流域水生态功能分区方法与指标体系探讨

水生态功能分区是识别流域水生态系统特征、结构与功能的主要依据,它能够反映区域水生态系统的主要生态功能状况及其所面临的潜在压力。因此,建立基于生态功能分区的水质管理技术体系,是中国水生态管理的必然发展趋势,也是国际水质管理的前沿方向。拟从水生态功能分区的研究现状,比较国内外相关的研究工作,探讨不同等级生态分区方法及指标体系的构建依据。     

中国水生态分区初探

从生态系统的角度管理自然资源以及进行环境保护,已经成为国际环境保护领域的主流趋势.基于生态分区和地理分类单元开展环境保护与资源管理,已广为世界各国所接受.淡水生态分区是生态分区的一个重要类型,与水文分区和水环境功能分区相比,其在管理、评价和保护河流、溪流和湖泊等淡水水体资源、环境及水生生态系统方面,具有不可比拟的优势.本研究比较了国内外主要水体分区体系,分析各分区体系的优劣,强调在中国开展水生态分区研究的必要性.在此基础上,提出中国水生态分区的目标、范围和指标体系的设想,指出中国水生态分区应根据中国淡水生态系统实际和环境特征,着重突出河流和湖泊等水体的生态服务功能、水生生态系统的敏感性和人类活动的干扰与影响,并就中国水生态分区的范围、分类指标及水生态分区在将来环境管理中与其他现行分区体系的协调做了探讨.     

海河流域水生态功能一级二级分区

水生态功能分区是实现流域水环境"分区、分级、分期和分类"管理的基础.通过分析海河流域的陆地和水生态系统特点,确定了一级二级分区的指标体系,一级分区指标包括地貌类型、径流深、年降水量、年蒸发量,反映水资源供给功能的空间格局特征,共划分了6个一级水生态功能区;二级分区利用植被类型和土壤类型的空间异质性,反映流域生态水文过程及水质净化功能的空间格局特征,共划分了16个二级水生态功能区.最后,通过野外调查各个分区的水生态系统结构和生境差异性(水量、水质、河流生境、水生动植物等),对一级和二级分区结果进行了评价.分区结果能够为海河流域的水质目标管理和区域生态环境建设提供支持,分区方法和指标体系也可以为国内其它类似流域的水生态功能分区提供参考.     

基于“自然-社会”二元驱动的水生态功能分区—以密云水库流域为例

水生态功能分区是根据流域水生态系统区域差异开展的分区研究,是实现流域“分类、分区、分级、分期”的水质精细化管理的必然要求。通过梳理国内外水生态分区研究的进展及现状,对比了不同区域分区指标的选取依据及体系特点,分析了我国当前水生态功能分区存在的分区体系不完善、分区水生态要素考虑较少等问题,采用“水陆结合、以水定陆”的思路,提出了基于“自然-社会”二元驱动的水生态功能分区方法。以密云水库流域为研究对象,通过分析水库流域自然要素及水生态特征,探究水生态系统的驱动-响应机制,结合管理需求,提出密云水库流域水生态功能分区指标体系,并开展水库流域一级、二级和三级水生态功能分区研究。结果表明,密云水库流域水生态功能区可划分为一级区3个、二级区14个、三级区22个。依据各分区的水生态状况及功能,结合当下的生态环境问题开展溯源,并提出相应治理方案。

     

太子河流域水生态功能Ⅱ级区的划分

流域水生态功能Ⅱ级区是实施流域层面水生生物多样性保护的重要依据. 以太子河流域为研究对象,开展分区指标筛选技术方法研究,通过指标的空间变异性、主导性及其与水生态因子相关性分析,从年均气温、年降水量、年蒸发量、高程、坡度、坡向和NDVI(归一化植被指数)等备选分区指标中筛选出适宜分区指标,在此基础上采用ISODATA(迭代自组织数据分析方法)非监督分类方法划分了太子河水生态功能Ⅱ级区. 结果表明,高程和NDVI具有良好的空间敏感性、主导性以及与水生态因子的相关性,可以反映地貌和植被对太子河水生态系统的影响,是太子河流域水生态功能Ⅱ级区划分的适宜指标. 采用上述指标可将太子河流域划分为3个水生态功能Ⅱ级区:①上游山地森林河流水生态亚区,平均海拔511m,区内以浅水性鱼类和激流性大型底栖动物为主;②中游丘陵森林河流水生态亚区,平均海拔282m,区内以溪流性鱼类和缓流性大型底栖动物为主;③下游平原农业河流水生态亚区,平均海拔65m,区内多受人类活动干扰,以耐污性大型底栖动物为主,少见鱼类.      

