千岛湖区域生态风险评价研究
【摘要】:千岛湖是解放初期国家在浙江西部淳安县境内建设新安江大坝之后蓄水形成的大型深水人工湖泊,其兼具有发电、防洪、灌溉等多项功能。改革开放后,千岛湖的旅游功能不断提升,先后被评为国家级重点风景名胜区和国家级森林公园,2001年被评国家AAAA级旅游区和国家级生态示范区。随着区域经济特别是旅游开发活动的升温,千岛湖流域正面临着开发过程中不断增强的人为活动的影响。客观科学地评价由此所带来的生态风险问题,是指导千岛湖区域经济与生态环境协调发展的理论基础。本研究以生态风险评价基本理论为指导,在环境现状评价的基础上,对近10年来的常规监测数据、酸雨、底泥进行了系统分析,构建了水域生态风险胁迫因子总氮和总磷的预测模型,最后从风险管理对策和风险管理技术两方面提出千岛湖区域生态风险管理体系。主要研究结果如下:
利用2002年的环境常规监测数据,对千岛湖区域的生态环境质量现状进行了定量评价,全湖水质达到饮用水水质标准。但是,千岛湖区域酸雨污染问题非常突出,千岛湖局部区域水质已受到一定程度的污染,影响千岛湖平均水质的最主要污染因子是TN,其次为TP,再次是高锰酸盐指数、粪大肠菌群及BOD_5。全湖水质分析的结果表明,TN的污染负荷比高达50%,TP的污染负荷比为17%,高锰酸盐指数、粪大肠菌群及BOD_5的污染负荷比分别为12%、9%及8%,其余项目污染负荷比只占4%。从富营养化评价结果显示,总体评分为35.8分,全湖水质已为中营养状态。此外建筑扬尘、油烟污染、噪声等环境污染也比较突出。
通过对千岛湖区域的生态风险源与胁迫因子的系统分析,确定了本区域生态风险源主要有农业污染、城镇化、采矿业、点源排污、交通运输、大气沉降、旅游业、畜牧水产养殖业、林业、外来生物入侵、洪水灾害等。区域风险胁迫因子主要是有毒化学物质、病原体、营养物质等方面。确定了以千岛湖水质变化为生态风险评价终点,并提出了以保持或提高本区域水质;遏制区域内酸雨恶化或劣变趋势;本区域的濒危物种种群数量的恢复与增长;保证水力发电、防洪与灌溉的需要;延长水库的使用寿命;保障娱乐与旅游业的需要等为区域生态风险管理目标。
千岛湖水质综合污染指数分析,近十年来千岛湖多数监测项目和各断面污染指数都出现显著下降的趋势,全湖综合水质出现趋好的走势,表明千岛湖总体水质的变化正处于相对低的风险状态之中。各断面水污染综合指数的对比分析显示,代表千岛湖三个主要来水水质的街口、航头岛和百亩畈三个断面分列前三,通过河流污染物的输入是千岛湖水质下降的主要风险来源,其中街口指标显著高于其它断面,它是正常年份中污染输入强度最大的来源。各监测项目污染指数的对比分析表明,总氮、溶解氧和高锰酸钾指数排列前面,仅有总氮项目的综合污染指数高出国家标准限值,各断面的总平均值达到1.6,而其它各项均低于0.5,说明总氮的输入是在近期千岛湖水质下降风险中首要问题。根据各断面水质污染综合指数负荷比的比较分析,街口、航头岛和百亩畈三个断面排在前列,街口该指标远高于其它断面,多年平均负荷比高达17%。趋势分析中,除街口和西园码头外其它各断面负荷比均表现出不同程度的下降趋势,表明它们对整体水质上升的贡献不高,分别表现出入湖水质和人为活动在延缓水质上升过程中的不利影响。在考核各监测项目综合污染指数分担率的分析中,总氮、溶解氧和高锰酸钾指数排在前列,三项分担率之和达全湖71%,其中总氮接近49%,显著地高于其它项目。趋势分析中总氮的分担率出现了显著性的下降趋势,同时其它项目也都表现出不同程度的下降趋势,大肠杆菌的变化趋势尚不明确。以有序聚类法分析全湖水质变化趋势的一致性结果显示,1998至1999年是千岛湖水质状态变化规律的最优分割点,并且在1998年后全湖总体
水质上升的一致性明显高于此前各年份变化过程。
洪水对千岛湖的水质构成极为严重的威胁,19%年洪灾中千岛湖总体水质在多年走势图中出现
