基于景观结构的沱江流域土地利用生态风险时空变化

本文以沱江流域为研究对象,基于2005—2020年的遥感数据,从景观结构的角度,利用GIS和GeoDa软件,同时结合土地利用类型转移矩阵,构建景观土地生态风险评价模型,分析了研究区土地生态风险的时空变化特征。结果表明:①耕地为研究区的景观本底值,受自然和人为因素的影响,15年间,耕地和林地面积减少,建设用地、水域、草地、未利用地面积增加,新增建设用地面积最多,91.95%来源于耕地,是建设用地的主要来源。②2005—2020年的生态风险指数,经计算,全局莫兰指数(Moran’s I)值均为正数,在99%的置信度标准下,通过了显著性检验,说明生态风险区在空间上具有显著的正相关关系且呈现空间聚集状态,“高-高”聚集是土地生态风险的主要聚集模式。③15年间,在空间分布上,低风险等级整体上有向中下游转移的趋势,研究区以高风险区和较高风险区为主,分别呈片状和条带状较集中地分布于流域上游的山区和中下游的丘陵地区,分别占到研究区总面积的49.20%和48.98%;从面积变化的趋势来看,低风险区、较低风险区、中等风险区面积逐年分别增加了1122.91、3581.10、21698.83 hm2,较高风险区面积先增加后减少,总体增加了582436.94 hm2,高风险区面积先减少后增加,总体减少了608839.78 hm2,沱江流域土地利用生态风险整体上趋于减弱;总体来看,除较高风险区向高风险区少量转化外,其余均以较高等级风险区向较低风险区转移占比较多,风险区的转化均表现为相邻等级之间的互相转化,说明研究区生态风险变化相对稳定,没有急剧变化的区域。

沱江流域水资源生态安全状况分析

为研究沱江流域水资源可持续利用状况,采用水生态足迹模型计算流域2010—2021年的水资源生态足迹和水资源生态承载力。通过二者的差值水资源生态盈亏指数,对沱江流域内各市近12年的水资源可持续发展状况分析;通过水资源生态压力指数,对沱江流域各市水资源受压迫程度分析。分析结果如下:①沱江流域内水资源生态状况日益改善,至2021年流域内各市水资源生态均处于盈余状态,水资源压力指数均>1,表明流域内各市水资源处于安全状态;②流域内农业水资源生态足迹是总水资源生态足迹主要贡献者;③流域内各市水资源安全状况各异,其中内江市水资源生态压力最大,泸州市水资源丰富有更多合理开发利用的空间。

沱江流域雨季极端降水时空演变特征

为应对我国极端降水事件频发的现状,加强沱江流域极端降水的应灾防灾能力,采用百分中位法确定沱江流域雨季各气象站点的极端降水阈值,并在此基础上选取了极端降水总量、极端降水频次和极端降水强度等极端降水指标,运用普通克里金法、线性倾向估计法、 Mann-Kendall突变检验和Morlet小波分析等方法研究极端降水的时空演变特征。结果表明:在空间上,极端降水阈值表现出由西向东逐渐增加的趋势,频次由西向东逐渐减少,总量和强度均表现出由西北向东南逐渐减少的趋势;在时间上,沱江流域雨季极端降水总体呈减少趋势;1984年极端降水总量和强度发生突变,而后,极端降水呈显著下降趋势。

四川资阳中和镇菩萨岩、临江镇佛尔岩摩崖造像调查简报

资阳市中和镇菩萨岩与临江镇佛尔岩摩崖造像均为沱江流域中晚唐时期的典型造像点,二者在龛形、题材和造像风格等方面皆有相似之处。前者雕刻较精美但纪年缺失,后者虽被盗损却有明确纪年题记,可互为参照。综合崖面布局、纪年题记以及其他参考因素,初步判断两处造像集中开凿于8世纪下半叶到9世纪初期,晚唐及以后有补凿、搭建建筑和妆彩活动。两处造像题材有一佛、三佛与多身胁侍(含天龙八部)的组像、五十三佛、舍利塔等。

