南水北调中线工程对海河流域鱼类入侵风险分析

海河流域是南水北调中线工程的受水区之一, 为评估中线工程引发海河流域鱼类入侵的风险, 本研究统计了南水北调引水区和受水区海河流域鱼类物种多样性差异, 采用水生生物入侵能力筛查系统(aquatic species invasiveness screening kit, AS-ISK)和外来鱼类入侵风险评估体系筛选引水区有入侵风险的鱼类物种, 并用MaxEnt模型预测有入侵风险的鱼类物种在海河流域的潜在适生区。结果表明, 丁鱥(Tinca tinca)、陈氏新银鱼(Neosalanx tangkahkeii)和大口鲇(Silurus meridionalis)是具有高入侵风险的鱼类, 另有3种鱼类具有中入侵风险, 均需重点监控; 而具入侵风险鱼类的适生区预测结果表明, 海河流域南部的徒骇马颊河水系、海河水系的漳卫南运河以及环渤海地区的河流是极易发生鱼类入侵的水域。因此在海河流域高入侵风险水域应开展持续性的水生生物监测, 针对具有高入侵风险的鱼类应进行早期筛查, 此外在水资源利用和分配上应加强管理, 从源头上杜绝鱼类入侵的发生, 还应尽快开展针对东线工程的鱼类资源调查和入侵风险评估工作。     

海河流域典型河口生态环境需水量

在分析河口生态环境需水量类型及特征的基础上 ,采用水文学、生物学及水力学方法计算了海河流域中海河口、滦河口及漳卫新河口生态系统水循环、生物循环消耗水量及生物栖息地需水量。考虑不同生态功能需水量间的兼容性 ,得到各河口生态环境需水年度总量 ,以保持河口径流时间分布自然性为基础 ,确定了生态环境需水量年内时间分配。结果表明 ,即使不考虑污染物的排放 ,近年来海河口、漳卫新河口实际径流量已无法满足最低等级生态环境需水量 5 .97和 4 .96亿 m3的要求。相应河口生态系统已发生了不可自然恢复的退化。滦河口径流年度总量基本满足生态环境要求 ,其生态保护重点在于保持生态环境需水量年内时间变化的自然状况。通过比较不同河口间生态环境需水量结果 ,认为河口生态环境需水量空间差异性主要源于河口间气候和径流量的不同 ,时间差异性则受到河口地区年内季节间气候变化幅度的影响。保证污染物达标排放基础上 ,保持河口生态系统蒸发消耗、水体盐度需水量及相应年内时间变化的自然性应成为海河流域河口生态环境保护及恢复工作中的基础     

艾比湖流域生态环境演变与人类活动关系初探

艾比湖流域生态环境演变与人类活动关系初探杨云良阎顺贾宝全陈利军（中国科学院新疆地理研究所,乌鲁木齐８３００１１）ＡＰｒｅｌｉｍｉｎａｒｙＳｔｕｄｙｏｎｔｈｅＲｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐＢｅｔｗｅｅｎｔｈｅＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＥｖｏｌｕｔｉｏｎａｎｄ...     

生态环境与汾河水库输沙量的灰色关联分析和预测

汾河水库1960年开始拦洪,设计总库容量为7.2×10~7m~3。它担负着太原市的防洪、工业用水和1.0×10~5ha 的农田灌溉。水库上游包括宁武、静乐、岚县、娄烦四县,总流域面积为5268km~2。年平均降水量450—500mm,其中汛期降水占全年降水量的70—80%。建库前,多年平均输沙量达2.105×10~7m~3,年侵蚀模数     

