水生态评价方法研究进展及展望

水生态系统是人类赖以生存的基础,近年来气候变化和水资源开发、水体污染、过度捕捞等人类活动导致水生态系统严重受损,水生态系统的保护和修复已成为全球面临的重大挑战。科学合理的水生态评价方法是实现水生态系统稳定、健康和可持续管理的基本保障,也是目前我国各相关管理部门高度重视的关键问题,多个部门围绕水生态评价展开了积极探索与实践。本文系统回顾了水生态评价方法的发展历程并阐释了水生态评价的内涵,梳理了常用的水生态评价方法,明晰了各方法的基本理念和应用场景,分析了各方法的优点和不足,提出了基于生态完整性的水生态健康评价方法,最后对目前我国水生态评价需进一步完善的工作进行了展望。本文以期与相关领域研究者和管理者在水生态评价理论和方法方面进行探讨,为我国水生态考核工作提供理论支持。

基于地理国情监测数据的景观生态评价研究

本文以黄河三角洲国家级自然保护区作为研究对象,应用景观生态学理论,提出基于地理国情监测数据的人为干扰度划分方法,选取合适指标,构建景观生态评价指标体系。本文以500 m×500 m格网作为评价单元,采用2015―2020年六期地理国情监测数据,运用熵权法确定单个指标的权重,得到景观生态安全指数(LESI),并从空间和时间维度对保护区内景观生态情况进行分析评价。研究结果表明,2015―2020年期间,保护区的景观生态状况得到逐步改善,尤其是2020年,不仅生态安全指数全部提升到良好及以上水平,空间分布也呈现出更好的趋势。

怀洪新河蓄水性河段浮游植物功能群演替及水生态评价

为探究怀洪新河蓄水性河段浮游植物功能群演替及水生态现状,于2019—2020年在怀洪新河新浍河段开展8次季度调查。采用浮游植物功能群划分法和冗余分析(RDA)探究浮游植物功能群演替特征以及主要环境影响因子,采用综合营养状态指数、多样性指数、河流生态健康指数(Q r)对水环境状况进行综合评价。结果显示,调查期间怀洪新河浮游植物共8门70属136种,绿藻门种类数量占比最高(52.21%),蓝藻门(19.12%)与硅藻门次之(13.24%)。浮游植物丰度季度均值变化范围为1.60×10^(6)~3.61×10^(7)L^(-1),平均为(8.99±3.84)×10^(6)L^(-1);生物量季度均值变化范围为0.59~6.07 mg·L^(-1),平均为(2.48±0.35)mg·L^(-1)。浮游植物优势种主要为尖尾蓝隐藻(Chroomonas acuta)、啮蚀隐藻(Cryptomonas erosa)、梅尼小环藻(Cryptocryptophyta acuminatum)和微囊藻(Microcystis)等。怀洪新河共划分出25个功能群,其中优势功能群9个,2019—2020年优势功能群季节演替特征为B、X2、Y(春季)→M、J、Y(夏季)→B、P、Y(秋季)→B、X2、Y(冬季)→B、X2、Y(春季)→J、S1、S2、Y(夏季)→B、P、J、Y(秋季)→B、E、Y(冬季),主要优势功能群B、Y指示怀洪新河水体为中至富营养静水状态。RDA结果显示,温度、氮磷营养盐和pH值是影响怀洪新河优势功能群演替的主要环境因子。Q_(r)指数指示怀洪新河新浍河段水质为“好-中等”,与综合营养状态指数评价结果相近。相较于多样性指数,Q_(r)指数更适用于怀洪新河蓄水河段水生态评价。

安吉小鲵栖息地浮游植物群落结构特征及水生态评价

为研究安吉小鲵栖息地水体浮游植物群落结构和时空变化特征,2022年3—12月对浙江龙王山安吉小鲵栖息地水环境进行采样,测定浮游植物种类数及数量,并对水体理化性质进行分析。结果表明:安吉小鲵栖息地共鉴定出浮游植物8门72属116种,年平均密度为2.62×10^(6)cells/L,年平均生物量为4.25mg/L,年平均叶绿素a浓度为21.72μg/L。Shannon-weiner和Pielou多样性指数分别为0.09~3.63和0.02~0.93。综合3个水体评价指标,安吉小鲵栖息地水体处于中营养状态,其中两个繁殖坑S4和S8向轻度富营养化转变。水体营养状况具有一定的季节特征,夏季营养水平显著高于其他季节。本研究首次报道了安吉小鲵栖息地浮游植物群落结构及其变化,建议今后密切监测栖息地水生生态变化,必要时开展安吉小鲵栖息地生态保护措施。

