流量变化与齐口裂腹鱼产卵场栖息地生境指标的响应关系

流量变化与栖息地环境响应关系研究可以为河流生态建设及河流健康评价与修复提供理论依据,目前国内对此问题的研究通常是将加权可利用面积(WUA)作为栖息地环境的主要评判依据,据此判断最适宜的生态流量,而影响栖息地优劣的因素除了考虑有效栖息地面积外,还应包括栖息地的大小、形状、适应性、连通性及破碎性等指标。以大渡河金川坝址下游的复兴村及李家河坝产卵场为例,以山区河流较具有代表性的优势种群齐口裂腹鱼为研究对象,基于IFIM法对研究河段进行栖息地二维计算,分析不同流量下齐口裂腹鱼产卵场栖息地的适应性指数、破碎性指数、连通性指数,研究发现随流量增大三个产卵场生境指标均呈现出先增大至某一峰值然后逐渐减小的变化趋势。这一结果可为流量变化与生境响应关系研究的发展提供一定实践基础,同时可为以齐口裂腹鱼为优势种的山区河流鱼类栖息地的健康判断及恢复提供理论依据。     

泥曲河道内最小生态需水研究

生态需水研究是水资源开发和可持续利用中不可缺少的部分，目前计算河流生态需水的方法极多。从保护生物多样性的角度出发，结合河道断面和河道内生物信息，建立生物栖息地指标与流量之间的关系。生物栖息地指标包括：平均流速、水面宽、平均水深、湿周、过水断面面积、水力半径以及加权可利用栖息地面积(WUA)等，综合这些栖息地指标与流量的关系确定南水北调西线工程调水区泥曲河道内最小生态需水，为南水北调西线一期工程可调水量提供参考。结果表明，利用流速、水深、过水断面面积和水力半径确定河道最小生态需水
小于多年平均流量的10%，利用水面宽、湿周、WUA等计算的结果分别是多年平均流量的56%、48%和32%。最终确定泥曲泥柯站河道内最小生态需水为193 m3/s，朱巴站最小生态需水为298 m3/s，位于Tennant法计算结果的“较好范围”生态需水等级，可以对河流栖息地提供比较好的保护。     

金沙江下游鱼类栖息地评估和保护优先级研究

为了给受金沙江下游水电开发影响的鱼类筛选合适的支流进行栖息地保护，对金沙江下游12条支流进行了鱼类栖息地评估和保护优先级的研究。通过河段分类-河段样方调查-河流整体评估的路线评估了支流栖息地质量；通过2次流动调查，结合历史资料获取了各支流的特有鱼类种数；最后，结合栖息地评估结果、各支流的特有鱼类种数、年径流量和水电开发强度，运用分层排序法，得出了各支流的保护优先级，由高到低依次为：牛栏江>西溪河>黑水河>普渡河>龙川江>鲹鱼河>西宁河>美姑河>以礼河>普隆河>勐果河>小江。建议将乌东德库区的龙川江和鲹鱼河、白鹤滩库区的黑水河和普渡河、溪洛渡库区的牛栏江和西溪河，以及向家坝库区的西宁河作为金沙江下游鱼类优先保护支流     

河滩人工湿地对河流洪水位影响的数值模拟

运用计算水力学的基本理论，采用二维水流数学模型进行河流泄洪能力的数值模拟，借助于SMS地表水软件，分别模拟了河流在不同湿地面积、湿地宽度及不同植物糙率条件下，河流洪水位的抬升情况。结果表明，不同湿地宽度对泄洪水位的影响，最终归结为主槽宽度的变化对泄洪水位的影响。主槽宽度相对于湿地面积及植物糙率，对洪水位的抬升影响较大，且主槽宽度越小，水位涨幅越大。对于在河流中如何布置和种植人工湿地及湿地植物的选取具有一定的指导作用。     

