基于生态服务供给成本的三江源区生态补偿标准核算方法研究

为了对生态保护地区进行合理补偿,亟需构建生态补偿标准的核算方法.通过对适用前提、现实条件、方法确定性等方面的比较,提出了相对准确可行的、基于生态服务供给成本的核算方法.在此基础上,构建理论分析框架,阐释了生态服务供给成本由加强生态建设和环境治理投入的显性成本和隐性成本构成,其中隐性成本又包括直接限制资源环境要素利用的成本和间接影响相关要素的成本;最后,将该核算方法应用于三江源区生态补偿研究.结果表明:三江源区生态服务供给的显性成本包括生态保护与建设成本、农牧民生产生活基础设施建设成本和生态保护支撑项目成本;直接限制资源环境要素利用的隐性成本为畜牧业、水电业、矿业的损失扣除旅游业增加之后的变化量;间接影响相关要素的隐性成本为因保护措施而带来的整体经济发展降低扣除直接限制资源环境要素的成本后的部分.以2013年为例,三江源区生态保护的显性成本为9.4×108元,隐性成本为22.4×108元,其中直接限制资源环境要素的成本为10.6×108元,间接影响相关要素的成本为11.8×108元,补偿额度应为31.8×108元.由于基于生态服务供给成本的核算方法仅考虑了经济损失,未来可结合生态环境方面的成本和效益做进一步完善.      

基于生态保护成本的三江源区生态补偿资金估算

为了量化生态保护成本作为生态补偿的理论最低标准,以三江源区为例,将生态保护成本作为生态补偿标准下限,从实际需求角度分析基于生态保护成本的生态补偿标准核算范围与指标体系,结合相关政策和调研资料,采用费用分析法对生态保护成本进行动态核算,以2010年为基准年,确定与量化2011—2030年三江源区16县1乡的生态补偿标准.结果表明:① 2011—2030年三江源区生态补偿标准下限为4 095.4×108元,其中,2010年为177.7×108元,2011—2020年为2 069.5×108元,2021—2030年为2 025.9×108元.② 按补偿资金的不同投入类别,生态保护与建设投入的补偿下限为1 728.6×108元,居民生产生活改善投入的补偿下限为1 250.4×108元,基本公共服务能力投入的补偿下限为1 116.4×108元.③ 2011—2030年,三江源区土地生态保护投入由12元/（hm2·a）增至180元/（hm2·a）,农牧民生产生活改善的投入由4 500元/人增至8 000元/人.生态补偿资金的差异主要源于草地退化严重程度、人口分布相对集中程度等方面,这将有助于缓解三江源区“人-草-畜”这一核心矛盾,同时有助于推进三江源区生态补偿机制的建立.      

甲醛和甲醇染毒对小鼠造血组织的毒性作用

为了探究甲醛(Formaldehyde,FA)对造血组织的毒性,分析甲醛的毒性是否与中间代谢产物——甲醇(Methanol,MeOH)的毒性一致,以72只昆明小鼠为受试动物,随机分为6组〔①对照组,仅灌服生理盐水;②FA₄₀组,单独灌服甲醛(FA),w(FA)为40 mg/kg;③ MeOH₄₀组,单独灌服甲醇(MeOH),w(MeOH)为40 mg/kg;④FA₁₀+MeOH₃₀组,同时灌服甲醛和甲醇,w(FA)为10 mg/kg、w(MeOH)为30 mg/kg;⑤FA₂₀+MeOH₂₀组,同时灌服甲醛和甲醇,w(FA)为20 mg/kg、w(MeOH)为20 mg/kg;⑥FA₃₀+MeOH₁₀组〕,同时灌服甲醛和甲醇,w(FA)为30 mg/kg、w(MeOH)为10 mg/kg,连续灌胃7 d,检测小鼠的肝脏氧化损伤程度、血液和骨髓内甲醛含量以及甲醛脱氢酶的相对表达量,比较甲醇和甲醛毒性的差异性.结果表明:与对照组相比,各染毒组小鼠肝脏内ROS(reactive oxygen,活性氧)含量极显著增加(P<0.01),FA₃₀+MeOH₁₀组的ROS含量显著上升(P<0.05);肝脏内MDA(malondialdehyde,丙二醛)含量极显著下降(P<0.01),GSH(glutathione,谷胱甘肽)含量极显著升高(P<0.01);在甲醛和甲醇联合染毒组中,随着甲醛含量的增加和甲醇含量的减少,氧化损伤程度呈上升趋势.AHMT(4-amino-3-hydrazine-5-mercapto-1,2,4-triazole)法测定结果显示,各染毒组小鼠血液和骨髓中甲醛含量与对照组相比均无显著差异;RT-PCR法测定结果显示,各染毒组小鼠中甲醛脱氢酶的相对表达量较对照组显著增加;FA₄₀组与MeOH₄₀组甲醛脱氢酶的相对表达量差异显著(P<0.01);与FA₃₀+MeOH₁₀组相比,FA₁₀+MeOH₃₀组中甲醛脱氢酶的相对表达量极显著增加(P<0.01),甲醛和甲醇联合染毒组中甲醛脱氢酶的相对表达量随着甲醛含量的增加和甲醇含量的减少呈上升趋势.研究显示,甲醛和甲醇的毒性不一致,甲醛对造血组织的毒性可能存在其他方式.      

