太湖流域粮食生产对耕地利用变化动态响应分析及预测

认识耕地利用与粮食生产的耦合作用规律是确保粮食安全和可持续发展的基础。基于模型模拟、GIS和多目标情景模拟等方法,在定量分析粮食生产对耕地利用变化动态响应基础上,分析流域粮食生产变化的关键驱动要素及粮食增产潜力,为流域耕地利用动态调控和粮食安全问题解决提供参考。结果表明:(1)1985～2015年流域耕地利用与粮食生产变化空间集聚性显著,耕地量变、耕地利用结构和方式变化幅度分别为39.2%、23.6%和19.3%,上述变化导致粮食减产44.1%;(2)1985～2015年耕地量变对流域粮食减产贡献率为50.7%,耕地利用方式变化和耕地量变则分别以43.4%和76.3%的贡献率成为前后15年粮食减产的主要驱动因素。集聚在流域北部56.8%的区域受耕地量变影响显著;太湖东南24.3%的区域和杭州-桐乡-嘉善一线等18.9%的区域分别受耕地利用方式和结构变化影响较大。随时间变化,耕地量变影响加剧,粮食减幅增加;(3)未来耕地数量持续减少,粮食安全压力较大,低-中-高方案变动下耕地量变影响范围缩小53.5%,耕地利用方式和结构影响区分别增加了2倍和1.25倍,粮食增产区由5.4%增加到54.1%。不同区域粮食生产对耕地利用变化响应的时空差异显著,未来响应变化敏感区将是流域粮食增产潜力区和耕地利用关键调控区。     

江苏省太湖流域大型底栖无脊椎动物完整性业务化评价指数构建

为支撑流域水生态目标的业务化管理,提高水生态监测和评价的可操作性,突破物种分类鉴定的技术瓶颈,以大型底栖无脊椎动物为研究对象,在江苏省太湖流域布设120个采样点,于2013年1—3月、7—8月和10—11月开展3次监测。以最小干扰为参照状态,对涉及物种丰度、物种多度组成、耐污能力和摄食类群的72个候选指数进行分布范围、判别能力及相关性分析,结合指数获取的便利性及物种分类的难易程度,最终筛选出3个核心指数构成大型底栖无脊椎动物完整性业务化评价指数,其中湖荡、河流和水库的指数为软体动物分类单元数、优势分类单元相对多度和BMWP指数,溪流的指数为ETO分类单元数、前三位优势分类单元相对多度和BMWP指数。经验证,业务化指数与环境梯度有较好的响应关系,且可操作性强,具备开展业务化应用的前景。但目前的流域水生态目标管理尚处于摸索阶段,技术体系还须在业务化过程中不断修正和完善。     

海面上升对太湖流域经济影响的模拟与评估

以地处长江三角洲核心部位的太湖流域为研究区,应用Bootstrap方法预测了各市县至2030年的GDP值,进而基于海面-地面系统演变模型,就海平面上升到2030年对区域经济的影响进行了多场景模拟与评价。结果表明:由于区域内经济发达的市县多处于地势低平的地区,未来海面上升对太湖流域区域经济发展影响极为显著,其影响程度主要取决于各县市地形地貌条件及其经济发展水平。当海面上升值为23 cm、31 cm和60 cm时,受影响面积和GDP损失分别高达13.2%～24.0%和15.7%～26.9%。海面上升影响表现出区域分异的特征,以太湖、长江及其各支流为中心向外扩张,中部平原、洼地受影响较为严重,外围的北部和东部受影响较小。区域未来发展应考虑分区治理及区域内联合策略,以积极应对海面上升的可能威胁。     

基于DEA模型的太湖流域企业污水治理效率

运用数据包络分析DEA方法,建立了太湖殷村港流域工业园区企业污水治理效率评价体系,并利用该体系对园区内企业污水治理效率进行了实证研究。利用效率评价函数对园区内20家企业进行评价,结果表明,其中4家企业达到环境治理效率相对高效;20家企业的废水排放量、COD和NH3-N排放削减总量分别为3691860、217．53和14．64t／a,削减潜力较大。实证研究结果表明,该环境绩效评价系统可为园区企业污水治理调控提出定量化的调整建议。     

浙江省太湖流域工业结构性污染特征分析与调控对策

通过对工业内部各行业的产业竞争力、污染贡献率、经济贡献率、相对环境绩效等方面的分析,全面、系统、深入地揭示了浙江省太湖流域工业的结构性污染问题.在此基础上,对工业内部32个行业进行分类,分析各行业的经济与环境协调发展的水平与特征,并分别提出产业结构调整的思路和对策建议.     

