北京河流底栖硅藻沿城乡梯度带空间分布及其季节变化

研究了北京市区沿城乡梯度带河流底栖硅藻的空间分布及其季节变化特征。通过在2014年的春季、夏季和秋季在山区对照溪流、城市上游河道和城市下游河道3个样区,共23个样点进行了底栖硅藻样品采集。分析表明,主要优势种的空间差异明显。在对照溪流,主要优势种为极小曲丝藻(Achnanthidium minutissimum);在城市上游河道,主要优势种分别为短文假十字脆杆藻(Pseudostaurosira brevistriata)和连结十字脆杆藻腹面变种(Staurosira construens var.venter);在城市下游河道,主要优势种为谷皮菱形藻(Nitzschia palea)。然而,3个样区内的主要优势种相对丰度季节变化较小(P0.05)。其中,A.minutissimum及P.brevistriata的季节变化特征均为春季秋季夏季,而S.construens var.venter及N.palea的季节变化特征均为春季夏季秋季。结果发现,北京市城乡梯度带的河流硅藻种类组成差异较大,但主要优势属种季节变化相对较小,表明硅藻种类能较好地反映城乡梯度带的河流环境变化状况,可用于北京市河流水质生物监测。     

挠力河流域河流生境质量评价

选择挠力河流域6个河段21个样点进行河流生境质量调查和评价。采用包括河水、河道和人类干扰等3大项目共11项评价指标,涵盖河流水量、水质和速度与深度组合,河道形状、结构、侵蚀程度和植被状况,河岸人类活动、周围土地利用以及水工设施等河流生境质量评价指标系统,进行河流生境质量评价。结果显示,全流域47.6%的样点河流生境质量处于优等或良好等级,33.3%的样点为一般等级,约19.1%的样点为较差等级,没有最差等级的样点。研究表明,挠力河流域河流生境质量整体状况良好,个别样点生境质量较差;河流生境质量受到周围土地利用的重要影响;河流生境质量与河流水质及河流生物完整性密切相关。有关河流生境评价的指标与标准以及参照系等研究有待深入。     

城市河流改造工程对河流生态系统野生维管植物的影响

随着城市化的发展,许多城市对流经市区的河流进行了大规模工程改造,在获得了多种效益的同时,也引起了诸如生物多样性破坏和物种组成改变等一系列生态问题,因此对城市河流改造工程的生态影响进行研究非常重要,将有助于在未来城市河流改造中更有效地保护河流生态系统。该文以汾河太原段的河道改造工程为研究对象,用Shannon-Weiner 多样性指数、Sørensen群落相似性指数和单因素方差分析方法,研究了河流改造工程对河流生态系统中的野生维管植物物种多样性、频度和群落物种组成相似性的影响。结果表明:太原汾河段改造后比改造前的野生维管植物物种数和Shannon-Weiner 多样性指数显著降低;低频度的物种数明显增加而高频度的物种数明显减少;河流改造前后的群落相似性明显降低。由此可见,城市河流改造工程对河流生态系统中的野生维管植物物种多样性、频度和群落相似性有明显影响。     

海河流域河流生境功能识别及区域差异

城市群快速发展严重影响着区域水生态系统的完整性,大尺度流域的河流生境功能辨识和分析尚缺乏系统研究。以海河流域为例,根据河段蜿蜒度、河段比降、断流风险、盐度等4个指标,构建了河流生境功能的分类指标体系。通过多源空间数据和人工判读,划分了6254条河段,在此基础上将河流生境类型划分为15类。通过52个监测样点的鱼类调查数据,分析了不同河流生境的水生生物特征差异,揭示了鱼类多样性高的区域多位于河流比降大、断流风险低的区域,而河流蜿蜒度对于鱼类多样性影响较小。根据京津冀13个地级市的河流生境差异,提出京津冀城市群的生态安全构建需要充分考虑河流生境的空间异质性,并制定融合城市发展目标、水资源利用需求和河流生境功能的综合指标体系。     

河流沿线土地利用对策的研究

河流沿线土地是与河流、湖泊的生态学过程紧密相连,直接受洪水影响的沿河（湖）土地带,本文以生态学原理为指导,结合中国森林生态网络工程体系建设理论,对河流沿线土地安全和土地利用的原则、指导思想、理论依据及对策等问题进行了探讨,河流沿线土地安全包括土地的生态效闪安全、经济效益安全与社会效益安全3个方面,土地利用策略的原则是要确保三者的统一,找到三者的最佳结合部,土地利用的指导思想是要把治理与开发紧密结合起来,通过各种措施加强土地的安全建设,实行以增加林木比重为主的近自然的利用和管理对策,根据河流特征的地域分异来确定不同河流,不同河段的利用模式,并基于洪水干扰的风险等级和河流沿线土地的空间分异规律,诊为在河流沿线的纵向上,分别中下游不同河实施人为干扰程度不同的管理对策;横向上按照土地分异性和洪水安全性,分别弹性利用带、脆弱利用带和稳定利用带3条不同土地带采取不同的利用对策。     

