长江中游浅水湖泊生物完整性时空变化

介绍了采用 Karr提出、经 Fausch等修订后的生物完整性指数 (IBI)进行水环境质量评价的原理和概念 ,并根据长江中游鱼类种类组成特征、可获得数据的类型和资料的性质 ,初步建立了适合长江中游浅水湖泊的 IBI体系。同时 ,以基本保持了长江中游浅水湖泊自然属性的五湖 1978年的调查数据为参照 ,选择长江中游不同类型的浅水湖泊进行了生物完整性时空变化的比较研究。结果表明 :以洪湖为例进行纵向比较 ,在 196 4、1981、1993年和 1998年等 4个不同的年代 ,其生物完整性呈逐步下降的趋势 ;以 2 0世纪 90年代初期的资料进行横向比较 ,三湖连江水库和保安湖的生物完整性表现为一般 ,洪湖为差 ,东湖则很差。上述湖泊所呈现的生物完整性的时空变化趋势与其它相关研究所反映的湖泊水环境质量互为补充验证 ,可以为湖泊管理、持续发展和利用以及水环境保护提供更为充分的科学依据     

长江中下游湖泊水生植被调查方法

我国湖泊成因多种多样,不同成因湖泊水生植被调查方法不尽相同。文中总结了前人的研究成果,从湖泊水生植被的描述与分析、取样技术等方面提出了长江中下游湖泊水生植被调查方法。     

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。     

长江源区生态系统完整性测量与评价

生态系统完整性概念正在逐步成为公共环境政策和决策的基础,许多区域生态系统管理的规划和政策都将生态系统完整性作为目标和原则.本文建立了长江源区多尺度生态系统框架,依照生态系统完整性的定义,发展了长江源区生态系统完整性评价的指标体系,对源区进行了生态系统完整性的测量和评价.根据完整性的评价结果,将长江源区划分为生态良好区、生态脆弱区和优先生态恢复区.     

长江中下游湖群大型底栖动物群落结构及影响因素

长江中下游地区是我国淡水湖泊分布最为密集的区域,其中面积大于10 km²的湖泊总面积占相同级别中国淡水湖泊总面积的51.3%。目前对本地区湖泊大型底栖动物研究主要是关于单个湖泊或几个湖泊之间的比较,将区域内湖泊作为一个整体来分析的研究较少。为揭示现阶段长江中下游浅水湖泊底栖动物群落现状及其主要影响因素,于2008年和2009年夏季对本地区5个湖群69个湖泊大型底栖动物和水化学进行了调查,并分析区域过程和局域环境条件在决定该地区底栖群落结构中的相对重要性。结果表明水体矿化度、电导率及氮磷指标在不同湖群间具有显著差异,而高锰酸盐指数、叶绿素a及营养状态指数无显著差异。密度方面,以寡毛类和摇蚊幼虫为优势类群的湖泊共46个,占总数量的66.7%,以螺类为优势类群之一的湖泊16个,占总数量的23.2%;生物量方面,以螺类为优势的湖泊数量最多(33个),占总数量的46.4%,但以寡毛类和摇蚊幼虫占优势的湖泊亦有27个,占总数量的39.1%,双壳类仅在9个湖泊占据优势。典范对应分析结果表明该地区底栖动物群落结构是局域环境条件和区域过程共同作用的结果,两类因子共解释了33.9%的底栖动物群落变异,其中局域环境因子占被解释量的48.1%,空间变量占35.4%。空间变量较高的解释量表明对整个长江中下游地区湖泊而言,区域过程对底栖动物的分布也起着非常重要的作用。     

