大型底栖动物快速评价指数BMWP在太子河流域的应用

大型底栖动物快速生物评价方法可快速判断河流在人为活动影响下的生态状况,对河流健康评价研究和河流保护与管理具有重要的意义。基于太子河46个样点的大型底栖动物监测数据,探讨大型底栖动物生物监测工作组(Biological Monitoring Working Party,BMWP)指数的适用性。采用方差分析研究了BMWP指数对重要水环境参数的响应程度,研究结果表明BMWP指数随地表水水质级别的降低呈显著地下降趋势。利用回归分析研究了BMWP指数与其他生物指数、生境状况的回归关系,结果显示BMWP指数与底栖动物香农多样性指数(R2=0.74)、底栖动物完整性指数(R2=0.85)以及生境质量评估指数(R2=0.60)均呈显著线性回归关系(p0.01),表明BMWP指数可以有效指示与反映不同河段的生物状况及其栖息地质量。利用BMWP指数对采样点进行的河流健康评价结果显示太子河46个采样点中,极好和良好的采样点占45.7%,一般的样点占21.7%,差和极差的样点为32.6%。BMWP指数对河流生态状况指示灵敏,能够准确反映河流健康状况。同时,野外监测、物种鉴定和指数计算简便,是河流健康评价中表征能力较强的快速生物评价指数。     

基于水电梯级开发的河流生态健康研究

为进一步了解水电开发对河流健康的影响,本文以雅砻江下游水电梯级开发为例,构建河流健康评价指标体系,选择无人为干扰和干扰较小的河流为参照,以指标变化率衡量水电梯级开发前后河流受扰动程度,分别采用综合评价法和赋值评分法进行了定量评价。综合评价结果显示,雅砻江下游河段的综合健康指数为0.71,该研究区域在丰水期、平水期和枯水期的综合健康指数分别为0.74、0.70和0.69,均处于亚健康状态;赋值评分法结果显示建库前的河流健康指数(River health index,RHI)为19.1,等级为健康,建库后为14.3,等级为亚健康,两种方法评价结果基本一致。本文以期完善河流健康评价体系,并为生态修复提供依据。     

长江干流典型区域河流生境健康评价

河流生境是河流生态系统中的重要组成部分，是维持河流健康的重要因素。河流生境健康的准确评估可以为河流生态系统的保护与修复提供重要依据。针对长江干流生境特点，从河流物理生境形态、河流岸边带生境和水环境特征3个方面选取了10个指标，构建了长江干流生境评价的指标体系。基于该评价体系，在2017年8~9月对长江干流的金沙江下游、三峡库区、长江中下游3个典型区域的127个调查断面进行河流生境综合评估。结果表明：金沙江下游、三峡库区、长江中下游河流生境综合指数（RHI）分值的分别为133.9、124.6、130.8，总体评价等级均为“良”。水流情势、受人类活动干扰是金沙江下游生境变化的主要驱动因子，河岸渠化硬化、河岸植被覆盖、河岸植被带宽则是三峡库区和长江中下游生境变化的主要驱动因子。建议长江上游区域强化水生生物重要栖息地完整性保护，中下游区域加强岸边带、洲滩的生态修复，恢复江湖连通性，构建长江流域生态廊道和生物多样性保护网络。     

基于大型底栖动物的沙颍河干流水质生物学评价——两种方法体系的比较分析

于2013年4月在沙颍河干流进行了大型底栖动物的调查,共设置21个采样站位。为进行水质生物学评价,选取5个生物指数(Shannon-wiener指数、Margalef指数、FBI科级生物指数、BPI生物污染指数和Simpson指数),并采用综合生物指数法(BI)和模糊数学法等两种不同的方法体系进行了综合评价。根据综合生物指数法(BI)进行评价,沙颍河干流有90.05%的站位处于轻度污染状态,9.52%的站位处于中度污染状态;而根据模糊数学法进行评价,33.33%的站位处于轻度污染状态,61.90%的站位处于中度污染状态,只有4.76%的站位处于重度污染状态,两者站点评价结果的一致率为38.10%。经分析,模糊数学法综合评价结果与沙颍河的现实情况较为吻合,更为合理可靠。基于模糊数学综合评价结果,沙颍河干流的不同闸坝河段的污染程度呈不连续分布,表明其水质在局部河段有所提高和改善,这可能与河段较长,河流具有一定的自净能力有关。     

基于BP神经网络和协调度的河流健康评价

为了对河流的健康状况进行评价,以解决河流健康评价中评价指标权重人为主观性太强的问题。采用BP神经网络对袁河的自然生态状况和社会服务功能分别进行模拟,并结合协调度来判断两者之间是否和谐发展。结果表明:(1)2016年度袁河宜春段和新余段河流健康综合评价指数T0.6,均达到健康等级;其中宜春段的协调度指数D=0.8,达到良好协调类别,新余段的协调度指数D=0.79,达到中度协调类别;(2)2006和2010年袁河宜春段和新余段的自然生态状况指数f(x)较前一年有所下降,经对比指标数据,主要因素是袁河2006和2010年水质由前一年Ⅲ类水质下降为Ⅳ类水质;(3)2016年袁河新余段的自然生态状况指数f(x)=0.59,要远小于社会服务功能指数g(y)=0.68,所以今后对于袁河新余段的河流政策应偏向于河流的自然生态修复。     

