农村生活污水深度处理适用技术

农村污水治理是改善农村人居环境的重要内容之一,介绍了3种适用于农村水质敏感地区的污水处理技术:间歇曝气活性污泥法、生态处理技术、膜生物法,并对3种污水处理技术的优缺点进行了比较分析。     

Developing shared qualitative models for complex systems

Understanding complex systems is essential to ensure their conservation and effective management. Models commonly support understanding of complex ecological systems and, by extension, their conservation. Modeling, however, is largely a social process constrained by individuals’ mental models (i.e., a small-scale internal model of how a part of the world works based on knowledge, experience, values, beliefs, and assumptions) and system complexity. To account for both system complexity and the diversity of knowledge of complex systems, we devised a novel way to develop a shared qualitative complex system model. We disaggregated a system (carbonate coral reefs) into smaller subsystem modules that each represented a functioning unit, about which an individual is likely to have more comprehensive knowledge. This modular approach allowed us to elicit an individual mental model of a defined subsystem for which the individuals had a higher level of confidence in their knowledge of the relationships between variables. The challenge then was to bring these subsystem models together to form a complete, shared model of the entire system, which we attempted through 4 phases: develop the system framework and subsystem modules; develop the individual mental model elicitation methods; elicit the mental models; and identify and isolate differences for exploration and identify similarities to cocreate a shared qualitative model. The shared qualitative model provides opportunities to develop a quantitative model to understand and predict complex system change.     

中国粮食作物产量和木本植物生物量与地表臭氧污染的响应关系

当前我国地表臭氧（O₃）污染日趋严重,对植物生产力构成了严重威胁.本文综述了粮食作物产量和木本植物生物量与O₃暴露水平指标M7（7 h平均O₃浓度,09：00~16：00）、SUM06（每小时O₃浓度大于60 nmol·mol^-1的累积值）、W126（每小时O₃浓度在特定时段内用Sigmoidal函数加权求和值）、POD_Y［每小时气孔O₃通量高于阈值Y nmol·（m²·s）^-1的累积吸收通量］和最常用的AOT40（每小时O₃浓度超过40 nmol·mol^-1部分的累积值）之间的响应关系,并计算了相应的损伤阈值.基于AOT40的结果表明,导致水稻、冬小麦、玉米和大豆产量下降5%的O₃风险阈值分别为5.93、2.69、8.67和4.17 μmol·mol^-1·h,说明我国玉米对O₃的耐受性可能要高于其它3种作物;对于木本植物,杨树5个品种的熏蒸实验和17种木本植物的整合分析的结果显示,导致其总生物量减少5%的O₃风险阈值分别为12.20 μmol·mol^-1·h和10.87 μmol·mol^-1·h.此外,提出了未来相关研究应关注建立植物其它重要参数与O₃污染的响应关系与提高O₃区域风险评估精度,同时需要重点考虑如何将影响植物O₃敏感性的重要因子（如土壤氮素和树龄等）耦合到区域评估模型中.     

资源环境承载力研究方法综述

资源环境承载力是区域发展战略决策的基础,对指导区域可持续发展和服务国家战略需求具有重要意义。本文系统梳理了资源环境承载力评价从土地资源承载力向水资源承载力、环境承载力和生态承载力发展,再到近年来以土地开发强度为特征,以及基于供给能力的资源环境承载力评价兴起的历程。资源环境承载力评价从单一资源走向各类主要自然资源、环境要素及综合要素的承载力评价,研究方法不断完善。但目前资源环境承载力研究仍存在更多地关注承载的极限容量,对发展容量的关注不足;缺乏具有普适性、可推广的资源环境承载力评价理论及方法体系等问题,其研究仍面临严峻的挑战。未来资源环境承载力研究仍需在承载力从极限容量向发展容量转变,形成具有广泛指导意义的资源环境承载力评价方法体系,强化以空间开发利用为特征的资源环境承载力评价等方面的研究,以此深化资源环境承载力理论及实践应用研究,为区域可持续发展及服务国家战略提供支撑。     

城镇居民食物消费的生态足迹及生态文明程度评价

城镇居民食品账户生态足迹核算一直面临着消费项目不完善与消费-土地利用矩阵信息匮乏的问题。研究通过改进自下而上生态足迹模型,较好地解决了上述问题;并构建了食物消费的生态文明度概念与分类层次体系,在生态影响“数量”评估的基础上开展了“质量”评估。论文对2005—2012年中国及各省城镇居民食物消费的生态影响及生态文明度进行了实证研究,结果表明：1）城镇居民部门食物账户的生态影响变动主要驱动力为在外就餐;2）全国及大陆省份中除山西、江西和青海外的28个省份城镇居民食物消费的生态文明度发生了不同程度的下降。中国如果忽略城镇市场倒逼机制对生态文明的巨大作用,规模扩大与食谱增富的城镇化可能将整个中国带入生态环境脆弱性增强的境地。     

