河流生态系统的典型特征和服务功能

河流生态系统是指在河流内生物群落和河流环境相互作用的统一体.河流生态系统是动态的、开放的、连续的系统,具有典型的结构特征和独特的服务功能.从纵向、横向、垂向和时间分量等四维框架模型对河流生态系统的结构进行了描述.河流生态系统服务功能是指人类直接或间接从河流生态系统中获取的利益.按照服务功能性质分类,河流生态系统服务功能主要可分为淡水供应、水能提供、物质生产、生物多样性的维持、生态支持、环境净化、灾害调节、休闲娱乐和文化孕育等.最后对各项服务功能进行了分析.     

河流生态系统功能的分类体系

概述国内外现有的生态系统功能的类型和组成,辨析河流生态系统功能的基本内涵,阐述生态系统过程、生态系统功能和生态系统服务之间的关系。从水文水动力、生物生态、生物地球化学、社会服务四大过程出发,提出了河流生态系统功能分类体系,具体包括调节、支持、信息和承载功能,实现了河流生态过程与生态功能、服务和产品的有机衔接,为功能评价指标的构建奠定了科学的基础。     

我国库坝建设对河流生态系统服务功能的影响与战略对策

客观地分析了我国库坝建设对河流生态系统社会经济服务功能和自然生态服务功能正负两方面的影响。库坝建设大大提高了河流生态系统的社会经济服务功能,而降低了自然生态服务功能。由于调蓄洪水、供水、水力发电、减少温室气体排放和发展低碳经济等的需要,继续建设水库和大坝是我国未来一定时期的必然选择。提出了提高我国河流生态服务功能的战略对策。     

白龙江上游水电梯级开发对河流生态系统服务功能的影响

以高山峡谷区白龙江上游降扎河段为例,采用市场价值法、机会成本法等评价方法,研究了该河段小水电梯级开发对河流生态系统服务功能的影响。结果表明,河流生态系统各项服务功能价值量变化大小为水力发电控制侵蚀河流输沙生物多样性保护植被生产大气组分调节;降扎河段小水电梯级开发给白龙江上游河段带来的年均正效益为2 519.644万元,年均负效益为800.92万元;负效益主要在控制侵蚀、河流输沙和生物多样性保护等服务功能上,水电开发所带来的总效益会有所减少。对此,应提出相应对策及保护措施。     

河流潜流带的生态系统健康研究进展

回顾当前关于河流潜流带在影响地表水水质和生态过程的重要作用方面的研究进展,列举了河流潜流带功能受到的主要潜在威胁,并初步提出了通过度量一定尺度范围内河流与潜流带的水文交换强度、重要的间隙化学作用速率以及河底无脊椎动物多样性来评估河流潜流带生态系统健康的方法。     

河流生态系统健康评价及展望

河流生态系统健康与社会经济、人类、生态环境等密切相关，如何评价河流生态状况正成为水利科学、环境科学和生态学领域研究的热点之一。本文在介绍了生态系统健康概念和评价标准的基础上，概括了河流生态系统健康的涵义和开展河流健康评价研究的重要意义，分析评价了预测模型法和多指标法之间的优缺点与发展历程，提出了河流生态系统健康评价发展方向和亟待开展的工作。认为今后的重点是开展流域尺度上不同时期的河流生态系统健康和基于遥感、GIS、GPS新技术的河流健康评价标准及指标体系的研究。     

河流-流域生态系统健康评价研究进展

河流与流域生态健康研究是目前生态系统健康研究领域的研究热点之一。首先介绍生态系统健康、河流健康和流域生态系统健康相关概念的产生与发展及各自不同的内涵,分析河流与其流域生态系统的相互关系,认为从流域的层次进行河流生态的研究有着重要的意义。在分析河流及流域生态健康内涵的基础上,回顾国内外河流与流域健康评价的研究与实践情况,并指出目前河流与流域健康研究存在的问题和研究趋势。     

