三峡库区生态环境教育部重点实验室,重庆400715

采用国家环境保护部发布的2014年全国161个城市空气质量指数（AQI）数据,基于克里格插值、三维趋势面等空间分析手段,揭示重点城市空气质量时空分布格局. 结果表明：我国AQI时空分布差异明显,季节特征表现为冬季最高,夏季最低,春季略高于秋季;月峰值出现在1月,9月AQI最低;日AQI高值出现在10：00,低值出现在16：00,白天AQI波动较大,夜间较平稳. 空间分布呈现出从南向北、从沿海向内陆逐渐升高的趋势,且南北差大于东西差;华北生态地区AQI较高,云贵高原生态地区较低.

三峡库区次级河流回水区环境因子对藻类生长影响的模拟实验研究

从三峡库区次级河流139m回水区采集水样,选用L9(34)正交表进行藻类培养试验,以Chla最大浓度作为指标选择适合藻类生长的适宜条件.结果表明,当控制水样温度为20℃、光照为8000lx、活性磷酸盐和溶解无机氮浓度分别为2.86μmol.L-1、85.71μmol.L-1时藻类生长最好;磷为限制该水域藻类生长的营养元素,藻类生长氮磷元素适宜摩尔比约为30∶1.在适宜生长条件下,对数期藻细胞比生长率达到1.03d-1,稳定期Chla最大浓度达到110mg.m-3.

三峡库区生态脆弱性评价

基于遥感和地理信息系统技术,采用"压力-状态-响应"评价模型,选取18个指标,利用空间主成分分析对2001—2010年三峡库区(重庆段)生态脆弱性进行综合定量评价,对生态脆弱性时空分布及动态变化进行分析。根据计算得到的生态脆弱性指数,将生态脆弱性划分为5个等级:微度脆弱、轻度脆弱、中度脆弱、重度脆弱和极度脆弱。通过统计不同脆弱性等级面积,求算得到生态脆弱性综合指数。结果表明:三峡库区(重庆段)2001—2010年生态脆弱性指数标准化平均值为4.23±1.29,整体处于中度脆弱。生态脆弱性空间分布呈现西高东低的格局特征,高度脆弱地区主要分布在中西部,低度脆弱地区主要分布在东北部和东南部。近10年生态脆弱性综合指数最小值为2002年的2.37,最大值为2008年的2.99,三峡水库蓄水后生态脆弱性综合指数逐年递增,2008年到达峰值后有所降低。三峡库区生态脆弱性是人类活动与自然环境相互作用的结果,城市生活污染、水土流失、植被状况等为主要的驱动因子。研究时段内三峡库区(重庆段)生态脆弱性呈现两极化趋势,高度脆弱地区的脆弱性显著增加,低度脆弱地区脆弱性明显降低。

基于土地利用的三峡库区(重庆段)生态系统服务价值时空变化

基于土地利用数据,采用Costanza的生态系统服务价值计算方法,结合中国陆地生态系统单位面积生态服务价值当量表,对1986—2010年三峡库区(重庆段)生态系统服务价值的时空变化进行研究。结果表明:近25年来,研究区生态系统服务价值呈先降后增的V字型趋势,1986年为953亿元,1995年下降至948亿元,2000年持续下降至943亿元,2010年大幅增加至整个研究时段的最高值968亿元,其中林地是研究区内生态服务价值最高的土地利用类型。生态系统服务价值的空间格局大致以巫溪至江津一线为界,呈现东南高、西北低的特征。研究时段内区域生态系统服务价值重心随时间总体上向东南迁移。空间自相关分析结果显示,1986—2010年间研究区生态系统服务价值的空间分布具有一定的集聚性。敏感性分析说明生态系统服务价值对所采用的价值系数缺乏弹性,研究结果具有可信性。通过生态系统服务价值与社会经济指标之间的回归分析,发现生态系统服务价值与GDP、人口密度、城镇化率具有极显著的线性负相关关系,而与农林牧渔业GDP呈极显著的线性正相关。在库区未来生态环境管理中,应更多地考虑生态系统服务功能,合理规划土地利用,尤其是应多保护天然林地、草地和水体等生态服务价值系数高的用地类型,发展高效绿色生态产业,控制城市无序扩张,实现库区社会经济与自然生态相协调的可持续性发展。

