基于微生物生物完整性指数的地下水生态系统健康评价:以包钢稀土尾矿库周边地下水生态系统为例

生物完整性指数是水体生态系统健康评价的重要指标,已被广泛应用于湖泊河流等的生态系统健康评价中.但利用水体中分解者微生物群落构建IBI评价标准的报道很少,针对地下水生态系统的研究更是鲜见.本研究针对包钢稀土尾矿库周边地下水生态系统健康开展评价工作,基于地下水环境中微生物群落Illumina高通量测序信息,筛选关键环境因子,甄别敏感或耐受微生物分类属,确定候选生物参数,探索针对地下水的微生物完整性指数(microbiome index of biotic integrity,M-IBI)评价流程与标准构建方法.结果表明,总计12个地下水样点中,4个样点属于健康等级(Ⅰ级),占总样点的33.3%;2个样点属于亚健康等级(Ⅱ级),占总样点的16.7%;5个样点属于一般等级(Ⅲ级),占41.7%;1个样点属于较差等级(Ⅳ级),占8.3%;总体来看,靠近尾矿库的样点健康等级较低,而远离尾矿库参照点受到的干扰较小,健康等级较高,这可能与人类活动干扰影响程度密切相关.参照该地区地下水理化参数基础上的水质情况分析结果,发现应用M-IBI指数可较合理地评估包头稀土尾矿区周边地下水生态系统健康状况.结合生态系统健康内涵,本研究初步提出针对地下水生态系统健康的M-IBI指数评价体系构建流程.     

近17年鄱阳湖区生态系统健康时空变化研究

以遥感影像和社会统计数据为基础,构建基于压力-状态-响应(P-S-R)概念模型的鄱阳湖区生态系统健康评价指标体系,并建立湖区生态系统健康评价模型,通过对生态系统健康指数的计算与分析,揭示鄱阳湖区生态系统健康的时空变化特征.研究结果表明,在人类生产活动的影响下,近17年鄱阳湖区生态系统结构渐趋不合理,生态系统功能有所减弱,虽然湖区生态系统健康总体处于一般水平,但人类活动干扰的不断加强,导致湖区生态系统健康正逐步向着恶化方向发展.湖区生态系统健康在空间分布上呈现出南北分异的特点,南部工业化、城镇化水平较高的地区生态系统健康状况较差,经济发展水平较低的北部地区,生态系统健康状况则相对较好.     

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.     

天津市河流生态完整性评价

对河流生态健康状况进行评价,可为河流治理和生态修复提供依据.基于2018年8—9月天津市河流现场调查获取的物理、化学和生物群落指标（浮游动物、浮游植物、底栖动物、鱼类、水生大型植物、陆生植物）数据,构建包含物理完整性、化学完整性和生物完整性在内的河流IEI（index of ecological integrity,生态完整性指数）评价体系,对天津市河流生态健康状况进行评价.根据生物栖息地评分和水质状况确定参照点位,采用标准化方法筛选候选指标,应用层次分析法计算三部分指标权重,最终得出天津市河流生态健康评价结果.结果表明:①IEI评价结果显示,天津市河流生态健康状况等级为“健康”的样点占18.8%,“较好”的样点占28.1%,“一般”的样点占40.6%,“较差”的样点占6.3%,“差”的样点占6.3%,天津市河流生态健康状况整体处于“一般”水平.②相关性分析表明,ρ（NH₄+-N）和ρ（COD_Mn）超标是造成天津市水质达不到功能区标准的主要原因,同时也是影响河流生态健康的主要因素.研究显示,IEI评价法能够较为敏感地响应研究区面临的环境压力,适用于评价研究区河流生态健康.      

基于鱼类生物完整性指数的浑河流域水生态健康评价

基于2010年5—6月浑河流域62个采样点的鱼类调查数据,应用F-IBI(鱼类生物完整性指数)体系评价浑河河流的生态健康状况.从23个候选指标中筛选出适用于构建浑河流域F-IBI体系的6个指标,分别为总渔获量、雅罗鱼亚科种类所占比例、鳅科鱼类所占比例、经济鱼类所占比例、耐污物种所占比例和广布种所占比例.采用比值法计算各指标的F-IBI值,根据所有采样点F-IBI值的75%分位数确定健康标准,对于小于所有采样点F-IBI值75%分位数的数据进行四等分,以确定浑河流域F-IBI体系的评价标准,依次分为健康、亚健康、一般、差和极差5个等级.结果表明,处于健康、亚健康、一般、差、极差状态的采样点分别占采样点总数的22.58%、27.42%、24.19%、14.52%、11.59%,其中前三者所占比例为74.19%,健康状况为差和极差的采样点主要分布在以沈阳市区为分界的浑河流域下游.Pearson相关分析可知,F-IBI值与电导率呈负相关,而与栖息地质量指数呈正相关.研究显示,浑河中上游河段的健康状况基本处于健康、亚健康和一般状态,而浑河下游的健康状况令人担忧,处于差和极差状态.浑河下游恶劣的水生态状况主要是受到沈阳工业区的影响.     

