三峡库区腹地草堂溪小流域土地功能格局变化

探讨三峡库区腹地土地功能格局动态特征是促进库区土地功能优化、土地利用可持续发展的重要途径之一。以草堂溪小流域为研究区,基于1990~2015年4期遥感影像和1∶5万DEM数据,借助ArcGIS 10.2与Fragstats 4.2软件,依据土地提供主要服务的差异性将土地功能划分为3个大类5个亚类,并分析研究区土地功能格局时空演变特征。结果表明:近25 a,研究区生态功能用地占绝对优势,面积增长1 541.96 hm~2,生产功能用地面积缩减1 844.19 hm~2,生活功能用地面积扩展302.24 hm~2;生物质生产功能用地和人工/天然生态功能用地间的转移关系是研究区土地功能转移网络的关键关系,决定着研究区土地功能变化特征;土地功能变化空间集聚特征时空差异性显著,生物质生产功能用地和人工/天然生态功能用地附近为土地功能变化热点区域,1990~2015年土地功能变化热点区向研究区西部推移;生物质生产功能用地、交通功能用地和住宅功能用地优势区间为中低地形位,中高地形位是非生物生产功能用地优势区间,人工/天然生态功能用地在高地形位占优势;较低地形位上景观异质性高、形状复杂,较高地形位上景观类型单一、聚集程度高。     

长江中游城市群经济-城市-社会-环境耦合度空间差异分析

以长江中游城市群的36个城市为例,构建了经济发展、城市化、社会保障、生态环境综合评价指标体系,运用耦合度模型评估了36个城市2011~2013年的耦合度,并利用GIS技术分析系统的得分与耦合度的空间分布特征。结果表明:长江中游城市群的36个城市的经济发展、城市化和社会保障水平的空间分布比较相似,三者间存在显著的正相关关系。但是,存在显著性的地区差异。36个城市生态环境得分均值很高,城市之间差异很小。从耦合度的空间分布来看,长江中游城市群明显存在3个高耦合度的聚集区域,即长株潭城市圈,武汉-南昌(含鄂州、黄石和九江)城市带和鄂北4市,即十堰、襄阳、宜昌和荆门。最后,36个城市之间耦合度的差异呈现逐年缩小的趋势。     

长三角经济能源约束下的大气污染问题及对区域协作的启示

长三角地区大气污染治理取得一定成效,然而空气质量改善逐渐进入瓶颈期和攻坚期,大气污染治理战略需要从宏观层面系统谋划。本文系统分析了近10年来长三角区域经济、能源、产业、交通的发展状况和趋势,结合区域大气污染物浓度水平的演变,分析了大气污染与经济社会发展的耦合关系。结合当前区域空气污染的空间分布差异以及经济能源交通结构的内在差别,识别了大气污染的区内差异特征及关键制约因素。在此基础上,从能源结构和产业结构调整、交通结构优化、分区施策、深化治理等角度,为深化区域大气污染联防联控,持续改善大气污染问题提出了政策建议。     

我国长江流域中三角区域大气污染物排放特征研究

中三角区域已经是我国第四个国家级城市群,也将成为我国经济增长的"第四极"。在经济发展的同时,更需要以节能减排、资源环境等为重点,以实现经济建设与生态文明"双可持续"的协同发展。本文以二氧化硫、氮氧化物、烟(粉)尘为主要大气污染物,对我国中三角区域大气污染物排放进行了详细的分析,并与京津冀、长三角、珠三角、"三区十群"等进行了多方位比较。结果表明,2013年中三角区域二氧化硫排放量为151.7万t,其中工业二氧化硫排放量为140.1万t;氮氧化物排放量为147.2万t,其中工业氮氧化物排放量为93.6万t;烟(粉)尘排放量为81.8万t,其中工业烟(粉)尘排放量为71.4万t。中三角区域二氧化硫、氮氧化物、烟(粉)尘排放量均位于"四极"的第三。中三角区域二氧化硫、氮氧化物、烟(粉)尘单位GDP排放强度分别为25.03t/亿元、24.29 t/亿元、13.50 t/亿元,分别位于"四极"的第一、第二、第二。同时,本文还从经济发展模式、产业结构调整、煤炭消费方式等方面对我国中三角等经济"四极"提出了相关建议。     

