基于高原河流生态系统健康的服务功能评估:以巴河为例

【目的】在保证河流生态系统健康的前提下,对位于青藏高原的河流生态服务功能进行评估,为河流的合理规划和开发利用奠定基础。【方法】在界定了高原河流生态系统健康和服务功能内涵的基础上,构建具有高原特色的河流健康评价指标体系和服务功能评价指标体系,并将河流健康评价等级划分为"优"、"良"、"中等"、"差"和"极差"5个标准。在分析河流健康与其服务功能关系的基础上,构建了基于河流生态系统健康的服务功能评价模型,并将模型在位于青藏高原的巴河上进行实例验证。【结果】对巴河的生态系统健康和服务功能价值进行评估,在考虑河流健康指标后巴河的总服务功能价值较不考虑河流健康时减少了2.844×108元/年。【结论】河流生态系统的健康与其服务功能密切相关。河流健康才能保障河流向人类提供所需的服务功能,水资源的开发利用应在确保河流健康的范围内进行。     

基于流域不同特征的浐灞河生态系统健康评价

【目的】根据流域不同特征,构建浐灞河流域生态系统健康评价指标体系,并对其生态系统健康状况进行评价,为河流综合治理提供科学依据。【方法】基于浐灞河流域的水资源开发利用程度、水功能定位和生态环境保护的不同特点,构建了由生态结构与功能、水文特征、水环境状况、社会经济和生态服务功能5个方面要素,11个单项指标组成的流域生态系统健康评价指标体系,并采用模糊综合评价法与层次分析法相结合的方法对浐灞河流域生态系统健康状况进行评价。【结果】影响浐灞河流域上中游区域生态系统健康的主要问题有水土流失、植被破坏以及人口增加对环境的压力,影响浐灞河下游城市段生态系统健康的主要问题有水资源过度开发和河流水质污染。浐灞河上中游区域和下游城市段生态系统健康综合评价度分别为0.803 7和0.760 9,可知浐灞河流域上中游区域生态系统处于亚健康状态,下游城市段为临界状态。【结论】浐灞河流域上中游区域生态结构与功能欠缺,下游区域受水文特征和水环境状况的影响较大,是浐灞河进行流域治理和水生态保护与修复应重点关注的问题。     

基于遥感的草地参照生态系统选取研究——以甘孜州为例

【目的】 全面评价草地生态系统质量，筛选确定草地参照生态系统。【方法】 文章基于遥感数据，从生态系统结构、生态系统功能与生态系统服务三方面选取指标构建生态系统质量评价体系及综合指数；引入Holdridge生命地带模型，进行生态地理分区；基于生态系统质量评价和生态地理分区结果对草地各分区开展参照生态系统筛选和质量评估；选取各个生态区前10%的值作为质量基线，高于质量基线的区域选为参照生态系统。【结果】 （1）2000—2020年甘孜州草地生态系统的质量呈现出北部低南部高的趋势。（2）草地生态系统可划分为34个生态区，剔除面积小于10 km²的分区，在后续草地参照生态系统筛选中涉及27个分区。（3）基于生态系统综合评价、生态系统结构、生态系统功能和生态系统服务筛选出的草地参照生态系统的面积分别为5 328.75 km²、5 323.75 km²、5 274.75 km²和5 274.25 km²。【结论】 为受损草地生态系统确定参照生态系统，分析评价生态系统退化程度并判断其恢复能力，以及研究区的生态修复计划、目标和最终评估提供依据与基准。     

基于PSR模型和粗糙集的平原地区河流系统健康评价指标体系研究

【目的】以平原地区河流系统为研究对象,基于压力-状态-响应模型(PSR)和粗糙集理论,识别影响河流健康的关键因子,构建河流健康的评价指标体系。【方法】界定平原地区河流系统健康的概念和标志;以渭河干流关中段及千河、石头河等8条干支流为评价样本河流,基于PSR模型,从压力、状态和响应3个层面分析河流健康的影响因子;采用基于粗糙集等价关系的指标体系约简模型,识别河流健康关键影响因子,构建平原地区河流系统健康评价指标体系。【结果】针对8条平原地区代表河流系统特性,基于PSR模型识别了107项河流健康影响因子,通过基于粗糙集等价关系的指标属性约简,最终构建了适合平原地区河流系统的包含34项指标的河流健康评价指标体系。【结论】构建的平原地区河流系统健康评价指标体系,可作为平原地区受人类活动影响较明显,且城市化、工业化及农业设施化较为密集河流系统健康状态评价的通用指标体系。     

