长江中下游四大淡水湖生态系统完整性评价

长江中下游地区是我国淡水湖泊集中分布区域,研究该区域湖泊生态系统完整性对于湖泊生态系统保护和恢复具有重要意义。物理、化学和生物完整性指标已经广泛应用于河湖生态系统健康评价,但是缺少物理、化学和生物完整性的综合评价方法。以历史调查状况为主要参照系统,构建了基于物理、化学和生物完整性的多参数湖泊完整性综合评价指标体系,结合近年来长江中下游四大淡水湖(洞庭湖、鄱阳湖、巢湖、太湖)生态系统调查数据,对四大淡水湖生态系统完整性进行了评价。结果表明,洞庭湖、鄱阳湖、巢湖和太湖的综合得分分别为66、71、57和57。根据评价等级划分标准,洞庭湖和鄱阳湖生态系统完整性状况都达到"好"的等级,而巢湖和太湖则处于"一般"等级;结果显示,该指标能够表征人类活动对于湖泊生态系统完整性不同方面的干扰,且能够反映四大淡水湖生态系统完整性历史变化状况。因此,该方法可以作为长江中下游淡水湖泊生态系统完整性综合评价的工具并能够为湖泊生态系统的保护和恢复提供科学支撑。     

生态系统健康评价方法初探

生态系统是维持人类环境的最基本单元,生态系统功能主要体现在两个方面：一是生态服务功能（service);二是价值功能（goods)这两种功能是人类生态和发展的基础,生态系统健康是保证生态系统功能正常发挥的前提,结构和功能的完整性,具有抵抗干扰和恢复能力（resilience)、稳定和可持续性是生态系统健康的特征,生态系统健康评价需要基于生态系统的结构、功能过程来确定指标,包括生态系统的完整性,适应性和效率,生态系统健康评价主要有两种方法：一是指示物种评价,二是结构功能指标评价,结构功能指标评价包括单指标评价,复合指标评价和指标体系评价,指标体系评价中又包括自然指标体系评价,社会－经济－自然复合生态系统指标体系评价,本文针对生态系统健康的不同评价方法进行了对比研究,同时,针对不同的生态系统类型应选择其健康评价方法方面进行了简要的阐述。     

淡水湖泊生态系统退化驱动因子及修复技术研究进展

目前我国多数淡水湖泊污染、退化问题非常严重,诸多修复技术也已初见成效。影响淡水湖泊生态系统退化的驱动因子众多,既有生物因素也有非生物因素,它们之间相互联系,相互作用,且作用机理错综复杂。首先介绍了淡水湖泊生态系统退化的含义及形式;其次,分析、总结了淡水湖泊生态系统退化的驱动因子,从退化的生态学完整性意义和退化修复的技术手段上看,淡水湖泊生态系统主要受物理、化学和生物三大驱动因子影响,且基本遵循"环境变化-驱动力-压力(阈值)-状态-响应"原理;再次,在厘清湖泊生态系统退化驱动原理的基础上,从淡水湖泊生态系统功能模块和湖泊生态系统修复实践经验总结的角度出发,构建了淡水湖泊生态系统修复模块技术体系,并就湖泊富营养化和湖滨湿地生态系统退化修复的技术进行了讨论和对比;最后,对淡水湖泊生态系统修复的环境变化驱动因子的作用机制、作用途径和修复技术的长效机制等方面进行了展望。     

面向湖泊生态系统健康维护的生态管控分区研究——以红枫湖流域为例

以湖泊生态系统健康维护为目标的生态管控分区成为水环境保护与治理的重要手段,有助于全面掌握流域生态状况,对流域生态经济可持续发展具有重要参考价值。以红枫湖流域为例,从水文水资源、物理结构、水质、生物、社会服务功能5个方面对湖泊生态系统健康进行评价。运用ArcGIS空间分析工具,以200 m×200 m格网为评价单元辨析流域生态敏感性和生态服务功能空间分异特征,进而运用SOFM聚类方法优选聚类方案,划定生态管控分区。结果表明：1）红枫湖湖泊生态系统健康评分为68.4分,属健康状态,物理结构是当前威胁红枫湖湖泊生态系统健康的主要因子;2）红枫湖流域生态敏感性及生态服务功能空间差异明显,生态环境脆弱,生态服务功能较低;3）红枫湖流域生态管控分区划为优先控制区、重点控制区、缓冲控制区及一般控制区,应实施差异化管理,重点任务是调结构、转方式,逐步修复生态系统。     

