流域生态系统服务研究进展与展望

在分析国内外流域生态系统服务研究动态的基础上,归纳全球流域(河流、湿地)尺度生态系统服务研究案例的分类和评估方法,重点阐述以水循环和水生态过程为纽带的流域生态系统产品和服务的特点和内涵,总结提出流域生态系统服务的研究重点是与水有关的水资源服务和水生态服务.强调今后要加强流域尺度上的科学研究与政策、管理的对接和应用,通过科学规范的流域生态系统服务评估,为流域生态补偿、生态修复机制的建立和流域水环境综合管理提供有力支撑.     

沉积记录揭示的湖泊长期生态系统服务权衡/协同机制:进展、案例剖析与展望

揭示生态系统服务的时空变化特征及权衡/协同机制,对提升生态系统服务总体效益和人类福祉至关重要,已成为当前研究热点。在概述生态系统服务权衡/协同过程与机制的研究方法、进展基础上,以湖泊生态系统为研究对象(以长江中下游太白湖为例),探讨如何利用历史记录(包括文献记载及基于湖泊沉积的定量重建)来有效重建湖泊生态系统功能、定量各功能间权衡/协同特征、揭示生态服务间权衡/协同发生机制等重要问题,重点展示基于湖泊沉积物分析的古湖沼学方法在重建历史时期生态系统服务过程方面的技术优势。最后对目前存在的问题及今后的研究方向做一展望:古湖沼学方法的不确定性及指标解释有待进一步完善,需要进行生态系统过程-服务动态过程的多情景模拟研究,加大湖泊生态系统服务在不同时空尺度上的相互作用机制研究。     

对长江上中游流域生态重建问题的思考

长江中上游流域灾后生态重建的重点是：在上游恢复与重建森林生态系统,实行“封山育林,退耕还林”的方针,加强定位试验研究,完善森林自然保护区网络,控制水土流失;在中游重建湖泊生态系统提高调蓄功能,整治河道圩垸增强泄洪能力;落实水利工程措施确保安全度汛     

流域水生态功能区划及其关键问题

作为流域生态系统管理和水资源保护的重要手段,如何科学合理地开展流域水生态功能区划,已成为世界各国可持续发展所面临的关键挑战之一.本文立足我国流域综合管理的特点和发展趋势,针对我国现行水功能区划的问题,结合国外流域水生态区划的经验,提出了基于流域生态学、地域分异规律、生态系统健康与生态完整性、流域生态系统管理等理论基础的,以恢复流域持续性、完整性生态系统健康为目标,反映流域水陆耦合体在不同时空尺度景观异质性的流域水生态功能区划及其原则,重点分析了流域水生态系统的空间格局、生态过程以及动态演替等3个区划的关键问题,并提出了区划的方法,以期为我国流域水生态功能区划和流域生态系统管理提供战略层次的科学依据.     

对长江上中游流域生态重建问题的思考

长江中上游流域灾后生态重建的重点是：在上游恢复与重建森林生态系统,实行“封山育林,退耕还林”的方针,加强定位试验研究,完善森林自然保护区网络,控制水土流失,在中游重湖泊生态系统提高调蓄功能,整治河道圩垸增强泄洪能力,落实水利工程措施确保安全度汛。     

耦合流域模型及在中国环境规划与管理中的应用进展

流域水环境模型是研究流域水体黑臭、水体富营养化和水质超标问题的重要工具,流域水环境模型从概念上可以分为(半)机理模型和经验型模型,前者通过方程式和函数关系来刻画流域水动力和迁移转化规律,并通过实测数据校准获取本土化的参数系数,后者力图寻求大数据量间的统计学规律。按照模拟对象的不同,流域水环境模型还可以划分为陆域的污染负荷模拟模型、水域的受纳水体模拟模型,以及水-陆耦合模拟模型。模型对整个流域系统及其内部发生的复杂地球化学过程进行定量化描述,污染负荷模型一般用来估算点源及非点源产生的污染负荷量,并计算出进入河道的污染负荷量,作为受纳水体模型的污染源边界输入条件;受纳水体模型一般用来模拟沉积物或污染物在河流、湖泊、水库、河口、沿海等水体中的运动和衰减转化过程,是水质预测、评价、分析的重要工具。传统的流域模型多用评价自然活动以及人类活动对水环境造成的影响,而当前越来越多的学者将水环境模型与经济学模型进行耦合,开展基于水环境模型的环境政策设计和优化研究。文章从系统控制的视角,主要总结了水量水质耦合流域模型在水资源管理政策、水环境管理政策中的应用,例如水资源有效分配、排污交易产生的水环境影响、基于成本-效益的水污染控制策略优化等。在此基础上文章对流域水环境模型的发展方向和应用前景进行了的展望,流域水环境容量控制策略、目标总量控制策略的水环境影响比较分析以及水环境模型的不确定性研究将是未来关注的重点所在,尤其不确定性问题经常存在于水污染物产排放预测和水环境质量模拟预测过程中,对于提升环境规划与管理的科学性、有效性具有十分重要的现实意义。     