西北黄土高原山区河流健康调查评估方法研究

本文从西北黄土高原山区河流生态系统整体出发,建立健康调查评估的指标体系、标准体系和健康评估方法,并对河流水文、物理形态、生物、水环境、社会服务功能等状况进行充分理解和综合评估,评价结果可以直观地反映河流健康状况,是实施“一河一策”实施方案的最基础工作。     

基于生态系统服务功能模拟演算的绿色空间规划框架——以北京市浅山区为例

【目的】在快速城镇化以及全球气候变化的背景下,生态环境不断恶化给人类生活和健康带来了巨大的影响。生态系统服务功能评估作为一种应对气候变化、构建绿色宜居生存环境的方法得到推广。建立基于生态系统服务功能模拟演算的绿色空间规划框架,对于客观评价绿色空间的服务功能、构建可持续发展的绿色空间网络具有科学的指导意义。【方法】本文在总结国内外学者相关研究的基础上,以北京市浅山地区为例,构建基于生态系统服务功能评估的绿色空间规划框架,选取缓解热岛效应、水土保持、固碳释氧、气候调节、生物多样性保护、文化娱乐6种功能指标,采用径流系数公式计算、MaxEnt模型模拟等方法进行评价,识别区域不同服务类型的关键绿色空间位置并提出适宜的绿色空间类型,最后通过构建游憩绿道以及生态廊道加强绿色空间联系,完善绿色空间布局。【结果】不同类型生态系统服务效益空间分布呈现一定差异性,根据不同区域提供的服务差异划定湿地公园、森林公园、郊野公园、城市公园、地质公园、风景名胜区以及生态保育绿地7种绿色空间类型,新增6条绿道(195 km)连接平原与浅山区,在温泉镇、延寿镇、十三陵镇、峪口镇等村镇构建生态廊道,建立以目标动物保护为目的的线性绿色空间。【结论】绿色空间能够提供多种重要的生态系统服务功能,构建绿色空间规划框架对于加强落实浅山区生态优先的发展战略,推动形成可持续的绿色发展方式有重要意义。     

河流健康评价指标体系构建研究

通过对河流健康概念及其内涵与外延的探究,指出当前河流健康评价实际应用中,仅以水质和水量等物化指标是否达标作为唯一标准的误区,揭示出河流健康评价的本质在于考察河流水生态系统各要素之间的和谐程度,特别是河流系统对人类社会发展的生态系统服务功能支持作用的稳定性与可持续程度。分析讨论了河流健康评价单元边界划分依据和原则,较为系统地总结了河流健康评价指标体系构建的基本方法、评价标准和评价模式,在此基础上,探索性地提出河流健康指标体系动态性构建的思想,即建立一套统一稳定的河流健康指标体系框架,对不同类型、地区和功能用途的河流,通过专家、政府和公众打分,以及数学工具处理,确定出更具针对性的指标群,作为河流健康评价的指标体系。     

和田河流域中游生态系统健康评价研究

[目的]和田河流域中游生态系统健康评价指标体系的构建.[方法]以体现系统活力、组织结构、恢复力、服务功能作为出发点,构建了由生态安全、社会发展、环境保障、人群健康4个方面量度,19个单项指标组成的和田河流域中游生态系统的健康评价指标体系,基于AHP法的评价.[结果]一是干旱区特殊的自然条件使得生态安全性较低;二是地区经济水平落后使得社会发展与相应的环保投入滞后.提出相应措施,对进一步开展和田河流域生态系统健康评价工作提出了展望.[结论]和田县、和田市、墨玉县、洛浦县四个行政单元都呈现出不健康的状态.     

