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。     

筑坝的河流生态效应及生态调度措施

本文阐述了大坝建造对河流生态系统的影响途径：通道阻隔、水库淹没、径流调节、水温变化等,探讨了大坝建造对河流水文特性、化学特性、通道作用等生态功能的影响方式,并结合实际案例,提出对于已建工程可通过水库运行调度方式的调整,减缓其生态影响。主要措施包括：结合河道及流域的生态保护目标采取不同的调度措施,保证合理的下泄生态流量;采取联合调度方式保持水库及下游水质;采取人造洪峰保护水生生物及鱼类资源;对湿地、湖泊进行人工补水等。     

水库梯级开发的河流生态系统健康评价研究

借助生态学及生态系统健康评价理论,分析了河流生态系统健康影响因子,并构建了河流生态系统健康评价指标体系。通过辨析河流生态系统对水库梯级开发响应内涵,甄别了典型区浮游生物、底栖生物、鱼类对梯级开发的响应过程。之后选取典型河流和代表物种,借助关键物种的生活繁殖习性,通过数据分析并考虑地域性原则,确立出生态健康等级标准,并评价了典型区水库梯级开发的生态系统健康程度以及生态水文过程调控实施效果。结果表明,在水库梯级开发下,径流年内分配趋于均匀化,河流下游悬移质泥沙量减小;喜好浅水、急流的生物栖息地空间减小,该类鱼类资源呈下降趋势,鱼类物种多样性下降;部分河段水质超标。评估河段健康综合状况得分43.7分,健康状况"一般"。     

黄河干流梯级水库对河流生态系统的影响

将大型水库蓄水运行对生态系统的影响分为严重干扰、显著干扰、中度干扰和轻微干扰4级,用生态干扰度因子建立了黄河干流梯级水库对河流生态系统影响的指标评价体系,根据对各指标之间相关关系的分析得到了指标权重,结果表明综合干扰度为2.834,属于显著干扰。     

大坝的河流生态效应及对策研究

在河流上建坝改变了河流的水文、水力特性,物理化学特性以及河流生态学特性,严重影响河流生态系统的结构和功能,成为河流生态系统研究中的热点问题.研究表明,大坝对河流生态系统的生态效应是规划、建造、设计以及大坝泄流等过程的复合函数,需要在大坝的规划、设计、建造、运行过程中,根据河流生态系统的特点,充分考虑流域土地利用、生态恢复、流量适应性管理等措施,减轻大坝对河流生态系统的影响,实现流域水资源的可持续发展,从而达到人与自然和谐发展的目的.     

水坝建设对河流生态系统服务价值影响评估

基于能值分析构建了水坝生态系统模型与生态系统服务价值计算方法,并以三峡水利枢纽工程为例核算了建坝前后河流生态系统服务价值及其变化情况。结果表明:建坝前后河流生态系统服务价值均为间接价值直接价值存在价值;直接价值中,增加生物量均为建坝前后河流的主要服务价值;间接价值中,建坝后河流物质运移能力削弱,而净化水体污染物与调节局地小气候能力增强,同时新增提供水电服务,并成为主要间接服务价值之一;存在价值中,河流生态系统调节气候能力增强;虽然大坝建设后所产生生态服务功能的总价值相较建坝前增大,但是实际是通过损失了河流最重要的服务功能(向下游运输营养物质)而用局地的服务功能的提升来置换的;大坝发电中包含的人工建设年均投入量约为自然投入的15倍。     

水库对河流生态系统服务功能影响的生态足迹评价研究

基于层次分析法的基本原理,构建了水库对河流生态系统服务功能影响的生态足迹评价指标体系,运用 AHP 确定各个评价指标权重。以大伙房水库为例,进行了水库对河流生态系统服务功能影响的综合评价,最后应用生态足迹评价模型定量地核算了大伙房水库 4 项生态供给足迹和 3 项生态需求足迹。     

强干扰河流生态学基本问题与技术体系探析

河流生态系统在强干扰行为影响下将发生系列变化。归纳了国内外对河流生态学的研究进展,论述了强干扰河流的定义、分类、生态学特征,从水文、地貌、泥沙、生物四个方面建立强干扰河流生态学研究框架,并构建了包括水库生态系统、水工程生态调度、过鱼设施、水生生物保护区、鱼类洄游特性五个方面的技术体系,对其应用场景进行了分析。     