海河流域生态需水核算

从生态系统角度分析了生态需水内涵和生态需水与生态用水概念的差别。探讨了海河流域自然陆地、河流、湿地、城市 4种生态系统类型生态需水核算方法 ,并对其生态需水量进行了核算。大气降水首先被天然植被利用后形成地表径流 ,才能被人类管理利用来满足经济水量和生态水量需求。从水资源管理来说 ,河流、湿地、城市等生态需水来源于径流性水资源可称为狭义生态需水 ,而包括利用降水性水资源的天然植被生态需水在内的全部生态系统生态需水可认为是广义的生态需水。狭义生态需水是水资源管理及生态需水研究和关注的重心。研究结果表明 :海河流域河流生态需水 31.6 4× 10 8m3,占多年平均天然径流量的 12 % ;湿地生态需水为 34.31× 10 8m3,占 13% ;城市生态需水量 10 .83× 10 8m3,占 4 .1% ,3项合计占径流总量的 2 9.1%。生态需水量是一个动态的值 ,随生态保护目标的提高和经济的发展核算结果必然发生变化 ,维护生态环境质量的状况不同 ,也存在最大、最小生态需水量的阈值问题 ,此类问题需今后进一步研究     

海河流域农田生态系统环境损益分析

根据生态系统服务的内涵,建立了海河流域农田生态系统服务功能评价指标体系,并利用市场价值法、影子工程法和机会成本法等,定量评价了海河流域农田生态系统服务的经济价值和农田环境成本.结果表明：2005年,海河流域农田生态系统环境效益总价值为1802.64亿元;其中,调节功能的价值（794.16亿元）占44.06%,支持功能的价值（1008.48亿元）占55.94%,提供产品和文化功能未进行核算.从不同的功能类型来看,其价值量大小依次为释氧>涵养水源>营养元素循环>土壤保持>废弃物净化>环境净化>固碳>秸秆还田.2005年,海河流域化肥流失和温室气体排放的环境成本较大,为422.93亿元.其中,化肥流失量为427.42×10⁴ t,成本为151.91亿元;产生的温室气体折算为CO₂的量为3599.65×10⁴ t,成本为271.02亿元.     

海河流域生态功能区划

从海河流域自身的特征出发,运用RS、GIS技术,采用定性和定量分析相结合的方法,对海河流域生态功能区进行划分.结果表明:海河流域可划分为5个生态区、24个生态亚区和114个生态功能区;以流域尺度上占主导地位的4项生态功能(水源涵养、水土保持、防风固沙和生物多样性保护)为依据,确定了对海河流域具有重要意义的11个重要生态功能区域.该区划结果明确了对海河流域生态安全具有重要意义的区域,可用于指导海河流域自然资源的有序开发利用和产业的合理布局,为海河流域生态环境保护提供了科学依据,对维护海河流域生态安全具有重要意义.     

寻乌水流域景观格局演变及其生态环境效应

土地利用变化引起的景观格局演变及其生态环境效应研究已成为诸多学者广泛关注的研究热点。为正确认识和评价土地利用变化对景观格局和生态环境的影响,以寻乌水流域为研究对象,选取1995、2005年Landsat5 TM影像和2015年Landsat8 OLI影像进行遥感解译,得到3期的土地利用数据,借助ArcGIS10.2和Frgstats4.2软件,分析土地利用动态变化与景观格局演变特征。同时运用遥感生态指数(RSEI)对寻乌水流域1995—2015年期间生态环境质量时空演变进行评价。结果表明:(1)近20年寻乌水流域园地(增加40.14%)和林地(减少33.91%)面积占比变化幅度最大,水域(减少0.1%)变化幅度最小。土地利用变化单向转换频繁,园地"涨势"和林地"落势"十分明显,整体处于不平衡状态。(2)景观水平上,流域的香农多样性指数(SHDI)、修正Simpon均匀度指数(MSIEI)分别由1995年的0.7083、0.2423上升至2015年的1.114、0.5247,景观聚集度指数(CONTAG)由1995年的72.93下降至2015年的58.13。流域的景观异质性增强,破碎化程...     

海河流域生态功能区划

从海河流域自身的特征出发,运用RS、GIS技术,采用定性和定量分析相结合的方法,对海河流域生态功能区进行划分.结果表明:海河流域可划分为5个生态区、24个生态亚区和114个生态功能区;以流域尺度上占主导地位的4项生态功能(水源涵养、水土保持、防风固沙和生物多样性保护)为依据,确定了对海河流域具有重要意义的11个重要生态功能区域.该区划结果明确了对海河流域生态安全具有重要意义的区域,可用于指导海河流域自然资源的有序开发利用和产业的合理布局,为海河流域生态环境保护提供了科学依据,对维护海河流域生态安全具有重要意义.     