长江中下游湖泊软体动物的多样性及分布现状

长江中下游流域是我国淡水贝类多样性最为集中的地区,然而由于人类活动的影响,淡水贝类已成为高度濒危的类群。为有效保护淡水贝类的多样性,我们于2003年6月-2005年5月对长江中下游流域13个水体软体动物的多样性及分布进行了调查。共采集到软体动物69种(中国特有种42种),隶属于腹足类9科14属29种和瓣鳃类5科17属40种。其中,蚌科和田螺科是种类数最多的两个科,分别占总种类数的50.7%和14.5%。不同类型湖泊软体动物种类数的差别较大。通江湖泊所占种类数相对丰富,尤其是适应流水的种类,如河螺属、短沟蜷属及蚌科的种类。大型通江湖泊鄱阳湖和洞庭湖软体动物的种类数和特有种数分别66种和40种,分别占总种类数和总特有种数的95.7%和95.2%。阻隔水体所占种类数相对较少,种类数为4-19种。与历史资料相比,长江中下游湖泊软体动物的种类数和特有种数均减少50%左右,且多数种类的分布范围也明显缩小。造成贝类资源衰退的可能原因主要是江湖阻隔所引起的整个江湖复合系统栖息地和水文情势的改变,其他的人为活动如过度捕捞、围垦及废污水的过度排放等也可能是其中的重要原因。     

长江中下游湖泊贝类物种濒危状况评估

长江中下游是我国淡水贝类资源分布最为集中的地区.由于人类活动加剧,该区域贝类受到严重威胁.为系统评估贝类物种现状,于2003年5月至2005年6月对13个典型湖泊进行了系统调查.共采集贝类69种,其中中国特有种44种.不同类型湖泊贝类的组成差别较大.通江湖泊的物种明显较丰富,尤其是适应流水生境的种类,如河螺属、短沟蜷属及蚌科的种类.大型通江湖泊鄱阳湖和洞庭湖的贝类分别有53种和57种,占总数的76.8%和82.6%.阻隔湖泊的物种较少,在4-19种之间.对67种贝类濒危等级的评价结果表明,近危及受威胁的种类占58.2%,只有37.3%的种类种群稳定.与历史资料相比,该区域贝类的多样性已明显下降,双壳类优势类群由大型的蚌类演变为小型的河蚬.分析显示,贝类资源衰退的主要原因是江湖阻隔、过度捕捞和水体污染等人为干扰.     

青藏高原生态系统完整性远程评价与国家公园群建设时序研究

青藏高原是我国重要生态安全屏障,保有大量重要的受人类活动干扰较小的自然生态系统。但近年来受社会经济发展和气候变化的影响,高原生态系统面临退化风险。为了更好地守护地球第三极,第二次青藏科考提出建立青藏高原国家公园群的科学构想。为了全面掌握人类胁迫和气候变化背景下,青藏高原生态系统完整性维持情况,并识别生态系统完整性维持较好的区域,为青藏高原国家公园群的规划布局提供支撑,研究基于对生态系统完整性内涵的理解以及青藏高原生态系统特征,借鉴加拿大国家公园生态系统完整性评估框架,构建了"格局-质量-功能-问题-压力"生态系统完整性远程评估框架,对青藏高原生态系统完整性进行了综合评估并分析了其空间格局特征。结果显示：青藏高原整体维持了较好的生态系统完整性,分别有3.52%、7.51%和70.71%的区域生态系统完整性等级为优、良和中,但受人类胁迫影响,部分区域生态系统完整受到破坏,分别有18.17%和0.10%的区域生态系统完整性等级为较差和极差。从空间上看,青藏高原东部地区生态系统完整性整体高于西部地区。从生态系统完整性保护的角度看,青藏高原可用于建设国家公园的备选区数量多、分布广,且呈现大面积连片分布的格局。目前正在开展的三江源、祁连山、大熊猫、普达措等国家公园体制试点区均具有较高的生态系统完整性。为了加快推动生态系统完整性高的区域保护,根据青藏高原国家公园潜在建设区的生态系统完整性指数结果,建议优先启动雅鲁藏布大峡谷、色林错-普若岗日、独龙江三江并流、若尔盖、贡嘎山、稻城亚丁等国家公园建设,待条件成熟后,再逐步启动其他具有景观、文化价值的国家公园建设。     

