三峡水库消落区生态环境保护与调控对策研究

三峡水库建成后,由于水库调度引起库水位周期性的涨落,在库区两岸形成周期性变化的水陆交错区域即消落区。消落区是水、陆生态系统的交错地带,具有生态脆弱性、变化周期性和人类活动频繁性等特点。随着三峡工程逐步投入使用,人类活动对消落区的影响也逐渐增加,并且消落区自身存在生态脆弱性,如果不采取有效措施,它将影响三峡工程的正常运行和整个库区的可持续发展。因此,针对消落区的水、土环境变化特点,分析了消落区土壤与水环境的相互影响,提出了利用生物缓冲带、复合生态、坡地农业、流域生态学、人工湿地及生态河堤等技术来对消落区生态环境进行保护与调控的措施。     

三峡库区城市消落带生态规划与保护探讨

三峡库区消落带因反季节涨落、落差大、面积广等特点,其生态环境的保护和恢复一直是困扰世界的难题。而位于城市区域的消落带,因受人类活动的干扰强度大,生态环境更易遭受破坏。根据消落带功能的不同,将城市消落带划分为生态景观区、生态屏障区和航运枢纽区3个功能区。根据消落带生态类型的不同,以坡度和高程作为消落带类型划分主要指标,将城市消落带划分为平坝阶地型 (0~15°)、缓坡型 (15~25°)、陡坡型 (>25°)3个坡类和145~155、155~170、170~175 m 3个区段。基于城市消落带的功能分区,根据其生态类型的划分,应用生态恢复和植物配置等原理和技术,因地制宜地提出了城市消落带的生态规划与保护方案,以充分发挥城市消落带拦截降解污染物、吸附削减营养盐、提供亲水空间及改善城市景观等综合功能,为城市消落带的生态规划与管理提供决策依据和科学支撑。     

三峡水库消落带生态环境问题及综合防治

三峡工程是当今世界最大的水利枢纽工程.三峡水库竣工运行后,库区将出现落差达30 m的消落带. 消落带是水陆生态交错带的一种类型,在流域生态系统中发挥着重要作用,具有较高的生态、社会和经济价值.其功能包括:缓冲带功能、保持生物多样性及保护生境的功能、护岸功能和经济美学价值等.从三峡水库消落带生态环境特征和生态功能出发,剖析了三峡水库消落带面临的主要生态环境问题,如生物多样性减少,污染加剧,库区土地资源锐减,环境地质灾害加剧,旅游资源恶化,流行性病情和疫情的发生,生态系统更为脆弱等.针对这些问题从系统全局的高度提出了三峡水库消落带环境保护和综合防治对策,为科学地制定三峡水库消落带的保护与规划方案提供依据,为保证三峡水库的永续正常运行和库区社会经济的可持续发展提供参考和借鉴.     

三峡工程建设期生态环境演变驱动力机制浅析

三峡工程防洪、发电、航运、供水和生态等综合效益巨大,国内外广泛关注。同时,三峡工程建设期可能引发的生态环境问题复杂多样,准确找出导致库区生态环境问题产生的潜在原因及生态环境演变的驱动因子,对于保护生态环境、减少自然灾害发生、维持生态系统平衡等具有重要意义。基于历史文献资料收集、水文水质监测、遥感监测等手段,归纳总结了三峡库区生态环境演变驱动力的主要类型,对比分析了蓄水前后主要驱动力因子的差异,结果发现以三峡工程建设、移民迁建、库区社会经济发展、长江上游社会经济发展、污染负荷等五大人为驱动力是导致库区生态环境演变的主要驱动力。从多角度全面剖析了三峡工程建设期库区的生态环境演变过程及其驱动力机制,以期为三峡库区的生态环境保护与科学管理提供基础性数据     