“污染峰r,现象,表明外来面源污染是主要污染来源。根据洪灾前后水质变化对比分析,千岛湖水
体受洪灾的影响仅局限于当年,通过水体的缓冲和自净能力的恢复,各项污染指数在灾后都能迅速
恢复至止常状态。在洪灾年中,水质污染指数排序及负荷比均是百亩贩、航头岛、街口和三潭岛,
四断面总负荷达到全湖72%。与正常年份不同,百亩贩是洪灾中水质最差的断面,根据洪灾年与灾
前年的污染指数比值显示,水质变化对洪灾的敏感性次序是百亩贩、航头岛、二潭岛和街口,受洪
灾影响变化最大且对全湖水质影响最大断面均是百亩贩和航头岛,二者上升幅度达到三倍之多。对
洪灾年的各项监测项目的分析显示,洪灾年中综合污染指数对全湖分担率最高的是大肠杆菌和总氮,
其它各项目分担率很低,对洪灾年中的总体水质几无影响,大肠杆菌分担率高达46.6%,取代了总
氮的位置成为洪灾年中水质的最大污染因素。洪灾年与灾前年的污染指数比值显示,对洪灾影响敏
感而污染指数发生迅速上升的监测项目依次是大肠杆菌、总锅、氨氮、总错和总氮,其它项目无明
显变化。,又肠杆菌在洪灾年中的问题显得特别突出
【关键词】:千岛湖 现状评价 生态风险 评价 风险管理
【学位授予单位】:中南林学院
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:X824
【DOI】:CNKI:CDMD:1.2004.091189
【目录】:
【学位授予单位】:中南林学院
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:X824
【DOI】:CNKI:CDMD:1.2004.091189
【目录】:
- 中文摘要10-13
- ABSTRACT13-17
- 第一章 绪论17-40
- 1 生态风险评价研究的回顾及展望17-36
- 1.1 生态风险评价的基本概念、类型、方法及特点17-19
- 1.2 生态风险评价的研究现状、实例、重点、难点、趋向及存在问题19-24
- 1.3 生态风险评价过程简介24-34
- 1.4 生态风险评价的研究方法34-36
- 2 生态风险管理36-37
- 2.1 生态风险管理的定义36-37
- 2.2 生态风险评价(ERA)与生态风险管理(ERM)的关系37
- 3 研究方案37-40
- 3.1 课题来源37
- 3.2 研究的目标与内容37-38
- 3.3 研究方法与步骤38
- 3.4 本项研究的现实意义38-40
- 第二章 千岛湖区域环境质量现状评价与分析40-72
- 1 区域环境现状40-47
- 1.1 自然生态环境40-45
- 1.2 社会环境45-47
- 2 环境质量现状评价与分析47-72
- 2.1 大气环境质量现状评价47-53
- 2.2 千岛湖区域水体环境质量现状评价53-69
- 2.3 千岛湖区域环境噪声现状评价与分析69-71
- 2.4 千岛湖区域主要环境问题71-72
- 第三章 千岛湖区域生态风险评价72-155
- 1 区域生态风险介绍72-74
- 2 问题规划74-76
- 3 问题形成76-79
- 3.1 区域基本概况76
- 3.2 评价终点76-79
- 4 风险源的识别与描述79-116
- 4.1 旅游业80-88
- 4.2 生物风险源88-89
- 4.3 工业风险源89-92
- 4.4 城镇化92-93
- 4.5 农业93-95
- 4.6 畜牧养殖与水产养殖业95-99
- 4.7 林业99-100
- 4.8 城市污水100-101
- 4.9 非法捕猎和对资源的过度利用101-102
- 4.10 突发性灾害102-104
- 4.11 大气沉降104-106
- 4.12 外来风险源和其它人为灾害106-109
- 4.13 生态系统动力学109-116
- 5 概念模型116-117
