城市不透水表面的水环境效应研究进展

快速城市化导致的生态环境变化是当前城市生态环境研究的热点问题,而城市化的水环境效应则是其中的重要方向之一。本文通过梳理城市化过程对水环境效应的影响机制,总结和归纳城市不透水表面的水环境效应研究的核心内容与主要方法,指出当前城市化过程的水环境效应研究所面临的诸多难点,并对未来研究趋势进行展望。研究认为,城市化的显著特征之一是不透水表面的不断增加,以不透水表面指数(ISA)为表征的地表覆被参数日益受到城市土地利用/覆被变化研究的重视,成为城市化过程水环境效应研究的热点指标。不透水表面对水文效应的影响主要表现在两个方面,即短时间内增大降雨的径流量,长时间内增加洪水频率和径流总量。同时,不透水表面对水质的影响主要表现为增加水体的非点源污染负荷,目前的研究方法主要依靠城市水文水质监测及模型模拟,对水环境效应的影响机制方面尚缺乏对非点源污染负荷影响机制的深入研究,同时还需要进一步构建适用于城市地区的水文水质模型。可以预见,不透水表面指数将会是城市化过程水环境效应研究的重要参数,并将推动城市土地利用/覆被变化的水环境效应研究向参数简单化与精确化方向发展。     

上海高速城市化进程对水环境的影响及对策探讨

近20年来上海社会经济发展迅速，城市规模不断扩张，对水环境的影响和压力十分突出。本文通过对上海城市化进程中所产生的水环境问题进行全面的分析，认为城市化的快速发展造成河网水系的锐减、地面沉降、水环境污染加重等问题，这些问题已成为影响上海城市可持续发展的重要限制因子之一。并对改善上海水环境状况的主要对策进行了探讨。     

流域城市化对湿地生态系统的影响研究进展

城市化是人类社会发展的必然趋势和现代化的必经阶段,同时城市化也对区域湿地生态系统产生重要影响。从城市化的水文效应、城市化对水环境的影响和城市化产生的气候变化对湿地生态系统影响3方面综述了城市化对湿地生态系统结构和功能影响的研究进展。城市化引起流域内人口增加,通常伴随商业和工业活动的增加,这些活动需要更多的城市土地,从而导致流域内不透性增加,这给流域内湿地生态系统造成了重要的影响,表现为:①城市化所及地区的产汇流过程发生显著变化,导致湿地径流的调节作用和维持生态系统生产力的作用发生退化;②城市地表径流中含有大量的污染物质,致使对湿地水环境、水生生物、野生动物栖息地都产生了重要的影响,并污染城市饮用水水源,危及人类健康;③城市化导致流域气候变化,影响湿地水文、生物地球化学过程、植物群落及湿地生态功能等。最后,指出了国内外城市化对湿地生态系统影响研究的不足之处,对国内外的研究趋势进行展望,并对国内的研究提出了几点建议。     

环境污染与防治

F062.22007010855太湖水环境演变与流域经济发展关系及趋势=Change of water environment and its future in Taihu Lake in relation with ecological development in this lake basin/黄智华,薛滨…∥长江流域资源与环境.—2006,15(5).—627~631定量研究了1990-2000年太湖水环境演变与流域内社会经济发展之间的关系,并根据此相关关系对未来30年太湖水质的污染状况进行了预测.根据研究成果推断:太湖地区的污染物来源在未来30年内可能将发生较大变化,农业及生活污水所占的比重可能会持续增加,并成为主要的污染来源.建议在开展针对工业点源…     

