土壤功能与环境因素在海拔梯度上的耦合关系：以梅里雪山为例

土壤呼吸和胞外酶活是山地生态系统物质循环的重要组成部分,对维持土壤功能起到关键作用.为了探究土壤功能与环境因素在海拔梯度上的耦合关系,以海拔上气候垂直差异明显的梅里雪山作为研究对象,选取12个海拔高度采集36个土壤样本,通过测定土壤呼吸和胞外酶活等指标,分析土壤功能和环境因素之间的相关关系以及海拔、气候和土壤理化性质等对土壤功能的影响.结果表明,梅里雪山土壤呼吸和酶活在海拔上存在显著差异,整体上高海拔地区具有更高的土壤功能,土壤功能随着海拔升高差异增加.PCA分析显示前3轴分别解释了土壤功能海拔变化56.7%、 17.4%和8.7%的方差,表明在海拔上与碳磷相关的功能变化高于与氮相关的功能变化.环境因素与土壤呼吸和酶活存在显著相关关系,相比于气候因素,土壤理化性质对土壤功能的影响更大.海拔主要通过影响土壤理化性质和气候因素间接影响土壤功能.研究结果对提高梅里雪山山地生态系统的物质循环和生态功能的认识具有重要意义,为深入探讨山地生态系统土壤功能的海拔分布格局及演变特征提供了重要参考.     

北京官厅水库周边土壤DDTs和HCHs暴露特征与风险评价

围绕北京水源地官厅水库周边2～10km范围于2009年系统布点,利用超声-振荡提取技术,使用气相色谱-电子捕获检测器(GC-ECD)分析方法测定了样品中的DDTs和HCHs含量.并利用GIS技术和地统计分析方法,研究其空间变异特征.结果表明,2009年官厅水库周边土壤中HCHs和DDTs的含量分别为n.d.～14.97ng·g-1(平均值0.73ng·g-1)、n.d.～64.91ng·g-1(平均值6.46ng·g-1).HCHs的残留以β-HCH为主,占总量的94.5%,DDTs的残留以p,p′-DDE为主,占总量的78.5%.不同土地利用类型中有机氯农药残留也不同,表现为果园农田荒地的趋势.Levene'sTest齐性检验结果显示,3种土地利用方式下HCHs和DDTs的残留差异并不显著.空间分析表明,其暴露格局受土地利用方式的影响,基本呈库北高于库南的趋势,高风险区集中在东部延庆县、中部的北辛堡镇以及西部的怀来县城附近.通过与我国土壤环境质量标准及荷兰土壤修复标准对比,并结合单因子污染指数法评价,本地区土壤中农药类POPs暴露仍处于较低的水平,环境风险较小.     

雅砻江下游梯级水电开发生态环境影响的经济损益评价

生态环境影响经济损益分析在统一量纲下,实现工程对环境影响的综合评价,可为工程决策提供依据。根据雅砻江水电开发对生态环境的影响,在建立评价指标体系的基础上,评价了雅砻江下游梯级水电开发生态环境影响的经济损益。结果表明：雅砻江下游梯级水电开发所带来的直接环境效益包括水产养殖、旅游、调蓄洪水和调节小气候,价值为7.52×10⁸元/a;能源替代的间接环境效益为36.50×10⁸元/a;生态环境成本包括水库蓄水后淹没土地资源造成的经济损失、水库温室气体排放、移民搬迁及环境保护费用等,其总成本为3.72×10⁸元/a。水电开发生态环境影响的评价技术与方法尚未成熟,评价内容的完整性和评价结果的准确性也因此受到一定程度影响,本研究的初步探索可为综合决策提供参考。     

