香溪河梯级小水电站对河流生态系统功能的影响

香溪河是长江三峡水库湖北省最大且靠近坝首的支流,干流全长94 km,流域面积为3099 km2,其水能资源丰富,自然落差达1540 m.以香溪河流域内的18座小水电站为研究对象,于2005年10月20日至11月1日分别对河流主要理化指标及生态系统功能(以附石藻叶绿素a浓度为代表)进行测量,分析其对梯级水电站建设的响应.结果 表明:5条河流(包括香溪河干流和4条主要支流)的空间异质性较大;从全流域来看,各主要理化因子如溶解氧、水深、浊度、流速等与附石藻叶绿素a含量相关性很高,但不同支流的主要影响因子各异,证明了流域空间异质性对研究小水电的影响具有重要作用;梯级小水电站建设对河流生态系统功能已产生显著影响,特别是在取水口下游的3号样点.由于取水造成的断流现象严重(采样时期,50％的电站出现断流,最长距离达3.2 km),因此在枯水期确定河流的最低生态需水量,是一个亟待解决的问题.从流域角度出发,通过多学科交叉手段研究小水电站建设如何与其他环境胁迫因子交互作用,如何共同影响河流生物多样性、生态系统结构、功能与服务.这将是流域水电站管理的重要抓手及解决途径,也是未来河流生态学的研究重点.     

河流健康研究进展与前瞻

河流健康研究是目前河流生态学领域研究热点之一。首先介绍了河流健康概念的产生、发展及其不同的内涵,辨析了河流生态系统健康、流域生态系统健康概念与河流健康概念的区别与联系,认为河流健康是指河流既能保持河流生态系统完整性,又能维持其对人类社会提供的各种服务功能。在分析河流健康内涵的基础上,着重回顾分析了国内外河流健康评价的实践情况以及河流健康评价方法,根据河流健康评价方法的评价原理,河流健康评价方法主要分为预测模型法和多指标方法。针对目前河流健康研究领域存在的主要问题,提出了河流健康研究的发展方向,认为今后开展河流健康评价研究还需在评价指标选取、评价标准确定、评价尺度选取以及河流健康评价与河流管理集成等方面进一步加强。     

大江大河流域水资源管理问题讨论

世界范围内水危机的日益严重,越来越显现出流域水资源管理的重要性。从分析国内外大江大河水资源研究的热点入手,介绍了国内江河流域水资源管理思路的转变和实践;系统分析了大流域水资源存在问题的根本原因,认为是由于对人水关系和流域生态演化规律,河流、湿地的生态功能、流域的整体性管理重视不够造成的。从河流的生态整体性出发,以生态学为理论基础,提出了考虑社会—经济—环境复合生态系统,以生态和谐行为、协调发展、因地制宜、流域整体性调控体制和生态文化建设等维持大流域水资源可持续利用和保护的生态可持续性的保障措施。     

赣江流域淡水生态系统完整性与健康状态的鱼类F-IBI值评价

河流生态系统是地球上最为复杂的生态系统之一，它触及到自然环境所有部分，且几乎与各方面的人类活动均存在直接或间接的联系。河流生态学中最具活力的领域之一就是生态系统健康研究。鱼类是最早建立的生物完整性和健康评价的生物类群，一直以来被广为应用。在调查赣江流域17条一级支流和干流的不同江段的鱼类资源之后，首次通过鱼类完整性指数（F IBI）来评价赣江流域生态系统的健康状态。研究结果表明：赣江流域近70%调查样点鱼类群落完整性处于一般的状态，25%调查样点处于较好状态，5%调查样点则处于差的状态；赣江水系各河流的鱼类群落完整性均处于差-一般的水平。总之，流域支干流的水生态系统健康处于差-一般的状态。认为鱼类完整性受损与人工筑坝和蓄水等人类活动密不可分。建议开展系列补救措施，如增加鱼道或鱼梯等     