基于IHA-RVA法三峡水库下游河流生态水文情势评价

水文情势变化是影响河流生态系统结构功能的主要驱动力。为了定量评价三峡水库下游河流生态水文情势变化,选取三峡水库下游宜昌水文站(1952～2014年)逐日流量数据,采用Mann-Kendall法、累积距平法和滑动T检验法进行流量特征分析,并应用生态水文指标变化范围法(IHA-RVA)以及水文改变度法综合评价了三峡大坝下游宜昌江段生态水文情势变化及其对重要鱼类中华鲟和四大家鱼产卵繁殖影响。结果表明:(1)宜昌站年均流量总体呈现显著性减少趋势,突变年份出现在2003年,表明三峡水库对长江中下游河流水文影响显著;(2)通过对三峡水库蓄水前后宜昌站生态水文指标分析,宜昌水文站整体水文改变度为61%左右,属于中度改变,接近于高度改变;其中流量下降率和逆转次数受影响最为明显;(3)三峡水库蓄水运行在一定程度改变了下游河流生态水文情势,重要鱼类产卵场生境条件发生了改变,导致了长江中下游鱼类生物多样性呈下降趋势。该研究为长江上游河流生态保护以及开展水库生态调度提供了参考。     

鱼类生理和生态行为对河流生态因子响应研究进展

水利工程建设不仅阻断了河流的连续性，改变了河流生态因子，而且影响着河流水生生物，尤其是鱼类的生存、摄食、洄游、繁殖等行为。河流生态因子，如温度、流速、溶解氧浓度等，对鱼类生理和生态行为有显著性的影响。通过研究分析鱼类生理和生态行为与水力因子之间的关系，量化鱼类游泳过程中的能量消耗，结合生物学、生态工程、环境污染、管理等相关学科，建立更为精确的模型描述鱼类行为对水力因子的响应。结合河流生态因子研究鱼类生理及生态行为，对水利工程建设中鱼类资源的保护具有重要的意义。概述了水利工程建设对鱼类栖息生境的影响，归纳了目前国内外鱼类生理生态行为对河流生态因子响应研究内容及方法。同时，对以后研究重点和趋势进行了展望     

大城市边缘区土地利用变化对生境质量的影响评价——基于生态网络视角

大城市边缘区土地利用变化迅速,从生态网络与物种角度分析土地利用变化对生境质量的影响更具有生态学意义。选取位于大城市边缘区的鄂州市为研究区,以具有经济、科学研究价值的普通翠鸟、棕背伯劳、池鹭为目标物种,依据目标物种栖息地条件划定生境斑块,以鸟类的最大迁移距离为连接阈值构建生态网络,从生境斑块景观格局与生态网络连通性变化两个层次入手,分析2004～2014年期间土地利用变化对生境质量的影响作用。结果表明:鄂州市建设用地与林地面积增加、水体面积减少,2004～2009年林地面积增长更加显著,2009～2014年水体面积下降较为明显,土地利用景观格局不断破碎化。从斑块角度分析,鄂州市生境质量呈下降趋势,林地生境质量先上升后下降,水体生境质量下降比林地更为明显;从连通性角度分析,生境质量表现为先上升后降低的倒"U"结构。斑块面积对维持网络连通性与生境质量具有重要作用,新城区开发、基础设施建设对林地与水体的分割、占用是典型斑块周边生境质量变化的主要原因。因此,鄂州市发展中应注重大型生境斑块的保护,将其设为禁止或限制开发区,同时也应保护"垫脚石"斑块以维持网络的连通性,提高大都市边缘地区的生态环境质量。     

水电背景的鱼类救护工程与投资回报:中国鱼类资源前景堪忧

随着我国水电事业的飞速发展,鱼类资源正面临着极大的威胁,鱼类救护工程越来越受到重视。从增殖放流、过鱼设施、栖息地保护等三个鱼类救护工程的角度,浅谈了我国鱼类救护工程的现状:增殖放流工程备受关注,放流规模与投入资金大幅度上升,但实际效果不够突出;过鱼设施建设近年来呈快速发展态势,初期监测过鱼效果较好,但是否达到设计要求尚无定论,缺乏过鱼效果评价的科学体系且相关管理法规不到位;鱼类栖息地保护工程开始被重视,在研究尝试之后已经取得一定的效果。建议相关部门审慎对待对增殖放流的投入、加强放流鱼种鱼苗及实际效果的研究评估;增加过鱼设施投入资金并加强过鱼设施的建设和研究,完善实际过鱼效果评估方法,加大鱼道运营管理执法力度;加大对栖息地保护方式的研究投入,使被破坏的鱼类栖息地得到恢复。     