新疆天山中部沙湾林场生态系统健康评价

【目的】以天山中部沙湾林场为研究区,从生态系统服务功能、景观生态结构与功能、立地环境、生理生态状况等方面,从遥感数据提取有关衡量森林生态系统健康程度的指标因子,对沙湾林场森林生态系统健康进行评价。建立一套适合该区域的森林生态系统健康综合评价方法,为新疆天山中部林区森林健康维护和可持续经营提供理论和方法。【方法】利用遥感数据和新疆森林资源数据,通过相关性分析各因子对森林生态系统健康的指示作用和影响程度,采用熵权法和综合评价法,定量评估森林生态系统健康。【结果】生态系统健康评价指数在0.12~0.59,分析得出指数大于0.4的为健康,其中针叶林景观、阔叶林景观、疏林地景观、灌木林景观、苗圃景观、宜林荒山荒地、非林地平均指数分别为0.59、0.56、0.36、0.41、0.12、0.53、0.48,5个森林景观为健康。【结论】研究结果建立了一套适合该区域的森林生态系统健康综合评价方法,为新疆天山中部林区森林健康维护和可持续经营提供理论和方法。     

博弈论与DS证据理论耦合的黄河流域水资源配置方案评价

【目的】从资源、社会、经济、效率多角度构建水资源配置方案综合评价模型,为水资源最佳配置方案的遴选提供依据。【方法】在传统仅以水质、水量作为自然资源评价指标的基础上,综合考虑量、质、域、流4个维度,从资源、社会、经济、效率多角度构建水资源配置方案评价指标体系,采用博弈论将层次分析法和CRITIC法综合赋权确定指标权重,同时耦合DS证据理论,建立水资源配置方案综合评价模型,并以黄河流域水资源配置为例,分别对2015年及2020,2030年共9种配置方案进行评价和比较。【结果】利用所建立的水资源配置方案综合评价模型,对黄河流域水资源配置方案的评价表明,黄河流域2020年以同时考虑调水12.63亿m³和节水67.90亿m³的方案E的综合评价结果最优,2030年则以同时考虑调水97.63亿m³和强化节水86.70亿m³的方案I的综合评价效果最优。通过对比自然、社会、经济以及效率准则的评价方案可知,黄河流域节水措施的实施提高了经济效益,同时考虑节水和调水有利于当地水资源的协调发展,能有效提高社会效益。【结论】博弈论与DS证据理论耦合,克服了以往水资源评价指标赋权的片面性和主观随意性,可以实现多源评价指标信息融合,使得评价结果更为客观合理,为水资源配置方案评价提供了新思路。     

1978~2018年喀什地区土地利用及其生态服务价值变化

【目的】 研究土地利用变化背景下生态系统服务功能改变对干旱区生态建设与区域可持续发展的影响,为新疆喀什地区土地利用规划提供依据和参考。【方法】 以1978、1988、1998、2008和2018年5期的土地利用遥感解译数据为基础,采用我国陆地生态系统服务价值测算方法,估算新疆喀什地区1978~2018年41a间各土地类型变化及其生态系统服务产生的影响。【结果】 (1)41a间,耕地、林地、湿地、建设用地和沙地面积扩大,而草地、水域、未利用地和盐碱地面积缩小;(2)41a间喀什地区总生态系统服务价值呈“减少—增加—减少”的变化趋势,呈现减少趋势。总生态系统服务价值从1978年的593.23×10⁸元减少到1988年的585.06×10⁸元,在1998年增加到592.89×10⁸元,而到2018年的生态服务价值又减少到552.70×10⁸元;(3)水源涵养和废物处理功能的价值贡献最大,而食物生产和原材料的价值贡献最小,新疆喀什地区生态服务功能属于调节性功能;(4)41a间,新疆喀什地区各土地类型各年份的生态系统服务价值敏感性指数均小于1,新疆喀什地区总生态系统服务价值对其价值系数缺乏弹性。【结论】 近41a来喀什地区土地利用变化与社会经济建设活动相吻合,引用生态服务价值系数运用于喀什地区土地利用变化对其生态系统服务功能变化的研究,有助于定量的分析喀什地区土地利用结构变化的生态效应。     

新的梅雨强度指数（IPRI）及其时空变化特征分析——以安徽省沿淮地区为例

 【目的】探索新的简便而实用的梅雨强度指数（IPRI）的计算公式,并以安徽省沿淮地区为例分析梅雨强度的时空变化特征。【方法】在对本地区梅雨期降水基本特征进行分析的基础上,利用11个地面气象站1952-2004年的降水资料计算梅雨强度指数,并依据多年的梅雨强度指数和洪涝资料进行了相关回归分析。【结果】提出了新的简便而实用的梅雨强度指数（IPRI）,并根据IPRI分析发现了安徽沿淮地区历年梅强指数呈波动上升趋势,洪涝面积与梅强指数之间存在极显著的回归关系。【结论】研究结果可用于沿淮地区洪涝灾害分析、评估和鉴定以及农业避洪。     