国家公园生态系统完整性评价研究进展

建立国家公园可促进生态环境和生物多样性的保护, 而国家公园生态系统完整性评价对于维持生态系统平衡、生态系统健康、生物多样性以及典型生态系统的完整性具有重要意义。本文介绍了生物完整性指数评价体系(Index of Biotic Integrity, IBI)、三级法评估框架(Three Level Approach, TLA)和生态系统完整性评估框架(Ecosystem Integrity Assessment Framework, EIAF)三种国家公园生态系统完整性评价方法, 其中生物完整性指数评价体系基于高强度的野外调查和室内实验分析, 虽然花费大、耗时长以及生物鉴定专业性要求较高, 但评价结果准确可靠; 三级法评估框架分为三个级别, 即远程型评价(Remote Assessment)、快速型评价(Rapid Assessment)和密集型评价(Intensive Assessment), 在评价独立且较为复杂的生态系统完整性时具有极大的灵活性; 生态系统完整性评估框架吸取了生物完整性指数评价体系和三级法评估框架的优点, 扩充了评价体系的指标, 优化了生态系统完整性评价计分统计方法, 是目前最为成熟的评价方法之一。同时,本文也探讨了目前国家公园生态系统完整性评价研究中存在的一些问题,如评价指标不全、评价形式单一和评价方法主观性较强等。作者指出, 国家公园生态系统完整性的研究需要注重自然-经济-社会的结合与统一, 加强社会经济可持续发展与人类健康等方面的研究, 挖掘外来入侵物种与生态环境之间的关系, 继续寻找能够反映生态系统完整性状态和变化趋势的新的指示物种, 进而制定统一标准的评价方法体系。     

湖泊生态系统健康定量评价方法

提出了湖泊生态系统健康定量评价的一种新方法生态系统健康指数法。该方法首先设计了一个0～100的生态系统健康指数作为定量尺度,然后通过评价指标选择、各指标生态系统健康分指数计算、各指标权重计算、生态系统健康综合指数计算等基本步骤,评价湖泊生态系统健康状态。以实用实例对意大利西西里湖泊群及单个湖泊进行了生态系统健康评价。结果表明,该方法原理简单,计算简便,结果可靠、直观,既可用于同一湖泊又可用于不同湖泊生态系统健康状态的定量评价与比较,是一种值得推广的定量评价方法。     

