海河流域水生态功能分区研究

章节摘录

第1章 水生态功能分区的概念与内涵1 1水生态功能分区的概念与内涵“生态区”的概念最早由加拿大森林学家Orie Loucks于1962年提出，其是指具有相似生态系统或期待发挥相似生态功能的陆地及水域。这一概念成为指导随后各种与生态系统有关的分区的基础，并且随着科学认识的提高和技术发展，“生态区”的概念也在不断演化。最初所关注的研究对象为在不考虑人类活动影响的前提下生物和非生物环境的相似性，随后增加了对人类活动影响的考虑。此外，生态系统的多尺度特征及生态格局过程的耦合关系也常常被应用于各尺度生态区划中，包括点位尺度、区域尺度和全球尺度（Omernik and Bailey, 1997）。生态区划始于19世纪，由于各学科的单方面认识，早期的生态区划多以单因素为主题，如气候、地貌、植被等。随着生态系统整体性和等级理论的发展，美国生态学家Bailey于1976年从生态系统的角度提出了首个真正意义上的生态区划，并编制了美国生态区划图，包括地域（domain）、区（division）、省（province）和地段（section）4个等级，这引起了各国生态学家对生态区划原则、指标体系、等级和方法等的关注及深入探讨。中国生态区划起步相对较晚，相关工作中最具代表性的是中国科学院自然区划工作委员会于1959年编写出版的《中国综合自然区划（初稿）》，该区划重点考虑了地貌、气候、水文、土壤和植被的综合作用，并根据上述要素的耦合特征对中国大陆进行自然区划。随后中国陆续开展了方方面面的专题区划，包括农业资源区划、气候资源区划、水文水资源分区、水环境功能分区等。在综合区划方面，傅伯杰等（2001）在综合各个专题区划的基础上，面对国民经济发展的需求，开展了首个全国性的生态区划，将中国大陆分为3个生态大区、13个生态地区和57个生态区，系统揭示了不同生态单元存在的生态环境问题及其形成机制，该区划的主要目的是为生态环境综合整治服务。自工业革命以来，人类活动以前所未有的速度对各大生态系统造成了破坏，如通过修建水利工程、排放污水等方式影响水生态系统。20世纪70年代末，美国环境保护署（US EPA）提出不仅要关注水质污染，还应该关注水生态系统结构与功能的保护，这就需要一个能够反映水生态系统空间特征差异的管理单元，实现从水化学环境管理向水生态环境管理的转变（Karr and Dudley, 1981）。目前进行的基于自然要素或生态系统的相关区划工作中，主要考虑了对生态系统影响的自然因素，人类活动因素作为区划因素考虑得相对较少，然而人类活动是现今造成各生态系统退化的最大胁迫因素，所以如何量化人类活动的空间分布特征及其对生态系统的影响是将来生态区划工作中的难点和要点。水生态区就是具有相对同质的淡水生态系统或生物体及其与环境相互关系的相对独立单元。生态系统功能是生态系统固有的自然属性，De Groot等（2002）从人类需求角度关注生态系统的经济学属性，认为生态系统功能是生态系统为人类直接或间接提供服务的能力，包括调节功能（regulation function）、生境功能（habitat function）、产出功能（production function）和信息功能（information function）四大类。生态系统服务是指人类直接或者间接从生态系统在维持基本功能的过程中所获得的收益，包括支持（supporting）、调节（regulating）、提供（provisioning）和文化（cultural）四大类服务。从二者的联系来看，生态系统功能是维持生态系统服务的基础，生态系统功能的正常发挥是提供生态系统服务的保障。由于生态系统功能和生态系统服务与人类活动及人类利益紧密相连，所以研究生态系统的功能及其对人类的服务功效是探讨人类活动和生态系统相互作用的重要手段。欧阳志云等（2004）将生态系统服务功能的概念和研究方法引入国内，将“水生态服务功能”定义为水生态系统及其生态过程所形成和所维持的人类赖以生存的自然环境条件与效用。水生态服务功能不仅是人类社会经济的基础资源，还维持了人类赖以生存与发展的生态环境条件，其可划分为提供产品、调节功能、文化功能和生命支持功能四大类。

内容概要

陈利顶，1985年于北京大学地理学系获理学学士学位,1988年于中国科学院地理研究所获地图学硕士学位，1997年在荷兰国际地球资源学院(ITC)进修应用地貌学与工程地质学,并获硕士学位，2002年3月于中国科学院研究生院获生态学博士学位。现任中国科学院生态环境研究中心城市与区域生态国家重点实验室副主任。主要从事景观生态学、土地利用变化的环境效应、景观生态规划与动态模拟、区域生态安全与可持续发展面的研究。