基于RS和GIS的三峡库区生态环境综合评价

以遥感影像作为主要数据源,在地理信息系统技术的支持下,以生态环境脆弱典型区——三峡库区为研究对象,针对区域主要生态问题,选取水热条件、地形地貌、土地利用和土壤侵蚀为评价因子,建立了生态环境质量综合评价模型,并对评价结果的空间分异格局进行了分析。结果表明,三峡库区的生态环境现状整体较差,良好等级的区域仅占4.25％,较差及以下等级的区域占区域总面积的60％;生态环境质量的空间分异比较明显,中海拔地区生态环境质量最为脆弱。因此,必须因地制宜地采取相应措施,从而加强库区生态环境的保护。     

三峡库区消落带富营养化及其危害预测和防治

三峡水库蓄水运行后将出现一个落差达30 m的永久消落带。消落带是水域生态系统与岸上陆地生态系统的交替控制地带,该地带具有生物的多样性、人类活动的频繁性和生态的脆弱性,随着人类活动的影响,已成为湖岸带中生态最脆弱的地带。由于工业和生活用水污染以及水体自净能力下降,消落区富营养化相关物质（如氮和磷）污染会进一步加剧。因此,必须针对库区消落带地区的特殊情况,选择适当的模式对消落带进行超前环境整治和保护,实现三峡库区生态系统的恢复和重建。     

富水水库消落区土地开发试验及其效果

在对湖北富水水库资源利用调查基础上,根据水位变化规律和水库调度实际,将消落区分成上、中、下3个层次,并探索不同分层的资源特征和利用途径,上区带、中区带、下区带分别采用综合开发利用、渔业开发和两栖林业开发模式。以林业开发为主,结合几年来的开发实践和消落区两栖林业带的初步形成,认为合理开发与利用消落区资源是缓解库区人地矛盾、转变库区农户增收方式、实现经济结构优化和生态可持续发展的有效途径。     

基于GIS和RS的三峡库区重庆段钉螺可疑滋生环境研究

三峡库区位于江汉平原和四川成都平原两大血吸虫病流行区之间。经调查，三峡库区重庆段从未发现血吸虫唯一的中间宿主——钉螺的分布。但水库蓄水后，水面增大，流速减缓，泥沙淤积量增加，库区内可形成冲积洲及滩地，加之库区的气候条件适宜，很可能导致钉螺的孳生及扩散，使血吸虫病蔓延到库区。利用GIS和RS技术，探讨了在三峡库区寻找钉螺可疑滋生环境的方法。使用的主要数据包括1971~2000年的重庆市及周边气象站点的观测气象资料、长江主航道及其支流的水文数据以及4景ETM遥感影像。根据适宜钉螺生存的气象要素、消落带和植被等关键生态参数，试图找出三峡库区重庆段适宜钉螺生存的可疑滋生区域，并确定了巫山的大昌镇和开县的渠口镇为重点监测区     

三峡库区湿地生态建设与保护利用

三峡工程的兴建给库周地区带来了前所未有的发展机遇,但同时也给库区的生态环境建设带来了新的问题。水库蓄水将导致库区的人地矛盾更加突出,环 境容量不足等等。三峡水库周边的水位变动区域的干、湿交替区——湿地系统,具有独特的结构、功能和环境景观特点,新建大型水库周边湿地开发利用对库区移民安置及经济发展意义重大,应对其进行有效、合理、安全的综合开发利用。三峡库区湿地的水位具有年内周期性涨落变化特点,以库区水位变动带来划分不同的区域,并结合库区涨落带的坡度、土壤和水文等条件,探索与不同湿地区域段相适宜的保护和开发利用方式。这种因地制宜的湿地生境开发利用途径对缓解库区人地矛盾,改善库区生态环境和景观将发挥积极作用。     

