【5A版】河流生态修复规划方法.ppt

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1、水环境修复规划方法---以河流生态修复为例为什么开展河流生态修复？一二河流生态系统分析与评价三规划目标、任务和原则四规划内容和工作流程为什么开展河流生态修复河流生态系统过程、特征、功能人类对于河流大规模开发对河流生态系统的胁迫河流生态系统河流生态系统是一个复杂、开放、动态、非平衡和非线性系统。河流生态系统的结构和功能是河流生态系统的本质特征。生态系统是由植物、动物和微生物群落以及无机环境相互作用而构成的一个动态、复杂功能单元。-联合国千年生态系统评估报告2005生态系统结构与功能系统整体性生态系统功能营养结构空间与时间结构正负反馈层级结构物种流动物质循环

2、自我调节信息流动能量流动生物生存过程-结构-功能生态系统结构功能水文水力学过程物理化学过程生物过程河流地貌过程河流栖息地特征1河流的连续性2水文情势的周期性和脉冲性3河流地貌的复杂性4生物群落多样性河流4维连续体模型河流连续体模型Vannote等1980年提出河流连续体概念(RiverContinuumConcept,RCC)从河流源头到下游，河流系统内的宽度、深度、流速、流量、水温等物理变量具有连续变化特征河流生物群落结构连续性物质流、能量流、信息流和物种流的连续性河流生态系统结构和功能的动态性河流4维连续体模型LH流态物质流信息流河床纵剖面岸边植物带

3、(a)HL1342流态物质流信息流H/L—河流纵坡降河床纵剖面岸边植物带(b)(a)自然河流(b)筑坝河流筑坝对于河流连续性的影响示意图水文循环与生物过程水文情势的周期性和脉冲性水文循环过程始终与生物过程交织在一起。水文情势(hydrologicalregime)5个要素：流量、频率、出现时机、持续时间和水文条件变化率。水文情势对河流生态系统具有重要驱动力作用。河流系统的生物过程对于水文情势的变化呈现明显动态响应。水文情势－河流生态过程耦合模型具有生态学意义的水文情势5要素(hydrologicalregime)水文情势对河流生态系统具有重要驱动力作用。

4、河流系统的生物过程对于水文情势的变化呈现明显动态响应。水文情势流量水文变化率持续时间出现时机频率水文过程要素输入响应流量和频率流量增加或减小侵蚀和/或淤积；敏感物种丧失；海藻和有机物受冲刷力度被改变；生命周期被改变流量稳定能量流动改变；外来物种入侵或生存风险增加，导致：本地物种灭绝、本土物种受威胁、生物群落改变；河漫滩区植物获得的水和营养物质减少，导致：幼苗脱水、无效的种子散播、植物生存所需的斑块栖息地和二级支流丧失、植被侵入河道出现时机季节性流量峰值丧失扰乱鱼类活动信号：产卵、孵卵、迁徙；鱼类无法进入湿地或回水区；水生食物网的结构改变；河岸带植物的繁衍

5、程度降低或消失；外来河岸带物种入侵；植物生长速度减慢持续时间低流量延长有机物浓缩；植被覆盖减少；植物生物多样性降低；河岸带物种组成荒漠化；生理胁迫引起植物生长速度下降、形态改变或死亡基流“峰值部分”延长下游漂浮的卵消失洪水持续时间改变改变植被覆盖的类型洪水淹没时间延长植被功能类型改变；树木死亡；水生生物失去浅滩栖息地变化率水位迅速改变水生生物被淘汰及搁浅洪水退潮加快秧苗无法生存水文情势要素的生态响应水文情势－河流生态过程耦合模型包括两个概念：环境流量和洪水脉冲环境流量为防止经济活动对于径流减少引起河流生态退化，需要在社会经济需求和生态保护之间寻求某种平衡

6、点洪水脉冲河流－洪水滩区系统生物生存、生产力和交互作用的主要驱动力洪水脉冲河流－洪泛滩区横断面洪水脉冲洪水脉冲的生态功能河流－滩区系统是有机物高效利用系统提高了河流－漫滩系统的动态连通性洪水脉冲的信息流功能洪水脉冲提高了生物群落多样性洪水脉冲洪水脉冲－生命节律信号长江的四大家鱼每年5~8月水温升高到18℃以上时，如逢洪水，家鱼便集中在重庆至江西彭泽的38处产卵场进行繁殖。家鱼在涨水第一天开始产卵，如江水不再继续上涨或涨幅很小，产卵活动即告终止。洪水脉冲自从1956年开始的长期观测表明，四大家鱼在水位上涨时产卵形成高峰（据水工程生态研究所常剑波资料）河流地

7、貌复杂性（空间异质性）蜿蜒性连通性3维复杂性河滩宽度主河槽宽度上游中游下游深泓砾石砾石深泓2倍最大水深河流廊道生态系统示意河流生物群落多样性对河流的大规模开发近一百多年来利用现代工程技术手段，对河流的大规模开发利用，兴建了大量工程，改变了河流的地貌学特征。数百年河流的人工变化超过了数万年的自然演进。有学者估计，至今，全世界有大约60％的河流经过了人工改造，包括筑坝、筑堤、治河工程…对河流大规模开发全世界范围内超过15米高/库容超过300万立方米的大坝有45000座,（ICOLD，2000）我国有26000座。建坝最多的国家依次为中国、美国、前苏联、日本和

8、印度。河流近100年变化剧烈长江约300多万年的历史中华民族有5000年的文明史