我国水生态评价研究脉络与热点趋势探析——基于CiteSpace联合VOSviewer的文献计量及可视化研究

以中国知网数据库2002—2022年水生态评价科学论文为研究对象,利用文献计量工具CiteSpace和VOSviewer,对水生态评价相关研究文献进行可视化分析,重点分析了我国在该领域的基础研究情况、研究热点和研究趋势。结果表明:①国内关于水生态评价研究的文献的发表量总体呈波动上升的年度变化趋势,反映出该研究领域具有重要的科学价值。②国内相关研究整体趋于成熟,核心作者群已初步成形,但学者间尚未形成有效的合作交流网络,这在一定程度上制约了研究水平的进一步提升。③高校和科研院所是开展水生态评价研究的核心力量,但各研究机构间的融合性不足,合作有待加强。④构建适宜我国国情的水生态评价体系是目前该领域的研究热点,包括评价指标的选取与评价方法的建立等方面,涉及多个学科领域的理论知识与研究方法。⑤未来,浮游植物等生物类群在水生态评价中的指示作用、水生生物群落结构的完整性、熵权法在多指标综合评价方面的应用等研究领域具有较大的拓展空间。同时,研究会朝着更加细分的领域深化,向理论和实践相结合的方向发展。

低碳理念下复杂地质公路选线生态评价方法研究

研究针对复杂地质公路选线开展生态评价,从社会、生态、地表水、地下水、声环境以及环境空气等六个方面构建了生态评价指标体系,按照传统和改进的AHP法,构建了AHP-FCE生态评价模型,对研究区域的公路选线进行了路线周边的生态评价。结果表明,社会环境和噪声污染对地址公路选线的影响较小,但对环境空气及生态环境的影响较大。减少或者减缓对生态的影响和动物繁衍及迁徙的影响。适合于复杂地质公路选线生态环境保护措施,对地质公路选线生态环境保护具有重要作用,可以促进地质公路周边与环境、生境的协调可持续绿色发展。

基于改进主成分分析法的水环境中重金属污染流域水质生态评价方法研究

为了准确掌握水环境中的重金属污染情况,提高水质生态防治效果,提出了基于改进主成分分析法的水环境中重金属污染流域水质生态评价方法研究。选取研究污染流域水质区域,收集4个区域地表水,测定金属元素含量,通过四类分析与评价法,实现对水环境中重金属污染状况及潜在危害的生态评价,得出评价的B区域和C区域水质综合重金属污染较高,铁元素在四个区域均在第一主成分,是污染程度最高的,整体生态评价为及格。评价结果表明所提方法可以对水环境中重金属污染状况进行精确的评价,辅助保护人民身体健康与生态环境。

基于Landsat8遥感影像的机器学习分类方法比较及生态评价——以黄骅市为例

【目的】准确地提取影像特征并进行分类,为开展区域生态评价和土地利用规划工作提供依据。【方法】以河北省黄骅市为研究区,以Landsat8 OLI遥感影像为数据源,基于最大似然、神经网络、支持向量机三种分类方法,对比典型样地各地物可分离度、分类精度差异、各算法分类混淆矩阵及分类结果差异,并根据分类结果对黄骅市进行生态评价。【结果】1)支持向量机在三种不同机器学习方法中分类精度最高,其总体精度与Kappa系数分别达到0.892 562与0.862 1;2)分类结果经K-means聚类处理后可有效减少“椒盐现象”产生,经聚类后的分类影像中地物类型以耕地、人工表面及水体居多;3)黄骅市的生态环境指数为42~54,生态环境状况为一般。【结论】相较于最大似然分类方法与神经网络分类方法,支持向量机分类方法得到的结果更为准确,与实地调研的数据和分析结果更为接近,为区域土地规划和生态环境管理提供了理论参考。

基于相关分析-粗糙集理论的生态评价指标体系构建

根据"坚持以人为本,树立全面、协调、可持续的发展观,促进经济社会和人的全面发展"的科学发展观的内涵,以DPSIR五因素模型为概念框架,利用相关分析与粗糙集相结合的方法定量筛选指标,构建了生态评价指标体系.主要创新与特色:一是通过采用DPSIR概念框架构建指标体系,将人的需求、经济发展和社会进步等要素纳入到生态系统评价中,克服了现有生态评价只片面关注环境与资源状况或者只关注环境保护与治理状况的不足.二是通过相关性分析删除同一准则层内相关系数大的指标,避免了指标反映信息重复.三是通过模糊粗糙集删除同一准则层内给定精度下不影响评价对象分类的指标,保证了筛选出的指标体系对评价结果有显著影响.