皂市水利枢纽下游河道生态基流量研究

皂市水利枢纽的建设将改变枢纽下游河流水文情势,对下游局部地区的生态环境造成负面影响;而合理确定枢纽下游河道生态基本流量,在水库常规运用的基础上,结合生态调度的方法,保证下游河道生态需水,对缓解因枢纽建设对生态系统所造成的不利影响,发挥枢纽综合效益,具有重要意义。通过对皂市水利枢纽常规调度运行方式及其对下游河道生态环境的影响分析,采用TENNANT法和7Q10法对皂市水利枢纽下游河道枯水期及丰水期的生态需水量进行了综合分析,提出利枢纽下游生态基流量,从而为水利枢纽的生态调度提供参考。     

河流生态系统健康评价研究

基于水文学和生态学原理,对河流生态系统健康的概念进行了界定。同时,对河流生态系统健康的影响因子进行了分析,在此基础上,建立了河流生态系统健康评价指标体系及其评价方法,将评价结果分为优、中和差三个等级。并以华北地区河流———潮白河为例,对其生态系统健康状况进行了评价。结果表明,潮白河2000年生态系统健康评价最终得分为0.52,即潮白河处于中等健康状态。     

水生态系统生产总值核算体系及应用

在系统梳理生态系统服务功能及生态系统生产总值核算方法的基础上,聚焦水生态系统,选取2004—2021年相关文献进行统计分析,筛选出水生态系统生产总值核算的3大类14项指标,建立了水生态系统生产总值核算体系,给出了各指标的核算方法及计算公式。以向家坝水电站为例,基于水生态系统生产总值核算体系,评估了向家坝水电站建设对水生态系统生产总值的影响。结果表明,2011—2015年向家坝水电站水生态系统生产总值变化量为261.189 3亿元,其中物质产品价值变化量为111.494 0亿元,调节服务价值变化量为84.815 1亿元,文化服务价值变化量为64.880 2亿元。     

Biofilm Responses to Flow Regulation by Dams in Mediterranean Rivers

Dams regulate downstream hydrology and modify water quality, which in turn can impinge on the biota, especially in rivers naturally subject to large hydrological variability, such as those under Mediterranean climate. The effect of dams on biofilms was analysed in three tributaries (Cinca, Siurana and Montsant) of the Ebro River (NE Spain). We hypothesized that flow regulation would lead to lower spatial variability of biofilms on the streambed and to a decrease in their metabolic rate per unit biomass, especially during low flow periods. Biofilm characteristics were studied in five transects evenly spaced along river reaches upstream (control) and downstream (impact) of dams in each river, along with riverbed granulometry, hydraulics and water chemistry. Chlorophyll‐a, respiratory activity, photosynthetic capacity and efficiency, and extracellular enzymatic activities (β‐d ‐glucosidase, alkaline phosphatase and leucine‐amino‐peptidase) of epilithic biofilms were measured in different seasons. Spatial variability of chemical and biological variables was reduced downstream of the dams. Chlorophyll‐a concentration, photosynthetic efficiency and respiration capacity were higher in impact than in control reaches, but generally, low inorganic phosphorus concentrations resulted in comparable phosphatase activities downstream and upstream of dams. On the other hand, β‐d ‐glucosidase and leucine‐amino‐peptidase activities were higher at impact reaches. Biofilms were thicker and metabolically more active at the impact reaches, with higher ability to transform dissolved organic matter. Overall, results from this study provide evidence that dams can largely affect the structure and activity of river biofilms, with foreseeable important consequences for river ecosystem functioning. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.     

