南水北调中线水源地汉江上游流域主要生态环境问题及对策

汉江上游是南水北调中线水源地,流域生态环境建设是保障水源地水质安全的关键.针对上游流域水环境污染、土地利用以及水土流失等重大生态环境问题,结合流域数字高程模型及水质调查对其进行了系统分析.结果表明:(1)丹江流域、库区流域及汉中盆地水质较差,COD<,Mn>和氨氮成为水源区主要污染物;(2)各子流域区植被覆盖占各自面积的71.2%～95.7%,表明流域植被覆盖较好,但沿河岸100 m范围内农业用地占29.2%～43.4%,且多为坡耕地;(3)流域水土流失严重,2000年左右流域侵蚀图显示汉江源头、秦岭南及大巴山北均出现了大片年均侵蚀模数>2 200 t/km2的区域,且有日益增强的趋势.提出加大水环境污染整治力度、加强农业用肥管理及河岸带建设、水土保持建设以及加强流域水环境及水土保持监测和科研工作等对策.     

重庆西部山区典型湖泊水-气界面CO2交换通量及其影响因素

为了解我国西南山区湖泊水体CO_2的释放/吸收特征,于2017年7月对重庆西部山区典型9个湖泊表层水体溶解性无机碳进行调查,并同步监测关键环境因子,运用薄边界层法和静态箱法对其水-气界面CO_2通量[F(CO_2)]进行比较研究.结果表明,渝西山区湖泊夏季表层水p(CO_2)介于2.1~45.0 Pa之间,均值为(18.1±12.1) Pa;模型法和静态箱法计算的CO_2通量均值分别为(-8.0±2.9)、(-3.4±3.6)和(-7.1±22.3) mmol·(m2·d)-1,总体表现出大气CO_2汇的特征.水体p(CO_2)和F(CO_2)与关键环境因子的相关分析,表明表层水p(CO_2)和F(CO_2)与风速和ORP显著正相关,与pH显著负相关.     

红壤丘陵区县域农林复合生态经济系统健康评价

在分析生态经济系统健康特征和指标筛选原则的基础上，构建了一套适合于县域尺度生态经济系统健康诊断指标体系。并运用层次分析法，采用了精度较高的均方差法确定指标权重,运用递阶多层次综合法和线性加权函数法建立了时间尺度上的农林复合生态系统综合评价模型，以县为单元，研究了红壤丘陵区县域多年农林复合生态经济系统健康情况。研究结果表明：研究区1980~2005年生态经济综合健康稳定水平呈逐年上升趋势，经济健康性方面是逐年平稳上升，社会健康性是波动性上升，而资源环境健康性则是先升后降，然后是相对稳定。引入障碍度概念，进行健康障碍诊断。分析结果表明1991年以前障碍因子主要是经济指标，1997年后障碍因子主要是资源环境指标。     

流域地下水质评价的GIS与模型集成分析

流域水环境管理已经成为当今环境科学的一个重要研究对象，对流域规模的水资源可持续管理和战略环境评价，地下水质评价是其重要内容，急需方法学的支持。全面分析目前国内外GIS与模型集成的研究现状，论述GIS与综合指数模型和机理模型集成的所需条件、优势和存在的问题。强调集成中应对模型的特征、模型的输入输出要求、流域数据基础以及GIS软件的功能进行具体分析，否则将导致区域分析的误差加大甚至产生错误信息。结合地下水水质评价常用的指数模型和机理模型，提出了GIS与模型的集成框架，分析GIS在集成中的3种模式，指明GIS与模型集成的发展方向。最后基于GIS与模型集成的现存问题提出对策，得出GIS与综合指数模型和机理模型集成的最优方法及适用条件，为具体应用提供方法学指导。     

基于DEA模型的城市用地经济效益比较研究

运用数据包络分析方法（DEA），从城市土地的投入和产出角度，对全国30个省会城市的城市用地经济效益进行比较研究。研究结果表明：（1）在全国30个城市（包括直辖市和部分省会城市），仅上海、杭州、广州和昆明等4个城市为DEA有效城市，即在现有的经济、社会、技术条件下，投入产出达到最佳状态，其余26个城市为非DEA有效城市；（2）南京和哈尔滨处于规模效益递减的发展阶段，上海、杭州、广州和昆明处于规模效益不变的发展阶段，其余24个城市都处于规模效益递增的发展阶段；（3）30个省会城市的城市土地利用经济效益发展极不平衡，呈现东高西低的格局，且城市土地利用普遍不集约；最后对如何提高城市用地经济效益提出了相应的改进措施。     

