基于水生态系统结构特征的滇池流域水生态功能三级分区

水生态功能分区的目的是为了实现中国流域的"分区、分类、分级、分期"管理的精细管理理念,而水生态系统结构是水生态系统完整性的基础,也是区分不同区域生境特征与功能差异的重要指标.因此,为了实现更精细化的湖泊流域管理,在滇池流域完成水生态功能二级分区基础上,基于水生态系统结构特征进一步对滇池流域进行三级区划,进而反映流域水生态功能的空间异质性.以反映水生态系统结构的物理、化学与生物特征为依据,分别构建了滇池流域陆域与湖体的三级分区指标体系;通过对三级分区单元指标综合值进行聚类分级,最终将滇池流域的水生态功能三级分区划分为20个陆域区和4个湖体区,并利用底栖与藻类的生物数据对分区进行合理性评价.最后基于生态服务功能理论,结合滇池流域自身特点与管理需求,将滇池流域三级分区定义为不同的水生态功能类型.通过对滇池流域水生态功能三级分区的划分以及主体功能的确定,不仅为滇池流域水生态健康管理构建了空间管理单元,而且为湖泊水生态功能分区的研究提供了案例.     

基于化学与生物复合指标的流域水生态系统健康评价——以滇池为例

水生态系统在人类社会的发展过程中发挥着至关重要的作用,由于人类活动的干扰,水生态系统的健康状况受到严重威胁.因此,本研究在对滇池流域水生态系统状况深入调查研究的基础上,根据水质状态和生态特性,利用层次分析法构建以化学完整性和生物完整性为标准的滇池流域水生态系统健康评估指标体系,计算各样点健康评价指标,综合评价滇池流域水生态系统健康状态.结果表明:滇池全流域水生态系统整体健康状态处于中下水平,流域上游区域健康等级多为良好,流域中游区域健康等级多为一般,流域下游区域健康等级多为一般和极差;滇池湖体健康等级则多为一般和差,尤以滇池北部(草海)健康状况较差;滇池流域河流和水库的健康状态整体比滇池湖泊的健康状态好,河流和水库的健康状态差异性不显著;生物状况是滇池流域水生态系统健康状态较差的主要限制性因素.     

辽河流域河流栖息地评价指标与评价方法研究

建立了由底质、栖息地复杂性、速度-深度结合特性、堤岸稳定性、河道变化、河水水量状况、植被多样性、水质状况、人类活动强度和河岸土地利用类型所构成的河流栖息地评价指标体系,确定了各指标的等级划分以及栖息地综合指数的计算方法.结合2005年辽河流域河流生态调查结果,对流域内所调查的28个河段的栖息地质量状况进行了具体评价,并进一步分析了河道栖息地综合指数与河流理化因子、底栖生物以及小流域土地利用状况的相关关系.结果表明:①辽河流域28个河段的栖息地质量状况差异显著,其中10个河段达到了较好等级以上,6个仅为中等水平,12个河段为较差等级以下;②栖息地质量与理化因子、底栖生物指标具有显著相关性,表明栖息地质量是影响水质与生物状况的重要因素;③小流域的人类未利用土地比例与栖息地质量显著相关,表明小流域土地利用程度对栖息地环境质量影响较大,是恢复与保护河流栖息地质量的重要条件.     

利用水生生物指标识别滇池流域入湖河流水质污染因子及其空间分布特征

入湖河流作为连接湖泊流域"源"(陆地)-"汇"(湖体)的廊道,其水生态系统健康状态是对流域上游陆地生态系统土地利用/覆被变化的响应,而其下游水质污染因子则因流域分水线的封闭性,可以表征上游土地利用/覆被变化对入湖河流水生态系统健康的影响.因此,利用水生生物指标识别入湖河流水质污染因子及其空间分布特征,对于整个湖泊流域的...     

滇池流域土地利用变化与入湖河流水质关系研究

以昆明滇池东南岸流域为例,利用逐步回归模型分析了流域土地利用类型与流域湖泊水质之间的相关关系,发现水质污染指标与耕地始终呈现正相关,与林地始终呈现负相关,与城乡用地始终呈现负相关,对昆明滇池东南岸流域而言,耕地是入湖河流水质污染的主要来源,其污染贡献掩盖了城乡用地的贡献。     

滇池流域土地利用对入湖河流水质的影响

利用滇池流域2008年TM影像数据和入湖河流67个监测点的水质数据,以子流域为基本研究单元,从子流域综合分析和子流域分类分析两个角度,研究土地利用类型(国家分类标准)对入湖河流水质的影响.结果表明,21个子流域单元的水质污染指标(CODMn、TP、TN、NH3-N)与居民点及工矿用地呈显著正相关,与耕地、林地、草地呈负相关.对整个流域而言,城镇及工矿用地是入湖河流水质污染的主要来源,其污染贡献掩盖了耕地的贡献;根据土地利用结构和空间分布格局的差异,将滇池流域的21个子流域分为3类(城镇及工矿用地为主、耕地为主、林地为主).分类分析表明,水质污染指标与居民点及工矿用地始终呈现正相关,与林地始终呈现负相关.同时,讨论了土地利用空间格局差异对水质的影响,说明土地利用比例结构和分布格局对水质亦具有重要影响,     

