闽三角城市群景观生态风险时空演变分析

【目的】闽三角城市群等沿海经济发达地区在土地利用演化过程中面临生态功能退化、生态空间碎片化的风险。揭示闽三角城市群土地利用与景观格局演化规律,为闽三角城市群生态空间管控优化与土地资源合理配置提供科学参考。【方法】以2000—2020年土地利用变化数据为基础,分析闽三角城市群的土地利用动态度、土地利用类型转移矩阵等土地利用变化特征,明确景观格局变化特征,最后利用景观格局指数构建景观生态风险评价模型,获取景观生态风险时空分布特征,并识别出城市群景观生态风险空间聚集的冷热点。【结果】2000—2020年,闽三角城市群土地利用类型转移的重点是耕地向林地、建设用地转移,景观生态格局破碎化程度加重,景观生态风险等级先降低再升高。厦门、漳州、泉州三市的景观生态风险分别呈现“稳定可控”“轻度失控”和“基本可控”的特征,“低-低”和“高-高”聚集类型分别分布在区域西北内陆和东南沿海地区。【结论】基于景观生态风险评估模型的总体分析方法,实现了闽三角城市群土地利用空间信息的定量化表达,并基于景观生态风险时空分布特征及空间集聚冷热点识别结果,有效揭示了研究区域景观生态风险的关联图式及分异规律,为闽三角城市群化解景观生态风险提供技术支撑。

黄河流域城市群土地利用变化与生态风险评价

选取黄河流域5个国家级城市群作为研究对象,结合6种土地利用类型回溯1990~2020年的土地利用变化,并采用生态风险指数分析评价区域生态风险及其演化特征.研究发现,过去30年在城市群地区,除耕地外草地减少最为明显,分别减少了16778km^(2)和7976km^(2),低风险区面积总体占比增加了7.1%且高风险区面积占比基本稳定,生态风险总体状况呈向好态势;但是,几字弯都市圈的高风险区占比增加约5%且相较其它城市群面积最大,作为兰西城市群核心的兰州市高风险区进一步扩大,中原和山东半岛城市群过去10年均有新的中高风险区出现.对此,建议制定并完善黄河流域城市群国土空间差异化管控对策,针对已存在和潜在高风险区开展土地利用和生态风险协同管控,同时进一步加强耕地、草地、林地等的保护和修复.

黑臭水体沉积物中新型溴代阻燃剂的污染特征

测定了中国74个城市的173条黑臭水体沉积物中6种新型溴代阻燃剂(NBFRs)的污染现状.结果表明,十溴二苯乙烷(DBDPE)是沉积物中主要的NBFRs,其浓度范围为未检出~603.76ng/g干重,平均浓度占比高达(99.49±0.82)%;六溴苯(HBB)和五溴甲苯(PBT)占比较低.NBFRs的组成符合其在中国的生产和使用情况.尽管DBDPE、HBB和PBT均在不同城市间具有显著的浓度差异,但是总体呈现东部高(华南、华东和东北地区)、西部低(西北和西南地区)的分布格局,各地区的产业结构和城市化率是控制其空间分布的重要因素.DBDPE作为多溴联苯醚十溴工业品(BDE209)的替代品,其在沉积物中的浓度仍普遍低于BDE209,且DBDPE/BDE209比值与各城市的生产总值和工业产值呈显著的负相关关系.生态风险评价表明黑臭水体沉积物中DBDPE、HBB和PBT均不足以对水生生物造成暴露风险.

湖泊沉积物中有机磷酸酯阻燃剂污染特征及生态风险评价

利用气质联用仪(GC-MS)检测广州15个城市湖泊表层沉积物中16种有机磷酸酯阻燃剂(OPFRs)含量,分析其分布特征及来源,并评价其生态风险。结果表明,广州15个城市湖泊沉积物中16种OPFRs总质量比(Σ_(16)OPFRs)范围为138 ng/g~306 ng/g,平均值为203 ng/g,污染属于中等水平。TBEP、TCEP、TBP、TDCP为主要OPFRs,其中TBEP值最高。相关性研究表明,大部分OPFRs单体与总有机碳无显著相关性,OPFRs来源具有点源性特征。主成分分析表明,沉积物中OPFRs来源并不单一,游客产生的废弃塑料、大气沉降、污水排放、路面径流及污泥再利用等都可能成为其来源。生态风险评价表明,沉积物中OPFRs存在一定的生态风险。