- 6 分析计划117-118
- 7 风险分析118-152
- 7.1 水质分析118-132
- 7.1.1 资料收集整理118-119
- 7.1.2 水质指标统计方法119-120
- 7.1.3 分析方法120
- 7.1.4 千岛湖水质变化特征及趋势分析120-130
- 7.1.5 结论与讨论130-132
- 7.2 底泥重金属污染分析132-139
- 7.2.1 相关研究概述132-133
- 7.2.2 研究方法133-134
- 7.2.3 不同采样点底泥重金属污染比较134-135
- 7.2.4 底泥重金属污染生态风险评价135-138
- 7.2.5 结论与讨论138-139
- 7.3 酸雨分析139-149
- 7.3.1 酸雨污染相关研究139-141
- 7.3.2 分析方法141-142
- 7.3.3 千岛湖区域酸雨污染趋势分析142-143
- 7.3.4 千岛湖区域酸雨污染分析143-148
- 7.3.5 结论与讨论148-149
- 7.4 氮、磷风险预测模型149-152
- 7.4.1 研究概述149
- 7.4.2 预测模型149-150
- 7.4.3 总氮灰色系统模型GM(1,1)150-151
- 7.4.4 总磷负荷模型151-152
- 7.4.5 结论与讨论152
- 8 不确定性分析152-155
- 8.1 数据代表性153
- 8.2 空间分异特征153
- 8.3 模型误差153
- 8.4 其它风险压力来源153
- 8.5 知识缺乏153-155
- 第四章 千岛湖区域生态风险管理研究155-204
- 1 千岛湖区域生态风险管理现状及存在问题155-158
- 1.1 千岛湖区域生态风险管理现状155-156
- 1.2 存在问题分析156-158
- 2 千岛湖区域风险管理目标、原则及意义158-161
- 2.1 生态风险管理目标158
- 2.2 生态风险管理原则158-159
- 2.3 生态风险管理的意义159-161
- 3 千岛湖区域生态风险管理对策161-185
- 3.1 农业管理161-163
- 3.2 畜牧水产管理163-165
- 3.3 林业管理165-169
- 3.4 城镇管理169-170
- 3.5 工业“三废”及噪声管理170-172
- 3.6 旅游管理172-173
- 3.7 对外来生物的管理173-175
- 3.8 灾害风险管理175-178
- 3.9 流域管理178-181
- 3.10 酸雨管理181-183
- 3.11 综合管理183-185
- 4 千岛湖生态风险管理技术185-204
- 4.1 农业生态风险管理技术185-187
- 4.2 畜牧养殖业风险管理技术187-189
- 4.3 水产养殖风险管理技术189-191
- 4.4 林业风险管理技术191-192
- 4.5 城镇风险管理技术192-193
- 4.6 旅游风险管理技术193-194
- 4.7 工业风险管理技术194-195
- 4.8 外来生物风险管理技术195-197
- 4.9 流域风险管理技术197-200
- 4.10 酸雨风险管理技术200-201
- 4.11 灾害风险管理技术201-204
- 第五章 主要结论与讨论204-210
- 1 主要结论204-207
- 1.1 现状评价204-205
- 1.2 水质变化风险分析205-207
- 1.3 风险管理207
- 2 讨论与建议207-210
- 2.1 水质分析207-209
- 2.2 风险管理209
- 2.3 其它209-210
- 致谢210-211
- 博士期间科研活动和发表的论文211-213
- 参考文献213-223
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