水的生态服务功能内涵与 评价方法初探

从水的生态服务功能的机理出发,深入剖析了其内涵与水的两层次生态服务结构,并在此基础上构建评价水的生态服务功能的指标体系,介绍了评价流域水的生态服务功能的主要方法;最后提出了维系流域水的生态服务功能主要思路与手段,为水的生态服务功能研究提供了新思路与新方法。     

城市浅水湖泊生态系统健康与保护研究

针对我国东部平原地区淡水湖泊资源丰富,且多为中小型浅水湖,受到社会经济快速发展的影响,城市化率高,人类干扰强烈,境内湖泊面临着富营养化、服务功能丧失等生态环境问题,以太湖流域东南部苏州市吴江区的湖泊群为例,在分析浅水湖泊特征的基础上,提出这一类型湖泊生态健康的概念框架,构建湖泊水生态健康评价体系,选择生态因子、环境因子、人类活动干扰与生态建设4个要素共12个指标描述湖泊健康水平,并分析其原因。结果表明:水环境质量的恶化与人类对湖泊资源的粗放式开发是造成湖泊生态功能失衡的主要原因。以评价结果为指导,制定典型湖泊三白荡的生态修复与建设的措施与方法,旨在为湖泊生态系统管理与修复提供科学依据。     

论生态需水问题的复杂性

生态系统具有高度的开放性,其影响因子之间存在着复杂的非线性耦合关系,这种关系是生态系统产生复杂性的根源。生态系统除具有复杂性系统所共有的非线性、多样性、多层性、多变性、整体性、统计性、不可逆性、自组织性与临界性等特征外,在空间、时间、影响因子和功能等方面也具有复杂性。生态系统的复杂性导致了生态需水问题的复杂性,研究生态需水必须首先了解生态系统的复杂性。生态需水的复杂性特征表明:很难用一个简单通用的生态需水公式说明生态需水,用统计学方法研究生态需水可能更好;生态需水背景值研究、生态需水标准体系研究、生态需水模型研究应该是生态需水研究的重要内容。     

基于大数据的湿地生态系统服务价值评估

湿地生态系统服务具有显著的时空特异性和综合性特征,传统的评估手段对于准确量化及评估湿地生态系统服务价值具有较大难度。以提出湿地生态系统服务价值大数据分析方法为目标,分析湿地生态系统服务价值评估的进展及面临的挑战,探讨基于湿地观测站网和遥感技术的湿地大数据观测体系,阐述湿地生态系统服务价值评估大数据的维度分析、空间分析和属性分析方法,进而提出一种面向湿地生态系统服务价值评估的湿地维度—空间—属性大数据耦合分析框架,选取中国滨海湿地作为案例进行实证研究,总结了大数据时代湿地生态系统服务功能价值评估研究的未来方向。结果表明:湿地生态系统观测网络可获取长时间序列动态变化的数据,遥感对地观测可实现空天地一体化观测,二者结合有助于构建湿地生态大数据观测体系;我国滨海湿地生态系统服务价值为5 010.32×10~8元。研究成果可有效解决地域异质性问题,对湿地生态系统保护和管理具有参考价值。     

土石坝长效服役与风险管理研究进展

基于对我国土石坝工程建设与安全现状的阐述,从土石坝内部侵蚀机理、土石坝隐患病害监测检测与诊断技术、防渗系统服役性能、风险分析与退役拆除等方面,论述土石坝长效服役与风险评估理论、方法及其技术的研究现状。认为今后应从深水环境下大坝的缺陷探测以及隐患快速探测技术、土石坝长效服役性态的多源信息融合推理技术、水库大坝退役决策技术、土石坝溃决影响区次生衍生事件演化机制等方面进行深入研究,并形成成熟的土石坝工程全生命周期的安全保障与风险防控体系,以建立健全土石坝工程长效服役保障与提升的理论与方法体系。     

河南省水生态文明建设试点城市生态系统健康评价

在总结城市生态系统的属性并分析其健康内涵的基础上, 通过频度统计法, 建立评价指标体系。采用海明贴 近度, 建立模糊物元模型, 对河南省第一批水生态文明城市建设试点郑州、 洛阳、 许昌 2000 年- 2013 年间城市生态 系统的健康水平进行评价, 分析影响城市生态系统健康发展的各要素, 结果表明: 郑州、 洛阳和许昌整体的城市生态 系统健康水平呈上升趋势, 但健康改善程度并不显著, 且部分指标有恶化趋势; 相同时期内, 城市生态系统的健康水 平排序由高到低依次为郑州、 洛阳、 许昌, 但其增长速率则为许昌最快、 郑州最慢; 各城市不同要素之间的健康程度 差别较大, 且不同城市各要素之间的协调性较低。因此, 未来应针对健康程度较差的要素重点发展, 提高各要素之 间的协调性, 进一步提高城市生态系统整体的健康水平。     

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。