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。〖     

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。     

河流健康评价的时空特征与参照基线探讨

随着河流退化成为世界各国面临的主要水环境问题，旨在从水质、生物、生态等众多角度综合评估河流系统状况、改进河流管理的河流健康概念得以提出并受到关注。时空特征与参照基线的确定是河流健康评价的两个重要环节，前者将不同时空尺度相联系，为评价指标的选取提供参考，后者将河流理想目标与人类管理需求相结合，为评价标准的确定提供依据。结合河流等级理论、河流连续体概念和四维模型，分析河流系统的主要特点及时空特征，并从点（断面、点位）、线（河流、河段）、面（流域、水系）等级剖析河流健康评价的空间尺度，从短、中、长层次识别河流健康评价的时间尺度，从而剖析不同时空尺度河流健康评价的维度特征和评价重点；从河流健康评价的标准出发，定义了最小干扰状态（MDC）、历史参考状态（HC）、最低干扰状态（LDC）、最佳可达状态（BAC）等4种河流健康评价的参照基线，探讨了参照点位法、专家判断法、历史数据法、模型推算法等参照基线计算方法的确定程序和适用范围，最后从时空特征与参照基线等方面提出了我国河流健康评价的开展建议     

浑河流域底栖动物生物完整性指数构建与健康评价

应用大型底栖动物生物完整性指数(Benthic Index of Biological Integrity, B-IBI)评价河流健康已成为河流生态系统管理的重要方法。根据2010年5月对浑河流域62个采样点的底栖动物调查数据,基于采样点的水质等级、栖息地质量综合评估指数、人类干扰强度和河岸土地利用评估等标准,选择同属于辽河水系的太子河流域的8个采样点作为参照点,构建浑河流域B-IBI生物完整性指数。通过对34个生物参数的分布范围检验、判别能力分析以及相关性检验,最终确定浑河流域B-IBI生物完整性指数由总分类单元数、EPT(蜉蝣目Ephemeroptera、襀翅目Plecoptera、毛翅目Trichoptera)相对丰度、耐污类群相对丰度、最优势类群分类单元数、直接收集者相对丰度以及香农威纳多样性指数6个参数构成。根据各参数值随干扰增强的变化趋势,采用比值法计算各指标的分值和评价标准。结果表明:浑河流域B-IBI平均得分为2.56,河流健康状态处于一般状态;62个采样点中,9个处于健康状态,13个处于亚健康状态、22个处于一般状态、10个处于差状态,8个处于极差状态;从流域空间尺度上来看,河流健康状态从上游区到下游区逐渐变差。相关性分析表明,B-IBI与水温、电导、溶解性固体总量、硝酸盐、总氮、五日生化需氧量等水环境指标呈现显著负相关,表明B-IBI指数对于水质污染具有较好的指示性作用。综上所述,浑河流域由于受城市工业区的分布影响,大型底栖动物生物完整性呈现出明显的空间分布差异,上游区河流生物完整性较好、中下游底栖动物群落呈现出明显的退化趋势。     

珠江大藤峡工程蓄水初期对鱼类生物完整性的影响与减缓对策

鱼类生物完整性指数(F-IBI)评价是进行河流生态系统健康评估的重要基础，也是开展河流生态修复的前提条件。为探究珠江流域大藤峡水利枢纽工程影响水域鱼类资源和栖息生境受人为干扰的影响情况，基于2020～2021年鱼类资源现状以及历史文献资料，构建了基于F-IBI的水生态健康评价体系，评估了大藤峡工程影响水域鱼类生物完整性状况及其受胁迫程度。总体上，大藤峡工程蓄水前后工程影响水域F-IBI变化不大，评价等级均为“一般”,但与历史数据相比，现状调查中珍稀特有鱼类种类数下降明显、外来物种数量有所增加；库尾和典型支流河段鱼类生物完整性水平优于库区和坝下河段。建议长期跟踪评价F-IBI变化情况，识别大藤峡工程蓄水运行造成的生态影响以及水生态保护措施效果，进一步落实开展库尾生境修复、生态调度、外来物种防控等措施，提高区域水生态健康状况。     

