河流山区段水生态安全评估——以太子河为例

河流山区段上游地区的水生态状况直接影响着流域整个水系生态系统的安全.本研究以生态安全评估模型PSFR(压力-状态-功能-响应,Pressure-State-Function-Response)框架为基础,选取辽宁太子河上游山区段为研究区域,结合太子河流域山区段河流的特征,构建了包括4个方案层、11个要素层和23个指标层的评估指标体系,从水生态压力、水生态状态、生态功能和社会响应4个方面,对太子河流域山区段进行河流生态安全评估.评估结果显示,在5种安全等级标准下,研究区内35个子流域的水生态安全状态有3种:不安全状态、基本安全状态和较安全状态,未出现极不安全和非常安全状态.其中,处于不安全状态的子流域有9个,比例为25.7%;处于基本安全状态的子流域有22个,占总流域的62.9%;处于较安全状态的子流域有4个,只占11.4%.表明太子河流域山区段水生态安全的主要压力来自于农业活动.流域栖息地环境质量下降、水质恶化及生境面积的衰退,导致河流生态系统的生态功能受损,河流水体内珍稀和特有物种减少、生物多样性降低,从而威胁河流生态系统的完整性,影响整体水生态安全.本研究结果能诊断流域内影响河流水生态安全的主要因子,为河流生态修复提供科学决策依据.     

整治国土 造福于民——论长江流域水土流失的严重性

一、前言中国林学会在国家农委的支持下,于1981年组成一个有水土保持、林业、水利、土壤、地理、社会经济等工作者的考察组,对长江流域一些重点水土流失区进行了考察。长江本是一条得天独厚的河流,上游山区林业、水力和矿藏资源非常丰富;中下游平原区为我国主要农业区。长江流域面积虽仅占全国面积的五分之一,而耕地却占全国的四分之一,所产的粮食、棉花分别占全国的40%与     

山区茶园“生产-生态-生活”耦合及其技术对策

通过下乡调研,总结并分析福建省山区茶园成功的经验与面临的挑战;主要针对山地茶园存在水土流失与茶园经营单一及生产质量有待提高等突出问题,结合红壤山地生态复合茶园的研究成果,提出了新时期发展山区"生产-生态-生活"耦合茶园(简称"三生")的总体思路,阐述了"三生"耦合茶园的理论内涵,其是按照生态经济学的原理,通过茶园系统内部各结构要素的优化组合,促进其在时序有效链接、空间合理布局和生产生态匹配中产生正向联系和优势叠加作用,实现山区茶园生产、生态、生活功能的影响挖掘与充分利用,形成山区茶园整体性的耗散结构与有序性耦合链接的特定农业开发系统。从科学开垦与水肥调控工程、水土保持与立体种养工程、生态恢复与地力保育工程、水分涵养与茶园景观工程、绿化环节与茶旅结合工程、多样发展与康悦养生工程等6个方面总结提出了"三生"耦合茶园模式构建要素与技术实施要点。通过定位试验的能值分析表明,"三生"茶园能值自给率比常规茶园提高36.31%,可持续发展指数是传统茶园的2.68倍,说明在生产效率和和可持续发展方面"三生"茶园模式均优于常规茶园。结合福建茶业绿色振兴实际,提出了发展"三生"耦合茶园的技术与管理对策,以期为茶业企业与家庭农场在绿色发展过程提供参考及其借鉴。     

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.     

西南山区人口空间重组及其对植被的影响——以河流沿线为例

随着城市化的快速推进,山区人口迁出及空间重组成为影响中国山区人地关系的重要因素,这可能对山区植被恢复和生态改善产生巨大影响。基于人口空间数据、河流分布数据和MODIS数据,本文分析了河流沿线人口空间重组情况,以生长季EVI值为表征植被绿度的指标,采用基于像元的趋势分析方法和基于样本的相关分析模型,对2000—2010年间中国西南山区不同级别河流沿线的人口空间变化和植被变化作了系统性分析,并定量研究了人口空间重组与植被变化之间的关系。结果表明:(1)三级及以上河流出现人口往河流沿线聚集的趋势,人口在河流的影响区聚集程度大于对比区。其中,一级和二级河流沿线影响区人口密度增加量比对比区分别高75.9%和42.1%。(2)三级及以上各河流沿线影响区和对比区EVI均呈现出增加的趋势,且影响区增加趋势低于对比区。(3)植被EVI变化趋势与人口密度变化呈负相关关系,河流沿线人口密度增加不利于植被的恢复;河流级别越高,植被EVI变化趋势与人口密度变化的相关性越强。     

