近61年来长江荆南三口水系连通性演变特征

基于1955～2016年不同时期的长江荆南三口水系相关数据,从水系水力连通性强度、水系连通度和水系连通性水平三视角分析研究区水系连通变化过程。结果表明：2016年与1955年相比,（1）区域的水文连通性呈现下降的趋势,但变化幅度不大;(2)水系连通环度α、节点连接率β、水系连通度γ分别减少了45.45%、10.8%、8.46%,节点连接率β下降得最为明显;（3）基于水系自然社会功能的水系连通性（E）和基于水流阻力与水文过程（F）这两种水系连通性评价方法,联合评价了荆南三口水系连通性,两种结果均显示,研究区水系连通性均呈下降趋势,由1955年的0.2367和0.3434依次下降到2016年的0.1588、0.2517。该研究可为该地区实施河湖水系连通工程,修复河流生态系统提供理论参考。     

城镇化下平原水系变化及河网连通性影响研究

针对平原区城镇化背景下水系减少及连通受阻等下垫面变化引起的洪涝加剧问题,综合考虑水系结构和水力特性等因素,建立满足行洪排涝需求的平原水系连通度量方法,并以浙东沿海平原河网区为例,分析了城镇化下平原水系特征变化及其对河网连通度的影响。结果表明:1近20a来研究区水系数量和结构复杂性均存在不同程度的衰减,河网密度和水面率分别减少20%和30%左右,水系尤其是低等级河道的减少导致河网结构趋于骨干化;2河网连通度受水面率等数量特征和水系空间连接结构的共同影响,在水系数量持续减少情况下,整个河网连通度呈现先减少后增加的趋势,说明了骨干河道工程对水系空间结构特征的优化,可缓解水系减弱对河网连通的负面效应;3建立的河网连通度方法合理反映了水系数量和结构变化下的河网连通度演变规律,以及水系变化下区域排涝能力的空间差异特征,具有操作性强特点。     

鄱阳湖流域水文连通性的影响因素和环境效应

在气候变化和人类活动的双重影响下,流域下垫面情况发生了显著变化,这些变化很大程度上改变了流域的水文连通性,进而导致一些生态环境问题的发生。以鄱阳湖流域为研究区,采用自动地球科学分析系统(SAGA),引入考虑景观单元地形和土地覆盖等多因素的地形湿度指数和网络指数方法,分析了鄱阳湖流域水文连通性的空间格局,揭示了坡度变化、土地利用方式和土壤类型等对水文连通性的影响与贡献,并以此探讨水文连通与水土流失、洪涝等方面的关联性。研究发现,鄱阳湖流域的水文连通性呈北高南低的分布特征。总体上,鄱阳湖流域可分为近湖区的强水文连通区、河流水系周边的中等水文连通区和上游山区的弱水文连通区。进一步空间分析得出,坡度低缓的低洼区通常NI值较高,而起伏变化大的地区NI值较低,表明了地形因子对水文连通性具有重要影响。就鄱阳湖流域不同土地利用方式和土壤类型而言,灌木林和森林的水文连通性最弱,湿地、水体和耕地的较好,黄壤和黄棕壤的水文连通性最差,冲积土、水域和水稻土的较好。这是因为在地形的主导作用下,流域下垫面的土壤入渗能力、蓄水和产流特点等共同影响了水文连通性的空间差异性。研究虽然侧重于从宏观角度上识别鄱阳湖流域的水...     

中国河湖水系连通与区域生态环境影响

新时期针对我国人均水资源少且时空分布不均等问题,提出了河湖水系连通重大治水方略。本文具体分析连通性带来的环境影响与生态影响。环境影响主要从水系连通性与水文因子、水质及河流形态的关系出发,通过不同角度的分析,确定连通性带来的环境影响。生态影响主要分析了水系连通性与水系生境、生态群落及生态景观的变化关系,根据它们间的相互作用,研究分析水系连通性对生态的影响。根据连通性与生态环境的影响关系,最终确定健康河湖水系连通理论评价的构建指标。     

