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。     

建设生态型城市河流的研究与实践

经济社会的快速发展不可避免的对城市河流生态系统造成了损伤,如何使受损城市河流生态系统恢复到健康状态是当前国内外生态环境领域的研究热点。本研究以牛首山河水环境生态修复与重建工程为例,在确定生态修复与重建原则的基础上,提出了区域污染削减与控制工程、生态清淤工程、河流形态修复工程、河床断面修复工程、河道水体生态修复工程等5个生态修复与重建工程,并附具有可操作性的技术实施方案,可为同类型城市河流的生态修复与重建提供科学指导与借鉴。     

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。     

永定河河道修复生态功能区划研究

河道生态功能区划是依据区域生态系统现状、生态环境敏感性、生态服务功能重要性等特征的空间分异性而进行的空间分区,是进行河流生态修复的科学依据.本文利用GIS和RS技术,在区域生态环境调查的基础上,分析了永定河北京段生态问题、生态功能重要性等,揭示了区域生态系统的分异规律.综合自然因素与人类活动对区域生态系统叠加影响,最终形成了永定河北京段生态功能区划方案,划分为自然段、近自然段、城市景观段、人工绿化段、自然绿化段等5个区域,并结合永定河多元化用途、相关发展规划和社会经济发展状况等因素,提出各区域的生态修复调控指标,为永定河北京段生态修复提供了科学指导.     

氮素在河流生态系统中的滞留研究进展

河流是陆地生态系统和水生生态系统物质循环的主要连接通道,氮素在河流生态系统中发生复杂的物理、化学、生态过程,氮素的滞留影响输出形态、负荷,人为活动改变滞留过程,加剧水体富营养化。总结了国内外河流生态系统中的氮素滞留方面研究。滞留主要受控于生物因素和非生物因素,需要恢复河流生态系统的结构和功能,加强氮素滞留,改善区域水环境。     

基于内容分析法的河流健康内涵及表征

运用内容分析法对近10~15年中外文献中有影响力的36个河流健康概念进行分析,经过样本选取、指标提取、量化处理等过程提炼出最频繁出现的能代表其内涵的6个标准,即：维持结构完整性、自然生态功能发挥、满足人类社会合理需求、处于良好状态、河流管理工具和目标、建立河流基准状态。基于此,对河流健康概念进行了重新架构：河流健康是指河流生态系统特定的良好状况,可以作为河流基准状态以及河流管理的目标,在这一状态下,河流生态系统能够维持其生态系统结构完整性,充分发挥其自然生态功能,并满足人类社会合理需求,提供相应的社会服务功能。通过对30个有关河流健康表征指标及评价方法的文献进行分析,识别生物指标、水质参数、形态结构、河床底质、水文条件以及河岸带状况等是目前使用最广泛的6个指标,指出河流健康的表征指标及评价标准应根据区域特征、人类活动影响以及功能定位而有所差异。     

兼顾生态系统功能和生态需求强度的城市生态用地重要性评价——以长沙市为例

生态环境保护和城市经济发展的矛盾由来已久,科学评价生态用地的重要性,对维护区域生态安全和引导城市有序扩张具有重要意义。生态用地的重要性不仅由生态用地自身的生态系统功能决定,同时受到人类生态需求强度的影响。选取生物多样性维持功能、土壤保持功能、水源涵养功能、户外休闲需求和生态用地稀缺度等指标,以长沙市中心城区为研究区,构建了兼顾生态系统功能和区域生态需求强度的生态用地重要性评价模型,进行了生态用地重要性评价。其中,生态系统功能通过生物多样性维持功能、土壤保持功能、水源涵养功能量化,区域生态需求强度通过户外休闲需求和生态用地稀缺度量化。实验结果表明：长沙市中心城区生态用地空间分布差异显著,极重要生态用地主要由大面积集中连片的森林、重要饮水源地和高质量的耕地构成,既包括城市外围提供生态屏障的大块生态用地,同时包括人口稠密城市建成区内的湿地、河流等小面积生态用地。与传统评价模型相比,构建的模型能够体现人类需求的影响,结果更符合人们的实际生态需要。     

日调节电站库区生态水文情势评价——以湘江干流衡阳站为例

河流生态水文情势对生态系统起着决定性作用,定量评估日调节电站库区中部生态水文情势影响,可为日调节电站的生态调度,维持河流生态健康等提供科技支撑。采用变动范围法（RVA）对湘江干流大源渡枢纽库区衡阳水文站1959~2015年逐日流量、水位及流速指标进行分析,采用生物多样性指标SI初步评估库区生物多样性的变化。结果表明:日调节电站蓄水后,库区中部生态水文变化特征及生态影响为：流速IHA指标整体改变度达到81%,流量IHA指标整体改变度为43%;4～7月月均流速降低（高度改变）不利于“四大家鱼”产卵活动;库区年极小值流量的增加利于保障自然栖息地和植物群落;年极值流速降低在改变库区河道地貌的同时加大生态环境风险;流量、流速年最小值出现时间发生100%改变,影响生物的生命活动;流量低脉冲历时和流速高脉冲历时高度改变,不利于刺激家鱼产卵繁殖活动;枢纽蓄水后SI值降低,生物多样性降低。     

