水利工程負效應對漢江水生植物功能群的影響結題摘要

本項目以長江第一大支流-漢江為研究對象，研究水利工程梯級開發(fā)（水電站、調水工程、大壩系統(tǒng)）導致的工程負效應與環(huán)境變遷對水生植物功能群的結構、功能以及演替動態(tài)的影響。項目完成情況和結果如下： 1）野外調查部分：根據(jù)研究計劃，每年定期在2、5、8和11月份四次對漢江源頭至河口匯合處沿途16處水利工程梯級開發(fā)典型江段，對漢江干流水生植被資源和物種多樣性進行系統(tǒng)的調查，測定環(huán)境背景值，劃分漢江干流中主要水生植物功能群類型，對典型水生植物群落設置長期觀測樣地并用GPS 定位，調查水生植物群落的結構和功能，測定群落中水生植物種的質量特征、時間和空間變化特性。研究發(fā)現(xiàn)：漢江作為河流生態(tài)系統(tǒng)遭受人為干擾和影響日趨嚴重，作為河流生態(tài)系統(tǒng)的初級生產者-水生植物，在漢江干流分布極端分化，丹江口上游江段和襄樊以下江段主要以蘆葦、菖蒲、喜旱蓮子草等濕生及挺水植物為優(yōu)勢，沉水植物群落稀少，在丹江口至襄樊的漢江中游江段，各種水生植物群落發(fā)育充分，物種多樣性較高；由于高密度的梯級水電站建設導致的水文情勢的改變（主要是水位波動、水深、流速等）和人為挖沙等，使得漢江中水生植物多樣性減少，群落結構趨于簡單化，分布區(qū)萎縮，由于水庫蓄水引起水位抬升顯著，一些原來在江中敞水區(qū)大量生存的種類逐漸向沿岸帶淺水區(qū)遷移。 2）同時開展了室內人工受控模擬實驗，研究了模擬工程負效應-調水導致的水體凈化能力減弱帶來的水體富營養(yǎng)化對水生植物功能群的影響，研究了表面活性劑、重金屬、除草劑等單一及復合污染對漢江中優(yōu)勢水生植物種及主要功能群的影響。

選擇長江第一大之流－漢江為研究對象，研究水利工程梯級開發(fā)（水電站、調水工程、大壩系統(tǒng)）導致的工程負效應與環(huán)境變遷對水生植物功能群的結構、功能以及演替動態(tài)影響等，研究漢江干流主要功能群類型；在野外原位開展物種添加與去除實驗，分析功能群中關鍵種和冗余種地位及其相互作用，分析質效應和量效應種及其互作關系；開展人工受控模擬實驗，配置不同類型的生物群落功能群，模擬工程負效應（污染積累效應、低溫水、氮飽和水、低溶氧量、水位波動）和人為干擾（圍墾、放養(yǎng)、挖沙、人為引入外來種等）對水生植物功能群的生產力及能量積累、資源配置、營養(yǎng)元素（C、N、P化學計量學）的生物有效性和在系統(tǒng)內的分配與轉移等過程的影響。研究有助于揭示河流生態(tài)系統(tǒng)中水生植物功能群對河流水利工程梯級開發(fā)的生態(tài)適應策略，豐富河流生態(tài)學理論，為河流生物多樣性保護和受損生態(tài)系統(tǒng)恢復提供理論依據(jù)。

近年來我國一些大城市為緩解城市交通壓力，普遍在市中心地帶建設地下鐵道。地鐵隧道通常由兩個或兩個以上隧道組成，隧道之間距離一般比較近，從而形成隧道群。我國不少地鐵工程是建在高烈度地震區(qū)，如北京、天津等。然而國內外地下隧道建設及相關抗震設計規(guī)范中均沒有涉及地下隧道建設后對沿線設計地震動、以及對沿線既有地面建筑物地震安全性的影響問題。本項目對大型地下隧道群對沿線地震地面運動的影響進行解析研究，給出彈性半空間和飽和半空間中兩個和多個圓形隧道在P、SV和Rayleigh波入射下地面運動二維問題和三維問題解析解，并分析隧道之間距離、隧道直徑、襯砌厚度、襯砌剛度、土介質剛度和孔隙率、入射波波長、入射角度等參數(shù)對沿線地面運動的影響。為地鐵工程建設后地鐵沿線設計地震動參數(shù)的確定、以及地鐵沿線既有地面建筑物地震安全性的評估等重大問題的解決提供理論基礎，研究具有重大的科學意義和巨大的社會效益。 2100433B

能源對環(huán)境的影響城市大氣污染

一次能源利用過程中，產生大量的二氧化碳、二氧化硫、氮化物、懸浮顆粒物及多種芳香烴化合物，已對一些國家的城市造成了十分嚴重的污染。大氣污染不僅導致生態(tài)的破壞，而且危害人體健康。歐盟由于大氣污染造成的材料損壞、農作物和森林以及人體健康損失費用每年超過100 億美元。中國僅大氣污染造成的損失每年高達120億元人民幣。如果計算一次能源開采、運輸和加工過程中的其他問題，則損失更為嚴重。

能源對環(huán)境的影響溫室效應

工業(yè)革命前，大氣中的二氧化碳按體積計算是每100萬大氣單位中約有280個單位。之后，由于大量化石能源的燃燒，1988 年大氣二氧化碳濃度已達到349個單位。如果大氣中二氧化碳濃度增加1 倍， 全球平均表面溫度將上升1.5~3℃ ，極地溫度可能上升6～8℃。這樣的溫度可能導致海平面上升20～140 厘米，將對全球許多國家的經濟、社會產生嚴重影響。

能源對環(huán)境的影響酸雨

燃燒化石能源而產生的大量二氧化硫和氮化物等污染物通過空氣傳播，可在一定條件下形成大面積酸雨。酸雨會改變覆蓋區(qū)的土壤性質，危害農作物和森林生態(tài)系統(tǒng)；改變湖泊水庫的酸度，破壞水生生態(tài)系統(tǒng)；腐蝕材料和建筑物等，造成重大經濟損失。酸雨還可導致地區(qū)氣候改變，造成難以估量的后果。

能源對環(huán)境的影響核廢料問題

人類發(fā)展核能技術，盡管對反應堆已有了一定的安全保障措施，但世界范圍內的民用核能計劃的實施， 已產生了上千噸的核廢料。這些核廢料的最終處理問題并沒有完全解決，在數(shù)百年內仍將存在放射性危害。 2100433B