基于划分强度的巢湖流域河流鱼类群落的空间格局

确定河流鱼类群落的空间分布特点是保护和管理鱼类多样性的科学基础。基于2013年10月对巢湖流域66个河道样点的调查数据,本文研究了水系、河流级别、生态亚区3个空间体系和鱼类分类聚类支系对鱼类群落空间分布的划分强度,解析了巢湖流域河流鱼类群落的空间分布特征。结果表明:河流鱼类群落与水系和河流级别无显著相关,但随生态亚区间显著变化;水系和河流级别对鱼类群落的划分强度较低,其组内相似性与组间相似性无显著差异;生态亚区的划分强度较高,组内相似性显著高于组间相似性;但同鱼类的分类聚类支系相比,生态亚区的划分强度却相对较低;巢湖流域河流鱼类群落的空间分布在一定程度上取决于陆地景观条件,也受景观因子以外的局域环境因素的影响。在未来的相关研究中,有必要进一步理清影响巢湖流域河流鱼类群落空间分布的关键环境因子,并探明这些关键因子的空间分布特征,从而为巢湖流域河流鱼类多样性的保护和管理提供科学基础。     

基于河流生境调查的东河河流生境评价

河流生境是河流生态系统的重要组成部分,是河流生物赖以生存的基础。以位于三峡库区腹心区域的典型山区河流东河为研究对象,采用河流生境调查(RHS)方法调查河流生境,选择河流生境质量评价指数(HQA)、河流生境退化指数(HMS)评估河流生境现状,分析生境质量和人为干扰的空间分布规律。结果表明,51个河段的HQA值介于24—66之间。29.4%河段的HQA为优,29.4%为良,23.5%为中,9.8%为较差,7.8%为差。从HMS看,7.8%的河段保持较自然状态,19.6%受到轻微的破坏,41.2%退化明显,27.5%退化严重,3.9%受到剧烈破坏。HQA与HMS存在显著的负相关关系。东河上、中、下游河段的HQA无明显差异,但HMS差异显著。从干扰来源看,东河上游和中游河流生境主要受引水式小水电、沿河公路、河道采砂影响。东河下游河流生境受高强度的土地开发(农业用地、建设用地),河道采砂,河堤、排污管、桥梁等水工构筑物的修建和三峡水库水位的波动影响。RHS评价结果能较直观地反映河流生境状况,以及导致河流生境质量衰退的原因。     

城镇化背景下河流生境评价——以深圳市为例

城镇化背景下，河流生态系统退化趋势明显，有效评价河流生境状况是修复和保护河流生态系统健康的重要基础。深圳市作为全国经济发展的窗口城市，河流生境的调查研究十分匮乏。因此，为阐明深圳市不同城镇化程度的流域河流生境的差异与主要影响因素，对深圳市两个代表性流域的河流生境展开了研究。针对深圳市河流的生境特点，于2019年丰水期（8月）和枯水期（11月）对城镇化程度较高的深圳河流域的13个样点和城镇化程度较低的坪山河流域12个样点河段的生境状况进行定量调查与评价。采用综合评价法，从河床、河道和河岸带3个方面选取10个生境指标，构建深圳市河流生境评价指标体系和评价方法。结果表明：深圳河流域河流生境质量总体较差，生境评价等级为"良"、"中"、"差"的样点河段分别占7.7%、38.5%、53.8%；坪山河流域河流生境质量总体较好，生境评价等级为"优"、"良"、"中"、"差"的样点河段分别占8.3%、41.7%、41.7%、8.3%。方差分析结果表明两次调查河流生境状况无显著性差异，短时间跨度内河流生境状况变化较小；两个流域河流生境状况差异显著，城镇化程度较低的坪山河流域河流生境质量显著好于城镇化程度较高的深圳河流域。河流生境评估指标主成分分析结果表明人类活动强度、河岸稳定性、河道变化、底质、河岸土地利用及植被多样性是影响深圳市河流生境变化的主要因子。本文对河床、河道、河岸带3个方面分别提出针对性的修复建议，对深圳市河流的生境修复和保护具有重要的指导作用。     