梯级水库对长江水沙过程影响初探

长江中上游干流及主要支流正在进行大规模水电开发,按目前的规划和建设步伐,在未来20~30年,这些河段将形成一系列梯级水库。根据近20年来水文观测和资料统计,初步分析了长江水沙变化情况和发生变化的原因;通过一些已建大型水库的观测资料,分析了水库对泥沙输移规律的影响方式和程度;最后,提出减小梯级水库对长江生态环境影响的对策和建议。分析表明：长江的水沙过程已经发生变化,绝大多数河段输沙量明显减少;梯级水库的建设是输沙量减少的主要因素之一;梯级水库建设不仅使输沙量和径流量减少,而且显著改变了天然河流的水沙过程,给长江中下游及河口地区生态环境带来一定影响。为了减小梯级水库对河流自然属性的影响,必须转变长江治理的思路,由江河治理向科学管理转变,利用洪水冲沙和水库群的优化调度,尽量维持河流的自然属性。     

垦殖后洲滩湿地生态恢复的景观设计途径——以长江新济洲滩为例

长江南京段新济洲滩是一处由心滩不断扩大形成的洲滩湿地，由于人类长期垦殖、修筑垸堤等活动，导致洲滩湿地的景观格局和过程发生根本性改变，湿地生态系统服务退化。从景观生态学的角度出发，参照Steinitz景观设计六步骤模式，构建了描述、过程、评价、改变、评估和决策模型，探讨洲滩湿地的生态恢复途径，指出拆除垸堤、去除人类过分干扰是新济洲滩生态恢复的关键，恢复自然洪水过程、让自然做功、恢复季节性湿地及生境是其基本途径。模拟维持现状、拆除圩堤、拆除防洪堤3种预景，分析不同预景洲滩湿地面积、生物栖息地面积变化，结果表明拆除防洪堤将使洲滩季节性、洪水泛滥湿地面积所占比重分别将由5%、4%增加到56%、24%，长江鱼类、龟鳄类、涉禽类栖息地面积所占比重由7%、11%、5%分别增加到21%、75%、56%。湿地是重要的景观生态系统，利用Steinitz六步骤模式进行生态恢复途径的探讨，对其他湿地生态恢复的规划和设计也有重要的借鉴意义     

考虑齐口裂腹鱼产卵需求的山区河流生态基流过程确定

在原型观测的基础上,应用生态水力学法与生境模拟法,建立对考虑齐口裂腹鱼产卵需求的山区河流水电工程生态基流过程的确定方法,并以四川中型山区河流杂谷脑河薛城电站为背景,对所构建方法进行应用分析。通过原型观测,对生态水力学的齐口裂腹鱼生境水力参数标准在杂谷脑河应用的适宜性进行分析;应用生态水力学方法,对不同河道流量下薛城电站减水河段的齐口裂腹鱼生境水力参数进行数值模拟,根据模拟结果,结合齐口裂腹鱼生境水力参数标准,分析得到薛城电站满足其生存的最小下泄流量;应用生境模拟法,对齐口裂腹鱼产卵期不同河道流量下薛城电站减水河段集中产卵场的可利用生境面积进行计算,得到最大可利用生境面积对应的下泄流量。综合最小下泄流量值与最大可利用生境面积所对应的下泄流量值,考虑齐口裂腹鱼产卵对水文情势的要求,建立薛城电站考虑齐口裂腹鱼产卵需求的生态基流过程。采用所构建方法得到的考虑鱼类产卵需求的水电工程生态基流过程,由于考虑了鱼类生存对最低流量以及产卵对水文情势的要求,能更好地满足鱼类产卵需求,可作为电站运行调度的约束。     

