玛纳斯河流域生态与环境需水研究初探

在总结国内外关于生态和环境需水研究的基础上,本文界定了玛纳斯河流域生态与环境需水的内涵.结合国内外生态与环境需水量的计算方法和玛纳斯河流域的实际情况,初步探讨了玛纳斯河流域生态和环境需水的研究思路、计算内容和方法,从而为定量评价玛纳斯河流域水资源的合理配置提供理论基础.     

河流生态系统合理生态用水比例的确定

通过构建生态需水和生态用水比例模型，遵循生态需水比例和生态用水比例的相关关系，以生态需水比例为标准，确定生态用水比例，然后综合考虑社会经济用水的实际情况，确定适合当地水资源配置和社会经济发展水平的合理生态用水比例。以海河河流生态系统为例，视其河道内生态系统恢复到20世纪70年代初的水平为生态修复目标，计算河流系统生态需水，得到其生态需水的阈值区间为[16％～66％]。然后计算了1999—2002年海河实际生态用水比例，表明生态用水一直没有得到满足。最后通过与海河社会经济发展的协调，确定海河河流生态系统的合理生态用水比例应维持在(16％～46％)的阈值区间内。     

中国西南喀斯特山区生态需水概述

阐述了喀斯特山区生态需水的概念、内涵及生态需水的原因,按照生态系统的服务功能探讨了生态需水的类型及其计算方法;进而提出了下一步在喀斯特山区开展生态需水研究需要解决的几个关键问题及建议;为喀斯特山区生态建设和水资源的合理调配及开发利用规划提供依据.     

关于河道外生态需水的讨论

针对河道外生态需水计算方法,在回顾近些年来国内外生态需水理论演化过程的基础上,深入探讨河道外生态需水概念及内涵,主要针对植被生态需水计算方法进行了分析和比较.最后总结了目前相关研究中存在的问题,就今后研究的方向作了展望.     

关于河道外生态需水的讨论

针对河道外生态需水计算方法,在回顾近些年来国内外生态需水理论演化过程的基础上,深入探讨河道外生态需水概念及内涵,主要针对植被生态需水计算方法进行了分析和比较,最后总结了目前相关研究中存在的问题,就今后研究的方向作了展望.     

渭河宝鸡段生态需水量的估算

目的气候的变暖变干和工农业用水的急剧增加造成了渭河宝鸡段水量大量减少,造成了生态系统的极大破坏,因而需要估算出一个切合实际的基本生态需水量来为水资源管理部门的水资源调度提供决策参考。方法收集渭河宝鸡段林家村站和魏家堡站1935~1970年的水文统计数据,通过Tennant方法计算出河道基本生态需水量,然后再与输沙需水量比较,以检验基本生态需水量能够满足输沙需水需求。结果初步计算的林家村断面和魏家堡断面的基本生态需水量分别为2.7×108 m3和4.5×108 m3,输沙需水量分别为3.01×108 m3和3.69×108 m3。结论为了既能满足基本的生态功能又能满足河道冲淤平衡,分别采用3.01×108 m3和4.5×108 m3作为林家村站断面和魏家堡断面的基本生态需水量。     

快速城市化地区生态需水与土地利用结构关系研究

快速城市化地区, 土地利用的剧烈改变严重影响了城市生态系统的结构和功能, 其中对城市生态需水变化特征作用显著。以深圳市为例, 分析了 1988?2006 年期间生态需水特征指标 EWI 与面向生态需水的土地利用结构特征指标 SI 的变化特征; 重点对 1993?2003 年期间特区内、外 SI 和 EWI 进行相关分析, 以反映不同城市化阶段城市生态需水和土地利用结构的关系特征。结果表明:1) 全市 EWI 和 SI 均呈显著下降趋势, 且具有空间差异性; 2) 特区内、外城市化进程存在明显差异, EWI 和 SI 的变化特征不同; 3)区域城市化处于初期和中期阶段时SI 和 EWI 之间具有显著正相关性, 但是随着城市化率的进一步提高, SI 和 EWI 的相关性显著下降, 甚至不复存在。     

