基于生态监管的生态保护修复工程实施成效评估指标体系

生态监管是保障生态保护修复工程有效实施的重要途径,生态保护修复监督评估是我国当前维护生态环境安全的迫切需求和生态监管开展的有力抓手。在对国内外已有生态保护修复成效评估相关理论方法进行分析的基础上,围绕生态保护修复工程实施目标,结合生态监管要求,统筹考虑“山水林田湖草生命共同体”理念、生态保护修复工程类型、指标可操作性和兼容性等因素,综合运用频度分析法、专家咨询法和层次分析法等方法,提出了生态保护修复工程实施成效评估指标体系,构建了包括生态环境成效和工程管理成效的指标体系。其中,生态环境成效指标由共性指标和个性指标组成,共性指标包括生态系统格局、生态系统功能、生态干扰等方面的具体指标,个性指标包括森林保护修复工程、草原保护修复工程、湿地保护修复工程、矿山修复工程、防沙治沙工程、石漠化治理工程、水土流失治理工程、地质灾害治理工程、流域综合治理工程等不同工程类型的具体指标。工程管理成效指标主要包括工程绩效、工程实施及公众满意等方面的具体指标。在对各项指标评估的基础上,通过综合评估计算对生态保护修复工程实施成效进行评估。基于生态系统格局指数、生态系统功能指数、生态干扰指数、工程管理成效指数及不同工程类型的个性指标指数,得到生态保护修复工程实施成效综合指数,在此基础上,对生态保护修复工程实施成效进行分级,包括不合格、一般、良好和优秀4个等级,反映生态保护修复工程实施成效状况。研究可为生态监管要求下的生态保护修复工程实施成效评估提供指导方法和重要参考。

呼伦湖蓝藻对典型退化草原区不同类型土壤性质的影响

近年来呼伦湖蓝藻水华频发,当地应对手段多以打捞为主,如何处理打捞上岸的蓝藻藻液成为需要解决的首要问题之一.接种蓝藻被证实对土壤具有一定的修复功能,但所用蓝藻多为人工培养的本土陆生藻,淡水藻对土壤性质的影响尚不明确.该研究基于呼伦湖气候特征、经济发展等实际情况,选择本土典型退化草原区两种类型土壤——栗钙土和砂性土,按质量比0%、1%、3%、5%、10%依次施加蓝藻藻液,观测蓝藻藻液对土壤性质的影响.结果表明:(1)与对照相比,施加蓝藻藻液能够改善呼伦湖栗钙土和砂性土的理化性质,使土壤有机质含量升高5.50%~103.93%、全氮含量升高10.27%~166.46%、有效磷含量升高12.84%~573.16%,土壤pH降低2.34%~12.43%,且对砂性土养分含量的提升更显著.(2)施加蓝藻藻液对两种典型土壤的水分蒸发均有较好的抑制作用,可提高土壤吸水能力和保水性,同一施藻量情况下,蓝藻对两种不同土壤蒸发的抑制作用相近,蒸发量较对照降低17.10%~59.44%.(3)施用10%蓝藻藻液对两种典型土壤性质的改善效果最好,能够显著提高土壤尤其是砂性土的养分含量,增强吸水能力和保水性,虽然土壤全盐量有所升高,但总量偏低.综合而言,在呼伦湖退化草地和沙地施用蓝藻藻液是一种提高土壤质量的新选择,对于本地蓝藻资源化利用模式探索具有重要意义.

生态安全评价方法及其应用

生态安全评价是生态安全研究的基础和前提,也是构建生态安全体系的核心部分。该研究通过回顾国内外生态安全评价研究发展历程,概述生态安全及其评价的概念和内涵,在此基础上从生态安全评价指标构建、评价指标权重确立、评价方法及其应用、评估结果分级等方面进行分析总结及特点述评,进而针对当前生态安全评价研究中存在的主要问题进行探讨,并展望了生态安全评价研究的发展方向。研究旨在为推进生态安全评价技术革新与探索提供参考和依据。