雅砻江锦屏二级水电站减水河段生态需水量研究

针对雅砻江锦屏二级水电站减水河段面临的水生生物生态需水问题,提出了计算河道最小生态基流量的生态水力学法,考虑了水力生境参数的全河段变化情况,计算结果避免了单凭最低值进行判断所造成的判断失误。确定了锦屏二级水电站减水河段鱼类对流速、水深、水面宽等水力生境的需求。通过河道水力模拟,得出为满足减水河段鱼类的生存及繁衍,必须保证枯水季节猫猫滩闸址下泄45 m3/s流量,在该流量下,锦屏二级水电站减水河段中95%左右河段水力因子可满足研究中提出的河道内鱼类的生存条件;水温的变化不会影响河道内鱼类产卵;鱼类适应的缓流水、急流水、浅滩、深潭等水力形态的位置虽然发生变化,但数量保持不变。     

基于改进熵权物元模型的河网尺度物理生境评价——以太湖流域为例

平原河网地区社会经济快速发展过程中，河网水系受人类活动干扰强烈，生境退化现象突出。以太湖流域为研究区域，选取盒维数（D）、区域河流坡降（P）、河网复杂度（CR）、河网实际结合度（γ）、区域河网加权曲度（SR）、骨干河网密度（R）等6个物理生境指标，基于改进熵权物元模型，构建了河网尺度的物理生境评价体系。研究结果显示，太湖流域物理生境质量多处于“较好”~“差”等级；生境因子的质量：盒维数（D） >河网复杂度（CR） >区域河网加权曲度（SR）>河网实际结合度（γ）=骨干河网密度（R） >区域河流坡降（P）；太湖流域物理生境空间分异现象明显，西部丘陵地区物理生境质量优于城镇化程度高的东部平原地区。河网尺度的物理生境评价体系较为直观的反映了流域物理生境现状，有效的完善了平原河网地区生境评价结果。     

基于淹水特征的分时段湿地生态系统管理——以南洞庭湖万子湖为例

利用2013年遥感影像和地形图制作地势图,将万子湖湿地洲滩分为27 m以下、27~28、28~29、29~30、30 m以上共5级地势阶梯。利用1983~2013年万子湖逐日平均水位数据分析不同地势阶梯洲滩在春汛期、洪水期、退水期、枯水期等4个时段的淹水特征,结合生物特性和人为干扰分析,确定万子湖湿地生态系统管理的边界范围和策略。研究表明:4个时段中的生态系统管理边界分别为29、31、29、28 m地势阶梯分界线,3个重点时段和管理区域为:春汛期,管理目标是产卵亲鱼保护,28 m以下洲滩是重点管理区域;退水期,管理目标是保障鱼类洄游,28 m以下洲滩和湖槽洄游通道是重点管理区域;枯水期,管理目标是洲滩上鱼类产卵场、幼鱼索饵场和越冬候鸟栖息地的恢复与保护,28 m以下洲滩是重点管理区域。而生态系统管理重点则是去除过度人为干扰(包括洲滩过度开发、过度捕捞),恢复湿地生态系统整体性功能,应坚决停止重点区域内滩涂水面的养殖承包、引淤抬洲、洲滩植树等系列干扰性活动。     

下荆江故道通江特性及其演变趋势分析

下荆江河道周围密集分布着多条故道,其中包含有两个国家级自然保护区和两个国家级亲鱼原种基地,具有非常重要生态意义和保护价值。结合空间信息技术,系统分析了各故道的分布特征及通江特性。下荆江故道的形成过程与荆江河道的演变密不可分,从下荆江各故道形成的时间间隔来看,下荆江故道周边河道将再次进入河势变化的潜在不稳定期。从其形成机制来看,水沙形势变化引起的河道冲淤格局是其发生演变的主要原因。在1950~2008年荆江河道水沙数据分析的基础上,结合三峡工程实施前后故道附近河道冲淤监测结果以及下荆江堤防的控制性影响,研究了未来下荆江可能的变化趋势及其对通江故道产生的潜在影响     