干旱半干旱地区河流健康评价指标研究分析

干旱半干旱地区是生态系统和水资源系统最脆弱的地区之一, 也是降水变率最大的地区, 对这一地区河流健康的研究, 可为生态系统的管理与恢复等提供非常有价值的见解。因此, 确定影响干旱半干旱地区流域健康的主要因素、制定可快速监测与检测其健康状况的生态指标, 并对其发展趋势进行诊断与预测, 随时采取可行的干预措施是至关重要的。以河流健康的定义与评价内涵、评价指标研究态势为根本, 在分析干旱半干旱地区河流的生态系统特征、河流关键生态环境机理及表现、社会-生态-文化系统长期相互影响的基础上, 从水资源、植被、物理化学特性、社会经济等方面出发, 提出了适用于干旱半干旱地区河流健康评价的关键控制性指标。     

中国主要河流鱼类分布及其种类多样性与流域特征的关系

对中国13条主要河流淡水鱼类分布进行的系统聚类分析结果表明,分异最小的是闽江与九龙江。瓯江与钱塘江、淮河与黄河、东北的水系分别较早聚为一类。相异系数在0.60～0.69时分为三类: 东北的水系、黄河到珠江间的水系和云南的元江。淡水鱼种类数与流域特征的相关和回归分析揭示了：鱼种数分别与河流流域面积、年平均流量呈显著或极显著的正相关,单位干流长和单位流域面积的鱼种类数分别与河流径流深、比降呈显著或极显著的正相关, 而与河流平均纬度呈显著负相关。主成分分析得到的第一和第二主成分分别综合反映了河流鱼种类数和相对种类数与河流特征值的关系。     

城市河流健康评价指标体系构建及其应用

健康的城市河流既能够维持其生态系统的自然运转,又能够满足城市社会经济的正常需求,还能够为人类提供休闲娱乐的场所。基于城市河流健康的内涵,构建出包含自然生态、社会经济和景观环境等3个方面24个指标的城市河流健康评价指标体系。以漓江市区段为例,通过建立基于层次分析法的模糊综合评价模型对其进行健康评价。结果表明:漓江市区段复合生态系统的评价结果为(0.2193,0.3004,0.3261,0.1137,0.0405),处于中健康状态;其自然生态子系统、社会经济子系统和景观环境子系统的健康状态分别为中、优和良;水量、防洪能力、鱼类多样性指数和底栖动物多样性是漓江市区段健康的主要影响因素。该评价指标体系可为其它城市河流的健康评价提供参考。     

城市河流的景观生态学研究:概念框架

城市河流作为城市景观中一种重要的生态廊道,其功能的正常实现与否关系到整个城市的可持续发展。通过分析当前城市河流的研究概况,发现应用景观生态学原理对城市河流展开多尺度、多学科的综合研究是实现“自然-人类-水体”可持续发展的必然趋势。从景观生态学的角度出发,结合城市河流的特点,提出了更为综合的、景观水平上的城市河流研究的概念框架。特别针对景观生态学研究的核心问题,对城市河流的研究尺度、格局分析、干扰程度等重要方面进行了详细论述,以期在景观水平上构建城市河流的可持续发展预案。     

Waste Not,Want Not: The Need to Utilize Existing Artificial Structures for Habitat Improvement Along Urban Rivers

Urban rivers have often experienced substantial engineering modification and consequently are highly degraded aquatic ecosystems with minimal riparian habitat. Habitat restoration and improvement efforts are needed within urban rivers to support ecological communities and increase ecosystem integrity. Most river restoration techniques are not feasible within large urban rivers, and so there is a need to develop novel methodologies. Artificial structures such as river walls can function as habitat for plant and invertebrate species in urban rivers, and in some cases can be more diverse than remnant habitat. Along the River Thames through central London, plant species richness was found to be significantly higher on river walls than intertidal foreshore, which represents the only remnant habitat for riparian species. Both this survey and other studies have suggested that the physical and environmental characteristics of river walls are likely to influence their capacity to function as ecological habitat, for example, walls composed of more complex construction materials (brick and boulders) being more diverse than simpler structures (concrete and sheet piling). The opportunity exists to use river walls and other artificial structures (e.g., jetties) to improve habitat along urban rivers by installing walls which are designed to be more complex, or by adding modifications to existing walls. Some trial modifications, such as the addition of wall ledges and timber fenders to sheet piling, have been installed at Deptford Creek along the River Thames, and have so far greatly supported the colonization and development of plant communities. The restoration possibilities of such modifications should be considered, and further development and rigorous testing of installations is required in urban rivers to make sound restoration recommendations.     

