流域水生态功能分区方法与指标体系探讨

水生态功能分区是识别流域水生态系统特征、结构与功能的主要依据,它能够反映区域水生态系统的主要生态功能状况及其所面临的潜在压力。因此,建立基于生态功能分区的水质管理技术体系,是中国水生态管理的必然发展趋势,也是国际水质管理的前沿方向。拟从水生态功能分区的研究现状,比较国内外相关的研究工作,探讨不同等级生态分区方法及指标体系的构建依据。     

流域水生态功能分区与质量目标管理技术项目(2008ZX07526)

正流域水生态功能分区与质量目标管理技术项目(2008ZX07526)是孟伟院士主持的国家水体污染控制与治理科技重大专项"十一五"项目,由中国环境科学研究院牵头组织,北京师范大学、中国水利水电科学研究院、辽宁省环境科学研究院、中国科学院地理科学与资源研究所、江西省环境保护科学研究院等80余家单位参与共同完成。该项目于2013年10月26日在北京顺利通过国家重大水专项办组织的专家验收,获得了专家高度评价。该项目针对构建流域水质目标管理技术体系的需求,紧紧围绕流域水生态功能分区、水环境质量基准标准、容量总量控     

基于水生态功能分区的流域水环境监测与评价研究

中国现行的监测与管理模式多将流域管理机构按照地方部门条块分割,特别是从行政上将一个完整的流域人为分开,从而造成责权交叉多,难以统一规划和协调管理.为了提高每一个生态区域及系统特点得到相应保护,合理开发和利用水生态资源,进而可持续地发展经济和规划生态资源.基于水生态功能分区要求、国省控水质手动、自动监测系统和评价指标体系的特点和经验,开展了基于水生态功能分区的流域水监测与评价研究,编制了《基于水生态功能分区的流域水环境监测与评价》指南.构建重点流域内水环境质量评价指标和评价方法,形成以水污染防治和水质改善为目标、基于水生态功能分区的水环境质量评价模型,为中国其它流域水环境评价提供借鉴及参考.     

基于生态管理的流域水环境功能区划——以浑河流域为例

从环境战略管理的高度,提出了一种基于生态管理的流域水环境功能区划分方法.在现行水环境功能区划的基础上,结合生态管理理念及相关理论,并充分考虑我国水环境管理能力及发展趋势,进行流域水环境功能区划分.流域水环境功能区划以流域水生态分区为基础,根据参考条件评估水体的生态状况,考虑水体生态保护功能和最小生态需水量,提出新的流域水环境功能区划的理论基础和技术方法体系.首次将水生态分区、水生态保护目标和生态需水量引入水环境功能区划之中,对原水环境功能区划的内涵进行了拓展.该方法以浑河流域为案例做了实证研究.     

基于水生态系统结构特征的滇池流域水生态功能三级分区

水生态功能分区的目的是为了实现中国流域的"分区、分类、分级、分期"管理的精细管理理念,而水生态系统结构是水生态系统完整性的基础,也是区分不同区域生境特征与功能差异的重要指标.因此,为了实现更精细化的湖泊流域管理,在滇池流域完成水生态功能二级分区基础上,基于水生态系统结构特征进一步对滇池流域进行三级区划,进而反映流域水生态功能的空间异质性.以反映水生态系统结构的物理、化学与生物特征为依据,分别构建了滇池流域陆域与湖体的三级分区指标体系;通过对三级分区单元指标综合值进行聚类分级,最终将滇池流域的水生态功能三级分区划分为20个陆域区和4个湖体区,并利用底栖与藻类的生物数据对分区进行合理性评价.最后基于生态服务功能理论,结合滇池流域自身特点与管理需求,将滇池流域三级分区定义为不同的水生态功能类型.通过对滇池流域水生态功能三级分区的划分以及主体功能的确定,不仅为滇池流域水生态健康管理构建了空间管理单元,而且为湖泊水生态功能分区的研究提供了案例.     

基于“自然-社会”二元驱动的水生态功能分区—以密云水库流域为例

水生态功能分区是根据流域水生态系统区域差异开展的分区研究,是实现流域“分类、分区、分级、分期”的水质精细化管理的必然要求。通过梳理国内外水生态分区研究的进展及现状,对比了不同区域分区指标的选取依据及体系特点,分析了我国当前水生态功能分区存在的分区体系不完善、分区水生态要素考虑较少等问题,采用“水陆结合、以水定陆”的思路,提出了基于“自然-社会”二元驱动的水生态功能分区方法。以密云水库流域为研究对象,通过分析水库流域自然要素及水生态特征,探究水生态系统的驱动-响应机制,结合管理需求,提出密云水库流域水生态功能分区指标体系,并开展水库流域一级、二级和三级水生态功能分区研究。结果表明,密云水库流域水生态功能区可划分为一级区3个、二级区14个、三级区22个。依据各分区的水生态状况及功能,结合当下的生态环境问题开展溯源,并提出相应治理方案。

     

国际水生态功能分区管理及对太湖流域的启示

系统总结了国际水生态分区在水质标准建立、河流湖泊评估、土地覆被变化及响应等研究中的方法和经验,结合太湖流域水生态系统特征和水环境管理需求,初步提出了适用于太湖流域的水生态分区管理思路.     