关中平原城市群景观生态风险演变及驱动力分析

为探究大尺度城市群景观生态风险的演变特征及驱动力,以关中平原城市群为例,利用景观格局指数法构建景观生态风险评价模型,结合空间自相关、地理探测器等相关方法探究关中平原城市群的生态风险时空演变特征及主要驱动因子。结果表明:1990—2020年耕地为优势景观类型,各景观类型转移变化均较为明显,耕地的转出最大,20年间转出7 402.11 km^(2);高风险区主要分布在城市周边的接合部区域,低、较低风险区减少,中等和较高风险区增加,整体上景观生态风险等级不断提升;景观生态风险指数在空间分布上存在较强的正相关关系,且具有显著的集聚特征。分布特征以低-低、高-高聚集为主;驱动力显示人为干扰度是引起景观生态风险动态变化的最主要驱动因子。研究结果可为该区域土地资源优化配置、生态环境保护提供参考。

基于多维视角的呼包鄂榆城市群跨区域生态风险评价

城市群生态风险评价揭示了其城镇化发展对生态环境产生的损害性影响,对开展区域生态文明建设和保障生态系统稳定性具有重要意义。城市群生态风险受到多源因素的综合作用影响,为把握新型城镇化的生态安全理念,以西部干旱区呼包鄂榆城市群为研究区,从自然景观格局、碳排放状况和经济社会发展态势3个维度构建生态风险评价体系,分析了多维视角的呼包鄂榆城市群生态风险大小及空间分布特征。结果表明:呼包鄂榆城市群景观生态风险主要以中低风险区为主;研究区碳排放生态风险整体呈现东部高、西部低的趋势,且碳排放生态风险严峻区域与研究区建设用地的空间分布高度吻合;呼包鄂榆城市群经济、社会生态风险强度值分别为0.4893和0.5191,各城市经济生态风险强度值依次为:呼和浩特>鄂尔多斯>包头>榆林,社会生态风险强度值依次为:鄂尔多斯>呼和浩特>包头>榆林。

滇池西岸湿地公园园林植物外来种生态风险评价

【目的】对滇池西岸3个湿地公园内园林植物外来种进行生态风险评价,探究其潜在生态风险、风险特征和危害现状。【方法】通过线路踏查法和重点区域普查法对滇池西岸的3个湿地公园进行调查,收集园林植物外来种生长特性、生态特征、地理区系、扩散逸生等数据,并结合专家咨询法、层次分析法和聚类分析法,构建生态风险评价体系对小区域园林植物外来种进行评价。【结果】3个湿地公园共有93种园林植物外来种,隶属48科77属,地理区系以世界广布种和热带广布种为主,乔木(含竹类)、灌木(含藤本)、草本所占比例分别为39.78%、30.11%、30.11%。在被评价的58种园林植物外来种中,圆叶牵牛Pharbitis purpurea、凤眼蓝Eichhornia crassipes、加拿大一枝黄花Solidago canadensis等为高风险植物,蒲苇Cortaderia selloana、秋英Cosmos bipinnatus、红车轴草Trifolium pratense等为中风险植物。层次聚类分析表明:中高风险植物因风险成因特征接近,与聚类中心的距离比低风险植物更为接近;同一风险下乔灌木因生长特征接近,与聚类中心的距离比草本植物更为接近。【结论】被评价的58种园林植物外来种中,高、中风险物种以草本占大多数,且以世界广布种为主。在该区域引种应用园林植物外来种需慎重选择、严格防控,高风险植物需及时清除,特别要加大对加拿大一枝黄花的防治力度。

溢油在海洋生态系统中的风化、生态学效应及环境风险评价

海洋石油污染是全球性的海洋环境问题之一,对海洋生态系统影响极大。本文综述了溢油入海后降解、转化及其随食物链的传递过程,分析其对海洋三大生物类群的毒性效应及可能的作用机制,探讨评价溢油环境风险的方法,并对今后的研究进行展望,为深入研究溢油的生态学效应、科学评价溢油的环境生态风险提供参考。

