城市生态系统复合下垫面碳通量特征——以上海市奉贤大学城为例

随着城市化进程的加速和城市人口规模的增加,城市已成为最大的碳源,研究城市生态系统对大气二氧化碳的贡献成为碳循环研究的焦点问题之一。基于研究区域内土地利用现状和一年的涡动观测系统观测数据,结合地理信息技术(Arc GIS)和通量计算工具(Eddypro及ART Footprint Tool)以及碳通量足迹模型分析了上海奉贤大学城碳通量足迹特征,基于此探讨不同下垫面类型,包括以草本和木本等透水层为主的下垫面(称为自然系统),以建筑物、道路等不透水层为主的下垫面(称为社会系统)碳通量的变化特征。研究结果表明:1)在不同风向上,碳通量贡献区范围随着大气稳定度的增加而扩大。大气处于稳定条件下,非主风向上的碳通量贡献区范围(最大范围1 100 m)比主风向上的碳通量贡献区范围(最大范围780m)要大;当大气处于不稳定条件下时主风向和非主风向下的碳通量贡献区范围相差不大(最大范围分别为321和351m)。2)不同下垫面其源汇特征不同,以绿色植物为主的自然系统年碳通量均值为–4.1μmol/m~2/s,表现为碳汇;社会系统的年碳通量均值为8.6μmol/m~2/s,表现为碳源。3)自然系统的碳通量日变化具有较明显的季节分异,变化特征大致呈"U"型;社会系统的碳通量日变化没有明显的季节分异,变化特征大致呈"M"型。绿色植物对城市生态系统的大气二氧化碳有降低作用,结合自然和社会系统的碳通量变化特征可以为以后合理规划城市布局,建立低碳城市提供服务。     

长江上游向家坝库区鸟类多样性研究及生境价值评估

2011年利用样线法对长江上游向家坝库区夏、秋季鸟类进行了实地考察,共记录110种鸟类,隶属15目39科。通过5个调查点、2个对照点不同生境鸟类的多样性研究发现：（1）夏、秋季库区不同生境鸟类的Shannon Wiener 指数较低,几乎均未超过1.5,鸟类物种多样性相对贫乏;（2）库区各生境鸟类Pielou指数均超过了0.75,说明库区环境虽以人工植被为主,但并不单调;（3）阶地疏林灌丛、竹林与常绿落叶阔叶混交林的鸟类相似性差异最小〖JP2〗,而二者与芦苇、荩草丛滩地的差异最大,库区鸟类在不同生境中的分布存在着显著不同。在上述研究的基础上,从物种多样性和河流景观保护的角度,对库区鸟类的不同生境类型进行多要素综合分析,结果显示: 山地森林生境的物种多样性相对丰富,生态价值最高,而河滩和阶地疏林灌丛、竹林生境具备一定的景观特色,也有相当的生态价值     

长江源区浮游植物群落结构及分布特征

地处青藏高原腹地的长江源区是长江流域的水源涵养地和生态系统的天然屏障,同时也是自然生态系统最敏感、生态环境十分脆弱的地区,浮游植物作为水体生态系统中的初级生产者,其群落结构对反映水体质量具有重要的指示作用。为探究长江源区水环境特性和浮游植物群落特征,于2018年3月份与10月份对长江源区10个典型河段的水环境因子与浮游植物群落组成进行了系统调查。结果显示:10月份各调查河段流速、浊度、水温及电导率等水环境参数均比3月份高;同一月份中,楚玛尔河的浊度、盐度、电导率等水环境参数均显著高于其余河段;两个月份各调查河段的pH、溶解氧以及亚硝酸盐氮等指标差异不显著。采样调查共鉴定出浮游植物4门28属58种,其中以硅藻、绿藻和蓝藻物种数占优,分别占总数的79.3%、10.4%和8.6%。调查期间,长江源区浮游植物密度在6.06×10~4～39.90×10~4 cells·L~(-1)之间,平均生物量为0.59 mg·L~(-1)。浮游植物优势种有美丽颤藻(Oscillatoria formosa)、普通等片藻(Diatoma vulgare)、脆杆藻(Fragilaria sp.)、针杆藻(Synedra sp.)、舟形藻(Navicula sp.)、桥弯藻(Cymbella sp.)、小球藻(Chlorella sp.)等。两个月份Shannon-Wiener多样性指数(H’)均值分别为3.06和3.12,Margalef丰富度指数(D)均值为1.17和1.52,Pielou均匀度指数(J)均值为0.90和0.82。结合水体营养盐指标、浮游植物密度及多样性指数等指标对水质评价,长江源区水质总体呈无污染或轻度污染状态。     

基于景观尺度的流域土地覆被变化及其水文响应

水资源短缺已成为限制华北地区社会经济发展的主要因子之一,其中山区来水减少问题已成为该区域水资源研究亟待解决的关键问题。采用景观格局分析法及统计学方法对华北土石山区典型流域--红门川流域土地/覆被变化及其水文动态响应进行分析。结果表明：(1)1990～2005年流域景观呈破碎化趋势,其中,优势景观林地在研究时段内面积变化不大;耕地、建设用地面积增加趋势显著,增幅分别为431%和444%;水域减少趋势最为明显,减幅达208%。(2)土地利用/覆被变化对流域径流有显著调节作用：随着土地结构不断优化,森林、耕地面积的增加,1998～2005年流域平均年径流系数较1990～1998年下降77%;丰、平和枯水年径流系数则分别减少64%、31%和85%;当剔除降水因素后,土地利用景观结构优化使得月径流系数减少16%～100%。(3)土地利用/覆被变化对流域径流的调节作用呈现季节性,植物生长季径流调节尤为显著     

