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生态环境论文范文

生态环境论文

生态环境论文范文第1篇

1.1海域总体污染加剧历史调查资料表明,20世纪80年代福建省各主要港湾水质指标基本上都符合二类海水水质标准;进入90年代开始呈逐年上升趋势,特别是无机氮和活性磷酸盐出现超标现象。近年来随着福建省城市化进程的加快和临海工业的发展,陆域直接或间接入海的生活污水、工业废水、农业面源污染物不断增加,海洋倾废、船舶排污和事故泄漏以及高密度水产养殖和过度投放饵料等都对海域生态环境增加压力,导致局部海域污染加重,近岸海域污染面积呈扩大趋势,福建沿海氮、磷和石油类超标严重,有的海域甚至出现溶解氧偏低、化学需氧量超标;局部水域底质硫化物、铜、铅含量超标;贝类体内粪大肠菌群超标比较普遍。

1.2局部海域生态系统遭到一定程度破坏河流上游水资源的过度开发,造成干旱年份河流入海径流量的减少,对河口地区的生态环境产生重大影响。局部围填海等海岸工程开发建设,使海洋生态环境受到不同程度的影响。红树林生态系统、滩涂和河口湿地生态系统等重要生态功能区水域面积逐渐减小,一些关键的生态通道受到破坏,局部海域生态功能明显下降。

1.3海洋灾害频繁发生由于海域污染和富营养化等原因,福建沿海是我国赤潮的多发海区之一,赤潮发生频率高、持续时间长,有毒赤潮生物发生的比例高,对渔业和养殖业生产的破坏性大,严重影响福建省海洋经济的持续发展和社会安定。福建闽东沿岸、闽江口近岸和厦门近岸海域3个海域赤潮的发生次数占福建省赤潮的77.8%。闽东沿岸、闽江口、平潭沿岸和厦门近岸海域4个赤潮监控区成为福建省赤潮多发区。当前福建沿海赤潮灾害历年不断,发生面积逐年扩大。福建省浅海滩涂广阔,海洋生物多样性丰富,研究发现互花米草和沙筛贝等外来物种已经成功入侵福建省海域,其中互花米草遍布福建省大多数海湾滩涂,沙筛贝在许多封闭型围垦区均有发现,部分海域仍有人为种植互花米草和养殖沙筛贝的现象。福建省对外贸易发达,大型港口遍布沿海各地,海上航运繁忙,船舶压舱水携带的浮游动植物及海洋生物幼体进入福建省海域;海水养殖历史长、面积大、品种多,部分引进品种可能具有入侵性,省内养殖苗种交流频繁,外来养殖品种及可能携带的病原体扩散到全省大多数海水养殖区。

1.4溢油、危险品泄漏污染事故严峻近年来,福建省临港工业特别是石化工业快速发展,海上物流规模日益加大,各类海洋经济活动显著增加,海上溢油、危险化学品泄漏等污染事故多发,对海洋生态环境、海洋资源和海上活动等造成了一定的安全隐患,溢油、危险化学品泄漏等突发事件应急响应能力建设亟待加强。

1.5人口增长和城镇化建设对环境压力加重20世纪90年代以来,随着福建省沿海社会经济的快速发展,福建海岸带涉海市、县、区人口大幅度增加,人口增长速度高于全省人口增长速度。随着海峡西岸经济区建设的发展,劳动力需求以及城镇人口的快速增长,沿海地区的人口增长速度将保持在一个较高的水平上,随着海峡西岸城市群的建设和发展,沿海人口将继续集聚,城镇化进程快速推进,而人口增长和城市规模的扩大,环境污染负荷总量将呈增大趋势,沿海地区海洋环境保护压力也将明显加重。

1.6临港工业发展对环境压力加大福建省着力培育发展三都澳、罗源湾、兴化湾、湄洲湾、厦门湾和东山湾六大临港工业基地,形成以湄洲湾、东山湾为重点的石化产业基地,依托大型深水港口的沿海能源产业基地,以三沙湾为重点的冶金产业基地,以湄洲湾为核心区域的大型林浆纸一体化产业基地。港口及临港工业项目建设将刺激新一轮的围填海造地,占用湿地资源,进一步威胁红树林生态系统、滩涂和河口湿地生态系统,影响海域生态功能。产业发展及城市建设导致工业废水和生活污水排放量增加,处置不当必将加重近岸海域水污染态势,加大海洋生态环境压力[10]。

2近岸海域环境质量演变趋势

2007年福建省近海海域环境状况良好,水质总体符合一类海水水质标准。其中,二类水质标准、三类水质标准、四类水质标准和劣四类水质标准海域面积分别为2850km2、1640km2、240km2和550km2。严重污染海域主要分布在罗源湾、泉州湾和厦门近岸局部海域。主要污染物为无机氮、活性磷酸盐和石油类;无机氮和活性磷酸盐污染主要分布于沙埕港、三沙湾、罗源湾、闽江口、兴化湾和泉州湾以及厦门近岸海域;石油类则分布于沙埕港、兴化湾和泉州湾。2007年福建省海域沉积物质量总体良好,主要海湾部分站点沉积物存在重金属、石油类和多氯联苯超标的现象,其中三沙湾部分海域铅和多氯联苯超标,泉州湾部分海域石油类超标。本文选取3个代表性的时间段,即1983—1986年开展的“福建省海岸带与海涂资源综合调查”、1998年的“福建省海洋污染基线调查(第二次)”,以及2007年福建省近岸海域环境质量报告各时间跨度均为10年;通过搜集3次调查中福建省近岸海域所有站位各评价指标的测值范围和算术平均值,对比分析福建近岸海域水质、沉积物质量的变化趋势。3次调查各主要水质要素测值比较结果见表1和图1。与1983-1986年的水质监测结果对比可知,1998年福建省近岸海域水质恶化趋势较为严重,主要表现在营养盐含量大幅度上升。1998年海域的活性磷酸盐和无机氮平均含量为1983-1986年的2.4倍,已成为福建省近岸海域的主要污染因子。此外,石油类、重金属含量与1983-1986年相比也有不同幅度的上升,油类、汞、铅和镉的平均含量为1983-1986年的1.5倍、6.6倍、1.9倍和2.5倍。化学需氧量有所降低,减少了约21%。

2007年福建省近岸海域水体中的主要超标指标依然是无机氮和活性磷酸盐,与1998年相比浓度有所下降,但超标率在增加。化学需氧量浓度有所升高,溶解氧有所下降;石油类、铅和镉的平均含量均持续上升,其平均含量分别增长了42%、90%和130%;汞的含量有所降低,减少了约43%。3次调查各主要沉积物要素测值比较结果见图2和表2。对比分析可以看出,福建省近岸海域沉积物质量变化趋势如下:①硫化物、镉的含量呈现先上升后降低的趋势。1983-1986年到1998年的十几年间,硫化物和镉含量增加了90%、70%,最近10年硫化物和镉含量分别降低24.18%、5.26%。②汞的含量一直呈下降趋势,平均含量从20世纪80年代中期的0.14mg/kg下降至0.056mg/kg,降低60%,而近10年来降幅变化,仅降低了10.71%。③铅、石油类、滴滴涕呈现先降低后上升的趋势。从1983-1986年到1998年的十几年间,铅、石油类、滴滴涕的含量分别降低39.63%、21.76%、81.82%;最近10年,滴滴涕和铅的含量分别增长了13%和102%,石油类的增长速度更快,增加了约3.5倍。综上所述,3个调查时期,沉积物中硫化物、镉的含量呈现先上升后降低的趋势;汞的含量一直呈下降趋势;铅、石油类、滴滴涕呈现先降低后上升的趋势,其中石油类的剧增可能与临海工业、港口、船舶排污有关。

