以高水平生态保护推动长江经济带高质量发展

长江经济带因长江而生、因长江而兴。保护长江不仅是生态课题,更是发展课题如何在长江经济带上答好“生态答卷”,需要笃行不怠,久久为功。保护好长江能为经济社会发展带来无尽的潜力和后劲,更好地支掌和服务人与自然和谐共生的中国式现代化。

基于物质流模型的长三角城市群食物生产与消费系统氮素流动格局及影响因素

作为区域社会经济发展的重要增长极,城市群食物生产与消费系统活性氮的释放对区域氮素循环格局有着重要影响。采用物质流分析模型,定量分析2019年长三角城市群农田种植、畜禽养殖、水产养殖和人类消费子系统的氮素流动格局,评估各子系统氮素损失的结构,阐明氮素损失的空间分布,并探究氮素损失强度的主要影响因素。结果表明,系统总体氮输入为3472.56 Gg/a,最大氮素输入项为化肥输入;系统总体氮输出为3061.29 Gg/a,主要表现为氮素损失,占90.9%。农田种植、畜禽养殖和水产养殖子系统的氮素利用效率分别为42.6%、30.8%和40.1%。农田种植子系统对系统氮素损失的贡献最大,为1325.53 Gg/a,占比为47.6%;其后依次为人类消费子系统、畜禽养殖子系统和水产养殖子系统。长三角各城市氮素损失强度空间异质性较大,上海、扬州、盐城较高,分别为26.43、23.20和22.26 kg/hm^(2);杭州、宣城、池州较低,分别为6.14、5.83和4.55 kg/hm^(2)。氮素损失强度空间异质性与经济、人口、农业生产和土地利用等因素的相关性具有统计学意义(P<0.05或0.01),相关系数为0.42~0.76。

基于叶绿素荧光遥感的长江流域植被生产力时空变化及其气候驱动因素

植被生产力反映了陆地生态系统通过光合作用固定的有机碳量.长江流域在我国经济社会发展和生态环境保护中占有重要的战略地位.然而,由于区域尺度植被生产力估算不够精准,导致了目前长江流域植被生产力现状及演变规律不清、关键驱动因子研究不充分的问题.本研究选取最新的日光诱导叶绿素荧光(solar-induced chlorophyll fluorescence,SIF)数据来表征长江流域植被生产力,基于全球陆地数据同化系统(GLDAS v.5)数据集,采用偏最小二乘回归方法,系统辨识了长江流域SIF的时空演变规律,解析了SIF对降水、温度、净辐射变化的响应规律.结果表明:①2001−2020年,长江流域SIF年均值为(0.25±0.08)mW/(m^(2)·nm·sr),SIF随着纬度的增加呈现显著减少的趋势,随着经度的增加呈现先增加后减少的趋势,汉江流域、鄱阳湖流域、洞庭湖流域SIF均相对较高,金沙江石鼓以上流域和金沙江石鼓以下流域SIF均相对较低.②2001−2020年长江流域SIF有显著增加的趋势,增加速率为0.002 mW/(m^(2)·nm·sr·a),乌江流域、宜宾至宜昌段长江干流区间和鄱阳湖流域的SIF增长率均较高,30.34%的金沙江石鼓以上流域和47.21%的太湖流域SIF存在减少趋势.③降水、温度和净辐射对长江流域SIF变化的贡献度分别为16.41%±9.59%、49.29%±10.79%和34.30%±14.99%.研究显示,2001−2020年长江流域植被生产力有显著增加的趋势,温度对长江流域植被生产力变化起着主导作用.本研究可提高对长江流域植被气候变化适应性的认识,研究成果可为长江流域增汇减排政策的制定及碳中和目标的实现提供科技支撑.

零价铁PRB修复2,4-DNT污染地下水模拟研究

研究了零价铁(Fe0)作为PRB墙体介质材料去除地下水环境中2,4-二硝基甲苯(2,4-DNT)可行性.通过室内试验研究地下水环境中Fe0去除水相2,4-DNT效果以及降解动力学参数,并结合一假设地下水受2,4-DNT污染的场地,采用Visual Modflow模拟Fe0墙体材料PRB(Fe0-PRB)修复地下水中2,4-DNT降解效果并评价其可行性.结果表明:在模拟过程中,PRB能有效控制并减少污染羽面积,降低污染浓度;污染4a后,污染地下水的2,4-DNT总质量约1.46×104kg,可推知PRB修复达标耗用Fe0材料为8.76×104kg;渗透系数增大导致地下水速率增大,2,4-DNT与墙体Fe0材料接触时间不充分,污染物污染下游地下水,同时也加速PRB上游污染羽面积减少.因此,结合数值模拟是有效的评价PRB介质材料修复地下水污染效果及确定PRB参数的重要手段之一.