洪湖湿地植物多样性与保护对策

在气候变化和人类活动多重因素影响下,自20世纪50年代以来洪湖湿地的生态环境发生了深刻变化.依据多年监测结果,分析了洪湖湿地植物多样性和植被现状,认为湖滨带过度开发、江湖阻隔、旱涝频发、水体富营养化、入侵种泛滥等可能是影响洪湖湿地植物多样性保护的突出问题,就此提出了"退垸还湿"恢复滨岸带湿地、实施水系连通和水资源优化调控、改善水质和积极控制入侵种等对策建议.同时认为,长江中下游河湖水网的自然水文联系是维持区域水生植物多样性的重要基础,应注重域内河湖湿地恢复、提高流域内大小河湖湿地的植物多样性、恢复自然水文过程和水系联系、形成多样性保护的河湖网,才能为流域湿地植物多样性维持奠定基础.     

长江宜昌水文站流量、含沙量和悬移质粒度关系

以长江宜昌水文观测站实测资料为基础，基于长江上游河道特点，用回归分析的方法研究了宜昌站流量、含沙量与悬移质泥沙粒度的复杂关系。通过对流量、含沙量多年年内变化的正相关特性的分析，建立了流量与含沙量之间相应的回归模型；通过对流量与悬移质粒度复杂关系的研究，揭示了二者明显的双值关系以及水流挟沙力的控制性影响。对水文数据年际变化的研究表明由于短时间尺度内长江上游流量没有阶段性变化，流量与含沙量之间相关性不是很好，丰水年不一定是丰沙年；悬移质粒度与流量变化基本上不存在周期性变化。     

基于多尺度指标的平原区河流连通及城镇化响应研究

针对我国目前对平原区河流连通综合评价指标和实例研究的不足,本文从形态、结构、功能三个方面,分目标层、准则层和指标层三个层面,定义了河流连通指数RCI,并以上海浦东片部分选区为例,结合Arc GIS软件及Ward开发的欧式平方距离聚类分析法,分析河流连通总体特征及差异,讨论城镇化影响下的河流连通空间分异特征及分区方案。结果表明:区域RCI整体为一般连通,形态连通基本为较差或不连通,结构连通50%以上为非常连通,功能连通50%以上为一般连通或较连通,各个指标层得分存在明显差异;聚类为四个集群,依据河流连通性和城镇化特征将区域划分为:形态提升区、功能恢复区、形态恢复区、连通提升区。     

20世纪90年代以来沈阳市人口、经济、空间与环境的协调度分析

在中国城市化迅速发展的背景下．城市人口、经济、空间与城市环境的矛盾日益复杂和激化，从可持续发展的角度出发．迫切需要研究城市人口、经济、空间与城市环境之闻的协调关系。运用主成分分析和回归分析等方法。在市区尺度上构建城市人口、经济、空阃与城市环境的协调评价体系，并以老工业城市沈阳为例，进行实证分析。分析结果表明：沈阳城市人口经济空间的综合发展于1993—1999年处于困境．2000年以后城市综合发展逐步好转；沈阳城市环境在1998年以后稳定上升；沈阳城市综合发展与城市环境的静态协调度具有明显的阶段性和波动性特征，动态协调度具有平滑和滞后性的特点；静态协调度于1993—1994年属于基本不协调阶段．1995—2005年基本处于协调状态。于1999年出现了低谷。并存在着下降的趋势；动态协调度于1993—1996年属于基本不协调阶段。1997年以后总体上属于基本协调阶段。     

1968～2018年洞庭湖江湖连通河道松滋口冲淤变化特征

探究江湖连通河道演变态势是评估重大人类活动事件对江湖关系变化影响的重要环节。以洞庭湖—荆江三口中松滋口河道为研究对象，通过建立其河道长期的水位—流量关系曲线分析其河道的冲淤变化特征，对其河道冲淤变化驱动因素进行分析，并采用实测河道断面资料验证其结果的可靠性。结果表明：水位—流量关系曲线法分析河道地形冲淤演变特征与实测横断面地形资料分析结果一致，松滋口河道同流量下水位下降对应于该时期河道冲刷，同流量下水位上升对应于河道淤积。不同时期松滋口东西分支河道冲淤变化主要驱动因素不同。1968～1981年间，下荆江裁弯引起的河势变化是西支新江口河道冲刷与东支沙道观河道淤积的主要诱因。1981～2003年间，其东西两支河道淤积主要是由于葛洲坝运行后引起的上荆江河道冲刷导致的。2003～2018年间，其河道冲刷主要是由于三峡大坝运行引起的河道水沙比例的大幅改变导致的。     