基于服务簇的沱江流域生态系统服务权衡/协同关系演变

明确流域生态系统服务簇的时空格局以及簇内生态系统服务动态权衡/协同关系对管理和维持流域生态系统结构与功能的稳定性和可持续性有重要意义。基于InVEST模型、土壤流失方程等方法估算2010、2015、2020年3期沱江流域生态系统服务,并使用K-means聚类识别生态系统服务簇,以服务簇视角衡量服务簇内部主要生态系统服务间动态权衡/协同关系,讨论权衡/协同关系及服务簇的时空变化规律,针对不同簇模式提出相应的分区管控建议。结果表明:(1)2010—2020年沱江流域各生态系统服务空间格局稳定,生态系统服务变化各异。生境质量、产水、固碳服务总量上升,粮食生产、水土保持服务总量下降。固碳、水土保持以及生境质量服务高值区表现为在北部及中北部集中分布,产水服务量由南向北减小,粮食生产服务高值区主要集中于流域中北部和南部耕地区,文化娱乐服务高值区呈现出显著的城市及城市间网络状连接趋势。(2)根据聚类结果将流域划分为5种生态系统服务簇,各簇存在时空异质性。粮食生产簇占比为72.9%,以粮食生产、产水服务为主;生态保育簇占比为15.2%,以生境质量、固碳服务为主;文化娱乐簇占比为6.9%,以文化娱乐服务为主;多功能耦合簇占比为4.4%,以生境质量、固碳、水土保持服务为主;水土保持簇占比为0.5%,以水土保持服务为主。(3)宏观而言,沱江流域整体权衡关系多于协同关系,服务簇内部各服务协同关系多于权衡关系,应因地制宜采取管控措施。不同生态系统服务簇内部各服务权衡/协同关系存在相似与差异性,不同服务簇内各相同服务组合的权衡/协同关系强弱不同,服务簇内部各服务协同关系多于权衡关系,流域整体权衡关系多于协同关系。研究成果可为沱江流域区域未来生态系统管理与优化、生态文明建设及可持续性发展提供科学依据。

沱江成都段河流生态健康评估研究

为摸清沱江流域成都段水生态系统健康状况,并探索有效的河流生态健康综合指数评估方法,文章以沱江流域成都段为研究对象,通过调查水文水质、生境、底栖动物、鱼类等环境生物要素,以水生态环境质量综合评价指数(WEQI_(river))法和河流健康指数(RHI)法进行评价对比分析。结果表明:基于水质、生境和底栖动物的WEQIriver综合指数法显示研究对象河流整体呈良好状态;基于岸线自然状况、违规开发利用岸线程度、生态流量满足程度、水质优劣程度、水体自净能力、鱼类保有指数和公众满意度的RHI综合指数法显示研究对象河流整体呈亚健康状态。2种评价结果均表现为干流和上游支流环境状况优于下游支流,部分点位结果差异较大,主要受不同方法侧重点不同影响,WEQI_(river)指数更侧重评价水生态系统的自身状况,RHI指数则更侧重评价人类活动对水生态系统的干扰程度。二者可以相互借鉴,综合用于河流生态系统健康评价。

清代沱江流域旱涝灾害与气候变化分析

为深入探析气候异常事件背景下的沱江流域旱涝灾害响应规律,重建了清代沱江流域旱涝灾害时间序列,并对其相关资料进行数理统计、突变检验、功率谱周期分析、ADF及Granger因果检验等分析,探究了清代沱江流域旱涝灾害发生规律及其气候驱动力因子。结果显示:清代沱江流域发生208次旱涝灾害事件,平均每1.29年就会发生一次旱涝灾害。洪灾多于旱灾,持续性洪灾旱灾事件共计21次,灾情总体较为严重,旱涝灾害交错频发,且年内还有旱涝并存现象。1800-1910年沱江流域旱涝集中呈链状分布。清代中期灾害数达到了最高峰,特大型灾害集中在清代中后期。1863年是沱江流域旱涝灾害的重要突变点,之后灾害明显增多。清代旱涝灾害与年均太阳黑子数呈显著相关,连续性灾害事件在太阳黑子极值年前后多发。旱涝灾害变化周期约2.5 a,与ENSO循环有较强同步性。在ENSO事件年时,沱江流域出现旱涝灾害的次数明显增大。滞后期为1 a时,太阳黑子活动、ENSO事件是沱江流域旱涝变化的主要气候诱因。研究成果既填补了沱江流域在气候变化下旱涝灾害机制的研究空白,又丰富对长江流域旱涝灾害时空分布格局与规律认知。为加强科学利用水资源和防灾减灾工作提供有益参考,也对沱江流域的防洪抗旱工作、生态文明建设提供了重要借鉴意义。