基于小流域尺度的目标抗生素排放量估算方法——以梅江流域为例

抗生素的大量使用和排放造成的环境污染和生态风险问题日益突出,抗生素排放量的估算是评价流域内抗生素污染程度的重要指标,但目前抗生素排放量估算方法尚不完善。本研究以梅江流域为例,建立了适合小流域尺度的典型抗生素排放量估算方法,计算了四环素类抗生素(TCs)向不同环境相的排放量并分析了其主要来源。结果表明:2016年梅江流域TCs排放量为8 558.1 kg,不同行政区抗生素排放量差异较大,其中梅江镇受人口密度及养殖密度影响,抗生素排放量最大,高达1 224.4 kg;同时流域内不同抗生素的排放量也有所不同,其大小顺序为强力霉素(DXC)土霉素(OTC)四环素(TC)金霉素(CTC);TCs受排放源、排放途径等因素影响,以进入环境水相及土壤相为主,其中进入水相中的抗生素主要来自人类及生猪粪便,进入土壤相中的抗生素主要来自生猪及三黄鸡粪便。梅江小流域抗生素具有潜在的生态风险,应加强抗生素使用管理。该研究为我国小尺度流域目标抗生素排放量的估算提供了十分有效的方法。     

珠江三角洲4种淡水养殖鱼类重金属的残留及食用风险评价

为全面了解珠江三角洲淡水水产品中重金属污染现状,评估其生态风险与食用安全,于2014年8月至2015年8月采集罗非鱼、草鱼、乌鳢及鳜鱼主要养殖鱼类样品共计57份,采用原子荧光光谱仪(AFS),电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)仪进行分析测定,并采用单因子污染指数(Pi)、重金属污染指数(MPI)、每周可耐受摄入量(PTWI)以及食入健康风险指标(Ri总)分别评估其污染程度、食用安全性与健康风险。结果表明,样品中Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Hg、Pb的含量范围分别为0.020~3.240,0.020~0.800,0.110~1.100,0.190~19.970,0.030~1.480,nd~0.606,0.003~0.118,0.040~0.803 mg·kg-1(湿重),Cr、As、Cd、Pb在水产品中超标率大小依次为As(7.0%),Pb(7.0%),Cd(5.3%),Cr(1.8%)。Pi结果表明,目前珠江三角洲养殖水域水产品中Cu与Zn残留处于正常范围内,Cr和Hg有少量样品为轻度污染,Pb、Cd与As存在重度污染样品,所占比例为2.86%、6.02%和5.74%。MPI结果显示不同水产品污染程度为乌鳢>鳜鱼>罗非鱼>草鱼,总体上各种水产品MPI依然处于较低的水平;食用安全性结果显示,目前成人每周摄入水产品是安全的,但乌鳢Cr,罗非鱼As含量较高分别达到PTWI的37.76%和19.51%,表明水产品中Cr、As残留可能存在一定的食用安全隐患。健康风险模型结果显示,所有样品均未超过国际辐射防护委员会(ICRP)的推荐的最大可接受水平(5×10-6a-1)。综合分析珠江三角洲淡水养殖主要水产品可知,其尚未出现明显的污染安全问题,但As与Cr等元素的潜在风险值得进一步关注。     

应用底栖动物为指示生物的松花江干流水生态预警研究

指示生物监测及水生态预警是利用水环境中指示物种的数量、群落结构指标和个体生理指标等描述水生态系统的健康状态,其相比于常规理化监测和预警更直接地反映水体的生态质量。本研究在松花江干流2012—2015年大型底栖无脊椎动物监测结果的基础上,结合各监测点生态质量管理目标,通过分析物种的种类、出现的频次、物种污染敏感性(耐污值),尝试提出了松花江干流监控断面以底栖动物为指示生物的水生态预警模式,研究思路和结果对流域水环境风险管理指标的拓展有积极作用。     

