河流栖息地适合度曲线与分级评价标准研究

河流栖息地具有多尺度、多等级、斑块化分布和动态变化等重要特征,常通过揭示栖息地质量的关键环境因子适合度来开展河流栖息地质量评价。本文基于国内外多种溪流型鱼类栖息地环境的流速、水深范围与偏好的流速、水深、水温研究成果,结合中国浙江省瓯江干流河段的自然环境特征和多样性的水生物学特点,选取喜缓流水型鱼类-唇䱻作为指示性物种,研究了河流栖息地关键环境因子:水深、流速、水温与水质适合度曲线,采用优、良、中、差分级评价方法,以流速、水深、水温和水质类别作为主要的判据因子,确定了河流栖息地评估的分级标准,为河流栖息地质量评价和生态适应性管理提供了科学依据。     

基于黄河鲤栖息地水文-生态响应关系的黄河下游生态流量研究

本研究采用野外生物监测、栖息地同步观测和实验室控制实验等技术手段,应用生物学、鱼类生态学、生态水力学、水文学等多学科理论,基于河流栖息地模拟法,研究了黄河下游指示物种黄河鲤生态学特性及其栖息生境与流速、水深、水温等水文水环境因子之间的关系,将径流条件与目标物种不同生长阶段生物学信息相结合,建立了代表物种繁殖期、越冬期栖息地适宜度指数,构建了黄河下游重点河段河流栖息地模型,建立了指示物种栖息地状况与河川径流条件定量响应关系,提出黄河下游花园口和利津断面繁殖期最小生态流量为300 m³/s和100 m³/s、适宜生态流量为600~700 m³/s和190~250 m³/s。该研究在水生生物习性及其与河川径流响应关系方面实现突破,解决了黄河生态需水研究中关键技术问题。     

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"。     

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。     

基于栖息地模拟的河道生态需水量多目标评价方法及其应用

本文提出基于栖息地模拟法的多目标评价法计算河道生态需水量,以加权可利用面积(WUA)最大和流量最小为目标,采用理想点法进行求解.该方法综合考虑了生态用水和经济用水,提供了一个栖息地保护和经济用水相协调的最优河流生态需水量.最后以鱼类作为指示物种,对新疆额尔齐斯河中游鱼类产卵期的河道生态需水量进行了计算.计算结果表明,其生态流量为78m3/s,占该河段多年平均流量的74%.该结果比直接采用栖息地模拟法计算的结果小,但该生态流量可以对河流栖息地提供足够的保护,且较好地协调了生态用水和经济用水的矛盾.     

黄河流域水生态保护与修复总体框架研究

根据黄河流域及河流生态系统特征,从流域水生态系统保护层面出发,指出湿地和鱼类栖息地规模和质量是黄河河流健康的重要标志,是黄河水生态保护的重点关注对象。在黄河水生态状况评价及问题识别的基础上,明确各区域(河段)水生态保护目标,提出黄河上中下游及源区、河口水生态保护与修复总体布局,制定重要断面生态需水指标及保障措施,提出了重要湿地和重要鱼类栖息地等保护与修复的措施。     

北京市凉水河物理栖息地完整性评价

针对城市河流强人为干扰特征,从横向完整性、纵向完整性和垂向完整性3个维度选择了10个评价指标,引入信息熵对传统的灰色聚类评价方法进行改进,构建城市河流物理完整性评价指标体系。利用该方法对北京市凉水河物理栖息地完整性开展了评价,结果表明在监测的21个采样点中评价结果为好、较好、一般和较差的比例分别为19.1%、23.8%、33.3%和23.8%,造成凉水河物理栖息地完整性较差的指标依次为生态流量满足率、纵向连通性指数和河流蜿蜒度。导致凉水河物理栖息地完整性较差的突出原因为生态流量满足率低、闸坝较多及土地利用不合理,其中闸坝出现的周期性与物理栖息地变差的周期性相一致。     

国外河流健康评估技术

河流健康评估方法以河流生态系统状况为主线,着眼于建立河流状况变化与生物过程的关系,建立一种兼顾合理开发利用和生态保护的综合评估体系.文中简要介绍了国外河流健康评估具有代表性的技术标准,对于物理-化学评估、生物栖息地评估、水文评估、生物评估的方法和要点分别作了评述.     