鄱阳湖湿地现状问题与未来趋势

近年来鄱阳湖秋冬季水文呈干枯态势,湿地生态系统及其关键因子也发生了变化。如何合理保护和利用鄱阳湖湿地引起各方关注。系统综述了鄱阳湖湿地生态系统在水文、江湖关系、水质、水鸟栖息地、渔业资源等方面存在的问题,梳理了引起这些问题的外部和内部因素。针对"一切照常"和"水位调控"两种情景,预测了湿地未来的变化趋势,并指出了当前研究中的不确定性问题。研究认为:鄱阳湖秋冬季的低枯水位,对水质、湿地植被、水鸟栖息地以及鱼类食物资源和"三场"(即:产卵场、洄游通道、索饵场)产生了一定不利影响。建议通过模型模拟和情景预测来分析不同调控方案的影响效果,优化调控方案、将生态系统的负面影响降到最低。     

水文连通性对湖泊生态环境影响的研究进展

水文连通性对湖泊水资源调节、水质净化和生态安全等具有重要作用,但同时也可能带来潜在风险。因而厘清水文连通性对其生态环境的影响规律,对于开展水文连通性修复工作具有重要指导意义。基于广泛的文献调研,介绍了水文连通性的定义与内涵,分别综述了水文连通性对湖泊水文水动力、水质、水生态系统影响的研究进展。在此基础上,总结归纳了水文连通性通过改变水文水动力过程影响生态系统的路径：一是直接改变生境面积、植被格局和生物迁移繁殖特征,二是通过改变水质和沉积物特征而作用于生物的生长发育及其体内污染物累积转化过程。最后,对水文连通性变化的生态环境效应研究进行了展望：(1)加强对垂向连通性的研究以及拓展不同维度连通性耦合转化研究;(2）借助水动力-水质-水生态耦合模型研究水文连通性变化下的生态环境效应;(3）开展水文连通性的生态环境风险研究,并基于生态环境效益和社会经济效益权衡确定适宜的水文连通性。     

河口三角洲地表水文连通性研究进展

三角洲通常位于河流与湖泊、海洋等大型地表水体的过渡带,分布全球约8%人口。受地势低缓、流域来沙减少和海平面上升等多因素作用,三角洲系统被认为是诸多地表类型中高度敏感和脆弱的地带。近年来,地表水文连通性成为三角洲水文水动力领域新的热点问题。通过国内外相关文献调研,系统阐述了水文连通性概念、三角洲地表水文连通性组成以及三角洲形态和水文连通性的联系。研究表明:三角洲地表水文连通性可分为结构连通性、功能连通性和过程连通性;基于图论方法的结构连通性仅表征河网在三角洲水文连通性的作用,而功能连通性和过程连通性反映水文水动力要素的空间分布及其与气象等环境要素的耦合关系,但亟需有效的野外观测和调查数据;三角洲形态与水文连通性存在一定联系,部分形态指标可用于刻画三角洲地表水文连通程度。因三角洲具有高度时空异质性和复杂地形地貌等特点,从学科发展趋势和应用需求的角度出发,未来应综合采用野外观测、数理统计和数值模拟等多学科交叉的研究策略,为三角洲湿地生态系统应对当前快速变化环境等重大问题提供科学依据。     

平原河网区河流连通性评价研究

河流连通性对流域水文过程特征、水环境条件以及河湖蓄泄能力等有较大影响。平原河网地区是河流高度发育并受到城市化等人类活动深刻影响的区域,并且区域内水系结构破坏、河流连通受阻已成为洪涝灾害频发的重要原因之一。为此通过对现有的河流连通评价方法的分析,尝试建立基于水流阻力与水文过程的平原河网河流连通性评价方法,并以鄞东南平原河网为例开展了应用分析,结果表明2010年的河流连通性比1990年的明显减小。同时,通过对比分析几种河流连通性评价方法可以看出,基于水流阻力与水文过程的河流连通性评价方法能较好的评价平原河网区河流连通性,评价结果优于其他方法计算结果,更符合实际情况,可为平原河网区河流连通性定量评价提供参考     

