图们江流域河流生态系统健康评价

河流是重要的自然生态系统,也是重要的生态廊道之一,图们江流域河流生态系统的健康状况,对维护跨国界流域的水环境的管理和可持续发展有着重要的意义。基于河流水文、河流形态、河岸带状况、水体理化参数以及河流生物5个层面选取22个指标构建了图们江流域河流生态系统健康评价指标体系,运用层次分析法和加权平均法对其进行了健康评价。评价结果表明,虽然该地区处于"健康"级别,但也有28%的地区处于"亚健康"状态。河流健康综合指数(RHI`)与河流生物指标、水体理化指标、河流形态指标、河岸带指标等4项呈显著相关(P0.05),相关系数依次为0.847、0,757、0.740、0.547。研究结果表明图们江流域水生生物的生存环境遭到严重破坏、水体污染严重,河岸带生态退化、城市化影响严重等一系列影响河流健康的问题。     

区县尺度下的河流生态系统健康评价——以北京房山区为例

伴随郊区城市化的快速发展,高强度人工管控对河流生态系统产生持续胁迫作用,河流生态系统健康受到严重威胁甚至损害。以北京房山区河流水系为例,于2016—2017年在区域内的31处样点进行野外调查。选取河流的水环境功能、防洪效益功能、生态效益功能和支持利用功能4方面16个具体评价指标,并通过层次分析法计算权重,构建区县尺度下的河流生态系统健康评价指标体系,并进行健康状况评价。结果表明:房山区河流的防洪效益功能与生态效益功能中"健康与亚健康"状态比例分别为58.0%与41.9%,而水环境功能与和支持利用功能中"较差与差"状态比例为71.0%与41.9%;河流生态系统健康整体水平较差,勉强满足河流生态系统一般需求。同时,房山区境内的拒马河与小清河的河流生态系统健康状态远优于大石河与永定河。河流生态基流是影响河流生态系统健康的关键因素,适当释放库区截留水量与调配区外清洁水体,已成为恢复房山区河流生态系统健康的前提与基础。     

海峡西岸经济区生态系统健康评价

基于活力、组织结构、恢复力、生态功能、人类健康等区域生态系统健康标准,综合考虑人为压力、响应措施等因素,构建了海峡西岸经济区(海西区)生态系统健康评价指标体系;针对区域生态系统健康的自然特性与人工特性,采用均方差法和层次分析法,确定了各指标权重;运用模糊综合评价法,建立了海西区生态系统健康评价模型.结果表明： 2008年,海西区生态系统健康状态优越,人为压力较轻,区域生态系统健康状况总体较好,但具有显著的空间差异;受固定资产投资、教育经费支出等响应指标的制约,部分地市生态系统健康状况劣于其健康状态.与1992年相比,2000和2008年海西区生态系统健康状况相对较优,驱动要素以经济活力、组织结构、人类健康、人口压力和投资调整等为主;但受建设用地扩张及其引起的自然景观减少、人类干扰增强等制约,2008年海西区生态系统健康状况劣于2000年.     

内蒙古黄土丘陵沟壑区生态系统健康评价

采用指标体系评价法,按自然指标体系,从生态系统活力、组织结构、系统服务功能和土壤健康等方面,以内蒙古黄土丘陵沟壑区为研究对象,分别选择原生植被区、人工恢复治理区、退化未治理区等3个样区,对其生态系统健康状况进行分析和评价,提出了适合于该区域的生态系统健康评价指标体系和权重体系,建立了适合于该区域的生态系统健康评价指数、评价模型和指标分级标准。最后,从自然生态学角度,结合研究区的实际情况,对该区域的生态系统健康恢复途径、生态系统管理和可持续发展策略提出了一些具有针对性的建议和措施,并对生态系统健康评价的进一步研究进行了展望。     

黄河三角洲人工恢复芦苇湿地生态系统健康评价

研究目的是对黄河三角洲人工恢复芦苇湿地生态系统的健康状况进行评价。按照层次分析法的思想,从环境、植物群落和植物生理生化特征等3个方面构建评价指标体系。在专家意见的基础上,确定各个指标的权重,计算生态系统健康指数。通过与自然芦苇湿地对比,对人工恢复芦苇湿地的健康状况进行评价。结果显示:人工恢复芦苇湿地的土壤有机质、全氮和全盐含量、群落盖度、密度和地上生物量等指标显著低于自然芦苇湿地,地表水电导率、叶片的APX、DHAR、MDHAR等酶的活性显著高于自然芦苇湿地,其生态系统健康指数低于自然芦苇湿地。这说明在短时间内,人工恢复芦苇湿地的健康状况和自然芦苇湿地还存在一定差距。恢复时间对生态系统健康评价有重要影响,长时间尺度上监测数据的积累是全面、深入了解生态系统、评价生态系统健康状况所必需的。     