阴山北麓草原生态功能区植被覆盖度遥感动态监测

为揭示植被覆盖度时空动态变化及其与气候因子的相关关系,以2011年国务院印发的《国家主体功能区规划》中划定的防风固沙类型的阴山北麓草原生态功能区为研究区域,以MODIS长时间序列的植被指数产品为数据源,采用像元二分法、一元线性趋势法以及相关分析法等,对阴山北麓草原生态功能区植被覆盖时空变化及其与气温和降水的关系进行分析.结果表明:阴山北麓草原生态功能区植被覆盖较差,其中以察哈尔右翼中旗的植被覆盖度为最高,数值在30%~60%之间;乌拉特后旗植被覆盖度为最低,处于2.31%~8.89%之间.2000-2010年研究区植被覆盖整体呈波动下降趋势,以低等级（0~20%）和较低等级（20%~40%）为主,两等级面积占90%以上;处于高等级（60%~80%）和较高等级（80%~100%）水平的区域面积总和仅占研究区总面积的0.62%.2000-2010年植被覆盖度由高等级向低等级的转化趋势明显,植被退化面积占研究区总面积的53.4%,植被改善面积仅占1.63%,基本不变的区域占44.97%.相关分析显示,研究区植被覆盖度与同期降水响应关系良好,大部分区域二者呈正相关;植被覆盖度与同期气温关系不明显,大部分区域二者呈负相关,说明降水是影响阴山北麓草原生态功能区植被覆盖度变化的主要自然因素.      

各等级道路网对纵向岭谷区景观结构健康的影响

景观健康是近年来景观生态学与生态系统健康学相互交叉、相互耦合的一个新的研究领域.从景观结构角度,利用缓冲区、情景对比和景观指数等分析方法,研究了各等级道路对我国西南纵向岭谷区景观结构健康的影响.研究结果表明,我国西南纵向岭谷区道路影响生态系统的面积占区域面积比例的5.42%,低等级道路对生态系统的面积和景观破碎化影响较显著,而对耕地和建设用地的影响弱于高等级道路;由于道路对生态系统变化的驱动作用,使耕地和建设用地在道路影响域的面积比例高于其在全区的比例.随着道路网的扩展,景观结构健康指数从不考虑道路对生态系统影响下的0.42下降至考虑所有道路对生态系统影响下的0.24,从一般状态下降到亚健康状态,景观结构健康随着道路网密度的增加,其下降幅度较大.纵向岭谷区具有特殊的地理环境与生态系统,研究道路对该区的景观结构健康的影响,具有理论与现实意义.     

北京市河流生态系统健康评价

伴随经济的快速发展,人类活动对河流生态系统的胁迫日益强烈,生态系统健康状况受到严重威胁.以北京市河流水系为例,于2020年秋季至2021年夏季在区域内101个样点进行了4个季度的野外调查,选取涵盖水文、水质、水生生物和栖息环境质量的34个评价指标,采用主成分分析和相关分析进行筛选,利用熵权法确定各评价指标权重,构建北京市河流生态系统健康评价指标体系,并对其健康状况进行评价.结果表明,北京市河流生态系统健康评价指标体系包括：水温、流速、BOD₅、NH₄⁺-N、Cu、浮游植物密度、浮游动物密度、底栖动物Shannon指数和BMWP指数、鱼类Shannon指数和栖息地质量指数11项指标.北京市河流101个点位中,健康状态占比4.95%,亚健康占比23.76%,一般及以下占比71.29%.河流健康状况具有较强的空间异质性,北部和西部地区河流健康状况良好,而中部及东南地区健康状况相对较差.单项指标评价结果显示,北京市河流水质状况整体尚可,为"亚健康-一般"状态,生物和栖息地状况评价均为"一般-差"状态,但水文状况堪忧,为差状态.北京市各水系评价结果显示,潮白河水系健康状况最好,永定河、大清河和蓟运河水系健康状态一般,北运河水系健康状况最差.维持河流生态基流,保障河流水系连通性,改善和恢复河流栖息地环境是今后北京市河流进行生态修复与保护需要重点关注的方面.     