塔里木内陆河流域生态环境脆弱性分析

塔里木内陆河流域的气候条件,尤其是水热条件和地貌特征是植被生态、土壤环境及水环境形成与分异最主要的控制性因素。几大环境要素之间相互联系、相互制约形成塔河流域生态环境时空分布的差异性,并表现出不同程度的脆弱性特征。总体表现为以荒漠化为主体的生态环境问题日益加剧,而具体表现为土地沙漠化、土壤盐渍化、草场退化、生物多样性丧失等。从恢复生态学的观点出发,应运用RS及GIS等新技术手段,监测生态环境变化,探索维持生态系统稳定性的机制。     

基于生态系统服务价值评估的东江流域生态补偿研究

生态补偿有利于协调区域经济发展与生态环境保护的关系。通过现场调研和数据分析,构建适用于东江流域的生态系统服务价值当量因子表,对东江流域生态系统服务价值进行评估,确定其生态补偿标准。引入生态补偿优先级(ECPS)指标对东江流域19县市生态补偿的迫切程度进行量化。结果表明:(1)东江流域生态系统服务总价值为1 711.41亿元,其中,森林生态系统价值占总价值的86.17%;一类生态服务中调节服务价值最显著;二类生态服务中水文调节功能价值最显著。(2)东江流域理论生态补偿总额度为1 047.26亿元,其中,森林生态系统补偿价值为880.21亿元,占总补偿额度的84.05%,是区域生态补偿的核心。(3)东江流域19县市生态补偿实际额度为68.73亿元,其中,东源县补偿额度最高,为16.76亿元。(4)东江流域19县市生态补偿优先级顺序为东源、安远、寻乌、紫金、新丰、连平、龙川、和平、定南、龙门、兴宁、惠东、博罗、惠阳、河源市区、惠州市区、增城市、东莞和深圳。     

珊溪水库生态系统服务物质量和价值量评估

生态系统服务具有区域性特征.水库生态系统服务功能由陆域、水域生态系统服务功能构成.开展水库特别是水库所在流域的自然资源实物量核算与生态系统服务价值量评估,对于有效开展生态系统服务评估具有重要意义.根据珊溪水库所在流域生态系统特点及生态系统服务特征,构建水生态物质量和价值量评估指标体系,借助静态的流域生态产品价值核算方法...     

寒冷地区流域水污染防治问题

我国寒冷地区河流冰封期最长可达180天,其间水体自净功能差,加之城镇污水处理水平低于全国平均水平,工业点源污染负荷沉重,流域水污染问题显得格外突出,水环境压力巨大.因此,有针对性地解决寒冷地区流域水环境问题已经成为协调资源供求、经济发展与环境保护的核心问题.通过分析寒冷地区流域水污染特点及成因,提出了建立流域水污染防治...     

中国乡村城市化过程中的景观生态学问题与对策研究

城市和乡村的发展共同构成了社会-经济-自然复合生态系统的可持续发展,然而长期以来,重城市轻乡村的发展思想导致了城乡二元结构矛盾不断尖锐。随着经济的高速发展和加入WTO后的国际化冲击,未来的10~20年间,中国将进入一个乡村城市化快速发展的时期,这将使得中国本来紧张的人地关系变得更加严重,资源消耗与环境污染问题日益突出,乡村发展将面临更大的挑战,同时也将是中国乡村发展的重要契机。本文依据景观生态学原理与方法,通过研究乡村城市化进程中乡村景观的组合、结构、功能以及变化中存在的问题,提出了城乡协调、全盘布局和保留自身特色等相应的生态规划治理措施和对策,尽可能使乡村景观格局呈现多样性、异质性,并在功能上表现出稳定性和连续性,最终实现城乡景观和谐发展的局面。     