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.      

海河流域水生态功能一级二级分区

水生态功能分区是实现流域水环境"分区、分级、分期和分类"管理的基础.通过分析海河流域的陆地和水生态系统特点,确定了一级二级分区的指标体系,一级分区指标包括地貌类型、径流深、年降水量、年蒸发量,反映水资源供给功能的空间格局特征,共划分了6个一级水生态功能区;二级分区利用植被类型和土壤类型的空间异质性,反映流域生态水文过程及水质净化功能的空间格局特征,共划分了16个二级水生态功能区.最后,通过野外调查各个分区的水生态系统结构和生境差异性(水量、水质、河流生境、水生动植物等),对一级和二级分区结果进行了评价.分区结果能够为海河流域的水质目标管理和区域生态环境建设提供支持,分区方法和指标体系也可以为国内其它类似流域的水生态功能分区提供参考.     

河段水质压力目标管理模式的概念与方法

目前我国主流的流域水质目标管理模式中,在河段污染责任认定方面普遍存在难以界定上下游之间各自责任的问题,为此提出了一种基于河段水质压力概念的河流水质管理新模式.以水质压力为基础,配套建立了包括水质压力目标、水质压力纯水当量、水质压力偿罚金等在内的一系列相关概念及其设定与计量方法,完成对各河段的责任认定,并实现以河段处罚金与补偿金为调控手段的流域水质管理运行机制.结果表明,该管理模式有助于增强水质污染处罚与水质生态补偿的区域公平性和针对性,其中的概念和方法可作为现行河流水污染控制方法体系的一种改进性补充,同时能为流域生态补偿标准的确定提供一定借鉴.     

流域横向生态补偿政策的水环境效益评估

基于2000~2019年浙江和安徽26个地级市的面板数据,使用合成控制法定量分析新安江3轮横向生态补偿试点政策对其水环境效益的总体性和结构性影响结果表明:政策效果在时间上存在异质性。第1、2轮政策试点显著的提升了新安江流域整体的水环境,但第3轮试点对上游水环境的影响是负的。政策效果在空间上存在异质性。流域横向生态补偿政策使下游的生物多样性价值平均提高了0.068亿元,但使上游生物多样性价值平均降低了0.015亿元。政策效果在结构上存在异质性。通过对水环境效益的结构性分解,发现横向生态补偿政策使新安江流域的水质净化能力价值平均提高了31.874亿元,但使其产品供给价值平均下降了13.402亿元。政策效果存在预期效益。流域横向生态补偿的政策效果在政策正式实施前2年已经出现。     

基于水质目标管理的河流治理方案制定方法及其案例研究

针对我国河流污染程度高,污染类型复杂的现状,实施水质目标管理是河流治理的根本选择.我国在水污染总量控制的研究起步比较早,但缺少基于水质目标的治理方案编制方法的系统性研究.本文提出了适合于我国国情的基于水质目标的河流治理方案制定方法,基本框架包括水质问题诊断、目标确定与负荷分配、河流治理任务实施和实施效果评估4个基本部分.该方法以河流容量总量控制为基础,突破了传统了目标总量控制方式,并在滏阳河邢台段进行了实际应用.水环境诊断结果显示,氨氮是滏阳河邢台段主要超标污染物.以国控及省控断面为基础,在滏阳河邢台段设定了4个考核断面,设置氨氮小于10、11、12 mg·L-1,COD小于80、55、50 mg·L-1等多个组合目标情景.划定控制单元13个,核算了各控制单元水环境容量和现状负荷,并按等比例分配的原则将需削减负荷分配到排污口.基于负荷分配结果,提出通过重点工业企业和污水处理场治理控制点源污染,通过农村生活污水治理控制面源污染,通过河岸垃圾治理减少河道负荷存量,通过河流湿地建设增加负荷去除能力等一系列治理措施.     

