松花江梧桐河生态修复工程鱼类栖息地模拟及调查

通过对松花江一级支流梧桐河中下游河道栖息地模型模拟和实地鱼类调查,分析了修复工程丁坝的水动力变化对鱼类栖息地的改善作用。基于流量内增加法(IFIM),应用水生生物栖息地模型(River 2D),考虑鱼类栖息地的流速、水深、遮蔽回水面积比3项指标,定义栖息地为差、中、良3个等级,模拟从小到大4个不同流量条件下顺直河道和丁坝河道鱼类栖息地等级的分布及变化,并通过实地鱼类调查数据验证修复工程丁坝对鱼类栖息地质量的改善情况。结果表明,在不同流量条件下,顺直河道和丁坝河道鱼中等级栖息地占84%以上;从生态流量到多年平均流量的过程中,顺直河道和丁坝河道不同综合适宜性指数(Combined Suitable Indexes,CSI)等级的栖息地面积变化较大,其中两者CSI差等级的栖息地面积占比分别减少4.9%和4.8%,顺直河道CSI中等级的栖息地面积占比升高4.9%,丁坝河道CSI中等级的栖息地面积占比下降6.0%,丁坝河道CSI良等级的栖息地面积占比从0%升高到10.8%;当流量大于多年平均流量26.42 m~3/s时,各种等级的栖息地比例变化不大,多年平均流量对鱼类生长而言是最佳下限流量。从2016年和2017年9月两河段的鱼类调查情况来看,丁坝河段鲫(Carassius auratus)和蛇鮈(Saurogobio dabryi)的平均体重和平均体长更大,模拟和实测数据一致,说明丁坝在一定程度上改善了鱼类栖息地的质量。     

赤水河弯曲河段地貌特征参数统计分析

探究弯曲河段的地貌演变规律,揭示河流蜿蜒形态发展机理和地貌形态发育过程,可为西南山区河道保护与生态修复提供定量参考。选取赤水河干流自然蜿蜒的125组弯曲河段,应用统计学原理,归纳分析蜿蜒波形波长、蜿蜒河道波形振幅、曲率半径、中心角、半波弯曲弧线长度、横向偏移度、河道转向角、河道平滩宽度及弯曲率共9项指标的参数分布规律,并基于经验关系公式求算赤水河干流地貌特征系数值范围。结果表明,赤水河左右两岸的弯曲发育有较强的对称性,干流弯曲河段的河道类型主要为微弯型,各指标参数的分布规律与赤水河地形地势变化密切相关。赤水河水系发育情况统计的经验公式中,弯曲河段蜿蜒波形波长和河道平滩宽度系数k1主要变化为[13.2, 20.4],曲率半径与河道平滩宽度系数k2主要变化为[3.0, 5.7],半波弯曲弧线长度与河道平滩宽度系数k3主要变化为[13.8, 23.5]。研究表明,经验公式适用于赤水河地貌特征,且推断平原河道与山区河道所对应的系数值范围具有不同的变化规律。     

运城黄河湿地景观空间格局变化及其驱动因素

基于2007-2017年5期遥感影像,运用遥感解译和景观指数方法,探究运城黄河湿地景观格局变化及其驱动因素,为黄河中游河道湿地的修复与可持续利用提供参考。结果表明:(1)湿地面积在2007-2017年期间总体呈增长趋势,其中2007-2015年湿地面积持续上升,面积增加9 041.39 hm^2,2015-2017年减少5 716.08 hm^2。湿地与旱地之间转换最密切,湿地景观间(水域+沼泽+草甸)也有较大幅度的转换。景观类型的分布以河津市、万荣县、永济市及垣曲县部分种类偏多,湿地景观沿河流分布。(2)类型水平上,旱地是优势类型,湿地整体处于劣势,景观零碎。水域在湿地景观中占优势,林地、旱地景观趋于复杂,旱地、水域、林地景观集聚度偏大;景观水平上,研究区景观破碎度和复杂度都有不同程度的降低,结构趋于稳定,连通性变好。(3)景观格局变化主要受人为驱动影响,其中政策对研究区有强制性的作用。近10 a运城黄河湿地呈现增长态势,景观格局总体逐渐优化。     