基于PSR的围圩养殖区湖泊湖荡群水生态系统健康评价

以典型围圩养殖区江苏省里下河腹部地区的41个湖泊湖荡为研究对象，分析筛选了围圩养殖对生态系统影响的主要指标，基于PSR方法评价了湖泊湖荡群的水生态系统健康状况.结果表明，选取的养殖面积占比、斑块密度及退圩还湖政策规划等指标能够有效反映区域的围圩养殖特色，全面表征围圩养殖对生态系统压力、状态、响应的影响.评价结果显示，里下河腹部地区41个湖泊湖荡中综合指数等级健康的占比4.9%，亚健康的占比87.8%，不健康的占比7.3%.研究结果可为围圩养殖区湖泊水生态系统健康评价、退圩还湖及水生态修复规划提供重要的技术方法.     

VCH地下水污染风险评价模型构建及应用

将人体健康作为风险因素之一的地下水污染风险评价模型,其风险路径分析过程表现模糊,为了能够解决这一问题。该文建立了VCH(Vulnerability&Capacity&Health)地下水污染风险模型,其特点表现在包含了地下水脆弱性评价、地下水环境容量评价和地下水健康风险评价且模型风险路径计算过程清晰。为了验证该文提出的VCH模型的合理性,该文以富平热电厂厂址附近的水文地质资料为基础,采用该模型风险计算方法评价研究区的地下水污染风险。结果表明:研究区地下水污染风险等级整体处在较低风险等级以下,且处于较低风险等级面积占研究区总面积的79.01%,而中等风险仅占3.67%,研究区其余部分均为低风险,该次地下水污染风险评价结果为研究区地下水污染防治及地下水规划利用提供依据。另外,该模型为区域地下水污染风险评价提供了借鉴方法。     

基于PSR模型的土地生态系统健康时空变化分析——以北京市平谷区为例

论文基于“压力-状态-响应”模型（PSR）和“活力-组织-弹性-功能”理论,以网格作为评价单元,评价了平谷区土地生态系统健康状况,并利用Moran指数测度了全局和局部的空间分异情况。研究结果显示,平谷区土地生态系统健康状况总体较好且相对稳定,1993、2011年平原区健康状况平均值分别为0.53和0.51,而丘陵山区则为0.62和0.65,丘陵山区显著优于平原地区。健康状况空间集聚程度增强,1993—2011年间平原区和丘陵山区的Moran指数分别由0.49和0.41升为0.61和0.46,表明平原病态区域集聚程度增加,而丘陵山区生态环境得到改善。作为北京市的应急水源地和生态涵养区,当前平谷区土地生态系统管理应着眼于三个重点区域：维持四座楼自然保护区周边生态系统健康,加强生态廊道建设,避免产生保护区“孤岛效应”;对于丘陵山区土地生态系统健康状况趋坏的区域,应协调经济发展与生态建设,维护关键性生态用地;对于健康状况较差的中心区域,应限制建设用地拓展,推行生态型土地整治,缓解土地生态系统压力。     

基于灰色极大熵原理的三峡库区(重庆段)生态系统健康评价

三峡库区(重庆段)是典型的河道型水库生态脆弱带,生态系统本底条件较差.明确库区生态系统健康状况及其胁迫因子,对促进库区可持续发展、维护三峡库区生态安全具有重要的现实意义.针对三峡库区(重庆段)目前的生态系统特点,构建了自然-社会-经济复合生态系统健康状况评价指标体系,并在灰色系统理论基础上,将信息论中Jaynes最大信息熵原理引入到生态系统健康评价当中,对三峡库区(重庆段)复合生态系统健康进行了评价.结果表明,三峡库区(重庆段)生态系统正处于急剧变化的过渡阶段,生态系统的生产、调节和服务功能分异明显.三峡库区(重庆段)生态系统东段的健康程度总体上好于西段,但东段内部空间分异明显,结构复杂.针对三峡库区(重庆段)现存的生态环境问题,提出了相应的调控措施和途径.     

