福建九龙江流域产业结构的水环境污染效应

根据九龙江流域的自然概况、土地利用方式、水环境监测结果,分析了研究区水环境的基本现状。通过主成分分析,提取了水环境污染的三个主成分,分别是农业污染物排放、三次产业结构、工业污染物排放。根据主成分载荷,分析了三个水环境污染主成分的贡献率。研究表明,农业污染物的排放是水环境污染的最重要因素,三次产业结构、工业污染物排放对区域水环境恶化也产生较大影响;同时分析了各个水环境污染因子的地区分布情况,因地制宜地提出了控制农业化肥的使用、减少畜禽养殖的排放、优化产业结构、对重污染地区实施搬迁的措施。     

基于RUSLE模型的秦岭—大巴山地土壤侵蚀时空特征分析

[目的]秦岭—大巴山地(秦巴山地)是我国重要的南北地理—生态过渡带主体,对秦巴山地的土壤侵蚀研究将有助于该区域的生态保护和水土资源管理。[方法]基于RUSLE模型计算秦巴山地的土壤侵蚀模数,并量化分析了该区域的土壤侵蚀的时空分布格局。[结果](1)2000—2020年秦巴山地的微度侵蚀面积呈上升趋势,轻度侵蚀及其以上等级的土壤侵蚀面积均呈下降趋势;从空间来看,秦巴山地东北和西南部的土壤侵蚀等级较高,中间较低;(2)秦巴山地的土壤侵蚀相对集中在500～1 500 m、坡度15°～25°区域内;(3)秦巴山地发生土壤侵蚀最主要的土地利用类型为林地,耕地、林地的微度侵蚀以及草地的微度、剧烈侵蚀面积呈上升趋势;(4)秦巴山地土壤侵蚀主要分布在陕西、四川和甘肃,且甘肃和四川的剧烈侵蚀呈上升趋势。[结论] 2000—2020年秦巴山地的侵蚀面积和强度呈“双下降”的态势,其整体侵蚀状况好转,但侵蚀分布存在明显空间差异。     

黑河水库非点源污染时空分布研究

[目的]对黑河水库上游流域进行非点源污染模拟与分析,为水库水环境质量改善提供科学支撑。[方法]采用非点源污染—SWAT模型对流域内水文站2002—2008年的实测降雨、逐月径流以及泥沙及水质数据进行率定与验证,并对流域的非点源污染进行分析。[结果](1)非点源污染的产出主要集中在汛期(6—10月)且与降雨成正相关关系;(2)流域内降雨量分布从南向北、从山区向平原递减,径流深与降雨量成正相关,泥沙、非点源负荷的空间分布与降雨量相反;(3)不同土地利用类型单位面积的非点源污染产出不同,耕地最大,草地次之,林地最小;(4)面积耕地减少,污染负荷显著减少,耕地转换为林地的效果优于耕地转换为灌木林,退耕还林还草可有效减少流域内非点源污染负荷。[结论]黑河水库非点源污染主要发生在下游汛期6—10月,退耕还林、减少施肥可有效控制区域非点源污染。     

2005—2019年洞庭湖平原耕地面源污染迁移轨迹及空间格局

洞庭湖平原因不合理的农业生产活动导致严重的耕地面源污染问题,揭示洞庭湖平原近10余年耕地面源污染迁移轨迹及空间格局,可为洞庭湖平原下一步科学防治耕地面源污染提供参考。该研究以洞庭湖平原湖南省部分的21个区（县、市）为实例,利用清单分析法构建农田化肥、人畜排泄物和农田固废3类污染单元,测算化学需氧量（Chemical Oxygen Demand,COD）、总氮（Total Nitrogen,TN）和总磷（Total Phosphorus,TP）3类污染物排放情况,并运用空间分析、重心模型和冷热点分析研究2005－2019年洞庭湖平原耕地面源污染轨迹迁移变化及空间格局。结果表明：1）从时序上看,2005－2019年间3类污染物排放总量和排放强度总体上均呈现下降趋势;从空间分布上看,COD排放强度等级分布更为集中,洞庭湖平原耕地面源污染程度呈现出"东部>西部>中部"的空间格局;2）从重心模型分析来看,3类污染物排放强度重心在东西方向上的移动更显著,并且重心移动速度呈现阶段变化;3）从冷热点分析来看,3类污染物空间分布格局差异性显著,COD最为明显,TP次之,TN最小,热点区域大多分布于洞庭湖平原东部,冷点区域大多分布于洞庭湖平原中部。研究说明了在生态文明建设过程中,洞庭湖平原耕地面源污染情况有所好转,并且各地区耕地面源污染程度和治理都具有差异性,为今后因地制宜治理耕地面源污染提供理论依据和思路。     