Incorporating Natural Variability into the Assessment of Ecological Health in Australian Dryland Rivers

Dryland rivers occur over much of Australia’s inland and have some of the most variable patterns of flow in the world. Despite their dominance in terms of Australia’s river types, dryland rivers have not been the focus of the recent increase in research on indicators of river health, mostly owing to their spatial remoteness and relatively low levels of water resource development and human disturbance. Most rivers in arid and semi-arid regions are ephemeral, and only carry significant flows during the wetter months or following infrequent but intense rainfall events. It is not known which, if any, of the existing approaches to river health assessment can be used to accurately assess the health of these large ephemeral rivers. This paper considers why the standard methods for interpreting the currently-used indicators for river health may need to be adapted for variable systems and suggests the use of trends that recognise natural variation in indicator values for undertaking this.     

流域库坝工程开发的生物多样性敏感度分区

流域生态敏感性是流域生态系统遇到干扰时产生生态失衡与生态环境问题的难易程度和可能性大小,生物多样性是其影响最为重要的生态因子。主要考虑物种丰富度、珍稀程度、濒危程度、保护等级和生态系统类型等生物多样性敏感因子,借助GIS强大的空间数据采集和建模分析能力,在专家打分求取敏感因子权重基础上,通过空间模型计算生物多样性敏感度综合得分。基于二级流域综合得分最大值,采用ARCGIS自然间断点法实现敏感度分区,结果表明:极敏感区域主要分布在长江区的岷沱江、金沙江石鼓以下、金沙江石鼓以上、宜宾至宜昌、嘉陵江流域,珠江区的郁江、红柳河和西江流域,西南诸河区的澜沧江、红河和怒江及伊洛瓦底江流域,黄河区的龙羊峡以上流域等,这些区域水生生物特有种和受威胁物种丰度大,国家级自然保护区密集,是陆地生物多样性最丰富的地区。不敏感区域主要分布在松花江区除第二松花江以外流域,西北诸河区的塔里木盆地荒漠、古尔班通古特荒漠、中亚西亚内陆河、塔里木河干流等荒漠区,松花江区低温高寒,具有大森林、大草原、大湿地、大农田和大水域的特点,库坝工程对其生物多样性产生影响的可能性较小,西北诸河的荒漠区生境严酷,生物多样性贫乏,也不具备修建大型水库的条件,生物多样性敏感度也较低。其它区域介于二者之间,因其所处的生态系统类型、物种丰富度、珍稀程度、濒危程度和保护等级不一样,生物多样性敏感度各异。对流域库坝工程产生的生物多样性敏感度进行辨识,可为未来流域水资源合理和适度开发提供科学依据。     

夏季城市河流宽度对绿地温湿效益的影响

城市河流是城市生态系统中重要的组成部分,对城市生态环境的改善发挥着重要作用.利用小尺度定量测定的技术方法,分析了北京市三环至五环附近7条不同宽度城市河流对其旁侧绿地温湿效益的影响.结果表明： 城市河流宽度是影响绿地温湿效应的重要因素.当河流宽度为8 m时,绿地具有一定的增湿效应,但降温效果不明显;当河流宽度为14～33 m时,绿地降温、增湿效果明显;当河流宽度超过40 m时,绿地降温、增湿效果显著且趋于稳定.7条河流旁侧绿地与各自对照间的温、湿度差异均达到显著水平,且显著发挥温湿效益的河流宽度为44 m.河流旁侧绿地夏季温度（x）、湿度（y）关系的回归方程为y=173.191-3.247x,相对湿度每升高1.0%,温度降低约0.3 ℃.     

曝气充氧条件下污染河道氨挥发特性模拟

以污染河道为研究对象,模拟研究污染河道在曝气充氧(底泥曝气,ES组;水曝气,EW组)条件下氨挥发的特性,探讨主要影响因素及其作用过程.研究表明,污染河道水体具有一定氨挥发潜力,在实验室模拟条件下,氨挥发速率平均为2.51mg·m-2·h-1,相当于0.50 kgN· hm-2·d-1;曝气污染河道水体的氨挥发有一定的促进作用,与对照相比(EC组)氨挥发速率和累积氨挥发量存在显著差异(P＜ 0.05);不同曝气方式对氨挥发过程影响不同,氨挥发速率存在显著差异(P＜0.05);至实验结束,EW组的累积挥发量为2809.76 mg/m2,分别是ES组和EC组的1.17和2.25倍;各实验组的氨挥发累积量用一级动力学方程能很好地拟合,根据模型可以预测氨挥发量;同一温度条件下,pH值、铵氮浓度和通气频率是影响氨挥发的主要因素;曝气可以通过增加通气频率和提高水体pH值来促进氨挥发进行;在曝气作用下随着硝化过程的进行对氨挥发有一定的限制作用;曝气条件下,氨挥发作用在硝化过程启动阶段最为明显.     