流域水生态功能分区与质量目标管理技术研究的若干问题

制定中国的水生态功能分区方案、提出流域水环境质量目标管理技术体系是解决中国流域污染控制的重大科技需求,不仅可以提升我国水污染控制的科技水平,而且对于我国流域水生态安全保障具有现实意义.本文对水生态功能分区与质量目标管理的意义、概念、研究现状以及未来发展趋势进行了研究.阐述了流域水生态功能分区与质量目标管理技术研究的迫切...     

基于水生态功能分区的流域水环境监测与评价研究

中国现行的监测与管理模式多将流域管理机构按照地方部门条块分割,特别是从行政上将一个完整的流域人为分开,从而造成责权交叉多,难以统一规划和协调管理.为了提高每一个生态区域及系统特点得到相应保护,合理开发和利用水生态资源,进而可持续地发展经济和规划生态资源.基于水生态功能分区要求、国省控水质手动、自动监测系统和评价指标体系的特点和经验,开展了基于水生态功能分区的流域水监测与评价研究,编制了《基于水生态功能分区的流域水环境监测与评价》指南.构建重点流域内水环境质量评价指标和评价方法,形成以水污染防治和水质改善为目标、基于水生态功能分区的水环境质量评价模型,为中国其它流域水环境评价提供借鉴及参考.     

流域水生态系统健康与生态文明建设

健康的流域水生态系统是保障流域经济社会可持续发展的基础,解决我国严峻的流域水生态系统健康问题迫切需要开展以流域为基本单元的生态文明建设. 针对我国流域水生态系统健康现状,确立了流域生态文明的概念和内涵,提出了流域生态文明建设的基本框架和主要任务. 以保障流域自然生态系统的完整性、流域经济社会系统发展的可持续性、人居环境的生态性为内涵,构建流域水生态-经济社会复合生态系统的动态平衡是流域生态文明建设的基本框架. 流域生态文明建设的主要任务:①构建以水生态系统健康为目标的流域分区管理模式,优化国土空间开发;②健全流域的水环境质量基准和标准体系,科学确定生态系统保护阈值;③建立以流域生态承载力为约束的污染物总量控制技术,优化产业结构与布局;④以保障流域环境流量为前提,实现水资源生态利用;⑤加强人居环境生态建设,实现流域城市生态化发展;⑥加强生态制度建设,构建流域生态文明建设长效机制.该研究成果可以为实现流域人与自然和谐发展提供理论指导.      

辽河流域水生态分区研究

依据河流生态学中的格局与尺度理论,对流域水生态分区的内涵进行辨析,从理论上对区划方法进行了研究.通过对辽河流域自然要素及水生态特征的分析,建立了辽河流域水生态分区体系.明确了各级分区的主要内容与分区依据,提出了各级分区的特征指标,从而建立了流域水生态分区的指标与方法体系.结果表明,辽河流域包括2级水生态区,一级区可根据流域水资源空间特征差异进行划分,其目的是反映大尺度水文格局对水生态统的影响规律,二级区是根据地貌、植被、土壤和土地利用等自然要素进行划分,目的是反映流域尺度的地形、地貌及植被对河流栖息地环境特征的影响.在GIS技术支持下,采用多指标叠加分析和专家判断方法,将辽河流域划分为3个一级区、14个二级区,对不同分区的水生态系统特征及其所面临的生态环境问题进行了总结.对水生态分区在流域管理中的应用进行研究,提出了基于水生态区的环境管理技术支撑体系.     

近60年滇池水生态系统演替及驱动因子

滇池流域作为长江上游和我国西南地区生态安全屏障的重要组成部分,对保障区域乃至全国生态安全具有重要作用。采用文献调研、分类梳理等方法,并结合1950—2020年滇池水质变化和富营养化演化过程,系统分析了近60年滇池水生态系统中浮游植物、浮游动物、水生植物、底栖动物、鱼类等重要组成部分的演替过程及驱动因子。结果表明：1960s以前,滇池水体清澈见底,水生生物丰富,处于草型阶段;1970s—1990s,随着滇池富营养化程度加剧,水体理化性质的改变以及水生生物耐营养物种的数量增加,湖泊生态系统由草型阶段向草藻混合型阶段转变;2000—2015年,滇池水质进一步恶化,处于 GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅴ类~劣Ⅴ类,水生生物从多优势种向单优势种、清水种向耐污种转变,处于藻型阶段;2016年之后,滇池水质虽逐步改善,但仍面临着严重的富营养化问题。滇池水生态系统演替的驱动因子主要是自然因素、流域污染物排放超出滇池环境容量及生态系统生境片段化。