成渝城市群景观生态风险与人类活动强度时空关联分析

成渝城市群承担着重要的经济发展与生态安全责任,探讨快速发展背景下景观生态风险受人类活动强度的影响效应及变动趋势,对于地区规划发展及生态治理具有重要意义。基于2000、2010和2020年三期成渝城市群土地利用遥感数据,构建景观生态风险、人类活动强度评价方法,并基于GWR模型、双变量局部空间相关性分析、耦合测度,揭示两者的时空关联特征。结果显示:(1)2000—2020年研究区ERI逐渐改善,风险呈中间高、四周低的特征,且中心城市在2020年降为低风险。(2)研究区HAI显著提高,空间分布与ERI较为统一,主要以中心城市向外辐射扩张为趋势。(3)2000—2020年间负相关系数由中心城市扩张至整个城市群中部,ERI与HAI间空间正相关性不断减弱,高-高聚集区主要集中于研究区中部城市,低-低聚集区分布在山地林区,低-高及高-低聚集区均有增加趋势;两个指标耦合协调度在20年间显著提升,研究区中部高度协调面积扩张明显。妥善治理生态风险、科学规划发展策略可将人地矛盾转为相互促进的新局面,研究结论可为地区生态风险治理、合理谋划发展提供科学参考。

重庆市水环境中抗生素的污染特征及其风险评价

为了研究重庆市典型抗生素分布特征和污染状况,本文建立了一种用固相萃取/液相色谱-串联质谱法同时测定水中26种抗生素的分析方法,分别考察了水中5个大类抗生素的赋存浓度、组成特征,并利用风险商值法进行生态风险评价。结果表明,重庆全市水环境中26种抗生素均有不同程度检出,水环境中抗生素检出率依次为医院废水>污水处理厂>畜禽养殖企业>地表水,检出浓度为0.1~2070 ng·L^(-1)。与其他地区的抗生素浓度水平相比,重庆市水中抗生素浓度属于中等水平,磺胺甲噁唑平均RQ值高于1.0,存在高风险,土霉素、四环素、琥乙红霉素和罗红霉素RQ值高于0.1但低于1.0,存在中风险,其余抗生素均呈现低风险。

城市湖泊底泥重金属污染状况及其评价

于2021年10月在江西省某城市湖泊采集底泥样品,综合采用污染负荷指数和潜在生态风险指数分析底泥样品中Cd、Pb、Cu、Zn、As、Hg和Cr七种重金属污染程度,并对特定重金属的污染水平进行评价。结果表明上述重金属浓度均出现超标,最严重为Hg和Cd,浓度平均值分别为2.29mg/kg和1.56mg/kg,且集中分布在湖泊北部。根据PER评价RI均值为1697,7种重金属潜在生态风险由强到弱排序为:Hg>Cd>As>Cu>Cr>Pb>Zn;根据污染负荷评价PLI zone为6.74,上述重金属污染强弱由高至低的排序为:Hg>Cd>Zn>Cr>Cu>As>Pb。对江西某城市湖泊水体重金属危害,必须引起足够的重视。

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。

基于生态系统服务的生态风险评价研究进展

生态风险评价对科学管理与保护生态系统具有重要的意义,为弥补传统生态风险评价方法的不足和提高风险管理的效率,将生态系统服务引入生态风险评价中进行发展和完善,成为了当前生态风险评价研究的前沿和热点。系统分析了生态系统服务在生态风险评价中的应用,指出生态系统服务在问题形成阶段中可明确保护对象和属性,在风险分析阶段可联系生态系统结构过程作用,在风险表征阶段及后续阶段能可提供清晰明确的评价结果,加强风险交流和管理,能有效地改进生态系统传统生态风险评价。在实践上,基于生态系统服务的生态风险评价可从3个不同层面开展:一是针对外界压力对某类特定功能或者系统中某些服务功能的影响,构建基于某种特定服务的实体属性评价方法;二是针对外界压力作用下生态系统结构与过程变化下对功能影响,构建基于复杂生态系统作用的评价方法,实现对生态风险的模拟评价;三是评价社会生态系统下外界驱动对人类福祉的影响时,可将DPSIR(Drive-Pressure-State-Impact-Response)理论模型运用到生态风险管理中,也可基于景观生态系统服务与压力源的空间作用关系,实现社会生态系统风险评价与管理。作为生态风险表征手段,可基于生态系统服务损失与不利服务进行表征,也可选取热力学等指标作为评估量纲。从理论、评价方法、风险管理等方面对基于生态系统服务生态风险评价给予展望。

