河流流域生态安全综合评估方法

在国内外生态安全相关研究的基础上,提出了河流流域生态安全的定义. 以河流流域生态安全为研究对象,基于DPSIR(驱动力-压力-状态-影响-响应)模型框架,构建了评估指标体系,并利用多准则群体决策模型的层次分析法和熵权法确定指标权重. 以晋城市沁河流域为例,对该流域2005─2009年生态安全状况进行了综合评估. 结果表明:5年内沁河流域的生态安全综合指数从2005年的0.487升至2009年的0.641,状态从“安全”区域底部逐步提升到顶部,人均GDP增长、单位工业产值COD_Cr和NH₃-N排放强度的降低、污水处理厂投入使用和环保投资的逐年增加是影响其变化的关键因素.      

基于浮游生物群落变化的生态学基准值计算方法初探

基于浮游生物群落对环境压力变化的响应,参照美国国家环境保护局(US EPA)颁布的生物学基准计算方法,结合理化因子,采用综合指数法计算了我国太湖流域和辽河流域的生态学基准值.计算框架为:①确定流域水环境生态学基准参照点和生态学基准指标;②作出参照点各基准指标box分布图并进行评分;③将各生态学基准指标得分等权重相加,并把90分位数值作为该流域的基准值.结果表明:我国太湖流域夏、冬季的生态学基准值分别为94.7和86.7,辽河流域夏、冬季的生态学基准值分别为100.0和96.4.通过该基准值可较好地区分2009年辽河流域和太湖流域夏、冬季采样点位的生境优劣,这说明基于浮游生物群落变化来计算生态学基准值的方法是可行的.      

安徽省近10年能源足迹测度及驱动因子分析

安徽省为生态建设省,随着中部崛起战略与皖江城市带承接产业转移示范区建设的实施,能源消费给当地生态环境形成了较大压力. 依据生态足迹模型对安徽省2000—2009年能源足迹进行了时间序列测度,基于STIRPAT模型揭示了能源足迹驱动因子的边际贡献,运用灰色GM(1,1)模型预测了2015年与2020年能源足迹. 结果表明:安徽省人均能源足迹由2000年的0500 8 hm2增至2009年的1043 5 hm2,人均能源足迹赤字由2000年的0432 9 hm2扩至2009年的0975 5 hm2;煤炭足迹对能源足迹平均贡献率为7629%,占主导地位;能源足迹强度由2000年的1083 3 hm2104元降至2009年的0704 7 hm2104元;研究时段内,能源足迹生态压力指数均大于5 人均GDP和第二产业在经济中所比例均与能源足迹呈正相关,二者边际弹性系数分别为0000 073 57和0006;而单位工业增加值能耗与能源足迹呈负相关,其边际弹性系数为-0186.      

湖泊生态安全及其评估方法框架

针对目前我国湖泊存在的主要生态安全问题,同时考虑流域人类活动对湖泊的影响,阐述了对湖泊生态系统及湖泊生态安全的深层认识和理解,并在此基础上建立了“4+1”湖泊生态安全评估方法框架. 该方法框架包括湖泊水生态系统健康评估、流域社会经济活动对湖泊生态影响评估、湖泊生态服务功能评估和湖泊生态灾变评估,以及在这4项评估的基础上建立的湖泊生态安全综合评估. “4+1”湖泊生态安全评估方法框架既可作为对湖泊生态安全进行整体综合评估的方法,又反映了湖泊水生态健康、流域人类活动对湖泊的影响、湖泊生态服务功能以及湖泊生态灾变4个过程对湖泊生态安全的影响关系,识别影响湖泊生态安全的限制性因子. 湖泊生态安全评估启示我国湖泊管理应由水质管理向流域生态系统管理转变,其实质是解决好“人湖”关系,实现“人湖”和谐发展.      

低成本废水生态处理组合工艺在农家乐废水治理中的应用

以一典型农家乐生活废水为处理对象,采用以低成本废水生态处理技术为主体的组合处理工艺,研究了该工艺对农家乐废水的处理效果。结果表明:该废水处理系统稳定运行时对COD和NH4+-N的平均去除率分别达80%和50%以上,出水ρ(TP)一直保持在2.0 mg/L以下。该废水处理技术不仅简单易行、效果好,而且建造及运行成本低,在农村分散型废水治理方面具有良好的推广应用价值。     

煤炭开采区生态损害补偿评估模型的构建与应用

煤炭开采区的生态补偿包括对生态损害的补偿、对厂商与居民负担的外部成本补偿以及对新资源和替代能源的开发补偿三部分.将煤炭开采区的生态损害补偿过程分为生态修复、生态恢复和生态平衡3个阶段.通过确定煤炭开采区生态损害补偿3个阶段的生态补偿目标,构建各阶段土地、植被和水环境生态损害补偿的评估模型,分别测算了完成生态修复、生态恢复和生态平衡3个阶段补偿目标所需的生态损害补偿总量和每t煤所需提取的生态损害补偿金额.      