生态系统健康评价:方法与方向

生态系统为人类提供了自然资源和生存环境两个方面的多种服务功能。生态系统服务功能是人类生存和发展的基础。同时,一个生态系统只有保持了结构和功能的完整性,并具有抵抗干扰和恢复能力,才能长期为人类社会提供服务,因此,生态系统健康是人类社会可持续发展的根本保证。生态系统健康是指一个生态系统所具有的稳定性和可持续性,即在时间上具有维持其组织结构、自我调节和对胁迫的恢复能力。它可以通过活力、组织结构和恢复力等3个特征进行定义。影响生态系统健康的原因有很多,多为人类活动所致。例如,污染物排放、非点源污染、过度捕捞、围湖造田、水土流失、外来种入侵和水资源不合理利用等是影响水生态系统健康的主要原因。评价生态系统健康需要基于功能过程来确定指标,特别是评价其受干扰后的恢复能力。包括其完整性、适应性和效率。生态系统健康评价方法尚处于实验和发展阶段,有必要对现有成果进行及时总结,提出方向,以促进生态系统健康研究的发展。生态系统健康评价主要包括指示物种和指标体系两种方法。在生态系统健康研究中,指示物种的选择应该谨慎,要综合考虑到它们的敏感性和可靠性,即要明确它们对生态系统健康指示作用的强弱。在水生态系统研究中,己被选择的指示物种有,浮游生物、底栖无脊椎动物、鱼类和不同水平生物的综合。建立生态系统健康评价指标体系大可以从两方面选择指标,即生态系统内部指标,包括生态毒理学、流行病学、生态系统医学等方面和不同尺度指标的综合;以及生态系统外部指标,比如社会经济指标。但是,其它指标可能也适于进行生态系统健康评价,如景观格局、土地利用变化。到目前为止,对几乎所有的生态系统类型都进行过健康评价。但是,由于生态系统健康研究是一个新领域,有关它的概念、评价的指示物处和指标体系等方面存在各种争论,生态系统健康评价正在不断的争论中走向成熟。其未来发展方向是结合经济学、社会学和健康科学煌定量化生物学途径。生态系统健康评价的目的不是为生态系统诊断疾病,而定义生态系统的一个期望状态,确定生态系统破坏的阈限,并在文化、道德、政策、法律、法规的约束下,实施有效的生态系统管理。     

辽河干流河流化学完整性评价方法对比研究

基于河流水环境和河岸带生境状况进行河流化学完整性评价, 可以全面综合的判断河流水体及河岸带化学污染情况, 对有效控制水体污染, 科学制定整治计划, 恢复河流自身的环境承载力及生态系统功能以及对河流生态系统的修复都具有重要意义。以辽河干流为研究对象, 探讨了化学完整性的概念、评价指标、评价标准及评价方法, 从河流水环境和河岸栖息地环境两方面选取了19个指标, 构建了河流化学完整性评价指标体系。同时采用模糊综合评价法、贴近度法和综合指数法分别对辽河干流化学完整性进行评价, 最终筛选并确定综合指数法更适合河流化学完整性评价。综合指数法评价结果表明, 辽河干流化学完整性评价结果总体表现为“一般”, 河流水环境总体评价为“一般”, 哈大高铁、达牛和盘山闸评价为“差”。其中哈大高铁和达牛地处交通节点, 受人为干扰较大。另外盘山闸长期处于施工状态且靠近市区, 施工废料与城市污水污染不断。评价结果为研究者及管理者开展辽河干流生态修复与后评估等工作提供指标与方法参考。     

湖泊-流域生态系统管理的内容与方法

在流域生态系统管理研究综述的基础上,对湖泊一流域生态系统管理的概念进行了界定,对水环境管理、综合流域管理与流域生态系统管理之间的差异进行了对比分析。确定了生态系统生态学、流域生态学、生态系统健康和流域方法为湖泊．流域生态系统管理的理论基础,生态系统方法和流域分析为其方法学基础。在上述分析的基础上,提出了湖泊．流域生态系统管理的6个主要步骤：研究范围界定、基础信息收集与基本生态学问题的分析和评价、管理目标设定、系统综合、生态系统综合评价、适应性管理;识别出湖泊-流域生态系统管理中的3个关键问题：①生态系统管理中的不确定性和障碍分析;②流域土地利用变化对湖泊水质和生态系统的影响;③流域生态子系统与社会子系统的关联。     

太湖梅梁湾生态系统健康状况周年变化的评价研究

生态系统健康是生态学和环境管理方面一个新兴的多学科综合性研究领域。湖泊生态系统健康包含两个方面的内涵,满足人类社会合理要求和湖泊生态系统自我维持与更新的能力。湖泊生态系统健康评价是湖泊环境管理和生态系统调控的基础。运用Exergy、结构exergy和生态缓冲容量等指标来评价太湖梅梁湾湖区2001年生态系统健康的周年变化,其健康状况由好到坏依次为3～4>1～2>11～12>9～10>5～6>7～8月份。这和分别应用营养状态指数(TSI)和生物多样性指数(DI)进行评价的结果相似,表明运用Exergy、结构exergy和生态缓冲容量指标对湖泊生态系统健康状况进行评价的方法是可行的。     