人工阶梯-深潭改善下切河流水生栖息地及生态的作用

本文通过野外试验研究了人工阶梯-深潭对下切河流水生栖息地及生态的作用,试验河段位于西南山区的吊嘎河上150m侵蚀下切严重的河段,布置15级人工阶梯,对水流(水深、流速、水面宽、流量)、河床底质、河床微地貌和水生底栖动物物种及数量变化进行了5个月监测.试验结果表明,人工阶梯-深潭能有效控制河床冲刷下切,维持较为稳定的河床环境,塑造多样性的水生栖息地.采用大型底栖无脊椎动物评价河流生态显示,人工阶梯-深潭布置后,随水生栖息地多样性上升,单位面积水生生物密度、物种丰度及生物群落多样性指数均呈上升趋势,河流生态得到改善.     

底栖动物与水生栖息地面积耦合机制研究

底栖动物对河流的生态状况反应比较敏感、迅速,当河流水生态发生变化时,底栖动物能够首先感受到这种变化,并在短时间内作出反应。从水生栖息地面积着手,通过采集、鉴定、分析南水北调西线调水区底栖动物样本,研究底栖动物生物多样性与水生栖息地面积之间的耦合作用机制,并分析了调水对底栖动物的影响。结果表明:底栖动物与水生栖息地面积之间存在着密切的关系,其物种数随着水面面积的增加而增加,并趋于稳定;当水面面积减小至原水面面积的45%时,底栖动物物种数开始减少,但减少速度缓慢;当水面面积继续减小至原水面面积的10%时,底栖动物物种数开始急剧下降;为保持底栖动物生态系统的稳定性,调水不应使坝址下游水面面积减小至原水面面积的45%以下。     

基于文献计量的国际河流栖息地研究动态

河流栖息地是水域生态系统的重要组成部分,以Web of Science论文数据库为数据源,利用TDA等工具对2015-2017年国际河流栖息地研究进行文献计量分析。结果表明:该领域研究方向涉及环境科学与生态学、海洋与淡水生物学等多个学科;美国的发文量最高,中国居于第2位;"保护"、"河流"、"鱼类"和"气候变化"是热点关键词;当前河流栖息地研究动态集中于风险评估与生态修复、水生生物群落、外来生物入侵、栖息地的地貌变化等方面。     

河流连通性及其对生态水文过程影响研究进展

为研究流域水资源开发利用对生态系统和水资源承载力的影响,梳理了河流连通性的内涵、分类及评价方法,并着重探讨了河流的纵向连通性,从水质、水量和生物3个方面剖析人工构筑物对水生态系统的影响机理。认为河流连通性是一个具有4维尺度的概念,即1个时间维度、3个空间维度,影响生态水文过程及群落结构的抵抗力与生态系统整体的稳定性,对其评价应该考虑时空变异性。指出后续的研究方向为:从指示物种层面进一步明晰河流连通性程度与生态水文过程的交互影响机理;统一河流连通性程度定量化评价方法和标准,增加不同河流、同一河流不同时期之间的可比性,为面向水资源承载力提升的河流可持续开发与保护提供理论基础。     

鱼类栖息地环境评价指标体系初探

根据鱼类洄游、产卵和越冬等生命周期中的水环境状况、水文情势、水动力特性及地形特征等要素将影响鱼类栖息地的若干指标分成水质指标、水文学指标、水力学指标及河流地形指标。并通过分析各项指标的生态学意义,筛选出其中若干与鱼类生活、繁殖相关的评价指标。最终建立了包含目标层、要素层、特征层和指标层4个层次的鱼类栖息地环境评价指标体系,该体系以保护鱼类栖息地为目标,包含4类要素、13类特征共46项指标,可为河流栖息地评价及鱼类保护提供重要依据。     

闸坝工程对河流生态系统影响机制分析

河流生态系统影响评价是闸坝工程运行管理工作的重要内容之一,本文在综述闸坝工程对河流生态系统的影响效应和闸坝控制型河流生态评价方法的基础上,建议运行闸坝工程的决策者通过采取优化河流生态系统的综合管理、连通河流上下游水系、恢复河岸缓冲带栖息地的适宜性、精确估算河流生态需水量等措施,最大限度地减轻对河流生态系统造成的负效应,不断提升河流生态系统的水体净化能力,最终达到满足流域生态文明建设中功能需求的目标。     