城市化过程中半城市化地区社区人居环境特征研究——以厦门市集美区为例

城市化过程中半城市化地区存在着城市化程度由低到高的农村社区、城乡过渡型社区以及居住小区等城市型社区,社区人居环境多样化、多变化。在城市化影响下,这些社区人居环境呈现一定的特征。以厦门市集美区为例,通过选取典型社区,分析其景观格局特征,构建人居环境评价指标体系,对城市化过程中半城市化地区不同类型社区的人居环境特征进行了研究。结果表明:①从农村到城乡过渡型社区,建筑面积比例显著增加,道路面积比例变化不大,而林地和草地面积比例逐渐减少,景观格局逐渐变为景观类型较单一、以现代建筑为优势景观的状态,景观趋于破碎化,形状略趋复杂,城市居住小区各类景观面积比例则相对合理,但景观高度破碎化、形状较规则。②城市化过程中各类型社区人居环境质量均逐渐变好,城乡过渡型社区和农村尤为明显,城市居住小区质量明显高于过渡型社区与农村,且除城中村之外,从农村到城市居住小区社区城市化程度与人居环境质量呈正相关关系。③城市化总体上促进了社区人居环境质量的提高,但对社区人居环境各方面的作用具有不同的规律,对于环境质量、人文环境等方面具有一定的负面影响。     

太湖地区农田土壤养分动态及其启示

太湖地区人地关系紧张，环境问题尤其是地表水体富营养化严重，农田生态系统的养分收支和土壤养分状况不仅关系到农业的高产稳产，对区内的水环境质量也有着重要的影响。典型区的实地调查和采样分析结果表明，自20世纪80年代初以来太湖地区农田生态系统中的氮、磷一直处于盈余状态，且盈余量不断增加，土壤钾素则长期亏缺，但近年来有所缓和。区内土壤有机质、全氮、全磷和有效磷含量近20年来都有较大幅度的提高，速效钾含量在20世纪90年代中期以前呈下降趋势，近年来有所回升。主要类型土壤的pH也呈降低的趋势。     

关注身边水环境,探索可持续发展路径 ——以"太湖水环境调查分析"教学设计为例

新课标强调基于情境的案例教学,如何从众多教学素材中有效转化课程资源一直是教学难点.本文以苏州学生熟悉的太湖为例,通过水源地介绍建立饮用水和太湖的关联.采用图层叠加的方式,逐步引入太湖区域自然和社会要素,在区域认知的基础上,结合问题链的设计进行太湖水环境探究.     

太湖流域磷排放对区域城市化过程的响应——以宜兴市为例

在系统分析基础上,利用系统动力学方法,以宜兴市为典型区,模拟城市化过程对磷发生量的影响,建立二者间的定量响应关系。结果表明,不论是在何种城市化发展速度下,磷的发生总量都会有较大幅度的增加,而目前规划的污水处理水平只能小幅度削减流域内磷的排放量,不足以从根本上扭转太湖水质持续恶化的趋势。在推进太湖流域城市化的进程中,必须加大投入,进一步加强环境基础设施建设,更大幅度地削减磷等营养物质的排放。     

宁波市城市化发展对区域生态系统服务价值的影响

采用城市化综合水平测度模型、生态系统服务价值评价模型及Pearson相关分析方法,在GIS技术支持下,以宁波市1991—2014年城市化相关数据和土地利用变更调查成果为基础数据,定量评价和分析区域城市化发展水平、生态系统服务价值以及二者之间的关系。结果表明:(1)宁波市各项城市化指数均呈逐渐递增趋势,城市化发展进程呈阶段化特征。快速城市化水平驱动区域经济高速发展,同时导致建设用地面积大幅度增加。(2)宁波市生态系统服务价值总体变化呈先增后减趋势,各县(市、区)生态系统服务价值空间分布差异显著,区域城市化水平越高其所贡献的生态系统服务价值越低。(3)当前城市化发展水平与生态系统服务价值演变之间呈显著负相关,经济城市化和土地城市化对生态系统服务功能产生的负面影响较为显著。快速城市化引起区域土地利用的剧烈变化,导致生态景观格局转变,城市人口集聚与工业化导致过度消耗资源与废物排放,对生态系统服务功能产生负面影响。建议提高宁波市城市化发展质量,注重与经济和社会的协同发展。     