湖库水源地流域生态系统服务权衡与多目标优化——以天目湖流域为例

协调各生态系统服务的权衡关系是进行生态系统有效管理、实现可持续发展的关键。采用模型评估法和价值评估法等评估了天目湖流域2019年水源涵养、水质净化、土壤保持、固碳和供给等五项重要生态系统服务,分析了各服务之间的权衡协同关系,采用多目标遗传算法(NSGA-Ⅱ)对水质净化服务和供给服务进行优化。结果表明：(1)天目湖流域水源涵养、水质净化、土壤保持和固碳服务呈现“南高-北低”的空间分布特征,与植被覆盖度存在明显的正相关性;而供给服务的高值主要分布在流域中部和河流沿岸,与茶园和耕地分布密切相关。(2)水源涵养、水质净化、土壤保持和固碳服务两两之间表现为协同关系,供给服务与其他服务之间均呈现为权衡关系,其中与水质净化之间的权衡关系最强,表现为流域内最为突出的矛盾关系。(3) NSGA-Ⅱ算法为研究区生态系统服务优化提供了4种方案,可以在不同程度上化解流域内水质优化和经济产出之间的矛盾关系,为天目湖流域乃至其他湖库型水源地流域面向供水安全的生态系统可持续管理提供了新的思路和方法。     

河流近域土地利用格局与水质相关性分析——以巢湖流域为例

以河流近域土地利用构成与水环境质量间定量关系为研究对象，基于巢湖流域40个水质监测断面和320个河流近域作用区，运用GIS空间分析功能计算不同尺度作用区内土地利用构成，借助相关分析、冗余分析(RDA)等数理统计手段，分析土地利用构成与水质指数间的相关关系；并分析和比较了流域内山区和平原地区土地利用构成与水质之间关系。结果表明，巢湖流域近河道地区土地利用构成对各水质指数有重要影响，且受地形因素影响。其中，建设用地对河流水质恶化具有明显作用；河流沿岸林地布局能显著改善水质，尤其是对氨氮和高锰酸盐指数敏感；耕地面积变化与水质相关性不显著。RDA冗余分析证实了不同尺度下的土地利用类型对水环境影响具有尺度效应。研究成果对巢湖流域水环境管理具有重要的实际指导意义，并为同类研究提供借鉴     

香溪河附石性大型底栖动物功能摄食类群研究

利用1∶50 000地形图对香溪河进行划分,显示香溪河为一条6级河流。分析包括捕食者(PR)、撕食者(SH)、刮食者(SC)、直接收集者（GC）和过滤收集者(FC)在内的5个主要功能摄食类群的组成,发现香溪河主要摄食类群以直接收集者和刮食者为主。各功能摄食类群的密度和生物量随着河流级别的变化而发生变化,基本趋势为：直接收集者和滤食者的密度和生物量都随着河流级别的增加而增大;撕食者和刮食者的密度和生物量的密度随着河流级别的增加而减小;而捕食者在整个流域内的密度上游小于下游,生物量却是上游大于下游。研究结果表明香溪河在夏季其上游物质来源以附石性藻类生产为主,下游则以异源性细有机颗粒输入为主。此外,功能摄食类群的密度与部分环境因子具有显著的相关性：过滤收集者与Ca2+和河宽相关,收集者与SiO2相关显著,刮食者与海拔和氨氮相关性较高,撕食者与电导和PO4 P相关性较高.     

