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重大水利工程濕地生態保護與修復技術 版權信息
- ISBN：9787030719829
- 條形碼：9787030719829 ; 978-7-03-071982-9
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
重大水利工程濕地生態保護與修復技術 內容簡介
水利工程具有防洪、供水、灌溉、水資源配置等多重功能，在產生巨大經濟效益和社會效益的同時，也不可避免地影響濕地水文過程、濕地生境、濕地生物多樣性和濕地生態系統服務。為減緩水利工程運行對濕地生態的不利影響，亟須在系統研究水利工程調度運行、水文響應、水環境效應、濕地生境和生物多樣性時空格局變化的基礎上，優化水利工程調度和濕地生態保護與修復技術。本書分析典型水利工程建設帶來的濕地水文情勢、水環境、濕地生境、濕地生物生長條件變化等環境影響，探明典型水利工程對濕地生態的時空差異性影響，提出基于濕地水文節律變化的水位調控和濕地生態保護與修復技術，為濕地生態保護與修復提供技術指導和應用示范。
重大水利工程濕地生態保護與修復技術 目錄
目錄
第1章 緒論 1
1.1 濕地定義與生態特征 3
1.1.1 濕地定義 3
1.1.2 濕地生態特征 3
1.2 水利工程建設對濕地生態的影響 4
1.2.1 水利工程建設情況 4
1.2.2 對濕地生態的影響 5
1.3 濕地生態保護與修復 8
1.3.1 概念及內涵 8
1.3.2 基本原則 8
1.3.3 關鍵步驟 8
1.3.4 方法與途徑 9
1.3.5 關鍵技術 9
1.3.6 我國濕地保護與修復現狀 13
參考文獻 14
第2章 三峽水利樞紐濕地生態影響分析 21
2.1 基本特征 23
2.1.1 工程特征 23
2.1.2 三峽庫區環境特征 23
2.1.3 洞庭湖區環境特征 24
2.2 工程建設運行對濕地生態影響及保護對策措施 27
2.2.1 對水文情勢的影響 28
2.2.2 對水環境的影響 29
2.2.3 對濕地生態的影響 34
2.2.4 濕地生態保護對策措施 53
參考文獻 54
第3章 引江濟淮工程濕地生態影響分析 57
3.1 基本特征 59
3.1.1 工程特征 59
3.1.2 自然概況 59
3.1.3 生態環境 61
3.1.4 主要生態環境問題 69
3.2 工程建設運行對濕地生態影響及保護對策措施 70
3.2.1 對水文情勢的影響 70
3.2.2 對水環境的影響 82
3.2.3 對濕地生態的影響 83
3.2.4 濕地生態保護對策措施 91
參考文獻 93
第4章 華陽河蓄滯洪區濕地生態影響分析 95
4.1 基本特征 97
4.1.1 工程特征 97
4.1.2 自然概況 97
4.1.3 生態環境 100
4.1.4 主要生態環境問題 115
4.2 工程建設運行對濕地生態影響及保護對策措施 116
4.2.1 對水文情勢的影響 116
4.2.2 對水環境的影響 120
4.2.3 對濕地生態的影響 129
4.2.4 濕地生態保護對策措施 133 參考文獻 134
第5章 典型水利工程濕地生態保護與修復關鍵技術 135
5.1 典型水利工程濕地生態影響時空差異性分析 137
5.1.1 影響方式差異 137
5.1.2 影響目標和對象差異 137
5.1.3 影響程度差異 138
5.2 水利工程濕地生態保護與修復技術 138
5.2.1 基于濕地水文節律的水利工程調度方案 138
5.2.2 基于水利工程影響的濕地生態保護與修復關鍵技術 143
5.2.3 基于生態系統服務的濕地生態管理及監測技術 151
參考文獻 153
第6章 水利工程濕地生態保護與修復對策 155