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。     

三峡库区水库水质Streeter Phelps模型修正及COD变化规律的新探讨

水体复氧规律的研究对于预测和评价水中溶解氧含量, 确定有机污染水体的自净过程具有重要意义。天然水体中溶解氧的多少是评价水环境质量优劣的一项非常重要的指标, 是水质预测的一个重要任务。Streeter Phelps模型是目前进行河流水质研究常用的物理模型，具有良好的理论和实用价值，然而在某些特定水域，该模型的应用受到限制，主要原因是复氧系数的取定多在水流速度较大情况下得到的，而未考虑水面波动对复氧系数的影响，另外，在实际研究过程中发现三峡库区COD变化的规律出现异常：在离排污口相当远的水域，COD随时间变化趋势并不是指数衰减，而是在某个常值附近微小摆动，以往很多修正过的Streeter Phelps模型都无法解释这个现象。经研究表明：考虑波动效应后，对复氧系数进行修正能得到较好的模型计算结果；同时，COD变化规律不仅可以弄清楚，而且可以为进一步研究排污规律和泥沙运动提供科学依据。     

三峡库区主要河流秋季pCO2及其影响因素

于2015年10月对三峡库区主要河流表层水体中的溶解性碳组成进行了测定,结合水文地质条件和水化学关键指标,对河流表层水体二氧化碳分压(p CO_2)的空间变化及影响因素进行了研究,并利用模型法分析了水-气界面CO_2通量特征.结果表明,三峡库区主要河流秋季pCO_2介于18.75~296.31 Pa之间,均值为(141.06±77.51)Pa;河流CO_2脱气通量平均值为(101.1±78.0)mmol·(m2·d)-1,其中86%的采样点位表现为大气CO_2源的特征.p CO_2与DO和pH显著负相关,与HCO-3显著正相关.由于山区河流流速快和水力停留时间短等特征,河流有机碳原位呼吸是导致p CO_2与DO和pH很强的负相关关系的主要原因.研究结果为准确估算三峡库区河流CO_2逸出量提供了重要的数据支撑.     

三峡库区城镇化影响下河流DOM光谱特征季节变化

三峡库区城镇化进程对河流溶解性有机质（dissolved organic matter,DOM）的组成和输运具有重要影响.本文选取三峡库区高城镇化河流桃花溪和低城镇化河流普里河,于春季（4月）和夏季（8月）采集水样,运用紫外-可见吸收光谱和三维荧光光谱技术,分析DOM的季节变化和空间特征.结果表明,桃花溪和普里河的DOC浓度、S_275-295（短波段光谱斜率）、S_R（光谱斜率比）、BIX（新近自生源特征）和Fn（280）（类蛋白物质相对浓度）均为夏季>春季,CDOM浓度、CDOM/DOC、SUVA₂₅₄（芳香性结构）、SUVA₂₆₀（疏水性组分）、E3/E4（富里酸所占比例）、S_350-400（长波段光谱斜率）和HIX（腐殖化程度）均为春季>夏季.高城镇化桃花溪的DOC、CDOM浓度、S_R、Fn（280）、BIX和FI高于低城镇化普里河,CDOM/DOC、SUVA₂₅₄和SUVA₂₆₀低于普里河.两河流沿水流方向随城镇化增加,SUVA₂₅₄和SUVA₂₆₀逐渐减小,Fn（280）逐渐增大.春、夏季两河流DOM腐殖质来源均为陆源输入与内源产生两种方式混合,且均以内源居多,DOM均具有中度新近自生源特征.研究反映了城镇化对河流DOM组成和来源的影响.     

江苏天目湖表层沉积物中多环芳烃污染特征与来源

区别于长江三角洲地区众多的大型天然浅水湖泊，江苏天目湖是一个较深的水库型湖泊，也是重要的城乡生活及工农业水源地之一。为了解天目湖表层沉积物中多环芳烃（PAHs）污染状况， 2006年在天目湖全湖采集7个点位的表层沉积物样品，利用GC/MS分析了16种优控PAHs。结果表明：天目湖表层沉积物中16种优控PAHs总量介于28750~71393 ng/g（干重），平均值为45852 ng/g；在空间分布上，北部受污染程度高于南部，主要是北部旅游业快速发展导致污染物排放的影响；沉积物中总有机碳含量与PAHs总量呈显著相关；利用特征化合物指数对PAHs的来源进行判别，指示天目湖表层沉积物中PAHs的主要来源是木材、煤的不完全燃烧。与不同地区水体沉积物PAHs含量对比表明，天目湖PAHs污染处于一个低至中等程度。基于沉积物中多环芳烃的环境质量标准，仅有1个样点芴浓度超过风险效应低值，但远小于毒性风险效应中值，因此沉积物中多环芳烃的生态风险较小。然而天目湖表层沉积物中的PAHs的污染程度已超过南水北调东线所经过的南四湖，而且天目湖湖水较深，湖水交换周期比较长，其PAHs污染应引起重视，需制定切实措施保护江苏“最后一泓净水”。