Evaluation of oasis ecosystem risk by reliability theory in an arid area： A case study in the Shiyang River Basin, China

Ecosystem risk is a new concept in understanding environmental problems. It is important to study and develop quantitative methods for regional ecosystem risk analysis. In this study, some new indicators and methods for measuring oasis ecosystem risk were established using reliability theory. These indicators are linked to water resource, which is the key restricting factor in arid area oasis ecosystems. They have clear meanings and can also be compared in different arid area oases. A case study in the Liangzhou oasis of the Shiyang River Basin in China shows how to calculate these ecosystem risk indicators. The results of the case study are as follows： the reliability indicator, risk indicator, stability indicator, and integrated loss indicator of the Liangzhou oasis are 0.686, 0.314, 0.743, and 0.301, respectively. This means that the reliability degree of the oasis＇s ecosystem safety is 68.6%; the degree of risk that it is unsafe is 31.4%; the stability degree is 74.3%; and 30.1% of the oasis＇s area is supported by over-exploiting underground water and damaging the lower reaches of the ecosystem. This result can be used as a guide in controlling and managing ecosystem risk in the research area.     

论国家流域水环境经济政策创新的思路与重点方向

近年来,经济政策逐渐成为流域生态环境综合治理中的重要手段.我国基本形成了流域水环境经济政策体系,其对构建流域生态文明建设长效机制发挥了重要作用.但国家流域水环境经济政策仍不完善,需要继续深化改革与创新,强化政策机制的长效调节功能,有效促进实现流域水质目标管理.本文在对流域水环境经济政策进展进行分析研判的基础上,综合考虑...     

应用GLEAMS模型评估我国东南地区农业小流域硝态氮的渗漏淋失

应用GLEAMS模型估算我国东南亚热带地区农业小流域硝态氮的渗漏淋失.在五川流域8种不同土地利用方式的农田中埋设渗漏监测装置,每月采集水样分析硝态氮含量.用2002年4-12月作物生长季节的实测数据进行模型校验的结果表明,模型对水稻田除外的其他土地利用方式下硝态氮渗漏淋失模拟效果较好.五川流域2002年硝态氮淋失模拟计算结果表明,不同土地利用方式下硝态氮淋失时空差异显著,全年渗漏量(以氮计)为4.64～38.39 kg·hm-2,流域面积加权平均为29.99 kg·hm-2.甘蔗地、香蕉地和蔬菜地的年硝态氮渗漏量最高,渗漏峰值一般出现在7-8月.降雨、土地利用和化肥施用等人类活动是影响硝态氮渗漏淋失的主要因素.     

基于系统动力学和向量模法的亮子河流域水环境承载力评价

文章以亮子河流域水环境现状为基础,建立了基于系统动力学模型和向量模法的水环境承载力评价体系,从水资源、社会经济和水环境3个方面对水环境承载力的变化情况进行评估,并提出超载流域水环境承载能力的调控对策.结果表明,亮子河流域在2013年承载力情况最好,2015年承载力最差,2014～2018年属于轻度超载.以2018年为调...     

基于水文集成模型ParFlow的黑河流域下游地下水-地表水相互作用模拟研究

地下水-地表水相互作用是水文循环过程中的重要环节,研究地下水-地表水相互作用的机理过程及其对环境变化的响应对流域生态环境和可持续发展具有重要意义.利用基于三维物理过程的开源、大规模并行模拟计算软件ParFlow求解紧密耦合的地下水和地表水偏微分方程组,建立流域水文集成模型,从而精确解译土壤水分运移的动力学机制,最终实现...     

矿区流域杨树对污染土壤镉的吸收和富集研究

为探究污染土壤里生长的杨树提取修复重金属镉（Cd）的特性,对安徽省铜陵市某矿区及所在小流域共8个点位的人工林美洲黑杨（Populusdeltoides W. Bartram ex Marshall）及土壤进行采样,测定了土壤和杨树不同部位Cd含量。结果表明：矿区及其下游不同采样点土壤Cd污染程度不同,均超过《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准：GB 15618—2018》中的农用地土壤风险筛选值0.3 mg/kg;杨树在不同污染程度的土壤上都生长良好,且整体表现出较高的吸收量,其中树叶中Cd含量总体最高;不同采样点杨树不同部位对Cd的生物富集系数（BCF）介于0.06～19.39之间,BCF>1的占75.8%,杨树各部位平均BCF介于1.33～8.55之间,不同部位对Cd的吸收量和BCF表现为树叶>树皮>树根>树干>树枝,树叶对Cd的富集能力最强也相对稳定。由于其对重金属Cd有很强的耐受性和较高富集能力,美洲黑杨可作为该地污染土壤的提取修复树种。     