3结论

生态环境论文范文第2篇

1.1洮儿河、归流河流域旱涝灾害几乎年年都有发生,但旱灾面积大,程度重。干旱是当地的首要自然灾害,对农业生产的影响严重。连续多年的干旱,使地下水位下降,河流断流,洮儿河、归流河流域湿地因为补水资源不足而逐渐退化,有些地区湿地甚至消失。

1.2盲目开垦和改造上世纪60年代以来,农业灌溉和水库拦蓄水量的不断增加,使下游水量锐减甚至断流,导致一些沼泽、湖泊面积减小。同时,受传统生产观念的影响,很多人不顾实际生产需求盲目扩大耕地面积,围湖造田,严重破坏了湿地的生态环境系统,导致湿地生态失衡,自然灾害频发。

1.3过度放牧近年来,依赖天然草地资源自由放牧获得畜产品的落后生产方式仍占主导地位,牧民人为侵占、乱占湿地,盲目开发、过度放牧的现象十分严重,草地资源长期处于无法恢复状态,形成恶性循环,加剧了草地生态环境的恶化。据兴安盟2011年天然草原生产力监测报告显示:2011年天然草原牧草总产量为110492.92万公斤;天然草原暖季载畜量为151.36万个绵羊单位牲畜,实际载畜量为400.42万个绵羊单位牲畜,超载249.06万个绵羊单位牲畜。

1.4河道挖砂严重洮儿河流域河道被挖得千疮百孔,这样滥采滥挖砂石,不仅河势被改变,河床被破坏,加快了湖底的“沙漠化”,还毁坏了洮儿河流域的生态环境,给洮儿河流域防汛造成了极大的隐患,给人民群众的生产带来不应有的困难。1998年的大水,洮儿河流域特大洪涝灾害的发生,这些现象的产生与洮儿河流域自然环境的破坏有着直接关系,非法过度采集河道砂石就是一个重要原因。

2洮儿河、归流河两河流域湿地生态环境监测指标探讨

生态环境论文范文第3篇

1.1解决旱涝灾害

水资源作为人类生存和发展的根本,具有不可替代的作用,但是对于我国而言,由于不同气候条件的影响,水资源的空间分布极不均匀,南方水资源丰富,在雨季常常出现洪涝灾害,而北方水资源相对不足,常见干旱,这两种情况都在很大程度上影响了农业生产的正常进行,影响着人们的日常生产和生活。而水利工程的建设,可以有效解决我国水资源分布不均的问题,解决旱涝灾害,促进经济的持续健康发展,如南水北调工程,就是其中的代表性工程。

1.2改善局部生态环境

在经济发展的带动下,人们的生活水平不断提高,人口数量不断增加,对于资源和能源的需求也在不断提高,现有的资源已经无法满足人们的生产和生活需求。而通过水利工程的兴建,不仅可以有效消除旱涝灾害,还可以对局部区域的生态环境进行改善,增加空气湿度,促进植被生长,为经济的发展提供良好的环境支持。

1.3优化水文环境

水利工程的建设,能够对水污染情况进行及时有效的治理,对河流的水质进行优化。以黄河为例,由于上游黄土高原的土地沙化现象日益严重,河流在经过时,会携带大量的泥沙,产生泥沙的淤积和拥堵现象,而通过兴修水利工程,利用蓄水、排水等操作,可以大大增加下游的水流速度,对泥沙进行排泄,保证河道的畅通。

2水利工程对生态环境的不利影响

水利工程对于生态环境的影响不仅有好的一面,也有不好的一面,需要相关人员的充分重视。其对于生态环境的不利影响主要表现在以下几个方面。

2.1污染

水利工程对于周边环境的污染一般都集中在施工过程中,其主要污染包括:(1)水污染:水利工程施工过程中排放的污水、废水以及施工人员生活中排放的污水,是导致水污染的主要原因,由于施工条件、施工环境、资金等因素的限制,这些污水往往没有经过处理直接排放到环境中,不仅能会污染地表水环境,同时还可能渗透到地下,污染地下水环境。例如,在对水利工程中的水坝进行施工时,如果混凝土的浇筑处理不当,就可能出现大量的废水和污水,这些污水排入河流中,会引起河流水质的变化。又如,在对工程设备的使用过程中,或多或少都会出现一定的废油,如果这些废油排放到河流中,不仅会造成水域环境的污染,还可能影响下游居民的健康。(2)空气污染:空气污染一般是在对施工材料进行运输,或者对地基进行平整的过程中,产生的灰尘或者部分废弃物,又或者是工程设备在运行过程中产生的废气、扬尘等,会对周边的环境造成一定的影响

2.2对局部气候的影响

水利工程的建设,会在一定程度上改变局部的气候环境条件,这些改变在气温和降水方面表现的尤为显著。(1)气温:在水利工程建设完成后,由于水库和大坝的蓄水功能,会大大增加水体面积,改变空气中的能量交换方式,从而引起气温的变化。一般来说,水深在7m以上的大型水库,与陆地相比,在冬季的平均气温要高出1.8-2.9℃。而在夏季则具有降温的作用,可以降低局部区域约1-4℃的温度,同时,对于地区的年平均气温也有着较大的影响。(2)降水:水利工程对于降水的影响主要表现在三个方面:首先,水面强烈的蒸发作用,会造成空气湿度的增大,从而为降水的增加提供基础保障;其次,气流在进入水域范围后,由于风速的增加和流线辐射,会产生下沉运动,从而减少降水;然后,在暖季,水面温度会低于陆地温度,其大气层的结构也更加稳定,对流不易产生,同样会在一定程度上抑制降水。而对于我国而言,降水多集中在暖季,因此水利工程的将是会减少周边区域的将降水量。而对于干旱地区,决定降水的主要因素,在于空气的湿度或者水汽来源,因此水域相对于陆地具有更好的降水条件,会使得区域降水增加。

2.3对土地的影响

水利工程的建设对于周边土地的影响是十分巨大的,表现出来的问题包括水土流失、地貌改变、土地盐碱化、河道冲刷等。在对水利工程进行建设的过程中,需要进行大量的土石方工程,而在开挖土石方的过程中,不仅会造成地形地貌的改变,还会对地面的植被造成破坏,进而引发水土流失现象;同时,水库蓄水后,库区周围的地下水面会有所提高,将大量的盐碱带到地面,造成严重的土地盐碱化问题等。

2.4对水质的影响

在水利工程完工后,会在大坝上游形成宽阔的水域环境,造成库区水动力条件的变化,不仅水深大大增加,而且水流的速度也会变得缓慢。在这种环境下,库区水体的水质和水环境会出现较大的改变,引发水体富营养化、泥沙含量增加、重金属沉降等问题。同时,受库区水质以及大坝下游河道水量变化的影响,下游的水体水质也会发生变化,影响水体的自净能力。通常情况下,如果河道水体自身的水质条件较好,则水利工程的建设虽然会对河道水体的水质造成一定的影响,但是这个影响并不明显;而如果河道水体的水质条件较差,或者有污染源的排入,水利工程自身的调蓄作用所造成的河道水量减少,会极大的加剧水污染的程度。

3应对措施

经过大量的调查分析发现,水利工程对于生态环境的影响是不可避免的,因此在建设过程中应该充分考虑工程的生态效益,分析水利工程对于生态环境可能造成的近期和远期影响,并采取相应的措施,确保有利影响的充分发挥,对不利影响进行改善。同时,要建立相应的环境监测部门,对环境进行跟踪评价,尽可能减少水利工程对于生态环境的破坏。