大连市近岸海域水环境质量、影响因素及调控研究

近些年来,由于经济的发展,废水排放总量的增加,近岸海域水环境恶化已成为大连市主要的生态环境问题。本文运用模糊模式识别模型研究了大连市近岸海域水环境质量的动态变化,并对水环境的影响因素进行分析,从而建立了水环境与其影响因素之间的数学模型。在此研究基础上,运用系统动力学(SD)模型进行水环境调控,提出了大连市水环境经济协调型发展方案,这对于大连市的可持续发展具有重大意义。     

东太湖生态修复研究

东太湖是长江中下游典型的浅水草型湖泊,是上海及苏州区域重要的水源地。目前湖内密布养蟹池,水体呈轻度富营养化,且底泥淤积严重,对行洪、供水安全及生物多样性均产生不利影响。东太湖生态修复主要是从生态学角度对规划的退网(垦)还湖、行洪通道疏浚等工程结束后水域进行分析,结合综合整治工程的不同分区,从物种、遗传及景观等层次,提出了东太湖生态修复的方法,进而分区、分类型,次序地推进生态修复工作。     

西太湖沉积物污染的地球化学记录及对比研究

通过对西太湖MS、DLS沉积短岩芯中金属元素、营养指标的对比分析,讨论了西太湖近80年来的元素地球化学演化特征。结果表明,20世纪40年代以前,西太湖沉积物中元素为自然来源;40~70年代末期,除北部Hg、TP受到人为污染之外,其余元素仍主要为自然来源;70年代末期以来,重金属元素人为污染逐渐加重,湖泊营养程度升高。西太湖北部沉积物中Pb、Zn、Mn、Ni、As污染开始于20世纪70年代末期,Hg污染开始于40年代初期;与北部相比,南部沉积物重金属污染历史较短,Pb、Zn污染开始于70年代末期,As、Mn、Ni、Hg污染开始于80年代中期~末期。西太湖北部、南部沉积物中TN、TOC含量70年代末期以来开始增加,C/N比值增大,有机质外源输入比例增加。西太湖北部沉积物中TP含量自40年代初期以来逐渐增加,受到人为污染;南部TP含量在40~70年代略高,但无明显的人为污染特征。     

Tracking eutrophication in Taihu Lake using the diatom record: potential and problems

Taihu Lake is the third largest freshwater lake in China and has been experiencing eutrophication problems for several decades. Diatoms in short sediment cores from three bays in northern Taihu Lake were studied in addition to 1-year of seasonal phytoplankton samples in order to evaluate the rate and magnitude of nutrient enrichment. The dominant species found in the phytoplankton samples appeared in high percentages in the surface sediment samples, suggesting that the latter faithfully record the modern diatom flora. The diatom preservation status varied among the three cores, while in all cores the preservation deteriorated with sediment depth. Due to the superior diatom preservation in the core from Mashan Bay, the fossil diatom record of this core and an established diatom total phosphorus (TP) transfer function were used to reconstruct the nutrient history of Taihu Lake. Diatom assemblages changed from Aulacoseira-dominated to other eutrophic planktonic species, such as Stephanodiscus minutulus, Cyclostephanos tholiformis, Cyclotella atomus, C. meneghiniana and S. hantzschii in ca. 1980. Diatom-inferred TP concentrations exhibited little change prior to 1980, with values around 50 μg/l. However, after 1980 TP concentrations increased significantly and remained in excess of 100 μg/l, reflecting eutrophication of Taihu Lake. Comparison with TP measurements in the water column from 1988 to 2004, as well as the analogue analysis among fossil and modern samples, demonstrates that the diatom-TP inference model can reliably hindcast past TP concentrations. Therefore, the baseline TP value of about 50 μg/l, can be used as a restoration target for Taihu Lake. However, due to the complexity of this very large, shallow aquatic ecosystem, caution should be exercised when employing the diatom record to track eutrophication. Further studies on the mechanism of diatom distribution, evolution and preservation are recommended for Taihu Lake.     