基于GIS的黄河流域陆地生态系统生态敏感性评价

良好的生态环境是流域高质量发展的必要前提。整个黄河流域缺乏生态敏感性评价研究,且现有敏感性评价方法存在一些不足,该研究基于GIS采用改进的方法、对围绕高质量发展界定的黄河流域内的4种主要生态问题及其综合生态敏感性进行评价。研究表明:(1)黄河流域主要生态问题依次是土地沙化、土地盐渍化、冻融侵蚀及水土流失,其极敏感性面积分别为33.54、3.80、2.72和0.69万km~2,依次占流域总面积的16.20%、1.84%、1.31%和0.69%。(2)流域的综合生态敏感性较高,极敏感区面积为39.38万km~2,占流域总面积的19.02%,集中分布在巴丹吉林、腾格里及乌兰布和沙漠及其周边、鄂尔多斯高原西部、阴山北麓至浑善达克沙地西部、黑河下游额济纳旗、柴达木盆地周边、青海东南部及邛崃山区。该研究可为推动黄河流域高质量发展提供一定参考。     

青藏高原表土重金属污染评价与来源解析

为了解青藏高原表层土壤重金属的污染特征、空间分布及污染来源,沿东北-西南方向对青藏高原表土(0～20 cm)样品进行了采集,对土壤中的Ba、Cd、Co、Cr、Cu、Fe、Mn、Mo、Ni、Pb、Sb、Sc和Zn等13种重金属总量进行了分析,并利用主成分分析-绝对主成分分数-多元线性回归(PCA-APCS-MLR)受体模型初步定量解析了重金属的潜在来源.结果表明Cd和Sb均显著超标,分别是20世纪70年代青藏高原土壤背景值的2. 13与1. 52倍.富集因子(EF)、地累积指数(I_(geo))和Nemero综合指数(PN)分析同样表明青藏高原表土主要以Cd和Sb污染为主,但污染程度普遍不高.在空间分布方面,青藏高原中部、东南部及东北部均呈不同程度污染,但中部及东南部污染相对较重. PCA-APCS-MLR分析表明,青藏高原土壤重金属主要有3个来源,分别为自然、交通和采矿等综合因素. Co、Cr、Cu、Fe、Mn、Ni和Sc主要受自然因素影响,Ba、Cd、Mo和Pb主要受交通因素影响,Zn主要受自然和交通因素共同影响,Sb主要受采矿、自然和交通等综合因素影响.青藏高原土壤重金属污染防治过程中应着重考虑受交通、采矿等综合因素影响下的Cd和Sb污染.     

乌梁素海湖泊湿地植物区甲烷排放规律

运用静态箱法,对内蒙古乌梁素海不同水位的芦苇群落（Phragmites australis）和龙须眼子菜群落（Potamogeton pectinatus）的甲烷排放通量进行2 a（2003～2004）野外观测.发现龙须眼子菜群落（沉水植物）甲烷平均排放速率为(3.44±1.60) mg·(m²·h)^-1, 仅为芦苇群落（挺水植物）的平均排放速率的21.94%.高水位芦苇的排放速率要大于低水位芦苇群落.芦苇群落的甲烷排放具有明显的季节性和日变化规律,并且5 cm土壤温度和光合有效辐射分别是影响季节性和日变化的主要环境因子.根据观测数据和植物的分布面积,计算得出乌梁素海2003和2004年的甲烷排放量为1 024.6　t和1 156.7　t.     

北京城市道路灰尘重金属污染的健康风险评价

道路灰尘是城市中一类重要的环境介质,人群可通过吸入、摄食及皮肤接触3种途径摄入灰尘中的污染物,长期暴露在灰尘环境中会对人体造成慢性伤害.为探索北京城市道路灰尘中重金属污染的潜在健康风险,本研究于2009年对北京城市道路网络地表灰尘进行调查并获得有效样品225个.研究测定了样品中常见重金属Cd、Cr、Cu、Mn、Ni和Pb的总含量,并应用美国环保署(U.S.EPA)人体暴露风险评价方法进行评价.结果表明,研究区域道路地表灰尘中重金属Mn、Ni的平均含量略低于北京市的土壤背景值,Cr含量略高于土壤背景值,Cu、Pb均值为背景值的2～3倍,Cd含量几乎超出背景值的5倍.不同途径重金属慢性每日平均暴露量排序为:手-口摄食途径>皮肤接触途径>吸入途径.重金属成人非致癌风险排序为Cr>Mn>Pb>Cu>Ni>Cd,儿童非致癌风险排序为Cr>Pb>Mn>Cu>Ni>Cd,均小于非致癌风险阈值;重金属致癌风险排序为Cr>Ni>Cd,均低于致癌风险阈值,其中以Cr和Pb的潜在健康风险最高.对比采样涉及的各行政区内儿童非致癌风险均值发现,风险值随城市功能区定位呈现梯度变化,即首都功能核心区>城市功能拓展区>城市发展新区.Cu、Ni和Pb的健康风险与人口密度、建筑用地等因子显著相关,其含量受人为活动的影响较大,应加强管理控制其风险.     