水源地生态补偿标准估算——以贵阳鱼洞峡水库为例

鱼洞河是乌江水系的一个小支流,为下游贵阳市提供饮用水水源。在鱼洞河上下游之间建立生态补偿机制,理论上需要知道上游治理污染和维护生态环境的费用,以及下游对上游提供的生态环境服务的支付意愿。只有下游的支付意愿大于上游的费用,上下游之间的生态补偿机制才有理论可能性。在对上游龙里县汇水区进行实地调研后,重点评估了当地安装沼气系统、坡耕地(≥25°)退耕还林、其他地区的土壤侵蚀防治以及点源污染治理费用,得出上游治理投资费用为199万元,年度费用每年89.2万元-168万元。采用意愿调查法(CVM)对贵阳市自来水用户对上游环境服务的支付意愿进行了评估。采用简单随机抽样方法在贵阳3个区内选取了900户作为样本,结果表明,有62.7%的人愿意为生态补偿付费。采用PROBIT模型,可以计算出为避免鱼洞河水质恶化的支付意愿均值为0.37元/m3,贵阳市自来水用户总的支付意愿每年达847万元。结果表明在鱼洞河水源地进行上下游生态补偿理论上是可能的,补偿标准介于上游费用与下游支付意愿之间。     

中国水泥行业节能减排的潜力与成本分析

全球水泥的温室气体排放约占人类活动排放的5%,其中中国的水泥产量就占到世界总量的50%,连续25年居世界第一位,2010年中国水泥总产量达到18.8亿t。水泥行业是我国排放和耗能的大户,其产业特点是总体产量高,企业平均规模小、技术水平低和产品结构落后,因而,水泥行业节能减排行动是我国应对气候变化的重要措施和基本内容,也是实现我国水泥工业可持续发展的重要保证。本文通过大量的实地调研和数据收集,在识别了18种水泥行业节能减排的典型技术基础上,以日产5 000 t的生产线作为基准,通过边际减排成本的测算,定量分析了我国水泥行业节能减排技术的减排潜力和成本,并最终得到这些技术的边际减排成本曲线,按照减排成本由低到高的排序,主要的减排技术分为能源利用效率、替代能源、混合水泥和CCS技术。最后通过分析我国水泥行业节能减排的技术现状及相关的政策障碍,给出了相应的应对措施和政策建议。     

基于二次能源省际调配的中国分省CO2排放量计算

节能减排目标任务的制定需要依据科学合理的CO2排放量测算。现有的IPCC提供的CO2排放量计算方法仅考虑一次能源燃料所产生的CO2,未考虑到二次能源省际调配的情况,不能真实反映各省CO2排放情况。本研究提出了考虑二次能源省际调配情况下CO2排放量的计算方法,并以2009年的数据为例,对各省能源消费CO2排放量进行了计算。考虑二次能源省际调配后,传统的能源大省如内蒙古、山西的CO2排放总量下降,东部沿海省份的CO2排放总量上升。中西部地区的CO2排放强度仍显著高于东部地区。中西部地区存在能源利用效率低、能源加工技术设备落后的情况,导致了西部地区的CO2排放强度偏高。建议中央在实施西部大开发"十二五"规划时,应当加强对中西部地区能源加工行业的投资,改善能源加工技术,改良加工设备,提高能源加工效率,降低CO2排放强度。建议由能源调入省向能源调出省份实施补偿。该部分补偿资金用于调出省的能源产业升级改造,以顺利实现节能减排的目标。     

水-粮食贸易:虚拟水研究进展

虚拟水思想强调的是水资源贡献，量化计算是其深入研究的基本，而是否选择虚拟水作为战略政策，应该考虑由不同国家的资源贡献和生产技术决定的比较利益。社会调适能力要求社会针对资源的第一性缺乏做相应调适并谋求解决手段，以提高资源管理能力。为此，需要结合我国的水和粮食安全问题，提出用虚拟水贸易解决我国水资源和粮食问题，提高我国对水资源缺乏的调适能力。     

基于ARCGIS的长株潭城市群核心区环境容量评价

区域环境容量评价与分析是区域合理开发和布局的重要依据。在ARCGIS技术的支持下,首先对长株潭城市群核心区大气、水和土壤环境容量分别进行评价与分析,形成等级图,然后,进行各因素空间叠加,经综合分析与评价,将核心区划分为5个区域：优良区、合理区、饱和区、超饱和区、过度饱和区,并且还提出了相应的建议与对策。其主旨是为促进该区域空间科学开发与布局、生态环境的合理保护,对规范长株潭城市群“两型社会”建设理性发展具有非常重要的意义,并提供参考依据     

气候变化和人类活动对丹江口入库径流的影响及评估

科学估算气候变化和人类活动对河川径流的影响,可以更为合理地规划利用地球水资源。针对丹江口水库入库径流的减少问题,分别采用Mann-Kendall方法和Pettitt检验,对1960~2012年间丹江口水库入库径流的年际和年内变化趋势进行了分析,并与同时期汉江上游20个地面观测站的降水、气温的年际和年内演化趋势进行了比较,从气候变化和人类活动影响的两个方面分析了入库径流减少的原因。在此基础上,利用气候弹性模型分别估算了气候变化和人类活动对径流的影响度。结果表明:近年来丹江口入库径流的减少主要受春季和秋季径流减少的影响,在春季径流的减少总量中,气候变化的贡献度为67%,人类活动为33%;秋季径流的减少总量中,气候变化的贡献度为88%,人类活动为12%。气候变化是导致丹江口入库径流减少的主要原因。