三峡库区人居环境气候适宜性

运用GIS技术,在充分考虑气温、湿度、风速以及日照等条件下,计算了1995年1月至2010年12月三峡库区22个气象站点的温湿指数和风效指数及其时空分布,对三峡库区人居环境气候适宜性的总体分布趋势进行分析.并以2003年6月三峡工程一期蓄水作为时间中点,分析了三峡工程蓄水前后库区人居环境气候适宜性变化,同时对库区水位与气象要素的相关性进行定量分析.结果表明:从11月到翌年3月,库区气候偏冷,属于较不舒适人居环境;夏季的6-9月,整个库区气候偏热,属于较不舒适的人居环境;库区年均温湿指数和风效指数均呈现明显的地区差异,整体表现为由库区中部向东西递减的趋势;库区气候适宜性指数在三峡工程前后变化明显,库区水位与气候适宜性因子在2003年6月以前没有显著的相关性,在2003年6月以后,与温湿指数呈显著正相关,而与风效指数呈显著负相关.

三峡库区(重庆段)土地利用变化对生态系统服务价值的影响分析

在分析1995-2000年三峡库区(重庆段)土地利用变化的基础上,计算了由此导致的生态系统服务价值变化。采用Costanza的生态系统服务价值计算公式和谢高地等人的中国陆地生态系统单位面积生态服务价值表进行计算,结果发现:1995-2000年研究区林地、草地、水域和难利用地面积在减少,其中草地减少最多,其次为林地;耕地和建设用地在增加,且增加面积都较大;生态系统服务价值(ESV)由1995年的549.387 9亿元减少到2000年的546.706 5亿元,5年减少了2.681 4亿元;敏感性分析表明,ESV对生态价值系数(VC)缺乏弹性,研究结果可信。

环境因子对三峡库区铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)群体形成影响及其形态特征

为揭示微囊藻群体形成机理,为有效防治水华暴发提供依据,以三峡库区铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)为研究对象,研究N、P浓度,Ca^(2+)浓度,光强,温度对铜绿微囊藻生长、胞外多糖(EPS)合成和群体微囊藻形成的影响,并对比分析了单细胞和群体微囊藻的形态特征.研究发现当N≤100 mg/L、P≤5 mg/L时,铜绿微囊藻生物量和EPS合成量随着N、P浓度增加而增加;适宜浓度的Ca^(2+)(65 mg/L)有利于藻生长,EPS产量随着Ca^(2+)浓度增加而降低,过高浓度的Ca^(2+)在刺激微囊藻细胞分泌EPS的同时可能会促进其溶解,Ca^(2+)和EPS均对微囊藻群体形成起桥架粘结作用;光照和温度对EPS合成有一定促进作用,且其促进效果均高于N、P和Ca^(2+)作用,20℃是同时满足微囊藻生长及EPS合成的最有利条件.群体细胞比单细胞周围的胶质鞘更加明显和清晰,多糖胶鞘表面有许多Ca^(2+)晶体,从微观角度可以确定Ca^(2+)在EPS合成及群体形成中起着重要作用.