吉林省工业固体废物在水泥行业的资源化研究

从吉林省工业固体废物的产生和利用现状出发,结合水泥行业特点,提出了用粉煤灰、煤矸石、镍渣、废铁矿等废物替代黏土、铁矿石和煤等天然资源生产水泥的利废途径,并分别在技术、经济和环境方面进行了详细的分析,证明了其方法可行,效益显著.

四溴双酚A在巢湖沉积物中的吸附解吸特征研究

[目的]探明四溴双酚A（TBBPA）在固液表面的吸附解吸特征。[方法]采集巢湖表层012 cm沉积物,去掉碎石和植物残渣后分别制备表层沉积物、添加腐植酸沉积物和矿物组沉积物样品,研究不同样品对0.1、0.5、1.0、2.0、5.0、10.0 mg/LTBBPA的吸附与解吸情况。[结果]TBBPA的吸附等温线可用Freundlich和Lanngmuir模型进行很好的拟合。表层沉积物对TBBPA的吸附能力最强,其次为有机质含量10%的腐植酸组。TBBPA在各组样品中均以单分子平躺于沉积物上,而不能嵌入矿物的晶格中。在0.1-1.0 mg/L范围内,3组样品TBBPA物理萃取吸附与表观吸附量的比值分别为：表层沉积物0.85,腐植酸沉积物1.61,矿物组沉积物1.06;而在2.0-10.0 mg/L范围内,该比值分别为0.40、0.47、0.34。[结论]低浓度时巢湖沉积物对TBBPA的吸附以化学吸附为主,而高浓度时以物理吸附为主。

城市应急避难场所研究方法综述

为了应对各类潜在的城市灾害,保护人民生命财产安全,降低害带来的损失,国内外已经建立了大量的应急避难场所,有些国家还制定了相关的城市规划法定准则。本文主要分析了国内外城市应急避难场所的建设与管理现状,综述了城市应急避难场所相关研究工作,认为目前城市应急避难场所适宜性评价工作还有较大的空白,应该建立合适的应急避难场所适宜性评价体系,为应急避难场所的建立与规划工作提供依据。

聚焦水生态环境突出问题,持续推进长江生态保护修复

加强长江生态环境保护,事关长江流域社会经济发展大局,不仅是维护长江流域生态环境安全的客观要求,也是落实中央重大政策的重要内容。依托长江生态环境保护修复联合研究项目(第一期),对长江流域水生态环境存在的问题进行诊断,并剖析成因,提出强化长江流域水生态环境保护修复的政策建议。长江流域水生态环境问题主要表现为资源开发导致河流连通性下降,湖泊湿地面积萎缩;污染物排放强度仍然较大,汛期水质恶化现象普遍;水生态系统退化,湖泊水华、长江口赤潮频发,渔业资源量下降,珍稀特有水生生物保护任重道远;水环境风险问题突出,突发性水污染事故频发。分析其成因主要包括:城市化、人口集聚进程加快与环境基础设施短板存在矛盾,生态环境治理协同性仍然不足,国土空间管控不到位,气候变化带来新挑战。据此提出如下对策建议:1)在流域水平上强化国土空间管控,落实“三线一单”;2)补齐基础设施短板,深化污染防治;3)推进“三水”统筹,持续开展生态修复;4)加强政策协同,推进多元共治;5)强化制度创新,提升科技支撑能力。为持续打好长江保护修复攻坚战,推动长江经济带成为我国生态优先绿色发展主战场提供参考。

长江水系氮磷生态化学计量学空间变化特征及影响因素

氮(N)与磷(P)的化学计量学特征反映了N、P在生态系统过程中的耦合关系。当前对于长江水系中全流域N与P摩尔质量比(N:P)的时空衍化规律及其对人类活动的响应机制仍然缺乏科学认知,难以满足长江流域生态保护的治理理论和管理实践需求。根据长江水系水质监测数据和河流水沙数据,从全流域尺度上阐述长江水系N:P的时空分布特征,识别关键控制因素。结果表明:长江干流的N:P从上游到下游呈下降趋势,均值为92±78,大通站N:P输出为47±16;影响长江水系N:P空间变化的主要因素包括支流汇入、沿途面源输入、城市污水输入、磷矿开采活动以及水库拦截;颗粒态P和溶解态N的输入和截留控制着长江干流N:P的季节性差异。从生态化学计量学的角度,揭示人类活动对长江水系营养盐迁移转化的影响,可为未来长江流域生态修复和治理保护工作提供理论参考。