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。     

生境模拟法在黑水河鱼类栖息地保护中的应用

为了解黑水河鱼类栖息地适宜性状况,研究行之有效的栖息地保护方案,采用基于河道内流量增加法(IFIM)原理的栖息地模拟方法,使用RIVER2D二维水动力学及栖息地模拟软件,以黑水河干流苏家湾水电站坝址至公德房水电站坝址河段为例,进行水动力模拟和鱼类栖息地适宜性模拟,通过加权有效栖息地面积(WUA),分析适宜物理栖息地的数量、质量和分布情况,评估研究河段的鱼类栖息地适宜性状况并探究存在的主要问题。结果显示,公德房库区河段水域面积较大,大部分河段适宜性指数较高,有效栖息地面积较大;减水河段河道内流量较小,大部分河段水深较浅,有效栖息地面积小,需要开展河道生境修复;在此基础上,研究了增加生态流量(坝址处多年平均流量的10%、12.5%、15%)条件下的改善效果,以及固定生态流量(坝址处多年平均流量10%)条件下进行河道整理的改善效果。经比较分析,提出了黑水河生境修复可采取河道整理为主,结合优化生态流量的保护方案。     

长江中游黄石江段三种不同类型河道中仔鱼空间分布研究

2016年6月10-15日对长江中游黄石江段三种不同类型河道(分汊型、顺直型和弯曲型)中仔鱼的空间格局进行了研究。共采集仔鱼12 331尾,隶属于5目7科25种,优势种为贝氏(Hemiculter bleekeri)(占仔鱼总数的89.4%)、鳊(Parabramis pekinensis)(占4.6%)和吻虾虎鱼属(Rhinogobius sp.)(占1.6%)。弯曲型河道仔鱼平均密度最大,为(2.34±1.10)ind/m~3;分汊型河道次之,为(1.97±2.03)ind/m~3,顺直型河道最低,为(1.79±1.19)ind/m~3。三种河道类型的仔鱼总体空间分布特征相似,在水平分布上,近岸处仔鱼密度最高(3.06±1.54)ind/m~3,江心最低(1.16±0.94)ind/m~3;垂直分布上,仔鱼密度表层(3.20±2.51)ind/m~3最高,其次为中层(1.69±1.35)ind/m~3,底层最低(1.20±1.20)ind/m~3。不同发育阶段的仔鱼分布呈现一定规律,总体上仔鱼从卵黄吸尽期开始倾向于分布在近岸处浅水区。本研究表明分汊型和弯曲型河道中的近岸水域是鱼类育幼场的主要分布区,在航道整治等涉水工程的建设中应该予以重点保护。     

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。     

1980-2018年扎龙湿地及乌裕尔河流域景观格局演变及其响应

研究扎龙湿地及其上游乌裕尔河流域的景观格局演变,为湿地生态系统的管理与保护提供参考。利用研究区内1980-2018年5期土地利用遥感数据,运用GIS空间分析和主成分分析法,分析了区域景观格局时空变化及其驱动力。结果表明：（1）耕地面积从1980年的8629.648629km2增加至2018年的9527.909528km2;水域面积、居工地面积和盐碱地面积分别增加45.7446、57.9358和18.4618km2;林地面积、草地面积和沼泽地面积分别减少231.90232、742.33743和46.1646km2。1980-2000年研究区域其他土地利用类型转移为耕地的面积1035.861306km2,草地转移为其他土地利用类型的面积845.85846km2,其他土地利用类型面积总体变化不大。（2）景观格局指数不稳定,沼泽湿地面积是扎龙湿地的优势景观类型,耕地是乌裕尔河流域的优势景观类型,除优势景观类型外各种景观类型破碎化严重,景观丰富度越来越低。（3）景观格局的变化是自然气候和社会经济发展共同作用的结果,社会经济变化中的人均GDP、第一产业值以及城镇人口数量是导致整个研究区域湿地景观格局变化的主要驱动力;年均径流量与扎龙湿地内部草地的变化正相关。     

扬州市湿地景观格局演变及驱动力研究

以扬州市2002年、2007年、2013年的遥感影像为数据源,通过解译获得了扬州市湿地资源分布图,运用转移矩阵法及景观格局指数法对2002-2013年间扬州市湿地动态变化及景观格局演变进行分析,并利用主成分分析法对其驱动力进行探究。结果表明,扬州市2002-2013年湿地面积呈逐年下降趋势,2007年比2002年减少13.69 km2,降幅1.1%;2013年比2007年减少43.23 km2,降幅3.3%。2013年与2002年相比,河流面积稍有减少,降幅为5.6%;滩地面积增加73.2%;库塘面积所占比重由49.84%上升到55.37%,面积增加6.2%;湖泊面积降幅29.7%,所占比重由32.83%下降到24.14%。2002、2007、2013年,各湿地斑块所占景观面积比均为库塘>湖泊>河流>滩地。景观格局指数分析表明,湖泊、滩地及库塘呈现不同程度的破碎化,而河流湿地斑块形状趋于规则且连通性较好。扬州市湿地景观整体呈破碎化趋势,湿地斑块形状趋于复杂,景观多样性增加,各类型湿地呈均衡化趋势发展。社会经济发展、人口增加、第二产业比重及降雨量变化是导致湿地景观格局变化的主要驱动力。     