“5·12”汶川地震极重灾区生态服务功能恢复总体评估

2008年"5·12"汶川特大地震,对生态系统造成巨大威胁。为了解汶川地震灾区生态恢复总体状况,以期为灾区中长期生态恢复跟踪监测、生态恢复措施的制定和调整提供决策支持,分别以2007年、2009年、2013年代表地震前、地震后以及恢复期3个时期,采用土壤侵蚀敏感性、林冠截留量、生境适宜性等指标,分别评估了汶川地震极重灾区10个县市水土保持功能、水源涵养功能、生物多样性保护功能的状况及变化动态。结果表明:研究区的水土保持功能、水源涵养功能,以及生物多样性保护功能在震后遭到了严重破坏。总体来说5a后,区域生态服务功能得到了一定程度的恢复,但未达到震前水平。在极重灾区10个县市中,地理上位于中南部的6个县市(汶川、都江堰、什邡、彭州、绵竹、安县)在地震中总体受损程度较大。6个县市处于中国西部泥石流、滑坡的活跃区,震后因降雨诱发滑坡泥石流,导致了龙门山、茶坪山局部区域的水土保持功能、水源涵养功能、生物多样性保护功能在恢复期进一步下降,甚至低于震后。其中汶川县草坡乡、银杏乡、耿达乡、卧龙镇、三江乡有较大范围的功能下降,另外,都江堰市、彭州市、什邡市、绵竹市、安县等也分别有较大面积的功能下降区。区域生态服务功能在未来10a内,有可能进一步恶化。灾后重建一定程度上改善了区域生态功能状况,加快了生态功能恢复进程。但是,也存在对生态服务功能的恢复与维持重视不足等问题。部分灾后重建项目的实施,甚至又导致局部地区出现生态服务功能的退化。建议(1)加强汶川地震极重灾区中长期生态恢复遥感及地面监测、评估,进行生态服务功能恢复效应评估;(2)加强干旱河谷、龙门山及茶坪山等重点区域的生态修复。     

基于河流连通性的河流健康评价

河流生态系统是生物圈物质循环的重要通道,河流健康则是全面审视河流生态系统的崭新概念。本文从河流健康概念出发通过对国内外河流健康评价进展的综合分析研究提出了包括水文特性、水质特性、河流地貌特性、生物以及河流连通性这5个具有一定代表性的指标来进行河流健康评价,探索性把河流连通性作为评价指标加入了这一评价标准。     

神农架大九湖亚高山湿地环境背景与生态恢复

针对神农架林区大九湖亚高山湿地退化问题,在联合科学考察基础上,分析区域环境背景状况及生态退化原因,提出湿地保护、利用和生态恢复相关建议。调查内容包括：区域地形地貌状况,地质构造、地层、岩溶发育规律和落水洞分布状况,河流水系的分布、流量变化和水质状况,沼生植被的分布和演替规律,湿地演变过程及人类活动对湿地影响等方面。〖JP2〗研究发现：神农架大九湖湿地演变和土地利用结构变化受水利工程直接影响,1986年以来大规模开挖人工沟渠、疏通落水孔、排干沼泽开垦种植等活动,是湿地生态环境退化的重要因素;湿地退化主要反映为湖泊水面消失、沼泽湿地退化、湿地生态系统向陆生生态系统演化,生物多样性减少,泥炭资源遭受破坏,水质下降。根据调查结果,从原则、措施方案、管理机构、产业、资金等方面对大九湖湿地的保护、利用和生态恢复提出建议。     

基于河流生态系统服务功能的皂市水利枢纽工程的生态补偿标准

生态补偿标准核算是生态补偿研究的核心问题之一。运用市场价值法、机会成本法、影子工程法、影子价格法、防护费用法等评估方法,以皂市水利枢纽工程为例,构建了5个生态补偿主体受益评估模型和8个生态补偿对象受损评估模型,从河流生态系统服务功能视角对皂市水利枢纽工程生态补偿标准进行了评估。结果表明：皂市水利枢纽工程建设的生态补偿标准为0676 0×108元/a,中央政府和地方政府、水电开发业主是主要的生态补偿主体,其承担的生态补偿额分别占总生态补偿额的6805%和2658%;移民和河流生态系统本身是主要的生态补偿对象,其获得的生态补偿额分别占总生态补偿额的7574%和1695%     

基于生态系统水平的洞庭湖生态风险评价

以“生态系统服务”为生态风险评价终点,通过量化外界压力源与生态系统服务的“压力 响应”模式,建立基于生态系统水平的生态风险评价方法。该方法将生态系统整体作为分析对象,同时考虑了生态系统的各种组成要素及要素间的复杂关联作用。运用该方法评价了洞庭湖的生态风险,并对评价结果进行了分析。评价结果表明东洞庭湖的生态风险程度最高,西洞庭湖次之,南洞庭湖最低。造成洞庭湖生态风险的主要压力源为城市化、生活和气候变化;主要胁迫因子为有机污染物、营养物质和水流量变化。受影响较大的生态系统指标为生物多样性、河湖连通性和碳循环;营养循环价值、净化水质价值和生物多样性价值3项生态系统服务风险程度较高     