基于生态约束-发展潜力的城镇建设用地开发适宜性分区

[目的]从生态和经济的角度划分城镇建设用地开发适宜性类型区,为江苏省射阳县土地利用空间布局提供参考。[方法]依据最小累积阻力值分析射阳县区域生态约束强度,划分强度等级;运用多因素多因子综合判别模型,从开发强度和空间距离角度构建评价模型,划分区域发展潜力等级;最终在生态约束等级和发展潜力等级的基础上,进行全域城镇建设用地开发适宜性分区。[结果](1)生态约束高区域与生态约束低的区域相差较大,总体上以生态保护为主。从空间分布上,不同等级强度生态约束力表现出了阶梯式的分布,由内向外辐射,强度逐步提高。(2)开发潜力与生态约束分级结果对比,矛盾突出,经济需求旺盛,生态保护用地形势严峻。(3)适宜保护区、较适宜保护区、较适宜建设区、适宜建设区4类,所占比率分别为11.04%,24.78%,34.59%,29.59%。[结论]开发适宜性分区表现出"核心—边缘"的城乡二元结构特征,同时合德镇及周围的适宜建设区较为集聚,外围适宜建设区逐渐减少。     

江苏省农田生态系统碳源/汇、碳足迹动态变化

[目的]了解江苏省农田生态系统近年来碳源碳汇的基本演变趋势,识别江苏省农业发展过程中的重要碳排放源,指导江苏农业低碳化发展。[方法]利用模型对农田碳排放量、碳吸收量及碳足迹进行测算,并对其动态变化进行分析。[结果](1)江苏省农田生态系统碳排放总量总体趋向于增加,2001年江苏省碳排放量为4.44×10~6 t,2016年碳排放量为4.60×10~6 t,增幅为3.4%,化肥为碳排放的主要贡献因子。碳排放强度总体表现为下降趋势,各阶段碳排放强度均低于1t/hm~2。(2)碳吸收量总体呈现增加趋势,2001—2016年农作物总碳吸收量增加了3.57×10~7 t,年均复合增长率约为2.2%,单位面积碳吸收量呈整体增加趋势。园艺作物的碳吸收量明显高于粮食作物和经济作物。(3)农田生态系统碳足迹总体呈现降低趋势,存在较大的生态盈余。[结论](1)2001—2016年江苏省农田生态系统的碳吸收量明显高于碳排放量,具有良好的固碳能力,农田生态系统呈现碳汇;(2)农业投入物品对碳排放的影响程度不同,化肥是影响农业碳排放的最关键因子。     