基于压力-状态-响应和物元可拓模型的城市河流健康评价

城市河流作为人类活动和自然过程相互作用强烈的区域,承受着人类资源开发利用和污染物排放的压力,但近些年来随着对河流健康的重视,针对城市河流实施了大量的生态治理措施。综合考虑人类正负面影响对河流健康状态的影响,进行河流健康状态的评价,对于城市河流的修复效果检验和管理保护具有重要意义。以南京市鼓楼区典型城市河流西北护城河为研究区,根据河流周边土地利用类型、物理形态差异及城市管网分布将其划分为6个河段,考虑人类修复措施对河流健康水平的影响,构建了基于压力-状态-响应(Pressure-State-Response,PSR)模型的城市河流健康评价指标体系,采用物元可拓模型确定了河段健康等级,并根据各等级综合关联度之间的距离判断河流健康水平的发展趋势。结果表明:压力、状态以及响应准则层的权重分别为0.458、0.311、0.231,压力指标为影响城市河流健康水平的主要因素;西北护城河6个河段的健康水平表现出较强的空间异质性,河段A-F的健康等级分别为中等、健康、亚健康、中等、亚病态和病态,流经公园绿地的河段健康水平明显高于流经居民住宅区的河段,河段B、C、D的健康水平有进一步提升的趋势,而河段A、E、F的健康状态则有进一步恶化的趋势,需要进行重点关注。     

The Reference Index Method for the Macrophyte‐BasedAssessment of Rivers – a Contribution to the Implementationof the European Water Framework Directive in Germany

The European Water Framework Directive requires ecological status classification and monitoring of surface and ground waters using biological indicators. To act as a component of the “Macrophytes and Phytobenthos” biological quality element, as demanded by the Directive, a macrophyte‐based assessment system was developed for application in river site types in Germany. Macrophyte abundance data were collected from 262 sites in 202 rivers. Seven biocoenotic river site types were established using differences in characteristic macrophyte communities reflecting ecoregion, channel width, water depth, current velocity, water hardness, and ground water influence. For four of these river site types, a macrophyte assessment system was developed, for the remaining three river site types data were insufficient for developing an assessment system. Ecological status classification of river sites is based on the calculation of a Reference Index value, in some cases supplemented by additional vegetation criteria. The Reference Index quantifies the deviation of species composition and abundance from reference conditions and classifies sites as one of the five possible ecological quality classes specified in the Directive. The assessment of long river stretches with changing river site types along its course is discussed based on an example from the Forstinninger Sempt River, southeast Germany. (© 2005 WILEY‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)     

不同类型人类活动干扰对河岸带外来植物群落的影响——以北京永定河为例

强烈的人类活动对自然生境的扰动促进了外来植物侵入河岸带,但不同类型的人类活动干扰对外来植物的影响有所不同。按照不同人类活动干扰类型设置了山峡段、平原段和城市段,通过比较河段间河岸带外来植物群落特征的差异,探讨不同人类活动干扰类型对河岸带外来植物群落的影响。结果表明:(1)永定河河岸带共有维管束植物27科72属101种,外来植物13科28属29种。外来种比例高达28.7%,其中82.4%的国外外来种来自美洲和亚洲。(2)不同河段间的外来植物群落的物种构成和优势度呈现出显著性差异。外来种比例由山峡段的20.9%,上升至平原段和城市段的30.2%和25.5%;而优势度由12.1%,分别上升至13.4%和17.5%。(3)不同河段间的外来植物群落生活型结构有显著性差异。多年生草本植物在山峡段比例最高,达到66.7%,在平原段和城市段较低,分别为46.2%和30.8%;而一年生草本植物在城市段比例最高,达到69.2%,在平原段和山峡段较低,分别为53.8%和33.3%。(4)平原段属于农业干扰类型,其河岸带外来植物主要以农业类杂草为主,如禾本科的假稻(Leersia japonica)和菊科的钻叶紫菀(Aster subulatu);城市段是城市干扰类型,外来植物中入侵种比例和优势度较高,典型入侵种为反枝苋(Amaranthus retroflexus)和牛筋草(Eleusine indica)等。北京永定河不同河段河岸带外来植物的种类构成特点,反映了河岸带外来植物受快速城市化、农业活动等不同人类活动干扰的影响呈逐渐扩大的趋势。