Assessment and management of urbanization-induced ecological risks

The urban ecological risk incurred during the processes of urbanization has been constantly accumulating, creating a severe challenge for China to achieve sustainable urban development. At present, research on systematic evaluation of urban ecological risks is still inadequate, especially at an urban ecosystem level. In this special issue, we use Xiamen City as an example to identify the sources and receptors of urban ecological risks, to develop a methodology system of urban ecological risk assessment, and to propose a method for the management of urban ecological risks. This special issue contains 11 research articles resulting from a comprehensive research project funded by China’s National Natural Science Foundation. The innovations reported in this special issue include a framework of urban ecological risk assessment and a standardized procedure for carrying out urban ecological risk assessment using multiple stressors and endpoints.     

我国地表水中磷酸三苯酯的多层次生态风险评估

磷酸三苯酯(triphenyl phosphate,TPP)在电缆材料、塑料制品中被大量使用,是地表水中检出频率最高的有机磷酸酯类阻燃剂之一,近年来受到广泛关注。本文通过文献检索TPP的地表水环境暴露浓度以及对水生生物的毒性效应浓度,利用风险商(hazard quotient,HQ)和概率生态风险评价法(probabilistic ecological risk assessments,PERA)对我国主要地表水中的TPP进行多层次生态风险评价。结果显示,TPP在我国地表水中的浓度为0.2～96.3 ng·L~(-1),以生存为测试终点的急性毒性数据推导出的预测无效应浓度(predicted no effect concentration,PNEC)为36.49μg·L~(-1),而以繁殖、发育和生长等为测试终点的慢性毒性数据推导出的PNEC值为1.30μg·L~(-1)。基于急、慢性毒性数据计算的风险商均小于0.1。我国地表水中TPP对0.1%到1%的水生生物造成繁殖、发育和生长等慢性毒性影响的概率分别为1.40%和0.04%,存在较低的潜在生态风险。     

某金属冶炼企业土壤As污染特征及潜在生态风险评价

以某金属冶炼企业原址用地土壤为研究对象,采用单因子污染指数法、地累积指数法、潜在生态危害指数法探讨土壤As污染累积、潜在生态风险和空间分布特征。结果表明：研究区土壤采样点位超标率为98.85%,2.5~14.0 m深度范围土壤As污染较重、潜在生态风险较高,尤以6.0~10.0 m深度范围内相对最高。从As污染成因看,0~1.0 m深度范围土壤As污染主要受企业生产活动影响;1.0~14.0 m深度范围土壤As污染除受企业生产活动影响外,还与大量回填的含As较高的硫铁矿渣、极强碱性土壤环境、土壤渗透性有关。从As污染空间分布特征看,垂直方向上As污染浓度在0~10.0 m深度范围内随深度增加呈升高趋势,地表10.0 m以下随深度增加呈下降趋势。水平方向上,地表以下5.0、10.0、12.0 m剖面深度处As污染羽分布随深度增加呈增大趋势,12.0 m以下呈减小趋势。土壤As污染分层评价结果与地表以下特定剖面深度处土壤As污染评价结果一致性较好,土壤As污染较重的区域潜在生态风险亦相对较高。可见,采用单因子污染指数法、地累积指数法、潜在生态危害指数法综合评价土壤As污染与潜在生态风险,具有较高的可靠性。     

水文变异条件下潦河生态流量计算研究

气候变化和高强度人类活动改变了流域的自然水文循环过程,导致水文序列出现变异,严重影响了流域水文生态系统的稳定性.目前,基于水文变异条件下的河道内生态流量计算已成为当前变化环境下生态水文学研究的热点问题之一.以江西鄱阳湖西北部的潦河为例,采用水文时间序列变异检验方法分析径流变异性及成因,应用水文模型对水文变异后的径流进行还原,以Kolmogorov-Smirnov（K-S）、Anderson Darling（A-D）和概率点据相关系数（PPCC）3种检验法确定月径流的最优概率分布函数,进而提出水文变异条件下最适宜的潦河生态流量计算方法.结果表明:①潦河万家埠站径流在1972年发生水文变异,突变点后流域年径流增加了12%,降水量的增加和蒸发量的减少是其主要驱动要素.②采用分布式时变增益模型（DTVGM）对径流进行还原,率定期和验证期的相关系数和Nash-Sutchliffe效率系数均大于0.78,径流模拟值和实测值拟合程度较高,表明基于DTVGM进行径流还原是可行的.③基于还原后的径流,对5种概率分布函数进行拟合优度综合检验,确定逐月最优分布函数,并估算月河道生态流量.与Tennant法、最枯月平均流量法、7Q10法等方法比较,基于最优分布函数的生态流量结果更具确定性与合理性.在气候变化和人类活动引起径流变异的背景下,考虑水文变异的河道内生态需水计算方法能够更科学地体现水文变异对生态需水过程的影响,研究结果可为潦河流域水生态保护和水资源管理提供数据支撑,也可为变化环境下水资源规划和配置提供科学依据.