基于GIS和RUSLE的高山峡谷区土壤侵蚀研究——以云南省泸水县为例

[目的]研究区域土壤侵蚀,揭示水土流失的空间分异规律,为区域水土保持和生态农业建设提供理论指导依据。[方法]应用GIS和RUSLE模型对云南省泸水县的土壤侵蚀进行研究。RUSLE模型中的因子包括降雨侵蚀力、土壤可蚀性、坡度坡长因子、植被覆盖和水土保持措施因子,运用GIS空间分析模块,获取泸水县土壤侵蚀模数空间分布图,根据SL 190-2007的分级标准进行土壤侵蚀强度分级,并分析该区土壤侵蚀强度空间分布格局。[结果](1)从各强度侵蚀面积上看,泸水县2014年土壤侵蚀以微度侵蚀为主,占总面积的86.86%,但从平均土壤侵蚀模数看,土壤侵蚀量为4.24×10~6 t,平均侵蚀模数为1 373.1t/(km~2·a),土壤侵蚀强度属于轻度侵蚀;(2)土壤侵蚀较严重区与未利用地、耕地空间分布基本一致,在坡度25°~50°的范围内,侵蚀面积占总侵蚀面积的75%,并且在该坡度段上的耕地面积占总耕地的63%,剧烈侵蚀集中分布在未利用地上,中度以上剧烈以下强度侵蚀集中分布在该坡度段上的耕地上,说明该坡耕地、未利用地对土壤侵蚀的贡献最大,要加强对未利用地的生态治理。[结论]坡度大,陡坡垦殖和未利用地的不合理利用是该区土壤侵蚀加重的主要原因,坡度在25°以上的地区不适宜耕种,应优化农业产业结构如实施退耕还林还草等措施,才能有效的保持水土。     

基于RS和GIS的河南省生态环境质量动态评价

[目的]揭示近年来河南省生态环境质量时空变化特征,为生态环境的监测、保护和管理提供科学依据和技术支持。[方法]以多源、多时相数据为基础,参考生态环境状况评价技术规范和模型方法,采用1km格网作为评价单元,提取生物丰度、植被覆盖、水网密度、土地胁迫、污染负荷5个指标,来计算生态环境质量总指数,定量评估河南省生态环境质量时空变化。[结果](1)河南省生态环境质量以"一般"为主,其所占比例接近80%,其他类型面积较少,生态环境质量的基本空间分布格局明显受地形地貌、土地利用及区域发展战略影响;(2)2000—2013年,河南省生态环境质量年际间变化较小,呈现出"单峰型"的变化特征,但生态环境质量为较差和优、良的区域面积都有所增长;(3)生态环境质量变化与区域发展关系密切,13a来,河南省生态环境质量总体上存在微弱变差趋势,变差区域在空间上由中西部向东南部迁移,主要与城市建设用地扩张有关。[结论]基于1km格网的生态环境质量评价方法更能反映区域生态环境空间特征及影响因素。为了持续提升研究区生态环境质量,区域发展战略必须要与生态文明建设相协调。     

陕西秦岭地区生态干扰风险空间分异规律研究

[目的]揭示不同自然生态状况、资源环境禀赋以及人类干扰强度条件下秦岭地区的生态风险空间分布规律,对秦岭生态保护具有重要理论意义。[方法]以秦岭地区(陕西段)为研究区域,选取坡度、植被覆盖度、土地利用类型、生态空间类型等14个指标,基于层次分析权重赋值法和地理信息系统空间分析技术,构建生态干扰风险评估指标体系和评估模型,开展了秦岭地区(陕西段)生态干扰风险空间分异规律研究。[结果]秦岭地区(陕西段)生态干扰风险整体呈现“北高—中低—南中”的空间异质性分布格局,生态干扰较高和高风险区分布在秦岭北麓一带以及汉滨区、汉台区、城固县部分区域。低风险、较低风险、中风险、较高风险和高风险区分别占比26.46%,42.44%,19.92%,8.62%和2.56%。秦岭地区(陕西段)人类活动分布较为集中,占研究区面积11.18%的生态干扰较高和高风险区域集中了研究区内36.26%的人类活动面积,并提出了县域单元生态干扰风险预警机制。[结论]陕西秦岭地区生态干扰风险存在显著的空间分异特征,整体生态干扰风险程度较低,研究结果对于秦岭地区人类干扰活动监管策略优化和生态环境保护工作具有重要参考价值。     