北方寒冷干旱地区内陆湖泊生态安全评价指标体系研究——以呼伦湖为例

呼伦湖作为我国北方寒冷干旱地区内陆湖泊的典型代表,在涵养水源、调节气候、防风固沙及维系呼伦贝尔草原生态系统平衡乃至我国北方生态安全屏障等方面发挥着不可替代的作用。准确识别呼伦湖流域主要生态安全问题、完善其生态安全评价指标体系对于科学研判呼伦湖生态环境状况、维持区域可持续发展及精准实施底线管控政策具有重要意义。在遥感影像、地面调查、实验模拟等多尺度数据分析基础上,结合历史资料收集、专家咨询、部门访谈等方式分析识别了呼伦湖区域生态安全问题及成因:(1)气候暖干化及超载放牧等因素使得草地退化显著,土地沙化、盐碱化面积扩大;(2)草原退化增加了干草入湖、大气干湿沉降及水土流失等水环境污染负荷;(3)气候暖干化造成湿地萎缩,加之长期的过度捕捞等人类活动使得渔业资源枯竭、鱼类小型化特征显著,水生生态系统稳定性下降,蓝藻水华频发。在全面诊断分析区域生态安全问题的基础上,以山水林田湖草系统方法论为理论指导,以改善呼伦湖流域生态环境质量为核心目标,依据评价指标的针对性、科学性、可操作性及系统性原则,采用压力⁃状态⁃响应(Pressure⁃State⁃Response,PSR)模型,以气象条件、人口、水资源、水环境压力及人类活动等5个一级指标构成的压力子系统,以水环境状况、水生态状况、陆域生态状况、生态系统服务功能和敏感性、景观格局及生态风险等6个指标构成的状态子系统,以生态治理措施及生态治理投入等2个指标构成的响应子系统,共同组成了一套包含13个一级指标38个二级指标的天空地一体、陆湖统筹的生态安全评价指标体系,以期为呼伦湖及北方寒冷干旱区类似湖泊的生态安全评价研究提供借鉴。

内蒙古东部地区经济发展与生态环境相关性研究——以巴林右旗为例

生态环境与经济发展二者之间的关系错综复杂,既相互矛盾又相互依存、相互促进。“环境库兹涅茨曲线”理论指出一个经济体的环境质量(污染)与其经济发展呈倒U型(U型)曲线关系,即环境质量随经济发展呈先下降后上升的趋势。因此,开展生态环境状况与社会经济关系的调查分析,对一个经济体阶段性发展的精准定位、政策拟定及可持续发展规划具有重要指导意义。基于时间序列数据对巴林右旗地区近20年的生态环境质量与经济发展状况进行相关性分析,结果发现:①巴林右旗地区目前处于“环境库兹涅茨曲线”拐点左侧,即生态环境质量随经济发展逐渐下降阶段。②土地垦殖率与经济发展强度呈高度正相关,人工种草面积与围封草场面积与经济水平、工业化程度呈负相关,直接或间接的表明经济发展和产业结构转型的同时导致了生态环境的恶化。③三产结构与草场面积之间的变化规律揭示出提升第三产业水平有助于缓解甚至改善围封草场面积持续降低的态势,继而推动整体环境质量转好。

呼伦湖流域生态安全评价及时空分布格局变化趋势研究

呼伦湖是我国北方第一大湖,具有涵养水源、生物多样性维护、气候调节等重要生态功能,对于维系我国北方生态安全屏障具有重要作用.近年来,随着气候暖干化加剧,呼伦湖面临着湖体面积萎缩、芦苇湿地大面积消失、局部草原区退化严重、土地沙化面积扩大、关键种群缺失等生态安全问题.该研究围绕“水资源-水环境-水生态”三水共生目标,以“山水林田湖草沙”系统观为指导,基于遥感和GIS技术对呼伦湖流域1990—2018年的生态安全时空分布格局进行评价.结果表明:①2018年呼伦湖及其流域的生态安全指数分别为0.495和0.774,分别处于预警和良好状态.②呼伦湖流域生态安全自1990年以来分别经历了骤降期、稳定期和恢复期等3个时期,呈现“一林一草一湖”的生态安全分布格局.③2010年呼伦湖生态安全水平最低,主要分布在新开河入湖口、湖西岸大部分区域、湖中心以及湖东南方向的湾口区域;流域则在2015年的生态安全状况最差,主要位于新左旗中部、海拉尔河流域以及呼伦沟等地,尤其是沿乌尔逊河上游东侧地带表现最为突出.④影响呼伦湖流域生态安全水平的主要因素为入湖径流量、蓝藻水华面积占比和水源涵养量,而长期超载过牧、水体污染物浓缩效应以及湿地面积萎缩是限制生态安全水平进一步提升的重要因素.研究显示,呼伦湖流域生态安全与水资源状况密切相关,湖面面积维持在2036 km^(2)以上能保障流域较高的生态安全水平.此外,蓝藻水华面积、放牧强度与湿地面积均关系着区域生态安全,建议通过建立蓝藻水华风险防控体系、合理核定载畜量、保护与修复芦苇湿地以改善局部区域生态安全状况.