海河流域平原型河流栖息地评价

栖息地作为河流水生态系统的重要组成部分,可为生物组分提供生存及繁衍所需的物理、化学及生物条件。良好的栖息地组成及结构是构成河流水生态系统生态完整性和生态健康的必要条件,栖息地质量综合评估可识别河流外部胁迫因子、河流生态完整性水平及健康状况,为河流生态恢复提供科学依据。文章以海河流域典型水系——大清河水系、天津水系和滦河水系为例,对流域尺度下河流栖息地质量进行了评价。结果表明,大清河水系、天津水系和滦河水系河流栖息地质量指数优化值分别为4.934、2.648、7.591,大清河水系河流栖息地质量一般、天津水系河流栖息地质量较差,滦河水系河流栖息地质量较好。     

滇池流域入湖河流丰水期大型底栖动物群落特征及其与水环境因子的关系

研究了滇池流域入湖河流丰水期大型底栖动物群落特征及其与水环境因子的关系.在滇池流域29条入湖河流2009年7～8月进行大型底栖动物群落调查,并在2008年9月～2009年8月进行逐月17项水环境指标监测,目的是阐明滇池流域入湖河流丰水期大型底栖动物群落特征,识别影响大型底栖动物群落特征的主要水环境因子,比较大型底栖动物群落Shannon-Weaver多样性指数与水环境质量评价空间分布格局的特点.滇池流域入湖河流丰水期共检出大型底栖动物3门7科8属(其中环节动物门4科5属,软体动物门2科2属,节肢动物门1科1属),群落结构以环节动物门的水丝蚓属(耐污生物)为优势属;TN、 NH⁺₄-N、 TP和DO是影响大型底栖动物群落特征的主要水环境因子,分别为2.03～32.00、 0.34～26.66、 0.09～3.20、 0.10～6.80 mg/L;大型底栖动物群落Shannon-Weaver多样性指数与水环境质量评价的空间分布格局一致,均为流域北部入湖河流(王家堆渠、新运粮河、老运粮河、乌龙河、大观河、西坝河、船房河、采莲河、金家河、盘龙江、大青河、海河、六甲宝象河、小清河、五甲宝象河、虾坝河、老宝象河、新宝象河和马料河)污染状况严重程度>流域南部入湖河流(淤泥河、老柴河、白鱼河、茨巷河、东大河、中河和古城河)>流域东部入湖河流(洛龙河、捞鱼河和南冲河).     

入湖河流水质对土地利用时空格局的响应研究:以洱海北部流域为例

揭示土地利用与入湖河流水质的内在联系是非点源研究的重要内容,以洱海北部流域为研究对象,从土地利用类型组成和空间格局入手,综合空间分析和统计分析方法对两者响应关系进行研究.结果表明,研究区平均坡度(SLOPE)、植被区面积百分比(VEG)作为表征土地利用类型组成的指标,与入湖河流TN和TP的关系显著,斑块密度(PD)、农业用地斑块密度(PDagr)、水体形状指数(LSIwat)作为表征土地利用空间格局的指标,与TP和NH+4-N的关系显著;类型水平下,入湖河流水质对土地利用空间格局的响应关系较景观水平强,水质响应指标为雨季TP和旱季NH+4-N,回归调整系数R2分别为0.761和0.978;旱季,入湖河流水质对土地利用的响应关系强于雨季,水质响应指标为TN、TP和NH+4-N.因此,进行洱海北部流域非点源污染治理时可考虑提高植被覆盖率和农业用地集约化程度,尽量避免旱季对自然水体的人为干扰,后续进行土地利用空间格局与入湖河流水质关系研究建议选类型水平.     

基于浮游细菌生物完整性指数的河流生态系统健康评价——以滇池流域为例

生物完整性指数(IBI)已被广泛运用于河流生态系统的健康评价中.然而,现存的IBI缺少基于分解者的评价方法.因此,基于浮游细菌的T-RFLP结果,通过对关键环境因子与候选生物参数的筛选和确定,建立浮游细菌生物完整性指数(BP-IBI)评价体系,对滇池流域入湖河流生态系统健康状况进行评价.评价结果表明,作为参照点的11个滇池流域入湖河流水源地或上游出水口样点健康状况为Ⅰ级健康(8个)或Ⅱ级亚健康(3个),27个下游入湖口样点健康状况分别为Ⅰ级健康(4个)、Ⅱ级亚健康(14个)、Ⅲ级一般(7个)和Ⅳ级较差(2个),无V级极差点.对BP-IBI的可行性验证结果表明,与底栖IBI、着生藻IBI和综合污染指数相比,BP-IBI结果能够更好地反映各主要环境因子、不同土地利用方式以及上游的来水方式对生态系统的影响,对退化生态系统的健康状况具有良好的表征作用.因此,BP-IBI是评价受损河流生态系统健康的一种良好方法.     