4结语

生态环境论文范文第4篇

毛乌素沙地早在第四纪时期就存在于中国北方[7],是一个非常典型的脆弱生态区和自然地理区域的过渡带,受人类活动影响较为深刻,它在很大程度上代表了中国半干旱、干旱沙区的人类活动与自然环境相互关系中的许多典型问题,是农牧交错区现代土地沙漠化发展和治理恢复比较典型的地区之一[8]。因此,国内外学者纷纷将此地作为典型研究区,从不同尺度开展了生态环境变化与人为活动关系的研究。近年来与毛乌素沙地生态环境相关的研究工作,主要是通过区域自然指标并结合政策与统计数据,来探索一定时间内毛乌素地区的生态环境变化及其原因,以及通过遥感手段结合人文经济数据来研究该地区的地表变化过程,从而进一步研究各种变化的原因和驱动力。人为活动对该地区生态环境的影响研究,基本集中于毛乌素的土地沙漠化、土地利用及覆被变化、植被演变3个方面;虽然各种环境效应评价方法在该地区的研究与应用也在逐步开展,但是目前仍缺乏对由于决策制定、生产生活对沙漠化影响的定量研究,需要用有效科学的环境监测方法对其进行系统的探索[9]。本文通过对国内外相关研究的整理与归类系统总结,分析现代毛乌素重要人为活动的环境效应研究进展及存在的问题,明确人为活动对区域生态环境影响研究的重点。

2土地沙漠化

关于毛乌素沙漠化的原因有两种说法,即人为因素说和自然因素说。在同一气候条件下,不合理的人为活动占据主导时就是本区沙漠化加速发展时期,是典型的负环境效应,而现代积极的人为活动(如退耕还林/草等政策的实施)对沙漠化的逆转也有促进作用,是正环境效应。对于毛乌素沙地的沙漠化问题,众多学者通过自己的研究工作给出了不同的见解[10-12],但很少有研究从土地利用政策和能源利用入手来深入分析[13]。许多研究通过对气候数据、遥感数据与统计资料的分析发现,现代毛乌素沙地退化加速,其沙漠化的主要原因是人口增长的巨大压力及各种破坏性的人为活动[14-17]。人类不合理的耕作和放牧等活动破坏地表植被,对流沙面积的增加和草地、湿地面积的减少等非地带性隐域环境变化的作用明显,而对受自然因素控制的地带性显域环境变化的影响并不显著(如流沙分布南界变化)[18]。黄银洲等[19]认为,人为活动不但是沙漠化的主要原因,而且是导致沙漠化过程与气候过程不同步的主要原因。虽然如今沙漠化程度有所缓和,但这也只是基于植物耕作本身的控制[20-21]。有研究则认为,自然因素是主导因素,而人为活动只起到了加速的作用[22]。毛乌素沙漠化是在特定的自然条件下过度的人为活动导致的“古沙翻新”的结果,如果未来温室效应继续致使全球变暖,毛乌素沙地便不会南侵,有向北退缩的可能[23]。毛乌素地区生态脆弱是沙漠化加剧的内因,人为活动是沙漠化的主要驱动因素,而其中人口增长是人为活动强度的内驱力[24]。也有学者通过遥感数据发现,近30年毛乌素沙地的部分区域沙漠化进程在时空上出现了逆转,主要是积极的人为活动作用的结果[25]。对于人为活动与毛乌素沙漠化是如何关联的问题,马玉芳[26]展开了细致入微的研究,从某种具体的人为活动行为入手,综合考虑农户经济行为面对的资源禀赋、政策环境、市场因素等,探析该地区农户土地开垦、畜牧业生产和薪柴利用等行为及相关因素与沙漠化之间的内在逻辑关系。对毛乌素沙漠化的研究结果大部分都表明该地区生态环境在逐步恶化,但在局部地区或部分时间段有逆转现象存在。探究该地区沙漠化因素发现,历史上从农耕文明出现以来主要是人为因素主导,而在此之前主要是自然因素起主导作用。无论是哪种因素,现在还未能清晰地区分它们各自对毛乌素地区环境变化的贡献程度,以及它们之间是如何相互作用的,尤其是重要人为活动对沙漠化正逆过程的影响缺乏明确的对应分析。

3土地利用/覆被变化

土地利用/覆被的研究主要集中在人文和自然因素都很活跃的“热点区”和“脆弱区”[27]。在毛乌素沙地这样的生态脆弱区开展相关研究,有利于人们认识其形成演变机制、揭示各种自然和人文因素对土地利用可持续性的影响。现代随着空间科技的发展,对毛乌素土地利用与覆被变化的研究多数都是利用遥感的手段,对不同时间段土地利用/覆盖数据加以对比,结合其他数据和指标(如地形、水文、气候等自然指标,交通、居民点、人口、经济发展与政治制度、居民调查数据等)来分析并揭示人为活动与气候变化在土地利用/覆被变化中所起到的影响作用以及更为复杂的驱动机制[28-30]。如今众多研究都是围绕土地利用/覆被变化的驱动机制而展开的,而各种人为活动作为重要的驱动因子备受科学家们关注。蒙吉军等[31]从宏观和微观两个角度,对毛乌素土地利用变化的因素进行多尺度研究,认为不同尺度下的土地利用变化的自然与人为影响因素各有差别,尤其是社会政策等经济因素会影响到区域宏观的土地利用变化情况。国内近些年不少研究是围绕重大的环境建设工程和政府相关政策实施对土地利用/覆被情况变化的影响而开展的。从景观角度入手研究人为活动对毛乌素沙地土地利用的影响发现,人为活动强度的大小与景观的破碎化程度有最直接的关系[32]。随着退耕还林(草)工程的实施,积极的人为活动会使毛乌素一些区域林地面积增加、水体面积增加、耕地和草地面积减少等,产生一定的正环境效应;而与此同时,未利用土地和建设用地的持续增长又会造成当地土地退化和城市化进程加剧等负环境效应,该地区的景观格局变化以1995年为转折点,至2010年人为活动在空间上的影响作用更为明显[33]。如果以城镇为核心来研究人类活动对土地利用格局的影响,会发现人为活动在很大程度上会影响到当地的土地利用格局,但在此过程中也会受到自然条件的制约。虽然气候因素是驱动土地利用/覆被的重要自然因素,但政策制度的导向、人口压力及社会经济活动会直接影响土地利用/覆被变化的时空分异,驱动了土地利用/覆被格局的变化[35]。在土地覆被的预测研究方面,有学者对毛乌素沙地植被覆盖的动态变化进行定性、定量的分析,并运用马尔科夫模型预测研究区未来21年的植被转化情况,综合了自然和人为因素分析,认为毛乌素沙地总体气候变化有利于植被生长,但其不合理的人为活动将会直接产生负环境效应,导致植被退化等环境恶化问题[36]。国内诸多关于毛乌素沙地土地利用/覆被变化的研究,主要集中在对土地利用/覆被变化的监测及其解释。近些年也有不少研究工作开始进行土地利用变化在区域尺度上的环境响应与驱动力研究,并从多尺度开始研究各个因子的综合作用及其相互作用,并在此基础上开展对其变化状况的预测与评价研究。

