太湖苕溪流域河流生态修复体系研究

太湖苕溪流域河流密布,湖泊众多,随着城市化水平的提高,城镇建设不断与河争地,河流中大量末端河道被封堵或填埋,河流水系自然形态结构受到影响,河流调蓄功能锐减,河流生态系统的健康状况受到严重的威胁,河流生态修复迫在眉睫。以河流生态修复理论为基础,就如何建立合理的太湖苕溪流域河流生态修复体系展开研究,以期为区域河流生态修复提供参考依据。     

国内外河流生态修复研究进展

随着社会的高速发展,人类活动对河流生态系统造成的不利影响逐渐显现,河流生态修复的理念应运而生.介绍国外河流生态修复理念和工程技术的发展历程,20世纪30年代-20世纪50年代是以污水处理和河流水质保护为主的生态修复理论雏形阶段,20世纪50年代-20世纪80年代是以“近自然河道治理工程学”为主要理论基础的生态修复理论形成阶段,20世纪80年代后河流生态修复的重点拓展为河流生态系统恢复,相关修复实践全面展开.阐述我国河流生态修复的现状及实践,自20世纪90年代我国开始河流生态修复技术的探索,目前在水质净化、生态河堤建设、生态景观设计和新材料应用等科研领域取得了大量成果.提出应该从河流特点、生态学过程、河流流域等方面综合考虑,开展河流生态修复研究.     

湟水流域水生态保护与修复研究

研究湟水流域水生态现状和保护与修复措施,加强湟水流域水生态保护,维持黄河尤其是黄河上游流域及青藏高原和黄土高原-川滇生态屏障生态安全。湟水干流、大通河梯级开发集中,河流纵向连通性遭到严重破坏,且大部分水电站是引水式小水电站,枯水期水电站下游河道脱流现象严重,河流水流连续性及横向连通性遭到破坏,河流生态功能严重下降。根据国家及黄河流域对湟水流域生态保护定位及要求,在湟水流域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,提出了湟水上中下游水生态保护与修复总体布局、重要断面生态需水指标及保障措施和重要湿地、重要鱼类栖息地等保护与修复措施体系。     

国内外河流生态修复相关研究进展

河流生态系统是一个复杂、多变、非线性的系统,增加了河流生态修复工作的难度。如何真正修复河流生态系统,国内外许多学者进行了大量的理论和实践研究,取得丰硕的成果和宝贵的经验。总结国外城市化对河流生态的影响、河流生态修复技术、河流生态评价及河流生态修复后评估方面的成果,旨在为我国正在广泛开展的水生态修复工作提供参考;总结国内河流生态修复已有的成果和存在的问题,并展望我国今后河流生态修复工作应重点开展的工作内容。     

国内外河流生态修复相关研究进展

河流生态系统是一个复杂、多变、非线性的系统,增加了河流生态修复工作的难度。如何真正修复河流生态系统,国内外许多学者进行了大量的理论和实践研究,取得丰硕的成果和宝贵的经验。总结国外城市化对河流生态的影响、河流生态修复技术、河流生态评价及河流生态修复后评估方面的成果,旨在为我国正在广泛开展的水生态修复工作提供参考;总结国内河流生态修复已有的成果和存在的问题,并展望我国今后河流生态修复工作应重点开展的工作内容。     

基于流域生物资源保护的水库生态调度

阐述了流域水电开发对流域生物资源的影响途径:通道阻隔、水库淹没、径流调节、水温变化等,探讨了流域水电开发对河流连续性、河道洪枯过程、库区生境等生态功能的影响方式.结合三峡水利枢纽工程实例,针对宜昌断面基于流域生物资源保护的流量要求,建立了以水电站发电效益最大为目标的长期优化调度模型,并采用差分进化法进行优化求解,获得了相应的水电站水库调度出流过程,并在此基础上采取人造洪峰、提高下泄水温等生态修复方式保护流域生物资源.建议水库运行调度应在考虑工程功能的同时,兼顾下游及水库的生态功能,以达到流域水资源开发与保护流域健康的生态系统相协调的目的.     

