三峡重庆库区消落区基本特征与生态功能分析

三峡工程建成后,随水库运行将在库区两岸形成垂直落差30 m的消落区,面积达300多km2。消落区的形成可能会带来环境污染加重、土壤侵蚀和水土流失加大、植物多样性及生态系统被破坏、诱发地质灾害、暴发流行性疾病等生态环境问题。通过各种途径对消落区进行合理分类对于保护和改善库区生态环境有重要的意义。以三峡库区消落区的重庆段为例,结合三峡库区消落区的人文环境、气候、坡度、水深、地貌等区域基本特征,以遥感数据为基础,以GIS技术为手段,分析消落区的基本特点、人类活动对消落区的影响、消落区的生态环境问题以及生态功能定位,更好地保护消落区的生态安全。为政府和相关管理部门提供了三峡库区消落区生态环境保护、土地资源合理开发利用的理论依据。     

三峡库区土地利用变化与影响因子分析

利用1995、2000和2005年的Landsat TM遥感数据解译结果分析了三峡库区的土地利用格局，三峡库区建设用地总量上升，各类建设用地的增长率不一致，库区水面在增加；运用单一土地利用动态度分析了相关地类的变化速度和分布，各地类的动态度与变化速度存在空间上的差异；采用景观生态学的方法分析了土地利用变化的景观特征，景观的多样性在增加，而景观的破碎度有一个先减小后增加的趋势，同时景观优势度的变化不大，耕地景观的优势逐渐被多样性景观特征所替代。然后采用典型相关分析的方法，计算典型载荷，找出各典型变量在分析过程中的作用，借此分析了土地利用变化与社会经济影响因子之间的关系。     

三峡水库蓄水不同阶段总磷的变化特征

基于三峡水库2003年后的蓄水特点,本文将2003~2017年划分为4个蓄水阶段.根据三峡水库2003~2017年每月的水文水质数据,分析了自蓄水以来不同蓄水阶段总磷的变化特征.研究发现,首次蓄水阶段,三峡水库的滞留效应从2005年开始凸显.蓄水试运行阶段,干流断面总磷年均浓度在2008年沿程明显降低,此后清溪场断面受到乌江高浓度总磷汇入的一定影响.高水位正常运用期,除清溪场断面外,从铜罐驿至官渡口断面,总磷年均浓度呈现沿程降低的现象.上游梯级电站运行后,除官渡口断面外,干流其余断面总磷年均浓度随时间逐渐减小.官渡口断面于2016年首次出现总磷年均浓度高于沱口断面的现象.且总磷丰水期年均值不再明显高于枯水期.同时,在此蓄水阶段总磷浓度与流量相关性不显著,朱沱,铜罐驿和官渡口断面总磷浓度与悬浮物浓度相关性不显著.     

降雨径流过程中土地利用优化配置对磷流失的影响

为了探究土地利用优化配置对三峡库区小流域径流过程中磷素流失的影响,选取重庆忠县石盘丘小流域内传统农业模式集水区（CG）和土地利用优化配置后的集水区（EG）为研究对象,分别在两个集水区出口采样,监测降雨事件中径流过程和不同形态磷素,分析土地利用配置对磷流失规律的影响.结果表明：（1）监测的10场降雨径流过程中,EG的ρ[总磷（TP）]均低于CG,两者范围分别为0.09～0.75 mg·L^-1和0.13～2.82mg·L^-1;相对于CG, EG显著降低了TP浓度峰值.（2） EG的TP、可溶性磷（TDP）、无机态磷（DIP）和颗粒态磷（PP）在降雨径流过程中的浓度平均值EMC均较CG低,且EG与CG在TP、 TDP和DIP的EMC上均呈现显著差异（P<0.05）;降雨径流过程中两个集水区磷流失的主要形式均为TDP,但EG的TDP/TP平均值更大.（3） EG比CG的TP、 TDP、 DIP和PP的输出负荷降低45%、 43%、 57%和47%,EG和CG各形态磷素输出负荷均与径流总量极显著相关（P<0.01）, CG各形态磷与径流总量...     

三峡水库不同支流库湾蓄水期溶解氧分层特性及差异性

以三峡水库典型支流库湾小江和香溪河为例,通过2020年蓄水期不同阶段的野外监测,对比分析了两条支流库湾的水动力过程、热分层、溶解氧时空差异及其对蓄水过程的响应.结果表明：（1）蓄水初期,小江库湾表层受大气复氧和浮游植物影响溶解氧较高(7.00～13.00 mg·L^-1,其氧跃层出现在水深3～5 m处,5 m以下水域出现大面积缺氧(DO<2.00 mg·L^-1),甚至无氧现象.香溪河库湾溶解氧在垂向上大致可以分为3层：表层富氧水体(8.00～12.00 mg·L^-1)、中层水体(6.00～8.00 mg·L^-1)和底层低氧水体(4.00～6.00 mg·L^-1).（2）稳定的热分层为底层厌氧的形成提供了稳定的物理环境,而小江上游来流以及消落带植被分解增加了水体有机质的含量,可能是造成小江水体耗氧量增大、形成厌氧的内因;而香溪河因为长期存在的顺坡异重流补给,底层水体缺氧的风险较低.（3）持续的跟踪监测发现水库蓄水对支流库湾溶解氧起到了显著的补给作用,促使小江库湾厌氧现象在短期...     

