生态环境退化已经成为全球范围内制约生态系统健康和人类福祉的关键因素之一,如何缓解并解决生态环境退化问题也成为各国探索经济社会可持续发展的重要内容。欧盟较早意识到生态环境问题的严峻性,通过长期探索,形成了相对完善的环境一体化政策体系,构建了基于创新驱动的技术实践体系,相关体系对于维持欧盟可持续发展起到了重要作用。当前我国正处于生态环境保护的重要关口,充分了解欧盟生态环境保护修复的政策与技术实践体系对于推动我国生态环境保护事业具有一定的帮助。笔者在研究和分析相关文献的基础上,从欧盟关键生态环境问题出发,对其保护现状作了总结,并对相关政策体系和技术措施进行系统梳理,提出我国今后在政策领域应将生态环境保护修复纳入多个部门,探索公众参与的环境管理机制;在技术创新方面,应推动基于自然的解决方案本土化、主流化发展,构建依托企业、多方参与的技术措施创新交流平台。

在乡村振兴背景下,农村的生态文明建设扮演着重要角色。我国环境质量评价工作起步较晚,且主要针对较大尺度的城市、流域等区域,小尺度的乡村环境保护与评价工作相对缺乏。开展农村环境质量综合评价,一方面可以有针对性地解决农村建设过程中社会经济发展与生态环境保护不协调的问题,另一方面对农村环境质量进行科学评价并采取对应的改善措施也是整个乡村振兴蓝图规划的重点之一。笔者从指标体系、研究方法、发展建议3个方面总结了近年来农村环境监测与评价工作的研究方法和进展,并对农村环境质量评价指标体系的构建提出建议。

基于江西省1092户农户的微观数据,从当前农村社会农户生计分化这一突出现象切入,运用Triple-Hurdle模型,从自然、人力、社会、物质、金融、生态和心理7个维度,分析生计资本对农户环境友好型技术的采纳意愿、采纳行为以及采纳程度3个阶段决策行为的影响。结果表明:(1)有测土配方施肥技术采纳意愿的农户占样本总数的81.96%,其中24.13%的农户有采纳行为,并且采纳程度为91.60%,仍有较大提升空间。(2)农户的技术采纳意愿、采纳行为与采纳程度受到7项生计资本的综合影响且具有一定的差异性。(3)人力资本和社会资本对农户环境友好型技术采纳行为影响较小,社会资本和生态资本对农户采纳程度影响较小。基于此,建议加大对农田水利与农村教育的投入,健全和完善土地流转制度,提高对大型农机具的购置补贴,推广使用节能产品,加强相关技术宣传力度,完善示范、培训、推广体系建设,针对各类农户制定相应的技术服务措施,促进农户意愿向行为转化。

作为化肥施用的决策主体,农户绿色施肥技术采纳决策和采纳程度受内在感知和外部环境的双重影响。系统分析农户绿色施肥技术采纳行为对推动农业绿色高质量发展具有重要的理论和现实意义。基于山东省苹果种植户680份实地调研微观数据,运用Heckman模型实证分析了内在感知和外部环境对农户绿色施肥技术采纳决策和采纳程度的影响及差异。研究结果表明:(1)农户对绿色施肥技术的采纳决策存在"高意愿、低行动"现象,且平均采纳程度不高;(2)技术感知显著正向影响农户绿色施肥技术采纳行为,经济价值对农户绿色施肥技术采纳行为的影响明显大于社会价值和生态价值;(3)表征外部环境的指令性规范和示范性规范均显著正向影响农户绿色施肥技术采纳决策,生态补偿对其采纳程度具有显著影响。因此,为激励农户绿色施肥技术采纳行为的积极性和主动性,应加大绿色施肥技术的宣传教育,积极培育新型农业经营主体,提高农户采纳绿色施肥技术的内在动力。