基于河流生态系统健康的生态修复技术研究进展

随着人类对河流大规模开发利用,河流生态系统遭受严重破坏。近年来,生态修复引起了社会广泛关注,也取得了显著的进步。本文从河流生态系统特性和所受胁迫出发,介绍了河流健康概念和评价方法,回顾了国内外河流生态修复相关研究发展历程,归纳了河流生态修复的理念,并以河流健康因素为基础,总结了水量、连通性、水质、水生生物4个方面的生态修复技术及其实践案例,最后根据当前研究的不足,提出了河流生态修复的3个研究方向,以期为未来的修复实践提供参考和指导。     

以生态系统为基础的国际河流流域的管理制度

生态系统管理是指在对生态系统组成、结构和功能过程的最佳理解的基础上,在一定的时空尺度范围内将人类价值和社会经济条件整合到生态系统经营中,以恢复或维持生态系统的整体性和可持续性.在可持续理论的指导下,采用生态系统管理的方法对国际河流流域进行综合性的开发与管理是发展的必然趋势.因此,国际河流流域管理的理念与制度应向流域生态系统整体保护方向变革.在分析现代国际水法中有关综合性流域管理的法律制度缺失、关于国际水道生态系统保护与保全的规定又过于原则和不全面,严重制约和妨碍了国际河流流域的可持续发展的基础上,提出国际河流流域综合性管理,应以满足人类基本需要和保护生态系统为核心,不能将流域内的环境资源割裂开,应关注流域生态系统整体的保护,更要关注外界因素对流域生态环境的影响,把流域内有关的经济、社会问题也纳入流域管理范围.笔者认为,基于生态系统管理的国际河流流域管理制度的基本原则主要应包括:公平合理利用和不损害国外环境原则;可持续发展原则;整体性原则;预防原则;流域信息共享原则;对阈值进行识别与规定的原则;区域联合管理与国家管理相结合的原则.同时提出构建如下法律架构:行政综合决策制度;流域环境影响评价制度;流域水资源保护与分配制度;流域生态工业及循环经济产业制度;流域生态补偿制度;流域生态恢复与重建制度.     

缺水地区城市河流健康评价研究—以太原市区九条河流为例

缺水地区城市河流有流域规模小、季节性断流、生态功能弱、景观效果差等特征和问题，使得其健康评价不同于其他地区城市河流健康评价。为了拓展针对缺水地区城市河流的健康评价方法、理论和实践，丰富缺水城市水系管理、河流生态修复的理论基础，本文以太原市九条城市河流为研究对象，从水文水质、河流形态、生物、社会经济等4方面选取13个指标构建适用于缺水城市的河流健康指标体系，采用层次分析法和集对分析法进行评价。结果表明：九条河流均在过去5年里经历过大规模改造，各河流健康状态较为接近，其中，北排洪渠处于健康状态，风峪沙河处于不健康状态，其余7条河流处于亚健康状态；各河社会经济方面均处于健康状态，生物状况、河流形态多处于亚健康状态，水文水质多处于亚健康和不健康状态。评价结果较好地符合现实情况，水文状况较差是目前的主要问题。当前在河道尺度上开展生态补水是改善河流健康状态的主要手段和可行措施，而实施水源涵养、水资源优化配置、河道近自然恢复、海绵城市建设等流域综合治理修复是维持河流生态健康的治本之策。     

河流生态系统修复阈值界定指标体系初步构建

生态阈值存在于各种生态系统中，在查阅国内外相关文献的基础上，通过对生态阈值的理论研究及实践应用进行总结分析，指出生态阈值在河流生态系统中的研究不足之处。通过分析阈值在河流生态修复中的重要性，从新的角度探讨提出河流生态系统修复阈值概念，是依据河流生态系统自然属性和河流功能以及区域社会经济发展的需求界定退化到何种程度的水生态系统需要进行修复。通过对指标体系构建原则、筛选方法及阈值计算方法的总结，提出河流生态系统修复阈值确定技术路线，采用频度分析法和理论分析法相结合，从影响河流修复的6大要素（物理结构、水文条件、水质状况、水生生物、河流功能和社会经济）初步构建了河流生态修复阈值界定指标体系及阈值计算方法体系，为下一步河流生态修复阈值指标体系的定量筛选与阈值计算奠定了基础。     