6.1 自然濕地生態保護 157
6.2 濕地生態修復面臨的主要問題 158
6.2.1 忽視“源頭預防” 158
6.2.2 修復目標單一 158
6.2.3 系統性不強 158
6.2.4 科技支撐能力不強 159
6.2.5 利益相關方參與不夠 160
6.3 水利工程濕地生態修復對策 161
6.3.1 大力提升濕地生態修復技術研究水平 161
6.3.2 提高濕地生態系統動態監測水平 161
6.3.3 強化濕地生態修復實施效果評估 162
6.3.4 實施修復區域生態系統優化管理 162
參考文獻 163
第1章 緒論 1
1.1 濕地定義與生態特征 3
1.1.1 濕地定義 3
1.1.2 濕地生態特征 3
1.2 水利工程建設對濕地生態的影響 4
1.2.1 水利工程建設情況 4
1.2.2 對濕地生態的影響 5
1.3 濕地生態保護與修復 8
1.3.1 概念及內涵 8
1.3.2 基本原則 8
1.3.3 關鍵步驟 8
1.3.4 方法與途徑 9
1.3.5 關鍵技術 9
1.3.6 我國濕地保護與修復現狀 13
參考文獻 14
第2章 三峽水利樞紐濕地生態影響分析 21
2.1 基本特征 23
2.1.1 工程特征 23
2.1.2 三峽庫區環境特征 23
2.1.3 洞庭湖區環境特征 24
2.2 工程建設運行對濕地生態影響及保護對策措施 27
2.2.1 對水文情勢的影響 28
2.2.2 對水環境的影響 29
2.2.3 對濕地生態的影響 34
2.2.4 濕地生態保護對策措施 53
參考文獻 54
第3章 引江濟淮工程濕地生態影響分析 57
3.1 基本特征 59
3.1.1 工程特征 59
3.1.2 自然概況 59
3.1.3 生態環境 61
3.1.4 主要生態環境問題 69
3.2 工程建設運行對濕地生態影響及保護對策措施 70
3.2.1 對水文情勢的影響 70
3.2.2 對水環境的影響 82
3.2.3 對濕地生態的影響 83
3.2.4 濕地生態保護對策措施 91
參考文獻 93
第4章 華陽河蓄滯洪區濕地生態影響分析 95
4.1 基本特征 97
4.1.1 工程特征 97
4.1.2 自然概況 97
4.1.3 生態環境 100
4.1.4 主要生態環境問題 115
4.2 工程建設運行對濕地生態影響及保護對策措施 116
4.2.1 對水文情勢的影響 116
4.2.2 對水環境的影響 120
4.2.3 對濕地生態的影響 129
4.2.4 濕地生態保護對策措施 133 參考文獻 134
第5章 典型水利工程濕地生態保護與修復關鍵技術 135
5.1 典型水利工程濕地生態影響時空差異性分析 137
5.1.1 影響方式差異 137
5.1.2 影響目標和對象差異 137
5.1.3 影響程度差異 138
5.2 水利工程濕地生態保護與修復技術 138
5.2.1 基于濕地水文節律的水利工程調度方案 138
5.2.2 基于水利工程影響的濕地生態保護與修復關鍵技術 143
5.2.3 基于生態系統服務的濕地生態管理及監測技術 151
參考文獻 153
第6章 水利工程濕地生態保護與修復對策 155
6.1 自然濕地生態保護 157
6.2 濕地生態修復面臨的主要問題 158
6.2.1 忽視“源頭預防” 158
6.2.2 修復目標單一 158
6.2.3 系統性不強 158
6.2.4 科技支撐能力不強 159
6.2.5 利益相關方參與不夠 160
6.3 水利工程濕地生態修復對策 161
6.3.1 大力提升濕地生態修復技術研究水平 161
6.3.2 提高濕地生態系統動態監測水平 161
6.3.3 強化濕地生態修復實施效果評估 162
6.3.4 實施修復區域生態系統優化管理 162
參考文獻 163