贵州河流冬季水鸟组成、分布及多样性初步分析

2010年11¹2月采用样线调查法对贵州山区11条主要河流分布的水鸟进行了生态学研究,内容包括水鸟种类组成、分布、多样性、密度以及种间关联分析。结果表明:贵州山区河流分布的常见水鸟共有17种,隶属7目8科。水鸟多样性明显低于湿地等典型生境,多样性分布不均匀,物种关联不显著。开展河流鸟类生态学研究,不仅是对当前鸟类生态学研究内容的重要补充,更具有突出应用意义。     

海河流域水体沉积物碳、氮、磷分布与污染评价

从全流域尺度上研究海河流域水体沉积物碳、氮、磷元素含量与分布特征,对研究海河流域水环境污染现状具有重要意义.本研究采集海河流域河流与水库163个表层沉积物(0～10 cm)样品,测定沉积物有机碳(TOC)、总氮(TN)、总磷(TP)的含量,运用有机指数与有机氮方法评价沉积物污染状况.结果表明: 海河流域沉积物TOC、TN、TP含量具有较大的空间异质性,下游平原区明显高于山区,北四河下游平原、黑龙港及运东平原含量较高,永定河山区、北三河山区、滦河流域含量相对较低,河流沉积物TOC含量显著高于水库沉积物,而TN、TP含量与水库沉积物没有显著差异.TN与TOC、TP含量呈显著正相关(r=0.704,P<0.01;r=0.250,P<0.01).全流域有机指数总体属于“较清洁”水平,北四河下游平原总体已接近有机污染水平.全流域有机氮总体处在“尚清洁”水平,北四河下游平原、黑龙港及运东平原流域存在有机氮污染.海河流域河流、水库沉积物具有相似的污染强度.沉积物C/N平均值为12.71,表明TOC多来源于藻类等浮游动植物,其次是高等植物,水库C/N值比河流高,陆源物质输入对水库沉积物TOC的贡献比对河流大.     

太湖流域宜兴片河流生境质量评价

建立包含河道生境、河岸生境和滨岸带生境3方面共10项的河流生境质量评价指标体系,对太湖流域宜兴片42个样点进行生境评价及空间差异比较,分析不同土地利用类型下河流生境各参数的差异性,探讨河流生境质量指数与富营养化综合指数的相关关系。结果表明:河流生境质量指数分值介于29～79,31.0%样点生境质量处于较差和很差等级,57.1%样点为一般等级,表明整体上生境退化明显;南部丘陵山区河流的生境质量状况好于广大的平原河网区;不同土地利用类型下河流生境质量差异显著,林地区域的生境质量明显好于耕地和建设用地;河流生境质量指数与富营养化综合指数显著负相关,说明水质状况对河流生境质量具有较大贡献。     

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。     

半干旱黄土高原集水高效旱地农业的发展

黄土高原半干旱区传统水土保持型农业的发展已有数十年的历程,已基本趋于成熟,但对水肥热的菌控能力很低,难于发展高附加值作物生产,因此生产效益低下,难以走上良性怅的轨道,不能解决目前遇到的实际问题,通过近几年来的探索,认为,在不上保持农业的基础上,进一步发展雨养农业最有效的途径不是人工富集天然降水,将富集的降水用于农业生产,可以大大大提高降水的利用效率和生产效益,这就是集水农业,是今后半干旱区雨养农业     

森林与山区生态系统及其生产的关系

山地生态系统是以山地自然生态条件和生物总体构成的功能单位。这一生态系统影响和制约着山区的农、林、牧、副、渔各业的生产。开发山区和发展山区生产,必须首先研究山区生态系统的特征及其与各项生产的关系。本文以河南山区生态系统为基础,进行分析和讨论。一、河南山地生态系统概况河南位于我国中东部,北纬31°23′—36°22′,东经110°21′—116°39′。自北向南有太行山、伏牛山、桐柏山和大别山。山地、丘陵面积共7.5万平方公里,占全省总面积的44.3%,太行山和伏牛山北坡属暖温带,桐     

