城市饮用水源地生态系统健康评价与保护对策研究

开展城市饮用水源地生态系统健康状况评价,为建立流域尺度的长效保护机制提供依据.以郑州尖岗水库为研究对象,构建水域生境结构、水生生物、陆域生态格局和生态功能等共6类16项评价指标,采用综合指数法开展评估.尖岗水库水域、陆域和流域综合生态健康标准化评估值分别为54.17、59.21和57.19,评价等级均为"一般",河道连通性、森林覆盖率是流域生态健康的主要限制因子.人类活动对尖岗水库生态系统健康状况产生了强烈影响,生态环境正处于负向演替和生态退化阶段.     

基于土地利用的水府庙水库流域生态安全评价

从流域生态系统结构以及土地利用角度构建由陆域环境影响、水域生态健康状况、流域生态服务功能组成的水府庙水库流域生态安全评价体系,利用层次分析法和综合指数法对该流域进行生态安全评估。结果表明,基于土地利用的水府庙水库流域生态安全等级为三级,总体处于一般安全状态。陆域环境影响一般,水域生态健康状况处于中等安全,流域生态服务功能较好。流域内土地利用不合理以及污染负荷较大对水府庙水库流域生态安全造成一定的压力,使水体开始呈现富营养化状态,影响水府庙水库流域的水体环境和生态服务功能,已成为威胁水府庙水库流域生态安全的隐患。     

洞庭湖水环境演变特征及关键影响因素识别

为了更有效地保护洞庭湖水环境,本研究基于1991—2015年流域社会经济发展、水文情势变化与湖泊水环境监测数据,从水质和藻类水华两方面探讨了洞庭湖水环境演变特征,采用主成分分析法筛选确定了主要驱动因素,并通过多元回归分析识别了不同阶段洞庭湖水环境演变的关键影响因素.结果表明:1991—2015年,洞庭湖水环境质量总体呈下降趋势;其中,1991—2002年洞庭湖水质下降较为缓慢,藻类水华程度总体稳定,影响水环境演变的关键影响因素为流域污染负荷输入,其中农业面源贡献相对较大;2003—2015年洞庭湖水质呈加速下降趋势,藻类水华程度也明显加重,局部水域已出现明显藻类水华现象,该阶段水环境演变主要受流域污染负荷输入和水文情势变化共同影响.因此,今后洞庭湖水环境保护不仅要继续加强流域污染控制,有效削减入湖污染负荷,也要密切关注水文情势变化对洞庭湖水环境的不利影响,采取针对性的措施,科学恢复或调整江湖关系,把不利影响降到最低.     

基于土地类型的水库污染源解析及生态价值研究

水库周围土地利用类型的变化对非点源污染负荷及生态价值有重要影响,基于遥感影像和GIS技术,分析1990-2012年南湾湖水库流域的土地类型,研究结果表明:(1)在近30 a间,南湾湖水库周边的土地类型有了明显的变化,其中茶树和耕地面积在逐渐增加;而林地、水域、居民用地和裸露地的面积在减少;(2)茶树面积、城乡用地、耕地面积和水质呈正相关,林地和水质呈负相关;其中对水库水质影响最大的因子是茶树面积,而林地可以去除部分氮、磷、有机物和改善水库水质;(3)南湾湖水库流域生态服务价值评价结果表明,流域内总的生态系统服务价值在1990-2005年呈上升趋势,而在2005-2012年呈下降趋势,水域是生态系统服务价值构成中贡献最大的土地类型,占到全部生态系统服务价值的34.23%和67.31%;(4)维持生物多样性、保持土壤、气候调节和气体调节4个单项总和约占到全部生态系统服务价值的60%,维持生物多样性、气候调节和气体调节3个单项的变化趋势与生态系统服务功能总价值变化趋势相一致。     

黄河干流水库生态调度总体框架研究

水库的建成和运行对河流生态系统造成一定的负面影响,实施生态调度是减轻水库负面影响的方法之一。水库生态调度的实施是一个复杂的系统工程,本文在分析了生态调度的内涵的基础上,针对当前黄河干流水库运行所引起的生态环境问题,提出了黄河干流水库生态调度的总体框架,包括黄河干流水库生态调度的目标、生态调度支撑体系及生态调度实施步骤等等,为黄河干流水库生态调度下一步研究和实施提供参考。     

云南玉溪东风水库饮用水源地水环境风险及对策研究

通过对云南玉溪东风水库多年常规监测资料分析,结合调研成果,评估流域水环境风险及影响因子,并提出对策措施。结果表明,东风水库面临较大水质污染、水生态破坏等风险影响,主要风险来源于流域经济社会快速发展且发展方式粗放,各类污染源排放量持续增加,水库水源补给单一,库区水质难以稳定达标,入库河流水质状况较差,流域生态破坏突出。主要对策措施为强化水资源保护,提升水污染防治力度,实施流域生态修复,完善环境管理能力建设。     