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重大水利工程濕地生態保護與修復技術 節選
第1章緒論 1.1濕地定義與生態特征 1.1.1濕地定義 濕地是重要的國土資源和自然資源，它不僅為許多動植物提供了獨*的生境，也是人類*重要的生存環境之一，與人類的生存、繁衍、發展息息相關。根據1971年在伊朗簽訂的《關于特別是作為水禽棲息地的國際重要濕地公約》首次發表的《全球濕地展望》，全球內陸和濱海濕地面積超過1210萬km2，雖然僅占地球陸地表面面積的8%左右，卻為全球約40%的物種提供棲息和繁殖生境，在保障全球生物多樣性和維持人類生存發展等方面發揮著重要作用。地球上的生態系統按基質、成因或區域劃分，濕地生態系統都是其中極其重要的組成部分（何池全，2003）。由于濕地分布的廣泛性，面積和區域的差異性，淹水條件的易變性，以及濕地邊界的不確定性，再加上濕地是多學科研究對象，不同國家、不同地區、不同學科對濕地研究的側重點不同，國際上沒有形成統一的濕地概念（呂憲國和李紅玉，2004；何池全，2003）。在世界各國先后出現的100余種濕地的定義中，被普遍接受的是《關于特別是作為水禽棲息地的國際重要濕地公約》中給出的濕地的定義（陳克林，1995）：濕地是指不論其為天然或人工、長久或暫時性的沼澤地、泥炭地或水域地帶，帶有靜止或流動的淡水、半咸水、咸水水體者，包括低潮時水深不超過6米的水域。濕地生態系統則是指在特定的濕地環境中，濕地的各種動態組分（包括濕地動物、植物及微生物群落）之間及這些動態組分與其無機環境之間，通過能量流動和物質循環而相互作用的統一整體。 1.1.2濕地生態特征 1.濕地生態系統結構 同其他生態系統一樣，濕地生態系統的成分一般可以概括為生產者、消費者、分解者和非生物環境四種。濕地生態系統結構是指構成濕地生態系統的生產者（包括濕生植物、中生植物和水生植物）、消費者（濕地動物）、分解者（微生物）在時間和空間上的分布與配置，以及各組分間能量、物質、信息流的傳遞途徑及傳遞關系（陸健健等，2006；呂憲國和李紅玉，2004）。濕地生態系統結構主要包括群落結構、營養結構、景觀結構三個重要方面（呂憲國和李紅玉，2004）。 2.濕地生態系統過程 濕地生態系統過程是指生態系統物質循環和能量流動的動態過程（Lovett et al.，2005；Chapin et al.，2002）。其中：物質循環過程主要包括水循環、碳循環、氮循環、磷循環和硫循環等過程，主要指生物地球化學及營養物質次生代謝過程；能量流動過程主要包括物理過程和生物過程，具體包括初級生產、次級生產和分解過程。探明濕地的發生、發展機制有利于更好地認識生態系統的功能（呂憲國和李紅玉，2004）。 3.濕地生態系統功能 濕地生態系統功能是濕地生態系統結構、過程相互作用的結果（Chapin et al.，2002；Turner et al.，2000）。它不僅取決于濕地內部的生物組分和非生物組分，也取決于濕地內部影響物質循環和能量流動過程的物理（水過濾，輸沙）、化學（氧化、還原）及生物（光合）組分之間的相互作用。它本身可以是發生在濕地內部的各種過程，又可以是濕地內部各種過程的表現形式，可以提供滿足和維持人類生存和發展的條件和過程（呂憲國和李紅玉，2004），也是生態系統提供產品和服務的能力的體現。 4.濕地生態系統服務 生態系統服務概念自提出以來，經歷了萌芽及快速發展階段。隨著生態系統服務研究的不斷深入，生態系統中間服務（intermediate services）和*終服務（final services）的概念區分受到廣泛關注，從理論上避免了生態系統服務價值重復計算，為生態系統服務權衡關系和生態系統服務供需耦合機制研究提供了重要的理論基礎。