从国际治湖经验探讨太湖富营养化的治理

湖泊富营养化已经成为影响湖泊流域社会经济可持续发展的因素之一,应该充分认识目前我国湖泊富营养化问题的普遍性以及解决问题的迫切性。从国际湖泊富营养化治理的经验看,有效地控制面源和点源污染仍然是湖泊富营养化治理的重要前提;颁布严格的保护水资源的法律,确保饮用水安全是重中之重;应建立全流域统一的水资源保护合作机制,特别是注重把流域综合管理的思想引入湖泊富营养化治理;制定长期的湖泊富营养化治理计划, 细化具体的阶段治理目标。坚持湖泊治理的方向,不能放弃太湖的治理。     

基于人工湿地的水环境治理和优化技术在太湖流域的应用

水质优化技术在太湖流域水污染治理中起到了重要的作用。介绍了几类常用的基于人工湿地的水质优化技术,包括农村生活污水治理技术、城镇生活污水厂水质优化技术、河道治理技术及雨水治理技术。阐述了人工湿地在太湖流域水系统优化中的应用,包括阳澄湖莲花岛生态湿地对农村生活污水的治理和常熟新材料产业园生态湿地对工业尾水的治理,2个项目水处理效果良好,达到了相应的水质要求。探讨了基于人工湿地的水质优化技术在太湖流域水环境治理和优化的前景,该技术可在海绵城市建设、城镇污水处理厂提标、黑臭河道整治等领域推广和应用。     

长春南湖水体富营养化治理效果分析

通过对南湖水质污染现状评价与历史追溯,判断长时期的生态治理与近年来的挖泥清污工作对4个代表区域水质的改善效果。选择能够代表水质污染特点的典型指标——BOD5、CODCr、TN、TP、透明度5项因子,对南湖1988年、1999年和2001年水质状况进行了综合比较。结果表明,南湖水质近年来有所改善,长时期的生态治理对南湖水质改善作用功不可没;近年来的挖泥清污工作使各区域水质亦有改善,但效果不如生态治理。为了达到最优控制效果,挖泥清污工作应继续进行,并应引进新的水源。     

基于水环境约束分区的产业优化调整——以江苏省太湖流域为例

基于水环境保护与区域开发的相互关系,考虑水陆空间联系及水环境承载能力对区域产业布局的限制,构建由水环境容量和压力两方面要素为基础的水环境约束分区指标体系。以产业集聚发达、水网密集但水环境敏感性强的江苏省太湖流域为例,探索小流域评价单元划分、约束指标选择与空间叠置分析等技术。对区域水环境容量和压力的进行约束分区,划分为高压低容、低压低容、高压高容和低压高容等4种类型区。研究结果为发挥区域水环境质量和经济可持续发展的协同效应,制定差别化的产业准入政策提供科学依据。     

Spatial correlations between urbanization and river water pollution in the heavily polluted area of Taihu Lake Basin, China

Water pollution in the Taihu Lake Basin has been the focus of attention in China and abroad for a long time, due to its position in the forefront of urban development in China. Based on data gathering and processing from 84 monitoring sections in this heavily polluted area, this study first analyzes spatial patterns of urbanization and the distribution of river water pollution, and then uses the GeoDa bivariate spatial autocorrelation model to investigate the spatial correlation between urbanization and river water pollution at the scale of township units. The results show that urbanization has adverse impacts on water pollution, and the influence varies in different levels of development areas. The urban township units have the highest level of urbanization and highest pollution, but the best water quality; the suburban units have lower level of urbanization, but higher pollution and worse water quality; however the rural units have the lowest level of urbanization and lowest pollution, mainly affected by upstream pollution, but worst water quality. Lastly, urban and rural planning committees, while actively promoting the process of development in the region, should gradually resolve the issue of pollution control lagging behind urban life and urban develop- ment, giving priority to construction of centralized sewage treatment facilities and associated pipeline network coverage in the rural areas and suburban areas.     

江苏省太湖流域总氮、总磷排放标准研究

根据太湖流域（江苏省境内）不同类型污水中总氮、总磷的浓度和当前废水治理技术及接纳水体的环境质量和经济承受能力等方面的系统分析，确定了江苏省太湖流域三给保护区内各类排污单位总氮，总磷允许排放浓度，并分析了本标准与其排放标准之间的关系，最后，对实施本标准后的太湖水质影响进行了估算研究。