都江堰市生态市建设

将都江堰市建设成我国西部第一个国家级生态市,该市地处我国大地形中第一阶梯向第二阶梯过渡地带,具有物种、生态系统和景观多样性优势;是古代著名水利工程都江堰的所在地,对于成都市和成都平原起着水资源调控和生态屏障作用。该市是著名风光名胜区和旅游城市,具有城市、农村、高中山、丘陵、平原、水域等广泛的功能示范意义。都江堰市具有建成生态市的良好自然条件和社会经济基础,但也面临着严峻的挑战。生态市建设的重点是要保护和发挥该市亚热带的自然生态系统的服务功能,开发与生态良性循环相协调、与环境友好的产业,构建起循环经济的体系和经营机制,建成风光秀美、经济发达、社会文明、人居环境舒适的城市。     

小流域可持续发展能力的生态足迹法分析--以重庆市万州区五桥河流域为例

以三峡库区五桥河流域为例,将生态足迹理论与方法运用于小流域尺度的可持续发展研究中,采用问卷调查的数据获取方式,保守地估算了该区居民的生态足迹需求和生态足迹供给,并与其他国家(地区)作比较,分析了该区的资源利用效益.结果表明,五桥河流域人均生态足迹需求为1.020 7 hm2·人-1,而生态承载力仅为0.465 2 hm2·人-1,生态赤字达到-0.555 5 hm2·人-1;生态足迹需求及亏缺主要源于林地和草地类产品的消费;五桥河流域生态足迹赤字已经高于全球水平(-0.4 hm2·人-1),资源利用效率仅为世界平均水平的12%,该区发展呈相对不可持续状态.     

黄河下游断流研究进展

介绍了黄河下游断流的发生特点、断流成因及断流对三角洲人民生产生活及对生态环境的影响三个方面的研究成果和进展。这些研究表明:黄河下游断流是自然与人为因素叠加所致,但主要影响因素为人类活动,而气候变化、源区生态环境恶化也是导致黄河径流减少的重要因子,但由气候变化引起的黄河径流量改变的百分比还未确定;黄河下游断流对河口海域生态系统、三角洲演变、工农业生产及城乡人民生活等方面都会产生影响,严重断流时会导致三角洲土地利用格局发生变化,并产生一系列生态问题。今后一段时间,要研究保障区域生态安全的生态用水量,合理利用黄河水量的丰枯周期,从根本上解决黄河下游的断流问题。     

城市化对北京霾日数影响统计分析

近年来,随着超大城市/城市群大气灰霾等复合污染加剧,引起人们对区域生态环境与及公共健康问题越来越多的关注。应用北京地区1980—2012年气候资料及同期城市发展统计指标,统计分析了城、郊区间霾日数的变化特征,并在此基础上探讨了北京城市化及局地气候差异对霾日数的影响。分析表明：北京城区霾日数要明显多于郊区,在2007年以前城、郊区站点均有相似的波动增长趋势,但城区站霾日数增加速率（约21 d/10 a）要远大于郊区站（约7.2 d/10 a）;北京各地霾日数与主要城市发展指数之间的相关系数均超过0.001显著性水平,随着城市化而迅速增加的能源消耗和机动车尾气排放是导致北京地区灰霾天气逐渐增多的主要污染源,污染源的不均匀分布是导致城、郊霾日数差异的主要因素。分析还发现,城市化导致的区域气候差异对局地灰霾亦有较明显的影响。伴随着城市化的快速发展,城、郊区气候差异逐渐变大,城市下垫面粗糙度增加导致近地面层风速减小。大城市热岛效应背景下,更容易出现较厚的逆温层,这将阻碍空气垂直方向的对流输送。此外,城区气温持续上升,相对湿度下降,平均风速减小,小风频率增加,也会阻碍空气的水平流通,使得城市排放颗粒污染物的扩散难以扩散,有利于霾日增加。这表明北京地区城市气候效应对区域生态环境具有不可忽视的影响。     

The systems approach for sustainable development at catchment and parish group levels

SUMMARY

Sustainable development considers the development of urban and rural areas, and agriculture is an important element in reaching that aim. After decades of using synthetic pesticides, fertilisers and growth hormones in agriculture, farmers as well as the public, policy and decision makers require options to minimise the negative impacts of agricultural practices on the environment and humans consistent with so called sustainable development. Such options are possible, but require time and a range of approaches. Agricultural production systems in Kent belong to a system and so the systems approach becomes useful to solve their problems. Agricultural activities are interrelated, considering their hierarchical levels and their interactions. Hence, agroecology as a discipline using a systems approach suggests the catchment level as an appropriate unit for the analysis, design, development and evaluation of the ecological and socioeconomic interactions that take place within it. This kind of analysis ideally requires a multidisciplinary team, using disciplinary tools such as GIs and many sources of data. The combination of such a wide range of types of data in a systems approach to sustainability is described as a way to support the public, researchers, policy and decision makers.     