洞庭湖近30年水环境演变态势及影响因素研究

水量、泥沙和污染物交换作为河流与湖泊之间的关键过程,对湖泊生态环境演变具有复杂而深远的影响.以长江中游典型通江湖泊洞庭湖为研究对象,着眼于“江湖”“河湖”“人湖”三重作用关系变化,从水文情势、水质、富营养化3个层面剖析了近30年洞庭湖水环境演变态势及主控因素.结果表明:①“江湖”关系变化影响了洞庭湖水沙交换及其年内分配,是湖泊枯水期提前和延长、水沙关系突变等现象的主控因素;“河湖”“人湖”关系变化协同加剧了该现象.②“河湖”关系的失衡和“河湖”统筹管理措施缺位,造成入湖河流长期输送大量营养物质,是湖体氮磷污染较重的根源;“江湖”“人湖”关系变化协同影响着营养盐分布格局,但影响范围及程度有限.③在“江湖”“河湖”作用关系复合影响下,藻类生长条件更为有利,增加了洞庭湖富营养化及水华风险.为保障洞庭湖水环境安全,建议:针对“江湖”作用主导的低枯水位问题,以水资源调控为核心,推进长江与流域上游水库联合生态调度,保障湖泊生态流量;针对“河湖”作用主导的水质恶化问题,以水污染防治为核心,强化流域污染控制,统筹“河湖”一体化监测管理模式,保障湖泊水环境质量;对于“人湖”作用主导的生态破坏问题,以生态空间管控为核心,划定并坚守生态红线,保障生态空间.      

水库网箱养鱼富营养化生态修复模式研究——以青狮潭水库为例

为有效控制青狮潭水库富营养化的发展,确保库区及饮用水源保护区水质达标,结合库区水质现状及网箱养鱼对富营养化成因分析,本文提出青狮潭水库网箱养鱼富营养化生态修复模式。根据青狮潭水库水环境容量及水域的地理特点,对库区水域进行分类管理,划分网箱养鱼禁止区和控制区,并对出现富营养化的水域进行水生生态修复,为青狮潭水库水环境管理和决策提供科学依据。     

铁岭市清河流域水环境质量现状及治理对策

文章为治理改善清河水环境,对清河流域的水环境污染状况和水环境质量进行了全面系统的调查了解,并提出相应对策。文中以2010年清河及其各主要支流全年各时期水质监测数据为主要依据,结合水域污染现状对污染物超标原因进行系统性分析。根据分析结果有针对性地提出了对该水域预防进一步污染和对现状整改的生态治理多项措施,从而遏制清河流域污染继续发展,使该水域水生态环境得到显著改善,以期为其它流域水环境综合治理提供可靠借鉴和科学依据。     

新安江水库河口区水质及藻类群落结构高频变化

水库库尾区的水环境多变,是水库生态系统突变的重要策源地.为探究大型水库水源地水环境演变特征及其突变的促发机制,以新安江水库为例,通过库尾河口断面18个月水质浮标的高频记录及3 d一次的藻类群落结构人工鉴定数据等,分析了气象水文过程影响下的水库库尾区的水温、溶解氧、浊度及营养盐等环境指标及藻类群落结构的高频变化特征,揭示了降雨、入流及季节温度变化等关键气象水文过程对水库水质及藻类群落结构的影响机制.结果表明:①在27 m深的河流入库区的水体温度和溶解氧存在明显的季节分层,相应水体藻类叶绿素a和营养盐等指标也同步发生分层,水温分层从气温达到14℃以上的3月中旬开始,至气温降至24℃后的10月中旬结束,期间较大降雨和入流多次破坏水温分层;②河道入库区水体氮、磷等营养盐变幅大,总磷浓度变幅为0. 011～0. 188 mg·L~(-1)之间,总氮浓度变幅为0. 75～2. 76 mg·L~(-1)之间,总磷和总氮中的溶解态占比分别为56%及88%,降雨入流对水体营养盐浓度影响巨大,3 d的累积降雨与水体氮、磷浓度显著正相关,3～6月(雨季)的营养盐含量明显高于其他月份(P 0. 001),藻类的季节性增殖反过来也会影响水体总磷浓度;③藻类群落结构及其优势属呈现明显的季节变化,在总体硅藻门类占优的背景下,蓝藻、绿藻、隐藻等在不同季节形成明显峰值,蓝藻在7～10月的夏秋季形成明显的生物量峰值,其峰值形成原因除了高温之外,还与暴雨入流有关.蓝藻主要优势属为束丝藻属(Aphanizomenon spp.)、微囊藻(Microcystis spp.)及颤藻(Oscillatoria spp.)等,绿藻峰值与蓝藻基本同步,优势属为盘星藻属(Pediastrum spp.)和新月藻属(Closterium spp.),隐藻在3～5月形成峰值,优势属为隐藻属(Cryptomonas spp.),硅藻门中的优势属分别为脆杆藻属(Fragilaria spp.)、小环藻属(Cyclotella spp.)、针杆藻属(Synedra spp.)及直链藻属(Melosira spp.)等;④入库流量、温度、水位、透明度、总氮、总磷及氮磷比等均为影响藻类优势属演替的主要因子,秋冬季节的控制因子为气象水文条件,而夏秋季节则受气象水文及营养盐的共同控制.本研究表明强降雨过程能对水库库尾区水环境及水生态系统结构产生巨大冲击,是水库藻类水华发生的可能诱发因子,通过对该过程的规律认识及关键指标监测,能够为水库水源地水质风险提供预警信息.     