基于景观生态学指标的鱼类生境质量评价方法研究

建立了基于模糊综合评价方法的鱼类栖息地模型,并与水环境模型耦合。引入景观生态学的指标,对鱼类栖息地适应性模型的结果进行分析,从而进行鱼类生境质量评价。选取了漓江中游一复式河道,以光倒刺鲃为研究对象,建立了光倒刺鲃产卵期的鱼类栖息地适应性模型,选取了斑块数、斑块凝聚度、连接度等景观生态学指标对模型的结果进行了栖息地质量评价。研究表明:传统的、仅仅以WUA(加权可利用面积)作为栖息地质量评价指标的方法不能准确反映鱼类的生境质量。建立的评价方法更准确地反映了鱼类生境的状况,可为鱼类栖息地保护提供支持。     

水生生物栖息地适宜性指标的模糊综合评判

针对河流水生生物栖息地数学模型PHABSIM,分析现有确定栖息地适宜性指标方法的不足之处,在此基础上给出用模糊综合评判方法,确定水生生物栖息地适宜性指标。模糊综合评判方法考虑了栖息地质量因素之间的相互作用,得到的栖息地适宜性指标准确度较高。     

水生生物栖息地适宜性指标的模糊综合评判

本文针对河流水生生物栖息地数学模型PHABSIM,分析了现有确定栖息地适宜性指标方法的不足之处,在此基础上给出用模糊综合评判方法确定水生生物栖息地适宜性指标.模糊综合评判方法考虑了栖息地质量因素之间的相互作用,得到的栖息地适宜性指标准确度高.     

Quantitative evaluation of fish alternative habitats in the Luosuo RiverEI北大核心CSCD

针对罗梭江替代生境适宜度及影响因素尚缺乏定量分析的问题,选取澜沧江干流特有经济鱼类中国结鱼(Tor sinensis)为目标物种,基于河流内流量增加法(IFIM),结合二维水动力模型和鱼类栖息地适宜性曲线,建立了罗梭江典型鱼类的栖息地评价模型,分析了替代生境适宜度及其影响因子。结果表明:罗梭江作为澜沧江最大支流,能为中国结鱼提供良好产卵场,产卵场在丰水期(7—9月)数量和质量较优,高质量产卵场主要分布于河流蜿蜒处;罗梭江不适宜成鱼全年栖息,尤其在枯水期(2—4月),成鱼产卵及育肥适宜度最差。在罗梭江替代生境后期管理中,建议优先加强对河流弯道处的生境保护及捕捞管理,同时重视其关联干流的生态保护。     

面向河流生态完整性的黄河下游生态需水过程研究

提供适宜的生态流量对维护河流健康和支撑人类社会发展具有重要意义。尽管栖息地模拟法物理机制清晰、应用广泛,但对生物群落考虑不足、生命节律信号缺失等问题长期存在。以维护河流土著生物群落完整性为目标,本文将天然水文情势作为参照系统,结合栖息地模拟与水文参照系统特征值,建立了一种面向河流生态完整性的生态需水过程评估方法,兼顾指示物种生存繁衍和土著生物群落基本生存。黄河下游利津断面评估结果显示:利津断面年最小生态需水量119亿m~3,适宜生态需水量130～137亿m~3,涨水期需提供1～2次持续时间不低于7 d、流量不低于1220 m~3/s的高流量脉冲。对比历史实测流量过程与本文生态需水成果,发现利津断面水量充足,但流量过程不满足生态需求。黄河需加强水库群调度,协调径流年际和年内分布,塑造适宜的生态流量过程,并适时塑造高流量脉冲。     

坝下河道水生物栖息地的生态恢复研究

河道内砂砾滩形态发挥着重要的河流生态作用,水库下游河道沉积物相对有限,砂砾积累构建砂砾滩可作为恢复河道下游生态系统的重要手段。作者进行现场生态水文数据及地貌形态分析,提出河道水生物栖息地生态恢复方法,在北方水库夏季洪峰冲击作用下,顺水流沉积,形成砂砾浅滩。通过测定水温、悬浮颗粒有机质浓度、水力梯度及基流条件下砂砾滩周边浅水宽度等特征值,分析动态构建的砂砾滩及物理塑造沙岛的生态功能属性。结果显示,该水生物栖息地修复方法通过增加夏季基流中水力梯度、潜流交换率和悬浮颗粒有机质的保留率,修复河床基质渗透性,同时延长河道浅水层湿度边界范围,结合粗沙积累效果,增加河道形态复杂性,改善潜流交换效率和悬浮颗粒有机质浓度,最终加强流域内温度的异质性,修复河流水生物栖息地的生态功能。