中国科学院东部沿海环境研究的部署与思考

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中国科学院东部沿海环境研究的部署与思考

2024-06-14 03:54| 来源: 网络整理| 查看: 265

(中国科学院资源环境科学与技术局 北京 100864)

摘要 我国东部沿海地区在经济快速发展过程中出现了严重的生态与环境问题,系统开展东部沿海地区环境问题研究刻不容缓。文章分析了东部沿海地区生态环境问题现状,系统总结了我院针对东部沿海环境研究的基础,提出了东部沿海地区环境研究亟需开展的研究工作重点,以及对于我院环境研究结构性调整的战略思考。

关键词 东部沿海, 生态与环境, 战略思考

我国东部沿海的长江三角洲、珠江三角洲、京津冀都市圈、辽中南城市群等地区,陆地面积约42万平方公里,占全国的4.4%,人口约占全国的16.5%。改革开放以来,特别是近10年来,这些地区的经济以惊人的速度持续增长,国民生产总值(GDP)约占全国的2/5。与此同时,大规模城市化建设正在迅猛展开,已初步形成四大城市群。这些经济发达的城市群已成为我国经济发展的核心区、重要的财政收入区和现代化的先行区,也是我国率先融入世界经济的主要区域和中国走向世界的重要窗口,对全国的经济稳定和快速发展起着至关重要的作用。

近年来,该地区在经济快速发展中出现了严重的生态环境与安全健康等方面的问题,环境状况总体继续恶化的趋势还在继续,并在短期内集中爆发,已威胁到区域乃至国家的安全和可持续发展。面对现实及新一轮环境污染与环境质量继续恶化的严峻形势,开展我国东部沿海特别是经济发达地区环境问题研究已刻不容缓。

1 东部沿海地区生态环境现状

我国东部沿海地区环境状况总体恶化的趋势还在继续,生态与环境问题表现出显著的系统性、区域性、复合性和长期性特征,集中表现为:水环境污染呈现流域性蔓延态势;城市群大气污染呈区域复合态势;土壤污染十分严重,持久性有机物污染越来越突出;固体废物无害化处置比率低,资源化利用水平不高;环境健康问题日益突出,令人担忧;河口及近海污染严重,赤潮频发。比如,京津冀都市圈的环境复合污染不断加剧,是世界上大气污染最严重地区之一,约90%的河流受到污染,饮用水安全问题突出,水质风险严重,长期污灌和大气沉降等过程导致约300万亩农田污染,严重影响农产品安全。2005年12月27日起,珠江三角洲地区连续8天出现了秋季以来最强盛的特大咸潮,对珠海、中山和番禺等地区的部分水厂供水造成不同程度的影响,导致了咸潮袭击珠江三角洲、珠海闹水荒的尴尬局面。广东发生了有毒含镉废水污染北江的严重环境事故,造成下游部分城市停供自来水,10多万人饮水安全受到威胁。长江三角洲地区不仅太湖、钱塘江等重要江湖受到污染,水乡泽国出现了普遍的“水质性缺水”,而且发现农田土壤?蛳作物?蛳食物链系统中剧毒的持久性有机物二 英的复合污染与生物富集。辽河水系近年来一直处于重度污染状态,37个地表水国控监测断面中,I—III类、IV—V类和劣V类水质的断面比例分别为30%、30%和40%,主要污染指标为氨氮、石油类和高锰酸盐指数。

东部沿海海域环境质量下降,海洋污染问题已比较严重,近岸海域污染范围10年间扩大了1倍,已超过17万平方公里。富营养化有加重的趋势,赤潮在发生的频率、规模及危害程度上都有增加的趋势。中国近海生境的退化已对海洋生态系统的健康形成了威胁。

中科院是国家科技创新体系中的重要力量,在国内最早开展环境科学与技术研究,并已初步形成面向我国东部沿海地区环境研究的研究所布局。通过中科院的科技创新和科学管理,可为进一步遏制或避免我国经济发达地区环境污染,改善和提高区域环境质量,创造环境友好、和谐稳定和持续发展的社会做出新的贡献。这是现实及可预见的东部环境态势赋予中科院的战略发展机遇与使命,也是实现知识创新工程三期“创新跨越、持续发展”目标的重要战略举措。