落羽杉与池杉幼苗对多种胁迫环境的响应及其对三峡库区库岸防护林营建的启示(英文)

落羽杉与池杉适应和耐受水淹环境已被广泛认可,然而干旱、盐碱、污染与病虫害将很容易影响3年生以下幼苗的生长与发育。在三峡库区库岸带多种胁迫环境条件下,选择3年生或者更大更健壮的落羽杉与池杉营造库岸林较为理想。3年生或者更大更健壮的落羽杉与池杉与年龄偏小的幼苗相比抵抗多种逆境胁迫的能力会更强。在三峡库区盐碱地环境条件下,选择落羽杉与墨西哥落羽杉杂交种中山杉302,以及池杉与墨西哥落羽杉杂交种中山杉401作为造林树种较为适宜。总体来讲,落羽杉与池杉是三峡库区库岸造林的优良候选树种。然而,大量开展落羽杉与池杉对深淹胁迫、多种胁迫因子叠加条件下的生理生态响应研究仍然是必需的。

基于生态足迹模型的重庆三峡库区可持续发展性分析

将生态足迹模型应用于重庆三峡库区8个重点移民区县,通过计算分析其生态足迹、生态承载力、生态盈余与万元GDP足迹来分析其可持续发展性.结果表明:8个重点移民库区县的生态足迹都远远高于其生态承载力.各项生态足迹指标中只有林地出现盈余,其余各项指标都出现不同程度的赤字,特别是耕地与草地生态赤字尤为严重.基于以上分析,结合重庆三峡库区的自然、经济以及社会背景提出相应的减少其生态赤字的建议与措施.

三峡库区事故型水环境污染风险评估系统的设计与实现

【目的】构建三峡库区事故型水环境污染风险评估系统,为政府相关部门对三峡库区水污染事故的风险评估及决策提供支持。【方法】采用GIS技术以及Silverlight技术的有效集成,对系统的总体设计、功能设计和关键技术进行研究;在此基础上,采用B/S架构,以Microsoft Visual Studio 2010和ArcGIS Server 9.3.1为开发平台,构建三峡库区事故型水环境污染风险评估系统,并对其应用实例进行分析。【结果】在解决了风险源分级方法、敏感目标分级方法和风险分区方法等关键技术的基础上,成功建立了三峡库区事故型水环境污染风险评估系统,该系统具备数据管理查询、风险源及敏感目标分级评估、风险分区评估等多种空间辅助决策功能,可满足客户的基本需求。【结论】该系统实现了基本的GIS功能及风险评估功能,具有较好的可行性和实用性。

三峡库区马尾松林土壤铁、铝对有机碳的影响

为了解不同形态铁、铝矿物对土壤有机碳稳定的影响,以三峡库区典型土壤质地类型的马尾松林为研究对象,采用选择性溶解提取法测定晶质矿物(DH)、短程有序矿物(HH)和有机金属络合物(PP)中的铁、铝矿物及其结合有机碳的含量,并通过相关性分析和多元回归模型探讨了不同形态铁、铝矿物及其结合有机碳与土壤有机碳的相互关系.结果表明:不同形态铁、铝矿物含量分布为DH>PP>HH,且随土壤黏粒组分增加有明显的上升趋势.DH、PP和HH提取碳含量分别为(6.11±0.35)mg/g,(6.25±0.46)mg/g和(1.14±0.06)mg/g,分别占土壤有机碳的(32.06%±1.95%),(32.61%±2.33%)和(5.95%±0.33%).提取碳与金属物质的量比值(C:Fe+Al)表现为PP>DH≈HH,表明铁、铝矿物随结晶度的增加,与有机碳的结合方式从共沉淀和络合向吸附作用转变.提取碳含量与对应提取金属(Fe+Al)含量呈显著正相关(P<0.05),且提取铁、铝矿物是土壤有机碳变异性的第一解释变量(74.65%).总体而言,铁、铝矿物与有机碳的相互作用驱动了三峡库区马尾松林土壤有机碳的稳定累积,其中晶质铁、铝矿物和有机金属络合物起主导作用.

