水生态修复技术原理及在流域治理中的应用

本文旨在探讨水生态修复技术的原理及其在流域治理中的应用。首先,介绍了流域水污染的特点,包括普遍性、累积性和治理难度。其次,阐述了水生态修复技术的不同类型,如植物修复、水生生物引入、岸线恢复、人工湿地和微生物修复。针对每种技术,解释了其工作原理和适用范围。最后,提出了水生态修复技术在流域治理中的应用要点,包括合理选型植物、保证生物群落多样性以及水污染控制与生态修复的协调发展。通过水生态修复技术的应用,可以改善水质、保护生态系统、维护生物多样性,并促进流域的可持续发展。     

10种典型重金属在八大流域的生态风险及水质标准评价

收集了10种典型重金属在我国八大流域水体中的暴露浓度和对水生生物的急性和慢性毒性数据,分别应用概率密度重叠面积法和联合概率分布法对重金属在各流域水体中的生态风险进行评估,并与现行水质标准的评估结果进行对比.结果显示,Cu和Zn在各流域水体中生态风险均较高,现行水质标准对水生生物Cu、Zn的暴露不能实施有效的保护;Hg和Ni现行标准对水生生物存在过保护的现象;Se、As和Sb在各流域水体中生态风险均较低,现行标准对水生生物保护程度适中.建议对现行水质标准适度修改,同时增强高风险重金属监测水平,以合理有效的保护我国水生态系统安全.     

开展天堂湖水生态监测的思考

天堂湖是典型的湿地生态环境,其湖汊众多,水域环境复杂,水面大,水位较深,具有典型性、自然性和多样性等特点,是研究水生态系统的理想场所,可以开展各种水生生物资源保护增殖、水生态监测、水环境调控、生物多样性保护等多项科研工作。本文在对天堂湖水生态环境现状调查分析的基础上,对水文部门开展天堂湖水生态监测的必要性、侧重点进行了深入分析,展望了预期成果,为天堂湖水生态可持续发展提供具有可行性的技术路线和思路。     

GIS和RS技术应用于流域水生生物时空分析的研究进展

近年来地理信息系统（GIS）和遥感系统（RS）（简称"2S技术"）在水文和环境领域得到了较为广泛的应用,但是如何在大流域尺度开展水生生物时空分析和退化诊断仍然是当前水生态学科的难点问题.本文面向新时期国家水生态质量管理重要需求和水生生物时空诊断学术前沿,全面梳理总结了近20年来2S技术在水生生物领域的研究进展,分别从GIS和RS的技术方法和应用等方面阐明了2S技术的适用性和优缺点.结果表明:近年来国内外针对2S技术在水生生物时空分析中的应用研究成果数量呈显著上升趋势,水生植物和叶绿素是该领域的研究热点;GIS技术在流域水生生物时空分析中的常用方法包括缓冲区分析法、叠加分析法和空间插值法,可以进行缓冲带划定、水生生物时空信息获取和趋势分析;RS技术可实现长序列水生生物数据的快速获取,主要包括经验模型、半经验模型和机理分析模型,可从空间尺度实现对水生生物的反向溯源和正向模拟预测.2S技术的联合应用将是未来大尺度水生态问题诊断的重要技术手段和发展趋势,能更好地定性和定量识别流域水生生物的时空变化规律;加快研发水生生物自动监测与快速识别等智能监测设备,实现5G技术、大数据分析、云计算、AI与2S技术的深度融合将是今后大尺度水生态时空问题诊断的重要发展趋势.      

黄河流域水生态环境保护促进高质量发展的战略研究

文章总结了黄河流域水生态环境保护取得的成效,分析了在水环境、水资源、水生态、水风险方面存在的问题;梳理了墨累—达令河流域、以色列、莱茵河流域等国际实践,对黄河流域水生态环境保护提出了推进“四水”统筹、持续改善水环境质量、转变高耗水方式、推进水生态系统保护修复、强化协同治理等建议,以期通过高水平保护促进黄河流域高质量发展。     

河流生态系统及其监测指标体系

河流生态系统包括陆地河岸生态系统、水生态系统、相关湿地及沼泽生态系统在内的一系列子系统,是一个复合生态系统,本身兼具陆地和水生生态的特点。其生态监测指标体系主要包括陆地河岸生态监测指标、水生态监测指标以及湿地和沼泽生态监测指标,可以概括为自然环境类指标、生物多样性指标以及人类社会影响类指标。     