淮河流域西淝河浮游植物群落结构特征

为探究淮河流域西淝河浮游植物群落结构特征及其与环境因子的关系,在2016年和2017年冬季(2月)、春季(4月)、夏季(8月)和秋季(11月)对淮河流域西淝河浮游植物群落结构特征进行研究。结果显示,共鉴定出浮游植物236种(含变种和变型),隶属于8门、103属。其中,绿藻门(Chlorophyta)最多,有37属、83种,占浮游植物物种总数的35.17%;其次为硅藻门(Bacillariophyta)28属、78种,占33.05%;蓝藻门(Cyanophyta)20属、40种,占16.95%。浮游植物群落结构组成及变化显示,蓝藻门物种的细胞密度占绝对优势,其次为绿藻门,分别占总细胞密度的57.04%、17.66%。硅藻门物种的相对生物量最大,其次为绿藻门,分别占总生物量的35.69%和28.81%,且浮游植物细胞密度与生物量均在夏季达到最大值。浮游植物细胞密度为(7.24±1.13)×10~7个/L,生物量年均值为(34.08±3.20) mg/L。Shannon-Wiener多样性指数、Margalef丰富度指数和Pielou均匀度指数为3.27～4.66、2.75～6.10和0.73～0.94。Pearson相关性与RDA分析表明,影响浮游植物群落结构的主要因子有溶解氧、水温、水生植被盖度、电导率、营养盐和透明度。研究结果可为揭示淮河流域浮游植物群落结构特征提供基础理论依据。     

长江、黄河和辽河种群中华绒螯蟹雄体成蟹可食组织营养组成的比较

采用养殖实验和生化分析方法,在相似的池塘条件下将辽河、黄河和长江种群中华绒螯蟹(Eriocheir sinensis)扣蟹养殖至成蟹,比较了三群体雄体成蟹的性腺指数、肝胰腺指数、出肉率、总可食率和肥满度,进一步测定和比较了可食组织中的常规生化成分、脂肪酸及氨基酸,旨在评价三种群雄体成蟹的营养品质和可食率。研究结果显示:(1)黄河种群中华绒螯蟹的性腺指数略高于其他两种群蟹,长江种群中华绒螯蟹的肝胰腺指数、出肉率、总可食率和肥满度最高,但均无显著差异(P0.05)。(2)辽河种群性腺中蛋白质含量显著高于其他两种群(P0.05),三群体性腺中水分、脂肪和灰分含量差异不显著(P0.05);长江种群肝胰腺的水分含量最低,但其蛋白质、脂肪和灰分含量高于其他两种群;黄河种群肌肉中脂肪含量显著低于辽河种群的含量,而其灰分含量显著高于黄河种群(P0.05),水分和蛋白质含量无显著差异(P0.05)。(3)三种群性腺中主要多不饱和脂肪酸(PUFA)含量相近,长江种群性腺中∑PUFA、∑n6PUFA和总高度不饱和脂肪酸(∑HUFA)含量最高;三种群肝胰腺中各PUFA、∑PUFA和∑HUFA含量无显著差异(P0.05);三种群肌肉中C_(18:3n3)(LNA)和C_(20:5n3)(EPA)的含量存在显著差异,且黄河种群的这两种脂肪酸含量都显著高于辽河种群(P0.05)。(4)辽河种群性腺中的蛋氨酸和半胱氨酸含量显著高于其他两种群(P0.05),且辽河种群的总必需氨基酸(EAA)、总非必需氨基酸(NEAA)和总氨基酸(TAA)含量高于黄河和长江种群;长江种群雄体肌肉中的EAA、总EAA、总NEAA、TAA含量最高。(5)辽河种群性腺中存在3种限制性氨基酸(赖氨酸、缬氨酸和色氨酸),且其平均必需氨基酸分(EAAS)最低;三种群肌肉中均无限制性氨基酸,辽河水系EAAS仍然最低。综上,不同种群中华绒螯蟹性腺发育和营养成分具有一定的差异,这可能与其发育阶段和遗传因素有关。     