赤水河与金沙江下游河段鱼类生境条件的相似性分析

为探讨长江上游特有鱼类在赤水河栖息繁殖的可能性,评估赤水河作为金沙江下游干流替代生境的可行性与适宜性,将河流生境进行适当概化,建立赤水河与金沙江下游河段的生境相似性指标体系,应用模糊相似理论,提出基于恒定型相似元、时间型相似元和系统相似度的河流生境相似性计算方法。以赤水河与金沙江下游河段为研究对象,实例计算了两个河流生境的相似程度,结果表明赤水河与金沙江下游河段在水环境方面的相似度高达0.811,处于高度相似等级,河流地形地貌与水文方面的相似度分别为0.743和0.640,均处于基本相似等级。总体来说,赤水河与金沙江下游河段的河流生境相似程度较高,相似度达0.694,处于基本相似等级。     

长江流域典型区河-库水文网络连通综合评估

长江具备丰富的水资源和电力资源,近年来河网闸坝、水电等水利设施被大量建设,导致了连通性下降,从而带来一系列的生态环境问题,评估长江流域河-库连通性具有重要意义。本研究选择长江流域高坝大库（金沙江下游）、低坝枢纽（汉江中下游）和山区小水电（景谷）三种河-库连通类型进行研究。首先概化典型研究区河-库连通的水文网络模型,并将水电站、过渡区、河流汇聚点、闸坝作为重要的网络节点。然后基于网络的水文连通功能、生态环境功能和社会贡献功能构建水文网络连通评估指标体系,利用熵权模糊综合评估方法对典型河-库进行分析。结果表明,高坝大库和低坝枢纽连通性为四级（差）,山区小水电连通性为五级（极差）。并基于评估结果,对不同类型的河-库系统给出改善连通性的针对性建议。     

扎龙湿地植被覆盖度及其分布结构对水文气象要素的响应

扎龙湿地位于乌裕尔河尾闾,是世界上现存最大的芦苇湿地,也是丹顶鹤等珍稀鸟类重要的繁育场所和栖息地。本次研究基于遥感、气象和水文数据,通过像元二分法反演植被覆盖度,分析扎龙湿地核心区2005-2017年植被覆盖度时空分布特征,探究径流、降水和气温3项水文气象要素对湿地不同等级植被覆盖度的影响,为科学开展湿地生态需水核算和芦苇植被保护提供参考。结果表明,湿地中高植被覆盖和高植被覆盖区域主要分布于乌裕尔河来水和人工补水形成的河道及周围地区,2005-2017年,中高植被覆盖和高植被覆盖区域面积总体呈增长趋势,湿地植被生态质量整体改善。乌裕尔河来水及人工补水量对中高植被覆盖和高植被覆盖区域面积的增长起到显著促进作用,并且存在年际滞后性;温度升高有利于湿地核心区内植被覆盖度整体的提高,但促进作用并不明显;降水与湿地核心区植被覆盖无明显影响作用,乌裕尔河来水及人工补水量是影响扎龙湿地核心区植被覆盖度的主要因素。     

Assessing the relative impacts of land‐use change and river regulation on Burdekin River (Australia) floodplain wetlands

