水利工程负效应对汉江水生植物功能群的影响结题摘要

本项目以长江第一大支流-汉江为研究对象，研究水利工程梯级开发（水电站、调水工程、大坝系统）导致的工程负效应与环境变迁对水生植物功能群的结构、功能以及演替动态的影响。项目完成情况和结果如下： 1）野外调查部分：根据研究计划，每年定期在2、5、8和11月份四次对汉江源头至河口汇合处沿途16处水利工程梯级开发典型江段，对汉江干流水生植被资源和物种多样性进行系统的调查，测定环境背景值，划分汉江干流中主要水生植物功能群类型，对典型水生植物群落设置长期观测样地并用GPS 定位，调查水生植物群落的结构和功能，测定群落中水生植物种的质量特征、时间和空间变化特性。研究发现：汉江作为河流生态系统遭受人为干扰和影响日趋严重，作为河流生态系统的初级生产者-水生植物，在汉江干流分布极端分化，丹江口上游江段和襄樊以下江段主要以芦苇、菖蒲、喜旱莲子草等湿生及挺水植物为优势，沉水植物群落稀少，在丹江口至襄樊的汉江中游江段，各种水生植物群落发育充分，物种多样性较高；由于高密度的梯级水电站建设导致的水文情势的改变（主要是水位波动、水深、流速等）和人为挖沙等，使得汉江中水生植物多样性减少，群落结构趋于简单化，分布区萎缩，由于水库蓄水引起水位抬升显著，一些原来在江中敞水区大量生存的种类逐渐向沿岸带浅水区迁移。 2）同时开展了室内人工受控模拟实验，研究了模拟工程负效应-调水导致的水体净化能力减弱带来的水体富营养化对水生植物功能群的影响，研究了表面活性剂、重金属、除草剂等单一及复合污染对汉江中优势水生植物种及主要功能群的影响。

选择长江第一大之流－汉江为研究对象，研究水利工程梯级开发（水电站、调水工程、大坝系统）导致的工程负效应与环境变迁对水生植物功能群的结构、功能以及演替动态影响等，研究汉江干流主要功能群类型；在野外原位开展物种添加与去除实验，分析功能群中关键种和冗余种地位及其相互作用，分析质效应和量效应种及其互作关系；开展人工受控模拟实验，配置不同类型的生物群落功能群，模拟工程负效应（污染积累效应、低温水、氮饱和水、低溶氧量、水位波动）和人为干扰（围垦、放养、挖沙、人为引入外来种等）对水生植物功能群的生产力及能量积累、资源配置、营养元素（C、N、P化学计量学）的生物有效性和在系统内的分配与转移等过程的影响。研究有助于揭示河流生态系统中水生植物功能群对河流水利工程梯级开发的生态适应策略，丰富河流生态学理论，为河流生物多样性保护和受损生态系统恢复提供理论依据。

近年来我国一些大城市为缓解城市交通压力，普遍在市中心地带建设地下铁道。地铁隧道通常由两个或两个以上隧道组成，隧道之间距离一般比较近，从而形成隧道群。我国不少地铁工程是建在高烈度地震区，如北京、天津等。然而国内外地下隧道建设及相关抗震设计规范中均没有涉及地下隧道建设后对沿线设计地震动、以及对沿线既有地面建筑物地震安全性的影响问题。本项目对大型地下隧道群对沿线地震地面运动的影响进行解析研究，给出弹性半空间和饱和半空间中两个和多个圆形隧道在P、SV和Rayleigh波入射下地面运动二维问题和三维问题解析解，并分析隧道之间距离、隧道直径、衬砌厚度、衬砌刚度、土介质刚度和孔隙率、入射波波长、入射角度等参数对沿线地面运动的影响。为地铁工程建设后地铁沿线设计地震动参数的确定、以及地铁沿线既有地面建筑物地震安全性的评估等重大问题的解决提供理论基础，研究具有重大的科学意义和巨大的社会效益。 2100433B

能源对环境的影响城市大气污染

一次能源利用过程中，产生大量的二氧化碳、二氧化硫、氮化物、悬浮颗粒物及多种芳香烃化合物，已对一些国家的城市造成了十分严重的污染。大气污染不仅导致生态的破坏，而且危害人体健康。欧盟由于大气污染造成的材料损坏、农作物和森林以及人体健康损失费用每年超过100 亿美元。中国仅大气污染造成的损失每年高达120亿元人民币。如果计算一次能源开采、运输和加工过程中的其他问题，则损失更为严重。

能源对环境的影响温室效应

工业革命前，大气中的二氧化碳按体积计算是每100万大气单位中约有280个单位。之后，由于大量化石能源的燃烧，1988 年大气二氧化碳浓度已达到349个单位。如果大气中二氧化碳浓度增加1 倍， 全球平均表面温度将上升1.5~3℃ ，极地温度可能上升6～8℃。这样的温度可能导致海平面上升20～140 厘米，将对全球许多国家的经济、社会产生严重影响。

能源对环境的影响酸雨

燃烧化石能源而产生的大量二氧化硫和氮化物等污染物通过空气传播，可在一定条件下形成大面积酸雨。酸雨会改变覆盖区的土壤性质，危害农作物和森林生态系统；改变湖泊水库的酸度，破坏水生生态系统；腐蚀材料和建筑物等，造成重大经济损失。酸雨还可导致地区气候改变，造成难以估量的后果。

能源对环境的影响核废料问题

人类发展核能技术，尽管对反应堆已有了一定的安全保障措施，但世界范围内的民用核能计划的实施， 已产生了上千吨的核废料。这些核废料的最终处理问题并没有完全解决，在数百年内仍将存在放射性危害。 2100433B