“双碳”目标驱动下沱江流域生态补偿机制优化

中共二十大报告将“积极稳妥推进碳达峰碳中和”作为“推动绿色发展,促进人与自然和谐共生”的重要抓手。“双碳”政策目标驱动为流域生态补偿提供了新的价值指引,对稳固与优化流域生态补偿机制产生了极大的内在促进作用。通过梳理沱江流域生态补偿机制的发展历程,剖析了“双碳”目标下沱江流域生态补偿机制建设面临的困境,提出了如下优化路径:创新制度体系供给,运用好政策组合拳;提升协同治理水平,拓宽协商共治平台;扩宽资金来源渠道,提升资金使用效率;建立补偿协商平台,实施分类补偿策略;完善监督考评体系,建设数字生态文明。

沱江绿色发展经济带水资源生态足迹与经济发展的脱钩分析

为定量分析沱江流域绿色发展经济带水资源消耗与经济增长之间的关系,本文基于水资源生态足迹法,计算得到2010—2021年经济带主要城市水资源生态足迹和水资源生态承载力存在显著的时空差异,除泸州市水资源处于持续盈余状态外,成都市、内江市、自贡市、德阳市和资阳市水资源的供需关系经历了“盈余—亏损—盈余”的转变;沱江流域绿色发展经济带水资源消耗与GDP增长整体处于脱钩状态,且脱钩水平呈明显的上升趋势,说明经济发展带来的水资源消耗程度有所减轻。

沱江流域协同推进碳达峰碳中和的路径研究

基于沱江流域生态保护、高质量发展及碳达峰碳中和远景目标分析,重构流域经济发展格局,推动沱江流域全面绿色转型、能源绿色低碳发展与产业结构优化调整。通过分析沱江流域碳达峰碳中和的人口经济发展、碳排放总量与产业结构等基础条件,发现沱江流域协同推进碳达峰碳中和存在社会主体参与不够、节能减排技术水平相对滞后等现实困境,提出协同推进沱江流域碳达峰碳中和目标实现的五大路径,以期为相关决策提供参考。

基于GIS和分形理论的沱江流域土地利用结构动态分析

以沱江流域2000年、2020年土地利用空间数据库为基础,应用GIS技术及分形理论,定量分析研究区土地利用空间结构复杂性、稳定性以及空间分布规律。结果表明:①各种土地利用类型都具有分形特征,分形维数可以表征土地利用空间格局的变化。②20年间,沱江流域的土地利用类型以耕地和林地为主,占研究区总面积的90%以上,受人为活动影响,流域内不同土地利用类型之间存在相互转化的过程,主要的转化特点是耕地和林地大面积减少,而城乡建设用地迅速扩张。③流域2期土地利用的总分形维数分别为1.351、1.503,上升趋近于临界值1.5;土地利用整体空间结构稳定性指数从0.149下降到0.003,说明总体上流域土地空间镶嵌结构趋于复杂化,稳定性变差。④流域各地类的分形维数和稳定性指数变化存在一定差异,除未利用地外,其他土地利用类型的分形维数均呈变大趋势,空间镶嵌结构趋于复杂化;耕地、林地、草地、城乡建设用地稳定性指数均减小,减小的幅度分别达80.137%、52.439%、55.556%、26.957%,空间结构变得不稳定;水域稳定性指数变大,空间结构变得稳定。

沱江流域水体抗生素残留对微生物多样性的影响及生态风险评估

为调查评估沱江流域水体中抗生素残留水平和生态风险,并探究抗生素对微生物群落结构和多样性的影响。以沱江流域6个国级/省级水环境质量监测点为采样点,分析水体抗生素浓度,评估环境风险,并研究残留抗生素与微生物群落结构之间的相关性。结果显示,沱江流域水体中抗生素检出浓度在0.71~177.98 ng/L,这可能与城市生活废水与养殖企业废水的排放有关,中下游区域抗生素的检出浓度远高于上游区域。6个监测点位中有4个处于高风险等级。高通量测序结果显示,Shannon指数、Simpson指数和Chao1等微生物多样性指数在中游最高,下游最低;变形菌门、拟杆菌门和放线菌门是水体中优势细菌种群,在SHM监测点中种群丰度占比高达92.72%。水体中部分抗生素种类与水体微生物种群分布相关性显著,微生物群落结构受残留抗生素影响。