流域生态系统调查技术指标体系研究

流域生态健康研究是目前生态系统研究领域的研究热点之一,其主要通过对流域生态系统中不同生态指标的调查及评价指数来反映流域生态系统的健康状况。因此,在总结欧美发达国家流域生态系统调查技术指标体系的基础上,结合中国目前流域调查技术现状以及流域水环境管理需求,构建流域生态系统调查技术指标体系,为流域生态系统健康状况调查评估、识别主要生态环境问题提供可参考的技术方法。     

基于生态管理的流域水环境功能区划——以浑河流域为例

从环境战略管理的高度,提出了一种基于生态管理的流域水环境功能区划分方法.在现行水环境功能区划的基础上,结合生态管理理念及相关理论,并充分考虑我国水环境管理能力及发展趋势,进行流域水环境功能区划分.流域水环境功能区划以流域水生态分区为基础,根据参考条件评估水体的生态状况,考虑水体生态保护功能和最小生态需水量,提出新的流域水环境功能区划的理论基础和技术方法体系.首次将水生态分区、水生态保护目标和生态需水量引入水环境功能区划之中,对原水环境功能区划的内涵进行了拓展.该方法以浑河流域为案例做了实证研究.     

梁子湖流域生态健康评估

通过收集2012年梁子湖流域相关的水文水系、地质地貌、湖面变迁及生物多样性等历史数据,分析梁子湖流域生态系统现状,按照流域生态健康评估方法,对梁子湖流域生态健康开展综合评估。首先根据流域生态健康评估指标体系要求,评估各项指标所处的健康状态;同时通过对流域生态压力指标进行评估,得出梁子湖流域的水域、陆域、消落带生态压力状况,以雷达图的形式表示结果,以直观反映流域生态健康的主要限制因子。然后采用综合指数法,通过水域、陆域和消落带健康指数加权求和,构建综合评估指数WHI。结果表明梁子湖流域生态健康评估分析结果为"良好"。诊断得到梁子湖流域生态系统健康现状,对结果进行评估分析,提出生态环境保护对策。     

三峡水库蓄水运行初期(2003—2012年)水环境演变特征的“四大效应”

自2003年三峡水库首次蓄水至2012年工程竣工验收启动,针对三峡水库蓄水运行初期的水环境演变研究较多,但整体性、综合性科学认识仍然缺乏.基于水环境多要素跟踪观测研究,综合采用现场观测、室内试验、数理统计、模型模拟、同位素及保守离子示踪等技术手段,系统剖析了特大型、高变幅水位水库运行背景下水动力变异及其所伴生的水环境演变特征,从水动力、水质、水生态、污染物输移角度,提出了三峡水库水环境演变过程中的“四大效应”,主要包括干支流水动力特性的“分化”效应、上游-干流-支流水质演变“同步”效应、水动力变化对藻类水华暴发的“胁迫”效应、水动力变化对同等负荷条件下污染源危害的“迭加”效应等.考虑到大型水库生态系统的演替和稳定是一个长期过程,建议继续强化长江上游梯级水电开发影响下的三峡水库水环境演变跟踪调查研究,适时开展三峡工程对库区水环境影响的后评估.      

