国家重点生态功能区县域生态环境质量考核业务系统的研发与应用

根据国家重点生态功能区县域生态环境质量考核工作的业务流程以及县级、省级和国家三个层次的应用需求,基于地理信息系统、计算机及空间数据库技术,研发了由县级数据填报、省级数据审核和国家数据综合管理与评价三套软件,构成了国家重点生态功能区县域生态环境质量考核业务系统,并成功应用于2013年、2014年的考核工作中,极大提高了该项工作的标准化、规范化水平,同时形成了国家重点生态功能区县级生态环境数据库,为加强国家重点生态功能区生态环境保护工作奠定基础。     

国家重点生态功能区县域环境监测质量评价方法及应用示范

以国家重点生态功能区县域环境监测质量评价为目标,综合应用德尔菲法、层次分析法和模糊综合评价法,构建了国家重点生态功能区县域环境监测质量评价方法,并确定了评价因子、权重系数、计算方法。该方法评价指标共分为三层:第一层为目标层,即国家重点生态功能区县域环境监测质量;第二层为准则层,包括人员及资质、现场监测、实验室管理、报告编制及数据上报;第三层为方案层,包括人员操作、持证上岗、资质认定、人员培训、水质布点采样流转情况、空气自动站运维情况、现场质控实施情况、实验室环境条件、样品试剂的保存与管理、仪器检定与校准、实验室质量控制实施情况、数据填报软件运行情况、监测报告规范性等13个评价要素。经矩阵一致性检验确定了各评价要素的权重,将该权重与各要素得分运算后得到县域环境监测质量评价结果。在此基础上,选取广东、山西、陕西、四川和青海等5个省份的15个国家重点生态功能区县域作为典型区开展了实地调研,并应用评价体系对其进行了监测质量等级评价。结果表明,15个典型县域中,环境监测质量等级为优的县域占13.3%,一般、较差的县域分别占66.7%、20%。县域环境监测承担单位在资质、报告编制及数据上报方面表现较好,在现场监测、人员操作方面问题突出,在实验室管理方面有待提升。     

基于多时相遥感数据的典型区生态格局变化分析

利用1985、2000、2013年遥感影像提取的土地覆盖数据,通过景观格局指数、动态度计算、转移矩阵等,分析1985—2013年我国典型地区各类型生态系统景观格局及其动态变化特征、生态系统相互转化时空变化特征等,揭示1985—2013年生态环境格局变化的特点和规律:一级分类生态系统综合变化率,赣江、闽江、白龙江和岷江上游流域分别为4.7%、3.9%、3.3%和1.7%,生态系统变化强度1985—2000年较缓,2000—2013年更剧烈。1985—2013年典型区生态系统的主要转化方向具有持续性和双向性特征,岷江、白龙江和赣江上游流域退耕还林还草政策效果明显,出现较高比例的耕地转为森林和草地;面积占67.4%生态系统类型变化与耕地生态系统和人工表面生态系统变化有关;生态系统变化具有明显的区域差异,生态变化主要表现为沿主要河流谷地的线状延伸,主要城镇居民点附近生态系统类型变化较为突出,人类活动是典型地区生态系统类型格局变化的主要驱动力;典型区尤其是敏感区应加大退耕还林还草政策,减少人类经济活动,降低洪水泥石流灾害发生的概率和程度。     

全国近岸海域水质空间插值算法精度分析

空间插值技术对近海环境数据的分析和表征具有广泛应用价值,但目前针对各类模型适用性和精度比较的研究很少。基于2009年全国近岸海域299个站位的水质监测数据,利用交叉检验法,对3种插值算法13种模型的空间拟合结果进行分析和验证。结果表明,13种模型的模拟值与实测值显著相关(r=0.643~0.750,P0.01,n=299),说明其均适用于近岸海域水质的空间模拟;综合比较模拟结果与实测结果的相关系数、平均误差、平均绝对误差、均方差及偏离程度,排序为IDW(p2)Spline-TensionIDW(p3)IDW(p4)IDW(p1)IDW(p5)IDW(p6)Kriging-GuassianKriging-Spherical,Kriging-CircularKriging-LinearKriging-ExponentialSpline-Regularized,提出IDW(p2)是精度最优的空间插值模型。     

包覆型纳米零价铁的制备及其去除水中的活性艳蓝

采用流变相法,以FeSO4.7H2O∶KBH4=1∶2(摩尔比)为固相介质,0.06 g/mL CMC(羧甲基纤维素)水溶液为液相介质,固液比1∶2,反应2 h制备出包覆型纳米零价铁;采用XRD、TEM等手段对合成的纳米零价铁进行表征。探讨不同反应条件对包覆型纳米铁去除活性艳蓝的影响。实验结果表明,初始活性艳蓝(浓度100 mg/L)pH为5,包覆型纳米铁的投加量为6 g/L,反应时间为30 min时,活性艳蓝的去除率可达96%。通过研究机理,其吸附过程符合二级吸附动力学,降解过程符合一级反应动力学。     