城市河流栖息地评价方法与应用

维持河流生物完整性必须要有良好的栖息地条件.城市河流栖息地评价是城市河流治理和管理的前提和基础.城市河流栖息地评价基准与城市河流栖息地特征密切关联.基于可拓学物元概念和其发散性特征,以及前人的研究,建立了包含水质、形态结构、水动力和水生生物4个类别要素的适应于城市河流健康修复实践的栖息地质量评价指标体系,同时,结合层次分析法建立了多级可拓物元评价模型,并在评价过程中引入可拓学诊断方法以确定影响栖息地质量的关键因子.将以上方法应用于镇江市古运河,结合古运河修复目标和现状条件建立了相应的指标评价标准.经过1a多时间的野外调查,在古运河上选择6个500m长特征河段,分别对其栖息地、要素质量进行比较评价.结果表明,古运河整体栖息地及水质、水动力和水生生物质量均较差;诊断分析表明,水动力和水质为影响栖息地质量的主要因素,水质污染指数、透明度、流量满足率和纵向连续性为影响古运河栖息地质量的主要因子,并根据评价结果对古运河栖息地修复提出了建议.     

沙颍河流域污染控制因素及水体重金属迁移规律研究

基于沙颍河流域的水环境污染研究,利用不同污染评价指数的计算方法,针对不同水期、不同干流、不同支流河段水体样本的重金属污染特征进行分析,对沙颍河流域水环境污染控制因素及迁移影响规律进行探究,旨在为沙颍河流域水环境污染防治提出具有针对性的理论依据。结果表明：沙颍河流域整体在枯水期存在轻度Mn、Mo污染现象,流域整体污染受控于上游支流颍河和支流北汝河的污染,其中支流颍河污染的主要控制因素为Mn,支流北汝河污染的主要控制因素为Mn和Mo。污染的主要来源为矿产和工业污废水的排放,自上游至下游河段顺水流迁移转化,而流域整体呈轻度污染,污染水平主要受到pH值、溶解氧(DO)、温度(T)的影响。     

流域水生态系统完整性模拟方法展望

水生态系统完整性变化模拟是流域水生态退化诊断、风险预警和修复重建的基础。受到多种环境压力的叠加影响,水生态系统完整性状态具有累积性、复合性和滞后性的响应特征,难以采用常规静态实验和水质模型进行表征和预测。梳理了国内外该领域最新进展,按照水生生物、生态系统动力学、栖息地适宜性、统计经验、流域水系统耦合等5类模型,阐明了不同类型模型的基本原理、适用性和应用案例。结果表明:我国环境管理亟需水生态系统完整性模拟工具支撑,应围绕该领域开展重大科学基础研究,突破河湖水生生物模拟预测和多尺度耦合关键技术,加快构建具有自主知识产权的水生态系统完整性模型库和参数库,推动建设我国流域水生态系统模拟器大科学装置,支撑构建长江、黄河等重点河流水生态系统综合管理体系。     

白洋淀水质时空变化及影响因子评价与分析

作为海河流域重要湖泊湿地,白洋淀的水环境直接影响着流域生态健康和环境安全.综合运用灰色聚类法、综合污染指数和单因子污染指数法探讨白洋淀水质时空变化规律及关键影响因子.在时间序列上,白洋淀水质1973～2007年年际变化总体呈现出恶化趋势,劣于Ⅲ类水水质,由20世纪70年代的14.3%上升到2000年以后的83%,水质恶化严重;2006年内水质变化综合污染指数春(52.9)夏(11.4)冬(9.81)秋(8.88),且TP的综合污染指数最高达到14.86,BOD5综合污染指数最低为7.67.空间分布上,以南刘庄为核心的西北部区域污染最为严重,其次为白洋淀东北部区域的烧车淀、王家寨、光淀张庄、枣林庄和圈头;采蒲台和端村的东南和西南区域污染最轻.通过对自然和社会影响因素的比较分析,结果表明,影响白洋淀水质的关键自然因子是入淀水量,从1973～2007年,历年入淀水量远达不到淀区最小需水量.社会因子包括产业和产业结构两方面因子,产业因子有保定市第一产业、安新县第二产业和保定市第三产业,相关系数分别为0.771、0.708和0.624;产业结构因子有安新县工业和安新县渔业和保定市农业的发展,相关系数分别为0.746、0.734和0.661.此外,安新县和保定市人口增长与水质的相关系数也分别达到0.731和0.690.建议:①控制入淀水质、淀区面源和内源污染;②空间上分区管理,可分为污染控制区、综合改善区和生态恢复区;③加强生态的监测和预警,完善白洋淀流域环境公共政策和产业环境管理.     