三峡水库开县消落区水域冬季蓄水期间藻类群落结构与水质评价

2008年12月三峡水库第一次试验性蓄水至172.8 m后,开县老县城区域被淹没呈水库特征,对蓄水后开县消落区水域水生生物生态及水体营养状态的研究目前还鲜见报道.为了解172.8 m水位后开县消落区水域水环境的现状及藻类群落结构的变化,于2009年1月和2009年12月冬季蓄水期间2次对包括汉丰湖在内的开县消落区水域4个样点藻类组成、数量和生物量的分布及变化情况进行了跟踪观测,初步分析了浮游植物种群结构的变化趋势,并从生物角度评估了水域的水质营养状况.结果表明,2次采样共鉴定出浮游植物6门37属69种(含变种),优势种群均为甲藻和隐藻,2009年12月藻类细胞密度和生物量低于2009年1月.藻类种群结构和污染指示种评价结果显示,冬季蓄水期间开县消落区各采样断面的营养水平属于中-富营养类型.多样性分析的结果表明开县消落区水域冬季蓄水期间处于中污染状态.     

环洞庭湖丘岗地区雨水资源和管理策略

环洞庭湖丘岗地区是我国南方丘陵农林复合生态系统的典型板块。雨水资源对生态系统水环境、水平衡具有不可替代性。生态系统水环境要素的定位观测和小流域水平衡监测研究表明:该地区雨水资源呈季节性配置,系统水平衡过程有明显盈(季节性水富余311.3mm)、亏(季节性水亏缺134.7mm)现象。本地区自然降雨大约有76%产生派生资源参与系统水分循环,其余部分主要以径流形式溢泄入下游水域;雨水侵蚀使该地区每年流失或向洞庭湖水域输送水1.31×1010m3、泥沙1.64×106m3、养分(N、P、K)0.89×104t。集雨利用是本地区农业雨水管理的基本形式,据研究估测,可利用的集雨水量为现今农业可用地灌溉水需求量的2.41倍;可集雨水量和农业集雨需求量的比值与系统尺度有关。影响生态系统水平衡和农业集雨利用有两大因子,即人工蓄调雨水的局限性和坡地生态系统构建。因此,雨水资源的生态管理重在坡地系统构建---地表植被植物群落的组配和土壤生产力持续性保护。     

养殖污染主控流域跨区域水环境资源生态补偿机制研究——以九洲江为例

流域水环境资源生态补偿是环境经济学领域研究的热点问题,养殖污染主控流域在生态补偿问题上有其研究的典型性和特殊性。为补偿上游养殖户为保护下游水质安全做出的经济牺牲以及发展的机会成本,需要构建适用于养殖污染主控流域水环境资源跨区域生态补偿的机制。本文以九洲江流域生态补偿试点为例,对养殖污染主控流域水环境跨区域生态补偿的补偿范围、主客体、补偿方式、补偿标准、补偿效果考核评价机制加以明晰,以期为其他同类地区相关研究和实践提供思路、框架和方法学支撑。     

流域水生态功能分区与质量目标管理技术研究的若干问题

制定中国的水生态功能分区方案、提出流域水环境质量目标管理技术体系是解决中国流域污染控制的重大科技需求,不仅可以提升我国水污染控制的科技水平,而且对于我国流域水生态安全保障具有现实意义.本文对水生态功能分区与质量目标管理的意义、概念、研究现状以及未来发展趋势进行了研究.阐述了流域水生态功能分区与质量目标管理技术研究的迫切...     

渭河流域河流着生藻类的群落结构与生物完整性研究

以渭河流域为研究范例,调查了全流域范围河流内45个样点的着生藻类群落和水环境理化特征,并在此基础上应用着生藻类生物完整性评价指数(P-IBI),对渭河流域水生态系统进行健康评价.同时讨论了水环境理化因子与着生藻类群落结构的相互关系,并对比分析了渭河流域不同区域水生态系统健康水平差异的原因.结果表明,渭河流域着生藻类群落结构具有明显的空间异质性,典范对应分析结果显示,驱动着生藻类群落结构形成的水环境因子为电导率和流量.P-IBI结果表明,渭河干流的上游及渭河干流的右岸支流健康状况较好,而渭河干流中下游区域及左岸支流的健康状况较差.泾河全流域及洛河下游地区健康状况较差,而洛河中上游区域永生态系统着生藻类生物完整性较高.     

流域水生态风险评价及管理对策

流域水生态风险评价是流域水环境管理急需解决的难题和研究热点,与传统风险管理的主要不同点在于流域的异质性和复合污染问题.依靠单一污染物研究不足以提供全面风险信息,无法适应我国流域水环境改善和生态恢复的管理需求.本文通过对复合污染的联合毒性效应及其研究方法的分析,综述和比较了生态风险评价方法的实用性和不足,探讨适合于建立流域不同生态单元质量和复合污染效应间关系的方法,发展和构建反映流域时空尺度变化规律的生态风险评价模型.并就流域水生态毒理机理、水环境的生态响应时空异质性变化规律和流域多目标优化管理提出研究展望及管理对策.