基于2005—2015年土地利用变化和InVEST模型的内蒙古巴林右旗农牧交错带生境质量研究

土地利用变化与生态效应的关联研究是全球环境变化研究领域的热点。土地利用变化下的生境质量变化研究为生态保护及土地管理政策的制定提供了重要依据。运用GIS技术和InVEST模型,基于2005—2015年遥感数据对内蒙古巴林右旗生境质量变化进行分析。结果表明:巴林右旗土地利用类型以草地、林地和耕地为主,3者面积占全旗土地总面积的85%以上。2005—2015年,湿地、建设用地和林地面积分别增加335.01、298.29和258.67 km 2,增长率分别为91.80%、301.85%和12.07%,耕地、草地和未利用地面积分别减少533.98、279.28和78.71 km 2,减少率分别为28.34%、5.63%和15.40%。10 a间,草地、林地、旱地和沙地转换面积较大,其中,旱地和沙地转换为重要生态用地(林地、草地、湿地)的面积为948.70和303.53 km 2。巴林右旗生境质量指数表现出明显的空间分异特征,其中,2005年较低等级生境质量区域面积占比最大,而2010、2015年则均以高等级生境质量区域面积占比为最大。10 a间,高、较高和低等级生境质量区域面积均有所增加,高等级生境质量区域面积增长和较低等级生境质量区域面积减少最显著,变化率分别为39.65%和37.55%。10 a间,研究区平均生境质量指数由0.457提高到0.528,总体表现为上升趋势,表明该区域生境质量总体趋于好转,退耕还林还草工程的实施对该地区生态恢复起到了积极的促进作用。

我国畜禽养殖氨排放特征及减排体系构建研究

基于畜禽生产-污染防治大协同、污水-废气-固废处理小协同目标,开展各畜禽养殖模式氨排放特征分析。研究发现:相同清粪方式下,机械通风封闭化圈舍氨排放速率要小于自然通风开放式圈舍,相同通风方式下,圈舍氨排放速率表现为水冲粪<干清粪<垫草垫料<水泡粪,各畜种肥水储存模式氨排放最大;通过养殖模式与减排技术的政策、规范协调性分析,发现圈舍封闭化+机械通风、堆肥发酵、厌氧发酵等养殖模式,低蛋白日粮、排风口处理、覆盖、密闭堆肥+废气处理、粪肥机械深施等控氨技术可作为畜牧业氨减排的方向。明确了氨减排模式与技术的对应关系,构建了模式替代和技术减排相耦合的畜禽氨减排体系,提出了制定大气氨环境质量标准、畜禽养殖氨排放标准及配套的氨监测技术规范、畜禽养殖场氨减排核算技术规范及配套的氨减排工程建设技术规范等配套落地政策建议,为顺利推动畜禽氨减排试点工作提供技术支撑。

生态保护红线保护成效评估指标体系构建

生态保护红线是保障和维护国家生态安全的底线和生命线,其战略地位十分重要,必须实行严格保护。在划定工作完成之后,如何科学评估生态保护红线的保护成效,对于确保其政策实施的效果,以及开展多尺度利益相关者成本效益分析等具有十分重要的意义。围绕生态保护红线“生态功能不降低、面积不减少、性质不改变、管理不弱化”的保护目标,提出生态保护红线保护成效评估的基本思路并构建评估指标体系。生态保护红线保护成效评估指标体系以生态系统状况与保护管理能力为核心,基于多元数据对比分析生态保护红线实施前后及不同阶段各项指标的评估期与基期数值,定量评估生态保护红线对于区域生态状况和生态安全的提升作用。在此基础上,可以为优化生态保护红线布局、安排区域生态保护补偿资金、实行领导干部生态环境损害责任追究制以及开展生态保护修复等提供技术支撑。

施肥模式对中国稻田氮素径流损失和产量影响的Meta分析

优化施肥模式是减少稻田氮素径流损失,降低农业面源污染风险,确保作物产量的重要措施。采用Meta分析方法研究不同施肥模式(施肥类型、施肥量和分施次数)对稻田氮素径流损失和作物产量的影响,筛选了29个同行评议研究论文,共109组有效的配对试验数据进行分析。结果表明,与不施肥相比,化肥、有机肥替代和缓释肥替代分别增加氮素径流损失量N 6.73、1.21和3.40 kg/hm^(2)。与单施化肥相比,有机肥和缓释肥替代分别显著降低82.0%和49.5%的氮素径流损失,而对作物产量没有显著影响。同时,单施化肥处理的氮素径流损失率(4.34%)显著高于有机肥替代(2.33%)和缓释肥替代(2.04%)。施肥量的影响表现为,当施肥量低于N 240 kg/hm^(2)时氮素径流损失量没有明显差异,95%置信区间范围在N 4.40~6.96 kg/hm^(2);而施肥量高于N 240 kg/hm^(2)时氮素径流损失量显著增加,95%置信区间范围增加为N 7.17~11.25 kg/hm^(2)。当稻田的施肥量为N 120~180 kg/hm^(2)时,可有效降低氮素径流损失,同时维持较高的作物产量。化肥分施次数也对氮素径流有显著影响,与氮肥一次性施入相比,分施显著降低了氮素的径流损失量和损失率,其中2、3和4次分施的氮素径流损失率均值分别为1.87%、3.54%和3.21%,显著低于单次施用的10.20%。该研究结果为合理制定稻田氮素管理方案、减少氮素径流损失和农业面源污染物排放、提高氮素利用效率提供科学依据。