石佛寺人工湿地生态系统服务功能价值评估

在生态经济学、环境经济学和资源经济学理论的指导之下,应用市场价值法、影子工程法、生态价值法、旅游费用法等对石佛寺人工湿地生态系统服务功能价值进行评估。评估结果表明:该湿地直接利用价值为3.22×108元,间接利用价值为3.71×108元,非利用价值为2.5×108元,总价值为9.43×108元。同时在众多的生态系统服务功能中,供水与蓄水、调蓄洪水、降解污染功能较显著。通过计算石佛寺人工湿地的生态系统服务功能价值,使人们意识到湿地生态系统可持续发展的重要作用,从而达到增强人们对湿地保护意识的目的。     

磷素在河流生态系统中滞留的研究进展

氮磷等生源要素在河流生态系统中的滞留过程控制其输出形态和通量,进而影响河流生态系统结构和功能。流域面源、点源输出不同形态的磷素(溶解态、颗粒态,无机磷、有机磷等)在河流系统运移过程中,会发生复杂的物理、化学、生物过程,改变磷素形态、降低磷素运移通量。河道渠化、排污、修建水库等活动改变了河流系统中磷素循环过程和最终趋向,降低了源头溪流磷素滞留量,加剧下游河流、湖泊等水体富营养化进程。本文通过梳理国内外河流磷素滞留主要研究,系统总结物质平衡法、模型法、螺旋结构法等研究方法的优缺点,分析河流系统中磷素滞留机制和主要影响因素,认为流量、流速、藻类吸收、外源输入和暂时存储区域是磷素滞留最重要影响因子,可以通过恢复河流系统水文模式、恢复河道形态、维持河流生境多样化等措施促进河流磷素滞留,对于流域水污染控制和河流生态保护具有重要意义。     

承德武烈河流域水生态系统服务功能经济价值研究

以武烈河流域水生态系统为例,运用生态学与生态经济学方法对武烈河流域各类水生态系统服务功能经济价值进行了评估。结果表明,2008年全流域水生态系统服务功能总价值量为50.32亿元,约占承德市2008年GDP(551.60)的9.12%。其中,渔业产品、城镇和农村生活供水、工农业生产供水、水电蓄能等提供产品功能价值为3.15亿元;调节气候、净化空气、水质净化等调节功能价值为31.27亿元;生物多样性保护等支持功能2.5亿元,文化功能13.4亿元。可以认为,流域水生态系统服务功能对承德市工农业生产的持续发展,维系生态环境健康和人民生命财产安全起到了不可替代的支撑和保障作用。     

辽宁省凌河口湿地生态服务效应货币价值评估

应用Odum创立的生态经济系统能值分析的理论和方法,根据建立的凌河口湿地生态服务功能评价指标体系,对湿地内部8项生态服务功能效应的货币价值进行了评估。结果表明:凌河口湿地每年的生态服务综合能值-货币价值为1 375.11亿元/a,经济效益显著。其中,碳固定、土壤保护、生物多样性货币价值比较大,能值-货币价值分别为734.26亿、330.53亿、293.01亿元/a,说明这些生态功能是凌河口湿地生态系统中的主导服务功能;湿地产品能值-货币价值最小,为1.29亿元/a,说明物质生产服务效应在生态系统中占次要位置。因此,在开发利用凌河口湿地资源时,应在保护和恢复湿地环境及维持生物多样性的前提下,适当开发湿地产品,充分发挥湿地的主导生态功能效应,协调各生态功能要素之间的动态平衡,实现凌河口湿地的可持续发展。     

海流兔河基流特征及其对气候变化和人类活动的响应分析

基流是海流兔河流域地表径流的主要组成部分,是流域河流枯水期流量的重要来源,更是维护流域生态环境健康的基本保证。本文采用不同方法对海流兔河流域1957-2011年基流数据进行分析。基于流域水文及气象数据,应用双累积曲线法和SWAT模型分析流域基流对气候变化和人类活动的响应关系。结果表明:流域基流年内分配不均匀,夏季基流分配量普遍较少;基流年际变化整体呈现下降趋势,并分别于1968、1989和2001年发生突变。流域基流对人类活动的响应强于气候变化,人类活动是流域基流变化的主要因素,降雨是次要因素,气温是第3因素。     