基于Landsat-8数据和劈窗算法的地表温度反演及城市热岛效应研究

陆地表面温度(Land Surface Temperature,LST)是地表能量平衡组分中的一个重要参数。随着卫星遥感技术的快速发展,遥感反演成为获取区域LST的一个重要手段。目前已有学者提出多种基于遥感数据反演LST的算法,其中劈窗算法被证明是一种精度较高的算法。基于Landsat-8卫星30 m空间分辨率的陆地成像仪(OLI)数据和100 m分辨率的热红外传感器(TIRS)数据,采用劈窗算法计算了无锡地区的LST,并采用地面实测水温数据和同步的MODIS温度产品对Landsat-8的计算结果进行了验证和对比分析。结果表明:基于Landsat-8数据和劈窗算法获取的LST精度较高,误差1K。在计算的LST结果基础上,进一步提取了热场变异指数来分析城市热岛空间分布特征,给出了城市热岛效应的定量化描述,并就不同地表覆盖类型对热岛效应的影响进行了分析。     

三江平原不同退化阶段小叶章湿地土壤真菌群落结构组成变化

为了了解三江平原小叶章湿地真菌群落结构及多样性变化,探讨湿地水分下降对真菌群落结构的影响.本研究采用高通量测序技术,分析和比较了黑龙江省科学院自然与生态研究所三江平原野外试验研究站内3个不同退化阶段小叶章生态类型湿地真菌群落结构多样性,探讨真菌群落改变的原因.结果表明,从小叶章沼泽湿地(w0)→小叶章沼泽化草甸湿地(w1)→小叶章草甸湿地(w2)的变化,土壤Shannon-Wiener指数(H)呈现出逐步上升的规律,即:w0w1w2.序列比对结果显示,不同小叶章湿地土壤真菌分别属于子囊菌(Ascomycota)、担子菌(Basidiomycota)、壶菌(Chytridiomycota)、未知菌(Fungi_unclassified)、接合菌(Zygomycota)这5个真菌类群,优势菌门为未知菌门(75.12%)、子囊菌门(56.56%)、担子菌门(72.65%).而且Heatmap分析也显示沼泽化草甸湿地和草甸湿地的真菌群落结构和组成比较接近.真菌群落结构受到了土壤养分以及植物组成等影响,其中土壤养分解释贡献率达88.62%,植物组成解释贡献率达到9.85%.三江平原小叶章湿地不同退化阶段湿地真菌群落结构存在较大差异,土壤水分因子对真菌多样性影响较大.这为研究三江平原湿地退化后的真菌结构多样性及空间异质性提供了科学依据.     

土壤包气带含水率对氯代烃垂向迁移影响的模拟研究

氯代烃类挥发性有机物在土壤包气带中的垂向迁移是该类污染物呼吸暴露风险的重要途径.为探究氯代烃在土壤包气带中的垂向迁移规律,通过室内土柱模拟试验,研究土壤包气带含水率对不同氯代烃〔TCE(三氯乙烯)、PCE(四氯乙烯)〕气相扩散速率的影响,并通过线性拟合筛选出更准确的气相有效扩散系数预测模型.结果表明,土壤含水率与氯代烃气相有效扩散系数呈显著负相关〔R=-0.89,P < 0.01,n=7(TCE);R=-0.86,P < 0.01,n=7(PCE)〕.随着土壤含水率由0.5%增至40.0%,TCE气相有效扩散系数(D_T)由0.035 9 cm2/s降至0.002 5 cm2/s,平衡时间由13 h增至91 h,平衡时气体浓度由4.22 g/m3降至0.31 g/m3;PCE气相有效扩散系数(D_P)由0.033 9 cm2/s降至0.001 1 cm2/s,平衡时间由15 h增至103 h,平衡时气体浓度由3.01 g/m3降至0.12 g/m3.与Penman模型、Marshall模型模拟值相比,Millington-Quirk模型模拟值与氯代烃气相有效扩散系数实测值的拟合程度更好(R>0.95,P < 0.01,n=7).研究显示,土壤包气带含水率的增加对氯代烃气相扩散有明显的抑制作用.      