2 我院针对东部沿海环境研究的基础

2.1 初步形成了面向东部环境研究的研究

所布局

中科院是国内从事环境科学技术研究最早的系统之一,目前已初步形成了面向东部沿海地区环境问题研究的研究所布局。面向辽中南地区环境问题研究的有沈阳应用生态所、东北地理与农业生态所、长春应用化学所、大连化学物理所等;北京地区的生态环境中心、地理科学与资源所、大气物理所、遥感应用所、过程工程所、工程热物理所、动物所、高能物理所等开展了京津冀都市圈环境问题的研究;南京土壤所、南京地理与湖泊所、上海技术物理所重点研究长江三角洲地区的环境问题;广州地球化学所、南海海洋所、华南植物园等对珠江三角洲地区其邻近海域环境问题也一直在开展研究;海洋所对海洋环境问题特别是海洋赤潮的研究在国内具有重要地位。

2.2 研究平台建设基础

在生态与环境相关领域,我院在东部沿海地区的研究所中建有环境模拟与污染控制、环境化学与生态毒理学、城市与区域生态、资源与环境信息系统、大气边界层物理和大气化学、遥感科学、土壤与农业可持续发展、有机地球化学等8个国家重点实验室,陆地水循环与地表过程、湖泊与环境、海洋生态与环境等10个院重点实验室。中国生态系统研究网络(CERN)已在东部沿海地区部署了8个台站。由于缺少城市生态与区域环境观测研究网络,目前正在京津冀、长江三角洲、珠江三角洲等城市群地区筹建3个城市生态与区域环境观测研究站,扩展4个CERN站的区域环境监测与研究能力,将形成城市与区域生态环境研究平台,可为城市和区域环境问题的解决提供理论和方法体系。

2.3 前期重要研究方向和研究积累

近10多年来,我院的东部沿海研究所围绕国家战略需求和科学目标,承担了众多国家“973”、“863”、自然科学基金、国家科技攻关、院知识创新工程、重点国际合作、地方科技专项等重大研究项目。在水环境治理、水污染控制与回用、大气环境污染与防治、土壤环境质量和污染控制、有毒化学品环境行为与生态效应、清洁生产、近海富营养化与赤潮等许多领域取得重要成果。

3 东部沿海地区环境研究亟需开展的

工作

针对东部沿海特别是经济发达的城市群地区严重的环境问题我院部署的环境科技研究的重点领域为:

3.1 京津冀都市圈复合污染的控制技术与

工程示范

面向京津冀都市群,以污染物的输入输出、环境暴露和复合效应为主线,确定导致区域环境风险的主控因子;研发水、气、土污染削减关键技术和基于风险控制的集成技术系统,建立解决区域重大环境污染问题的技术体系;研究技术?蛳经济?蛳管理的协同作用模式,提出区域环境风险控制的系统策略;针对城市近郊农田污染控制与修复和城市水循环中关键节点,集成复合污染控制关键技术,建立示范工程;采取利益关联的合作机制,建设研究?蛳示范?蛳监测为一体、长期稳定的研发平台。

3.2 长江三角洲城市群区域环境污染控制

和修复技术与工程示范

面向长江三角洲城市群,以太湖流域和钱塘江流域为重点研究对象,研究制约浅水湖泊污染控制和修复的关键科学问题和工程应用中的关键技术问题,建立工程规模的示范基地;研究农村面源污染控制技术、河网水源地保护与饮用水监测与生态调控技术、城市群大气污染立体观测与控制技术、城郊及企业周边农田土壤污染监测与生物修复技术,形成区域环境复合污染控制和修复技术集成系统并进行工程应用;建立多介质环境技术研发平台、综合的生态环境观测与监测技术系统及其示范工程。

3.3 珠江三角洲城市群环境毒害污染物控

制技术与工程示范

面向珠江三角洲城市连绵带,以珠江流域为主要研究对象,研究江河水体及珠江口邻近海域?蛳耕地土壤?蛳城市大气环境中持久性毒害污染物污染成因、风险和控制技术,建立技术研发平台;研究珠江流域咸潮水源地保护与饮用水保障技术、粤港澳大气污染物源解析和控制技术、珠江两岸农田土壤毒害污染物监测与修复技术、电子废旧产品等危险废弃物安全处理与资源化利用技术、沿海重化工业基地环境质量监控与清洁生产技术、关键技术系统集成并建立工程示范。