苏州典型生态护岸航道生态评价指标体系初步研究

本研究初步建立了生态护岸航道生态评价指标体系,包括水质状况、底质状况、生物状况共3个准则层和11个指标层指标,以层次分析法确定了各指标的权重,对苏州典型生态护岸航道杨林塘(太仓段)开展了生态综合评价。评价结果表明,生态型护岸段的健康程度高于硬质化护岸,附着藻类和底栖动物多样性是影响评价结果的主要因素,为生态护岸航道生态评价与护岸整治设计提供参考价值。

大型露天矿区生态评价模型研究及应用

根据景观生态评价的理论与方法,并结合露天煤矿开采对环境破坏的特点,构造了基于景观的稳定性和宜人性指标的露天矿区生态评价模型.以胜利矿区为例,通过选用多样性、代表性、空气污染浓度、重金属污染、土壤侵蚀、地下水污染等6项指标建立了生态评价指标体系,运用层次分析法对生态评价因子进行等级化处理,确定评价指标的权重,计算出各生态评价因子的综合评价指数(CEI)为0.96,表明该矿区的生态质量很好,能满足可持续发展的要求.

垦造水田生态评价体系及生态建设措施

农业建设是我国经济发展的支柱型产业。推进农业的现代化建设,落实生态化农业管理措施,成为现代农业发展的重点。开展垦造水田管理工作,可以有效强化垦造水田的生态化管理效果,将一些土地资源重新盘活,使其为国民经济的稳定发展提供核心动力。该文介绍了垦造水田生态建设的定义,着重论述了如何构建垦造水田生态评价体系,并对垦造水田生态建设的优化措施进行了探究,旨在为相关管理工作提供可行之策。

建构体现“和谐—动态—进阶”的生态评价体系

生态评价体系旨在维系一个关注学生全面发展的生态评价环境。通过打造和谐生态平台、形成动态平衡闭环以及追求纵向进阶空间,生态评价突破了以往单一关注结果、评价方式和评价主体的特质。以科学大概念为核心,评价内容涵盖了学生的学习态度、学习习惯、学习能力和科学观念等方面,体现了对学生全面素养的关注。在生态评价中,学生的自评和小组同伴互评被视为至关重要的环节,不仅促进学生的自我认知和加强了对团队合作能力的培养,还激发学生的主动学习意愿。教师的反馈则为学生提供了专业的指导和建议,帮助他们改进学习方式,实现学习目标。综合来看,采用教师评价、学生自评和学习小组同伴评价的方式,配合科学生态评价手册,能为学生的全面发展提供有效的支持和指导。

绿色制造的生态评价体系及方法研究

以生态文明的实现为核心,构建了绿色制造产品与过程的生态评价体系,相较于传统的绿色评价,其特点在于需要追溯产品与制造过程的生态源头,并且在生命周期的各个阶段都要考虑对生态环境造成的影响,尤其对于不能再制造再利用的需要掩埋的排放物以及经过处理之后的空气排放物和水排放,要考虑生态的自净化能力。同时,以缓解6大生态危机为评价核心建立了相应的生态评价方法,将LCA与层次分析法相结合,得到绿色制造产品与过程的生态文明指数,并通过某阀体车削工艺过程的实例分析证明了生态评价方法可以评定其是否符合在生态文明下的绿色性要求。

城市绿地生态评价研究进展

城市绿地的科学评价为绿地的规划和管理提供了参考,对人们正确认识和改造绿地建设起着重要的作用,为城市绿地生态功能的发挥提供了重要的依据和保障。以绿地结构的评价为基础,总结了城市绿地生态功能、服务评价、健康评价的方法和研究进展;提出了城市绿地生态风险评价的基本方法并概括了城市绿地可持续评价的研究方向。结果显示:当前城市绿地的生态评价在范围上逐渐从微观尺度发展到宏观尺度,日益强调绿地的生态服务功能,重点关注于绿地的碳储量与降温增湿功能与效益评价以及价值化研究;城市绿地的健康评价和可持续性评价均尚处于初级的探索阶段。指出了城市绿地生态评价的关键在于评价结果在管理和规划中的应用,在评价内容上必须关注各部分的结合,在评价方法上应该借助基础研究的长期监测、评价的量化以及多学科交叉的渗透。

海岸带土地持续利用景观生态评价

应用景观生态学理论研究土地持续利用问题,从景观生产力、景观受胁度与景观稳定性3方面构建海岸带土地利用可持续性的景观生态评价指标体系,并辅以山东省无棣县土地持续利用的个案分析,将土地持续利用的多重目标与景观格局结合在一起进行土地持续利用时空尺度上的综合评价,是土地持续利用评价研究的有益拓展。评价结果表明,无棣县土地利用可持续性景观生态评价值整体较低,区域差异大。通过聚类分析,将无棣县11个乡镇划分为土地利用的强可持续区、可持续区、弱可持续区、弱不可持续区与强不可持续区等5个梯度区,并分析了自然资源禀赋、乡村现代化、人口规模与人口素质等区域差异成因。