基于生态系统敏感性与生态功能重要性的高原湖泊分区保护研究——以达里湖流域为例

内蒙古高原湖泊流域是我国北方地区重要的涵养水源区域,发挥着防汛抗旱、气候调节、生物多样性维持等多种生态系统功能。近几十年来,全球气候变化加之人类活动加剧,导致内蒙古高原湖泊的数量和面积大幅减少,流域生态系统的损害日益明显,严重威胁到了周边地区的生态安全,保护与治理内蒙古高原湖泊流域已逐渐成为社会各界关注及迫切需要解决的问题。面向内蒙古高原湖泊流域保护和管理需求,以改善和提升流域生态环境质量和生态系统功能为目的,以内蒙古高原湖泊达里湖流域为研究对象,基于流域生态特性和主要生态环境问题,选取水土流失、土壤侵蚀及土地沙化敏感性3个指标评价了流域生态系统敏感性,从水源涵养、土壤保持和生境质量重要性3个方面评价了流域生态系统功能重要性,并在此基础上,通过GIS空间分析技术将流域分为极重要敏感区,一般重要敏感区和低重要敏感区。结合流域内达里诺尔国家级自然保护区的生态重要性与3个区域评价结果,从生态保护角度将流域分为禁止开发区、重点保护区、质量提升区与潜在威胁区4个区域,同时提出针对每个区域特点的保护与管理对策。研究结果对提高高原地区湖泊流域生态环境质量以及对流域实施科学有效的管理提供了科学依据,同时在促进区域乃至全球生态建设和可持续发展方面具有重要的理论与现实意义。     

粤港澳大湾区生态系统健康时空变化及其对城镇化的响应

区域生态系统健康评价是获取区域生态系统状况的重要手段，对生态保护和恢复具有现实的指导意义。研究从人类与生态系统耦合角度出发，基于生态系统完整性以及人类对生态系统服务的需求，在“活力-组织力-弹性”框架基础上引入生态系统服务供需指标构建评价框架。以粤港澳大湾区为例，分析2005—2018年生态系统健康时空变化特征及其对城镇化的响应。研究结果表明：(1)2005—2018年间，大湾区生态系统健康呈现中部低四周高的空间格局，以好，较好和一般水平为主；从时间变化上来看，大湾区四周山区生态系统健康状况有所改善，而中部地区健康状况则逐渐恶化。(2)大湾区生态系统活力在改善区域生态系统健康中发挥了重要的作用；此外，生态系统服务供需对传统生态系统健康评价结果进行适当修正，生态系统服务供需赤字加剧了中部地区生态系统健康状况的恶化。(3)大湾区生态系统健康与人口城镇化、土地城镇化间均存在显著的空间负相关性，其中，土地城镇化对生态系统健康的负面影响越来越显著，特别是大湾区中部地区。研究以期为生态系统健康评价提供新思路，同时为大湾区生态系统保护与管理提供参考。     

中国国家公园原真性与完整性概念及其评价框架

国家公园保护管理的首要目的是有效保护国家重要自然生态系统原真性和完整性。我们提出了面向管理的中国国家公园原真性与完整性概念, 国家公园原真性是指国家公园内生态系统及构成国家公园价值或与国家公园价值紧密联系的自然与文化要素保持在原生状态, 强调“不受损”; 国家公园完整性是指国家公园具有足够面积和充分的组成要素, 以维持生态系统的结构、功能与过程, 维持自然区域的价值与特征, 强调“不缺失”。我们还提出了国家公园原真性和完整性评价框架, 从自然度、气候变化强度、传统文化及其载体的真实性、人类干扰程度、人与自然和谐关系的原真性5个方面评价国家公园原真性; 从生态系统组成完整性、生态系统结构完整性、生态系统功能完整性、景观组成要素完整性和文化景观的完整性5个层面评价国家公园完整性。此外, 我们还提出了国家公园原真性与完整性保护的建议, 包括重塑保护管理目标、更新保护管理理念与提升保护管理技术3个方面。国家公园原真性与完整性的讨论尚未成熟, 对评价指标设定、指标间的相互关系、保护管理技术等的研究均尚待深入。     