3.4 辽中南重要老工业基地环境污染综合

防治技术与工程示范

面向辽中南城市密集区,以辽河流域及矿山环境为主要研究对象,研究污染环境的生态健康风险及其分级体系、流域水源地保护与饮用水保障技术、城市群大气污染综合观测与控制技术、老工业基地及矿区农田土壤污染生态修复技术、化工和冶炼等行业清洁生产与循环经济关键技术,进行区域环境污染控制与修复关键技术系统集成、建立有区域特色的环境技术研发平台和工程示范。

3.5 东部沿海典型海域富营养化与有害赤

潮防治研究

以我国东部沿海典型海域为研究对象(以长江口、珠江口海域为重点),研究江河入海口及近海生态环境演变与重要营养盐的生物地球化学循环、近海资源生物生产过程及生态系统动态变化、江河入海口及近海环境容量和生境修复技术、东部沿海赤潮高发区富营养化成因及其与赤潮发生的关系、大规模有害赤潮的环境生态效应、降低近海富营养化和预防赤潮发生的生态调控途径、防治赤潮生物繁殖和生长的生物学方法,建立有害赤潮发生的预警系统,集成有害赤潮的快速高效控制技术,建立应用工程示范。

3.6 东部沿海重要都市圈城市化过程及区

域协调发展

以京津冀、辽中南、长江三角洲、珠江三角洲等重要都市圈为重点,分析城市化进程与区域发展格局变化趋势及其资源环境效应,揭示城市化动力机制与区域发展格局演变规律,研究重点地区城市与区域可持续发展模式,提出资源环境条件与人口增长压力下中国城镇体系演化及城市化战略途径与对策,为国家和地方政府制定城市化发展战略、布局规划和政策提供科学依据。

4 加强我院环境研究的结构性调整的

举措与建议

为更好地开展我院在东部沿海地区的环境研究,提升我院在相关领域的研究水平及在国家创新科技体系中的地位,在知识创新工程三期,我院将对环境领域的研究机构和平台进行结构性调整:

4.1 新建城市环境研究所和烟台海岸带可

持续发展研究所

城市环境所的定位是:面向国家城市化发展过程中的生态环境保护等重大战略需求,面向国际城市生态科学和环境科学与技术的发展前沿,重点在城市生态健康与环境安全、城市环境治理技术、环境治理工程与循环经济,城市生态规划与环境政策等领域,开展相关理论研究、关键技术研发与系统集成和工程示范。

烟台海岸带所的定位是:面向海岸带水资源与能源可持续开发利用、生态环境保护等国家战略需求,面向国际海岸带可持续发展研究前沿,重点在海水淡化与综合利用、可再生能源、海岸带重大灾害预警与防控、海岸带水体污染控制与治理、海涂、沙滩、岸线以及海潮涨落带清洁可持续利用等领域,开展相关理论研究、关键技术研发与系统集成和工程示范。

4.2 新建城市生态与区域环境观测站,并

形成研究网络

在充分利用并提升中科院已有的台站网络和野外观测能力的基础上,在长江三角洲、珠江三角洲、京津冀都市圈等地区分别建立城市生态与区域环境观测研究站,扩展沈阳站、太湖站、长熟站和大亚湾站的区域环境监测和研究能力,建立能够开展综合研究的野外实验基地,统一实验设计和观测技术规范,共享大型仪器设备,实施关键环境过程的联网研究;联合其它部门、地方的台站网络,形成长江三角洲、珠江三角洲、京津冀都市圈、辽中南城市群等区域生态与环境学科长期、系统、动态、立体、协调的综合观测/监测体系及研究网络,为区域环境管理提供基础数据和决策支持,为国家制定生态环境的重大战略决策提供科学依据。野外试验站将在观测与研究层次上与生态环境基地在该区域的其它主要平台相耦合,最终形成具有观测、研究和技术研发与集成示范的综合研究基地。

4.3 对东部地区的相关研究所进行结构性

调整

辽中南城市群地区:加强沈阳应用生态所在辽中南城市群环境污染控制与生态修复、辽河流域环境综合治理等方面的研究并进行工程示范;强化东北地理与农业生态所在辽中南及哈长城市群城市化与区域协调发展、国家商品粮供应基地及松花江流域环境质量保护等研究;提升长春应用化学所和大连化学物理所在环境监测、污染控制技术与清洁生产等领域的研究。