红壤区桉树人工林炼山后土壤肥力变化及其生态评价

炼山是我国南方林区清理林地的一种传统方法。以广西红壤区桉树人工林为研究区域,通过样地调查和采样,应用培养和非培养(PCR-DGGE)等传统与现代分析方法分别对火烧迹地土壤肥力演变及生态环境进行了评价。结果表明:与非炼山对照区相比,炼山1周后土壤剖面表层土壤(0—3 cm)中有机质、全氮、全磷、全钾以及碱解氮、速效磷和速效钾含量均不同程度地提高;同时,可培养土壤微生物数量和土壤微生物生物量碳、氮也显著地高于对照。虽然中层土(3—25 cm)中各理化性状和生物学性状指标也呈现出与表层土类似的变化趋势,但下层土(25 cm以下)却呈现出无规则的变化趋势;另一方面,炼山4个月后,除磷含量外,土壤剖面各土层土壤中理化性状指标均不同程度地低于非炼山对照区土壤。同时,炼山土壤中可培养微生物数量均低于对照区土壤,虽然表层土壤之间的差异均未达显著水平,但剖面各土层土壤微生物生物量碳、氮却显著低于对照区土壤。说明炼山无助于长效提高桉树人工林的土壤肥力。此外,虽然桉树人工林土壤细菌多样性指数、丰度和均与度指标在不同土层的变化不均一,但无论是炼山1周或4个月后,炼山方式均不同程度地导致了桉树人工林表层土壤细菌多样性指数、丰度和均与度指标的下降,说明炼山方式也不利于桉树人工林,尤其是表层土壤生态系统的持续稳定。

珠江口重金属变化特征与生态评价

根据2002年5月和8月珠江口生态环境调查的数据,对水体和沉积物中重金属元素Cu、Pb、Zn、Cd的含量与变化特征进行分析讨论,并对研究海域的生态环境进行质量评价和生态危害性评价。结果表明,珠江口水体和表层沉积物中-6、48.9×10-6、153.3×Cu、Pb、Zn、Cd的平均含量分别是6.53μg/L、2.22μg/L、48.3μg/L、0.16μg/L和43.8×1010-6、0.82×10-6;沉积物对Cu、Pb、Zn、Cd的富集倍数平均在1.5～3.3。水体中Cu、Pb、Cd的含量在河口不同区段(上、下游)季节变化特征不同,这种变化与水体中Cu、Pb、Cd的存在形态、迁移转化过程有关;受水动力条件及冲淤特性的影响,表层沉积物中8月份Cu、Pb、Zn、Cd的含量高于5月份的含量。生态环境质量评价的结果表明,5月份珠江口水体处于中污染状况、沉积物属轻污染状况,8月份水体和沉积物分别为较清洁和中污染;对沉积物的生态危害评价显示,8月份沉积物重金属的潜在生态危害性高于5月份,Cd的潜在危害性高于Cu、Pb、Zn。

田野菟丝子控制薇甘菊的生态评价

通过对广东省东莞、深圳、汕尾、香港等地的 11个田野菟丝子CuscutacampestrisYuncker控制薇甘菊危害的野外样地的调查研究 ,结果表明 :田野菟丝子能寄生并致死薇甘菊 ,使样地群落中薇甘菊的盖度由 75 %～95 %降低到 18%～ 2 5 % ,较好地控制住薇甘菊的危害 ,并使受害群落的物种多样性明显增加 ,而不会致死样地内其它植物 ,虽能在 83种植物 (占样地植物的 74 1% )上寄生生长 ,但对其中的乔木、灌木、藤本及草本植物无明显影响 ,它们的长势正常 ;仅有包括 8种菊科植物在内的 15种草本植物 (其中 12种为外来有害杂草 )会受到田野菟丝子一定程度的影响 ,因此 ,初步认为田野菟丝子控制薇甘菊危害的方法基本上是可行的、安全的。

中尺度生态评价研究中格网空间尺度的选择与确定

在研究实验数据的基础上,对中尺度(1∶100000比例尺)区域生态环境系统安全评价的区域尺度、制图尺度、成图视觉效果、数据精度、数据量负荷之间的辨证关系进行了系统的研究,建立了中尺度区域生态安全评价的基本格网分析评价单元———即25m×25m的GRID格网单元。研究成果建立起了区域生态安全评价研究基本格网评价单元确定的方法论。