基于GIS的鄱阳湖流域非点源吸附态污染物时空变化研究

鄱阳湖作为中国最大的淡水湖,国际重要湿地,其生态环境保护与可持续发展意义重大。基于GIS技术,以鄱阳湖流域为研究区域,利用3个时期多源数据,首先运用土壤流失方程估算鄱阳湖流域土壤侵蚀量,计算土壤侵蚀模数,然后根据泥沙输移比估算水体的泥沙负荷,最后采用颗粒态氮磷营养盐迁移经验模型定量研究鄱阳湖流域非点源吸附态污染物N、P负荷的时空变化规律。结果显示:吸附态氮磷污染负荷在空间分布上呈现出四周高、中间低的特点,相对较高的区域位于流域中、上游,这主要由于该区域多为山地陡坡;相对略低的区域位于流域的下游地区,这主要因为该区域平原和丘陵交错分布,土壤侵蚀强度较低。时间变化上,全流域单位面积N、P吸附态污染物负荷大都呈现先增加后减少的趋势,同时减少的幅度较增加的幅度大。     

流域立法视角下生态流量保障的制度供给--以长江流域为例

生态流量保障的重难点在于流域生态流量不足问题的妥善解决。生态流量不足基于产生的原因可分为“自然型”和“人为型”。“人为型”生态流量不足的根源在于《水法》第4条规定的三生用水关系未得到妥善处理,实质上是水资源分配和管理不合理所致。具体表现为水资源保护理念镶嵌在制度表层、生态流量缺乏核心制度保障、流域规划匮乏强效监督机制、流域水资源分配信息公开不足、末端行政考核制度偏重水质管控、生态用水制度顶层设计与地方实施间落差巨大等。流域立法作为立法体系的中间环节,对上位法具有填补协调功能,对地方立法具有引领指导作用。建议在流域立法过程中,通过制度设计解构流域生态流量保障现存的制度困境,主要包括以下几个方面:一是完成流域特有保护理念到实体制度的转型。二是基于流域生态修复、水资源生态红线管控制度的开展以及有效衔接规划环境影响评价制度的需要,建立生态流量管控指标制度体系不可或缺。三是基于流域规划对三生用水的初始分配性,将生态流量供给纳入流域规划体系中,从水资源分配初始阶段保障生态流量,同时强化流域水资源规划制度的监督机制,健全规划制定的程序性规范,明确科学考察和调查评价人员的构成规则、方式及模式。四是依法加深政府信息公开程度保障公众的知情权、参与权及监督权。五是完善行政考核制度体系强化对生态流量供给的考核。     

柑橘果园扩张对寻乌水径流和输沙的影响

土地利用变化的水文效应是当前人类活动环境影响的研究热点.柑橘果园扩张是近20年来寻乌水流域最主要的土地利用变化.利用寻乌水流域3个时期的土地利用数据,设定不同土地利用情景,以SWAT模型模拟不同土地利用情景下的径流与输沙,并结合2000年以来柑橘果园扩张的遥感制图成果和寻乌水径流和泥沙观测资料,分析柑橘果园扩张对流域径流和输沙的影响.研究表明:SWAT模型模拟径流的效果较好(Re =-0.05;R2 = 0.79;Ens = 0.72),输沙模拟效果也在合理范围(Re = 0.75;R2 = 0.8;Ens = 0.71);1990～2015年间,寻乌水流域林地面积减少36.83％,果园面积增加42.48％,径流与输沙变化率分别为2.57％和4.27％;新垦果园面积与河道输沙量的关系不显著,这是因为河道输沙不仅与土壤侵蚀有关,同时也与土壤侵蚀地块与河道之间的区位关系有关,同时,在反坡水平阶等水保措施的作用下,果园水土流失得到有效控制.     

香溪河梯级小水电站对河流生态系统功能的影响

香溪河是长江三峡水库湖北省最大且靠近坝首的支流,干流全长94 km,流域面积为3099 km2,其水能资源丰富,自然落差达1540 m.以香溪河流域内的18座小水电站为研究对象,于2005年10月20日至11月1日分别对河流主要理化指标及生态系统功能(以附石藻叶绿素a浓度为代表)进行测量,分析其对梯级水电站建设的响应.结果 表明:5条河流(包括香溪河干流和4条主要支流)的空间异质性较大;从全流域来看,各主要理化因子如溶解氧、水深、浊度、流速等与附石藻叶绿素a含量相关性很高,但不同支流的主要影响因子各异,证明了流域空间异质性对研究小水电的影响具有重要作用;梯级小水电站建设对河流生态系统功能已产生显著影响,特别是在取水口下游的3号样点.由于取水造成的断流现象严重(采样时期,50％的电站出现断流,最长距离达3.2 km),因此在枯水期确定河流的最低生态需水量,是一个亟待解决的问题.从流域角度出发,通过多学科交叉手段研究小水电站建设如何与其他环境胁迫因子交互作用,如何共同影响河流生物多样性、生态系统结构、功能与服务.这将是流域水电站管理的重要抓手及解决途径,也是未来河流生态学的研究重点.     