基于陆地-水生态系统耦合的海河流域水生态功能分区

水生态功能分区是针对水生态系统特征的陆地生态系统划分,是为流域水生态管理提供生态背景和基本单元。陆地-水生态系统的耦合是水生态功能分区的核心,但多停留在个别小流域进行理论探讨,大型流域的实际案例较少。针对海河流域独特的气候、地貌、水文和人类活动特征,提出了水生态功能分区的三级指标体系。一级二级区针对气候、地貌、水文背景进行"自上而下"的分区,三级区针对人类活动对水资源、水环境、生境影响,采用"自下而上"的分区方法。最终,海河流域划分了6个一级区、16个二级区和73个三级区。研究充分体现了"以水定陆、以陆控水"的基本原则,以及"自下而上"和"自上而下"分区方法的优点,结果可为海河流域水生态管理提供科学依据,为水资源空间调配与合理利用、产业结构布局与区域协调等服务。     

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。     

南水北调中线水源区弃耕地草本植被演替初步研究

以南水北调中线水源区不同年限的退耕弃荒地为研究对象,分析了其草本植被恢复阶段的群落学特征,用聚类分析和极点排序的方法对各群落类型进行了划分,探讨了其自然演替规律,并对弃耕地植被恢复的一般机理进行了初步探讨。结果表明,草本植被恢复演替过程可明显分为以下几个阶段：荠菜(Capsella bursa—pastoris) 铁苋菜(Acalypha australis) 小白酒草(Conyza canadensis)群落(退耕1年);小白酒草(Conyza canadensis) 灰绿藜(Chenopodium glaucum)群落(退耕2年);艾蒿(Artemisia argyi) 小白酒草(Conyza canadensis) 猪毛蒿(Artemisia scoparia)群落(退耕3～6年);白茅(Imperata cylindrica) 牛尾蒿(Arternisia subdigitata) 野艾蒿(Artemisia lavandulaefolia) 狗尾草(Setaria viridis)群落(退耕7～12年^ )。退耕3年时群落已经趋于稳定,草本植被基本上得到恢复。     

基于MODIS的海河流域生态系统空间格局

以2007年23时相MODIS增强型植被指数为数据源,利用决策树分类方法对海河流域生态系统进行了分类,分析了生态系统空间分布格局及其与地形因子的关系。结果表明：利用MODIS植被指数时间序列数据进行的生态系统分类,精度达到85.6％,Kappa系数为0.82。农田、城市和湿地生态系统分别占流域总面积的53.8%、1.0%和1.3%,主要分布在海拔<200 m的平原;森林生态系统占22.5％,主要分布在500～1000 m的低山;草地生态系统占21.4％,主要分布在1000 m以上的区域。农田、城市和湿地生态系统主要分布在坡度<2°的地区,森林和草地生态系统主要分布在5°～15°的地区。随着坡度增加,农田、湿地和城市生态系统所占比例减小,森林生态系统所占比例增加,草地生态系统所占比例则先增加后减小。     

南水北调中线水源区浮游植物时空分布及其营养状态

2004年3月-2006年5月,在南水北调中线水源区选择4个监测点进行了7次采样,获取了表层浮游植物和水质理化指标数据,采用污水生物系统法、营养状态指数法和单因子评价法综合评价了水源区的营养状态.结果表明:中线水源区浮游植物群落具有明显的时空变异性;浮游植物共有8门67属161种(含变种),硅藻占39%,污染指示种21属24种(含变种),β-中营养型占污染指示种的38%;在检出的浮游植物中未发现水体重污染指示种;水源区叶绿素a质量浓度为0.00425 mg·m-3,营养状态指数为0.0001;除总氮外,其他理化检测指标均符合Ⅰ类水质标准;综合评价水源区处于中营养状态.本研究可为中线水源区长期生态研究数据信息库的建立及库区环境保护政策的制定提供科学依据.     