流域景观生态风险评价是景观格局优化的现实依据,景观格局优化是流域生态环境修复和维护的有效途径之一。以白洋淀流域为研究区,从自然、人类活动和景观因素3个方面选取11个指标,采用空间主成分分析法对流域景观生态风险进行评价,识别出面积大于0.001 km²的水体和面积大于0.005 km²的林地作为生态源地,基于最小累积阻力模型(MCR)和网络结构评价法对流域景观格局进行优化。结果表明:(1)植被覆盖度、径流量等自然因素对白洋淀流域景观生态风险的影响最强烈,景观因素对生态风险的影响最小。(2)白洋淀流域景观生态风险较大,高风险区域位于研究区东南部和西北部,低风险区域零星分布在西部林地中。提取的生态源地总面积为11319.85 km²,占流域总面积的35%。(3)构建了由39条生态廊道和21个生态节点组成的生态网络格局,形成道路型廊道、河流型廊道、绿带型廊道,优化后景观格局网络闭合度、节点连接率、网络连接度较高,景观格局连通度得到明显提升。基于景观生态风险评价的景观格局优化研究,可为全面推进白洋淀流域生态环境维护和修复提供决策参考。

基于超级站高时间分辨率观测数据,多尺度对南通市2020年的PM_2.5进行来源解析,分析了PM_2.5化学组成特征、相关性、行业贡献和分季节PM_2.5内外源贡献,同时采用WRF-CMAQ模型构建气象场和污染物场,模拟研究了南通市2020年1、4、7、10月的环境空气质量状况。结果显示,二次无机盐(SNA)是南通市PM_2.5的最主要组成成分,且其浓度季节差异明显。硝酸盐浓度大幅升高是南通市PM_2.5污染加剧的重要原因。冬季PM_2.5污染水平加剧受机动车尾气排放的影响较大。从2020年整体来看,不同季节由于气象条件、污染发生类型的差异,各污染来源所占比例也不相同。南通市PM_2.5本地排放贡献约为61%,其次为北方长距离传输,约为17%,长三角及苏南地区输送比例为18%。空气质量模型校验结果表明,所有污染物的模拟均能较好地代表污染物的变化趋势,在量级上虽与观测值有一定差距,但处在合理接受范围内。总体而言,模拟结果可信且可在后续研究中使用。

受南水北调及季节性降雨影响,密云水库水位逐年抬升并形成周期性涨落,导致岸边带土壤生态环境发生变化,影响土壤中多环芳烃(PAHs)的储存与释放。为探究其对水体环境的潜在风险,研究采集了高程130~150 m之间的岸边带表层土壤及沉积物,采用GC-MS气相色谱和质谱联用仪,分析了16种优控PAHs的含量水平及组成特征,并对其不同高程分布特征、来源及潜在生态风险进行了研究。结果表明:(1)水库岸边带表层土壤及沉积物中普遍存在16种PAHs,PAHs总含量水平(∑₁₆PAHs)为66.74~481.34 ng·g^-1,污染水平较库区沉积物低。(2)与库区沉积物中PAHs组成相似,水库岸边带土壤及沉积物中PAHs主要以中低环为主,萘、菲、蒽、芘为优势化合物;源解析表明,库区岸边带土壤及沉积物中PAHs的主要来源为当地生物质(农田残渣、草木)燃烧,与人类活动有密切联系。其中白河入库处表现出混合源的特征,来源与石油排放污染有关。(3)130~140、>140~145、>145~150 m的3个高程范围内∑₁₆PAHs分别为177.06、223.86和212.63 ng·g^-1,且低环PAHs为主要组成组分。(4)生态风险评估表明,水库岸边带土壤大部分样点产生负面生态效益的可能性较低,仅有白河入库淹没区、库北淹没带及库东区具有潜在生态风险。