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。     

以底栖动物为指示物种对长江流域水生态进行评价

采用底栖动物作为指示物种对长江流域的水生态进行了调查研究和生态评价。在长江上游支流、中下游干流及沿江湖泊上选取36个代表性样点进行生态考察和底栖动物采样、鉴定和分析。采用Hilsenhoff生物指数和水化学分析对样点水质进行评价,对比分析了各样点底栖动物的结构组成及多样性。上游支流大部分样点水质清洁;中游干流及沿江湖泊水质受到轻度到中度污染;下游干流水质污染加重。底栖动物多样性在上游支流中最高,中游湖泊较高,干流中下游较低。总结得出了4种河床演变条件下的底栖动物群谱。上游支流河床稳定的河流底栖动物密度较大,物种丰富,多样性高;侵蚀下切的河流底栖动物密度、物种数和多样性较低;淤积抬升的河流底栖动物密度、物种数和多样性更低一些;河势散乱且河床运动剧烈的支流物种丰度和密度均很低甚至为零,生态条件差。     

以底栖动物为指示物种对长江流域水生态进行评价

采用底栖动物作为指示物种对长江流域的水生态进行了调查研究和生态评价。在长江上游支流、中下游干流及沿江湖泊上选取36个代表性样点进行生态考察和底栖动物采样、鉴定和分析。采用Hilsenhoff生物指数和水化学分析对样点水质进行评价，对比分析了各样点底栖动物的结构组成及多样性。上游支流大部分样点水质清洁；中游干流及沿江湖泊水质受到轻度到中度污染；下游干流水质污染加重。底栖动物多样性在上游支流中最高，中游湖泊较高，干流中下游较低。总结得出了4种河床演变条件下的底栖动物群谱。上游支流河床稳定的河流底栖动物密度较大，物种丰富，多样性高；侵蚀下切的河流底栖动物密度、物种数和多样性较低；淤积抬升的河流底栖动物密度、物种数和多样性更低一些；河势散乱且河床运动剧烈的支流物种丰度和密度均很低甚至为零，生态条件差。     

生态系统健康效果-费用分析方法在广州城市生态规划中的应用

生态系统健康是应用生态学界近年来的研究热点和前沿,并且已被越来越多地应用到城市生态研究中.在广州城市生态规划研究中,尝试将生态系统健康评价方法应用到生态规划方案的评估与决策中.首先建立城市生态系统健康评价指标体系,然后对提出的生态规划方案进行费用效果分析,用以指导方案的选择与决策.在费用效果分析中,以方案所需投资作为费用,以方案实施后能促使城市生态系统达到的健康程度作为效果.本文采用5个要素,即活力、组织结构、恢复力、维持生态系统服务功能、对人类健康的影响等,来构建城市生态系统健康的评价指标体系.通过对这5个要素的进一步理解和分析,提出了初步的城市生态系统健康评价指标体系,包括12个类别,49个指标.为确保这些指标之间相互独立,搜集广州市1991-2000年间49个指标的样本数据进行主成分分析筛选掉对总体贡献很小的指标,保留对总体贡献较大的指标,确定了最终的评价指标体系,同时也得出了各指标的权重.最后,通过测算规划方案中各类型的生态环境建设项目投资力度在变动±10%、±20%、±50%时,对生态系统健康状况改善的影响程度,以掌握各生态环境建设项目对于城市整体生态健康水平的重要性排序,为优先安排生态环境建设项目提供决策参考依据.     

退化生态系统的诊断特征及其评价指标体系

退化生态系统具有结构和功能简化、生产力和抗逆力低、生物多样性下降等基本诊断特征,由于区域背景和人类活动干扰的差异,生态系统退化具有不同的类型、过程和阶段。为了定量地研究退化生态系统,文中分别建立了土壤、植被、大气、水体,以及农业生态系统、区域自然－人类复合生态系统退化的评价指标体系,其中,土壤退化指标包括物理退化、化学退化、生物退化和土壤污染四类指标;植被退化则从数量、结构、功能与生产力、品质四个     

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。     

上海隧桥工程海域生态系统健康的初步评价

随着上海经济的快速发展,一些大型海洋工程在上海海域纷纷兴建,造成了生境破碎化、生物多样性的破坏等一系列的生态损害。在分析海洋工程可能造成生态损害的同时,以上海长江口隧桥工程为例,选择2007年春季和秋季的2次生态调查数据进行研究。架桥阶段结束后,综合分析了春季与秋季的调查数据,发现各项指标均有偏向于不利的趋势。基于结构功能指标体系评价法,并利用层次分析法研究后得出上海长江口隧桥工程附近海域的综合健康指数分别为2043和2166。根据CHI≤3的情况下判断,该海域的生态健康状况属于不健康接近亚健康状态,表明河口生态系统自然属性发生明显改变,生物多样性及生态系统结构发生了一定程度的变化,主要生态服务功能出现退化或丧失。针对遭遇海洋工程破坏的生境,需要进行更多、更长时间的人工干预,并提出有效的生态保护和修复对策。