参数空间分布对非点源污染模拟的影响

以大宁河流域为研究区域,应用非点源模型SWAT（soil and water assessment tool）,模拟了参数空间分布对流域径流和营养物质流失的影响.利用大宁河流域巫溪水文站2000～2004年的实测数据对模型进行了率定和验证,将流域划分为6种数量不等的子流域,利用相同的模型参数输入,模拟了不同的流域划分方案对径流和营养物质流失的影响.结果表明,不同的流域划分方案,年平均流量的最大相对误差为19.6%,6种方案年平均流量的效率系数为0.52～0.82,月平均流量的效率系数为0.80～0.83,随着子流域数量的增加,径流量出现了先下降、后上升的趋势;有机氮和有机磷的最大相对误差分别为16.2%和7.7%,不同的流域划分方案对营养物质的流失产生了轻微的影响,但没有明显的变化趋势和规律.     

汉江流域产水量时空格局及影响因素研究

汉江流域是南水北调中线工程重要的水源涵养区和生态屏障区,研究其生态系统产水服务功能的时空变化及影响因素对实现汉江流域高质量持续调水和生态环境保护具有重要意义。基于Google Earth Engine云平台多源异构数据以及气象、土壤等资料作为输入,采用InVEST模型产水模块和情景分析法估算和阐明了2001～2019年汉江流域产水量及其时空变化特征,并探讨了降水和土地利用变化对汉江流域产水量的影响。结果表明:(1)2001～2019年,汉江流域产水量先增加后减少,不同时期流域产水深度空间格局基本一致,呈中北部低、西南部及东南部高的空间分异特征;全流域产水深度以增加为主,增加区域集中于丹江口以上流域,减少区域主要在唐白河流域。(2)子流域尺度上,丹江口以上流域对全流域产水量的贡献最高,是汉江流域主要产水区,唐白河流域的贡献最低。(3)城镇与建成区、裸地和草地平均产水深度最大;稀疏森林、农田和郁闭森林是流域产水的主要贡献地类,三者提供了汉江流域产水总量的90%;平原区产水深度最高,较低中山区产水深度最低。(4)2001～2019年,降水变化和土地利用变化对产水量变化的贡献率分别为94%和6...     

基于产业细化和多要素约束的白洋淀流域水环境承载力系统动力学模拟与调控

为达到水环境承载力和区域经济协调发展的目的,运用系统动力学方法构建了包括17个细化工业类型在内以及受水资源、水污染、水生态多要素约束的白洋淀流域水环境承载力系统动力学模型,通过敏感性分析获得了32个敏感指标,同时结合当地实际发展需求,通过设置6种适用于白洋淀流域的水环境承载力调控情景,得到2017～2035年白洋淀水环境承载力情景模拟与调控结果：(1)如果维持现状,人口和经济的增长会导致各方面对水资源需求增多、水体污染加剧,2020年以后将出现水资源缺口,并且缺口将进一步增大,2021年以后同时会出现水污染加剧的状况。(2)与现状情景相比,单独采取产业结构调整措施或水环境保护措施可使得未来一段时间内白洋淀流域水环境超载情况改善10.78%或10.42%,GDP增加0.22%或0.26%;如果采取更严格的水环境保护措施,改善效果将更好为34.56%,但是GDP会减少5.06%,经济发展受到较大限制;因此,考虑经济和环境协调发展的可持续发展型情景方案更优,GDP增加0.22%时对水环境超载情况改善更为明显为16.23%。(3)综合以上分析,必须统筹规划,大力发展高端高新产业和服务业,合理调...     

太湖流域铜锈环棱螺体内重金属富集量及膳食风险评价

对太湖流域6个水系铜锈环棱螺腹足肌肉团Cu、Zn、Pb、Cr、Cd、As、Hg富集量进行分析,运用单因子污染指数法评价其受污染程度,并分别采用平均每周/每月摄入量法和目标危害系数法(THQ)对其膳食风险进行评估,旨在为居民铜锈环棱螺消费安全提供参考。结果表明,洮滆水系的Cu、Zn、Pb、Cr元素富集量平均值最高,分别为112.108、248.625、4.422、7.791 mg/kg,苕溪水系Cd、As、Hg元素富集量平均值最高,分别为0.290、2.943、0.059 mg/kg。THQ评价结果显示各水系铜锈环棱螺除了As外无单一重金属潜在健康风险,但多种重金属复合暴露的健康风险(TTHQ)结果显示各水系铜锈环棱螺重金属TTHQ值均大于1,As的贡献率均超过80%,表明居民长期食用环棱螺具有重金属复合暴露健康风险及As单一重金属潜在健康风险,重金属复合暴露风险来源于As元素的污染。五个水系潜在重金属复合暴露风险排序为：洮滆水系>苕溪水系>沿江水系>黄浦江水系>杭州湾-长江口水系。