The widening urbanization gap between the Three Northeast Provinces and the Yangtze River Delta under China’s economic reform from 1984 to 2014

Urbanization has created a significant gap between the Three Northeast Provinces (TNP) and the Yangtze River Delta (YRD) since China’s reform and opening-up. In this study, we explain this problem by employing an urban expansion index, spatial hierarchical clustering, the Zipf-PLE model, fractal theory, and time-series analysis. Statistical data on the built-up area, population, and gross domestic product were downloaded from the National Bureau of Statistics of China. The results revealed the following. (1) During the stage of the planned economy, as a result of the significant government investment in development, the urban built-up areas in the TNP and the YRD reached 1867 and 757 km², respectively, in 1984. (2) During the stage of the socialist market economy, the urban built-up area of the YRD experienced rapid growth over the 30 years from 1984 to 2014 with a rate of increase of 668.8%, which was higher than that of the TNP (139.9%). In 2014, the urban built-up areas of the TNP and the YRD were 4479 and 5820 km², respectively. (3) Locational advantages had significant effects on urban development after China’s economic reform. The coastal cities of the YRD had higher rates of increase of the built-up areas. By contrast, the border cities of the TNP had lower rates of increase. Finally, this paper finds that the socialist market economy exhibited more efficiency in promoting urban expansion and economic development. The results are significant for generating balanced and sustainable regional development strategies in the future.     

创新实验教学模式,提升学生实践技能——基于南京大学“三三制”教改的环境生物学实验教学探索与实践

近年来,南京大学推动了"三三制"本科教学改革,为本科学生的培养提供3个阶段(大类培养、专业培养和多元培养)和3条个性化发展路径(专业学术类、复合交叉类、就业创业类)的新模式。为实现学校"三三制"教改的目标,南京大学环境生物学实验教学团队紧扣平台建设和实验环节,以创新实验教学模式为重点,以培养学生自主实验、自主探索能力为目标,融合"基础型实验—综合型(自主)实验—创新型(研究探索)实验",激发学生的实验兴趣,形成学生积极、主动开展实验的新模式,营造良好的实验教学氛围。结果表明,上述"三三制"环境生物学实验教改方案取得了良好的教学效果,提高了学生的创新意识和实践能力,为培养高素质的环境生物学科人才进行了有益的探索。     

农业耕作对三峡水库支流库湾消落带土壤氮、磷含量及流失的影响

三峡水库低水位运行时,消落带由于落干期与作物生长期重叠,常被近岸农民开垦利用,然而传统的农业种植可能会影响库区水环境.为对比农耕和弃耕的水环境效应,选择一级支流澎溪河库湾消落带为研究区域,以玉米、土豆和花生地为研究对象,选择农耕期（2018年3~9月）和退耕期（2019年3~9月）对农耕地和弃耕地土壤各氮、磷形态含量进行研究,同时构建了农耕地与弃耕地氮、磷平衡模型,比较分析农耕和弃耕状态下土壤氮、磷收支特征及其流失风险.结果表明,玉米地土壤氨氮、全磷和无机磷含量在不同种植期差异显著;农耕地的氨氮和硝态氮的含量显著高于弃耕地,全磷、无机磷和钙结合态磷的含量显著低于弃耕地;土壤氮、磷盈余量大小顺序为玉米>土豆>花生,分别是76.89、51.92和43.74 kg·hm^-2以及79.69、75.76和17.78 kg·hm^-2,整体上,3种作物用地氮、磷盈余量大于流失风险值,研究区农耕地氮、磷污染潜势呈现.综上可知,消落带农业耕作将迫使氮、磷流失风险加剧,不利于水环境保护.     

三峡工程的能值足迹与生态承载力

应用水电工程的能值足迹模型,构建生态盈余（EP）、生态影响系数（γ）、生态平衡时间（T_e）、生态盈余时间（T_s）参数,实现对三峡工程建设期和运行期生态效应的定量评价。研究表明：1）三峡工程建设期的能值足迹占用为5.92×10⁸ hm²,水库移民是其主要方面（占56.12%）,做好移民工作是三峡工程成败的关键。2）2014年,三峡工程的生态承载力供给为4.38×10⁷ hm²,对社会、经济和环境贡献最大的是水力发电（占59.48%）,其次是库区航运、对下游的补水和防洪效益,分别占15.45%、9.74%和7.36%。3）库区水质污染是三峡工程运行期的最大影响因素,每年的能值足迹占用为1.04×10⁷ hm²（占70.94%）,其中,COD、TN、TP和Hg分别占28.7%、26.50%、5.75%和5.37%;其次是生态及地质灾害等的防治（占21.68%）;泥沙淤积的影响比预计的小（占6.20%）。控制入库水污染物并对已经入库的水污染物采取减量化措施,是控制和减小三峡工程对社会、经济和环境影响的关键。4）在维持2012—2014年平均投入产出、合理使用年限为150 a的情况下,三峡工程将在2026年实现生态平衡;生态影响系数为0.15,影响等级为Ⅰ级,三峡工程对社会、经济和环境的影响是积极有利的。     

基于加权信息量和迭代自组织聚类的地质灾害易发性评价

以三峡库区忠县-方斗山地区为研究对象,首先选取坡度、坡向、坡高、岩土体类型、坡体结构、构造、水的作用、人类工程活动等8个评价因子建立地质灾害易发性评价指标体系,并对因子状态进行分级;然后,采用层次分析法计算各指标因子的权重,应用加权信息量模型进行地质灾害易发性评价;再者,利用迭代自组织聚类模型对地质灾害易发性评价结果进...