基于RUSLE模型的山西省生态系统土壤保持功能重要性评估

[目的]分析山西省生态系统土壤保持服务功能的空间分布格局,识别山西省土壤保持功能保护的重点区域,为生态保护红线划定和国土空间规划提供参考。[方法]采用修正通用水土流失方程(RUSLE)开展山西省土壤保持功能重要性评估。[结果]山西省土壤保持总量为6.52×10~9 t/a,单位面积土壤保持强度平均为416.10 t/(hm~2·a)。土壤保持功能总体呈现"西北低、东南高,盆地低,丘陵和山地高"的空间分布格局,极重要区、重要区和一般重要区的面积分别占山西省国土面积的23.10%,28.33%和48.57%。[结论]山西省土壤保持功能极重要区主要分布在太行山、吕梁山、恒山、五台山、太岳山、中条山等组成的"多"字形山地地区,在晋西黄土丘陵沟壑区也有一定分布。     

江苏省水土保持功能的重要性评价

[目的]对江苏省水土保持功能重要性进行评价,为水土保持功能区划和水土保持治理措施布局提供重要依据。[方法]根据江苏省自然环境、社会经济、土地利用和水土流失特征,选取土壤保持、农田防护、水质维护和人居环境维护4项水土保持功能进行重要性及其空间分布特征的评价,并进行综合评价。[结果]江苏省水土保持功能重要性程度较高,极重要区和中等重要区分别占全省总面积的42.10%和46.44%;苏北地区主要水土保持功能是土壤保持和农田防护,苏中地区主要水土保持功能是农田防护和水质维护,苏南地区主要水土保持功能是水质维护和人居环境维护。[结论]评价结果揭示了江苏省水土保持功能重要性等级及其空间分布特征。     

1990-2012年淮河流域粮食生产的时空演进及驱动机制

[目的]动态研究粮食连增及农业政策调整背景下淮河流域1990—2012年的粮食产量时空变化进程及影响因素,为淮河流域科学合理粮食安全政策构建提供理论参考。[方法]采用区域重心计算模型和空间自相关技术。[结果]（1）淮河流域粮食总产量及县域均值持续增长。高产县域集中在流域中游皖北地区,中高产县域逐步向中上游推进,低产县域日趋边缘化。（2）淮河流域粮食产量重心呈西进南移态势变动,西进速率减缓,南北波动幅度较小,空间格局趋向稳定。（3）县域粮食产量分布呈显著空间聚集性特征,且有持续增强趋势。高产县域聚集于流域中游豫皖交界及下游苏中沿海地区;低产县市逐步集中连片聚集于流域上游豫西北边缘地区;高—低与低—高聚集县域规模较小,空间分布变化剧烈。[结论]水土资源变化、农业新技术及政策倾斜、种粮比较效益等主导因素共同驱动流域粮食产量空间格局演进。     

典型工业区河道水与底泥氟污染分布及评价

[目的]评价分析浙江省温州市龙湾工业区永强塘河及中横河干支流河道水与底泥氟污染程度和空间分布特征,确定水氟污染严重河道和污染源,为河道水氟污染治理修复提供科学依据。[方法]在野外实地采样基础上,利用离子选择电极法、单因子污染指数法和相关统计法对河道水和底泥氟含量进行测定,评价氟污染程度并探讨氟污染来源。[结果]永强塘河与中横河主干及支流河道采样断面水氟含量超标率分别达到96%和83.3%,永强塘河中游主干及东、西两侧支流河道采样断面水氟污染达到中度和重度污染等级比例分别为60%,85.7%和80%,中横河经开区河段主干和东侧支流河道水氟污染达到重度等级的采样断面比例依次为80%和75%,河道底泥氟污染全部在轻度及以下等级;71.4%的河道采样断面水氟含量与沿岸不锈钢类企业数量相关系数超过0.9。[结论]以含氟工业废水治理为重点,大力开展永强塘河中游支流河道、中横河经济开区主干及东侧支流河道水氟污染综合整治,可有效改善研究区河道水环境质量。     