大庆市建成区土壤重金属潜在生态危害和健康风险评价

根据大庆市城市功能区划,以表层土壤为研究对象,通过308个样品的采集、测定、分析,采用Hakanson潜在生态风险危害指数法评价土壤重金属元素的潜在生态危害程度。结果表明,表层土壤重金属污染程度较低,潜在生态危害风险较小,汞(Hg)和镉(Cd)是主要的潜在生态危害元素。汞的生态危害风险相对较大,有11.9%的样品处于较重及以上风险级别,镉的生态危害级别虽然较低,但中等危害级别分布范围较广。分别用致癌风险和非致癌风险模型进行了土壤重金属镉和汞对人体健康的风险评价,两种元素的风险指数均处于安全值范围内,不会对当地居民的健康构成风险。

松花江水中多环芳烃(PAHs)的环境风险评价

以松花江10个采样点江水中8种多环芳烃(PAHs)的监测质量浓度为基础数据,采用推广风险系数法和健康评价四步法对PAHs进行生态风险评价和人体健康风险评价.结果表明:枯水期和平水期,蒽对水生生物的风险最大;风险商表征说明:枯水期PAHs对水生生物存在风险;平水期8种PAHs对水体生态系统的风险影响较低,需要进一步跟踪分析.人体健康评价结果表明:PAHs对人体健康存在风险,但风险值在10-6～10-7,属于可接受范围.PAHs的承纳水平分析表明:松花江水体对于PAHs污染物具有一定承载能力.

莱州湾泥螺生态安全风险评估——基于AHP的YAAHP软件实现

以莱州湾西岸外来物种泥螺为例,运用YAAHP软件,采用层次分析法(AHP)对其生态安全风险进行了评估。以泥螺完整的生物入侵过程为依据,针对各阶段的关键特性,综合考虑外来物种的生物学、生活史特征、人为干扰影响因素、入侵地的生态系统状况等方面来选取评估指标,设计6个一级指标,30个二级指标,设定了"可以引种"、"引种具有一定风险"和"禁止引种"3个风险分级标准,构建了风险评价指标框架。通过对历史文献资料的分析、专家评分以及必要的调查实验等方法,对风险评估层次结构模型各项指标进行权重赋值。软件分析的结果显示,"具有一定风险"的权重值最高,为0.507 6,其次为"可以引种",权重值为0.352 2,而"禁止引种"的权重值仅为0.140 2,因此,得出的最终方案为引种具有一定的风险。本研究对占权重值较高的传入风险、定殖风险和扩散风险3项指标进行了灵敏度分析,结果表明,3种指标的权重只影响评估结果的"具有一定风险"和"可以引种"的排列顺序,而不会影响"禁止引种"。因此建议,切勿盲目扩大泥螺的养殖规模,引入之后必须加强监督和管理。

城市土壤污染研究现状与趋势

城市土壤是城市生态环境系统的有机组成部分 ,对城市的可持续发展有着重要的意义。城市化和工业化进程的加快 ,造成城市土壤污染、侵蚀、酸化和硬化以及土壤生物和植被退化等一系列较为严重的城市环境问题 ,直接危及到城市居民的健康和安全 ;因此 ,城市土壤污染问题已经引起人们的高度重视。近 10多年来 ,国内外有关城市土壤重金属污染 ,微有机物污染 ,生源要素污染和城市土壤污染的环境与健康风险评价等诸多研究取得了一系列的研究成果。本文主要就以上研究成果进行了较为系统地总结与阐述 ,并且在此基础上提出了今后有关城市土壤污染研究的发展重点与趋势 。