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水文变异下洞庭湖四水环境流研究

探究水文变异前后环境流组成成分的变化特征,可为洞庭湖四水流域的生态保护与生态修复提供科学依据。基于湘、资、沅、澧四水(湘潭、桃江、桃源、石门)4个水文站1959-2016年逐日流量数据,运用Mann-Kendall法确定长时间序列径流的突变年份,并辅以累积距平和滑动T检验法校核检验,将时间径流序列划分为水文变异前后两个阶段,并以IHA软件为平台,分析四水流域在水文变异前后环境流的组成成分变化情况。结果表明,水文变异前后,四水流域各水文站环境流的组成发生了不同程度的改变;在湘潭站环境流组成中,小洪水极大值出现次数的偏移度最大,为77%,其环境流组成呈单一化趋势,整体流量过程逐渐并入到小洪水、高流量脉冲时间和枯水流量这3种事件中,流量事件发生的多样性减少;在桃江站环境流组成中,小洪水极大值出现时间偏移度最大,为150%;在桃源站环境流组成中,大洪水极大值出现次数偏移度最大,为150%;在石门站环境流组成中,特枯流量极小值出现次数偏移度最大,为252%;与水文变异前相比,桃江、桃源和石门站的环境流较为多样化,流量过程年内更加丰富。     

Characterizing seasonal dynamics of Amazonian wetlands for conservation and decision making

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黄河三角洲近岸海域营养盐分布与富营养化评价

摘 要：根据2010 年5月、8月和11月三个航次对黄河口主要入海河流附近海域9个调查站点海水化学资料,研究了该海域水体营养盐空间分布特征及其富营养化水平。结果发现：与历史数据相比,黄河口海域S上升,PO43--P污染加剧,DIN有所下降但含量仍超标;DIN 和COD沿黄河口向南递增,向北先递减,至刁口河、马新河海域又上升,主要与南部广利河、小清河,北部刁口河、马新河等入海河流径流量和污染程度较高相关。近岸海域富营养化超标率为55.6%,8 月的富营养化程度较高。有机污染指数（A值）8 月（3.07）>11月（2.05）>5月（1.40）,分别为中污染、轻污染和开始受污染水平。对比两种评价结果可以看出,富营养化指数与有机污染指数具有较好的相互印证作用。COD 和DIN是造成黄河口附近海域富营养化的主要因子。8月、11月N：P比明显低于以往报道,叶绿素a与TN、DIN均呈极显著正相关（P<0.01）,说明随着水体P含量逐渐上升,在春季以后黄河口海域水体正在由P限制型逐渐向N限制型转变。     

基于SWAT模型的平原河湖水网区小流域径流过程模拟

模拟湖北省松滋市小南海流域径流过程,为未来运用SWAT模型诊断小南海流域面源污染问题提供技术支撑。小南海流域地处洞庭湖生态经济区最上游,是洞庭湖上游重要的生态涵养地。流域处于山地丘陵地区与平原河湖地区的交界地段,上游地区为山地丘陵区,下游地区为平原河湖区,水系结构和产流汇流过程较为复杂。该流域内无水文站点,水文资料缺失。选择了洞庭湖流域、鄱阳湖流域与梁子湖流域3个相似流域运用SWAT模型时所采用的水文参数,运用参数移植法确定了小南海流域的水文参数;对比基于DEM直接定义水系、使用Burn In功能对河网进行修正和Pre-defined streams预定义水系3种水系定义方法,选择最适合的Pre-defined streams方法按照现状进行水文模拟。模型划分了25个子流域,验证结果表明确定系数R~2与Nash-Sutcliffe效率系数E_(ns)均大于0.85,表明使用水系预定义法及参数移植法的SWAT模型模拟小南海流域径流过程是可行的。     

汉江中下游河流健康综合评价研究

汉江中下游地处湖北省经济社会发展的核心地带,是受水利工程建设开发影响较突出的区域。以该河流为研究区域,针对水电梯级开发程度较高以及地域社会经济发展所带来的生态环境影响,采用资料调查与现场监测的方法,整理分析了2011年前后研究河流水文水资源、物理结构、水质状况、水生生物以及社会经济等方面的相关资料,从水文情势、水环境、水生态及社会服务等方面综合诊断河流健康存在的问题,提出了受人类活动强烈干扰河流的健康评估体系。参考河流健康评价相关研究成果,结合河流生态环境特点,在对比分析了多种河流生态完整性状况和社会服务功能评价因子类型的基础上,确定了具体评价指标及其指数,利用层次分析原理和方法确定参评指标的权重。结果表明,研究河段生态完整性赋分为63.7分,虽然处于健康状态,但已接近亚健康,其中物理结构和水生生物健康状况相对较差,主要环境影响因素为河流连通阻隔较严重、河岸带状况欠佳以及底栖动物种类较为稀少;社会服务功能赋分为78.3分,基本处于较理想状态,河流综合健康赋分为67.8分,总体处于健康状态。经敏感性分析,该综合评价体系在河流研究中具有较好的适用性。