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。     

上海多自然型河流整治实践与探索

简要介绍上海河流整治的3个发展历程及各阶段的特征,总结了多自然型河流整治过程中基于河流整治的河流形态多样性保护与创建、生态护岸建设、生物多样性培育等技术研究成果,以及基于水质改善的水量水质数值模拟、水环境承载力评价、截污治污、水质修复等技术方法。以工程实例说明,河流形态多样化是创造河流生物生境的基础,生态护岸建设可以营造并促进生物生存环境改善,生物多样性培育可以恢复滨水生态系统,底泥疏浚与截污治污则是水质修复的基础与根本手段,水资源调度有效提高水环境承载能力,生物化学方法加快了水质修复的进程。最后,以多条河流的水质与生物监测结果说明不同技术在上海多自然型河流整治实践中的应用情况。     

长江流域鄂西四河流大型底栖动物群落结构特征及水质生物学评价

鄂西水系是国家级水源保护区，也是湖北省重要的生态旅游区。为了解鄂西水生态健康状况，于2014年10月~2017年1月不同时段在宜昌国家可持续发展实验示范区卷桥河（J）、清江利川段（Q）、宜昌市水源地黄柏河（H）和丹江口入库河流天河郧西段（T）开展了底栖动物群落特征研究。研究表明：4个河段共采集到大型底栖动物5门8纲18目61科。基于底栖动物指示种耐污性及其丰度占比分析，表明J、Q和T三河流污染程度沿水流方向呈加重趋势，而H水体健康状况整体较好。运用FBI和SIGNAL底栖生物评价指数，显示四条河流健康程度沿水流方向均呈下降趋势，但H变化趋势平缓，结果表明H水体上下游均处于较健康状态，其他3条河流上游或源头水体健康状况良好，下游受到较重污染。对主要环境因子（TP、NH₃-N、COD_Mn和TN）做主成分分析表明，轴1的解释率达到65.1%，表明轴1可以有效表征主要环境压力梯度。FBI和SIGNAL指数与轴1线性拟合度均较高，表明二者在鄂西河流水生态健康评估中可作为快速生物评价指数。     

中国国际河流水资源利用立法略论

我国的国际河流数量众多，分布广泛。国际河流的利用主要分为国际河流的航行利用和国际河流的水资源利用2个方面。我国对国际河流的利用主要表现为对国际河流水资源的利用。完善我国国际河流水资源利用立法非常重要。它可以确保我国既充分、合理，又合法、有据地利用国际河流水资源，消除国际舆论中“中国水威胁论”的不良影响；缓解国内水资源日益紧张的局面；发展流域经济；保护当地生态环境。运用综合分析和实证研究的方法，对我国国际河流水资源利用立法情况和对外谈判进行探讨。检视我国国际河流水资源利用立法存在诸多问题。国际河流水资源利用立法理念不协调；国际河流水资源污染防治立法视野狭隘；双边或多边区域性专项水协定缺失等问题表现得尤为突出。应采取调整国际河流水资源利用立法理念；坚持“公平利用”原则，维护我国权益；健全双边或多边的区域性专项水协定体系；拓宽立法视野，兼顾国际河流水资源利用和保育；保护国际河流水环境等措施，规制国际河流水资源的利用。     

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。     

宁波市城区河道水环境综合整治效果评价方法及应用

城市河道水环境综合整治需要科学合理的评价体系来指导和评估整治工作绩效。针对城市河道的水环境特征,采用系统分析和专家调查法建立了城区河道水环境综合整治效果评价的指标体系与数学评价模型,指标体系包括目标层指标1项、准则层指标3项、评价层指标10项以及调查监测指标层15项,共4个层次。将建立的评价方法应用于2012年3~10月宁波市11条城区河道水环境综合整治效果的评价,获得城区河道综合整治效果评分值在48.4~91.4,评价结果可定量描述治理工程取得的环境效果,为城市河道水环境综合整治与定量考核提供依据。     

长江口滩涂湿地景观变化对典型水鸟生境适宜性的影响

近年来在海平面上升、长江水沙变化、植被演替等自然因素以及促淤圈围工程、深水航道建设等人为因素的共同作用下，长江口滩涂湿地水鸟适宜生境发生了巨大变化。针对长江口滩涂湿地典型水鸟中的鸻鹬类(Charadriiformes)与雁鸭类(Anseriformes)，采用空间多样性指数、人为干扰度等指标研究1980～2010年长江口滩涂湿地景观变化对两类水鸟生境适宜性的影响。结果表明：两类水鸟的不适宜生境、边缘生境、次级生境面积均呈增长趋势，鸻鹬类共增加682 km2，雁鸭类共增加314 km2。而核心生境面积却呈不同的变化趋势，鸻鹬类减少136 km2，雁鸭类增加232 km2，但鸻鹬类和雁鸭类核心生境面积百分比均分别减少566%和194%。1980～2010年鸻鹬类生境适宜性综合评价指数由092下降到053，雁鸭类由089下降到070，鸻鹬类降幅大于雁鸭类。通过定量分析人为干扰度对水鸟生境的影响，发现鸻鹬类对人类干扰更加敏感，中等强度的人类干扰在一定程度上扩大了雁鸭类的适宜生境面积