沱江中游鱼类资源现状及多样性

为探究“十年禁渔”前沱江中游江段鱼类资源和物种多样性,于2017—2020年对该江段鱼类资源进行了8次调查,并对鱼类种类组成、生态类型、群落相似度、种群优势度、生物多样性以及群落结构稳定性等特征进行分析。结果显示,本次调查共采集鱼类87种,隶属于5目14科52属。其中,长江上游特有鱼类18种,外来物种6种,分别占总种类数的20.69%和6.90%。鱼类群落以底层、缓流型、产沉性卵、杂食性鱼类为主。相对重要性指数(IRI)显示,蛇、鲤等中小型鱼类为优势种。Shannon-Wiener指数、Simpson指数、Margalef指数、Pielou指数变化范围分别为2.700~3.742、0.873~0.968、5.374~11.323、0.737~0.887,表明沱江中游鱼类群落分布均匀。等级聚类分析(Cluster)和非度量多维尺度分析(NMDS)显示,在一定的相似性水平上,沱江中游江段鱼类的群落类型基本可分为3组,莲花山、麻柳坝工业园与铁路沟可以聚为一组,万古庙、五里店水电站、资州大桥、银山镇、二水厂与西林渡口聚为一组,沱桥独立成组。数量/生物量比较曲线分析结果显示,西林渡口和沱桥江段鱼类群落结构稳定性相对较高,其余江段鱼类群落结构均受到中度干扰。研究表明,与历史资料相比,沱江中游鱼类群落发生了显著变化,经济鱼类占比减少,鱼类个体呈现小型化和低龄化。本研究补充了沱江中游鱼类资源现状的基础数据,以期为该江段鱼类资源管理与“十年禁渔”生态评估提供科学依据。

岷沱江流域水资源生态足迹与可持续性研究

为定量分析岷沱江流域水资源生态足迹的盈亏及其可持续利用状况,基于水资源生态足迹法,计算岷沱江流域主要城市2010~2020年水资源生态足迹及承载力,并通过4个指标(水资源生态赤字/盈余、万元GDP水资源生态足迹、水资源生态压力指数、水资源生态经济协调度)综合评估岷沱江流域水资源可持续状况。结果表明:①除泸州市以外,流域内其余地区人均水资源生态足迹总体呈下降趋势;②人均水资源生态承载力表现为雅安市>乐山市>眉山市>宜宾市>泸州市>德阳市>成都市>资阳市>内江市=自贡市;③2010~2020年,岷沱江流域水资源量的供需经历了“盈余-亏损-盈余”的转变;④流域内各市水资源利用效率逐步提升,水资源生态经济协调性变化平稳且均在可持续范围内,但2014~2017年水资源生态压力较高。研究结果可为岷沱江流域水资源的综合管理及可持续利用提供理论支撑。

沱江流域水资源绿色效率影响因素的时空异质性研究

水资源作为人类生存和社会发展不可或缺的重要资源,其高效可持续利用对协同碳排放控制和推动经济社会高质量发展具有十分重要的意义。以2007-2017年沱江流域9个地级市的相关数据为基础,运用超效率SBM模型测度沱江流域水资源绿色效率水平,在此基础上,利用GTWR模型从时空差异性的视角探究用水结构、技术进步、对外开放水平、水资源禀赋以及政府管制力度等因素对沱江流域水资源绿色效率的影响,进而推进不同空间范围内水资源绿色效率的治理机制研究,为我国区域水资源绿色效率治理提供有效依据和科学参考。结果表明:①沱江流域水资源绿色效率分布具有明显的时空差异性,时间维度上水资源绿色效率水平波动较大但整体呈上升趋势,空间维度上表现为从南向北逐渐递减;②不同影响因素对沱江流域水资源绿色效率的影响程度不同。OLS模型和GTWR模型的回归结果均表明对外开放水平的影响程度最大,技术进步次之,用水结构、政府管制力度和水资源禀赋的影响程度则较小;③不同影响因素对沱江流域水资源绿色效率影响程度存在显著的时空差异性,不同年份,不同地区各影响因素的作用方向及强度都大不相同。研究结论有利于促进沱江流域水资源的协调健康发展,破解区域水资源发展失衡的困境。

沱江内江段支流底泥重金属污染及生态风险

支流底泥重金属可能是沱江重金属的重要来源,但目前关于典型重金属在沱江支流的研究较少.因此,考察了沱江内江段3条典型支流——玉带溪、寿溪河和黑沱河底泥中重金属的质量分数和分布特征,并对其来源和生态风险进行了分析和评价.结果表明,底泥中8种重金属(Cu,Pb,Ni,Cr,Zn,Cd,As和Hg)均有检出,但仅部分点位的Cd质量分数超标.玉带溪底泥中Cd质量分数的最大值为4.16 mg/kg,为国家标准中管控值和筛选值的1.04和13.87倍.垂向分布特征表明,玉带溪和黑沱河的重金属污染为近期形成,而寿溪河则存在历史性污染.相关分析和主成分分析发现底泥中Cd与总氮及有机质密切相关,可能与渔业养殖活动有关.地累积指数表明部分点位Cd强富集;潜在生态风险指数指出,部分点位的强潜在生态风险主要由底泥中Cd和Hg引发.