书籍目录

前言第1章水生态功能分区的概念与内涵1 1水生态功能分区的概念与内涵1 2相关分区(区划)辨析1 2 1水生态区划1 2 2水环境功能分区1 2 3水资源评价与分区1 2 4生态水文分区1 2 5流域水文分区1 3河流健康评价与水生态功能分区1 3 1河流健康及其评价1 3 2河流健康评价指标1 3 3水生生物与水生态功能分区1 4流域水生态功能分区目的1 4 1水生态功能分区背景1 4 2现有分区(区划)特点与不足1 4 3水生态功能分区的目的1 4 4海河流域水生态功能分区的意义1 5水生态功能分区案例与分区方法1 5 1水生态功能分区案例与中国研究现状1 5 2水生态功能分区方法参考文献第2章海河流域基本概况2 1流域社会经济和人文特征2 1 1行政区划2 1 2社会经济2 1 3人类活动2 2海河流域自然环境因子与空间制图分析2 2 1水生态功能的自然环境影响因子2 2 2地貌及其空间分布特征2 2 3土壤及其空间分布特征2 2 4植被及其空间分布特征2 2 5气候及其空间分布特征2 2 6水文及其空间分布特征2 2 7水质及其空间分布特征2 2 8水生生物及其空间分布特征2 3流域自然环境要素对水生态系统的影响2 3 1流域自然环境要素对水资源的影响2 3 2流域自然环境要素对水质的影响2 3 3流域自然环境要素对水生生物的影响参考文献第3章海河流域水生态系统演变特征3 1水环境与水资源演变特征3 1 1水环境演变特征3 1 2水资源演变特征3 2底栖动物时空演变特征3 2 1底栖动物演变特征3 2 2底栖动物现状与空间分布3 3水生植物时空演变特征3 3 1水生植物演变特征3 3 2水生植物现状与空间分布3 4鱼类时空演变特征3 4 1鱼类组成与演变特征3 4 2鱼类区系与空间分布•iv•3 5藻类时空演变特征3 5 1高原湖泊3 5 2山区湖泊3 5 3平原湖泊3 5 4中下游河流参考文献第4章海河流域现有分区方案4 1不同分区方案特点4 1 1自然地理分区4 1 2生态功能分区4 1 3水功能分区4 1 4生态水文分区4 1 5水资源管理分区4 2现有分区方案的比较与启示4 2 1现有分区方案的比较4 2 2现有分区方案对水生态功能分区的启示4 3海河流域规划与综合治理历史4 3 1海河流域水系治理思路4 3 2海河流域综合治理历史参考文献•v•第5章海河流域水生态功能的驱动机制5 1流域景观格局对水环境的影响5 1 1海河流域野外调查和采样5 1 2海河流域土地利用及景观格局对总氮流失的影响5 2流域河流沉积物重金属生态风险评价5 2 1海河流域北部地区底泥重金属生态风险5 2 2密云水库底泥重金属生态风险5 3流域水资源供需平衡及其影响机制5 3 1海河流域水资源供给和需求平衡分析5 3 2海河流域水资源供给压力的空间分布5 3 3海河流域水资源供给压力的动态变化5 4潮白河流域水环境特征及影响机制5 4 1潮白河流域采样布点与分析5 4 2潮白河水环境时空特征5 4 3潮白河景观格局分析5 4 4潮白河水质驱动因子辨识5 4 5潮白河污染物运移的作用机制5 5温榆河流域水环境特征及影响机制5 5 1温榆河水环境特征5 5 2温榆河水环境的主要影响因子5 5 3温榆河水体微生物对水环境的指示作用参考文献第6章海河流域水生态功能一级、二级分区6 1水生态功能分区基本原则6 2水生态功能分区指标体系6 2 1水生态功能分区指标的筛选6 2 2一级分区指标数据处理和空间异质性分析6 2 3二级分区指标数据处理和空间异质性分析6 3水生态功能一级、二级分区过程6 3 1分区总体思路6 3 2水生态功能一级分区6 3 3水生态功能二级分区6 4水生态功能一级、二级分区方案6 4 1分区制图与分区简表6 4 2海河流域水生态功能一级分区说明6 4 3海河流域水生态功能二级分区说明参考文献第7章海河流域水生态功能区野外验证与安全性评估7 1水生态功能分区的规范性评价与野外验证7 1 1分区的规范性评价7 1 2分区结果的野外验证调查7 2水生态功能一级区特征7 2 1陆地生态系统特征7 2 2河流生境及水生态系统特征7 3水生态功能二级区特征7 3 1陆地生态系统特征7 3 2水生态系统特征•vi•7 4水生态功能区的人口压力7 4 1人口压力空间差异性分析7 4 2人口压力计算与排序7 5水生态功能区的水环境与水资源安全性7 5 1水环境安全性指标选择7 5 2水环境安全性空间差异分析7 5 3水环境安全性计算与排序7 6水生态功能区的水生生物多样性保护的重要性7 6 1生物多样性指标选择7 6 2生物多样性空间差异分析7 6 3生物多样性的重要性计算与排序7 7水生态功能区的生态安全风险综合评价7 7 1水生态系统安全风险综合评价方法7 7 2水生态系统安全风险综合评价结果及简要分析7 7 3水生态系统安全性的保护措施与建议参考文献附录1海河流域调查的植物名录附录2海河流域调查的水生动物名录彩版•vii•

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《海河流域水生态功能分区研究》系统介绍了海河流域的水生态功能分区。全书共分7章，在介绍水生态功能分区概念与内涵的基础上，重点论述了海河流域自然环境、社会经济和人文特征的空间异质性，以及水资源、水环境、大型底栖动物、水生植物、鱼类和藻类等水生态系统的时空演化规律，并对海河流域水生态功能的主要驱动因子进行了辨识，最后构建了海河流域水生态功能分区的指标体系，完成了每个分区的野外验证和水生态系统安全性评估。

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