微污染河水旁路复氧修复效果及污染物去除动力学特征

为改善受污河流水质,保障小城镇饮用水安全,在野外条件下构建DW(跌水池)、SW(深水池)和QW(浅水池)3种装置对微污染河流进行旁路复氧修复,考察不同装置对污染物的去除效果及进水污染物负荷及水力负荷对污染物去除的影响.结果表明,3种旁路复氧修复装置在较高进水ρ(DO)情况下,能够进一步提升ρ(DO),复氧作用表现为QW>DW>SW.DW、SW和QW对NH₄+-N、TN、TP和COD_Mn的平均去除率分别为39.5%~41.8%、1.0%~25.8%、13.8%~16.4%和6.4%~8.8%.污染物出水浓度和进水负荷具有较强的线性关系(R2>0.8);随着水力负荷的降低,污染物去除效果均有所提升.一级动力学模型可以较好地模拟修复系统中水力负荷与污染物去除的关系(R2>0.9).      

连云港市泥砂质潮间带大型底栖动物群落调查

于2013年9月对连云港市某泥砂质潮间带3个站位的大型底栖动物进行调查,结果表明,有大型底栖动物57种,其中多毛类23种,甲壳类18种,软体动物10种,其他类群6种。该潮间带大型底栖动物的总平均丰度为2 119.1 m-2,总平均生物量为66.34 g/m2,其中光滑狭口螺(Stenothyra glabar)在高潮带的丰度高达3 082.7 m-2,整个潮间带丰度呈现由高潮带向低潮带逐渐降低的趋势。潮间带Shannon-Wiener多样性指数平均值3.26;整个调查潮间带的沉积物环境较清洁。     

丰水期乌江上游干流水库-河流体系硫同位素组成

2007年7月对乌江上游河流、乌江干流上的3座不同库龄的梯级水库（洪家渡水库、东风水库、乌江渡水库）表层及垂直剖面水体的可溶性硫酸盐的硫同位素组成进行了研究。在垂直剖面上,洪家渡水库硫同位素值（δ34S）介于+03‰~+31‰,下泄水为-07‰;东风水库δ34S值介于-75‰~-55‰,下泄水为-68‰;乌江渡水库δ34S值介于-43‰~-06‰,下泄水为-29‰。上述结论表明,硫同位素组成变化反映了水库硫的不同来源及生物地球化学过程。不同水库表层和垂直剖面水体的硫同位素平均值有差别,水库表层的硫同位素比值主要受输入水体的控制,垂直剖面由表层向下硫同位素比值偏负,主要是由于生物作用以及有机硫的氧化造成的。     

三江平原地区农田土壤中几种重金属空间分布状况

以三江平原地区农田土壤为研究对象,基于网格法取样,运用经典统计学和地统计学方法对研究区域内土壤重金属As、Cr、Cu、Pb和Zn的空间分布特征进行研究。结果表明,三江平原地区5种土壤重金属具有较高的空间异质性,变异系数在30.67%~66.89%之间;As、Cr、Cu、Pb和Zn均具有较强的空间自相关性,空间自相关范围较广;As和Cr的块金值和基台值之比〔C0/(C0+C)〕25%,其空间变异主要由土壤母质、地形和气候等自然因素(结构性变异)引起,Cu、Pb和Zn的C0/(C0+C)为35.8%~43.2%,非结构性因素对Cu、Pb和Zn的影响较大;5种重金属元素的空间分布格局不同,土壤各重金属元素在小尺度范围内存在明显的空间变异,除Cu元素外,其他4种重金属元素在大尺度空间范围内均不具有明显的空间分布规律;采用普通克里格插值法得到三江平原地区表层土壤重金属的空间分布图,发现土壤重金属含量与土壤类型、土壤理化性质、土地利用方式以及矿山开采、农业机械化强度、农业灌溉关系密切。