密西西比河流域监测、修复管理经验对我国流域生态保护修复的启示

美国流域保护修复的研究与实践开始较早,并在密西西比河的修复与治理上取得了良好成效,对我国流域生态保护修复工作具有一定借鉴意义。介绍了密西西比河的管理模式,并对美国在密西西比河开展的具有代表性的长期生态监测及修复管理工作进行了总结,总结了对我国流域生态保护修复工作的7点启示: ①建立和完善流域生态系统监测与评价指标体系; ②建立流域综合监测网络,进行全流域持续监测; ③建设流域生态信息平台,加强数据共享; ④以流域为单元开展生态状况调查和评估; ⑤建立和完善监测、评估、规划、实施循环体系; ⑥提升对流域生态系统的科学认知; ⑦加强流域协调治理,创新我国流域生态保护修复管理体系。旨在为我国广泛开展流域保护修复工作提供一个覆盖河源头至河口的流域监测与修复管理案例。     

《生态修复技术名录(化学污染)》正式出版

正为了建立针对不同污染类型的生态修复理论方法体系,为生态修复实践工作提供理论基础和技术支撑,自然资源部中国地质调查局国家地质实验测试中心编著的《生态修复技术名录(化学污染)》已于2020年5月地质出版社正式出版。本书在充分调研国内外化学污染修复资料的基础上,将土壤和水体中目前存在的化学污染进行了细致分类,并针对不同污染类型给出了适用的修复理论和技术。针对土壤中的重金属污染、酸性污染和盐渍化,土壤有机污染中的农药污染、酚类污染、苯系物污染和石油污染,地表水和地下水中的重金属污染、有机污染和氮磷污染等修复技术,不同修复技术的原理、操作、优缺点和成熟度进行详细的阐述。系统梳理了不同污     

佳芦河流域山水林田湖草沙生态保护修复实践研究

流域生态系统是以地表水和地下水为主要纽带，具有明确边界的国土空间地理单元，是国土空间生态修复的最佳实施单元。基于流域生态恢复理论，以黄土高原地区佳芦河流域为研究对象，在全面客观了解流域生态环境现状与生态问题的基础上，按照“保持水土资源，恢复自然生态”的理念，突出水资源涵养和科学利用措施，以保水为主线的基于自然的解决方案，将流域划分为8个修复单元，实施13类工程措施，部署4个子项目，形成小流域山水林田湖草沙一体化保护和修复体系，对流域山水林田湖草沙生命共同体进行系统保护和修复。研究结果表明，开展流域山水林田湖草沙生态保护修复，有助于控制佳芦河流域及沿岸生态系统脆弱、水土流失严重、工矿与城镇水污染凸显、历史遗留矿山、农用地质量较低、生态保护和修复能力较弱等问题，有效缓解水土流失状况和减少入黄泥沙，持续提升流域生态环境质量，增强山水林田湖草沙生命共同体的稳定性，提高生态系统服务功能，筑牢中国北方生态安全屏障，对黄土高原地区流域生态保护修复具有启示意义。     

自然资源部流域生态地质过程重点实验室获批

正自然资源部公布了建部以来首次新建重点实验室建设名单,中国地质调查局主管的"自然资源部流域生态地质过程重点实验室"获批准,实验室建设填补了在流域生态地质领域部重点实验室的空白。实验室依托中国地质调查局南京地质调查中心,与江西省师范大学联合共建,旨在聚焦流域生态地质过程与资源环境重大问题,研究流域从源到汇的物理(水、沙、气候等)、化学(碳、氮等)通量传输与循环机理及其有关的流域生态环境退化规律,攻关监测、风险评估与修复等关键技术,     

西南岩溶山区生态用水及其分配协调性评价——以贵州普定后寨地下河流域为例

以贵州普定后寨地下河流域为例,分别计算河道内外生态用水量及流域生态需水量,并选用协调度、满意度、合理度和差异性作为评价因子,构建了岩溶流域生态用水分配协调性的数学评价模型。研究结果表明: ( 1)后寨河流域枯水年( P= 75% )和特枯水年( P= 95% )生态用水量分别为568 6. 7万m3 和473 2. 1万m3 ,当石漠化生态环境得到有效治理后,由于喀斯特径流形成过程及水资源组合分配发生了变化,天然水资源量将会减少,最终消耗于土壤或植被的蒸散发,整体上流域生态用水仍处于短缺状态,生态缺水量为833. 6万m3; ( 2)后寨河流域地下水资源丰富,降水充沛,流域内生态用水与社会经济用水不存在很强的竞争关系,生态缺水属工程性缺水,可以通过综合平衡地开发利用各分区的水资源等方法进行缓解; ( 3)应用数学评价模型研究表明,流域内生态用水的协调度为0. 999 44～0. 999 35,生态需水满意度和分配合理度均为0. 878～ 0. 856,系统生态需水满足程度的差异性较小,有利于流域内各系统整体功能的发挥。      