4植被演变

对于毛乌素沙地的植被演变问题,大多是针对植被退化方面。针对温度、降水、沙尘暴频率、风、植被的空间结构及其变化等自然因素与植被退化之间关系,更多是在关注人为活动所导致植被退化等负环境效应[43]。尤其是20世纪80年代以来,由于中国经济的高速发展,频繁的人为活动及其不合理性对当地的植被造成影响,以至于沙地植被退化严重,这主要表现在3个方面:①人口及牲畜量的增加使原本承载力较低的土地不堪重负而导致的植被覆盖度的退化与植被种类的退化[44]。由于过度放牧使草场的生长不抵消耗,草原面积减少;而与此同时,当地植被优势物种的减少使一些有毒物种趁虚而入,造成了草场植物物种变化,比如说毛乌素沙地植物老瓜头(Cynanchumkomarovii)就是由于重度放牧而入侵的有毒物种[9]。②不合理的土地利用方式使得原本脆弱的生态环境遭到严重的破坏,植被也因生长环境的恶化而逐渐退化。国内学者通过1950年至20世纪90年代共35年的统计数据结合遥感数据对比分析得出,由于过度放牧、过度开垦等原因,该地区东部和南部极少范围沙漠化有逆转现象,其余大部分地区植被退化,地表景观遭到破坏,植被覆盖减小[21]。③自然资源的过度开发(大规模的农场和牧场开发、商业性采伐、采矿等行为没有得到合理的规划和治理[45]),使得矿区部分地区植被遭到人为大规模的破坏而导致了退化。如高国雄对毛乌素地区煤矿开发引发的环境问题进行研究表明:在矿区,道路挤占、地下开采引发地面塌陷、地下水位下降、滑坡、岩崩及矿渣矸石堆放占地等各种因素,都会造成矿区植被大面积退化、生态环境恶化。毛乌素沙地不合理的人为活动所导致的植被演变产生了诸多负向的环境效应,不少研究围绕着生态恢复问题而逐渐开展。对于积极的植被演变方面的研究,除了对生态恢复方法技术的关注,有不少工作是从不同的角度着眼于环境建设改变植物生长从而产生相应的环境效应而进行相关研究的,至今已取得了一定的成果。在毛乌素沙地种植草对遏制该区域的沙漠化进程效果不佳,而种植灌木是减缓沙漠化的最佳途径[47]。Runnstrom[48]利用毛乌素地区某时段内NDVI值,通过计算与分析得到人为干预的地区(如耕地和人工林地)其生物量都有明显的增长;植物群落可以作为一个指标,从侧面反映不同年限内、不同区域里环境恢复措施的恢复效应[49]。通过实际验证,毛乌素沙地腹地的乔木林、灌木林以及草原群落的群落盖度、重要值、生物量、植物多样性在经过多年退耕还林政策的实施之后,植被得到明显恢复,植被群落正趋于稳定[50]。

5人为活动的生态环境效应评估

鉴于对中国北方生态安全的特殊性与重要性,毛乌素沙地成为中国生态恢复及评价实践研究的重要区域之一。毛乌素沙地现代重要的人为活动主要有1955—1956年、1958—1962年及1970—1973年3次较大范围的开荒;1978年开始实施三北防护林的生态建设工程;1983年以后又实行包地到户;20世纪80年代后期沙地牧区限养山羊;1998年以来开始实施国家退耕还林还草政策。由于这一系列重要人为活动对当地的生态环境产生了广泛且深刻的影响,对其生态环境效应的评估研究与实践也在随之发展起来,但许多评估方法和体系都处在探索阶段。在对毛乌素沙地现代人为活动所产生的环境效应进行评估时,国内有些研究主要是反映单项环境要素的某些指标,而专门分析土地利用环境影响指标体系的研究工作不多,其中大部分研究都是有关生态脆弱性的评估。相关研究主要有:从气候变化、水资源变化、生物变化、气象灾害、农业生产和经济发展以及沙漠化状况等几个方面分析环境脆弱性变化特征,并建立评估模型对其环境脆弱性进行评估并提出治理对策与开发利用模式[51-52];借助GIS空间分析技术建立生态脆弱性评估模型对特定时段内毛乌素草地生态脆弱性进行动态评估[53];从人文调查的角度对毛乌素地区生态足迹与生态风险进行分析与评估,采用生态盈亏平衡分析方法定量分析该地区的生态风险并对其进行评估[54]。有研究工作发展了构建沙漠化逆转和发展过程中不同气候变化和人为活动作用情景下的评估方法,来评估气候变化和人为活动在沙漠化过程中的相对作用。同时根据当地居民对沙漠化的感知与适应的相关调查数据,多学科结合并使用专业分析方法讨论了生态环境政策的实施效应[56]。目前的生态环境效应评估还存在许多不足,如评估指标体系的量化和尺度选择的局限、评估方法在定量化与客观性方面的欠缺、在价值计算与经济可比性方面的严重不足,使得各种评估实践与研究都处在初级阶段。国内众多对毛乌素沙地人为活动的环境效应研究,都是针对某一时间段内的环境事件,从不同的侧重点或方法入手在不同的时空尺度下进行研究,或构建相应的模型来讨论生态环境政策实施的生态效应。不同的指标体系与评估模型各有其侧重点,研究工作更倾向于各种因素的综合分析和各种指标模型的有机结合。而国外的相关研究主要集中在环境影响评估、森林开采活动的环境效应、人为活动对流域开发的环境影响等方面,常将研究区植被的动态(常以净初级生产库NPP和归一化植被指数NDVI来表示)作为衡量气候变化和人为活动作用的指标[57-58]。对流域进行评估或通过花粉等指标来研究历史上人为活动的环境效应,也有学者主要从人为活动(如农药化肥等的使用)来研究对当地渔业的影响及其他一些生态灾难等问题[59-61]。对农牧交错的沙漠地区人为活动的生态环境效应的研究相对较少。

6总结与展望

生态环境论文范文第5篇

1.1试验区概况

试验区位于河北省深州市太古庄乡高赵圈村(N38°01′,E115°32′),属典型海河低平原区,是“十二五”国家粮食丰产科技工程核心试验区。土壤为粘性壤土,180cm土体不同层次容重为1.3~1.6g/cm3;耕层全氮含量1.2g/kg,碱解氮含量66.7mg/kg,速效磷含量24.1mg/kg,速效钾含量122.4mg/kg,有机质含量14.7g/kg,盐分质量分数1.1g/kg。2011-2012年小麦生长季降雨62.8mm,2012-2013年小麦生长季降雨量122.2mm。

1.2试验设计

2011-2013年冬小麦生长季进行,共设旋耕(RT)、深松(SRT)、深耕(MRT)3种耕作方式处理,每处理3次重复,小区面积60m2,随机区组设计:(1)旋耕,前茬玉米秸秆全部粉碎还田→撒施底肥→1GN-180型大型旋耕机旋耕2遍(深度15cm)→耙地2遍→机播。(2)深松,前茬玉米秸秆全部粉碎还田→撒施底肥→2FS型深松旋耕一体机作业1遍(深松深度30cm,旋耕深度15cm)→耙地2遍→机播。(3)深耕,前茬玉米秸秆全部粉碎还田→撒施底肥→1L-525铧式犁耕翻(深度20cm)→旋耕机旋耕1遍(深度15cm)→耙地2遍→机播。供试小麦品种为良星99(冀审麦2004007号)。播前底肥施纯氮240kg/hm2,P2O5112.5kg/hm2,K2O112.5kg/hm2,小麦10月10日趁墒播种,基本苗密度为3.15×106株/hm2,2个年度均只在春季灌水2次,每次灌量82.5mm,时间分别为2012年4月6日和5月1日、2013年4月7日和5月2日,随春季第1次灌水追施纯氮135kg/hm2,6月15日收获。