大堤型湖滨带生态系统健康状态驱动因子——以太湖为例

湖滨带是湖泊生态系统的重要组成部分,对维持湖泊生态系统健康和改善水环境功能具有积极作用。由于防洪需要,我国许多湖泊在湖滨带中修建了防洪大堤,防洪大堤对湖滨带生态系统的影响还缺乏研究,识别引起大堤型湖滨带生态健康退化的驱动因子是开展湖滨带生态修复的必要前提。针对太湖湖滨带的特点,在定性筛选了太湖主体营养状态、入湖河流污染负荷通量、岸带类型、风浪强度4个主要影响因子的基础上,分别采用"多元线性逐步回归法"和"偏相关系数法"进行驱动因子识别,2种方法确定的驱动因子个数均为3个,且3者的驱动力大小排序也相同,即太湖主体营养状态>岸带类型>入湖河流污染负荷通量。3个驱动因子对太湖湖滨带生态系统健康的影响均为负效应,也即太湖主体的营养状态综合指数越高、入湖河流污染负荷通量越重、岸带状况越差,湖滨带生态系统也就越不健康。另外,从统计方法的角度解释了"风浪强度"没有入选为驱动因子的原因;澄清了现阶段环境学、生态学领域对"驱动因子"识别方法的误解及不足之处。研究结果为大堤型湖滨带的生态修复方案提供了理论支持。     

国家公园陆地自然生态系统完整性与原真性评价方法探索: 以钱江源国家公园体制试点为例

中国建立国家公园的目的是保护自然生态系统的完整性和原真性, 促进生物多样性保护。国家公园的完整性和原真性评价是国家公园的布局规划、边界范围确定以及功能区划等研究的前提条件。为了评估国家公园自然生态系统完整性和原真性状态, 本文基于陆地自然生态系统的结构和功能, 通过指标筛选、专家咨询、指标量化和建立综合评价模型, 构建了陆地自然生态系统完整性与原真性的评价指标体系及其量化评价方法。该评价方法包括5个自然生态系统完整性指标、5个自然生态系统原真性指标和2个综合评价指标。以浙江省钱江源国家公园体制试点为例, 本文初步评估了其生态系统完整性与原真性状态, 并对评价结果进行了分级。按照本研究的评价方法, 钱江源国家公园体制试点的自然生态系统完整性评价结果为52.83%, 评价等级为较差; 自然生态系统原真性评价结果为87.06%, 评价等级为好。钱江源国家公园体制试点有待关注和提升的指标有保护区域完整性指数(27.00%)和旗舰种适宜生境完整性指数(53.04%)。最后, 本文结合研究区域评价结果对生态系统完整性和原真性领域应关注的问题进行了讨论。该自然生态系统完整性和原真性评价方法可提供一种评价指标覆盖较全面、数据易获取, 且评价结果易被决策者和管理者理解的评价思路。     

小型城市湖泊生态系统预警技术--以武汉市汉阳地区为例

城市湖泊正面临着水体污染和生态系统退化的双重压力 ,对湖泊生态系统的状态进行预警是判定湖泊演化趋势以及制定相应控制对策的重要途径和手段。本文以武汉市汉阳地区的 6个小型城市湖泊为例 ,结合国内外的研究进展 ,从水生生态系统、湖滨生态系统和入湖沟渠生态系统 3方面入手 ,结合生物监测、生物标志物技术 ,综合考虑水文、水质和生态系统以及污染物扩散等因素 ,设计出汉阳地区湖泊生态系统的预警技术体系。该技术体系主要分 5步 :湖泊生态系统现状调研、生物标志物和关键指示因子确定、水质 -生态系统模拟、系统输出和灵敏度检验以及生态系统状态预警及对策、措施     