依赖地下水生态系统的生态水文研究评述

变化环境下的地下水水文情势变化直接影响到地表生态的格局与过程，是引起生态系统结构与功能演变的关键因素. 针对依赖地下水生态系统，评述了其生态水文研究的主要进展:依赖地下水生态系统的生态水文识别，变化环境条件下依赖地下水生态系统的水文响应，依赖地下水生态系统的生态需水规律，以及依赖地下水生态系统的生态水文模拟4个方面. 总体而言，随着依赖地下水生态系统研究的深入，目前研究已经从单一关注地下水与生态系统交互作用，过渡到多要素耦合驱动、多时空过程相互影响的研究阶段，将地表水与地下水以及二者与地表生态的交互作用纳入到统一的研究框架中. 未来重点研究领域与方向包括:依赖地下水生态系统的识别与演变机制研究；依赖地下水生态系统的分类及其空间绘图；依赖地下水生态系统的生态需水规律；依赖地下水生态系统的生态水文要素与过程综合模拟.上述研究的开展将为生态系统的保护与恢复提供切实的理论与实践支撑.      

耦合多物种生态流速的生态需水计算方法

河流生态恢复是经济可持续发展的关键,生态需水满足是河流生态系统稳定的前提.生态需水研究是目前生态学和水文学、水资源学研究的热点,国内外学者从不同角度出发提出了多种计算生态需水的方法,并基于这些方法对不同尺度研究区进行了生态需水量的研究计算.但在现有计算方法中缺乏针对多个物种流速需求耦合的研究,会对计算结果的准确性产生影响,继而影响流域水资源调控.本文针对此问题引入优势度指数建立多物种生态流速耦合模型,为生态需水的计算提供契合生态系统整体需求的解决方案.该方法不受地域因素影响,具有较广的适用性.应用于小清河流域3个典型断面——黄台桥、岔河、石村,结果显示:黄台桥断面生态需水为12.33m~3·s~(-1);岔河断面生态需水为4.40m~3·s~(-1);石村断面生态需水为14.53m~3·s~(-1).与Tennant法对比,本研究方法计算结果合理,且更能反映鱼类种群,而非单一物种对水量的实际需求.     

生态水文学兴起:学科理论与实践问题的评述

生态水文学是20世纪后半叶发展起来的新兴水科学研究领域的交叉综合学科，基于习近平总书记的“生态优先、绿色发展”理念和实现我国生态文明建设目标，其研究成为我国新时期水科学理论与实践的新目标与新挑战，为“绿色-高质量-可持续”发展提供强大动力．本文简述了生态水文学国内外发展历程和动向，深入评述了生态水文研究的几个基础理论问题，主要包括:人-水-生态系统关系认知与协同变化的和谐内涵、四大平衡的协同内涵及Budyko水-热平衡联系方程、绿水在生态系统中的重要内容和面向全球变化的生态水文宏微观尺度研究，并着重阐述了生态系统的需水与用水；针对生态水文的实践应用，阐述了水-碳循环耦合机制研究能够有效服务国家“双碳”计划，分析了南水北调工程和黄河流域生态环境治理中生态水文问题，提出了南水北调西线工程是构建国家水网、缓解黄河流域水资源短缺的重要举措；基于生态水文研究现状和国家发展需求，对生态水文研究提出展望，如生态系统对人类活动和气候变化响应机制研究、水土保持与生态建设综合技术体系、多源信息融合新技术、加强与社会科学的交叉融合研究和生态水文系统研究等．      

洪湖的环境变迁及其生态对策

总结了洪湖的湖泊环境和生物资源在近几十年开发过程中所发生的改变,分析了目前洪湖所存在的水生物资源衰退、富营养化过程加速、养殖调蓄矛盾、过滤圈养和潜在污染威胁等主要生态问题,提出了合理规划、应用生态工程措施保护湖泊生物资源、综合治理洪湖的生态对策措施。     

Review of several problems on the study of eco-hydrological processes in arid zones