长江生态系统特征分析

根据生态系统基本概念及理论,讨论河流生态系统的时空尺度及栖息地、水文过程与物质通量、水生生物及人类活动影响等特征;通过长江科学考察和已有研究成果之间的对比,分析长江生态系统中的环境特征及人类活动影响机制。研究结果表明:长江水系由于跨越区域大,人类活动影响程度不同,存在自然、半自然及受人类影响强烈的河段;总体水量和水质可以满足人类经济社会发展需要;由于栖息地和水文过程变化剧烈,珍稀和特有物种生存环境堪忧,需要特别重视流域整体生态系统的保护和管理。     

北洛河流域分期径流变异诊断及成因分析

采用Mann-Kendall变异诊断法和有序聚类法,诊断了北洛河流域枯汛交替期、汛期、汛枯交替期、枯期等分期径流系列变异点并划分了变异等级,采用基于SIMHYD模型的径流还原方法,计算并区分气候变化和人类活动对分期径流变异的贡献率。结果表明:各分期径流变异等级从0级无变异到4级较强变异,排除0级的无变异点,各时期均发生了变异;径流变异程度与径流量有关,径流量较大时期(汛期、汛枯交替期)的变异等级低,径流量小的时期(枯汛交替期、枯期)变异等级高,径流量最小的枯期为4级较强变异;人类活动对枯汛交替期径流变异的贡献率较大,人类活动是主要驱动力;其余3个时期气候变化的贡献率较大,气候变化是主要驱动力。     

气候变化和人类活动对老哈河流域径流的影响

通过趋势及突变检验将径流序列划分为"天然基准期"和"人类活动影响期",依据径流对降水及潜在蒸发的敏感性,定量分析了我国北方老哈河流域气候变化和人类活动对径流的影响。结果表明:1964年以来,老哈河流域径流呈显著减少趋势,其变化倾向率为-0.47 mm/a;流域径流受气候变化和人类活动双重影响,其中人类活动对径流起减少作用,在20世纪八九十年代及2000—2008年人类活动对径流深的减少量分别为10.9 mm、6.3 mm及17.9 mm;气候变化对径流在80年代和2000—2008年起减少作用,减少量分别为10.0mm和8.5 mm,而90年代气候变化对径流起增加作用,增加量为12.4 mm。     

气候变化和人类活动对大凌河上游流域径流的影响

通过趋势分析方法及突变点检验方法,分析大凌河流域水文气象要素的变化趋势;结合大凌河流域人类活特征及突变点分析结果,将流域径流量序列划分为"天然基准期"和"人类活动影响期"两个阶段;应用大凌河上游水文、气象、土地利用等数据建立大凌河上游水文模型,采用弹性系数法和水文模拟法定量分析大凌河上游流域气候变化和人类活动对径流的影响。结果表明:1956—2006年,大凌河流域降水量有轻微的上升趋势,而潜在蒸发量与径流量呈现显著下降趋势,导致径流量减小的主要原因为人类活动。     

气候变化和人类活动对汉江上游径流变化影响的定量研究

以汉江上游为例,基于弹性系数法和水文模拟法定量估算气候变化和人类活动对流域径流的影响,探讨了变化环境下流域径流对气候变化和人类活动的响应特征。研究结果表明:1961年-2013年汉江上游流域径流呈明显下降趋势,并在1985年前后发生了突变;降水及潜在蒸散发在同时期内也逐渐降低,但变化趋势不显著。气候变化对径流变化的贡献率为42.8%~43.5%,人类活动对径流变化的贡献率为56.5%~57.2%,相比人类活动对汉江上游径流的影响稍大,且其对径流变化的影响呈现增长的趋势。     

气候变化和人类活动对洮河输沙量变化的影响分析

根据洮河代表水文站近60年的输沙量资料,分析了洮河输沙量变化规律以及气候变化和人类活动对洮河输沙量变化的影响。结果表明:(1)洮河多年平均输沙量为2 295万t,输沙量从1990年开始呈明显递减并且有继续减少的趋势;(2)洮河各代表站输沙量均发生显著突变,突变年份发生在20世纪80年代末和90年代中上期,输沙量突变后比突变前有明显减少;(3)气候变化和人类活动共同影响下洮河输沙量呈减少趋势。总体上,气候变化对输沙量变化的影响要远小于人类活动的影响,20世纪90年代以前气候变化对输沙量的变化影响起主导作用,90年代以后人类活动的影响起主导作用。