生境模拟法在黑水河鱼类栖息地保护中的应用

为了解黑水河鱼类栖息地适宜性状况,研究行之有效的栖息地保护方案,采用基于河道内流量增加法(IFIM)原理的栖息地模拟方法,使用RIVER2D二维水动力学及栖息地模拟软件,以黑水河干流苏家湾水电站坝址至公德房水电站坝址河段为例,进行水动力模拟和鱼类栖息地适宜性模拟,通过加权有效栖息地面积(WUA),分析适宜物理栖息地的数量、质量和分布情况,评估研究河段的鱼类栖息地适宜性状况并探究存在的主要问题。结果显示,公德房库区河段水域面积较大,大部分河段适宜性指数较高,有效栖息地面积较大;减水河段河道内流量较小,大部分河段水深较浅,有效栖息地面积小,需要开展河道生境修复;在此基础上,研究了增加生态流量(坝址处多年平均流量的10%、12.5%、15%)条件下的改善效果,以及固定生态流量(坝址处多年平均流量10%)条件下进行河道整理的改善效果。经比较分析,提出了黑水河生境修复可采取河道整理为主,结合优化生态流量的保护方案。

雅砻江干流河道内生态需水量生境模拟法研究

生态需水的研究已成为国内外地球科学领域普遍关注的一个热点问题。在现场调查的基础上,根据雅砻江干流独特的生态环境特点与保护目标,选择了包括水文和生物两方面信息的方法―生境模拟法,以达到满足保护水生生物的生境目标,维持调水河流良好的生态功能的目的。结果表明,生境模拟法计算的各站各年的河道内生态需水量基本上处于或接近Tennant法所设定的最小和适宜生态需水量之间,而Tennant法设定的计算标准主要考虑当地的水生生物生活习性及气候特点,符合当地的河流生态与环境条件。可见应用生境模拟法来计算河道内生态需水量是可行的。

融合鱼类生境及航运的河流多目标生态流量研究

维持河流生态流量是保障水生态系统健康的基本要求,鱼类是水生态系统生物群落中的顶级物种。基于水生态调查,以生境模拟法为基础探究山东省小清河干流的生态流量。利用相对重要性指数选取不同季节的鱼类指示物种,结合生境调查和相关文献绘制鱼类生境适宜性曲线,利用生境模拟法求解黄台桥、岔河和石村水文站3个生态流量控制断面满足鱼类生境适宜性要求的生态流量;通过计算生态流量保证率对水文学方法和生境模拟法计算的生态流量进行比选,并结合小清河航运要求,确定小清河干流满足鱼类生境适宜性、水文节律性和航运要求的多目标生态流量。通过与3个控制断面长系列实测月平均流量比较求得多目标生态流量年平均保证率分别为98.21%、83.77%和80.13%,而岔河水文站6月份、石村水文站4、5月份保证率明显低于平均水平,需予以重点关注。

基于麦穗鱼生境模拟的渭河宝鸡段生态基流估算

生境模拟法是水力学方法的进一步发展,该方法考虑了生物因素,选取水文因子,应用水动力模型模拟计算生态基流.基于河道内流量增加法(IFIM)原理,本文使用HEC-RAS水动力模型,以渭河宝鸡段林家村水文站至魏家堡水文站之间70km河段为研究对象进行水力模拟;同时选取麦穗鱼为指示物种,考虑生境中流速和水深2个水文因子,绘制生境适宜性曲线,结合水力模拟结果计算得出麦穗鱼的生境可利用面积(AHU),进一步得到流量与生境可利用面积(Q-AHU)关系曲线,曲线第一个转折点对应的流量为生态基流,最高点为最适宜流量.计算结果显示:为保证麦穗鱼生存,渭河宝鸡段所需的生态基流量为10m^3·s^-1;为使麦穗鱼更好地生活繁殖,所需的最适生态流量为20m^3·s^-1;分别占多年(1961-1986年)平均流量的13.4%和26.8%.

重庆缙云山国家级自然保护区边缘区土地利用冲突评估研究

随着全球城市化地区的快速扩张,城市化压力下自然保护地的持久性和保护成效问题备受国内外关注。在权衡自然保护和城市社会经济发展的过程中,城市自然保护地边缘区土地利用冲突问题成为保护利用协调管理的难点及保护成效的关键影响因子,亟需科学的土地冲突评估方法作为精准介入的技术支撑。构建由制度性冲突、保护利用冲突、不同利用方式冲突三类构成的城市自然保护地边缘区土地利用冲突分类和评估框架,采用矩阵分析法、MaxEnt生境模拟法、土地多宜性分析法等方法,以位于重庆主城的缙云山国家级自然保护区为案例地进行实证运用。识别结果表明,从冲突规模来看,不同利用方式冲突易发区的面积最大,制度性冲突易发区的面积最小;从冲突类型来看,不同利用方式冲突与保护利用冲突的分布重叠度较高;从冲突强度来看,高强度的土地利用冲突大部分位于城镇化程度较高的区域。从空间规划和冲突治理两个方面,提出了缙云山国家级自然保护区边缘区的规划调控建议,为城市自然保护地边缘区的规划管理政策制定提供支撑。