西藏拉萨河流域巴嘎雪湿地水化学特征

以西藏拉萨河流域主要天然湿地之一的巴嘎雪湿地作为研究对象,对该湿地水体的pH值、水温、溶解氧(DO)、色度、浊度和15种金属元素的含量进行了分析检测.结果表明,巴嘎雪湿地水的pH、DO平均值分别为7.68、7.01mg/L;湿地水中15种金属元素含量均较低,汞、锡两种金属元素未能检出,其他13种金属元素的含量顺序为:Fe >Cr> V>Ni> Mn> As> Sb> Mo> Pb> Zn> Cu >Co> Cd,并均达到了国家《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)Ⅰ类水质标准.通过比较湿地进水和出水水质的发现,巴嘎雪湿地对色度、浊度和部分金属元素的去除效果显著.对色度、浊度的去除率分别达到了51.73%、94.8%,对不同金属元素的去除效果不同,Cu、Pb、Zn、Mo、As、V的去除率分别为64.2%、36.9%、40.7%,28.2%、31.9%、67%.     

A comparative study on Canadian and Chinese river basin planning

ＡｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅｓｔｕｄｙｏｎＣａｎａｄｉａｎａｎｄＣｈｉｎｅｓｅｒｉｖｅｒｂａｓｉｎｐｌａｎｎｉｎｇＧｕｏＨｕａｉｃｈｅｎｇ（ＣｅｎｔｅｒｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ，ＰｅｋｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００...     

新安江流域横向生态补偿的经济效应

以新安江流域横向生态补偿试点作为准自然实验,采用2001～2017年中国安徽和浙江省内县域面板数据,利用双重差分方法(DID)定量研究了试点政策对流域上下游地区经济发展的影响及可能机制.结果显示:试点政策对上游地区的经济发展造成了一定程度的抑制影响,表现为相关地区的人均GDP或地区GDP出现了下降,而对流域下游地区经济...     

京津冀地区流域水质目标管理技术集成研究

流域水质目标管理已成为发达国家水环境管理的主要模式。京津冀地区是海河流域的核心区域,也是国家生态环境保护的重点地区。针对京津冀地区水资源、水环境、水生态（简称“三水”）统筹系统管理中面临的水资源短缺和统筹调配能力不足、水环境污染严重和协同治理水平较弱以及水生态退化且稳定性趋向脆弱等问题,从“十一五”“十二五”及“十三五”国家水体污染控制与治理科技重大专项（简称水专项）涉及到京津冀管理技术相关研究内容的项目及课题中提炼关键技术并进行集成,根据技术特点对集成技术从生态水量保障管理技术与政策,基于水资源、水环境、水生态3个方面进行凝练,进一步构建京津冀地区“三水”统筹的流域水质目标管理集成技术体系框架。应用集成技术对京津冀地区重点流域水质目标管理思路的构建展开思考并提出工作建议,以期支撑京津冀地区经济社会与生态环境保护协同发展新形势下水生态环境精细化管理能力提升。

     

基于排污量分配的流域生态补偿标准研究

为体现“差异性公平”,本研究通过构建流域排污量分配指标体系及分配模式,采用熵权法确定分配指标的权重,根据不同地区的分配比例,结合流域可分配排污量,确定流域内不同地区分配排污量.以闽江流域为例,对流域内各个地区2010~2019年的排污量进行分配,根据排污量分配情况分别测算2010~2019年闽江流域生态补偿标准.结果表明,福州地区实际COD排放量均高于理论COD排放量,其超量排放范围分别为871~20857t;南平地区除2010年的实际COD排放量略高于理论COD排放量外,其余年份均低于理论COD排放量;三明地区实际COD排放量均低于理论COD排放量,其损失的排放量范围分别为1479~12507t.2010~2019年福州地区需要支付的生态补偿额度分别为1175~28139万元;南平地区除2010年需要支付生态补偿外(补偿值为821万元),其余年份均获得其他地区的生态补偿,补偿值分别为1253~13157万元;三明地区获得生态补偿额度分别为1996~16874万元.     

以太湖流域为例探讨我国淡水生物氨氮基准

参照美国环境保护署(USEPA)《推导保护水生生物及其用途的国家水质基准的技术指南》和氨氮基准文件,结合我国水生生物区系特点,筛选出我国太湖流域和全国水域广泛存在的水生生物物种并收集相应的毒性数据,研究和推导了氨氮对我国太湖流域和全国水域淡水水生生物的毒理学基准.结果表明,25℃、pH=8时,太湖流域淡水水生生物氨氮基准最大浓度(CMC)和基准连续浓度(CCC)分别为3.20和1.79mg.L-1(以N计,下同),在4～34℃、pH为6.9～9.0的范围内,CMC和CCC的范围分别为0.24～25.78mg.L-1和0.20～4.51mg.L-1;25℃、pH=8时,国家氨氮基准值CMC和CCC分别为3.79和1.79mg.L-1,在0～30℃、pH为6～9的范围内,CMC和CCC的范围分别为0.39～42.88mg.L-1和0.26～5.11mg.L-1,与同样条件下的美国氨氮基准值相比,差异较小.太湖流域氨氮基准值与国家氨氮基准值相差很小.研究结果可为我国氨氮水质基准和标准的研究提供参考依据.