水利工程負(fù)效應(yīng)對(duì)漢江水生植物功能群的影響項(xiàng)目摘要

選擇長(zhǎng)江第一大之流－漢江為研究對(duì)象，研究水利工程梯級(jí)開(kāi)發(fā)（水電站、調(diào)水工程、大壩系統(tǒng)）導(dǎo)致的工程負(fù)效應(yīng)與環(huán)境變遷對(duì)水生植物功能群的結(jié)構(gòu)、功能以及演替動(dòng)態(tài)影響等，研究漢江干流主要功能群類型；在野外原位開(kāi)展物種添加與去除實(shí)驗(yàn)，分析功能群中關(guān)鍵種和冗余種地位及其相互作用，分析質(zhì)效應(yīng)和量效應(yīng)種及其互作關(guān)系；開(kāi)展人工受控模擬實(shí)驗(yàn)，配置不同類型的生物群落功能群，模擬工程負(fù)效應(yīng)（污染積累效應(yīng)、低溫水、氮飽和水、低溶氧量、水位波動(dòng)）和人為干擾（圍墾、放養(yǎng)、挖沙、人為引入外來(lái)種等）對(duì)水生植物功能群的生產(chǎn)力及能量積累、資源配置、營(yíng)養(yǎng)元素（C、N、P化學(xué)計(jì)量學(xué)）的生物有效性和在系統(tǒng)內(nèi)的分配與轉(zhuǎn)移等過(guò)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(duì)河流水利工程梯級(jí)開(kāi)發(fā)的生態(tài)適應(yīng)策略，豐富河流生態(tài)學(xué)理論，為河流生物多樣性保護(hù)和受損生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)提供理論依據(jù)。

本項(xiàng)目以長(zhǎng)江第一大支流-漢江為研究對(duì)象，研究水利工程梯級(jí)開(kāi)發(fā)（水電站、調(diào)水工程、大壩系統(tǒng)）導(dǎo)致的工程負(fù)效應(yīng)與環(huán)境變遷對(duì)水生植物功能群的結(jié)構(gòu)、功能以及演替動(dòng)態(tài)的影響。項(xiàng)目完成情況和結(jié)果如下： 1）野外調(diào)查部分：根據(jù)研究計(jì)劃，每年定期在2、5、8和11月份四次對(duì)漢江源頭至河口匯合處沿途16處水利工程梯級(jí)開(kāi)發(fā)典型江段，對(duì)漢江干流水生植被資源和物種多樣性進(jìn)行系統(tǒng)的調(diào)查，測(cè)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(duì)典型水生植物群落設(shè)置長(zhǎng)期觀測(cè)樣地并用GPS 定位，調(diào)查水生植物群落的結(jié)構(gòu)和功能，測(cè)定群落中水生植物種的質(zhì)量特征、時(shí)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(yán)重，作為河流生態(tài)系統(tǒng)的初級(jí)生產(chǎn)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(shì)，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(jí)水電站建設(shè)導(dǎo)致的水文情勢(shì)的改變（主要是水位波動(dòng)、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(jié)構(gòu)趨于簡(jiǎn)單化，分布區(qū)萎縮，由于水庫(kù)蓄水引起水位抬升顯著，一些原來(lái)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(shí)開(kāi)展了室內(nèi)人工受控模擬實(shí)驗(yàn)，研究了模擬工程負(fù)效應(yīng)-調(diào)水導(dǎo)致的水體凈化能力減弱帶來(lái)的水體富營(yíng)養(yǎng)化對(duì)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(fù)合污染對(duì)漢江中優(yōu)勢(shì)水生植物種及主要功能群的影響。

近年來(lái)我國(guó)一些大城市為緩解城市交通壓力，普遍在市中心地帶建設(shè)地下鐵道。地鐵隧道通常由兩個(gè)或兩個(gè)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(guó)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(guó)內(nèi)外地下隧道建設(shè)及相關(guān)抗震設(shè)計(jì)規(guī)范中均沒(méi)有涉及地下隧道建設(shè)后對(duì)沿線設(shè)計(jì)地震動(dòng)、以及對(duì)沿線既有地面建筑物地震安全性的影響問(wèn)題。本項(xiàng)目對(duì)大型地下隧道群對(duì)沿線地震地面運(yùn)動(dòng)的影響進(jìn)行解析研究，給出彈性半空間和飽和半空間中兩個(gè)和多個(gè)圓形隧道在P、SV和Rayleigh波入射下地面運(yùn)動(dòng)二維問(wèn)題和三維問(wèn)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(zhì)剛度和孔隙率、入射波波長(zhǎng)、入射角度等參數(shù)對(duì)沿線地面運(yùn)動(dòng)的影響。為地鐵工程建設(shè)后地鐵沿線設(shè)計(jì)地震動(dòng)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(píng)估等重大問(wèn)題的解決提供理論基礎(chǔ)，研究具有重大的科學(xué)意義和巨大的社會(huì)效益。 2100433B

能源對(duì)環(huán)境的影響城市大氣污染

一次能源利用過(guò)程中，產(chǎn)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(duì)一些國(guó)家的城市造成了十分嚴(yán)重的污染。大氣污染不僅導(dǎo)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(nóng)作物和森林以及人體健康損失費(fèi)用每年超過(guò)100 億美元。中國(guó)僅大氣污染造成的損失每年高達(dá)120億元人民幣。如果計(jì)算一次能源開(kāi)采、運(yùn)輸和加工過(guò)程中的其他問(wèn)題，則損失更為嚴(yán)重。

能源對(duì)環(huán)境的影響溫室效應(yīng)

工業(yè)革命前，大氣中的二氧化碳按體積計(jì)算是每100萬(wàn)大氣單位中約有280個(gè)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(dá)到349個(gè)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(dǎo)致海平面上升20～140 厘米，將對(duì)全球許多國(guó)家的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重影響。

能源對(duì)環(huán)境的影響酸雨

燃燒化石能源而產(chǎn)生的大量二氧化硫和氮化物等污染物通過(guò)空氣傳播，可在一定條件下形成大面積酸雨。酸雨會(huì)改變覆蓋區(qū)的土壤性質(zhì)，危害農(nóng)作物和森林生態(tài)系統(tǒng)；改變湖泊水庫(kù)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(jīng)濟(jì)損失。酸雨還可導(dǎo)致地區(qū)氣候改變，造成難以估量的后果。

能源對(duì)環(huán)境的影響核廢料問(wèn)題

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