成渝地区双城经济圈人类活动氮磷输入时空演变及其驱动因素

随着城市化进程的加快,高强度人类活动重塑了氮磷等的自然地球化学循环,养分的高效利用与可持续管理面临挑战.选取地处长江经济带与“一带一路”交汇处的成渝地区双城经济圈为研究区域,基于净人为氮磷输入模型,明晰了人类活动氮磷输入(NANI和NAPI)强度及其组成结构,厘清了其时间轨迹及空间格局,辨识了主要社会经济影响因素的相对贡献度.结果表明:(1)2011—2019年成渝地区双城经济圈平均NANI和NAPI分别为13063 kg/(km^(2)·a)(以N计,下同)和2291 kg/(km^(2)·a)(以P计,下同),高于长江经济带尺度和全国尺度的平均水平,但低于长三角和长江中游城市群.非点源NANI和NAPI占比较高,农用化肥输入量为主要来源,食品/饲料养分输入量次之.(2)时间尺度上,2011—2019年研究区NANI和NAPI均呈整体下降趋势,分别降低了43.2%和25.9%,其中非点源NANI和NAPI分别降低了44.9%和26.8%,但点源NANI和NAPI分别上升了7.0%和3.3%;空间尺度上,2011—2019年NANI和NAPI平均强度较高的地区大部分集中于研究区域中部以及成都市、重庆市的周边地市,其中德阳市NANI和NAPI均为最高,雅安市NANI和NAPI均为最低.(3)NANI和NAPI除与其组分直接相关外,与农村人口密度、耕地面积占比均呈显著正相关,与森林覆盖率呈显著负相关(P<0.05).研究显示,城市化驱动下的人为氮磷输入时空格局特征明显,我国相关管理措施对其具有积极作用,且区域协同治理已成为破解环境问题的关键.

嘉陵江鲁班水库氮磷时空分布特征及截留率

鲁班水库是四川省第三大水库,具有灌溉、发电、防洪的功能。针对当前鲁班水库总氮(TN)、总磷(TP)浓度超标问题,阐明水库氮(N)、磷(P)时空分布特征,量化水库TN和TP的截留量及截留率,并识别影响水库水质的关键因素。结果表明:水库TN浓度年均值为(0.65±0.22)mg/L,TP浓度年均值为(0.05±0.03)mg/L。水库对TN和TP的截留率分别为55.38%和53.66%,其中,通过灌溉调水的途径去除的TN和TP分别占水库总截留量的38.11%和40.85%。除了外源N、P输入以外,水库中藻类的生长、死亡和分解过程影响水库N、P浓度,以及水库对N、P的截留率。可通过降低外源N、P输入,同时控制水库内部藻类的生长改善鲁班水库水质。

生态环境科技进展与“十四五”展望

科技是国之利器,持续改善生态环境、建设生态文明、打造美丽中国,离不开强有力的环境科技支撑。本文梳理总结我国“十三五”时期的生态环境科技进展,在分析生态环境科技发展趋势和“十四五”科技需求的基础上,提出构建生态环境质量改善、风险防控、智慧监管三大技术体系和完善激发创新活力、提升创新效能的能力支撑体系的科技发展目标,以及坚持问题导向、系统治理、创新引领、协同增效和深化改革的原则,并从基础研究、技术研发、方法体系、应用示范、创新能力、成果转化六个方面系统设置重点任务,由此推动科技更好地支撑引领生态环境保护中心工作。

长江保护修复联合研究实践与展望

加强长江生态环境保护修复,事关长江流域经济社会发展大局。本文结合“十三五”时期开展的长江生态环境保护修复联合研究,从科研组织形式、机制模式创新方面,总结了其在磷污染、水华问题、环境风险等方面的主要成果,阐述了驻点跟踪帮扶如何助力地方消除劣V类水体,支撑“三磷”污染治理、黑臭水体整治以及水源地保护;总结分析了长江保护修复联合研究在识别生态环境突出问题、助力打赢打好长江保护修复攻坚战、送科技解难题方面的成功经验,对持续强化“十四五”长江大保护科技支撑污染治理专项行动、“三水统筹”协调发展、减污降碳融合创新、多元协同治理等方面进行了展望。

生物质直燃发电技术的清洁生产浅析

以秸秆为例,对生物质直燃发电技术的一般工艺进行了阐述,并对其生产工艺、装备要求、原料、产品、节能措施、废物回收利用等方面进行了清洁生产分析。结果显示,该工艺可做到全过程污染控制,稳定达标排放,符合清洁生产要求。

上海市黑臭水体整治思路、措施及典型案例分析

上海市是我国近年来城市经济发展迅速的典型代表,然而2015年上海市56.4%的河流断面为劣V类,部分水体黑臭现象严重。通过分析上海市水环境现状及城市建成区黑臭水体的分布特征,阐述了导致上海市城市水体黑臭的主要原因,并根据已采取的治理措施评估了上海市黑臭水体整治成效。在此基础上,以苏州河、春申港和夏长浦为典型案例,分析了上海市在黑臭水体整治方面的成功经验,以期为南方水系发达城市黑臭水体治理提供借鉴和参考。