西沙珊瑚礁生态系统完整性评价与动态仿真模拟研究

以中国西沙珊瑚礁生态监控区为例,从生态系统完整性视角出发,结合珊瑚礁功能群组与环境变化的多重反馈效应,运用系统动力学方法构建了西沙珊瑚礁生态系统动态诊断模型,并通过基础情景和典型干扰情景（捕捞活动、陆源沉积、长棘海星（Acanthaster planci）暴发）的模拟过程,分析该生态监控区2010-2050年生态系统完整性的发展趋势及演变机理。结果显示：（1）系统动力学与生态系统完整性评价方法的整合,为珊瑚礁生态系统完整性的定量研究提供了一种可行性的方法;（2）珊瑚礁生态系统各效应指数中累积效应的变化最为明显,2010-2050年指数最大增长17.2,年均增长率约为1.2%,综合完整性指数在波动变化中稳步上升,珊瑚礁受损程度由中受损向中、低受损转变;（3）不同状态的珊瑚礁生态系统完整性,在其演化的不同阶段各有差异性,并且这种差异通常随时间推移才逐渐放大;（4）无论何种情景下,珊瑚礁生态系统都具有一定的恢复能力,尤其处于系统演化的释放重组阶段（2035-2040年）,生态系统的不稳定将创造了一定的可恢复性。研究结果对于分析西沙珊瑚礁生态系统的整体演化过程提供了理论借鉴,也为我国后续的珊瑚礁生态系统适应性修复理论模式研究提供了重要的基础。     

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。     

大河岸线生态完整性内涵及评估方法——以长江岸线为例

大河岸线作为流域的重要生态空间,其内涵属性、空间格局和生态功能都具有显著的整体性。从岸线的陆域原真性、水陆生态渐变性、生境依存性及生物多样性等维度,分析了大河岸线生态完整性的科学内涵。结合国内外河流岸线生态评价研究,建立了大河岸线生态完整性的科学表征体系,提出各项指标评估和综合分级方法,并对长江岸线生态完整性进行了评估。结果表明,长江岸线生态完整性总体处于中等水平,从上游到下游沿岸各地市岸段生态完整性得分总体逐步降低;中上游地市岸段受到滨江湿地和洲岛发育程度及湿地保护状况等因素制约,下游地市岸段则受土地开发强度、自然岸线保有率、水陆连通性等制约。虽然中下游岸线有较高的开发程度且受长江大堤的约束,生态完整性受到明显影响,但在相同条件下生态完整性仍然有较大差异性,部分地区如铜陵段、安庆段和上海段仍保持了较高的完整性。大河岸线生态完整性的评估有助于形成既尊重自然规律、保护生态环境、保障防洪安全及供水安全,又能支撑社会经济发展、促进高效集约利用的长江生态岸线格局。     

基于GIS的长江口海域生态系统脆弱性综合评价

气候变化、富营养化、生境破碎等是全球普遍面临的生态问题,科学评估生态系统外部压力及其弹性力,对生态系统管理和生态修复具有重要的指导意义。使用空间主成分分析(SPCA)和层次分析法(AHP)构建评价指标体系,结合地理信息系统软件,对长江口海域生态环境脆弱性进行综合评价,并根据生态环境脆弱性指数(EVI)值,将研究区生态环境脆弱性分为5级:微度脆弱(0.5)、轻度脆弱(0.5—0.8)、中度脆弱(0.8—1.0)、重度脆弱(1.0—1.2)、极度脆弱(1.2—1.5)。结果表明:空间尺度上,长江口口门内生态环境脆弱度最高,生态环境脆弱度从口门内向口门外呈显著的降低趋势,近五年,口门内极度脆弱区空间分布南移;评估区域内,约2000 km~2的极度脆弱区发生了转变,极度脆弱区、重度脆弱区面积占比分别下降了7%和5%,长江口海域生态环境脆弱性明显好转。总体上,近年来大量陆源污染物输入以及生态系统结构变化,是导致长江口生态环境脆弱度较高的重要因素。     