塔里木河流域生态系统健康评价

通过收集2000 年以来塔里木河流域的生态、经济和社会状况资料,分析影响该流域生态系统健康的因素,采用指标体系分析法和专家咨询法,确立塔里木河流域生态系统健康评价指标体系和评价标准,计算得出流域生态健康评价指标权重,并对流域生态健康状况进行了评价.结果表明:塔里木河源流的阿克苏河、叶尔羌河和开都河-孔雀河流域的山区生态系统的健康状态处于"中等"级别,和田河流域的山区生态处于"优"级别;阿克苏河、叶尔羌河和和田河流域的平原绿洲区生态处于"优"级别,开都河-孔雀河流域的平原绿洲区生态处于"中等"级别;四源流的荒漠区生态处于"差"级别;塔里木河干流上游生态处于"优"级别,中游生态处于"中等"级别,下游生态处于"差"级别.评价结果基本与实际相符,说明使用的评价方法是切实可行的.该研究结论将为流域生态环境的综合治理提供科学依据.     

哈尼梯田湿地生态系统健康评价指标体系构建

为了获得梯田湿地生态系统健康评价的指标体系,以云南红河哈尼梯田湿地为例,基于对该湿地维持机制的分析,构建了包括生态特征、功能整合、社会与政治3个方面共20个指标的健康评价指标体系以及各个指标的健康阈值分级表。同时,利用AHP层次分析法确定了各指标的权重,运用综合评价法对梯田湿地生态系统的健康状态进行评价。本研究构建的评价指标体系解决了哈尼梯田湿地生态系统缺乏健康评价指标体系和支持理论的问题,为评价该类型湿地生态系统的健康状态提供指导方法,能够依据其评价结果为后续湿地健康质量的提升及湿地的可持续利用发展提出改进策略。     

基于GA-BP优化模型的中小河流健康评价研究

河流健康评价是河流生态修复的前提和依据,但目前中小河流还缺乏相应的评价标准。为客观评估中小河流健康状况,以桥边河为例,构建了河流水生生物、水环境、水文、形态、社会服务功能5个要素17个指标的健康评价体系,利用遗传算法（GA）优化BP神经网络方法建立GA-BP模型确定其指标权重,采用赋分法进行评价。GA-BP模型输出结果显示,指标权重中水环境指标赋值最大,其次是河流水文指标>河流水生生物指标>河流形态指标>河流社会服务功能指标。通过建立的评价体系对桥边河进行评价,结果表明有3个点健康等级评价为Ⅰ级,3个点评价为Ⅱ级,2个点评价为Ⅲ级。总体来看,桥边河流域基本处于健康状态,上游健康状况明显优于下游,从上游到下游越靠近河口位置,河流的健康状况越差。     

水利工程对河流生态系统服务功能的影响评价方法初探

通过分析水利工程对河流生态系统服务功能的影响,建立了评价指标体系和定量化的评价方法．评价指标体系包括建立评价指标的原则、对河流生态系统服务功能的分类和指标确定等．本文将河流生态系统的服务功能分为四类即供水及与供水量相关的航运和水电功能、生态支持功能、调节控制功能和文化美学功能．依据不同的功能类型,应用以前的研究成果,针对水利工程产生的生态效应如生物多样性的变化和河流净化功能的变化,确定了不同的调度指标,并建立了相应的数量化评价方法,主要包括指效法和BOD-DO模型方法,这些方法特有助于对水利工程的生态环境效应进行深入的分析与评价。     

河流生态系统健康研究现状与展望——基于文献计量研究

河流生态系统健康是生态系统服务供给和流域可持续发展的基础,亟需从其内涵、影响、评价等方面进行系统归纳。运用文献计量梳理国内外文献,归纳了河流生态系统健康在河流自身、人类需求、管理目标3个方面的内涵;并从人类活动、土地利用、河流生境、水质、水量、气候变化等几个方面归纳了影响河流生态系统健康的主要因素和机理;明确了现有的河流生态系统健康评价方法,包括指示生物法、综合指标法、数学模型法等,总结了它们的优缺点和适用范围。最后,从河流生态系统健康的概念内涵、评价指标和水陆耦合等方面提出了存在的问题,建议进行流域整体的河流生态系统健康评价、跨区域的综合评价对比、多学科评价指标、河流廊道等几个方面的深入研究。     