生态清洁小流域综合治理模式

<正>生态清洁小流域就是指对流域范围下水土资源的积极保护,对水土资源进行合理的配置与利用。生态清洁小流域综合治理模式主要包括生态自然修复区、综合治理区以及沟(河)道及湖库周边整治区。(1)生态自然修复区小流域中存在林地,需要运用一切保护封育方法,需要设置封禁标牌,明确封禁范围。同时,需要在封禁治理的氛围中设置相关提示标牌,并在治理区范围的入口与出口设置带有警示性质的标牌,使人     

汾河流域生态环境治理修复与保护管理信息系统建设

针对汾河流域存在的生态问题,探讨了基于GIS技术的汾河流域生态环境治理修复与保护管理信息系统使用的开发平台、技术路线、数据库结构和实现的功能。在详细分析了用户的需求后,结合山西省政府实施"汾河流域生态环境治理修复与保护工程"中的要求,以ArcGIS为开发平台,VB与ArcObjects组件相结合,研制了实用的汾河流域生态环境治理修复与保护管理信息系统。该系统可实现汾河流域的规划管理及水利、环保、林业、国土、农牧等专题数据的统计、查询、分析,同时可提供相应的图文资料。     

基于生态经济功能区划的玛纳斯河流域生态服务价值评价

利用遥感和GIS技术, 对玛纳斯河流域及不同生态经济功能区1958-2006年的土地利用变化进行了分析, 并借助Costanza评估模型探讨了研究区及不同生态经济功能区的生态服务价值变化特征.结果表明: 在1958-2006年期间, 流域生态服务价值从22 130.86×10⁶元下降到16 050.45×10⁶元, 净损失6 080.41×10⁶元.研究区各土地利用类型的生态服务价值系数接近于区域真实值, 结果可信.流域不同生态经济功能区的生态服务价值存在明显的时空变化; 基于不同生态经济功能区的生态经济特点和生态问题, 提出相应的生态恢复策略以提高流域总的生态服务价值, 对实现该区的可持续发展具有重要意义.     

甘肃西北部黑河流域水资源对下游生态环境变化的影响阈

从流域尺度水资源承载能力及其有限性、可变性和上下游关联性的角度,探讨了黑河流域下游区生态环境变化的影响阈,阐明了不同水文年中游区的安全引水量和不同目标下下游区的生态环境修复对水资源的需求阈.基于多年平均地表径流量37.8×108m3/a的安全引水量为13.97×108m3/a和枯水年份(95%保证率)的安全引水量为10.14×108m3/a,下游区初步改善生态环境的生态需水量为8.01×108m3/a.提出了中游区经济社会可持续发展的水资源保障阈,即未来20年生产生活安全需水量介于22×108～23×108m3/a之间.在此基础上,阐明了在中游区经济社会稳定持续发展目标约束下确保黑河流域下游区生态环境不断改善的流域水资源优化配置模式及对策.     

黄土丘陵小流域生态用水试验研究——气候和土地利用变化的影响

为探讨黄土高原地区的生态恢复,以半干旱黄土丘陵区安家沟小流域的气象、土壤水分、地形图和土地利用图(1982年和2002年)为源信息,分析了不同植被类型的蒸散量和生态用水量、流域生态用水量及其与气候和土地利用变化的关系。研究结果表明:(1)流域土地利用结构从1982-2002年间变化较大,农地(特别是梯田)增加较快,乔木林地急剧减少,主要表现为毁林、开荒和造田;(2)研究区内各种植被/土地利用类型的蒸散量和生态用水都极大地受控于气候(特别是降雨量)的影响,其年际差异较大;(3)不同植被/土地利用类型间的蒸散量和生态用水差异明显,在各个年份乔灌林的生态用水量均大于农作物和自然草地的蒸散量和生态用水量,但生态用水的差异程度小于蒸散量的差异程度;(4)以自然草地(即荒草地)为标准,农作物的蒸散量和自然草地接近,但乔灌林地的蒸散量和生态用水量均远高于自然草地,难于实现土壤水分平衡;(5)流域土地利用结构的变化(主要是强耗水植被的减少)减小了流域生态用水量,增强了流域的水分平衡能力。     