Relationships between microcystins and environmental parameters in 30 subtropical shallow lakes along the Yangtze River, China

1. A survey of 30 subtropical shallow lakes in the middle and lower reaches of the Yangtze River area in China was conducted during July–September in 2003–2004 to study how environmental and biological variables were associated with the concentration of the cyanobacterial toxin microcystin (MC). 2. Mean MC concentration in seasonally river‐connected lakes (SL) was nearly 33 times that in permanently river‐connected lakes (RL), and more than six times that in city lakes (NC) and non‐urban lakes (NE) which were not connected to the Yangtze River. The highest MC (8.574 μg L^?1) was detected in Dianshan Lake. 3. MC‐RR and MC‐LR were the primary toxin variants in our data. MC‐RR, MC‐YR and MC‐LR were significantly correlated with Chl a, biomass of cyanobacteria, Microcystis and Anabaena, indicating that microcystins were mainly produced by Microcystis and Anabaena sp. in these lakes. 4. Nonlinear interval maxima regression indicated that the relationships of Secchi depth, total nitrogen (TN) : total phosphorus (TP) and NH with MC were characterised by negative exponential curves. The relationships between MC and TN, TP, NO + NO were fitted well with a unimodal curve. 5. Multivariate analyses by principal component and classifying analysis indicated that MC was mainly affected by Microcystis among the biological factors, and was closely related with temperature among physicochemical factors.     

应用鱼类完整性评价体系评价辽河流域健康

根据2009年8月辽河流域33个站点采集的鱼类数据(参照点8个,观测点25个),通过参数指标值分布范围、相关关系和判别能力分析,从23个侯选指标中筛选出了辽河流域的鱼类完整性指数(F-IBI)构成指标体系。该体系包括鱼类总种类数、Shannon-Wiener多样性指数、中上层鱼类百分比、底层鱼类百分比、鱼类个体总数、杂食性鱼类百分比、耐受性鱼类百分比、敏感性鱼类百分比和产粘性卵鱼类百分比共9个生物参数。分别采用1、3、5赋值法和比值法计算各站点的IBI分值,并根据参照点IBI分值的25%分位数值确定健康等级标准,对小于25%分位数值的分布范围进行3等分,提出了辽河流域河流鱼类完整性评价标准,分为健康、一般、差、较差4个等级。两种方法评价结果虽不完全相同,但趋势基本一致。Pearson相关分析表明IBI值与生境状况、水质状况、栖息地环境质量显著相关,其中与海拔、栖息地评分呈显著正相关,与CODCr、氯化物、总溶解颗粒物、含沙量、硬度、电导率呈显著负相关。     

基于三维生态足迹模型的长江中游城市群平衡性分析与生态补偿研究

长江中游城市群是长江经济带的重要组成部分,明晰生态足迹平衡性对城市群区域间生态补偿以及长江中游城市群生态可持续发展具有重要意义。研究采用三维生态足迹模型和基尼系数,核算长江中游城市群各市生态足迹及生态承载力,并对其生态足迹空间平衡性进行分析;同时依据三维生态足迹相关理论,计算各市生态补偿金额。结果表明:(1)2000—2015年长江中游城市群整体生态足迹持续上升,由65.52 hm²/人增加至139.38 hm²/人,年增长率为7.52%,武汉城市圈和襄荆宜城市群对生态足迹增长的贡献最大;(2)生态承载力呈下降趋势,由11.25 hm²/人减小至10.73 hm²/人,从土地利用类型来看,耕地和林地是提供生态承载能力的最主要因素;(3)生态足迹的综合基尼系数处于0.425-0.488之间,整体上处于"集聚程度较大"的区间范围,空间分布显示出不平衡性;(4)2000—2015年长江中游城市群生态补偿支付区和补偿金额持续增加,各子城市群生态补偿差异大小关系为:环鄱阳湖城市群>环长株潭城市群>...     