Ecosystem degradation is a common and cardinal environmental problem in arid zones. The change in the eco-hydrological processes is the basic cause responsible for such a problem. The study on the eco-hydrological processes in arid zones has become a forefront and focus of the eco-environmental research. Recent studies on eco-hydrological processes in arid zones show that the primary vegetation pattern and its eco-hydrological effect are of the most stable state of the ecosystem in arid zones. Special water absorption ways of plants in arid zones and the hydraulic lift and reverse hydraulic lift functions of some plants are the key mechanisms to maintain the stability of the ecosystem in arid zones. In the case of water shortage, ensuring ecological water requirement and maintaining proper ecological ground- water table are the prerequisite to keep healthful operation of the ecosystem in arid zones. The paper reviews some advances in the study of eco-hydrological processes in arid zones. It puts forward the concepts of critical ecological water requirement, optimal ecological water requirement and saturated ecological water requirement, and discusses their determination methods. It also emphasizes that the studies on natural vegetation pattern and eco-hydrological effect, on plants with hydraulic lift function, on water sources for plant absorption, on ecological water requirement and ecological groundwater table for different plant species should be strengthened to determine the species composition and pattern suitable for the restoration and reestablishment of vegetation in different arid zones in China.     

贵州省城市化过程中的城市生态环境问题

本文首先介绍建国以来贵州省的城市化进程,结合贵州省脆弱的喀斯特自然环境和人类活动的影响,探讨贵州省城市化过程中的生态环境问题。贵州省城市化过程中的生态环境问题主要是：①城市空气质量差,酸雨严重,“热岛效应”突出;②城市绿地率不高且布局不够合理,水土流失严重;③城市水体污染问题突出,影响了水环境质量;④城市噪声污染总体上不容乐观;⑤地质灾害较重;⑥城市土地利用结构不合理。最后提出在喀斯特地区重建城市生态环境的对策。     

蚯蚓与环境保护

蚯蚓是土壤中的主要动物类群 ,在生态系统系统中具有重要的功能。它们促进植物残枝落叶的降解 ,有机物质的分解和矿化这一复杂的过程 ,并具有混合土壤 ,改善土壤结构 ,提高土壤透气、排水和深层持水能力的作用。它们的这些作用与其生物量和 3种生态类型 (表层种、内层种和深层种 )密切相关。根据它们的自然生态作用 ,我们可以有意识地利用合适的蚯蚓物种来为环境保护服务。它们是很好的土壤环境指示生物 ,我们可以利用蚯蚓 ,通过实验室或田间的生态毒理学试验来评价土壤中化学污染物的生态毒性。由于蚯蚓具有通过与微生物协同作用加速有机物质分解转化的功能 ,我们可以利用蚯蚓来处理有机垃圾——蚯蚓分解处理。城市生活污水的蚯蚓过滤处理是新近开发的一项利用蚯蚓的新技术 ,它可能具有更广泛的应用领域。本文主要介绍蚯蚓及其在自然生态系统中的功能和在环境保护方面的应用 ,同时指出土壤生物多样性的保护在环境保护上的重要性。     

筑坝对河流生态系统的影响及水库生态调度研究

阐述了大坝建造对河流生态系统的影响途径:通道阻隔、水库淹没、径流调节、水温变化等,探讨了大坝建造对河流水文特性、化学特性、通道作用等生态功能的影响方式,并结合实际案例,提出对于已建工程可通过水库运行调度方式的调整,减缓其生态影响.其主要包括:结合河道及流域的生态保护目标采取不同的调度措施,保证合理的下泄生态流量;采取联合调度方式保持水库及下游水质;采取人造洪峰保护水生生物及鱼类资源;对湿地、湖泊进行人工补水等.建议水库运行调度应在考虑工程功能的同时,兼顾坝下及水库的生态功能,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.     

关于艾比湖合理水域面积若干讨论

艾比湖是新疆典型的平原区湖泊,近几十年来,艾比湖水域面积在不断地变化。湖面萎缩带来风沙天气增多、生态环境恶化、湖滨周围沙漠化危害加剧、进而社会经济发展受危害严重。文章通过对艾比湖周围生态环境状况、沿岸铁路状况评价确定出艾比湖合理水域适宜面积为850km~2。适宜的艾比湖水域面积可减少风沙天气的发生,减少因风沙引起的经济损失,维持艾比湖生态系统的稳定,从而为艾比湖流域的可持续发展提供依据。