1.3试验方法

10月15日开始,每隔1个月,分0-5cm,5-10cm,10-20cm,20-30cm,30-40cm5个层次采集原状土样,采用环刀法[7]测定土壤容重,计算0-10cm,10-20cm和20-40cm土层平均容重。土壤总孔隙度计算公式为:Rt=(1-RS/DS)×100。式中:Rt为总孔隙度(%);RS为容重(g/cm3);DS为比重(g/cm3)。于冬小麦播前和收获后,按五点取样法采集土样,用平板表面涂抹法对样品中的真菌、细菌和放线菌进行分离计数。分离真菌采用马丁氏培养基,每10ml培养基加入0.03%链霉素溶液1ml(含链霉素30μg/ml);分离细菌采用牛肉膏蛋白胨培养基;分离放线菌采用高氏Ⅰ号培养基。其中马丁氏培养基和高氏Ⅰ号培养基平皿倒置于28℃培养箱中培养4d计数;牛肉膏蛋白胨培养基平皿倒置于37℃培养箱中培养3d计数。在播种-返青、返青-抽穗、抽穗-成熟期3个阶段,按五点取样法采集土壤样品,每阶段采集3次,测定相关酶活性、养分和有机碳含量。土壤碱解氮测定采用碱解扩散法,速效磷测定采用碳酸氢钠浸提-钼锑抗比色法,速效钾测定采用乙酸铵浸提-火焰光度法,有机质测定采用重铬酸钾容量法-磷酸浴法[1];土壤脲酶(UE)活性测定采用靛酚比色法,碱性磷酸酶(ALP)活性采用磷酸苯二钠比色法,过氧化氢酶(CAT)活性采用高锰酸钾滴定法[8],土壤多酚氧化酶(PPO)活性采用邻苯三酚比色法[9];土壤有机碳(SOC)含量测定采用重铬酸钾容量法;土壤微生物量碳(SMBC)含量测定采用氯仿熏蒸-K2SO4浸提法,SMBC=Ec/KEC。式中:Ec为熏蒸和未熏蒸土壤K2SO4浸提液的碳含量差值(mg/kg);KEC为转换系数,取值0.38[10-11]。土壤呼吸速率测定采用动态密闭气室法[12],测定仪器为Li-6400(Licor,USA)。土壤含水量采用德国IMKO公司生产的TRIME-PICO型便携式水分测定仪(TDR)测定。土壤温度测定采用HL20型自动气象数据采集器(锦州阳光气象仪器公司生产)。每小区布设8个温度感应器,感应器埋深10cm。播种后,间隔5~7d测定1次0-180cm土层体积含水量,每20cm测定1次,雨后加测;温度采集器采集周期设定为1h。

1.4数据统计分析

对2011-2013年2个生长季试验数据进行巴特勒检验(Bartletttest),趋势相同数据取平均值分析。相关数据统计分析采用SPSS12.0和DPS7.05软件;用Excel2010软件作图。

2结果与分析

2.1不同耕作方式下土壤容重与孔隙度

播种至11月上旬各处理0-10cm土层呈现容重大幅度上升、孔隙度明显下降趋势。11月中旬到次年3月中旬,各处理土壤容重缓慢下降、孔隙度则缓慢上升。播种至4月上旬灌溉春一水前,旋耕、深松和深耕处理容重分别上升6.1%,5.2%和7.3%,孔隙度分别下降4.8%,4.1%和5.3%。此阶段,深耕处理容重最低,孔隙度最大,深松处理和旋耕处理无显著差异。春季灌水和降雨的叠加效应是各处理土壤容重均出现大幅度上升,总孔隙度大幅下降。通过回归模拟,春一水灌溉后30d,旋耕、深松和深耕处理容重分别上升7.4%,6.6%和8.5%,总孔隙度分别下降6.5%,5.8%和7%。5月份以后,各处理物理性状基本趋于稳定,至成熟期处理间差异不显著。10-20cm土层各处理容重与孔隙度变化趋势与0-10cm相似,但变化幅度较小。在该层深松和深耕处理总孔隙度显著高于旋耕处理,而容重则低于旋耕处理。20-40cm土层,通过多元方程模拟发现,土壤总孔隙度随时间推移缓慢下降,容重则缓慢升高。播种至灌溉春二水,深松处理孔隙度最高,容重最低。随后深处理间差异逐步缩小,至生长季结束差异不显著。进一步分析图1发现,灌溉春二水后,0-20cm土层各处理容重出现小幅下降,孔隙度小幅提高。推测可能与土壤温度升高加速玉米秸秆腐解有关。

2.2不同土壤耕作方式下土壤水热状况和呼吸速率

2.2.1土壤水分状况由图2可知,播种至返青期,40cm以上土层,旋耕处理含水量最高,为23.8%,分别比深松和深耕处理高3.9%和8.2%;40-80cm土层,深松处理含水量最高,为26.3%,分别比旋耕和深耕处理高10.5%和4.0%。返青至抽穗期,0-20cm土层含水量表现为旋耕>深松>深耕,20-100cm土层深松处理含水量最高,为25.7%,旋耕和深耕处理分别为24.2%和23.4%;各处理100cm以下土层含水量无显著差异。抽穗至成熟期,2011-2012年各处理0-20cm土壤含水量差异不明显,20-120cm土层深松处理含水量显著高于另两处理。2012-2013年,20-120cm土壤含水量变化规律与上一年度相似,但旋耕处理0-20cm土壤含水量明显较高,可能与当年小麦开花后降雨量较多(46.6mm)有关。2.2.2土壤呼吸速率及其与10cm地温的相关性土壤呼吸是土壤碳库向大气碳库输入碳的主要途径,土壤碳库的变化将对大气圈CO2浓度产生明显影响。由图3可知,小麦越冬前,深耕处理土壤呼吸速率最高,峰值为2.9μmolCO2/(m2·s),分别比深松和免耕处理高5.5%和11.5%。越冬期各处理土壤呼吸速率均快速下降,处理间差异不显著。返青后各处理土壤呼吸速率均快速上升,至孕穗期均达到第二个峰值,此时深耕处理最高为3μmolCO2/(m2·s),比深松和免耕处理分别高7.1%和11.1%。另外,土壤不同耕作方式也明显影响到麦田土壤温度。小麦播种至越冬,旋耕处理10cm土壤平均温度为9.2℃,深松和深耕处理分别为8.9℃和8.3℃。越冬期,旋耕、深松和深耕处理土壤温度分别下降10.7,10.7,10.9℃。返青后深耕处理上升最快,深松处理其次,旋耕处理相对平缓。拔节至成熟期,深耕处理10cm土壤平均温度为23.6℃和22.3℃,分别比旋耕处理高5.8%和2.8%。说明深耕和深松均有利于提高春季地温。另外,通过对不同耕作方式下麦田10cm深度土壤平均温度与土壤呼吸速率进行Pearson相关性分析(表1)发现,土壤呼吸速率与地温呈显著正相关。

2.3不同耕作方式对麦田土壤酶活性的影响

土壤酶是土壤生物过程的主要调节者,参与土壤环境的一切生化过程,与有机物质分解、营养物质循环等密切相关。由表2可知:①0-10cm土层,抽穗前不同处理麦田土壤脲酶(UE)和过氧化氢酶(CAT)活性均无显著差异,抽穗后深松处理UE和CAT活性上升较快,并均显著高于旋耕和深耕处理;10-20cm土层,返青前各处理UE和CAT活性差异不显著,返青后处理间差异扩大,深松处理UE和CAT活性最高,分别为0.3mg/(g·d)和2.99ml/(g·h);20-40cm土层,返青前各处理UE和CAT活性无显著差异,返青后深松处理2种酶活性均显著高于其他处理。②0-10cm土层,小麦播种至抽穗阶段,免耕和深耕处理土壤碱性磷酸酶(ALP)较高。抽穗后,深松处理土壤ALP活性明显提高,为36.3g/kg,分别是旋耕处理和深耕处理的1.17倍和1.18倍。③10-20cm土层,小麦抽穗前深耕处理土壤多酚氧化酶(PPO)活性分别比免耕和深松处理提高78.9%和43.2%;抽穗后,深松处理土壤PPO活性最高,并显著高于其他处理;20-40cm土层,小麦抽穗前各处理PPO活性无显著差异,抽穗后深松处理PPO活性最高,分别比旋耕和深耕处理高78.6%和19.0%。