河流生境的评估方法及应用的研究进展

河流生境是水生生物赖以生存的物理、化学和生物环境的综合体, 是河流生态系统的重要组成部分。河流生境评价有助于掌握河流的生态健康状况, 识别河流退化的原因, 为河流的生态修复提供依据。文章梳理总结了20世纪80年代至2018年文献中报道的全球范围内河流生境评估的方法, 然后根据每种方法的侧重点和目标, 将它们分为预测模型法和多指标综合评估法两种类型, 并比较了它们各自的优势和不足。预测模型法适于长期的生境动态监测, 但该方法需要以自然无干扰的河流为参照, 并且需要大量历史数据, 统一评估不易实现; 多指标综合评估法评估相对快速方便, 但评估过程复杂, 且评价标准不一, 结果有一定的局限性。这些方法的适用范围从中小型的可涉水河流到较大的不可涉水河流, 但适用于大型不可涉水河流的生境评估方法和案例非常有限。通过分类整理, 发现我国河流生境评估方法多是参考国外几种常用的河流评估方法, 种类单一, 而且多是针对个别河流, 并且未对这些河流所在的流域的生境状况进行深入研究, 广适性较差。因此, 文章从以下几个方面对我国河流生境评估体系的发展提出几点建议: (1)确定科学和标准化的评分指标, 因地制宜, 以满足不同河流特征; (2)扩大评估范围, 从流域和景观尺度开展生境监测, 关注全流域的健康状况; (3)扩大时间尺度, 建立模型, 进行长期的动态评估; (4)鼓励政府宏观规划, 促进不同管理部门间的合作, 整合不同地区的河流生境数据并建立国家尺度的河流生境大数据库, 以实现我国河流生态健康的维护和流域的可持续发展。     

西南山区生态保护红线划定方法优化—基于生态地质环境脆弱性评估

生态系统服务功能重要性评估及生态环境敏感性评估是划定生态保护红线的基本方法。以生态系统敏感性及服务功能为核心的红线划定指标体系,未能准确反映山地复杂地质环境对生态环境的影响,使得生态红线划定缺乏地质-地理过程的支撑。以地质环境与地理环境互馈为基础,构建西南山区生态地质环境脆弱性评估指标体系,以我国典型山区四川省为研究区,通过将脆弱性格局与基本方法划定的生态保护红线叠置分析,提出了基于"生态地质环境共同体"理念的山区生态保护红线划定优化方法。结果表明：生态保护红线与脆弱性评估格局基本一致,面积有差异;生态保护红线划定方法充分刻画生态系统保护格局,脆弱性格局更好反映国土空间开发保护状况,山区地质与地理过程是塑造生态红线分布格局的关键影响因素,基于生态地质环境脆弱性评估视角的2种优化方案,集中、全面反映生态系统优先保护及国土空间开发保护格局,但应合理预留人类聚居空间及生产空间。     

古脊椎动物的埋藏和寻找

脊椎动物化石的寻找寻找脊椎动物化石,因不同门类埋藏的地理位置和岩层的性质各不相同,寻找方法也就不同。总的说来,古生代的鱼类、中生代的爬行类和鱼类多产于山区,由于它们形成的时间很早(6500万年以前),地壳不停地运动,逐渐把这些过去是海或湖里形成的岩层抬高,构成较高的山峰。第三纪的哺乳类多产于丘陵地带;而第四纪的哺乳类则产于盆地的边缘、河流两岸的阶地、古湖滨以及山区的洞穴中。不同的颜色和岩性,有着不同的化石,这是因     

水土保持技术对农业产业-资源系统的耦合路径分析

水土保持技术通过对农业产业-资源系统的作用过程影响系统的耦合效果,这一过程及效果成为农户选择水土保持技术的关键点。为此,运用结构方程模型,以典型流域—县南沟流域为对象,通过对2017年130户农户调研资料的分析,揭示其作用过程和耦合路径,结果表明:水土保持技术与生态环境、农业资源、农业产业形成了一个新的耦合系统,水土保持技术对生态环境的改良和农业资源量的增加具有促进作用,对农业产业的发展具有抑制作用。但其(现阶段)作用强度较弱,(水土保持技术对三者的路径系数分别为0.13、0.08、-0.02);这是由于县南沟流域基本完成了规模化治理,故水土保持技术对农业产业-资源系统的影响的弱强度是基于水土流失治理及治理措施有效发挥基础之上的弱强度,同时隐含了现有的水土保持技术体系已不能完全满足新时代背景下生态文明建设与经济发展的需求,需要围绕水土保持内涵经营过程,以生态功能的提升为主线,筛选、集成、研发水土保持技术,形成可适化水土保持技术体系。     