黄河源区典型弯曲河流底栖动物的生态格局

通过探究黄河源区典型弯曲河流河岸带不同水体(干流、支流和牛轭湖)的底栖动物生态格局,可为黄河生态保护提供基础数据。于2012年7月和2013年6月对兰木错曲12个样点的底栖动物进行采样,同时对样点环境参数进行调查监测,对河流水质、底栖动物组成、多样性及其格局进行分析。结果表明,研究河段基本处于自然状态,水质为I-III类。调查期间共采集底栖动物23科、36属、39种;以水生昆虫为主,占物种总数的76.9%;其次为寡毛纲、腹足纲、甲壳纲,分别占5.1%;线虫纲、双壳纲和蛛形纲最少,仅各占2.6%。除趋势对应分析(DCA)表明,干流、支流和牛轭湖的底栖动物群落存在差异,水文连通性是引起这种差异的主要原因,对群落变化的解释率为37.0%。干流、支流和牛轭湖的底栖动物多样性也存在差异,干流的底栖动物多样性最高,其次是支流和牛轭湖。昆虫纲是干流和牛轭湖中的主要类群,密度组成分别大于53%和85%,甲壳纲是支流中的主要类群,密度组成大于70%;干流的底栖动物功能摄食类群组成最均匀,其中撕食者、直接收集者和刮食者占优势,其密度之和超过90%,支流和牛轭湖的均匀性相对较差,支流中直接收集者的密度比例最大,超过78%,牛轭湖中撕食者的密度比例最大,超过82%。     

基于河床调流的河道微生境改善技术综述

总结了河流的微生境因子及改善技术,为生态治理提供理论参考和技术借鉴。生物的空间分布格局是不同尺度上各种生物因子和非生物因子长期综合作用的结果,河流中水生生物的生存状况与其所处微生境条件息息相关。微生境改善作为一种重要的水生态修复措施,对于提高水生生物多样性、构建完整河流生态系统结构、恢复河流健康具有重要意义。在分析河道微生境主要因素的基础上,重点介绍了丁坝、深槽-浅滩和堰/砾石群3种微生境改善技术,并对当前技术应用存在的问题进行了分析和展望。     

海河流域大清河水系的鱼类多样性

为了解大清河水系的鱼类种群多样性组成特点,于2018—2019年间对大清河水系进行多次鱼类调查,结合历史文献资料,梳理了大清河水系的鱼类种类共85种,其中自然分布的淡水鱼类共计8目17科59属78种。这些鱼类多为常见种,珍稀濒危物种占比低,可以充分代表海河流域鱼类区系,是大清河鱼类群落组成的重要特点。然而现状调查只能调查到42种,其中尚自然分布于流域的种类则降低到33种,且以小型鱼类、小个体鱼类为主。Margalef丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀性指数分别为1.98、1.14、0.81,同海河流域其他水系相比,表明大清河水系鱼类物种多样性一般 较低,且各区域分布较均匀。多角度考察显示,目前流域鱼类区系的完整性已被高度破坏,鱼类多样性呈现出显著的下降趋势。经济发展驱动的用水需求和大清河流域水资源量不足是导致鱼类多样性减少的主要原因,生境变化、水域污染、水工建设、过度捕捞等也是不可忽视的因素。因此保证一定生态流量和一定程度恢复河流连通性、加强水污染治理、开展人工增殖放流、加大禁捕力度等,都可改善流域鱼类多样性现状。     