透水路面-生物滞留池组合道路的城市面源污染控制效果评估

不同低影响开发(LID)技术组合对于控制城市面源污染具有重要应用价值,但是其对城市面源污染形成过程(污染物累积-冲刷-输送)的影响及污染负荷削减效果的评估鲜见报道.本研究以深圳市国际低碳城为例,分析了6场降雨事件下透水路面-生物滞留池组合对城市面源晴天污染物累积量、降雨径流冲刷量、不同LID设施的削减量、溢流的负荷量的影响.结果表明,研究区地表颗粒物平均累积量为(15.80±3.79)g·m~(-2),粒径250μm的颗粒物质量占比约为65.14%;6场不同强度降雨对地表颗粒物的平均冲刷率为17.15%,粒径105μm的颗粒物冲刷率为62.71%~74.94%;降雨冲刷地表径流污染物SS、TN、TP的平均污染负荷分别为2.02、0.025、0.001 3 g·m~(-2);透水路面下渗、过滤作用对污染物SS、TN、TP的去除率分别为70.26%、46.29%、19.27%;生物滞留池对径流二次净化去除率分别为85.25%、20.22%、70.27%;入河径流污染物SS、TN、TP的平均污染负荷分别为0.08、0.011、0.000 3 g·m~(-2),是地表冲刷污染负荷的4.05%、43.47%、24.39%.透水路面-生物滞留池组合应用对道路径流中污染物的净化效果显著.通过定量化表征透水路面-生物滞留池组合应用道路的城市面源污染形成过程,以期为城市面源污染形成过程的污染负荷估算及LID工程绩效评估提供科学依据,为LID在国内的推广应用和海绵城市设计提供参考.     

基于层次分析法的重庆市城乡结合部生态系统健康评价

在界定城乡结合部概念的基础上,针对其特征和存在问题,综合考虑社会人居、经济发展和自然生态等因素,构建了城乡结合部生态系统健康评价指标体系.以复合生态系统整体状态为目标,采用层次分析法确定指标权重,对城乡结合部进行生态系统健康评价,并选取重庆市大渡口区进行了案例研究.现状评价显示:相较于城市,城乡结合部的结构与功能耦合不够优化,生态潜力有待发掘;城乡结合部的活力优于城市,而组织结构、恢复力和环境质量均逊于城市;其中经济产业结构、市政设施、社会人口组成、道路噪声、空气质量是城乡结合部与城市差距最大的方面.这些因素均值得在城乡结合部综合整治中予以考虑.     

滦河流域上游地区主要河流水污染特征及评价

在水资源管理与污染控制的研究过程中,进行水质特征分析与评价具有重要意义.本研究选取滦河流域上游地区29个监测站点,在2010年对河流溶解氧、氨氮、高锰酸盐指数等14项指标进行监测,并分别采用了单因子评价法、综合污染指数法、分级评价法、内梅罗污染指数法、模糊综合评价法及水质标识指数法6种方法对该地区主要河流水污染特征进行分析及评价.结果表明,水质标识指数法比较适于滦河流域上游地区河流的评价.单因子水质标识指数显示,该地区的主要污染物为总氮、氨氮、总磷和高锰酸盐指数,基本呈现富营养化状态;29个站点中小东区水质最差,达到劣Ⅴ类水质,且出现黑臭现象;波罗诺、窑沟门、下板城和平泉4个站点水质最好,均达到Ⅰ类标准;在河流总体评价中,柳河污染最为严重.根据评价结果将所有监测站点分为达标和未达标两类,并应用主成分分析和多元线性回归进行分析,结果表明达标站点和未达标站点的污染物的最大贡献者分别是生活污水和工业废水.研究结果对指导滦河流域水污染防治及水资源管理具有重要意义.