江苏东部沿海地区频繁的土地开发活动使得许多植物面临着不同程度的威胁。为了解该地区的植物区系和物种多样性特征,以江苏省灌云县植物区系为例,采用全面踏查、定点样线、样方调查和特殊地区重点调查相结合的方法进行实地调查,并与江苏东部沿海地区4个周边县(区)进行比较。结果表明:(1)江苏省灌云县有野生种子植物72科240属357种,以被子植物占绝对优势,而裸子植物贫乏,灌云县较相邻地区具有更丰富的野生种子植物物种多样性;(2)从科级水平上看,灌云县野生种子植物科的分布区类型有6种,其中热带成分占58.33%,温带成分占41.67%;从属级水平上看,灌云县野生种子植物属的分布区类型有14种,其中热带成分占37.25%,温带成分占61.75%,热带属与温带属的比值(R/T值)为60.32%;(3)灌云县草本植物种类最为丰富,且草本群落的物种丰富度指数(R)、Shannon-Wiener多样性指数(H)、Simpson优势度指数(D)均显著高于乔木群落和灌木群落(P<0.001);(4)由沿海到内陆(由东向西),随着距海距离的增加,草本植物的物种丰富度指数(R)呈显著增加趋势(P<0.05),而Pielou均匀度指数(J)则呈显著降低趋势(P<0.001);(5)灌云县中西部具有较高的物种多样性,其中伊芦山、大伊山及其周边地区是生物多样性保护的重点区域;(6)灌云县与江苏东部沿海地区4个周边县(区)野生种子植物属的相似性系数(similarity coefficient,S_c)均在50%以上,其中与灌南县野生种子植物区系的相似性系数最高(61.96%)。研究结果可为灌云县野生植物多样性的有效保护、科学管理以及持续利用提供基础数据资料。

我国不少自然保护区正面临生态保护与乡村振兴两大历史性任务,开展自然保护区乡村聚落空间演变驱动机制研究对协调保护区内乡村发展与生态保护具有重要意义。综合运用GIS技术、景观格局指数、核密度以及多元线性回归模型分析1999-2019年安徽鹞落坪国家级自然保护区(以下简称"鹞落坪保护区")乡村聚落空间演变驱动机制,结果表明,1999-2019年鹞落坪保护区聚落面积、斑块数量、单个斑块规模均呈增加趋势,聚落形态向复杂化、不规则状态转变,实验区新增聚落明显多于核心区和缓冲区,核心区聚落斑块不规则程度高于缓冲区和实验区;保护区聚落分布整体上呈北密南疏的特征,道路、水系和海拔指向性较为明显,高密度区呈增加趋势且逐渐连成一片,扩展和增加的高密度区基本位于实验区,缓冲区聚落集聚程度下降;聚落空间演变与海拔、坡度、坡向、距河流距离等自然条件有关,但经济发展、人均收入、交通条件、政策措施等社会经济因素具有更大的影响。该研究能够为规范和引导自然保护区内乡村建设提供有益的参考。

为了解太湖西山岛河网浮游生物群落结构特征及其影响因子,于2020年10-11月对西山岛河网34个采样点的浮游生物和环境因子进行调查分析,共鉴定出浮游植物56属68种,种类以绿藻(39.71%)为主,其次为硅藻(30.88%)和蓝藻(13.24%);浮游动物18属30种,种类以轮虫(76.67%)为主。浮游植物平均密度为1.32×10⁶ L^-1,蓝藻占据绝对优势,浮游植物密度呈现城镇区河道>农业区河道>水产养殖区河道的规律;浮游动物平均密度为113.93 L^-1,浮游动物密度呈现水产养殖区河道>城镇区河道>农业区河道的规律。冗余分析结果表明,氧化还原电位、化学需氧量、总氮和氨氮浓度是影响浮游植物群落结构的主要因子;水温、pH值、叶绿素a浓度、浮游植物密度和氨氮浓度是引起浮游动物群落变化的主要因子。