大宁河水生态系统健康评价

随着人口增长及社会经济的发展,河流水生态系统健康受到严重威胁.为了解大宁河水生态系统健康状况,选取大宁河2011-2015年水体水质[水温、pH、SD（透明度）、ρ（DO）、ρ（COD_Mn）、ρ（TN）、ρ（TP）]与水生态[藻密度、ρ（Chla）]9个主要指标,构建了大宁河水生态系统健康评价指标体系,运用基于熵值法的综合健康指数法对其水体生态系统健康状况进行综合评价.结果表明,2011-2015年,大宁河水生态系统健康状况整体呈亚健康状态,有50.89%的监测样本处于亚健康状态,枯水期健康状态好于丰水期.大宁河各监测断面CHI（综合健康指数）值的季节变化特征为丰水期低于枯水期;年际变化特征为从2011-2015年CHI值呈先升后降的变化趋势,健康状态呈先转好后转差的变化趋势,大宁河水体富营养化趋势明显;空间变化特征为丰水期和枯水期CHI最低值主要位于中下游的白水河、龙门和菜子坝断面,河流水质与人类活动强度密切相关.研究显示,影响大宁河水生态系统健康的关键因子为营养盐指标[ρ（TN）、ρ（TP）]和有机物指标[ρ（COD_Mn）].      

淮河干流岸边带生态健康遥感评估

结合高分辨率遥感影像在岸边带范围提取、生态系统高精度分类、生态结构特征提取方面的优势,将景观结构指数纳入岸边带生态健康评估指标体系,从生态功能、生态结构和生态胁迫三个方面对淮河干流岸边带生态健康状况进行全面调查评估.评价结果显示,淮河干流岸边带生态健康指数低于0.3,生态健康状况总体处于较差水平,并具有明显的空间走向特征,从上游到中游呈现出生态环境状况逐渐变差、再略有改善的趋势.通过对淮河干流岸边带生态环境问题的分析,认为人类开发强度大、植被覆盖率低、自然岸线保有率低、人为干扰强度大是造成淮河干流岸边带生态健康状况较差的主要原因.     

鄱阳湖区土地健康评价

论文以江西省鄱阳湖区为例,综合运用特尔菲法、层次分析法、聚类分析法等多种定量分析方法,建立了鄱阳湖区土地健康的评价模型,并运用该模型对该区11个县的土地健康状况进行了评价。评价结果表明,鄱阳湖区的土地健康状况不容乐观:只有德安县为健康区,进贤、九江和永修3县为亚健康区,其它7个县均为不健康区。并进一步对各县土地健康状况的主要表现特征进行了总结,从而可为各地土地资源的合理利用提供指导。     

基于生态系统服务的叶尔羌河平原绿洲生态经济协调发展分析

为评价叶尔羌河平原绿洲近25 a生态环境状况及其与经济发展间的协调水平,基于1991年、2005年、2016年遥感影像解译出的土地利用数据,参照中国陆地生态系统服务价值当量表并结合研究区生物量状况、支付意愿修订VC（单位面积生态系统服务价值）,运用当量因子法核算ESV（生态系统服务价值）.通过敏感度分析检测VC在该区域的适宜性,借助EEH（生态经济协调度指数）定量评价生态与经济发展间的协调程度,为重构研究区生态安全格局奠定基础.结果表明:①1991—2016年除耕地、建设用地面积增加外,其他地类面积均减小,林地面积减少最大为47.12%.②研究期间ESV减少了22.08×108元,年均减小率0.20%,这主要是由林地、水体、未利用土地、草地面积减小所致.③研究区服务性功能远大于生产性功能,其中调节服务的价值贡献率最大为78.05%,文化服务的价值贡献率最小为3.22%.④敏感度分析显示,ESV对引入的VC缺乏弹性,表明修订的价值系数适合该区域.⑤生态经济协调发展分析表明,1991—2016年研究区生态与经济发展处于低度冲突,空间上除叶城、巴楚县为低度协调外,其余县为低度冲突,莎车县冲突程度更明显.研究显示,近25 a区域生态环境总体呈恶化趋势,生态与经济发展亦由低度协调转变为低度冲突,今后需加大生态保护力度,促使冲突区向协调区转变.      

福州市土地生态系统服务时空分异特征

采用价值系数法估算非建设用地生态系统服务价值,应用防治成本法和替代成本法估算建设用地对生态系统服务的影响价值,并借助“力矩平衡点”法计算区域土地生态系统服务价值空间分布重心,在此基础上,分析了福州市土地生态系统服务价值时空分异特征.结果表明:福州市土地生态系统服务价值从1993年的95541.91×106元降低至2004年的91437.19×106元,而后又增加至2009年的99192.32×106元.林地对福州市土地生态系统服务价值的贡献最大,水域次之,两者约占总服务价值的87%~92%,而建设用地的负面影响逐渐加大.土地生态系统服务价值空间分布重心在不同时期的转移路径,与福州市城市化发展方向正好相反,同时在一定程度上也受区域环境可持续发展保护战略的影响.根据福州市各县(市)区土地生态系统服务价值的空间分布特征,将福州市划分为3个生态功能区:人工调控生态区、半自然半人工恢复生态区和自然调控生态区.