黄河流域生态质量时空变化分析

黄河流域在我国社会经济发展和生态安全格局构建方面具有十分重要的地位,流域的生态保护和高质量发展上升为国家重大战略,同时也面临着生态系统退化、水土流失、湿地萎缩等生态问题.为了解黄河流域生态质量状况及其时空变化特征,分析了黄河流域生态格局、植被、生物多样性、生态系统功能和服务价值、县域生态质量等多方面的数据和文献资料.结果表明:①黄河流域大部分县区生态质量状况一般,植被覆盖度由东南向西北递减,上游地区生态系统服务价值高于中游和下游;② 2000—2018年农田生态系统面积占比持续下降,森林、水域面积占比略有增加,聚落面积占比持续上升,20世纪80年代以来整体植被覆盖和生产力状况得到改善,重要生态功能区的生态系统服务价值明显提升;③大部分地区生态状况改善幅度有限,局部仍有退化,流域的生物多样性依然受到严重威胁.因此,建议在恢复植被覆盖的基础上,开展优化生态结构、维护生态过程的相关研究,重点关注生态敏感地区生态保护成效的评估和提升,农耕地区农田生产力对自然生态系统的影响,以及城镇化过程对生态系统服务和生态安全的影响;同时建立黄河流域生态质量综合监测体系,开展监测指标与技术方法的机理和应用研究,这不但是流域生态质量时空变化分析的基础,也是生态保护恢复和管理工作的支撑.      

黄河流域水生态环境问题诊断与保护方略

黄河是中华文明的重要发祥地,习近平总书记多次强调黄河流域生态保护和高质量发展是重大国家战略。本文重点论述了黄河流域当前主要水生态环境问题,并提出了如下保护对策的建议:构建黄河流域"三区一廊道"生态环境保护格局,强化水资源、水环境、水生态"三水统筹"的管控体系;建立以生态保护为刚性约束条件的水资源开发和再生水利用体系,实施差异化的生态流量协调管理机制;针对黄河流域水污染突出问题,加强重点区域污染治理,强化重点行业水污染物减排工作,分区制定黄河流域生态保护方案,协同推进水源涵养和生物多样性维持功能。     

我国水生态系统完整性研究的重大意义、现状、挑战与主要任务

水生态系统完整性研究是当今国际热点,维护水生态系统健康与稳定已成为世界各国水生态系统保护的目标、方向和管理策略. “十三五”以来,我国地表水环境质量改善效果显著,但部分流域或局部水生态退化问题成为突出短板,强调水生态系统整体保护、促进水生态环境质量全面改善、提高生态系统自我修复能力将是未来我国水生态环境保护的重点任务. 本文详细剖析了典型流域水生态系统保护现状和需求,阐述了我国开展水生态系统完整性研究的重大意义,系统总结了完整性研究国际进展和应用实践,深入分析了当前我国完整性研究面临的主要挑战,提出了未来发展思路与重点任务. 加快研发完整性监测与评价新技术,建立物理、化学和水生生物多要素统筹的完整性评价指标体系,创新发展多尺度完整性评价理论,持续开展典型流域完整性状况评估,摸清水生态家底及演变趋势;突破完整性退化诊断与修复调控新技术,厘清退化机制及驱动因子,阐明气候变化与人类活动复杂压力下退化水生态系统修复路径和调控策略,提升水生态系统保护修复的科学性,加快推动我国水生态环境管理制度迈上新台阶,为恢复和维持重点流域水生态系统原真性和完整性提供科技支撑.      

辽宁省辽河流域水生态完整性恢复的实践与启示

辽河流域为重化工业发达、寒冷地区缺水的流域,其水生态完整性恢复具有典型性和代表性.从水资源开发利用结构、污染物排放量与水环境容量及水生生物多样性变化等方面分析了辽宁省辽河流域水生态完整性存在的问题;梳理、总结了国家水体污染控制与治理科技重大专项"十一五""十二五"期间在辽宁省辽河流域的技术研发成果,阐述了其针对物理完整...     

岷江流域水资源开发与生态环境保护

岷江是长江上游的支流,也是长江上游重要的生态屏障,具有显著的生态功能地位。流域水资源丰富,开发利用程度较高,同时目前面临水资源分布不均、局部河段生态环境退化、局部城市河段水污染严重、水生生物多样性减少等问题,流域生态安全格局面临挑战。针对岷江流域水资源开发特点和生态保护要求,本研究认为:岷江上游应以生态恢复和保育为主,并采取措施保障下泄流量,必要时可实施小水电的逐步退出机制;岷江中游应针对水污染和缺水问题采取逐步改善水环境、节水等措施,保障水资源供给;下游水资源开发利用中应重点采取水生生物及其栖息地的保护、保障粮食供给等措施。     

黄河流域区域再生水循环利用对策建议

黄河流域是我国重要的生态屏障,其主要环境问题是流域生态环境脆弱和水资源不足。生态环境部提出了进行区域再生水循环利用体系建设,为解决我国黄河流域水资源、水生态、水环境问题提供了方向性的指导。区域再生水循环利用以"人工湿地"为重点,通过"水质提升—用水统筹—生态调蓄—供水开源",统筹不同方面协同配合,加快改善水环境质量、缓解水资源短缺矛盾、恢复水生态系统健康,推动黄河流域生态保护和高质量发展。     