水文生态学研究进展及应用前景

水文生态学是一门研究水文学和生态学交叉领域的新兴学科，目的是寻求对水文因子与生态系统间结构与功能的理解，是水资源可持续性管理的方法。自1992年在都柏林的国际水环境研讨会提出以来，水文生态学很快成为国外的研究热点问题之一，并已经取得了长足的发展。现在，淡水资源在世界上很多地区不仅是发展的限制因素，也是某些社会存在的限制因素。当前，中国水环境问题十分严峻，大坝的建设与河流生态系统保护间的矛盾日益突出；西部生态环境脆弱，水资源贫乏，土地荒漠化十分严重，解决这些问题对中国的经济和社会发展具有重要意义，需要有对水文生态学机制的深入了解。从水文生态学的定义、研究进展、展望等方面，系统地论述了目前水文生态学的研究进展，并结合中国实际情况，重点强调了河流水文生态学的进展和在中国大坝建设中的作用与意义。     

基于常量离子示踪技术的香溪河库湾分层异重流特性研究

2012年9月26日对三峡水库干流及香溪河库湾的水流特性及常量离子进行监测,以分析蓄水期间三峡水库香溪河支流库湾水动力特性。结果表明：香溪河库湾镁离子空间上呈下游低上游高的梯度变化,钠离子呈下游高上游低的梯度变化,河口处水中常量离子的楔形区与流速纵剖面矢量图中流向上游的楔形区的位置和厚度基本一致。监测期间香溪河库湾存在显著的分层异重流特性,在河口处,长江水体从中层倒灌进入香溪河,为中层倒灌异重流;上游水体由香溪河底部流入长江干流,为底部顺坡异重流     

神农架地区香溪河流域水生昆虫物种多样性与功能多样性研究

物种多样性和功能多样性广泛应用于生态学和保护生物等领域的研究,理清物种多样性和功能多样性之间的关系,对于深入理解生物多样性组分间的关系及生物多样性的保护意义重大.以香溪河流域为例,就水生昆虫物种多样性、功能多样性时空动态进行了分析,并就生物多样性指数间的关系进行了探讨.主要结果如下:物种丰富度介于2～ 44之间,冬季最大,春、秋季次之,夏季最小;香浓指数介于0.38～ 3.03之间,均值在冬季最大,春季次之,夏、秋季最小;均匀度指数介于0.89～1之间,表现为春、夏季大于秋、冬季.物种丰富度和香浓指数在4条河流间均表现为九冲河最大,香溪河次之,高岚河和古夫河最小;均匀度指数在4条河流间差异不显著.功能多样性方面,除功能丰富度指数表现为冬季最大,夏季最小外,其它指数在时空序列上均无显著差异.Pearson相关分析表明,功能丰富度、功能均匀度、功能离散度指数间相关均不显著;功能丰富度指数同物种丰富度和Shannon指数相关极显著;功能均匀度指数同物种丰度和Shannon指数相关显著;功能离散度指数同物种丰度和Shannon指数相关显著,同均匀度指数相关极显著.运用回归分析研究物种多样性对功能多样性的影响,结果表明,物种丰富度、Shannon指数对功能丰富度影响极显著,物种丰富度对功能均匀度影响显著,均匀度指数对功能离散度影响显著;物种多样性同功能多样性指数间拟合度整体不高.     

三峡水库蓄水对香溪河水环境的影响及对策研究

通过监测论证三峡建库后形成香溪河回水库湾水环境条件改变特征,评价表明水质由轻污染至重污染趋势发展。确定库湾周边的工业、生活污染点源、磷矿面源是构成水污染的主要负荷。指出溶解氧沿河道下游沿程逐渐减小,复氧系数降低,是引起水质恶化,破坏库湾生态平衡的主要因素。磷浓度过高将引起三峡水库局部水域富营养化,预测了总磷浓度沿程变化趋势。针对已发生和潜在的水环境污染问题,提出了加强流域非点源污染的管理、实施总量控制、建立污染源在线监测系统、立项建设污染治理工程、开展河湖水域接触氧化直接净化技术的科研究和实践、制定《三峡库区水污染防治法》地方法规、正确处理资源开发与环境保护协调发展的关系、走可持续发展道路等项防治对策与建议。     

Relationship between the riverine nitrate–nitrogen concentration and the land use in the Teshio River watershed, North Japan