三峡库区两种阔叶树幼苗对不同光环境的响应

研究了三峡库区两种阔叶树香樟(Cinnamomum camphora)和灯台树(Bothrocaryum controversum)幼苗在旷地、林窗和林下三种不同的自然光环境梯度的生长和形态特性对不同光环境的响应。结果显示,在3种不同光环境下生长两年的香樟和灯台树幼苗,株高、基径、地上部分生物量、根生物量和总生物量等绝对生长指标均表现出旷地>林窗>林下,且旷地植株与林下植株均差异显著;在形态可塑性方面,香樟幼苗的根冠比均表现为在不同光环境下差异不显著(p>0.05),灯台树幼苗则表现为旷地植株显著高于林窗和林下植株(p<0.05),表明旷地的灯台树幼苗受到了一定程度的光抑制;两物种细长指数和叶面积比随环境光强减小而增大,而总叶面积和展开叶片数均随环境光强的减小而减小;香樟和灯台树的净同化率和相对生长速率都表现出旷地和林窗植株显著大于林下植株(p<0.05),但两物种间这两个指标在不同光环境中均未表现出显著差异。上述结果说明香樟和灯台树幼苗均在光资源充足的旷地环境下生物量积累最多,但幼苗的适当遮荫能有效地避免光抑制,从而有利于植株更好地生长。

三峡库区生态经济区用地结构变化及演变趋势--以重庆市梁平县为例

根据1999—2007年土地利用统计资料,借助信息熵原理及马尔科夫转移矩阵模型对梁平县土地利用结构动态演变进行了实例分析。结果表明,梁平县土地利用结构信息熵H经历了3个阶段:1999—2002年持续上升阶段,2002—2003年急速回落阶段及2003—2007年波动阶段,均衡度变化与信息熵相似。用地类型主要由耕地转向林地、交通用地、居民点及工矿用地。运用RBF神经网络模型对研究区的土地变化进行理论趋势值分析表明,研究区内土地利用变化以农用地转化为交通用地和居民点及工矿用地的趋势最强,由此趋势在今后一段时期内,农用地将持续减少,耕地保护与建设用地扩张的矛盾将尤为突出。建议大力开展土地开发整理,特别是农村居民点的整理归并,同时积极挖掘存量建设用地,走高效、集约的土地利用之路。

三峡库区生态经济区用地结构演变及驱动机制——以梁平县为例

根据1999~2007年土地利用统计、社会经济资料,借助信息熵原理及马尔科夫转移矩阵模型对梁平县土地利用结构动态演变进行了实例分析。结果表明,梁平县土地利用结构信息熵H经历了3个阶段：1999~2002年持续上升阶段、2002~2003年急速回落阶段及2003~2007年波动阶段,土地利用结构无序程度发展态势不明显,均衡度变化与信息熵相似。用地类型主要由耕地转向林地、交通用地、居民点及工矿用地。定性分析了影响该县用地结构动态演变的政治经济政策,并利用主成分分析法对经济社会主要驱动因子进行了分析与探讨,得出影响该县用地结构动态演变的主要驱动力为：政治经济政策、经济发展。最后依据分析结果对梁平县未来发展做出定位：特色农业县——重点发展农林产品加工及文化生态旅游。

两种生态足迹模型在三峡库区可持续发展评价中应用与比较分析

将传统生态足迹模型和能值生态足迹模型分别应用于三峡库区的可持续发展性研究中,选取重庆市涪陵区作为研究区域,对其2008年的生态足迹进行具体的计算与对比分析,结果表明:用能值生态足迹模型和传统生态足迹模型计算得出研究区分别存在4.35hm2/cap和1.846hm2/cap的生态赤字,这说明三峡库区的发展处于一种不可持续状态,针对这种情况提出相应的措施并简要讨论了两种生态足迹模型的优缺点.

三峡库区农业面源污染控制的生态补偿政策研究

分析了现阶段三峡库区农业面源污染的现状,即施肥结构不合理、化肥农药使用量过大,农作物废弃物回收利用率较低、持久性有机污染严重,污水处理处于起步阶段、农业废水垃圾增多,水产养殖面积逐步扩大、生态系统平衡被打破以及这些问题产生的主要原因,并在此基础上对实施三峡库区农业面源污染控制的必要性进行了阐述,提出了三峡库区农业面源污染控制的生态补偿政策,即建立完善的政府支出型补偿机制、实行科学的税收改革型补偿机制、培育自助的基金型补偿机制、落实权责一体的责任型补偿机制、培养循环利用的自养型补偿机制和实施合理的区域间补偿机制。