海河流域植物中碳的输出(或存留)量和土壤中的库存量

研究了海河流域地区植物中碳的输出量和土壤库存量。结果指出：不同作物－土壤系统中各种作物碳的输出量和归还量有很大不同,作物碳输出量一般为归还量的３－１７倍;海河流域地区不同子流域土壤中碳的库存量也有差异,以滹沱河子流域土壤碳的库存量最高,大清河子流域土壤中碳的库存量最低。     

青藏高原拉萨河流域水化学时空变化特征控制因素研究

根据丰、枯水期采集的拉萨河河水、地下水、降水以及冰川水样品,提取采样点子流域面积、地形、岩性以及冰川面积占比等流域特征因子。采用Piper图、Gibbs图分析河流水化学受岩石风化的控制作用;采用主成分分析和相关性分析方法,分析河流水化学主成分及其与子流域特征因子之间的关系。结果表明：拉萨河河水为HCO₃-Ca型水,主要受碳酸盐岩风化控制,蒸发盐岩溶解影响次之,丰水期河水水化学还受降水、冰川融水补给影响。河水水化学特征总体呈现为,随着子流域面积增加、海拔降低,水岩作用增强,碳酸盐岩风化作用增强,蒸发盐岩溶解作用减弱。而枯水期的冰川影响区,由于采样点控制面积大且枯水期地下水补给较强,蒸发盐岩影响作用随碳酸盐岩溶解增强而加强。研究结果为揭示高寒山区河水水化学特征的控制因素及区域规律研究提供科学依据。     

基于大型底栖动物的青弋江河流健康评价

基于大型底栖动物群落结构进行水域生态系统评估是区域水环境监测的有效手段。研究于2021年7月对青弋江流域10个河流采样点的大型底栖动物进行了生物采样以及水体理化因子监测,采用生物环境分析和丰度/生物量比较曲线等方法研究了大型底栖动物群落结构特征及其与环境的关系,并应用水生态环境质量综合指数(WQI)对流域内河流健康状况进行了综合评价。结果表明：青弋江流域内河流大型底栖动物群落组成以水生昆虫和软体动物为主,直接收集者为主要功能摄食类群,主要优势种为中国圆田螺、纹石蛾、日本沼虾以及方形环棱螺。群落多样性良好且具备明显的空间异质性。生物环境分析表明,解释大型底栖动物群落结构差异的主导因子为溶解氧、河宽、水温、化学需氧量、流速、总磷和水深。最佳因子组合为溶解氧、总磷、化学需氧量。丰度/生物量比较曲线显示多个点位受到不同程度的干扰。由WQI指数分析可得流域内水质较好,除了个别点位外,整体处于健康及以上状态。相较于生物评价和理化因子评价,WQI指数评价法能够综合反映流域健康状况,更具适用性。     

中国长江三角洲流域百菌清水生生物基准研究

通过生态毒理试验,获得百菌清对长江三角洲流域14种代表性水生生物的毒性数据。分别采用评价因子法、物种敏感度分布法和毒性百分数排序法,推导长江三角洲流域百菌清水生生物基准值。评价因子法、物种敏感度分布法和毒性百分数排序法得出的急性基准值分别是0.066μg·L~(-1)、3.00μg·L~(-1)和0.51μg·L~(-1),慢性基准值分别是0.0089μg·L~(-1)、0.40μg·L~(-1)和0.136μg·L~(-1)。比较了3种方法得出的基准值之间的差异并分析了原因,在此基础上,提出了我国长江三角洲流域百菌清水生生物基准推荐值,并与国外基准值进行了比较。研究结果可为中国农药水质标准制修订及水生生物风险评估提供科学依据。     

基于DEMATEL的区域洪涝灾害恢复力影响因素及评价指标体系研究——以巢湖流域为例

影响洪涝灾害恢复力的因素众多且相互关联,识别和区分这些影响因素,找到因素间互相影响程度和因果关系,对于明确洪涝灾害恢复力关键因素,快速找到需要改善的因素具有重要意义。通过分析灾害恢复力的内涵,从自然维、社会维、经济维、技术维、管理维5个维度构建区域洪涝灾害恢复力的影响因素指标体系,应用DEMATEL方法分析区域洪涝灾害恢复力影响因素之间的关系,并以巢湖流域为例凝练出适合该区域的洪涝灾害恢复力评价指标体系,结果表明,一级指标中自然维、经济维对其他因素影响最为显著,二级指标中政府财政支撑能力、土地因子、地形因子对其他影响因素的影响最大;而一级指标中经济维和社会维与其他因素关系最为密切,二级指标中政府财政支撑能力、区域经济实力、土地因子处于核心的位置。从整体影响输出上看,一级指标中原因因素共有2个,分别为自然维、经济维,且以经济维为最,二级指标中原因因素有11个,涉及五个维度,包括所有自然维中因素,并以地形因子、政府财政支撑能力、灾害政策法规为重。一级指标中结果因素有3个,分别为管理维、技术维、社会维;二级指标中共有12个,以管理维中的因素为主,相比于原因因素,通过改善结果因素可以更直接的提高区域洪涝灾害恢复力的水平。     

协同引擎、外部环境与流域生态补偿多主体协同行为研究——以山东省大汶河流域为例

联合多方利益相关主体实施协同行为,提升多元异质性主体之间的协同性,对优化流域生态补偿机制效能至关重要。本文基于山东省大汶河流域的979份实地调研数据,运用层次回归与有调节的中介效应检验方法,实证剖析协同引擎、外部环境对流域生态补偿多主体协同行为的驱动机理。研究表明：①协同引擎对流域生态补偿多主体协同行为具有显著正向驱动作用;②协同意愿在协同引擎与协同行为之间起中介作用,协同引擎可通过强化协同意愿间接驱动协同行为;③外部环境正向调节协同意愿向协同行为的转化,政府规制与社会规范的调节作用均通过显著性检验;④有调节的中介效应检验结果显示,高水平的政府规制及社会规范影响下,协同意愿在协同引擎与协同行为之间的中介作用得到增强,但在低水平的政府规制与社会规范影响下,协同意愿的中介作用并不显著。