浙北环太湖平原耕地土壤重金属的空间变异特征及其风险评价研究

研究了浙北环太湖平原10个区县市耕地土壤Hg、Cd、Cr、Pb、Cu、As六种重金属的空间变异特征及其环境风险。结果表明,土壤Hg和Cd含量在总体分布上显现出较强的各区县市空间异质性,且这种变异更多与外界人为因素的影响密切相关。鉴于Hg在研究区域超标率高达10.34%,为该区土壤环境质量的主要限制因子,对土壤Hg用超过国家规定的土壤环境质量二级标准(0.3 mg kg-1)的离析克里格法(Disjunc-tive kriging)进行了风险评价,结果表明超标区域主要集中在各区县市的城镇和工矿企业周边,说明其与人为活动造成的大量大气粉尘、工业固废和城市垃圾的长期累积密切相关。研究认为在加快城市化和工业、农业现代化的同时,还应该考虑土壤污染与农产品质量、生态安全和人体健康的关系。     

江苏省星级乡村旅游区的空间分布特征及影响因素研究

通过对江苏省星级乡村旅游区空间分布格局及影响因素的研究,为江苏省乡村旅游发展提供合理参考意见。选取江苏省726处三星级及以上乡村旅游区作为研究样本,利用最邻近指数、地理集中指数、核密度分析、缓冲区分析、不平衡指数等ArcGIS空间分析技术和SPSS相关性分析技术,以旅游资源类别为分类依据,研究分析江苏星级乡村旅游区的具体类型、空间分布格局及影响因素。结果显示:1)江苏省星级乡村旅游区可划分为农园型、村庄型、农园+村庄复合型3大类;2)五星级乡村旅游区在空间上呈均匀型分布,其他星级和各类型乡村旅游区在空间上呈集聚型分布,集中化程度较高,主要分布在苏南苏中地区;3)江苏省星级乡村旅游区在空间分布上呈轻度不均衡,在苏南苏中地区形成高密度聚集区、次高密度聚集区,苏北主要为低密度聚集区;4)各星级乡村旅游区主要分布在城市近郊20～40km区域范围内。结论得出:经济水平、旅游资源、旅游政策导向以及交通条件等是影响江苏省各星级乡村旅游区空间分布的重要因素。对此,结合江苏省乡村旅游区发展问题提出讨论:1)促进区域协调发展,尤其苏中苏北地区;2)强化整合集聚发展,打造乡村旅游集聚区; 3)重点推进升级发展,促进低星级向高星级乡村旅游区升级建设。     

基于协整理论和VAR模型的河南省环境污染驱动因素研究

[目的]分析河南省环境污染的驱动力机制,为经济发展与环境规划提供理论支撑。[方法]尝试从动态的视角来解读河南省环境污染问题,借助协整分析、误差修正模型、脉冲响应函数和方差分解对河南省环境污染的驱动因素进行分析。[结果]人均GPD,第二产业比重,总人口,外商投资强度以及政府管制水平与环境污染指数存在长期协整关系,且系统存在误差修正机制;脉冲响应函数结果显示,人均GDP,第二产业比重,总人口长期会加剧环境污染,外商投资强度对环境具有微弱地积极影响,政府管制水平对环境影响不明显;方差分解结果显示,总人口是环境污染的主要原因,其次是第二产业比重和人均GDP。[结论]调整人口布局和优化产业结构是河南省未来控制环境污染的发展方向。     