2.4不同耕作方式对麦田土壤养分的影响

0-10cm土层,旋耕处理碱解氮含量在小麦抽穗前较高,深耕处理则是在抽穗后较高。10-20cm和20-40cm土层,深松处理碱解氮含量始终最低,抽穗期仅为52.3mg/kg,分别为免耕和深耕处理的92%和79%;全生育期平均为46.1mg/kg,分别为免耕和深耕处理的77.1%和81.6%。0-10cm土层,旋耕处理速效磷含量最高,有“表层聚集”现象,全生育期平均含量37mg/kg,分别是深松和深耕处理的1.15倍和1.29倍;10-20cm土层,抽穗前旋耕处理速效磷含量最高;抽穗后处理间差异不显著;20-40cm土层,深松处理速效磷含量最高。0-10cm土层,小麦抽穗前,旋耕处理土壤速效钾含量最高,为106mg/kg,分别是深松处理和深耕处理的1.26倍和1.22倍;抽穗后,深耕处理土壤速效钾含量最高。10-20cm土层,抽穗前,旋耕处理速效钾含量也最高,抽穗后各处理无显著差异。20-40cm土层,深松处理速效钾含量最高。0-10cm和10-20cm土层,返青至抽穗阶段,深耕处理有机质含量较高,其他时期各处理无显著差异。20-40cm土层中,返青前旋耕处理有机质含量较高,深松处和深耕处理无显著差异。返青后深松处理有机质含量为12.28mg/kg,分别比深松和深耕处理高80%和74.6%。

2.5不同耕作方式对麦田土壤微生物与有机碳的影响

2.5.1真菌、细菌和放线菌数量由表4可知:①旋耕处理各层土壤真菌数量均呈下降趋势,深松处理土壤真菌数量在各土层均为上升趋势,而深耕处理则在0-20cm土层表现为下降,在20-40cm土层上升。2个生长季深松处理土壤真菌数量平均增加69.9%。②旋耕处理土壤中细菌数量在0-20cm土层中表现为增加,而在20-40cm土层中则下降,深耕处理与旋耕处理相反。深松处理土壤细菌数量在各土层均表现为上升。2个生长季深松处理细菌数量平均增加91.1%。③0-40cm土层,各处理放线菌数量均呈下降趋势。其中,深耕处理放线菌数量下降最明显,全生长季平均下降31.5%。2.5.2土壤SMBC和SOC含量微生物量碳(SMBC)对土壤扰动非常敏感,可反映土壤养分状况、生物活性和微生物数量。由表5可知,0-10cm土层,深耕处理SMBC含量最低,为134.5mg/kg,分别均相当于旋耕处理的84.9%。10-20cm土层,小麦播种至返青阶段,深松处理SMBC含量最高;返青至抽穗阶段,旋耕处理SMBC含量最高。深耕处理SMBC含量始终最低,全生育期平均仅为176.3mg/kg,分别仅相当于旋耕处理和深松处理的77.7%和73.9%。这可能与深耕对土壤扰动大,土壤团聚体遭破坏,土壤呼吸速率和能量消耗加快有关。20-40cm土层,小麦抽穗期前,SMBC含量为旋耕处理>深耕处理>深松处理;抽穗后,深松和深耕处理无显著差异,但均显著高于旋耕处理。总有机碳(SOC)是表征土壤肥力的重要指标之一,影响着土壤渗透、抗蚀、持水和养分循环,协调土壤水、肥、气、热等[13]。0-10cm土层,深耕处理SOC含量最低,全生育期平均为9.4g/kg,分别相当于旋耕和深松处理的91.9%和91.0%。10-20cm土层中,返青前,旋耕处理依然最高。返青后,深松和深耕处理SOC含量则呈明显增长趋势。20-40cm土层中,返青前,旋耕处理SOC含量最高;返青后,深松处理SOC含量最高,为19.2g/kg,分别是旋耕处理和深耕处理的1.75倍和1.22倍。2.6不同耕作方式对小麦产量和水肥利用的影响由表6可知,2个生长季深耕和旋耕处理总耗水量均较高,分别为430.3mm和430.9mm,深松处理仅为409.4mm,比旋耕和深耕节水6%;深松处理产量最高,平均为8550.0kg/hm2,分别比旋耕和深耕处理分别提高15.4%和6.9%,水分利用效率分别高22.7%和13.7%;深松处理N、P、K肥料偏生产力最高,其中N肥平均偏生产力为22.8kg/kg,分别比旋耕和深松处理高15.2%和6.5%。

3讨论

3.1耕作方式改变对麦田土壤物理性状与水热状况的影响

物理结构、储供水和热量循环能力是耕地质量的重要表征。研究显示,长期单一的土壤耕作方式均会影响土壤物理性状,如长期翻耕土壤失墒大,形成犁底层,影响土壤蓄水能力;长期少、免耕,表层土壤体积质量会增加、犁底层上移、耕层变浅。Milton等[14]报道免耕土壤总孔隙度较低。Borghei等[15]报道,多年免耕导致土壤压实、容重增大、产量降低。Hou等[16]报道,与常规耕作方式相比,在夏闲期间,采用免耕与深松相互交替可提高0-20cm土层含水量3.9%~7.8%,而在作物生长及季节则可提高8%~8.6%。Qin等报道,深松可增加降水入渗,提高土壤贮水能力。苏衍涛等[18]报道,免耕在冬小麦越冬期表现增温,活动期表现降温。本研究表明,深耕处理和深松处理分别有利于0-20cm和20-40cm土层土壤容重下降和土壤孔隙度增大。旋耕处理有利于表层土壤水分储蓄,深松处理有利于20-120cm土层水分储蓄。深耕有利于提高土壤温度,分别比深松和旋耕高5.8%和8.8%。深松对土壤扰动深度较大,可更好地储蓄水分,这与前人的研究结果类似。深耕比深松可更有效提高土壤温度,且温度变幅更大,这与陈继康等的研究结果相似。而深耕由于加深犁底层的同时,造成了表土大面积翻动,破坏了团粒结构,实际并未对土体储水起到更好的效果,所以频繁深耕必然对耕地质量产生较大影响,这也支持了前人的研究结果。有关耕作方式改变后土壤水热状况的改变是否有耦合效应并影响作物生长,还需进一步研究。

3.2耕作方式改变对麦田土壤酶活性与养分含量的影响

养分循环是农田生态系统最基本功能之一,其中农田三大养分要素N、P、K的循环与平衡则是农田生态系统稳定性与区域农田生产力状况的具体反映。不同栽培制度和管理措施等都会影响土壤酶和养分空间变异和生物活性变化,而土壤酶活性与土壤养分之间关系密切,可间接反映氮、磷等养分转化与供给状况。本研究表明,小麦返青至成熟,深松处理可提高土壤过氧化氢酶和脲酶活性,且深松处理还可提高小麦抽穗后土壤碱性磷酸酶活性;深耕处理和深松处理可分别在抽穗前、后提高表层土壤多酚氧化酶活性。深松处理可降低碱解氮含量而促进速效磷和速效钾积累;深耕处理可提高表层土壤有机质含量,旋耕处理和深松处理则分别在返青前和返青后提高20-40cm土层有机质含量。本研究还得出,旋耕处理速效磷有“表层聚集现象”,这与前人的研究结果一致。由此可见,深松处理对于提高土壤酶活性有着特殊意义,而土壤酶活性提升又直接加速了对土壤中养分的分解和利用。由于研究角度侧重不同,不同耕作方式下土壤酶活性与养分变化相关性将另外报道。