流域水污染防治“十二五”规划分区方法与实践

流域规划分区管理是国内外流域治理的普遍经验,为逐步改变中国流域管理与区域管理“两张皮”的局面并促进两者的真正结合,阐述了进行流域规划分区的必要性和意义。《重点流域水污染防治规划（2011-2015年）》强化了分区、分级和分类防治的策略,构建了流域一控制区一控制单元的三级规划分区管理体系,提出了分区原则和方法,明确了流域、控制区和控制单元的范围及边界的划分方法,将8个重点流域划分为37个控制区、315个控制单元,确定了“十二五”水污染防治格局。同时筛选出118个重点控制单元,分为水质维护型、水质改善型和风险防范型3种类型,分类制定差异性的水污染防治综合治理方案,为未来流域的精细化水环境管理奠定了基础。     

Ecological and environmental water demand of the lakes in the Haihe-Luanhe Basin of North China

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＴｈｅＨａｉｈｅ ＬｕａｎｈｅＢａｓｉｎｉｓｔｈｅｄｉｓｔｒｉｃｔｆａｃｉｎｇｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｏｆｗａｔｅｒｃｒｉｓｉｓｉｎｔｈｅＮｏｒｔｈＣｈｉｎａ.Ｗａｔｅｒｐｏｌｌｕｔｉｏｎｉｓｓｕｅｓａｎｄａｎｔｈｒｏｐｏｇｅｎｉｃｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅａｒｅｖｅｒｙｓｅｒｉｏｕｓａｔｔｈｅｓａｍｅｔｉｍｅ .Ｗａｔｅｒｄｅｆｉｃｉｅｎｃｙ ,ｐｏｌｌｕｔｉｏｎａｎｄｏｖｅｒｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｈａｖｅｒｅｓｕｌｔｅｄｉｎｏｂｖｉｏｕｓｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎａｎ…     

Ecological and environmental water demand of the lakes in the Haihe—Luanhe Basic of North China

The purpose of this paper is to present a brief concept of the ecological and environmental water demand of lake. The present situation and affecting factors of lake ecological system in the Haihe-Luanhe Basin of North China was analyzed. The calculating method of the ecological and environmental water demand of the lake basis on the water body and the calculating method of the ecological and environmental water demand of the lake basis on the aquatic ecosystem, wetland and vegetation were compared and discussed. As the examples of Baiyangdian Lake and Beidagang Lake in Haihe-Luanhe river basin, the ecological and environmental water demand of the two lakes was calculated to be 27 x 10(8) m3. It is 6.75 times to the water demand according to the calculating method of the ecological and environmental water demand of the lake basis on the water body. The research result indicated: (1) The calculating methods of the ecological and environmental water demand of the lake basis on the aquatic ecosystem should be better than only basis on the water body of lake. (2) The data, such as area of the vegetation kind around and in the lake, the vegetation coefficient, the evaporating amount of the vegetation and the vegetation water demand itself around and in the lake are lack and urgent need. Some suggestions for controlling and regulating the water resource of the lake in North China were proposed.     

济南市泉城公园生态环境需水量初步研究

以生态优先原则、兼容性原则、最大值原则和水质为重点的原则,采用生态环境需水量计算法中的直接计算法、功能法及换水周期法,从林地生态需水量、草地生态需水量、人工河湖蒸发需水量、人工河湖净化需水量、生物栖息地需水量、人工河湖渗漏需水量、景观与娱乐需水量和公园内设施用水等八个方面,对济南市泉城公园的生态环境需水量进行了初步研究。结果表明,在2005年气候条件下,济南泉城公园的生态环境需水量大约为1．0467×10^6m^3。在此基础上对提高泉城公园水资源利用价值及节约用水等方面提出了建议。     

基于绝对主成分-多元线性回归的滇池污染源解析

定量解析污染源是湖泊流域水环境管理的重要基础.基于滇池草海和外海多年水质监测数据,采用主成分分析（PCA）方法识别了主要水质指标的污染源类型,利用绝对主成分-多元线性回归模型（APCS-MLR）得到不同污染源对水质的贡献程度.结果表明,草海主要的污染源有农业面源、城市面源和内源3类,外海的主要污染源是农业面源、城镇生活污染源、城市面源和内源4类.与河流水污染源解析结果不同,底泥内源与气象因子对滇池主要水质指标的影响较大.