三江平原湿地植物物种空间分异规律的探讨

研究了三江平原典型湿地在地形、水分等因素制约下的植物物种空间分异规律,包括垂直分异规律和水平分异规律。首先,按照地形和水分的分异组合特点,把湿地生境分为较干燥生境、季节积水生境和常年积水生境。然后,在各个生境内采用样方法和样线法调查植物物种。调查分为20世纪70年代、80年代和2003年3个时期,范围包括三江平原的典型湿地植物群落。数据分析时采用了生境组合法。即把3个不同的生境组合成一个水分(或地形)梯度带,根据频度和多度指标筛选出主要物种,然后按照其空间位置,列出主要植物物种沿水分梯度带的分布序列。研究发现:三江平原湿地不同生境的植物物种组合和垂直分异差别明显。较干燥生境的植被类型以岛状林群落为代表,乔木、灌木和草本植物层次分明。季节性积水生境的植被类型以小叶章群落为代表,是典型的湿草甸植物群落,垂直结构不明显。常年积水生境以毛果苔草群落为代表,植物群落层次也比较明显。植物物种水平分异规律,基本上可由植物物种空间分布序列图来代表。随着地势降低,水分增多,乔、灌植物,湿草甸植物,水生草本植物在特定的空间依次出现。     

全球气候变化背景下祁连山生态问题的地质学探析

祁连山生态问题产生的根源主要在于全球气候变化背景下冰川、冻土、植被、径流等及其水文循环的变化.该文以地球系统科学为指导,在宏观尺度上从系统演化的角度去探讨在全球气候变化条件下祁连山生态问题,认为这些问题的产生与地质过程密不可分,应以生态地质学的理论来研究这些变化的生态地质过程,并指出未来进行祁连山生态问题研究的科学路径,为祁连山的生态保护、河西走廊社会经济的持续健康发展提供科学依据.     

Eco-hydrological modelling in a highly regulated lowland catchment to find measures for improving water quality

Water quality modelling in the meso-scale Rhin catchment in the German federal state Brandenburg was done (1) to answer some specific questions concerning identification of point and diffuse sources of nutrient pollution in the catchment, (2) to assess the influences of possible climate and land use changes on water quantity and quality and (3) to evaluate potential measures to be done in order to achieve a “good ecological status” of the river and its lakes as required by the Water Framework Directive (WFD).The Rhin catchment is a typical highly regulated lowland river basin in Northern Germany. The regulations complicate water quantity and quality modelling in the catchment. The research was done by using the eco-hydrological model SWIM (Soil and Water Integrated Model), which simulates water and nutrient fluxes in soil and vegetation, as well as transport of water and nutrients to and within the river network. The modelling period was from 1981 until 2005. After calibrating the hydrological processes at different gauges within the basin with satisfactory results, water quality (nitrogen and phosphorus) modelling was done taking into account the emissions of different point sources (sewage treatment plants, etc.) and identifying the amount of diffuse pollution caused mainly by agriculture.For suggesting some feasible measures to improve water quality and to reduce diffuse pollution considering possible climate and land use changes, different reasonable scenarios were applied in consultation with the Environmental Agency of Brandenburg (LUA). The study revealed that the amount of water discharge has significant influence on the concentration of nutrients in the river network, and that nitrogen pollution, caused mainly by diffuse sources, could be notably reduced by application of agricultural measures, whereas the pollution by phosphorus could be diminished most effectively by the reduction of point source emissions.     

南方城市化山地区小流域集水工程规划

为提高南方山地丘陵区充沛降水的利用效率 ,缓解山地城镇用水短缺、自然生境大量丧失、河道及水库干涸且污染严重等生态环境危机 ,文章利用GIS技术 ,对研究区所处的小流域原始地表水系网络和集水区进行了恢复和划分 ,结合土地利用类型特征对各集水区产流量进行了估算 ,在此基础上提出了小流域集水工程的布置方案。