3.3耕作方式改变对麦田土壤呼吸和微生物的影响

由于土壤微生物比土壤理化性质对土壤质量变化能做出更快速响应,所以土壤微生物土壤污染监测评价和生态修复等方面的研究受到普遍关注。不同耕作措施创造不同的土壤环境,影响土壤微生物数量和组成。研究显示,土壤呼吸是一个复杂的土壤生态学过程,土壤呼吸季节变化一般呈现单峰型特点[21]。不同耕作措施可改变土壤物理结构和水热特性,进一步影响土壤呼吸状态。张俊丽等报道,深松耕处理小麦农田呼吸速率最高,显著高于深耕和旋耕处理。任景全等研究也认为,免耕可降低土壤呼吸速率。本研究表明,深松有利于真菌和细菌增殖,旋耕有利于放线菌增殖。这可能与深松和深耕提高了土壤温度,而温度提升加速了土壤内植物残体降解,腐殖质含量提高有关。Riley曾报道耕作方式对微生物的影响与土质关系密切,因此本研究结果还需在其他土质中进一步印证。本研究还显示,深松处理和旋耕处理分别在不同生育时期可提高土壤SMBC含量。旋耕处理在小麦返青前土壤SOC含量较高,深松处理则是在返青后最高。深耕处理土壤呼吸速率最高,2个生长季平均为1.76μmolCO2/(m2·s),分别比旋耕处理和深松处理高8.0%和4.8%,这与前人报道吻合。且本研究也证实呼吸速率与土壤温度呈显著正相关,而深耕可提高土壤温度,研究前后可互相印证。深耕处理SMBC含量SOC含量较低,这与Compton等[25]提出的土壤温度高可提高SMBC含量不一致。这可能与试验区土质有关,因为土质不同会影响SMBC的周转速率有关。有关不同耕作方式下麦田土壤呼吸和微生物的关系及其在不同土质上的表现还需要进一步研究。

4结论

生态环境论文范文第6篇

全国沙漠和沙漠化土地面积约为262.2万km2,占国土面积的27.3%;其中99.6%分布在中国西部420个县镇。现正在以每年2460km2的速度扩展。已有向东部漫延的趋势。造成直接经济损失540亿元,相当西北5个省1999年度财政收入的7.5倍;间接损失2700亿元。沙尘暴已殃及首都北京,不可忽视。

2解决荒漠的出路

①尊重自然规律,让其自然恢复。对与成矿条件优越:岩浆作用、火山作用、植被不甚发充的贫困地区矿产资源开发可优先考虑。对于环境破坏严重,不好治理的矿区、矿田,可以留下来等待技术过关时再行开发利用。②储量丰富,国民经济建设中及需的矿产资源可优先考虑开发利用。③地质工作程度低,成矿条件好,潜力巨大(特别在覆盖层下)的地区,可以先进行地质勘查找矿,分层次、分批次进行开采利用。④开采运输条件好,采矿成本低,解决当地经济发展的地区可优先开发矿产资源。

3新的非金属矿产资源开发研究

①玄武岩:连续玄武岩纤维是前苏联经过30年的研究发明的高科技纤维。它是以自然的火山岩为原料(取之不尽用之不绝)将其破碎后加入熔窑中,在1450~1500℃熔融,通过铂铑合金拉丝漏板制成的连续纤维,它的综合性能好,其它纤维难以比拟,被广泛的用于消防、环保、航空航天、军工、汽车船舶制造、工程塑料、建筑等领域,堪称是21世纪无污染的“绿色工业材料和新材料”。②珍珠岩:随着人们生活质量的提高,建筑物的不断增高,对一种轻、保温、隔热、防火的无机材料要求越来越强,这就是膨胀珍珠岩。珍珠岩在1200℃条件下体积迅速膨胀数倍~30倍。具有容重轻(40~250千克/米3)导热系数小(0.03×4.1868千焦耳/米·时·℃~0.06×4.1868千焦耳/米·时·℃),使用温度范围广(-250℃~+800℃)的特点是一种物美价廉,产地广的一种新型无机建筑材料。

4几点建议

生态环境论文范文第7篇

1.1样品的采集调查区域选定为松花江流域。根据2012年地表水监测数据,松花江流域总体呈轻度污染,干流水质良好;支流为轻度污染。流域具有有机毒物污染的典型性特征[15]。2012年6—7月,对研究区30个采样点进行了底栖动物和着生藻类的采样调查。在松花江干流上游设置了5个采样点,分别为S30肇源、S28朱顺屯、S14阿什河口下、S4呼兰河口下和S15大顶子山;在松花江干流下游设置了4个采样点,分别为S11佳木斯上、S12佳木斯下、S3江南屯和S13同江;在松花江支流的雅鲁河、诺敏河、嫩江、伊通河、饮马河、第二松花江、牡丹江和梧桐河上共设置了19个采样点,分别为S17巴林、S18成吉思汗、S6小二沟、S7宝山、S8博霍头、S19拉哈、S20浏园、S21富上、S10江桥、S23宝龙桥、S25靠山南楼、S9瀑布下、S22溪浪口、S26松花江村、S27松林、S24刘珍屯、S29大山、S16柴河和S5梧桐河口内;在黑龙江上设置了2个采样点,分别为S1松花江口上和S2东港。S1~S10为参照点;S11~S30为监测点。采样、保存和实验室分析参照EPARBP生物快速评价方案[16]及《水和废水监测技术方法(第四版增补版)》中相关要求进行[17]。

1.2生境和水质理化指标借鉴EPARBP生物快速评价方案[16],参考郑丙辉等[2]的栖息地评价指标,采用由10项指标组成的生境评价方法:调查底质组成、生境复杂性、速度与深度结合性、河岸稳定性、河道变化、河水水量情况、植被多样性、水质状况、人类活动强度、河岸边土地利用类型。利用参照点生境评分分布的25%分位数法对生境质量进行评价,即生境评分大于参照点生境评分的25%分位数,生境质量为良好;将小于25%分位数的分布范围,进行3等分,评价结果由高到低分别为一般、较差、很差。pH、溶解氧(DO)、电导率、高锰酸盐指数(CODMn)、生化需氧量(BOD5)、氨氮(NH3-N)、化学需氧量(COD)、总磷(TP)、总氮(TN)等水质监测数据来自2012年1—9月的全国地表水监测数据。分析方法及水质标准按照地表水环境质量标准[18]进行。

1.3评价方法按照IBI的建立方法对松花江流域水生态环境质量进行评价[19]。IBI的评价标准,采用所有采样点指数值分布的95%分位数法建立,评价等级按照IBI分值由高到低分别定义为优、良好、一般、较差、很差共5个等级。参照点以生境状况中人类活动和土地利用一项得分大于13分和有襀翅目昆虫存在这2个原则确定。各参数间的Pearson相关分析在SPSS15.0中完成。

2结果与讨论

2.1IBI的建立和评价结果根据IBI建立的方法,研究确定S1~S10作为参照点,其余20个点作为监测点。利用底栖动物和着生藻类的调查数据,计算得到总分类单元数、密度、优势种比例、敏感物种分类单元数等共25个候选生物参数,通过敏感性分析、相关性分析,去除辨别力低的参数和冗余信息,最终筛选出总数量、EPT分类单元数、EPT密度、敏感种分类单元数、敏感种分类单元比例、Hilsenhoff生物指数(HBI)6个核心参数,构成松花江IBI评价的指标。根据所有采样点指数值分布的95%分位数法划分IBI评价等级标准:IBI>35.84为优;IBI=26.88~35.84为良好;IBI=17.92~26.88为一般;IBI<8.96为很差。研究区调查的30个采样点的IBI评价结果如表1所示。参照点中,50%评价为优,40%评价为良好和一般,仅10%评价为较差;20个监测点中,65%评价为较差和很差,25%评价为一般,评价为优和良好的占10%。

2.2IBI评价结果与生境质量和水质评价结果间的关系利用Pearson相关性和散点图,分析了采样点的IBI评价结果与其生境质量间的关系。从图1可见,IBI和生境质量评分间存在正相关关系,生境得分较高的采样点,IBI也普遍较高。参照点的IBI普遍比较高,大部分在21以上,生境质量评分也较高(69~89);IBI在8.2以下的低分采样点,生境质量评分也较低(41~51)。由于栖息地生境与生物群落的关系密切,而且在河流生态环境中占有重要的地位,分析生境状况的破坏是影响生物完整性和造成松花江流域水生态环境质量受损的一个重要因素。根据各采样点水质参数1—9月的平均值监测数据分析(见表2),松花江流域水质污染主要的超标项目为CODMn、BOD5、NH3-N、COD、TN、TP。调查区域水质以III类水质为主,水质达标采样点比例占67%。S1、S11等6个采样点为IV类水质,S14、S252个采样点为劣V类水质。IBI评价结果对于劣V类的2个采样点均评价为较差;III类水质各采样点中除生境评分比较低的,IBI评价结果基本在一般到优的等级,虽然IBI结果同时还受到生境质量的影响,但总体上IBI评价结果与水质是基本符合的。