汉江中下游水生植物群落及演替

水生植物是河流生态系统的重要组成部分, 研究河流水生植物群落组成及演替对于河流生态系统健康诊断具有重要意义。该研究采用野外生态学研究方法, 于2013年9月和2014年6月2次对汉江中下游12个典型代表性江段的水生植物群落的组成、分布和生物量等进行调查。调查结果表明, 现阶段汉江中下游的主要水生植物共有69种, 隶属28科49属, 其中优势种主要是穿叶眼子菜(Potamogeton perfoliatus)、竹叶眼子菜(P. malaianus)、芦苇(Phragmites australis)、南荻(Triarrhena lutarioriparia)和喜旱莲子草(Alternanthera philoxeroides)等。结合早期的研究表明, 汉江中游江段沉水植物优势群落变化明显; 下游则呈现出由沉水植物群落向挺水植物群落演替的格局。挖沙和污染等人类干扰以及水位波动、河流底质和植物繁殖策略等自然因素可能是导致汉江中下游水生植物优势种变化和群落演替的主要因素。该研究结果可为汉江中下游的水生植物多样性保护和生态修复提供科学依据。     

“拉开档次”法的改进及其在河流生态健康评价中的应用

针对“拉开档次”法在进行综合评价过程中不能较好反映评价者主观信息的缺点,并考虑到影响河流生态系统健康的因素具有多层次、不确定和属性复杂等特点,对”拉开档次”法进行改进,并运用改进的”拉开档次”法对流经北京和天津的北运河上、中、下游各区段进行生态健康综合评价.结果表明,北运河上、中、下游各区段生态系统健康评价值分别为0.539、0.521、0.546,生态状况均处于亚健康状态;河流水环境状况对北运河生态系统健康影响程度最大.运用改进后的“拉开档次”法进行河流生态系统健康评价,既兼顾了评价者的主观判断,又包含了数据本身的客观信息,评价过程透明,评价结果科学、合理、客观、可靠,可为河流综合治理提供技术支持和基础依据.     

北京市白河和潮河流域生态健康评价

选取北京市重要的饮用水源密云水库上游白河和潮河流域,结合北京山区流域生态现状,构建了涵盖水域生境结构、水生生物、生态压力和陆域生态格局与功能、生态压力5大类13项指标的评价指标体系,开展了流域生态健康评价。结果表明白河和潮河流域的健康状态整体处于良好等级,但水生生物和陆域生态格局状况相对较差。14个子流域的健康状况差异并不显著,琉璃河、白河下段、汤河上游的健康状况相对较好,潮河中下段和小汤河的健康状况相对较差。流域内不合理的畜禽养殖、岸边带种植及民俗旅游是导致流域生态健康退化的主要原因,建议加强污染负荷排放的控制和监管涉水活动对水生生境的干扰以改善流域健康状况,并重点关注可指示水生态系统早期退化的生物指数,以实现可持续性和适应性的流域管理,保障密云水库的水生态安全。     

跨流域调水背景下汉江流域洋县段的鱼类多样性及资源现状

汉江是南水北调中线工程和引汉济渭等跨流域调水工程重要的水源区, 了解其鱼类多样性的现状及变化对于水生态保护尤为重要。作者于2016-2017年间对汉江洋县段干流与6条主要支流的鱼类多样性组成进行了两次调查, 以Margalef丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数和Jaccard相似性系数对洋县境内7条河流进行评估, 同时通过相对重要性指数(index of relative importance,IRI)判定优势种, 利用鱼类丰度生物量(abundance biomass comparison, ABC)曲线分析鱼类受干扰情况。结合历史记录, 调查区域内共分布有土著鱼类76种, 隶属于6目14科57属, 以鲤形目鲤科和鲇形目鲿科鱼类为主, 分别占土著鱼类总数的57.89%和11.84%; 珍稀濒危鱼类共计5种, 包括3种国家级保护水生野生动物。鱼类多样性分析结果显示汉江干流的丰富度指数和多样性指数显著高于6条支流。7条河流的IRI指数显示优势种为宽鳍鱲(Zacco platypus)。ABC曲线显示目前调查区域内鱼类小型化现象明显、鱼类受到较严重干扰。水利水电工程建设对于调查区域鱼类多样性影响最大, 干流大型水库(大坝)通过改变原有流水生境、阻断河流纵向连通性、淹没重要鱼类产卵场等对鱼类多样性和群落组成产生不利影响; 支流引水式的中小型电站造成下游河段减、脱水而使河道发生断流以及生境破碎化, 从而威胁土著鱼类的生存。在跨流域调水过程中, 应重视不同水系鱼类引入的潜在生态风险。对引汉济渭工程的水源区鱼类多样性现状的调查, 有助于未来跨流域调水过程中鱼类变化的动态监测和外来物种的预警。     