入湖河口湿地是大型浅水湖泊系统的重要组成部分,但对其生态学研究一直相对较少。十八联圩是南淝河入巢湖河口区一处"退耕还湿"形成的大型人工湿地,为了解其浮游植物群落特征和水质状况,于2018年夏季对湿地外部和内部主要水系共72个位点开展了调查。结果表明:(1)十八联圩湿地内外水体氮磷含量均较高,处于中度富营养到重度富营养水平之间。(2)湿地内部水体共检出119种浮游植物,隶属于7门83属,优势种为平裂藻(Merismopedia sp.)、隐球藻(Aphanocapsa sp.)、胶网藻(Dictyosphaerium sp.)和十字藻(Crucigenia sp.)等小粒径藻类;湿地外部水体检出85种,隶属7门63属,优势种为水华束丝藻(Aphanizomenon sp.)和惠氏微囊藻(Microcystis wesenbergii)等大粒径藻类。(3)湿地内部水体浮游植物密度和生物量平均值分别为12 780.16×10⁴ L^-1和23.65 mg·L^-1,而外部均值分别为5 083.38×10⁴ L^-1和7.1 mg·L^-1。(4)典范对应分析(CCA)结果显示,总氮、氨氮、活性磷(SRP)浓度及电导率、水温、透明度、水生植被覆盖度均与浮游植物群落分布有显著关联(P<0.05)。多元回归树分析(MRT)发现,水体透明度≥29 cm的浮游植物群落与<29 cm的群落有显著差异(P<0.05);在透明度<29 cm时,又以活性磷质量浓度0.045 mg·L^-1为阈值,分为2类差异显著的群落。该研究为大型浅水湖泊入湖湿地生态学研究和巢湖富营养化治理提供了新的基础资料。

为探究岩溶区土壤-红托竹荪(Dictyophora rubrovalvata)系统中重金属Cd的迁移累积特征及其影响因素,采集了红托竹荪种植区土壤和红托竹荪样品,分析了土壤中Cd含量及其赋存形态、红托竹荪中Cd含量及富集特征,并采用主成分分析探讨了土壤中Cd迁移累积的影响因素。结果表明:红托竹荪种植区土壤总Cd含量为0.24~4.23 mg·kg^-1,平均值为0.96 mg·kg^-1,是GB 15618-2018《土壤环境质量农用地土壤风险管控标准(试行)》中农用地土壤污染风险筛选值的3.2倍,是贵州省土壤背景值的1.45倍。土壤Cd形态以可还原态为主,其含量占比为20.87%~63.81%,平均值为41.64%,Cd各形态占比为可还原态＞残渣态＞弱酸可溶态＞可氧化态。红托竹荪中Cd含量为0.07~0.39 mg·kg^-1(以鲜样计),平均值为0.18 mg·kg^-1,低于GB 2762-2017《食品安全国家标准食品中污染物限量》标准值(0.20 mg·kg^-1)。富集系数和转运系数分别为0.50~21.91和0.31~8.89。红托竹荪种植区土壤pH值与弱酸可溶态Cd含量呈显著负相关(r=-0.435,P＜0.05,n=26),与可还原态Cd含量(r=0.469,P＜0.05)、土壤总Cd含量(r=0.392,P＜0.05)呈显著正相关。红托竹荪中Cd含量(r=-0.670,P＜0.01)、Cd的富集系数(r=-0.724,P＜0.01)与土壤pH值呈极显著负相关关系。主成分分析表明,土壤pH值和K、Ca、Fe、Cu含量是红托竹荪富集Cd的主要影响因素。