2.3生物参数与生境和水质参数的关系对10项生境参数与26项生物参数间的相关性进行了分析。表3结果表明,除河岸土地利用类型外,其他9项生境参数分别与不同的生物参数间呈现出显著或极显著的相关性,这进一步说明了流域的生境状况会对河流水生生物状态产生影响作用。其中,生境总得分与EPT分类单元数、敏感物种分类单元数、底栖动物Shannon-Wiener多样性指数等多项生物参数间存在显著/极显著的正相关;同时,生境总得分与耐污种分类单元比例、生物学污染指数间存在显著/极显著的负相关。其次,速度与深度结合性、河岸稳定性、河水水量情况等指示河流水文和河岸状况的生境参数也与多项生物参数间存在不同程度的相关关系。总体上呈现出与表征生物质量良好、水质清洁的生物参数存在正相关,与指示水体污染的参数存在负相关,这说明河流水文和河岸参数对河流水生生物状态也会产生比较显著的影响和变化。同时,河流水流情况、植被多样性、水质状况和人类活动强度这4项参数与IBI之间呈现出显著/极显著的正相关关系,说明这些生境条件更明显地引起生物完整性的变化。对以上这些数据的分析表明,河流的生境质量与河流中水生生物的状况有着非常重要的联系,生境质量受损和退化会显著地反映在生活其中的生物的变化情况,如敏感物种数量和种类的减少、耐污物种数量和种类的增加、耐受污染能力增加等变化。对辽河的研究也表明,辽河栖息地质量与多项底栖动物生物指标显著相关[2]。相关学者在生境对生物影响的关系研究中发现,卵石和大石基岩等好的底质能保持河床稳定性[23],好的生境条件可以为底栖动物提供稳定且多样的栖息空间,支持多样的底栖类群。综上分析,栖息地生境质量的受损和破坏,确实是影响松花江流域水生态质量的一个重要环境因素。为恢复和改善流域的水生态质量,其生境质量应该受到重视和保护。

研究还发现,生境总得分、速度与深度结合性、河岸稳定性等几个生境参数都与着生藻类的ShannonWiener多样性指数和Pielou均匀度指数间存在显著/极显著的负相关关系。而通常情况下,多样性和均匀度越高,指示生物状态越好,水体污染越轻[26],但是本研究数据表明,生境质量的破坏会引起着生藻类多样性和均匀度的增加。底栖动物并没有出现这样的情况,其多样性和丰富度指数都与生境存在正相关关系。分析认为,着生藻类多样性的变化可能是由于耐污种种类和数量的增加所引起,所以这种情况下,着生藻类多样性和均匀度指数不适合单独用于松花江流域的评价,相比底栖动物更适合应用在松花江流域的水生态环境质量评价中。对超标的水质参数与各生物参数、IBI进行了相关性分析,结果见表4。从表4可以看出,电导率和溶解氧与多项着生藻类的生物参数存在相关性,溶解氧与藻类多样性指数、HBI、耐污种数量等呈显著负相关,说明耗氧污染物的减少会使得底栖动物耐污种数量下降,反映有机物污染的指数值也随之下降。电导率与藻类多样性指数呈显著正相关,与底栖动物密度、耐污种数量等呈极显著/显著正相关,与敏感种分类单元比例呈显著负相关,说明有机质污染导致底栖动物耐污种的数量增加,敏感种种类减少,底栖动物总密度的增加分析可能是由于耐污种数量的增加引起的。有研究发现,营养物质浓度的增加,可能引起底栖动物的总密度减小[27],也可能引起底栖动物总密度增加[28]。CODMn与底栖动物敏感种数量比例呈显著负相关,BOD5、NH3-N、COD、TN、TP与总密度间呈极显著正相关,6个污染因子与污染指数间呈极显著/显著正相关,这进一步佐证了上述结论。其次,有机质污染引起藻类多样性增加,分析可能是耐污种藻类的产生和繁殖的结果。耐污种数量、耐污种数量比例、HBI及污染指数这4个指示污染程度的生物指数分别与CODMn、BOD5、NH3-N、COD、TN、TP几个超标污染因子显示出不同程度的正相关,这样的结果进一步说明了有机质和N、P等富营养化元素的污染对于松花江流域水中生物的多样性分布,耐污种敏感种的出现和繁殖产生了明显的影响。但IBI并未与这些化学参数显示出明显的相关性,但这并不影响化学污染的压力在单个生物参数上产生的显著影响,虽然利用单个生物参数评价生物质量不够全面,但是可以依赖其寻找潜在化学压力,为水质治理和防护提供有效的数据支持。河流水生态环境质量的评价,除了了解河流的生物状态,更重要的还是要解决污染因子和生物质量间的关系[29],这样评价工作才能有效的为河流污染的治理和修复提供有利支持。已开展的相关研究主要集中在分析BOD5、COD、TN、TP、浊度等综合性的污染因子与生物参数间存在的相关关系上[1,5],尚没有深入分析直接引起生物状态变化的化学影响因子及其之间的影响方式。目前,在松花江还无法确定其有机污染物的种类,对于针对松花江流域生物状态和特征有机污染因子间的关系的研究,还需要更长时间的研究来进一步了解。

3结论

生态环境论文范文第8篇

在没建设水利工程的河流中,一般因为河床坡度较大,水位变化明显,水流湍急,对浮游生物和藻类植物的生存环境较恶劣,因此种类较少。但是,在建设大型水坝以后,上游水流速度减缓,雨水将河岸的一些无机悬浮物或一些有机木屑冲入河水中,给浮游生物的生长带来了营养和生长环境,数量和种类自然会增加,且其在生长过程中,释放一些氮、磷等营养元素,给绿藻等藻类植物提供了营养,从而构建了一个全新的河流初级生物生态系统。下游也因为洪峰的削弱,改变了河流的水流量和水温,河水对浮游生物的冲刷和稀释作用减小,其种类和数量也随之而增加。但是,浮游生物和藻类等水生植物除了能增加生物多样性和促进渔业的发展外,它们的侵食性特别强,如果过度生长,对河流的影响也是特别巨大,比如赤潮的产生就是浮游生物过度生长的后果,通过大量消耗河水中的氧气,影响鱼类的生长。同时,严重抑制了水坝运行效率和灌溉系统。

二、水利工程对鱼类的影响

直接影响—鱼类的洞游通道中断,阻断了某些鱼类品种的上下游迁徙,严重影响了鱼类物种群体间的遗传交流,导致物种遗传多样下降,甚至丧失。且在泄洪时,由于溢洪道高压高速水流的冲击,导致鱼类受伤或换气泡病而死亡,引起一些鱼类如鲑鱼、大马哈鱼的存活率大幅度降低,甚至灭绝。间接影响—大坝建成以后,改变了河流的水温、泥沙含量、水位、水质、流速等,从而导致鱼类栖息环境的改变,进而影响河流流域的食物链、干扰水生生物的产卵和生长发育,降低其生物多样性。

三、大型水利工程影响生态系统对策的探析

在水利工程建设规划设计前期,应对河流流域的地质构造进行仔细的勘测,详尽收集相关的水文、水质、水生生物等资料。工程构造必须合理设计,尽量减少上游区的水域淹没范围,以满足各种水生生物的栖息活性,维持流域生态平衡。水利工程施工过程中,有必要建立环保监测机构,及时监测河流水文、周围大气环境及噪声的影响程度等,同时要做好工人的卫生防御工作,防止疾病的传染。

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