基于四大家鱼生境需求的灌河生态需水过程研究

针对生态用水被严重挤占和鲇鱼山水库拦蓄作用造成的灌河中下游生物多样性减少及鱼类栖息地被破坏等生态问题,对灌河鲇鱼山水库下游至与史河交汇口90 km长的河段进行生态需水过程研究。分析确定以四大家鱼作为目标物种,计算鱼类生长繁殖所需的生态基流、敏感生态需水和触发鱼类关键生命活动的高流量脉冲过程。考虑到灌河实际情况,选择利用Tennant法计算生态基流,利用生境模拟法选择水深、流速和氨氮3个生境要素,借助MIKE21水动力水质模型计算敏感生态需水,根据历史流量资料计算产卵期所需的高流量脉冲特征值。结果显示:生态基流和敏感生态需水分别为3.4m3/s和12 m3/s,产卵期需要1~2次流量大于24 m3/s且持续3 d以上的高流量脉冲过程。对比历史流量资料和研究结果发现,鲇鱼山水库生态基流和敏感生态需水过程不满足生态需要,高流量脉冲过程基本可以满足,需要通过生态补源建设和改进鲇鱼山水库调度方式等塑造适宜的生态需水过程。

河道生态环境需水研究方法比较

对近年来的河道生态环境需水研究方法进行了回顾和分析 ,包括水文学法、水力学法、水文 生物分析法、生境模拟法、综合法以及作者参与研究的环境功能设定法等。文章对这些方法的理论基础、优缺点、适用范围进行了重点研究和评述 ,并结合我国情况分析了其在国内的应用前景。认为水文学法、生境模拟法、综合法和环境功能设定法相对来说都较适合于我国研究 ,其中生境模拟法由于实施比较复杂 。

小水电影响下的南方山区河流适宜生态流量

小水电不合理开发、忽视河流生态流量需求等问题给下游河段水文生态带来不利影响,破坏了水生生物的栖息地环境。以广西壮族自治区大环江下湘电站下游河段为例,选择鲤鱼作为目标鱼类,基于鲤鱼流速和水深适宜性曲线,采用生境模拟法模拟分析11个流量工况下研究河段水动力分布特征和鲤鱼质量生境面积分布特征,并运用水文学方法,基于三个评价指标评价最小生态流量的适宜性。结果表明,利用生境模拟法计算的枯水期鲤鱼生存的适宜生态流量为9.38 m^(3)/s、最小生态流量为6.25 m^(3)/s,结果合理、适宜,对于保障小水电下游河流生态环境健康具有重要意义。

西江干流敏感生态需水量研究

西江干流是珠江流域内最重要的鱼类产卵场分布区和鱼类洄游通道,其敏感生态需水可由控制断面的鱼类繁殖期适宜生态流量来确定。针对西江干流河道实际情况,选取迁江站和梧州站作为控制断面,依据西江鱼类产卵繁殖所需流速,采用生境模拟法估算西江干流迁江站、梧州站断面生态敏感期的适宜生态流量分别为1 722 m3/s、5 213 m3/s,敏感生态需水量分别为183亿m3、575亿m3,并利用Tennant法对计算结果进行了分析评价。该研究结果为西江干流的鱼类生境保护及水资源配置提供了技术依据。

考虑齐口裂腹鱼产卵需求的山区河流生态基流过程确定

在原型观测的基础上,应用生态水力学法与生境模拟法,建立对考虑齐口裂腹鱼产卵需求的山区河流水电工程生态基流过程的确定方法,并以四川中型山区河流杂谷脑河薛城电站为背景,对所构建方法进行应用分析。通过原型观测,对生态水力学的齐口裂腹鱼生境水力参数标准在杂谷脑河应用的适宜性进行分析;应用生态水力学方法,对不同河道流量下薛城电站减水河段的齐口裂腹鱼生境水力参数进行数值模拟,根据模拟结果,结合齐口裂腹鱼生境水力参数标准,分析得到薛城电站满足其生存的最小下泄流量;应用生境模拟法,对齐口裂腹鱼产卵期不同河道流量下薛城电站减水河段集中产卵场的可利用生境面积进行计算,得到最大可利用生境面积对应的下泄流量。综合最小下泄流量值与最大可利用生境面积所对应的下泄流量值,考虑齐口裂腹鱼产卵对水文情势的要求,建立薛城电站考虑齐口裂腹鱼产卵需求的生态基流过程。采用所构建方法得到的考虑鱼类产卵需求的水电工程生态基流过程,由于考虑了鱼类生存对最低流量以及产卵对水文情势的要求,能更好地满足鱼类产卵需求,可作为电站运行调度的约束。