基于AFI指数的汉江上游流域洪涝突变辨识

洪涝灾害往往容易在短期内突然发生，从而造成巨大的人员伤亡和财产损失，但目前有关突发性洪涝现象的甄别与分析并没有达成共识。在利用标准化前期降水指数SAPI(Standardized Antecedent Precipitation Index)评估出逐日洪涝状态的基础上，提出突变性洪涝指数AFI(Abrupt Flood Index)以综合反映水量由前期（当天）到后期（后10天）突变及后期洪涝程度，同时定义并计算AFI阈值AFI_t，认为AFI超过AFI_t的日期为临界状态，后期将发生突变性洪涝事件。以汉江上游流域为例计算出该流域1972~2017年逐日AFI指数，并利用AFI_t判别出了处于临界状态的日期。进一步分析表明，AFI指数能够较好地反映突变性洪涝现象，利用AFI指数甄别出的洪涝临界状态有利于识别流域突变性洪涝事件并有助于流域水资源系统应急管理。     

Evaluating the cost of flood damage based on changes in extreme rainfall in Japan

We estimated the cost of flood damage using numerical simulations based on digital map data and the flood control economy investigation manual submitted by the Ministry of Land, Infrastructure, Transportation, and Tourism in Japan. The simulation was carried out using a flood model incorporating representative precipitation data for all of Japan. The economic predictions, which estimate flood damage caused by extreme rainfall for the return periods of 5, 10, 30 50, and 100 years, are as follows: (1) the cost of flood damage increases nearly linearly with increases in extreme precipitation; (2) assuming that flood protection is completed for a 50-year return period of extreme rainfall, the benefit of flood protection for a 100-year return period of rainfall is estimated to be 210 billion USD; (3) the average annual expected damage cost for flooding is predicted to be approximately 10 billion USD per year, based on the probability of precipitation for a return period of 100 years and assuming that flood control infrastructures will be completed within the 50-year return period and will be able to protect from flooding with a 50-year return period; (4) urban and rural areas are predicted to suffer high and low costs of damage, respectively. These findings will help to derive measures to enhance flood protection resulting from climate change.     

长江上游洪涝灾害分析及防灾减灾措施

分析了长江上游洪水和渍涝灾害的发生频率、危害程度和演变趋势。在季风环流和山区地形抬升作用下，形成长江上游４个年雨量大于２０００ｍｍ的暴雨中心，使盆周和乌江上游成为雨洪多发区，各大江河汇合口普遍存在洪泛之害。夏季山洪、秋季雨涝、沿江洪水淹没和山区泥石流等水害频繁，且灾害的发生频率和造成的损失有继续增大的趋势，通过对历史灾情的分析，提出了洪涝频率和面积分布。洪涝灾害的危害程度既受天气异常的影响，又与人类活动密切相关。长江上游的防洪抗灾应采取因地制宜、综合治理的方针，即结合大型水库控制、水土保持、农田水利、灾害预警和社会保险等措施消减灾害，其中尤以长江上游防护林和大江河干流水库枢纽作用巨大，可起到削蓄洪水、涵养水源、减少侵蚀和改善生态环境条件的综合功效，是带根本性的流域治理措施。     

Quantifying changes to historic fish habitat extent on north coast NSW floodplains,Australia

Global degradation of coastal ecosystems is influencing the provision of ecosystem services, including fisheries maintenance services. Degradation of the Australian coastal zone and its resources following European occupation has been recognised for some time. This includes the loss of ecologically important coastal wetlands, which have strong trophic and habitat links to fisheries. In NSW, structural flood mitigation works are a principle driver of the decline of coastal wetlands; however, little action has been taken to quantify the extent of decline due to limited information of the pre-European settlement extent of coastal wetlands. We use spatial data sets in GIS to quantify prime fish habitat and calculate the loss of fish habitat for the large coastal floodplains of northern NSW, which are significant contributors to the commercial and recreational fisheries of NSW. The technique is validated by comparison with early maps of wetland distribution. We identified pre-European distribution of available fish habitat of approximately 477,000 ha, of which 87,000 ha was identified as prime fish habitat. Approximately 62,000 ha of prime fish habitat was impacted by drainage of the coastal floodplains in association with flood mitigation works which intensified in the mid-1950s and were largely completed by 1971, equating to a loss of approximately 72 % of prime fish habitat. The declining value of the ecosystem services provided by prime fish habitat following drainage is likely to be substantial. Some actions have taken place to restore the functions of this habitat although significant opportunities remain to reverse this decline through management actions that restore natural drainage and reinstate tidal exchange. These actions become even more important as pressures on coastal wetlands increase with climate change and associated sea-level rise.