奎屯河流域土地利用/覆被及生态系统服务功能变化

[目的]分析25年来奎屯河流域土地利用/覆被与生态系统服务功能的变化,以期为该区域资源管理和生态经济协调发展提供理论基础.[方法]在3S技术的支持下,以1975年和2000年的TM 图像解译数据为基础,采用谢高地的评价方法分析了25年来奎屯河流域土地利用/覆被与生态系统服务功能的变化特征.[结果]1975～2000年,奎屯河流域耕地、城乡建设用地、盐碱地和沙地有所增加,其他林地、草地、水域和沼泽的面积均减少;区域生态系统服务功能从1975年的3 108.68×106元减少到2000年的2 953.91×106元,减少量为154.77×106元,减少率为4.98;;[结论]生态系统服务价值降低说明该区域生态环境趋于恶化,将来区域发展必须加强生态环境保护力度.     

青藏高原青稞育成品种的亲缘系数分析

【目的】分析青藏高原青稞育成品种的遗传多样性,评估其遗传基础,探索拓宽其遗传基础的对策,推动青稞新品种选育工作。【方法】以1950s后,影响力高、推广面积大的105个藏区青稞育成品种和3个引进品种为研究对象,采用亲缘系数分析法分析参试品种的遗传基础,进而以亲缘系数为基础,采用兰氏距离、类平均法对参试品种进行聚类分析;采用累积直系亲缘系数,筛选藏区主要骨干亲本。【结果】18.01%的品种组合间存在亲缘关系,各组合亲缘系数的变异范围为0.000—0.750,组合平均亲缘系数为0.053,显著高于中国大麦主栽品种以及北美大麦品种。根据参试品种的育成时间,以十年为期,将参试品种划分为7个时期,1970s和1980s 2个时期,参试育成品种的组合平均亲缘系数较高,分别达到0.115和0.107;1990s和最近十年,参试育成品种的组合平均亲缘系数较低,分别为0.040和0.032。西藏自治区、青海省、四川省、甘肃省的参试育成品种数分别为48、27、17和12个;甘肃省的参试育成品种组合平均亲缘系数最高,达到0.220,西藏自治区、青海省、四川省的参试育成品种组合平均亲缘系数较为接近,分别为0.094、0.122和0.138。聚类分析的结果显示,参试品种聚为7类,Ⅱ、Ⅲ类群共包含25个参试品种,各类群的组合平均亲缘系数较低;其他5个类群共包含83个参试品种,各类群的组合平均亲缘系数较高。40个参试品种的累积直系亲缘系数大于0,其中9个育成品种是藏区青稞的重要骨干亲本,其衍生了67个参试品种。9个骨干亲本及其67个衍生种占参试育成品种总量的72.38%。1960s,骨干亲本及其衍生种的数量占该时期参试品种总量的41.76%,之后的4个时期,骨干亲本及其衍生种的数量占各时期参试育成品种总量的比例分别达到80.00%、80.77%、76.47%和72.22%;最近十年,该指标虽有所下降,但仍然高达68.75%。对于西藏自治区、青海省、四川省和甘肃省,骨干亲本及其衍生品种数占各地区参试育成品种总量的比例分别达到79.17%、62.96%、70.59%和75.00%。参试育成品种所使用的亲本合计118个,其中本地亲本97个,占比82.20%,外引亲本15个,占比12.71%;剩余6个亲本的来源信息缺失。【结论】藏区青稞的9个骨干亲本及其67个衍生品种构成了育成品种的主体,外引大麦种质利用率低,从而导致青藏高原青稞育成品种的遗传多样性较低,遗传基础相对狭窄、脆弱。     