基于自然解决方案的黄河中游国土空间生态修复——以陕西榆林国土空间生态修复为例

黄河流域生态保护和高质量发展是重大国家战略,要推进黄河流域大保护、大治理,保障黄河长治久安,让黄河成为造福人民的幸福河,在生态保护修复过程中加强对自然生态系统本身恢复能力的利用,突出水资源保护与优化配置,已成为黄河流域及黄土高原地区生态修复中亟需解决的重要科学问题。在分析陕西省榆林市生态特征与生态功能定位的基础上,运用现状调查、综合评判等方法识别当前存在的主要生态问题,比如水土流失、矿山生态破坏、黄河沿岸生态系统脆弱、局部地区地下水位下降趋势明显等。针对性地提出“保持水土资源,恢复自然生态”理念、以保水为主线的基于自然(NbS)的生态修复方案,构建了“一廊两带三区多点”的生态修复格局,形成了4种基于水和NbS的黄土高原地区生态修复模式,布置了16项生态修复工程。通过优化榆林地区生态修复理论与模式,增强对水资源的保护和利用,发展基于自然的生态修复模式,提高了黄河中游生态安全格局,进而促进了黄河流域高质量发展。研究成果为黄河中游国土空间生态修复提供了理论支持。     

黑河流域可持续发展的生态经济学研究

黑河流域生态环境脆弱,经济发展相对落后,水资源短缺已成为制约流域可持续发展的主要限制因素,从生态经济系统的角度研究黑河流域的诸多生态经济问题具有很强的现实和理论意义. 黑河流域的水资源不仅是流域社会经济环境可持续发展最主要的限制因子,而且是联系流域生态系统和经济系统的纽带. 在系统总结国际上关于流域尺度生态经济研究状况、进展和黑河流域相关研究的基础上,提出了以水资源可持续利用研究为纽带的黑河流域生态经济综合研究框架,具体研究内容主要包括: 1)生态过程模拟模型的研究; 2)宏观经济水资源模拟模型的研究; 3)环境变化条件下流域水资源可持续利用研究; 4)水资源可持续利用管理研究; 5)决策支持系统的研制. 最后, 根据现有的基础和条件,指出了在黑河流域生态经济综合研究中需要解决的关键问题.     

中国湖泊分布特征及典型流域生态保护修复建议

湖泊是地球关键带的重要组成部分,是水循环、物质循环和能量循环的重要环节。为了解我国湖泊分布现状,依托中国地质调查局“生态地质调查工程”及其所属二级项目“全国地球关键带遥感地质调查”,利用Landsat8 OLI 等卫星影像数据,通过遥感解译等技术方法,识别了2018年我国境内(不包括香港、澳门与台湾地区)面积大于1.0 km²的湖泊2 780个,总面积78 727.9 km²; 研究统计并分析了我国各省/自治区、五大湖区、主要流域的湖泊数量、面积和分布特征; 针对典型区域的湖泊存在的生态问题进行分析,提出相关湖泊生态保护修复的相关建议。其中,北方农牧交错带湖泊大量萎缩干涸,主因是农业和畜牧业的发展,地下水超采严重,应着力减少地下水开采; 黄河流域人工湖建设存在无序发展、过度追求景观水面扩张等问题,应遵从水循环与水平衡自然规律,针对全流域水资源配置进行调控; 长江源区湖泊水面整体处于扩张状态,应以自然因素为主、人类活动干扰触发为辅,加强冻土变化过程以及主要河流的水生态、水环境监测,综合提高源区整体监测水平。研究成果为后续湖泊生态保护修复研究工作提供了参考。     

基于连通性恢复的潜流带生态修复研究进展

潜流带是流域生态修复的关键区域之一, 潜流带修复的根本目标是恢复水系间的能量流通、物质传递和信息流动, 即恢复潜流带的连通性。对于潜流带连通性恢复而言, 应统筹考虑水文连通性、生态连通性和功能连通性等多层次的内容。潜流带生态修复相关研究主要基于流体动力学、地质学和生态学等基础理论, 剖析潜流驱动的生物地球化学耦合机制, 研发可促进潜流交换和恢复生物多样性的生态修复技术, 实现潜流带水文条件的改善与生物物种的恢复, 进而达到潜流带生态系统结构和功能综合性修复的目的。本文从潜流带水文连通性、生态连通性和功能连通性等多层次出发, 从潜流带流体动力学性能、介质性能、生物群落组成、食物网结构及环境生态功能等方面, 综述基于生态修复目标的潜流带连通性恢复理论与技术进展, 以实现潜流带生态系统整体稳定性的提升。在未来潜流带生态修复理论与应用研究中, 需发挥多学科交叉的优势, 耦合多组学方法对潜流带生态过程进行微观探索, 系统探究时间和空间尺度上潜流带生态修复过程的演替规律, 进一步构建多因素作用下的潜流带生态修复框架体系。     