三峡库区消落带健康评价指标体系

三峡库区消落带的生态系统健康是一个非常复杂的问题,目前研究多集中于如何对消落带进行开发利用,但不同的消落带利用（保护）模式显著影响消落带系统健康状态的发展趋势。简要分析了三峡库区消落带健康状况的影响因素,并在生态系统健康概念的基础上,提出消落带系统健康评价的原则,筛选并建立了消落带宏观生态系统健康评价指标体系,确定出三大类指标,即消落带生态特征指标、功能整合性指标和外部环境指标,在三大类指标内又分别分出各自的具有可操作性的亚指标。以开县消落带为例,运用该评价指标体系进行开县消落带的健康预测评价。     

三峡库区森林植被恢复与可持续经营研究

系统的野外调查数据和历史资料分析结果表明,三峡库区森林植被在空间上发展不均匀,无明显垂直分带,且分布分散,人为干扰严重。目前,在70多个植被类型中,森林类型占25个,江岸两侧海拔800 m以下地区森林已经很少。森林类型中,马尾松、柏木林的分布面积最大,并在许多疏林中成为主要树种,主要是飞播或人工种植。库区大于25°的坡耕地占耕地面积的17.5％。库区薪炭林仅能满足农村用能总需求量的10.78％。不合理的土地利用方式和对森林的不合理砍伐导致脆弱的土壤系统和森林生态系统的严重退化、生产力下降和严重的水土流失。库区土壤年侵蚀量达到2.9亿t。三峡工程建设和移民安置对库区森林生态系统的压力和影响将是长期的。调查结果同时表明,库区植物生物多样性丰富,植物种类在5 032种以上,而且乡土树种多。分析认为,只要抓住三峡工程建设的契机,紧密结合国家天然林保护和退耕还林工程建设,充分利用良好的生物学基础,科学地封山育林,分带逐步恢复,同时,因地制宜,退耕还林,发展森林能源,建设多目标复合和多种模式并存的林业经营体系,发展经济,就能从根本上改善森林经营环境,实现森林恢复,形成合理布局的水库森林防护系统,促进三峡库区生态环境建设和可持续发展。     

三峡库区消落带农用坡地氮素流失特征及其环境效应

三峡库区消落带坡地的自发农用较为常见,消落带的这种利用方式可能加剧养分流失并对库区水环境造成影响.通过对库区2011～2013年3个落干期消落带农用坡地的地表径流、壤中流中氮素形态与浓度进行定位监测,研究消落带农用坡地氮素流失特征及其环境效应.结果表明:常规施肥下,消落带农用坡地侵蚀模数为1 443 kg/(hm2·a),落干期内坡地平均径流量为230 mm,径流系数为0.58,其中壤中流流量占总径流量的77％.历次降雨产流事件中常规施肥处理时,地表径流、壤中流中TN平均浓度分别是4.85±0.85、20.73±2.05 mg/L,落干期地表径流(泥沙)和壤中流的TN流失量分别为6.63± 1.19、35.22±3.38 kg/hm2,分别占当季施肥量的2.2％、11.7％.可见,随壤中流流失是三峡库区消落带农用坡地氮素流失的主要途径.与常规施肥处理相比,减量施肥处理使地表径流(泥沙)、壤中流TN流失通量分别显著降低了25％、48％,表明减少氮肥用量可以显著降低消落带农用带来的环境风险,建议消落带农用地氮肥进行减量施肥,使其既不影响作物产量,也显著降低氮流失.     

三峡水库汛末175 m试验蓄水过程对香溪河库湾水环境的影响

为研究解决三峡库区支流水华问题,实现三峡水库生态调度,需探明现行三峡水库175 m蓄水方案对库区支流水环境的影响。基于2008~2010年三峡水库开展的汛末175m试验性蓄水工作,及香溪河库湾2008~2010年野外监测数据,从库湾水华暴发程度、营养盐水平及水动力特性方面分析了2008~2010年三峡水库汛末175 m试验性蓄水对香溪河库湾水环境的影响。结果表明：分两阶段蓄水时间提前方案有利于库湾中上游上层水体的交换和紊动,降低库湾中上游水体表层营养盐浓度,破坏了浮游植物赖以生存较稳定的环境,抑制藻类的生长,降低水体表层叶绿素a的浓度,减少水华暴发频次、持续时间以及强度,有利于库湾水环境的改善     