黄河下游河流健康评估指标体系研究

黄河下游是一条高度人工化的河流,是黄河"水少沙多"等诸多问题影响最为剧烈的区域。维持黄河下游健康,不能盲目追求河流自然功能的恢复和扩大。黄河下游河流健康评估指标体系的构建应充分考虑水沙、河道、生态等实际特点,紧密结合黄河下游的经济社会背景,针对黄河下游所承担的功能定位,强调评估指标体系的可操作性、指导性、动态性与适应性,协调黄河下游河流自然生态功能与社会服务功能的均衡发挥。黄河下游河流健康评估指标体系在遵循全国河湖健康评估指标体系的基础上,进行了调整优化。在水文水资源准则层中,取消了"流量变异程度"指标;在物理结构准则层中,增加了"主槽过流能力"指标;在水质状况准则层中,将"DO水质状况"和"耗氧有机物状况"综合为"水质状况"指标;在生物及栖息地准则层中,取消了"底栖动物完整性指数"指标,将"鱼类损失指数"调整为"珍稀濒危及特有土著鱼类生物损失指数",增加了"天然湿地保留率"指标和"珍稀濒危及特有土著鱼类栖息地状况"指标;在社会服务功能准则层中增加了"饮用水源地安全状况"、"景观舒适度"和"公众满意度"等指标。河流生态状况准则层和社会服务功能准则层不进行加权计算,河流健康状况由河流生态状况准则层和社会服务功能准则层分别进行表征。     

辽宁省双台子河渔业水质评价

双台子河是辽宁省重要渔业水域之一。2002～2008年对该河段进行了7年的调查监测。结果表明,双台子河各段面均超渔业水质标准,主要污染物为高锰酸钾指数、非离子氨、石油类、挥发酚等。依据《渔业水质标准》GB11607-89及《地表水环境质量标准》GB3838-2002,高锰酸钾指数、非离子氨、石油类、挥发酚均值分别超标1.3、3.3、1.6、4.8倍;而重金属污染较轻,基本符合渔业水质标准。     

River restoration and geomorphology

The restoration or rehabilitation of rivers is currently an expanding area of investment by public water management bodies in the USA and EC. This position has developed from the rapid growth in environmental (and particularly water) awareness, the rise of accountability for environmental degradation within the legislative framework of water institutions and the move away from agricultural over-production towards sustainable development. The restoration process has been pioneered primarily by aquatic ecologists and landscape designers working in conjunction with civil engineers. Geomorphology, the science of landform development, has much to offer, but at present the contributions are often superficial, concentrating on the scaling and siting of instream fluvial features. This paper argues that it is essential to incorporate the broader geomorpho-logical wisdom at the design stage so that restoration schemes will be sustainable in the longer term.     

沅江与西江水系大眼华鳊的形态差异

为了探讨沅江和西江水系大眼华鳊（）的形态差异及分化程度，对两个水系5个种群的147个样本进行了测量，共获得9个可量性状和21个框架性状，通过多元分析方法进行了比较。Friedman非参数检验的结果显示，5个种群间的体侧各部分面积存在显著性差异（<0.01）。聚类分析将5个种群分为三支，其中西江两个种群为一支，沅江干流和沅江锦江种群为一支，沅江清水江种群单独为一支。主成分分析共提取出6个主成分，对总方差的累计贡献率为81.93%，贡献率大的性状集中在尾柄部、头部和躯干前部。判别分析筛选出头部和尾柄部的10个性状，分别建立了5个种群的判别函数，判别成功率在92%~100%。3种多元分析方法从框架形态差异上将沅江和西江水系大眼华鳊的种群有效区分开来，为5个种群的形态差异及资源评价提供了基础资料。     

应用鱼类生物完整性指数评价黑水河河流健康状况

黑水河为金沙江下游一级支流,是白鹤滩库区干流鱼类的重要替代生境和优先保护支流。为评价黑水河河流健康状况,于2018年11月至2019年9月在黑水河23个采样点开展了4次鱼类资源调查,共采集到鱼类45种,隶属于4目10科33属。以黑水河河口、水文站上游和825回水点作为参照点,经过分布范围、判别能力及相关性分析等指标构建黑水河鱼类生物完整性指数（F-IBI）评价体系。使用1、3、5赋值法和比值法计算各采样点的IBI分值以评价各采样点健康状况,结果显示,1、3、5赋值法和比值法的结果虽然不完全相同,但趋势是一致的。黑水河大部分采样点的健康状况处于“较差”和“一般”水平。Pearson相关性分析结果显示：F-IBI分值与海拔呈显著负相关（P<0.01）。丰度生物量比较曲线显示,黑水河鱼类群落结构整体上受到中度干扰。评价结果与河流实际情况相符合,可为黑水河的环境保护和监测提供科学依据。