保定市城市绿地土壤重金属分布及其风险评价

为给保定市城市绿地土壤重金属污染的预防和修复工作提供科学依据,采用调查分析方法,对保定市不同绿地土壤重金属(Cu、Zn、Ni、Cr、Pb和Cd)分布状况进行了调查,并采用单项、综合污染评价法和潜在生态风险指数法对土壤中重金属的污染程度进行了评价。结果表明:保定市城市绿地土壤主要的重金属污染因子为Gd,其次是Cu、Zn和Ni,Cr和Pb污染较小。不同绿地类型重金属污染由重到轻的顺序为:道路绿地>防护绿地>公园绿地>附属绿地>生产绿地。道路绿地和防护绿地土壤重金属潜在生态风险指数分别高达212.63和191.12,已经达到中等生态风险;公园绿地、附属绿地和生产绿地潜在生态风险指数分别为91.36、80.19和66.00,属于轻微生态风险。

基于小流域尺度的土壤重金属分布与土地利用相关性研究——以厦门市坂头水库流域为例

人类活动改变流域集水区土地利用方式同时提高了土壤重金属水平,并影响地表水重金属负荷。以具有明确地理边界的流域作为研究单元可能实现计量区别不同人类活动或因其引起的土地利用方式对土壤重金属空间分布及其环境风险的贡献。但不同人类活动及其改变的土地利用方式对土壤和地表水重金属负荷的相对贡献研究缺乏可操作性方法论。以我国典型的山塘水库小流域—福建省厦门市坂头水库流域为例,结合遥感影像解译、野外土壤重金属水平调查和GIS地统计方法,针对小流域尺度土壤重金属空间分布及其环境风险与土地利用方式相关性研究进行方法论的探索。坂头水库流域覆盖205km2,土地利用类型有林地、农业用地、城镇用地、绿地和水面等5大类。按照不同土地利用类型覆盖面积为权重,以统计最小样本数为准则,在该流域内共采集150个表层土壤样品,针对6种具有人为源特征重金属(Cu、Zn、Pb、Cr、Ni、Cd)土壤总量及富集水平进行分析,以潜在生态风险指数评价流域土壤重金属风险,并结合土地利用类型分析了其空间特征。结果表明:与林地和绿地相比,城镇用地和农业用地表层土壤重重金属水平显著较高;土壤重金属富集水平及其潜在生态风险依次为:城镇用地>农业用地>绿地>林地;城镇化加重了流域土壤重金属Cu、Zn和Cd的污染风险;土壤Pb富集水平与土地利用方式无关,可能为大气沉降来源;所有土地利用方式土壤Cr和Ni总量低于区域土壤背景值,但城镇用地的富集指数显著高于林地。基于土地利用方式的反距离加权空间插值(LU-IDW)也清晰地揭示了土壤重金属富集及其潜在生态风险与人类活动密切相关,尤其是城镇化。以野外调查结合遥感卫星图像解译和基于土地利用方式的空间插值的研究方法有效地揭示了研究流域土壤重金属的空间分布特征及其潜在风险评价空间模式,为小流域尺度的环境质量演变研究提供了方法论和案例。

长株潭城市群核心区土地利用生态风险评价

随着长株潭城市群的快速发展,人类活动导致的土地利用结构及方式改变对生态环境构成了巨大压力。运用G IS和景观生态学方法的土地利用生态风险评价,以长株潭城市群核心区为研究区域,选择湘江岸线为典型样带,建立了基于"源"与"汇"景观功能的土地利用生态风险评价指标体系,并构建了评价模型,对生态风险进行了空间分析和综合评价。结果表明,长沙市建成区的土地利用生态风险指数整体最高,株洲和湘潭居次。其中,从城市群建成区向外,风险指数逐渐降低,长沙、株洲、湘潭三市交界处生态风险指数也较低。根据研究区域生态风险状况、变化和分布特征,提出了相应的风险调控策略和管理方法,为实现区域土地利用与生态、社会、经济的可持续发展提供决策依据。