多风险源驱动下的土地生态风险评价——以江苏省射阳县为例

我国正处于快速城镇化阶段,土地利用格局变化改变了土地生态系统的结构和功能,造成土地生态风险的进一步加剧和风险来源的多样化。论文根据风险来源、风险受体和风险效应的作用关系,提出了基于多源风险的发生概率、风险受体的抵御和自我恢复能力及其暴露于风险环境下可能发生的损失的土地生态风险表征方法。选取适当的指标计算得出风险来源指数、自然系统损失度和恢复力、社会系统损失度和恢复力、自然风险指数、社会风险指数和综合风险指数。论文以江苏射阳县为例开展实证研究,结果表明：射阳县城所在地社会风险指数最高,东部沿海丹顶鹤自然保护区自然风险指数最高,需要加强对这些地区的限制建设和生态保护。县城周边以及中东部大片区域综合风险指数较低,可以进行进一步的城镇发展和土地开发利用。论文提出的土地生态风险评价方法可为土地利用的风险评估提供方法参考,研究结论可为射阳新型城镇化发展与生态环境保护提供决策参考。     

我国人工林生态系统的水成本核算

健康的生态系统能够提供水土保持、防风固沙、涵养水源、调节气候、减少环境污染、增加游憩地与文化保护等良好的生态服务价值。然而,生态环境修复与建设不仅需要巨大的经费投入,也需要占用大量的自然资源。为了正确理解人工造林活动的成本问题,论文用7种蒸散发模型首次对我国1949年以来人工造林和自然植被恢复的耗水量及人工造林耗水量的机会成本进行计算,初步了解人工修复活动对水资源供给的影响。结果显示,1952—2011年我国人工造林累计耗水量比自然修复多767×10⁸ m³,水机会成本累计536×10⁸元。为了维护生态平衡,生态修复（尤其是人工修复）和经济活动都应关注水资源的成本问题,通过不同措施的成本效益比较,最大限度地降低生态修复成本,这是修复生态学需要面对的重要科学问题之一。     

典型山区燃煤型电厂周边土壤重金属形态特征及污染评价

为了揭示毕节金沙电厂周边土壤重金属（Hg、As、Cd、Cr、Cu、Pb和Zn）污染状况,在电厂周围采集了32个土壤表层样品,采用改进的BCR连续提取法进行形态分析,并以Hakanson潜在生态危害指数法、改性灰色聚类法及风险评估编码法（RAC）进行生态风险评估.结果表明：重金属含量变化具有一定的空间变异结构和空间分布特征,除了Cd和Cr的含量平均值低于贵州省土壤平均背景值外,其余重金属含量的平均值均大于该背景值.土壤中的大部分重金属主要以残渣态形式存在,而Cd主要以酸可提取态和可还原态存在,具有很强的环境危害.相关性分析结果显示,Hg与As、Cd表现为极显著相关,而Zn与其余重金属元素相关性都较弱.生态风险评价得出7种重金属的生态风险大小顺序为Cd > Hg > As > Cu > Pb > Zn > Cr,综合潜在生态风险指数（RI）平均值为129.72,处于中等生态风险.通过改性灰色聚类法对土壤重金属污染进行分析评价,表明电厂西面污染明显高于东面,且Hg和Cd为主要污染物;由风险评估编码法得出元素Cd有效态占18.17%,对环境构成中等风险等级,元素Cr和Zn对环境的危害处于低风险状态,元素Hg、Pb、As和Cu处于无风险状态.综合以上研究结果,金沙电厂土壤受到不同程度的重金属污染,应特别重视Hg和Cd这两种重金属污染的治理.     

巢湖杭埠-丰乐河汞的污染特征及生态风险

通过对水样、沉积物和背角无齿蚌中汞含量的测定,研究杭埠-丰乐河汞的污染特征,并利用单项污染指数法、地累积指数法评估了汞的生态风险.结果表明：水样总汞的浓度为0.04～0.20μg/L（均值为0.10μg/L）,H5、H9、F2、S4和S5处水样中汞含量超过地表水Ⅲ类限值.沉积物中汞、甲基汞含量分别为29.13～251.49μg/kg（均值为65.42μg/kg）和0.22～3.31μg/kg（均值为0.68μg/kg）,H5、H9和F2处沉积物中汞为轻度污染,S4、S5为偏中度污染,工业排污是主要污染来源.背角无齿蚌中汞、甲基汞含量分别为101.34～171.15μg/kg（干重）和54.22～89.63μg/kg（干重）,均符合GB18406.4-2001中汞的限量要求.背角无齿蚌对汞和甲基汞均有明显的富集,其组织对汞的积累也具有明显选择性（浓度高低依次为：外套膜 > 内脏 > 腮和肌肉）.背角无齿蚌中汞含量与水和沉积物中汞含量相关性良好,表明背角无齿蚌作为指示生物其生物监测结果可进一步验证水和沉积物中的汞污染水平.     

南海北部海岛周边海域生态环境质量综合评价

基于国内外海洋生态环境质量综合评价方法,结合我国海洋生态环境调查数据,从环境和生物学要素中选取12个指标建立评价指标体系,确定5个评价等级及标准,采用层次分析法确定指标权重,构建我国海岛周边海域生态环境质量综合评价方法.选取南海北部10个代表性海岛,对其周边海域生态环境质量进行综合评价,结果表明：研究海岛中特呈岛和内伶仃岛评价等级为中,其余8个海岛均为良;离岸距离、陆源污染物排放量和海水交换能力直接影响评价结果.该方法能较好地反映海岛周边海域生态环境状况,可操作性强,可作为今后我国海岛周边海域生态环境质量评价的参考.