沱江流域土地利用碳平衡与人类活动强度的关系

[目的]研究土地利用碳平衡与人类活动强度间的协同关系,为沱江流域的区域协同碳减排规划及实现中国“碳达峰、碳中和”目标提供参考。[方法]基于2000—2020年土地利用及社会经济数据,使用碳排放经济贡献系数、碳生态承载系数、人类活动强度指标,耦合协调度模型及回归分析方法,核算了沱江流域土地利用碳排放量并分析了土地利用碳平衡与人类活动强度的时空演变特征及其协同关系。[结果]研究表明,2000—2020年沱江流域碳排放量增加了5.13×10^(7) t,其中建设用地碳排放量占90%以上;碳吸收量变化不大,主要来自林地,呈现先减后增的趋势;净碳排放增长率呈下降趋势。各区县的土地利用碳平衡协调度均在提升,但70%以上的区域处于失调衰退状态。沱江流域人类活动强度整体处于中等强度水平,空间上从北向南呈现“低—高—低—高”的格局。[结论]人类活动强度与人均GDP、人均碳排放均存在显著的正相关关系。土地利用碳平衡协调度与人类活动强度的负相关关系随着技术进步与能源利用效率的提高而降低。提高碳汇能力与碳生产力是改善区域土地利用碳平衡协调水平的有效途径。

“十三五”期间沱江流域水质及变化趋势

为了科学地提出沱江水污染防治的建议,系统地对前期水质情况进行梳理十分必要。根据“十三五”期间沱江流域断面的水质例行监测数据,利用内梅罗污染指数法、Spearman秩相关系数法,分析了2016~2020年沱江干流水环境质量及其变化趋势;阐述了2020年沱江流域水环境质量的时空分布。结果表明2016~2018年,干流断面中三皇庙水质相对较差,2019~2020年沱江干流沿程水质变化不大;“十三五”期间,整体上沱江流域水质变好,其中沱江干流大多数断面水质转好显著;2020年,沱江干流水质相对较好,水质较差断面位于支流,9~11月水质相对较好,3~5月水质相对较差。系统的对沱江流域水环境质量和变化趋势开展分析评价,可为沱江水环境改善及污染防治提供依据。

岷沱江流域高氯酸盐污染分布特征及风险评估

高氯酸盐能够干扰甲状腺对碘的吸收,抑制人体甲状腺激素的分泌而导致碘的缺乏,近年来引起了国内外研究学者的广泛关注。为了探究岷沱江流域高氯酸盐的水污染分布特征、生态风险和人体暴露风险状况,采用离子色谱-串联质谱法对岷沱江流域内采集的38个地表水和41份大米样品进行测定。结果表明:(1)高氯酸盐在采集的岷沱江流域地表水中检出率为100%,在岷江流域和沱江流域中的浓度范围分别为0.608~328.6μg/L和3.39~19.60μg/L,平均值分别为50.2μg/L和6.39μg/L,其中岷江支流青衣江以及沱江干流中人口和工业更为集中的成都段地表水中高氯酸盐浓度更高。(2)岷沱江流域大米中高氯酸盐的检出率分别为76.5%和91.7%,浓度范围分别为N.D.(低于检出限)~55.0μg/kg和N.D.~265.7μg/kg,沱江流域大米中高氯酸盐浓度均值高于岷江流域,岷江流域地表水和大米中高氯酸盐的含量呈显著正相关性。(3)对于岷沱江干流中的高氯酸盐,其水生态风险总体处于中低水平,但青衣江呈现高风险。(4)岷沱江流域居民摄入高氯酸盐的主要途径为饮用水,在平均暴露模式下,岷沱江流域内居民通过大米暴露于高氯酸盐的量未超过欧洲食品安全局建议值,基本安全;而通过饮用水暴露高氯酸盐的健康风险较高,特别是岷江流域存在严重超标现象,应引起重视。

沱江流域(内江段)水环境综合治理试点政策效果评价

本文采用描述性分析方法,从技术经济效益、社会共享效益和生态环境效益三个层面对沱江流域(内江段)水环境综合治理试点政策效果进行评价。研究发现,水环境综合治理试点政策实施后,内江市污水排放强度、化肥和农药施用强度呈下降趋势,工业水重复利用率逐步提升;环境基础设施逐步完善,治理能力有所提高;水环境质量得到大幅度提升,自然保护区建设取得突破。总体上看,水环境综合治理试点政策效果显著。