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。     

挠力河流域河流的B-IBI评价

挠力河流域是中国东北三江平原地区重要的商品粮基地之一.选择挠力河流域干支流6个河段21个样点,2007年7月进行河流大型无脊椎动物样本的采集和鉴定,并分别采用3分法和比值法进行了河流大型无脊椎动物完整性指数(简称B-IBI)计算与评价.结果显示,使用两种方法得出的评价结果基本一致,且与水质、生境质量评价结果呈显著正相关关系.研究表明,挠力河流域河流生物完整性总体良好,个别样点较差.全流域属于无干扰和轻度干扰的样点占71.4%,中度干扰的样点占23.8%,重度干扰的仅占4.8%.得分较高的样点多处于挠力河支流或干流上游的山区,人类活动较少,河流周围为茂密的森林植被;分值较低的样点主要位于支流下游或干流中游,均临近居民点,水体质量较差,河岸人类活动密集,植被覆盖度低,土地开发利用强烈等特征.这表明,河流B-IBI受到河岸土地覆被和土地利用(LULC)的重要影响.     

无定河流域不同地貌区径流变化归因分析

分析了无定河流域干流与其支流(黄土丘陵区的大理河和风沙区的海流兔河)的年径流变化(1960—2012)及其成因,并预测了其径流的变化趋势。结果表明:无定河及其不同地貌区支流海流兔河和大理河流域1960—2012年径流量均显著下降,但年降水量未发生显著变化;无定河和海流兔河流域年蒸散量未发生显著变化,仅大理河流域年蒸散量在1990s年代后期显著增加。无定河流域径流变化突变点发生在1979年和1996年,海流兔河流域径流变化突变点在1971年和1990年,而大理河流域径流突变点发生在1971年。人类活动对大理河流域1972—2012年径流减少的贡献大约占50%,对海流兔河流域1972—1990年和1991—2012年两个时期径流减少的贡献率分别为44.4%和82.4%。未来,无定河及其支流年径流量均呈持续下降趋势。归因分析表明大规模的水土保持治理措施减少了大理河流域侵蚀产沙量的同时,也在一定程度上减少了大理河流域的径流量,而过度的农田灌溉引水是海流兔河径流量下降的主要原因。因此,未来在大理河流域要优化现有植被建设布局,减少流域蒸散发,减缓径流下降;在海流兔河流域要进一步退耕还林(草),适当控制农田灌溉面积,提高灌溉用水效率,在减少灌溉用水的同时提高流域水源涵养能力。     

野生经济植物与水土保持

目前我国人均占有的水、土资源少的情况下,既加强水土保持,恢复原有的生态系统,又为山区经济发展创造条件,以达到人与自然的和谐发展的工作中,野生经济植物资源的合理利用有着特别重要的作用。第一,许多好的经济植物是当地的乡土植物,适应当地的气候、土壤条件,稍加人工抚育即可成活、生长和取得较好的效益。第二,实行谁种植、谁管理、谁受益的制度,管理的投入可以从收入中提取,以减少国家对水土流失治理的投入。第三,发展优良的经济植物,也给全社会增加吃、穿、用的各种物质资源,有些可以出口创汇,增加国家财富积累。发展山区野生经济植物,对治理水土流失和增加农民收入都有重要的现实意义。     

广州流溪河氮磷浓度的季节变化和空间分布特征

广州市流溪河横跨北回归线,是典型的热带-亚热带过渡区河流。为了解该河流的营养盐分布特征,设置了20个采样点,于2015年2月至2017年2月进行季节性采样,共开展了8次水质监测,利用多元统计方法分析了主要营养盐(氮和磷)的季节动态和空间分布,并探讨影响营养盐时空分布的主要因素。结果表明:TN和TP的浓度范围分别为0.29~11.88 mg·L~(-1)与0.01~0.59 mg·L~(-1),TN浓度枯水期高于丰水期,总体上受降雨量的调节和河水稀释效应的影响; TP浓度丰水期高于枯水期,总体上受降雨量的调节及外源输入的影响; TN与TP在枯水期具有相似的季节变化特征,而在丰水期季节变化特征差异大;NO_3~--N和TN浓度的空间变化趋势相似,分为三个区段:流溪河水库上游的中值区河段,流溪河水库下游到街口大桥处的低值区河段和街口大桥下游的高值区河段,流溪河上游的两座大型水库对营养盐的滞留是导致其空间差异的主要因素之一; NH_4~+-N和TP浓度沿流域上游至下游总体上呈上升的趋势;三级河流氮和磷浓度显著高于一级河流和二级河流,河流氮、磷浓度与土地利用类型显著相关,建筑用地、裸露地和耕地所占比例的扩大会增加水体中TP、NH_4~+-N和NO_3~--N的浓度,而增加林地面积有助于水土保持和减少水体中氮、磷浓度。因此,上游水库的调节和下游城镇地区增加林地面积等方式对改善流溪河水质具有积极作用。