牡丹江流域生态环境现状及保护对策

"十一五"期间,牡丹江市土地没有退化,森里和草原资源丰富。牡丹江干流水生态环境良好,水生生物优势种明显。牡丹江市辖区河段果树场-牛场村,生物多样性高,水土保持较好。牛场村-温春镇兴隆河段,水生生物多样性已呈减少趋势,陆生生物多样性一般,土壤侵蚀中等。牡丹江市区河段,水生生物多样性差,陆生生物很少,水土流失现象严重。结合牡丹江流域生态环境特点,提出适宜的生态保护对策。     

太子河流域水生态功能Ⅱ级区的划分

流域水生态功能Ⅱ级区是实施流域层面水生生物多样性保护的重要依据. 以太子河流域为研究对象,开展分区指标筛选技术方法研究,通过指标的空间变异性、主导性及其与水生态因子相关性分析,从年均气温、年降水量、年蒸发量、高程、坡度、坡向和NDVI(归一化植被指数)等备选分区指标中筛选出适宜分区指标,在此基础上采用ISODATA(迭代自组织数据分析方法)非监督分类方法划分了太子河水生态功能Ⅱ级区. 结果表明,高程和NDVI具有良好的空间敏感性、主导性以及与水生态因子的相关性,可以反映地貌和植被对太子河水生态系统的影响,是太子河流域水生态功能Ⅱ级区划分的适宜指标. 采用上述指标可将太子河流域划分为3个水生态功能Ⅱ级区:①上游山地森林河流水生态亚区,平均海拔511m,区内以浅水性鱼类和激流性大型底栖动物为主;②中游丘陵森林河流水生态亚区,平均海拔282m,区内以溪流性鱼类和缓流性大型底栖动物为主;③下游平原农业河流水生态亚区,平均海拔65m,区内多受人类活动干扰,以耐污性大型底栖动物为主,少见鱼类.      

我国流域水环境中铜、锌的生态风险及管理对策

铜、锌是生命体必需的微量元素,但超过一定的量会对生物产生毒害作用。近年来的研究表明:在中国的一些典型流域水体中,铜、锌相对于其他有毒重金属存在较高的生态风险,主要是因为我国铜、锌的生产量与消费量较高,导致其在部分地表水环境中的浓度较高;同时,水生生物对铜、锌的敏感性远大于人体的敏感性,从而导致其对水生生物存在较高的生态风险。基于此,提出对流域水环境中铜、锌的污染应采取针对性的风险管控措施,以保护水生态系统安全。     

坚定不移做好“中华水塔”守护人 谱写青海黄河流域水生态环境保护新篇章

系统推进青海黄河流域水生态环境保护,是深入贯彻习近平总书记关于黄河流域生态保护和高质量发展重要讲话精神,坚定不移做好“中华水塔”守护人的重中之重和落实“国之大者”的关键之要。本文立足青海黄河流域水生态环境保护工作基础,客观分析面临的机遇和挑战,从构建水生态环境保护新格局、促进水生态系统良性循环、持续深化水污染治理、着力保障河湖生态用水、实施水体差异化保护与治理几方面提出推动青海黄河流域水生态环境保护的任务举措。     

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。     

滦河流域浮游生物与底栖动物分布特征调查研究

基于2010年7月、10月两次对滦河流域的上游高原、中游山区以及下游平原河段21个典型断面水生生物调查,并采用Shannon-Wiener多样性指数、Pielou群落均匀度指数和Simpon指数对各区域的浮游生物与底栖动物的群落组成、生物多样性以及空间异质性进行生物多样性评价。结果表明:滦河流域浮游植物的优势种整体上以绿藻门和硅藻门为主,浮游动物以轮虫和桡足类为主要类群,底栖动物的主要类群为水生昆虫和软体动物;滦河流域浮游植物生态群落结构较稳定;浮游动物生态群落结构较不稳定;底栖动物种类以摇蚊科居多,生态结构较单一;滦河流域的水生生物类群组成及分布与水流、泥沙、水质等河流水文特征及河床底质类型密切相关,并可在一定程度上反映河流水环境状况。     

小型湖泊修复区与未修复区对生态修复的响应与评价

为研究湖泊生态修复后小型城市湖泊不同区域水生态状况的长期响应特征,并探讨利用不同水生生物类群评价水体水生态状况的适用性,于2018年1月～2019年5月,对湖南小型城市湖泊松雅湖水质及不同水生生物类群分别进行了逐月和季度监测,并对其水生态状况进行了评价.结果显示,与生态修复之前相比,修复后松雅湖全湖相关水质指标均优于修...     

微型生物在水质监测中的作用和意义

水污染仍是中国水环境面临的突出问题.生物监测是常用水质监测的有效方法之一,它是利用水生生物在污染环境下所发生的信息来判断水体污染状况的一种手段.而微型生物群落是水生态系统中一个完整的生态单元,具有对胁迫反应敏感以及胁迫过后自身恢复迅速等特性,在水质监测中起着重要的作用.水生微型生物主要包括藻类、原生动物、细菌、真菌、轮虫等.本文阐述它们在水生生态系统中具有的各自地位、作用和微型生物监测水质成为生物监测的重要手段的原因.