通过田间实验探讨了钝化剂对中碱性农田土壤中镉含量及其在小麦不同生长期镉累积的影响。结果显示,钝化剂能降低中碱性农田土壤有效态镉含量。在有效态镉含量为1.24 mg·kg^-1的新乡农田土壤中,添加w=0.20%的钝化剂,60~240 d后土壤二乙烯三胺五乙酸(DTPA)有效态镉含量较对照(CK)降低28.09%~53.15%,140 d后小麦根、茎、叶镉含量较对照分别降低43.20%、53.00%、53.00%,200 d后分别降低48.92%、53.82%、39.20%,240 d后分别降低47.92%、29.46%、21.41%,说明钝化剂能降低土壤中有效态镉含量和小麦中镉含量,使小麦不同生长期各部位镉累积量降低,小麦籽粒镉含量从0.22降低至0.09 mg·kg^-1,满足GB 2762-2017《食品安全国家标准食品中污染物限量》要求。

外来入侵植物紫茉莉(Mirabilis jalapa)对镉(Cd)具有一定的富集能力,但对其他植物也会产生化感效应,其植株体内已被检测到甾醇类物质,对其他植物的种子萌发和幼苗生长会产生不同程度的影响。虽然有关紫茉莉对作物化感效应方面已有一些研究,但大多是在非重金属污染条件下进行,有关Cd处理下紫茉莉化感效应的报道甚少。采用室内水培法研究不同Cd浓度处理下外来入侵植物紫茉莉根系分泌物对黄豆和玉米的化感效应,以及紫茉莉植株和根系分泌物中化感物质β-谷甾醇含量和Cd处理下外源添加不同浓度β-谷甾醇(0、0.125、0.5、1、2 mg·L^-1)对黄豆和玉米的化感效应。结果表明,不同Cd浓度处理下,紫茉莉根系分泌物会对2种作物产生化感抑制作用,但对黄豆的抑制作用高于玉米。紫茉莉根部β-谷甾醇含量显著高于茎、叶;根部β-谷甾醇含量在高浓度Cd处理下显著减少,其根分泌物中β-谷甾醇含量则显著增加。Cd处理下外源添加0.125 mg·L^-1β-谷甾醇时,黄豆和玉米种子发芽及幼苗生长均受到显著抑制,其他β-谷甾醇处理浓度对玉米幼苗生长则表现为促进作用,黄豆则受到不同程度的化感抑制作用。随β-谷甾醇添加浓度升高,黄豆幼苗叶片中的超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性均呈先升高后下降的趋势,黄豆叶片丙二醛(MDA)含量在0.125 mg·L^-1β-谷甾醇浓度下显著高于对照,玉米MDA含量变化则不显著;玉米幼苗叶片的SOD和CAT活性则呈升高趋势。同时,在低、高浓度β-谷甾醇处理下,黄豆和玉米幼苗的叶绿素a和类胡萝卜素含量与对照相比均显著下降。Cd处理下不同浓度β-谷甾醇对2种作物的化感效应不同,且对黄豆的化感抑制作用强于玉米。因此,可优先选择玉米与紫茉莉进行Cd污染土壤的间作修复。

为探明奶牛场沼液施用量对作物产量和品质的影响,以小麦-玉米轮作系统为研究对象,通过田间小区试验探讨了100%沼液氮替代(BS100)和150%沼液氮替代(BS150)对小麦及青贮玉米植株产量和品质指标的影响。结果表明,施用沼液2 a后青贮玉米植株产量显著增加(P<0.05),BS150处理的最高产量可达101.07 t·hm^-2,而小麦产量无显著变化。施用沼液显著增加了小麦籽粒中粗蛋白和粗淀粉的含量(P<0.05),w最高分别可分别达14.24%和78.40%。青贮玉米植株中粗蛋白含量显著增加(P<0.05),但粗纤维和粗脂肪含量变化不明显。施用沼液显著提高了小麦籽粒中微量元素Fe和Zn含量(P<0.05),最高分别可达22.09和20.53 mg·kg^-1,但青贮玉米植株中两者含量有所降低。施用沼液未增加作物中有害金属Cd含量,As含量小幅增加,但均未超过相关标准中污染物限量值。综上所述,施用沼液未降低小麦-玉米系统的作物产量,且明显提升了作物品质,也未增加作物中As和Cd积累的风险。