三峡库区土地资源承载力现状与可持续发展对策

三峡库区的土地资源承载力状况直接关系到三峡库区土地与人口、经济社会发展和环境保护之间的平衡关系,对于实现三峡库区经济、社会、生态的可持续发展具有重要意义。首先分析了土地资源承载力概念的发展历程,将其分为3个发展阶段：人口承载力阶段、综合承载力阶段和生态足迹阶段;并根据三峡库区的特点,设计了一个简单易行的承载力计算方法,运用最新的有关数据,对库区的耕地、森林植被以及饲草的承载力状况进行了分析。研究结果表明库区人地关系非常紧张,森林植被分布不均,而饲草供应则非常充足。最后在此基础上提出了要加强库区植被恢复,发展柑橘业、畜牧业和旅游业等传统优势产业以提高库区土地资源承载力的针对性对策。     

长江三峡水库气候效应数值模拟

在地形坐标系中建立了一个三维静力平衡的大气-土壤耦合模式,模式详细考虑了复杂地形、植被和水面的热力、动力过程。与其它中、小尺度模式相比其独特之处是：此模式在地表与植被冠层建立的辐射平衡方程和能量平衡方程中,均详细地考虑了坡度、坡向的影响。观测表明,长江三峡江面水温的日变化小于3℃。长江三峡段水流湍急,江水上下交换十分剧烈,各处水深变化较大,使模拟江水的动力、热力过程变得十分困难。所以,在研究中忽略了江水温度的日变化,模式中作为动力、热力外强迫因子,水库建成后的改变仅为水面海拔高度的升高和水面区域的扩大,水面温度是常数。用此模式模拟研究长江三峡建成前后气象要素场的日变化过程,通过计算它们的差别来分析水库的小气候效应。结果表明风、温、湿气象要素场在方圆近10 km范围内均有不同程度的改变,但变化幅度不大。     

三峡库区腹地草堂溪小流域土地功能格局变化

探讨三峡库区腹地土地功能格局动态特征是促进库区土地功能优化、土地利用可持续发展的重要途径之一。以草堂溪小流域为研究区,基于1990~2015年4期遥感影像和1∶5万DEM数据,借助ArcGIS 10.2与Fragstats 4.2软件,依据土地提供主要服务的差异性将土地功能划分为3个大类5个亚类,并分析研究区土地功能格局时空演变特征。结果表明:近25 a,研究区生态功能用地占绝对优势,面积增长1 541.96 hm~2,生产功能用地面积缩减1 844.19 hm~2,生活功能用地面积扩展302.24 hm~2;生物质生产功能用地和人工/天然生态功能用地间的转移关系是研究区土地功能转移网络的关键关系,决定着研究区土地功能变化特征;土地功能变化空间集聚特征时空差异性显著,生物质生产功能用地和人工/天然生态功能用地附近为土地功能变化热点区域,1990~2015年土地功能变化热点区向研究区西部推移;生物质生产功能用地、交通功能用地和住宅功能用地优势区间为中低地形位,中高地形位是非生物生产功能用地优势区间,人工/天然生态功能用地在高地形位占优势;较低地形位上景观异质性高、形状复杂,较高地形位上景观类型单一、聚集程度高。     

三峡水库水位涨落带土地资源的初步研究

三峡大坝建成后,将在库区两岸形成永久性的水位涨落带。涨落带冬半年为水域,丰半年出露水面成陆,是一种具有多功能的土地资源类型,在夏半年,涨落带成陆面积大,成陆期较长,与同期丰富的光热水资源构成优势组合,使涨落带土地具有较高的生产潜力。对三峡库区水位落带土地资源的质量、数量和分布特点进行分析,在此基础上提出了合理利用的设想。