The present research investigated the relationship between nitrate–nitrogen (NO₃–N) in river water and the land use/land cover (hereafter, land use) in the Teshio River watershed located in northern Hokkaido island to understand the effect of human activities such as agriculture, forestry, industry, and urbanization in the drainage basin on the river ecosystem quality and services. River water was sampled at nine points seasonally during a 2-year period and the nutrients concentration was measured. Land use profiles were estimated at two spatial scales, riparian and sub-catchment, for each sampling station. The spatial pattern of water quality in the Teshio River showed increased NO₃–N levels associated with agriculture and urban expansion, and forest reduction in the watershed. Land use at the riparian scale closely reflected that at the sub-catchment scale, which masked the unique riparian buffer effect on the river water condition. The increased agricultural and reduced forest area in the riparian zone, especially in the upper middle reach, could be a possible reason for a decline of ecosystem service for the provisioning of clean water and habitat for aquatic organisms. Measures towards sustainable and more nature-friendly agricultural management are necessary in the area to protect the Teshio River ecosystem and its ecosystem services.     

基于河流健康的辽河干流生态调度分期研究

河流健康受水文条件、人类活动干扰等因素影响存在季节性特点。作为以维护河流健康为目标的生态调度,在四季变化明显的北方地区也应具有分时期的特性。以辽河干流为研究区域,以月为单位对其河流健康进行评价,探讨河流健康的年内变化规律。研究表明辽河干流河流健康状况存在明显的分期特性,不同时期健康状况差异较大。基于上述特点,提出以分期生态调度的方式来改善河流健康,并划分出封冻期、汛前枯水期、汛期、汛后枯水期4个时期。同时确定出封冻期的最小生态需水、枯水期的河流自净需水、汛期的输沙需水的需水要求。最后耦合出辽河干流生态流量过程并与Tennant法比较,表明该流量过程符合天然的径流节律,能更好地维护河流健康     

基于层次分析法的城市河流生态修复评估

城市的发展改变了许多河流的自然水文环境，并导致河流生态系统中水质、物理生境和生物完整性下降。评估受损河流水体修复的效果，需要结合物理、化学的参数，以及对生物结构、多样性和过程的影响。构建了包含河流水力、水质、水生生物、河岸带及物理结构5个方面15个指标的城市河流生态修复评估指标体系，运用群组决策的层次分析法(AHP)，确定了各指标的权重，重要性排序前5位依次为：水质污染指数、鱼类IBI、水源补给量、藻类多样性、透明度。并以我国南方城市岐江河整治修复状况为例进行综合评价，结果表明,河流生态系统修复评估结果为可以接受，体现了河流整治工程使河流水质、生态的状况有所改善，但河流生态系统恢复需要较长的周期，修复初期生态系统仍处于受损状态。〖     

健康长江水域生态指标体系初探

从长江水域现状出发，提出一套能全面反映健康长江内涵的水域生态健康状况评价指标体系，为长江流域水资源保护与开发提供依据。明确了健康长江的内涵，定义了健康要素，初步提出健康长江水域生态指标体系，建立评价模型，对每个指标分别赋予权重，并确立健康状况评价标准。利用该指标体系以武汉江段为例进行案例研究，得出长江武汉江段的健康状况为亚健康。河流水质状况、河床和河岸稳定性及水文状况较好，但对水生生物尤其是珍稀水生生物的保护和对河岸带的管理工作要加强。     

土地利用和生态系统服务功能变化研究 ——以三峡库区大宁河流域为例

将土地利用类型分类为耕地、有林地（森林地）、灌木林地、草地、迹地、水体、建设用地和未利用地8类。以遥感数据为数据源，通过自动分类和人工解译相结合的方法获取了以上土地利用类型，并对三峡库区大宁河流域的土地利用变化过程和驱动力做了分析。以Costanza等人的全球生态系统服务价值的估测结果为基础，对各种地类生态服务功能价值重新赋值，进而估算近30年大宁河流域的生态服务价值，分析了其变化过程。结果表明：近30年，大宁河流域土地利用总的变化趋势是林、灌、草地经历了不断破坏和缓慢恢复的过程，耕地面积经历了先增后减，建设用地不断扩展。经济发展、人口增长和国家政策是土地利用变化的主要原因。生态系统服务功能经历了一个先损害后恢复的过程，表现为生态服务价值从1973年到1995年不断减少，而1995年到2002年连续增加。     