嵌套式静态采样箱的设计及其在稻田甲烷通量监测中的应用

通过总结得出温室气体静态采样箱设计的基本准则,并以洞庭湖不同湿地类型甲烷排放通量观测为出发点,设计了嵌套式采样箱。该采样箱的优势在于高度和体积可调节,运输和不使用时,顶箱可放入延长箱中不占体积;使用时,顶箱扣在延长箱上增大体积,采样箱高度随延长箱数量的变化而改变。稻田试验性观测发现,洞庭湖区4月早稻甲烷的平均排放通量为10.37mg/(m2·h)。结果表明,应用嵌套式静态采样箱开展湿地甲烷监测结果可靠。但采样操作需在40min内完成,以避免箱体内部环境变化引起甲烷排放不稳定。     

黄河流域生态状况研究热点迁移与评价方法演变分析

黄河流域是我国重要的生态安全屏障和经济活动区域,其生态环境直接关系到我国西北、华北地区的生态安全和可持续发展.为深入了解黄河流域生态状况研究的发展趋势、研究现状及研究热点,本文基于Web of Science核心合集数据库和中国期刊全文数据库CNKI,检索了1981-2022年有关“黄河流域生态状况”的中英文文献,并对9 400篇文献进行计量分析,据此整理出该研究领域的发展趋势和研究热点,对不同研究区域在研究内容上的差异进行分析.结果表明：黄河流域生态状况研究正处于高速发展阶段,热点研究内容包括生态环境、水资源和水土保持,热点研究对象包括生态系统、植被和水生生物,研究区域涵盖黄河全流域,影响黄河流域生态状况的重点研究因素包括人类活动、环境因子和时空因素.此外,不同研究区域所涉及的影响因素和研究对象具有差异性：从影响因素看,在黄河上、中、下游地区主要关注人类活动的影响,而在黄河三角洲和黄河河口地区重点关注水质和重金属等环境因子,在黄河全流域和黄河源区更注重时空因素的影响;从研究对象看,在黄河源区主要关注草地生态系统,而在黄河上、中、下游以及黄河三角洲地区主要集中在生态系统和植被方面,黄河...     

对国家环境保护野外观测研究站建设的几点思考

《国家环境保护"十二五"科技发展规划》提出将国家环境保护野外观测研究站作为"十二五"环境科技支撑能力建设内容之一;在《"十二五"国家自主创新能力建设规划》中也将国家野外科学观测研究站(网)作为科技创新基础条件的建设内容。在分析环保部门生态环境观测研究台站建设现状基础上,对国家环境保护野外观测研究台站的建设目标与定位、空间布局、运行机制、监测与评价技术体系构建、监测指标体系框架等进行分析探讨。在目标与定位上,国家环境保护野外观测研究台站既要与目前国内主要的生态环境监测网络(如中国生态系统研究网络和中国森林生态系统定位研究网络)形成补充,同时也要突出环保部门特色;在空间布局上既要关注水、空气、土壤污染的重点监控区,也要关注生态脆弱区、重要(点)生态功能区等生态敏感区;在技术体系上,要研究建立标准化、规范化的观测技术体系,同时也要注重生态环境评价方法研究,为生态环境精准化管理提供技术支持。     

黄河流域生态质量时空变化分析

黄河流域在我国社会经济发展和生态安全格局构建方面具有十分重要的地位,流域的生态保护和高质量发展上升为国家重大战略,同时也面临着生态系统退化、水土流失、湿地萎缩等生态问题.为了解黄河流域生态质量状况及其时空变化特征,分析了黄河流域生态格局、植被、生物多样性、生态系统功能和服务价值、县域生态质量等多方面的数据和文献资料.结果表明:①黄河流域大部分县区生态质量状况一般,植被覆盖度由东南向西北递减,上游地区生态系统服务价值高于中游和下游;② 2000—2018年农田生态系统面积占比持续下降,森林、水域面积占比略有增加,聚落面积占比持续上升,20世纪80年代以来整体植被覆盖和生产力状况得到改善,重要生态功能区的生态系统服务价值明显提升;③大部分地区生态状况改善幅度有限,局部仍有退化,流域的生物多样性依然受到严重威胁.因此,建议在恢复植被覆盖的基础上,开展优化生态结构、维护生态过程的相关研究,重点关注生态敏感地区生态保护成效的评估和提升,农耕地区农田生产力对自然生态系统的影响,以及城镇化过程对生态系统服务和生态安全的影响;同时建立黄河流域生态质量综合监测体系,开展监测指标与技术方法的机理和应用研究,这不但是流域生态质量时空变化分析的基础,也是生态保护恢复和管理工作的支撑.      

流域水生态空间管控下生境监测方法概述

生境被认为是区域内为水环境中生物提供生存和生长环境的物理、化学和生物特征,是水生态空间中支持和维持生物及其生态功能的重要空间.生境特征对阐释流域生态系统的结构和功能具有重要意义.然而,生境具有空间和时间尺度的异质性以及空间自相关性,尤其是大时空尺度下其生态功能的维持具有更加复杂的机制和过程.这决定了表征和阐释生境特征是极其困难的,特别是表征大时空尺度下的特征.尽管现有研究提出诸多涉及不同尺度的生境监测方法,但对实现长期跟踪多尺度下流域生境整体变化仍缺少成熟的方法.本文从生境的概念、生境监测的目的和意义引出生境的特点及生境监测对流域水生态环境管控的重要性,归纳了主流生境监测方法的特点及主要差异,综述了生境监测中关键的科学问题（如空间尺度、区域范围、特征参数和数据信息获取方法等）,提出我国现阶段生境监测核心内容的建议,以期为流域生态空间管控下生境监测的应用和研究提供借鉴.