长江上游生态脆弱区生态屏障建设与产业发展战略研究--以昭通市为例

长江经济带是世界最大的内河产业带和制造业基地,在我国社会经济发展中占有重要的战略地位。建设长江生态屏障是长江经济带可持续发展的基本保障,以金沙江区段为主的长江上游地区在流域生态屏障建设中更是起着至关重要的作用。结合实地调研,以地处云南省东北部、金沙江下游、滇川黔3省结合部的昭通市为例,分析了地区产业发展与生态屏障建设的互动机理。首先分析了昭通市生态—经济系统存在的主要问题,进而指出优化产业结构是昭通市生态－经济系统协调发展的必然选择,在此基础上提出昭通市应通过高效生态农业、环境友好型工业以及生态旅游业的发展实现经济发展与生态屏障建设的有机结合。     

长江流域近50年来的气温变化特征

分析了1951~2000年长江流域（上、中、下游）的平均气温、平均日最低气温、平均日最高气温随时间的变化趋势特征。结果表明：长江流域近50年来年平均气温、年平均日最低气温、年平均日最高气温在20世纪50年代明显偏高,60~80年代波动下降,80年代中后期以后有所上升,90年代较80年代增温0.3℃~0.6℃之间;同时不同季节、不同区域气温呈现不同的态势,冬季平均气温、平均日最低气温在60年代以后呈上升趋势,而平均日最高气温呈下降趋势,夏季平均气温、平均日最低气温、平均日最高气温均以降温为主。     

长江口没冒沙演变过程及其对水库工程的响应

研究南槽没冒沙演变规律,可以为筑库引淡蓄水工程建设提供科学依据。根据该海区近百年来各个时期的海图和20年来的实测水文泥沙等资料以及2003、2004年的现场观测数据,探讨了没冒沙的形成及形成后的演变过程。研究表明：没冒沙的形成和发育经历了局部边滩冲刷、边滩沙嘴发育和沙脊形成3个阶段;近半个世纪来,沙体中轴位置在稳定强劲的涨落潮流作用下呈现出西北—东南走向的良好的稳定性,具有潮流脊性质。而蓄淡水库工程建设将有可能使南槽成为适应进出水沙量的新型河槽。     

黄河流域近十五年生态系统服务价值变化特征及影响因素研究

黄河流域生态系统服务变化的定量评估有利于考核流域生态综合治理效果。本研究构建了基于能值的生态系统服务价值核算方法体系,核算了黄河流域2000—2015年省级及地市级尺度生态系统服务价值变化及导致变化的原因。结果表明:(1)近15年,黄河流域生态状况有明显好转,除河南和山东外,增幅主要集中在黄河流域的中上游(7%～27%),增幅最大的为甘肃;(2)黄河流域的117个地级市(地区、自治州、盟)中,有77个地级市(地区、自治州、盟)生态系统服务价值有不同增幅(0.46%～210%);(3)黄河流域"源""过程""汇"区位不同保护重点不同,要根据其所提供生态服务的能力及改善情况动态制定分区分类保护策略;(4)近15年的林地面积增加对所提供的服务提升效果明显,湿地(湖泊、沼泽地)的减少变成黄河流域上、中、下游省份服务下降的最大驱动因素。本研究能够为黄河流域生态治理及城市绿色发展提供基础性依据。     

松花江沉积物汞的新变化:分布、演化与现状及潜在生态风险评估

分析了第二松花江中下游和松花江干流表层沉积物中总汞的含量水平和分布规律,同期采集了牡丹江、黑龙江沉积物作为对照,并采用地累积指数法以及潜在生态风险指数法,初步评价了松花江沉积物中汞的污染状况和潜在的生态风险.结果表明,松花江10个断面沉积物总汞含量范围0.029~1.317 mg·kg~(-1),均值0.183 mg·kg~(-1).第二松花江3个典型断面沉积物总汞含量均显著高于松花江干流的7个典型断面(P0.05).地累积指数(Igeo)及潜在生态风险指数(Er)表明第二松花江3个典型断面沉积物汞污染程度为偏中度至重度污染,存在高度生态风险;松花江干流7个典型断面为轻度污染,具有较高生态风险.近10年松花江沉积物汞含量变化及空间分布结果显示,现阶段第二松花江沉积物汞含量有所下降,但松花江干流个别江段沉积物汞含量有所上升,应引起重视.     

沱江流域主要污染负荷预测及时空分布特征

耦合社会-经济因子探究工业点源和生活污染源污染负荷未来变化趋势,可为优化水环境规划和管理方案提供理论依据。选取沱江流域为研究区域,采用经济增长预测法、工业点源传统统计法、人口趋势灰色模型预测法和排污系数法分别计算了2020-2025年该区域28个县(市、区)的工业GDP值,工业点源废水排放量及主要污染负荷(COD、NH₃-N、TN、TP),农村与城镇人口及生活污染源的主要污染负荷,并利用ArcGIS技术探究了工业点源和生活污染源主要污染负荷空间分布特征。结果表明:2020-2025年,工业GDP值总体呈逐年增加趋势,而工业废水排放量总体呈逐年减少趋势,预计到2025年,流域工业GDP值将增加至2.52×10¹²元,而工业废水排放量将减少至0.64×10⁸ t。工业点源主要污染负荷表现为COD>NH₃-N>TN>TP。沱江流域总人口数与生活污染源污染负荷呈逐年增加趋势,其中城镇人口与生活污染源污染负荷呈逐年增加趋势,农村人口与生活污染源污染负荷呈逐年减少趋势,且城镇人口及生活污染源污染负荷增加量大于农村人口及生活污染源污染负荷减少量。城镇、农村生活污染源的主要污染负荷表现为COD>NH₃-N>TN>TP。工业点源和生活污染源主要污染负荷在空间上存在高度异质性。2025年,来自工业点源的主要污染负荷均呈上游较少,中、下游较多的特征;来自城市生活污染源的主要污染负荷均呈中、上游较多,下游较少的特征;来自农村生活污染源的主要污染负荷均呈中游较多,上、下游较少的特征。笔者提出耦合社会-经济因子预测流域污染负荷的方法可以推广到其他与社会经济指标相关联的流域工业点源、生活污染源污染负荷的预测研究中,以期为未来流域水环境管理与治理提供科学参考。     