南水北调前后北京市某区自备井水硝酸盐等卫生指标变化分析

目的:掌握北京市某区南水北调通水前后农村地区自备井水中硝酸盐等主要指标含量及合格率的变化。方法:在某区农村地区5个乡镇设置29个自备井监测点,于2014年-2015年每年枯丰水期对出厂水和末梢水进行监测,监测指标为硝酸盐、氨氮、总硬度、溶解性总固体、耗氧量、pH值、硫酸盐、氯化物、氟化物。以2014年饮水监测结果作为南水北调前自备井水水质的基础数值,将南水北调后自备井水监测结果(2015年)与南水北调通水前(2014年)监测结果进行比较,分析南水北调通水对农村自备井水硝酸盐等指标含量及变化原因。结果:自备井水硝酸盐含量由2014年的39.2 mg/L降低至2015年的35.9 mg/L,同时总硬度含量由621 mg/L降低至581 mg/L,pH由2014年的7.17升高至2015年的7.36,差异均具有统计学意义(P0.05),其他指标含量无明显变化。硝酸盐合格率由2014年的19.7%上升至2015年的33.6%(P0.05),其他指标合格率无明显变化。结论:2015年某区自备井水硝酸盐、总硬度含量下降,地下水水质呈优化现象,与南水北调有一定关联性,长期水质变化及健康影响需继续研究。     

南水北调工程（中段）对汉江中下游流域水环境的影响

The Hanjiang River is the most important tributary ofthe Changjiang River,which has alength of1570km.Theconfluence of the river withthe Yangtze Riveris at Wuhancity.Fromthe Danjiangkoutothe Nianpanshanextendsthemiddle reach of the Hanjiang River,whichis240kmlongand represents a forkriver section,havingtributaries suchas the Bei River,the Nan River,the Tangbai River,andothers.The lower reach extents from Nianpanshan to theestuary,stretching over409km.,This stretchis a curvedriver sectio…     

南水北调中线工程对具入侵性植物传播的潜在影响评估

南水北调中线工程为水源区丹江口库区植物提供了水流这一新的传播途径。筛选了在丹江口库区分布而尚未在工程沿线及受水区分布的植物,利用修正后的杂草风险评估系统(weed risk assessment,WRA)评估这些植物的入侵性,并结合水流传播途径和营养繁殖特征,应用一个附加筛选系统进一步评估了这些植物入侵工程沿线和受水区的能力。结果表明:共有145种水源区库区植物尚未在工程沿线及受水区分布,其中60种(41.4%)植物不具有入侵性,63种(43.4%)植物需要进一步的野外调查或者试验,7种(4.8%)植物具有潜在入侵性,15种(10.3%)植物需要更多的信息才能进行评估。具有潜在入侵性的物种均为水生或者湿生植物,表明该工程的实施将可能对输水沿线及受水区的湿地和水生生态系统产生影响。     

南水北调工程对日本血吸虫中间宿主湖北钉螺(Oncomelania hupensis)分布的影响

中国南水北调工程是缓解北方缺水和生态环境恶化的重大战略性工程.从长江下游引水北上的南水北调东线工程,因其引水口处在有日本血吸虫中间宿主湖北钉螺孳生的江苏省江都市,并且输水干线将穿过我国钉螺分布区及其最北点的宝应县(北纬33°15′)进入钉螺非分布区.为探讨因南水北调将钉螺带到北方钉螺非分布区后,钉螺能否生存与繁殖并形成新有螺区,研究沿工程输水干线在江苏徐州(北纬34°21′)和山东济宁(北纬35°23′)现场设点,采用螺笼放养定量观察法,对北移钉螺生存繁殖力及其子代钉螺的适应性作了为期8a的纵向观察;采用组织学、组织化学、酶组织化学及电镜技术,观察了北移钉螺生殖腺变化.结果:北移钉螺及其子代在徐州存活时间不超过8a,在济宁存活时间不超过1.5a;钉螺北移3～6个月后,其雌、雄生殖腺均呈萎缩状,相关代谢酶和组化成分含量出现异常变化.研究认为,南水北调若将钉螺移至北纬33°15′～34°21′地区,钉螺虽然能存活一定时间,但其繁殖力逐年下降,种群呈逐渐消亡趋势;若移至北纬35°23′以北地区,钉螺则难以存活.因而,随南水北调移至北纬33°15′以北地区的钉螺难以正常生存繁殖形成新的有螺区.