特邀主编致读者

正国土空间生态修复是实现美丽中国、"关系中华民族永续发展的根本大计"。本专缉是39家高等院校、科研院所、79名师生近年来研究的24篇最新成果。研究区域覆盖了青藏高原、黄土高原、内蒙古草原、长江流域、黑河流域(黄河上游)、华北平原等;研究尺度涵盖了区域尺度(流域尺度)、大中地貌尺度(景观尺度)和场地尺度。     

地质调查支撑服务福建生态文明试验区理论与方法探索

为探索地质调查支援服务生态文明建设的理论与方法,为新时代地质工作转型升级提供经验,中国地质调查局组织实施了"福建生态文明试验区综合地质调查工程".通过省、市、县、流域等不同层级综合地质调查及专题评价试点,取得了一些理论方法及技术应用成果:①揭示了我国典型红壤区地质要素对水土流失的控制作用,总结了不同岩性控制区水土流失地...     

基于生态保护的宁夏天然绿洲生态需水研究

以适宜的生态目标与生态建设规模为目标,以水资源合理利用为核心,利用遥感(RS)、地理信息系统(GIS)等技术,研究了宁夏绿洲的生态演变和生态需水问题。在分析宁夏绿洲的生态意义、生态现状及流域水资源状况后,探讨了生态演变和生态需水的相关理论,提出了宁夏绿洲生态演变研究的总思路、绿洲生态需水的概念、界定绿洲可持续发展规模,对宁夏生态需水计算提出现状思路和方法。     

基于IUCN《矿山生物多样性管理系列指南》的大宝山矿生态修复实践研究

为研究矿山开采及修复过程中如何开展生物多样性管理,本文借鉴IUCN(世界自然保护联盟)发布的《矿山生物多样性管理系列指南》成果,将相关理论和方法应用到广东大宝山矿生态修复实践中。文章在介绍IUCN的“综合生物多样性管理体系”方法主要内容的基础上,将其作为大宝山矿实施生态修复依据,阐述了该管理体系在矿山生态修复工程中的应用,并结合广东大宝山矿的实际情况,提出了大宝山矿生物多样性管理的保护与修复框架,包括全周期的生物多样性管理手段,重点阐述大宝山矿生物多样性调查与监测、评价、保护与受损控制及恢复的技术方案,最后分析了对中国矿山生物多样性保护和修复的启示,IUCN矿山生物多样性管理系列指南对于指导我国矿山生态修复具有重要作用。     

基于NbS的山水林田湖草生态保护修复实践探索

为应对我国生态领域的诸多问题,探索山水林田湖草一体化保护和修复路径,2016—2018年我国实施了25个山水林田湖草生态保护修复工程试点。工程实施对维护国家生态安全起到了积极作用,但仍然存在对生态系统内在机理和规律认识不足、过度依赖工程措施、配套管理政策措施不健全等突出问题。近年来,基于自然的解决方案(Nature-based Solutions, NbS)受到国际社会的广泛认可与关注。本文对NbS的定义、核心理念与准则、实施方法和典型案例进行了梳理,并从NbS的视角对我国山水林田湖草生态保护修复工程在时空尺度、目标设置、技术措施、实施管理制度机制等方面存在的问题进行了剖析。最后,提出吸收借鉴NbS理念与方法以完善我国山水林田湖草生态保护修复工程的建议,包括跨尺度开展设计、建立多元化目标、构建科学的工程技术模式与标准,以及完善多方参与、跨区域合作、可持续资金保障、适应性管理等制度机制。     

水库退役程序及水环境调查示范试验探析

作为水工程生命周期的重要组成部分,水库的退役将对河流的生态环境起着不同程度的修复作用,为了解河流对闸坝拆除的物理,化学和生态响应以及后续的修复工作,加深人们对修复生态意识,有必要在拆迁前后进行河水环境进行调查。本文以辽宁铁岭县大青水库和昌图县的黑鱼水库为例,进行典型流域水工程退役示范试验研究,从研究结果可以看出,水利工程的退役管理在是一件新兴事物,还需要相应的操作规则来支撑,我国许多水库大坝的使用寿命为40~50年,未来我们应该借鉴国外的经验,结合中国实际,要直面具有潜在安全隐患和丧失原有功能的水库大坝退役问题,对流域整体发展规划、水库大坝的功能调整模式和河流环境的生态平衡具有重要的现实意义,可为类似水利工程提供参考。