     

大清河-白洋淀流域生态功能评价及分区初探

基于生态系统服务功能对流域生态环境进行功能分区是流域生态环境保护与修复的重要基础.本研究使用InVEST模型,对大清河-白洋淀流域2010、2015及2018年的生境质量、碳储量及土壤侵蚀等生态系统服务功能进行评价.结果 表明:2010-2015年流域生态环境相对稳定;2015-2018年生境质量提升,土壤侵蚀缓解,但...     

滇池水生植被恢复规划研究

本文提出了浅水湖泊水生生态系统的恢复措施，并从以下三个方面进行研究；（１）生态恢复工程物种设计；（２）水生植物群落优化配置设计；（３）水生植物群落区域布置设计。提出滇池先锋植物的种类和建种类，水生植物配置以沉水植物群落和挺水植物群落为主，并在滇池草海，外海东西岸对水生植物恢复区进行了区域布置。     

基于HSPF模型的滇池流域非点源污染模拟

介绍HSPF模型的主要结构和功能,通过对该模型参数的灵敏度分析和参数调整,利用滇池流域各入湖河流1988,1989年的水质监测数据及相关统计资料,分别对该流域的水文、水质过程进行了模拟.结果表明,SS是滇池流域非点源污染的首要污染物,大约80%的入湖SS来自非点源.在枯水年(1988年),非点源贡献了约1/3的TN、TP入湖负荷量.而BOD的主要贡献者则是点源污染.     

滇池流域水污染防治收费政策实施绩效评估

分析了滇池流域现行的排污收费制度、污水处理收费制度和阶梯水价政策的实施效果,采用DEA方法的C2R模型和BC2模型对2001~2012年滇池流域水污染防治收费政策实施绩效进行了评估.结果表明:排污收费制度、污水处理收费制度和阶梯水价政策对降低滇池流域废水和污染物的排放以及提高流域用水效率均起到了较好的促进作用,且各政策实施绩效水平较高,综合效率值均值为0.902;影响滇池流域水污染防治收费政策的主要因素为单位COD排放工业增加值,可通过提高排污费征收标准或者排污费改税等措施,以进一步降低企业污染物的排放量;作为有效实施的环境经济政策,适当调整政策的征收标准,有利于提高各政策的实施效率.     

滇池汛期超限制水位调控的实践与研究

基于对滇池海口闸水资源管理多年的工作实践,深入分析了滇池存在的蓄泄矛盾,结合滇池实际情况,提出合理调控滇池汛限水位,探索可持续发展的水资源管理策略。     

底泥疏挖工程对草海水生生态环境的影响预测

草海底泥疏挖工程的实施，必将对草海水生生态环境产生影响，预测结果表明，疏挖后草海水质有所改善，基本达到国家地面水Ｄ类标准，但相当长时间内仍疳保持富营养化状态，生态系统短期内改善不大，需较长时间，依靠人工强化恢复和自然恢复。草海水生生态系统方能逐步恢复。     

滇池汛期超限制水位调控的实践与研究

基于对滇池海口闸水资源管理多年的工作实践，深入分析了滇池存在的蓄泄矛盾，结合滇池实际情况，提出合理调控滇池汛限水位，探索可持续发展的水资源管理策略。     

滇池流域土地资源适宜性评价

建设用地与农用地之间的矛盾是滇池流域土地利用的主要矛盾。针对这一矛盾,运用GIS和遥感(RS)技术、层次分析法(AHP)和专家咨询法,选取了土地利用类型、坡度、海拔、土壤类型等九个关键评价因子对滇池流域土地资源的适宜性进行综合评价。结果表明,滇池流域生态很适宜面积约294.0km2,仅占流域总面积的10.1%;生态较适宜面积约431.3km2,约占流域总面积的14.7%,生态较不适宜和不适宜面积约1654.4km2,约占流域总面积的56.7%,生态很不适宜面积约540.3km2,约占流域总面积的18.5%。在土地适宜性评价的基础上,对流域的人口承载力进行分析,提出了基于流域资源-生态-环境综合考虑下的最佳流域人口数量。