拉萨河河流健康评价指标体系构建及应用

为全面反映拉萨河干流生态环境现状,基于拉萨河特征和国内外研究构建了包含水文、水质、生物、生境、服务功能5个要素12个指标的河流健康评价指标体系,提出了赋值标准,并在拉萨干流进行了应用。评价所用数据来自资料收集、文献调研、现场监测和调查。评价结果显示拉萨河干流整体处于较为健康状态,且上游健康状况优于中下游。上游河段枯水期水质达到I类水功能区水质目标,丰水期氨氮含量未达到I类水功能区水质目标,总达标率为50%,赋50分,其余指标赋值大于75分;中游河段受水电站运行和灌溉引水影响,流量过程变异程度、河流连通阻隔状况、大型底栖无脊椎动物科级耐污指数赋值较低,分别为0分、25分和45分,生态基流保障度、外来鱼类入侵率、河道稳定性指标较上游变差,赋值在50—75分之间,其余指标赋值大于75分;下游河段流量过程变异程度、外来鱼类入侵情况赋值为0分,河流连通阻隔状况与中游相同为25分,大型底栖无脊椎动物科级耐污指数赋45分,河道稳定性赋68分,其余指标赋值大于75分。从河流健康角度分析,未来拉萨河流域管理应重点关注上游湿地面源问题、中下游水利水电工程的综合效应、人类聚集区鱼类入侵等问题。     

基于SWAT模型的汾河流域生态补水研究

随着人类对于河流的开发利用日益增强,显著改变了河流的天然径流过程,生态供水不足成为流域生态系统健康的重要制约因素。以山西省汾河流域为研究区,基于天然和实测径流数据,利用SWAT模型分别模拟了流域近30年天然径流和近10年跨流域调水情况下现状径流过程,并在此基础上对流域各河道生态流量及现状径流量进行时空量化,探讨了不同生态流量标准下生态缺水量在时间和空间上的变化情况。研究结果表明：(1)汾河流域各河道生态流量时空差异明显,汛期(0.50—18.80m~3/s)河道生态流量需求显著高于非汛期(0.05—1.81m~3/s),总体分布特征为中下游干流远高于上游支流;(2)在Tennant法的不同生态流量标准下,汾河流域非汛期生态流量保障情况整体优于汛期,高频缺水区主要分布在支流,呈上下游分散分布;(3)在中等级生态流量标准下,流域约84%的区域能保障基本生态流量需求,关键缺水区为岚河、潇河、浮山县及浍河地区;(4)建议流域生态补水在时间上侧重汛期补水,空间上侧重高频缺水地区,基于流域生态缺水量时空分布特征分配跨流域调水资源,提高水资源利用效率。研究从时空上量化了跨流域调水工程实施后流域生态流...     

基于能值分析的我国小水电生态影响研究

如何系统定量地评价小水电开发过程所引起的景观变化、河流局部断流等生态影响,是平息争议、进行合理规划与开发小水电前提之一。运用能值分析方法,以贵州省赤水市观音岩水电站为例,将小水电建设、运行的资源投入,以及河道中水流的时空改变所导致生态服务功能的损失纳入核算体系,对其生态影响进行综合定量评估。从2010年的实际结果来看,由于河流断流,导致水坝下游生态系统服务功能的能值损失为2.77×1018sej,占到了系统建设运行总投入的44.84%,其中重点保护鱼种在影响河段的生境破坏是最大的能值损失。若不考虑下游生态系统服务功能损失,系统的环境负载率为1.92,可持续性指标为1.22;而考虑下游生态影响之后,系统环境负载率增大至4.26,可持续性指标减小为0.34。研究表明,小水电的开发必须遵循适度开发、规划优先,保障河流最基本的生态需水底线,是协调小水电开发和河流健康矛盾、追求小水电持续发展的刚性要求。     

河流岸带湿地沉积物重金属分布对植被物种多样性和底栖动物群落特征的影响

河流岸带湿地栖息地完整性对河流水环境、水生态和水文的安全与健康具有重要意义,为探究河流岸带湿地表层沉积物重金属分布特征及其对植被和底栖动物的影响,对滦河干流上中下游河段表层沉积物、植物群落和底栖动物调查分析,采用生物毒性效应系数法和综合潜在生态风险指数法评价沉积物重金属污染特征,采用植被物种多样性指数和底栖动物完整性指数评价滦河植物和底栖动物群落特征,探究岸带湿地沉积物重金属空间分布与植被及底栖动物群落特征之间关系。结果表明,滦河表层沉积物总体呈清洁水平,但不同河段重金属空间分布差异较大,下游重金属生态危害系数和潜在生态风险指数高于上中游。湿地物种调查共识别维管束植物219种,大型无脊椎底栖动物105种,综合评价结果表明下游植物群落物种多样性和底栖动物群落完整性低于上中游。滦河下游岸带湿地沉积物重金属对生物群落具有生物毒性和潜在的生态风险,降低了植被物种多样性和底栖动物群落完整性。大型底栖动物完整性指数能够综合反映底栖动物群落结构特征变化,对河岸带湿地生态健康评价和监测具有重要意义。     

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。