宁夏引黄灌区排水沟水环境质量及其影响因素

[目的]探明宁夏引黄灌区排水沟水环境质量及其影响因素,旨在为排水沟水体污染综合整治提供一定的理论依据。[方法]搜集2009—2015年排水沟水环境因子指标和以地级市为单元的社会经济指标数据,选取高锰酸盐指数、化学需氧量、氨氮、总磷、生化需氧量、挥发酚、氟化物、氰化物、硫化物作为水质综合污染指数的评价因子,采用相关分析法和灰关联法分析研究社会经济指标对排水沟水质的影响程度。[结果]南干沟水质呈现逐年好转趋势,银新干沟水质和清水沟水质急剧恶化,其他排水沟的综合污染指数变化趋势较平稳,且水质总体状况较好;排水沟水质与社会经济指标的相关性和关联度都较高:中干沟与化肥使用量相关系数高达0.998,南干沟与工业废水排放总量相关系数高达0.983;永二干沟与农业耗水量的关联度高达0.793 41,南干沟与工业废水排放总量的关联度高达0.755 69。[结论]排水沟的水质变化趋势受农业面源污染和工业废水的影响较大;以地级市为单位,综合污染指数与社会经济指标的相关性大小依次为吴忠市、银川市、中卫市、石嘴山市;相关分析与灰关联分析结果有较好的一致性,且运用二者结合分析了影响排水沟的最主要影响因子;总体上,农业生产对银川市和石嘴山市排水沟水质影响较大,工业生产对吴忠市和中卫市排水沟的影响较大,且农业生产导致的农业面源污染比工业生产产生的工业废水对排水沟水质状况影响程度大。     

江苏省稻田种养产业化开发空间优选与分区引导策略

为探讨产业化发展要求下的稻田种养空间落位及战略管理问题，该研究以江苏省为研究区，分别从自然适宜度和产业优势度两个维度，构建量化评估指标体系，综合评判稻田种养产业化开发的空间优先级，提出分区引导政策指引。基于水源、土壤、地形等自然因素的综合评级结果显示，江苏省高度适宜开发稻田种养的面积占全省水田总面积的13.8%，中度适宜开发面积占比57.0%；自然适宜度高值区主要分布在里下河地区并延伸至苏北灌溉总渠沿线，以及长江以南的东部沿江平原向南至太湖平原一带。基于劳动力、基础设施、软环境等层面的综合评级结果表明，苏北地区产业优势度高低互现，苏南地区产业优势度高值区主要分布在邻近上海、南京大都市的外围郊县区。通过对基于县域单元的两维度空间评级结果的耦合分析，划分为4类空间，按照重点发展、适度扶持、优化调整和控制开发等方向，分别提出稻田种养产业化开发策略。该研究可为提升稻田资源开发效率和稻田种养产业高质量发展提供决策参考。     

丹江口水库水环境变化特点及其改善对策

[目的]探讨南水北调中线工程运行后丹江口库区水环境变化影响因素及其防控对策,为削弱库区污染负荷,确保库区水质安全提供参考。[方法]以丹江口水库周围及上游流域为研究区域,采用前后对比分析法,分析水环境变化特征及其主要影响因素,从而提出保护改善水环境的对策。[结果]水库大坝蓄水后丹江库区水质总体良好但空间差异显著,部分入库支流和库湾局部污染较为严重,氮、磷和重金属元素含量较高。[结论]丹江口库周局部地区水土流失、农村点源污染、农业面源污染及人类活动是影响库区水质的主要原因。针对库区存在的生态环境问题,提出了继续稳定实施退耕还林/还草政策,优化农村产业结构,加强工矿企业排污监管,优化监控站点并加强居民环保意识的保护对策和建议。     

基于数据包络分析模型的江苏省农业水资源利用效率评价

[目的]研究江苏省2002—2011年农业水资源利用效率,为提高该省农业水资源利用率提供依据。[方法]采用数据包络分析(DEA)模型中C2 R和BC2两种模型,选取的投入指标为农作物播种面积、农田灌溉用水量、农田灌溉耗水量和农业在岗职工人数;产出指标为有效灌溉面积、农村居民人均农业收入、农业生产总值和农作物产量。[结果](1)在2002—2011年期间,江苏省农业水资源利用效率处于较高的水平,DEA有效年份占50%;(2)造成DEA无效既有技术原因也有规模原因,存在投入冗余和产出不足;(3)随着时代发展,江苏省农业水资源利用投入冗余和产出不足整体呈现逐渐降低趋势。[结论]江苏省农业水资源利用情况得到了逐步改善。