引调水河道氮的迁移转化及微生物群落结构特征——以望虞河为例

以引江济太调水工程-望虞河为研究对象,探究引调水河道氮素的迁移转化规律及微生物群落结构特征.于2020年10月、12月以及2021年1月在望虞河沿程布设监测点位并采集水样,分析其水体理化性质、氮的形态分布及含量、微生物群落结构变化特征.结果 表明:①硝酸盐氮是望虞河沿程水体中氮素的主要存在形态,占总氮浓度的75.3％～...     

Wetland Flowpaths Mediate Nitrogen and Phosphorus Concentrations across the Upper Mississippi River Basin

Eutrophication, harmful algal blooms, and human health impacts are critical environmental challenges resulting from excess nitrogen and phosphorus in surface waters. Yet we have limited information regarding how wetland characteristics mediate water quality across watershed scales. We developed a large, novel set of spatial variables characterizing hydrological flowpaths from wetlands to streams, that is, “wetland hydrological transport variables,” to explore how wetlands statistically explain the variability in total nitrogen (TN) and total phosphorus (TP) concentrations across the Upper Mississippi River Basin (UMRB) in the United States. We found that wetland flowpath variables improved landscape-to-aquatic nutrient multilinear regression models (from R² = 0.89 to 0.91 for TN; R² = 0.53 to 0.84 for TP) and provided insights into potential processes governing how wetlands influence watershed-scale TN and TP concentrations. Specifically, flowpath variables describing flow-attenuating environments, for example, subsurface transport compared to overland flowpaths, were related to lower TN and TP concentrations. Frequent hydrological connections from wetlands to streams were also linked to low TP concentrations, which likely suggests a nutrient source limitation in some areas of the UMRB. Consideration of wetland flowpaths could inform management and conservation activities designed to reduce nutrient export to downstream waters.     

Assessing the Effectiveness of Winter Cover Crops for Controlling Agricultural Nutrient Losses

A nutrient loss reduction strategy is necessary to guide the efforts of improving water quality downstream of an agricultural watershed. In this study, the effectiveness of two winter cover crops, namely cereal rye and annual ryegrass, is explored as a loss reduction strategy in a watershed that ultimately drains into a water supply reservoir. Using a coupled optimization-watershed model, optimal placements of the cover crops were identified that would result in the tradeoffs between nitrate-N losses reduction and adoption levels. Analysis of the 10%, 25%, 50%, and 75% adoption levels extracted from the optimal tradeoffs showed that the cover crop placements would provide annual nitrate-N loss reductions of 3.0%–3.7%, 7.8%–8.8%, 15%–17.5%, and 20.9%–24.3%, respectively. In addition, for the same adoption levels (i.e., 10%–75%), sediment (1.8%–17.7%), and total phosphorus losses (0.8%–8.6%) could be achieved. Results also indicate that implementing each cover crop on all croplands of the watershed could cause annual water yield reduction of at least 4.8%, with greater than 28% in the months of October and November. This could potentially be detrimental to the storage volume of the downstream reservoir, especially in drought years, if cover crops are adopted in most of the reservoir's drainage area. Evaluating water yield impacts, particularly in periods of low flows, is thus critical if cover crops are to be considered as best management practices in water supply watersheds.     

特大城市集群绿色发展与生态足迹关联特征

本文以成渝城市群、长江中游城市群和长三角城市群为研究对象,解析不同空间尺度下绿色发展与生态足迹时空变化特征,并结合耦合协调度模型、环境库兹涅茨曲线（EKC）理论探究绿色发展与生态足迹的关联特征。研究表明,长江经济带城市群2000—2015年绿色发展水平逐年提升,约16.44%的城市达到较高水平,空间上呈现“东部高、西部低”的特征。人均三维生态足迹增长逐渐趋缓,成渝城市群达到峰值（5.21hm²）后逐年稳定下降。长江经济带绿色发展与生态足迹处于良好协调状态,绿色经济的快速发展带动了耦合协调度的提高。绿色发展与生态足迹存在倒“ U”形EKC曲线关系,由于自然资源基础和产业结构差异,成渝城市群（拐点出现在2008年）绿色发展与生态足迹协调关系好转早于中下游城市群（拐点分别在2019年、2012年）。四川、安徽应作为降低资源消耗的重点对象,未来应进一步加强区域中心城市的辐射带动作用,拉动周围城市提高绿色发展水平。研究成果能为区域绿色发展与生态环境协同管理提供思路与理论支持。