国内外生态修复效果评价研究进展

随着工业化和城镇化进程加快,生态系统退化、脆弱性提高等问题加剧,生态系统已无法通过自我调节恢复其结构和功能,生态修复成为修复脆弱生态系统的重要途径。生态修复效果是评价生态修复质量的关键环节,为生态修复决策制定和后续管理提供科学指导。基于CiteSpace计量分析软件梳理国内外生态修复效果研究文献共4958篇,初步判断生态修复效果评价的主要学科领域和研究热点。归纳总结国内外生态修复效果评价的主要内容,国内研究重点关注环境质量、生物资源、生态系统服务、效益及景观功能等方面,国外研究更重视生物资源、生态系统服务、感知价值和美学价值。据此,我国后续研究要加强同类型生态修复的系统研究、文化服务与其他服务的权衡与协同、生态与社会文化的综合效益评价、居民感知评价、多学科体系交叉研究等方面,更好地提升生态修复效果与生态空间品质。     

湖泊生态系统弹性系数理论及其应用

在湖泊生态系统健康评价的基础上,分析城市湖泊营养状态的特殊性,论证得出响应型和非响应型湖泊的生态系统健康指数(EHI)与营养状态指数(TSI)近似呈二次函数关系.提出湖泊生态系统弹性系数,对生态系统健康指数(EHI)做出适当改进.改进后的生态系统健康指数(EHI′)能够更好地反映各类型湖泊的健康状态,完善了Xu等的EHI理论并扩展了其应用范围,是目前最为接近Costanza对HI定义的可量化计算的数学公式和方法,并成功用于厦门杏林湾生态系统健康评价.     

生态系统完整性内涵及评价方法研究综述

生态系统完整性是资源管理和环境保护中一个重要的概念.它主要反映生态系统在外来干扰下维持自然状态、稳定性和自组织能力的程度.评价生态系统完整性对于保护敏感自然生态系统免受人类干扰的影响有着重要的意义.耗散结构理论表明,外界压力和反映系统自组织能力的生物、物理、化学完整性和生态系统功能等对生态系统的完整性有良好的指示作用.本文综述了水生生态系统和陆地生态系统完整性及其所承受的压力评价指标,并探讨了优先评价指标的筛选及综合评价方法,最后根据存在的一些问题提出今后的研究展望.     

国家公园生态系统完整性的内涵及评价框架: 以东北虎豹国家公园为例

保护自然生态系统的完整性是我国建立国家公园的主要目标之一, 《国家公园设立规范》(GB/T 39737-2021)已将生态系统完整性作为国家公园的准入条件生态重要性的认定指标之一, 但目前对国家公园生态系统完整性的内涵还没有统一定义, 并缺乏具体的评价体系。本文在国内外相关研究的基础上, 结合我国国家公园体制试点成果及第一批国家公园设立实践, 提出了国家公园生态系统完整性的基本内涵及评价指标体系, 以期为今后设立国家公园时划定边界范围或评估国家公园管理成效提供理论依据。作者提出, 应从生态系统结构和过程完整性、功能完整性、空间格局完整性3个维度对我国国家公园生态系统完整性进行综合评价。以东北虎豹国家公园为例, 体制试点以来, 东北虎(Panthera tigris altaica)和东北豹(P. pardus orientalis)等顶级食肉动物的食物链相对完整, 虎、豹野生种群从俄罗斯进入、定居、繁衍、扩散的路径清晰, 种群稳定增长、栖息地质量持续改善, 生物多样性日益丰富, 国家公园正式设立范围划定时充分考虑了生态系统完整性保护, 生态系统完整性评级为优秀, 为国家公园可持续发展奠定了良好基础。