长三角城市群“空间流”网络结构特征——基于公路运输、火车客运及百度指数的综合分析

信息技术的应用与社会信息技术的传输,使大量的要素(人流、物流、信息流)在城市群空间内集聚与扩散,加密城市群空间内城市联系。在基于公路运输、普通列车、高速列车以及百度指数4个要素的综合分析基础上,对长三角城市群"空间流"网络结构特征进行探析。研究结果表明:(1)长三角城市群区域内城市联系虽具备了网络化规模,但城市间的联系不均衡,以上海、南京、杭州等城市为多中心的协调网络发展格局特征明显;(2)长三角城市群16个核心城市"空间流"特征呈现三角形网络结构,其三角形的顶角分别由上海(沪)、南京(宁)与杭州(杭)3个核心节点城市构成。在空间结构内部,形成若干次级城市网络连线;在空间分布上,北翼网络化程度较高于南翼线性联系程度,区域联系强度以"沪—宁"、"沪—杭"沿线向两侧递减;(3)上海、南京、杭州、苏州、无锡5个核心城市排名处于网络中心的前列,扬州、南通、泰州、舟山等周边城市相对靠后,这与区域经济发展过程的"吸虹效应"有关,随着区域经济一体化程度的加深,中心城市会向周边地区提供服务与经济辐射,完善整个长三角城市群网络体系。     

全球升温1.5℃与2.0℃情景下长江中下游地区极端降水的变化特征

基于长江中下游地区1961~2100年区域气候模式COSMO-CLM(CCLM)模拟与1961~2005年气象站观测的逐日降水数据,通过统计计算年降水量、强降水量、暴雨日数和极端降水贡献率4个极端降水指数,研究全球升温1.5℃与2.0℃情景下,长江中下游地区极端降水的时空变化特征。结果表明:(1)全球升温1.5℃情景下,年降水量相对于1986~2005年减少5%,强降水量、暴雨日数和极端降水贡献率分别增加7%、33%和4%;概率密度曲线表明,年降水量均值下降,强降水量、暴雨日数和极端降水贡献率均值上升,极端降水方差增大;年降水量、强降水量和暴雨日数在空间上表现为南部增加北部减少,极端降水贡献率则相反。(2)全球升温2.0℃情景下,年降水量下降3%,强降水量、暴雨日数和极端降水贡献率分别上升15%、46%和15%;年降水量均值稍有减少且方差稍有上升,强降水量、暴雨日数和极端降水贡献率均值和方差明显增加;年降水量减少区域位于长江主干以北,强降水量、暴雨日数和极端降水贡献率表现为绝大部分地区增加的空间变化特征。(3)全球升温由1.5℃至2.0℃时,年降水量、强降水量、暴雨日数和极端降水贡献率分别增加3%、7%、10%和11%;随升温幅度的增加极端降水均值和方差上升;极端降水呈增加态势的范围扩大。因此,努力将升温控制在1.5℃对降低极端降水的影响具有重要意义。     

Flow‐Biology Relationships Based on Fish Habitat Guilds in North Carolina

The health of freshwater biota is dependent on streamflow, yet identification of the flow regimes required to maintain ecological integrity remains challenging to states in the United States seeking to establish ecological flows. We tested the relationship between decreases in streamflow and Shannon‐Weaver diversity index of fish species for four flow‐based habitat guilds: riffle, riffle‐run, pool‐run, and pool in North Carolina. We found species that prefer shallow habitats, such as riffles and riffle‐runs were the most sensitive to decreases in streamflow; whereas no significant relationships were found for pool or pool‐run species. The sensitivity to decreases in streamflow was greatest during summer and fall, when streams are naturally lower. When all fish habitat guilds were included in the assessment of flow‐biology relationships, there were no significant relationships to decreases in streamflow. As the sensitivity of fish to reductions in streamflow is not constant across habitat guilds, combining all fish species together for flow‐biology analyses may greatly underestimate the response of fish species to decreases in flow and should be acknowledged when establishing ecological flows.