京津冀都市圈地区:强化生态环境中心在生态与健康风险、环境治理与生态修复、生态系统调控与环境管理等方面研究的核心地位,加强环境生物学研究;加强大气物理所在城市和区域大气复合污染的形成机制与防治、大气污染优化控制、大气环境质量监测与预警等方面的研究;强化地理科学与资源所在城市化进程和城市空间格局、重点城市化区域规划、生态系统优化、环境质量演变等方面的研究;强化遥感与应用所在环境遥感监测领域的研究与应用;提升过程工程所在清洁生产与循环经济关键技术领域的研究。

长江三角洲地区:强化南京土壤所在土壤污染机制及其对土壤健康质量的影响、土地利用对环境变化的影响及其反馈、土壤生物与农产品及环境安全、农村面源污染的发生机制与控制等方面的研究;强化南京地理与湖泊所在长江三角洲城市化空间格局与演变过程、区域可持续发展评估与预测,湖泊富营养化机制与控制等方面的研究。

珠江三角洲地区:加强广州地球化学所在珠江三角洲地区水源地保护与优质饮用水保障、珠江三角洲地区大气污染成因与控制、污染物的区域环境过程及其生态和健康风险、珠江三角洲地区城市化与可持续发展等方面的研究;强化华南植物园在珠江三角洲地区生物资源、生态过程与调控等领域的研究。

4.4 对两个海洋研究所进行结构性调整

加强海洋所在河口及海洋富营养化、赤潮形成机制与控制、污染成因及其生态效应、生物资源枯竭的形成和修复以及海陆交互作用等领域的研究。

加强南海海洋所在珠江口及邻近海域环境污染、生态退化机制与恢复、生物资源动态变化机理与恢复策略等研究。

4.5 建立非法人区域环境研究中心

瞄准区域环境控制与修复、农村环境控制与治理以及环境污染与健康等国际科技前沿,在不同城市群分区部署建立非法人的环境研究中心,各中心研究方向有所侧重又有机联系,形成长期的环境研究平台,包括:

①东北亚区域环境研究中心。挂靠沈阳应用生态研究所,联合东北地理与农业生态所、长春应用化学所以及大连化学物理所,集中优势力量,形成合力。重点研究东北地区生态与环境演变及其过程、控制和修复的科学理论、技术体系及其模式示范。

②环境污染与健康研究中心(与国家环保总局共建)。挂靠中科院生态环境研究中心,联合中国环境监测总站、中国环境科学研究院、中国预防医学科学院、中国疾病预防控制中心等单位组建。重点研究国家持久性毒害物质(PTS)和内分泌干扰物(EDs)环境管理的技术方法,加强数据中心的建设和共享,在履行持久性有机污染物(POPs)国际公约等方面的能力建设中发挥骨干作用。

③农村环境控制与治理技术研发中心。挂靠南京土壤所,联合南京地理与湖泊所和城市生态与环境所以及江浙两省环科院的相关力量组建。围绕城郊和农村生态环境建设与和谐社会的发展,开展基础性、战略性、前瞻性和应用性的研究,为江浙两省城郊和农村环境问题的解决与生态省建设提供一流的科学技术支持与决策咨询。

④珠江三角洲环境污染与控制研究中心(与广东省/广州市等共建)。与广东省/广州市共建,全面整合广州地球化学所、南海海洋所、华南植物园在环境科学与技术方面的研究力量,建成非法人的跨学科研究中心。中心挂靠中科院广州地球化学所,与广东省环保局、华南理工大学、中山大学、广东省科学院等相关单位联合共建。采取理事会管理体制。重点开展污染物的污染与控制方面的基础性、战略性、前瞻性研究,为珠江三角洲和泛珠江三角洲地区的环境保护提供理论与技术支撑。

4.6 加强与相关部委、地方的协调与合作,开展生态与环境的联合、交叉、综合研究

由于现行体制的制约,我国的环境研究长期处于比较分散的科学管理格局,往往导致任何单一行政部门难以深入研究跨部门的国家层面的宏观环境问题。中科院虽有长期的环境基础和应用研究的知识积累与队伍,有多学科交叉与综合、不受部门利益制约、客观公正的优势,但由于国家体制机制的原因,我院开展环境研究的相关支撑条件建设受到很大限制,以目前我院所具有的支撑条件难以满足开展重大研究的需求,因此需要主动联合产业部门和地方政府及其相关部门,加强协调与合作,摒弃狭隘的部门利益,开展国家层面或地区层面上的联合、交叉与综合研究,为国家经济、社会发展服务。



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