三峡水库运行下长江与洞庭湖交汇区水情态势及相互顶托作用

基于1990～2017年监利、城陵矶、螺山3站水位及流量数据,采用差值法、流量距平法、相关系数分析法,分析三峡水库运行下长江与洞庭湖交汇区的水情态势及相互顶托作用。与三峡水库运行前比较:(1)三峡水库不同调度方式运行后在不同流量、水位下江湖交汇区的监利、城陵矶、螺山3站水位流量均有所变化,调洪期3站在不同流量下水位降幅均大于0.50 m,不同水位下流量减幅均超过2 000 m~3/s,补水期流量增加幅度均在1 000 m~3/s以上,水位上升幅度都在0.50～1.00 m之间;(2)三峡水库全程调度运行后监利、城陵矶、螺山3站之间的水位流量相关系数在0.50～0.96之间,相关系数提升0.1～0.35,表明交汇区水位流量相互顶托作用均呈减弱状态;(3)三峡水库在预泄、调洪、蓄水、补水4个调度时段中,监利、城陵矶、螺山3站调洪期和补水期相关系数变动幅度分别为0.04～0.35和0.1～0.39,预泄期和蓄水期的相关系数变动幅度分别为0.01～0.1和0.005～0.4,总体上江湖交汇区的水文相互顶托强度有所减弱。     

葛洲坝水利工程对长江中游生态水文特征的影响

为了满足人类社会经济发展要求而修建的水利工程,不可避免地对生态环境造成了巨大影响。从生态水文学角度对长江中游的生态水文特征进行了研究。借鉴国外已有的研究成果,建立了一套指标体系包括长期指标、高流量指标、低流量指标、平均变化指标、涨水落水指标和月流量指标,通过分析指标的变化来评价水利水电工程对生态环境的影响。长江中游是最重要的家鱼自然繁殖区,利用建立的指标体系量化并分析了葛洲坝建坝前后长江中游的生态水文特征变化。分析认为,葛洲坝的修建主要影响涨水落水,对其它生态水文特征影响不大;对于鱼类,涨水过程是刺激鱼类产卵的必要条件,葛洲坝的修建对鱼类产卵造成了一定影响。     

赣江上游章水流域水沙变化的驱动力分析

为揭示赣江上游流域输沙量急剧减小过程中各影响因子的相对贡献率,以上游的章水流域为代表区域,采用流域控制站坝上水文站1956~2015年流域面雨量、径流和输沙数据,并结合趋势检验、Pettitt突变检验等方法,计算并分析了该流域多年降雨量、径流量和年输沙量的变化趋势和突变。采用累积量斜率变化率比较法分析了自然因素和人类活动在章水流域水沙关系变化中的相对贡献率。结果表明：流域降雨和径流60 a间无显著变化趋势和突变点,年输沙减少趋势显著,在1994年发生有超过显著性水平0.001的突变。相对于1956~1994年,在1995~2015年,人类活动对章水流域水沙关系的贡献率为99.4%;研究表明水利工程建设和水土保持等人类活动对赣江上游章水流域输沙量变化影响及其显著。研究对于准确评价水利工程和水土保持效益具有重要的指导意义。 关键词： 水沙关系;赣江上游流域;人类活动贡献率;双累积曲线     

Study on Disturbances and Its Effects on Nature Reserves

1 INTRODUCTION Nature reserves are special regional ecological systems. They are the cornerstone for the protection of ecosystems on a global scale (Fuentes et al., 2000), and a necessary method to protect biological resource, species, and the diversity of the ecosystem (Zhang, L.Y., et al., 2002). Since the 1970s the research for designing, planning, and managing various kinds of nature reserves has seen rapid development. Many sorts of disturbance factors occurring in nature reserves, …     

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。