Identification of anthropogenic influences on water quality of rivers in Taihu watershed

Surface water bodies are progressively subjected to stress as a result of anthropogenic activities. This study assessed and examined the impact of human activities on spatial variation in the water quality of 19 rivers in the Taihu watershed. Concentrations of physicochemical parameters of surface water quality were determined at the mouth of each river during the period of 2000-2004. Multivariate statistical techniques were applied to identify characteristics of the water quality in the studied rivers. The results showed that rivers strongly influenced by household wastewater have the highest concentrations of nutrients （TN and TP）. Moreover, rivers in the vicinity of a metropolis presented low dissolved oxygen （DO） levels. However, organic-chemical pollution （petroleum and volatile phenolics） was identified with high localization. Two rivers influenced by sewage from industry and ships were distinguished from other rivers with high values of petroleum. The Taige channel, a river located in Changzhou City that is strongly influenced by wastewater from industry, was characterized with an extraordinarily high value of volatile phenolics. Rivers passing through countries, especially through hilly countries were characterized with high DO contents and low nutrient and organic-chemical pollution, suggesting that agriculture puts less pressure on water quality in adjacent rivers. Therefore, more effort should be made in controlling point pollution to restore water quality in rivers adjacent to cities.     

太湖及主要入湖河流平水期水环境质量评价

水环境质量评价是了解水质现状的基础,对区域水环境的管理起到重要的指导作用。以太湖及其主要入湖河流为研究对象,于平水期采集代表性断面水样,以营养盐(总磷、总氮、氨氮)、叶绿素a和高锰酸盐指数等指标为基础,采用灰色聚类法对区域内水环境质量进行评价,并借助多元统计分析对研究区域内主要污染因子进行解析和识别。灰色聚类分析表明,秋季采样断面(2012年10月)中63%的河道断面和36%的湖泊样点超过我国地表水3级标准,而在春季(2013年4月)采样断面中,100%的河道断面和64%的湖泊样点超过地表水3级标准。该结果同时也表明春季河道污染物质的输入是导致太湖水质恶化的主要原因,并可能对太湖蓝藻暴发起到推动作用,因此需加强对蓝藻暴发前期太湖入湖河道水环境的管理。为便于水环境管理将河道和湖泊采样断面依据聚类分析法划归为高、中、低三类;同时主成分分析表明,氮、磷依旧是影响太湖流域水质空间变异的主要污染因子。     

太湖流域水环境演变与人类活动耦合关系

太湖流域水环境与人类活动之间存在相互制约、相互作用的关系。从20世纪60年代起，随着经济的发展、工业化与城市化进程的加速，太湖流域水环境不断恶化，具有表征意义的太湖水体的TP、TN、COD浓度不断上升。将水环境演变的人文驱动因素归纳为人口发展、经济发展、城市化、土地利用等四个方面，将其与太湖流域水环境耦合、得出探讨性结论：太湖流域人类活动与水环境之间的互动关系大致经历了干预、干预－弱制约、干预－制久、干预－强制约四个阶段，每个阶段对应着不同的人类活动特征。太湖流域水环境恶化经历了几十年，而水环境修复则需要人类更长时期的共同努力。     

太湖流域洪涝灾害损失模拟及预测

太湖流域是我国经济最发达的地区之一,当遭受洪涝灾害后,经济损失极为严重。本文采用地理信息系统方法,模拟了１９９１年洪涝灾害的淹没决策提供了依据。根据预测,当２０１０年在发生１９９１年型特大洪涝淹没时,灾害经济损失将可高达７７３亿元,约为１９９１年７倍,因此太湖的防洪任务极为严峻。     

太湖流域生态安全监测体系的构建

针对太湖流域水质污染、湖体富营养化、饮用水质受影响和水生植被减少等生态问题,提出了构建生态安全监测指标体系、布设四类监测点位、引入科学的监测技术与评价体系,从而构建流域生态安全监测体系的设想。