趋势超过显著性水平。