水污染控制规划的GIS辅助技术研究

以宁波市甬江流域为例，以GIS技术辅助流域水污染控制规划，在ARCGIS90的环境中，完成了流域水系概化、水质评价，并利用GIS的叠置技术，建立功能区划水域－入河排污口－陆上汇流区的对应关系。根据水环境功能区的水质目标，通过建立污染源－水环境质量的输入响应关系，然后利用GIS技术对甬江流域数字高程模型（DEM）进行数字地形分析，得到甬江流域的模拟河网和流域汇水图，构筑了水污染控制单元，作为水环境容量核定和总量分配的基本工作区域。最后利用GIS的可视化表达进行辅助决策，确定各水环境功能区的水环境容量，结合排污状况（包括工业、农业、生活）的分析，得出流域水污染控制的总量控制方案和对策措施。甬江流域水污染控制规划的实践表明，在规划过程中，GIS作为一个必不可少的工具渗透在每一个环节中，为数据管理、空间图形表达和空间决策分析提供有效的工作平台和可靠的技术支持     

近20年来湘江水质变化分析

根据1981~2000年湘江的水质监测数据,选用危害较大的10项污染指标,采用均值指数法对近20年来湘江水质变化进行了分析,并对湘江干流不同河段水质进行了比较。结果表明：湘江总体水质在20世纪90年代呈恶化趋势,致使污染加剧的主要因子是总大肠菌群、总磷、石油类和总汞;主要污染源为工业污染和生活废水污染,近年来生活废水污染日益突出,工业污染中重金属污染明显;在干流不同河段中,株洲、湘潭和长沙河段污染最为严重;估计未来湘江的生活污染和农业污染还会加剧。因此,为确保经济和环境协调发展,湘江污染治理任务依然任重道远。在加大宣传力度,提高公民环境意识,加快城市污水处理设施建设和发展生态农业的同时,应将湘江流域城市生态水源建设提上议事日程。     

Unraveling the water and land nexus through inter- and transdisciplinary research: sustainable land management in a semi-arid watershed in Brazil’s Northeast

For decades, large reservoirs have been built for hydropower plants in Brazil’s São Francisco River Basin. Rural development has been a simultaneous goal with a primary focus on irrigation. Irrigated agriculture, however, has suffered from poor soils, insufficient water management strategies, and a disregard for integrating grazing-based smallholdings outside of the irrigation schemes. Recurrent droughts are distressing all sectors. This synthesis assessed sustainable land management options by investigating the aquatic and terrestrial land use systems alongside their underlying ecosystem functions and services. Decisions about the allocation of scarce water proved to be both the major issue of land use discourses and driver of practices. The primarily hydroelectricity-focused water management practice cannot be maintained at the same level in the long run, as it has become ever more adverse towards competing water usages. The increasing use of the water and adjacent land also constitutes a major potential threat to water quality. Managed water level fluctuations should generally mimic natural patterns. Wind and solar power generation are suitable complements to agricultural land use. Cycling scarce nutrients between aquatic and terrestrial sectors is ambitious but promising, ultimately improving the generally poor soils in the area. Smart management of biodiversity can foster intensively-irrigated cropping, although the non-irrigated Caatinga ecosystem needs better management of its conflicting uses. Aims and responsibilities of multi-level planning and management require clarification and coordination between sectors, while practices of public participation should be revised in order to better support a comprehensive and transparent transition towards sustainability.