黄河河口生态需水量研究

【目的】针对黄河入海口流量减少导致的河口生态环境破坏、生物多样性降低和生态系统退化问题,研究确定黄河口的生态需水量,为黄河口的生态系统平衡和环境改善、生物多样性维护及生态稳定提供参考。【方法】在分析历史文献和调查资料的基础上,进行关键物种的识别,确定食物网中优先保护的序列;分析河口生态系统的限制因子,建立入海径流量与近岸海洋站盐度之间的相关关系;根据优先保护物种的关键生命阶段,用相关分析方法计算黄河河口近海海域不同时期的入海流量和径流量。【结果】在近海生态系统中,鱼类是关键物种,鳀和黄鲫为优先保护物种。盐度为河口及附近海域生态系统的限制因子,鳀和黄鲫的优先保护生命阶段为4月、5-6月和7-10月3个阶段,盐度分别为27～31,28～32和27～31。根据黄河入海径流量与盐度的相关关系,确定黄河河口生态需水量约为124亿m³。【结论】关键种和关键性指数能够用于生态系统结构比较复杂的河口及附近海域优先保护生物类别的选择,根据关键种占优势的种类以及限制因子盐度,可以计算渤海河口及附近海域的盐度阈值,进而可以确定黄河入海径流量。     

应用底栖动物功能摄食群评价东苕溪下游生态系统健康状况

于2013年7月(夏季),10月(秋季),12月(冬季)和2014年4月(春季)对东苕溪下游9个样点大型底栖动物功能摄食类群和营养盐状况进行了季节性调查,并采用摄食均匀度指数(Feeding Evenness Index,j_(FD))评价东苕溪下游生态系统健康状况。结果表明,该河段底栖动物摄食类群以收集者为主,且各摄食类群在季节间差异不显著(P0.05),说明东苕溪下游小微颗粒有机物丰富。冗余分析(Redundancy Analysis,RDA)表明功能摄食群在各个季度中均与总氮关系最为密切。j_(FD)值表明东苕溪下游整体生态系统健康状况较好,但个别样点较差。这说明该河段可能存在点源污染,且生境可能出现片段化。     

伊犁河伊宁市段夏季水环境特征分析

【目的】研究伊犁河河段水质特征,为其水环境污染防控提供科学依据。【方法】分别采用单因子评价法、内梅罗指数法、水质质量指数以及主成分分析法4种方法,对伊宁城市河段南北断面的水环境质量进行评价。【结果】该河流段水体综合水质状况良好,主要污染因子为总氮、总磷、化学需氧量,表现为有机污染。该河段不存在重金属污染状况。主成分分析法结果表明,A5断面水质在该河段中水质最差,整体水域表现为河段北面污染高于南面,上游断面水质好于下游断面。【结论】伊犁河伊宁河段夏季水体污染原因与生活污水、农业活动及工业污水有关。     

基于模糊集分析法的浑河流域汛期分期研究

【目的】基于模糊集分析法对辽河支流浑河流域的汛期分期进行研究,为浑河流域洪水资源的合理利用提供参考。【方法】利用模糊集分析方法,以浑河流域沈阳站为代表站,用其1956-2000年45年的汛期旬径流量实测资料对浑河流域的汛期分期进行研究,并用45年的实测资料对汛期分期结果的合理性进行分析。【结果】6月上旬-7月上旬是浑河流域的前汛期,7月中旬-8月下旬是其主汛期,9月上旬-9月下旬是其后汛期。基于45年实测资料的分析表明,该汛期划分是合理且可靠的。【结论】将模糊集方法应用于浑河流域汛期分期是可行的。     

冬荷抗腐烂病的初步鉴定及其生理变化

【目的】观察感染腐烂病冬荷的病情,研究不同品种冬荷抗腐烂病的生理代谢情况。【方法】以置于人工气候室盆栽冬荷“雪里红”、“傲霜”、“冬红花”3个品种和对照碗莲品种“红霞满天”为材料,人工接种腐烂病致病菌尖孢镰刀菌,在对照品种“红霞满天”发病率达25%时记录地下茎的发病情况,并取地下茎组织,测定过氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性和总酚(TP)含量的变化。【结果】“雪里红”和“傲霜”为低抗品种,“冬红花”为高感品种;低抗品种“雪里红”和“傲霜”的POD、PPO、PAL活性和TP含量及其最大增幅均极显著高于高感品种“冬红花”;各冬荷品种POD活性呈双峰曲线变化,PPO活性和TP含量呈单峰曲线变化,PAL活性变化为“S”型曲线。【结论】冬荷各品种在抗病能力和抗病生理指标值的大小上均存在差异,但在抗病生理变化趋势上是相同的。