三峡库区灾害环境安全保障浅析

库区灾害环境现状堪忧.从库区城乡灾害环境的实际情况出发,分析了库区城乡灾害环境安全保障存在的主要问题.研究了实施库区城乡灾害环境安全保障战略的重要意义,并探讨了建立库区灾害环境安全保障战略研究思路.最后从战略重点、主要研究任务、主要灾害防治的关键技术问题,以及政策措施健全与实施等方面,提出了实施库区城乡灾害环境安全保障战略的有效途径.

基于连通度指数的生态安全格局构建——以三峡库区重庆段为例

生态安全格局构建旨在识别研究区的重要生态区域并保持他们之间连通,被认为是实现区域协调发展的重要途径。生态阻力面的科学构建和修正一直是生态安全格局建立的技术难点。以三峡库区重庆段为例,通过生态重要性和敏感性综合识别源地,构建连通度指数修正阻力面,利用最小累积阻力模型提取生态廊道,从而构建三峡库区重庆段生态安全格局。结果表明:(1)研究区生态源地面积19227.04 km2,占总面积41.65%,主要集中在东北部和中东部的林地。(2)相较于夜间灯光指数,连通度指数在景观破碎地区和人类活动强烈地区对阻力面修正更加明显,一定程度也可反映人类活动的影响。(3)研究区生态廊道总长度1610.48 km,包括天然廊道和阻力廊道;战略点30个,主要位于耕地、居民点和水域附近。(4)研究区生态连通性较好,但部分地区存在廊道缺失、战略点阻断的现象。

三峡库区消落带水位变化对落羽杉C、N、P 生态化学计量特征的影响

为了解落羽杉C、N、P生态化学计量特征对三峡库区消落带水位变化的响应,2016年9月测定重庆市忠县汝溪河消落带植被修复示范基地内种植于海拔165 m(重度水淹组)、170 m(中度水淹组)、175 m(对照组)的落羽杉根、枝条、叶片中碳(C)、氮(N)、磷(P)元素含量以及植株生长指标,分析水位变化对其生长和C、N、P生态化学计量特征的影响。结果表明:(1)三峡库区消落带落羽杉通过降低生长速率来适应水位变化,植株整体生长状态良好;(2)落羽杉各器官C含量分配比较均衡,N集中在叶片中,P主要贮存在根中,未见严重缺素现象;(3)重度水淹组植株叶片C含量受到水位变化显著提高;水位变化显著降低了中度水淹组植株根P含量却显著提高了其叶片P含量,导致中度水淹组植株叶片C∶P和N∶P显著降低,根C∶P显著升高。研究结果表明,三峡库区消落带落羽杉能保持器官之间合理的元素分配来保障其生长所需,表现出对三峡库区消落带水位变化的良好适应性。

三峡库区常见入侵植物种子水淹耐受性研究

为了探讨三峡库区入侵植物能否适应水位涨落的消落带环境,随机选择3种库区常见入侵植物紫苜蓿、刺苋和反枝苋,检测其种子对不同水淹强度的耐受能力.将紫苜蓿、刺苋、反枝苋的种子进行不同时间梯度(0,5,10,15,20,25,30 d)的水淹,对其萌发情况进行统计.结果显示:紫苜蓿种子经水淹处理后发芽率和发芽势下降,水淹超过20 d种子死亡;刺苋种子经5 d内水淹处理其发芽率和发芽势提高,超过5 d发芽率降低;反枝苋种子经20 d内水淹处理其发芽率和发芽势提高,超过20 d发芽率降低.综合表明,反枝苋种子的水淹耐受性最高,紫苜蓿的水淹耐受性最低,推断紫苜蓿、刺苋和反枝苋种群可能会出现在不同高程的消落带上,其中紫苜蓿分布的高程要高于刺苋和反枝苋,反枝苋种群出现的高程相对其他物种会较低.