流域生态空间与生态保护红线规划方法——以长江流域为例

生态空间是指以提供生态系统服务为主要目标的地域范围,确定生态空间范围是协调保护与发展、保障生态服务持续供给的基础。长江流域是中华民族的摇篮与中国文化发祥地之一,是中国经济发展的重要增长极,以及具有全球意义的生物多样性热点区。以长江流域为对象,探讨面向流域生态空间规划的方法与管理对策。研究中,选择生态系统服务指标(水源涵养、洪水调蓄、水质净化、水土保持和生物多样性维护)和生态敏感性指标(水土流失、石漠化和土地沙化),基于流域水文路径分析和与其关联的生态系统服务的受益人口,提出一种流域尺度的生态空间规划方法。研究结果显示,长江流域生态空间面积为102.25万km^2,占长江流域总面积的57.42%,森林占52.87%,灌丛占19.51%,草地占18.96%,湿地占4.26%,保护了79.47%的水源涵养功能,86.99%的洪水调蓄功能,78.09%的水质净化功能,80.60%的水土保持功能,以及86.49%的自然栖息地。在生态空间规划的基础上,进一步探讨了长江流域生态保护红线的格局,现阶段生态保护红线面积为59.25万km^2,占长江流域总面积的33.27%,其中上游占比59.24%,中游和下游分别占比38.05%和2.71%。本文提出的规划方法与研究结果,不仅可以为长江流域生态空间规划、保障流域生态安全和促进流域经济社会可持续发展提供依据,还可以为其他流域的生态空间的规划提供参考。     

应用鱼类完整性指数(FAII)评价长江口沿岸碎波带健康状况

基于2006年11月-2007年10月在长江口的13个站点的周年调查,探索了鱼类完整性指数（FAII）在河口水域鱼类栖息地环境评价中的应用。结果显示各站点FAII值介于0-46之间,表明碎波带健康状况全年处于一般到极差的水平。系统聚类（Hierarchical Cluster）将所有站点分为四组,第一组St.1,Sts.12-13;第二组为Sts.2- 3,St.5;第三组为St.6,St.11;第四组为St.4,Sts.7- 10。健康状况差的站点FAII值全年波动较大,由于夏季水温升高,部分站点出现大量的洄游性和海洋性种类,FAII值出现季节性的升高;其中河口外段的St.1,St.11-St.13的完整性等级分别在7月和8月达到一般水平。St.4,St.10因位于水源保护区外侧,St.9位于西沙湿地公园,受人为影响较小,这三个站点的FAII值相对比较稳定且在所有站位点中处于较高水平。FAII与Margalef丰富度指的周年变化有一定的相似性,但与Shannon-Wiener多样性指数的变化却有很大的差异。     

基于生态足迹视角的长江流域生态补偿额度测算

随着我国城市化进程的加快,导致的生态问题日益严重,发展与保护的矛盾日渐突出,如何客观定量地对生态环境受到破坏的区域进行补偿,发展与环境健康并行是生态建设中面临的重要任务之一。以长江流域的十九个省级行政区作为研究对象,基于"省公顷"模型,对均衡因子及产量因子进行修正,计算生态足迹及生态承载力,利用GIS平台进行并对其进行空间分析;结合生态系统服务价值,建立了动态化长江流域的生态补偿标准模型;对长江流域各行政区生态补偿额度进行测算,并基于流域尺度、城市群尺度、省级尺度进行差异化分析。研究结果表明：（1）在2015-2017年,长江流域的生态足迹与生态承载力无明显变化,三年内基本持平。长江流域省级行政区的生态安全指数均大于1,表明整个流域处于不安全状态,需要对其进行补偿。（2）对于长江流域整体而言,生态补偿额度三年平均为1169.11亿元。（3）流域尺度上,上游、中游、下游的生态补偿额度呈现逐渐升高的趋势;城市群尺度上,成渝城市群最低,长江三角洲城市群最高;省级尺度上,上海最高,西藏最低。本文通过生态足迹及生态承载力计算得到的生态安全指数,可对生态环境所处的状态进行定量补偿及分析,并对生态补偿区域的确定提供指导性建议。