濕地生態系統服務是指濕地生態系統對人類福祉效益的直接或間接貢獻（Kumar，2011）。這個定義的兩個關鍵要素是：①濕地生態系統服務必須是從濕地生態系統中獲得，是一種生態現象；②并非所有的濕地生態系統服務都必須被直接利用（Fisher et al.，2009）。根據千年生態系統評估（millennium ecosystem assessment，MEA）：濕地為人類提供了食物、淡水、纖維、燃料、木材及基因物質等產品服務；氣候調節、空氣質量改善、洪水調蓄和水質凈化等調節服務；休閑娛樂、科研教育、生物多樣性保護等文化服務；營養物質循環、水循環、土壤有機質形成、初級生產等支持服務。供給服務和文化服務通常是直接影響人類福祉的*終服務。調節服務既可以是中間服務，又可以是*終服務，取決于生態系統服務的受益者。例如：水質凈化服務對于維持人類基本生活的飲用水而言是中間服務；洪水調蓄和風暴防護因直接影響人類的福祉而成為*終服務。而支持服務與其他三種服務的區別在于，它對人類的貢獻是通過其他三種服務間接表達的。 1.2水利工程建設對濕地生態的影響 1.2.1水利工程建設情況 截至2019年底，我國已基本建成較為完善的水利工程體系，規模和數量躍居世界前列。各類水庫從新中國成立前的1200多座增加到近10萬座，總庫容從200多億m3增加到近9000億，5級以上江河堤防達30多萬km，是新中國成立之初的7倍多（馬曉媛，2019）。截至2019年底，全國共有水庫98112座，總庫容8983億。其中：大型水庫744座，庫容7150億；中型水庫3978座，庫容1127億；小型水庫93390座，庫容706億。全國共有水電站46000多座，裝機容量35804萬kW，其中農村水電站（裝機容量在5萬kW以下的水電站）45445座，裝機容量8144.2萬kW。全國已建成5級及以上江河堤防（即保護對象防洪標準≥10年）32.0萬km，保護人口6.4億人，保護耕地4190.3萬hm2。全國已建成流量5m3/s及以上水閘103575座，其中大型水閘892座。按照水閘類型分，分洪閘8293座，退（排）水閘18449座，擋潮閘5172座，引水閘13830座，節制閘57831座（中華人民共和國水利部，2020）。 1.2.2對濕地生態的影響 水利工程是國民經濟基礎設施的重要組成部分，在防洪安全、水資源合理利用、生態環境保護和推動國民經濟發展等方面具有不可替代的作用。為了滿足社會防洪、發電、灌溉、航運等需求，人類大量建造大型水壩和小水電站（Chenetal.，2016；Nilssonetal.，2005），導致產生和維持濕地生態系統生物多樣性的水文情勢、水環境、地貌形態、沉積態均發生顯著改變（Wuetal.，2013；.u.eketal.，2012；Donohue and Molinos，2009；Poffetal.，2007）。例如，水庫的削峰補枯作用弱化了洪水的脈沖作用，減少了河道與濕地間的水量交互，致使河流對濕地的補給水量逐漸減少，濕地面積逐漸下降，濕地生態逐漸退化（鄭越馨，2020）。此外，在水庫防洪泄水期，水庫的調蓄對大壩下游自然狀態下的水文過程產生了顯著干擾，使下游濕地動植物生境因上游來水量和頻率不穩定而遭到毀壞，進而導致濕地生態系統結構改變、生物多樣性下降、生態服務價值降低等一系列生態環境問題（Grumbine and Pandit，2013；V.r.smartyetal.，2010）。因此水利工程造成的通道阻隔及水文情勢的變化對濕地生態的影響*為深遠及廣泛。 1.通道阻隔 通道阻隔主要通過截流、攔沙、阻物三大方式來對濕地生態系統造成深遠的影響。 截流即為截斷水流，即通過修建水庫和堤防，攔截水源使得濕地與周圍的水力聯系減少甚至中斷，濕地變干、萎縮。如在河口區域，水利工程的截流效應會使地表鹽分難以向下游排泄而加劇濕地鹽堿化（呂金福等，2000）。攔海大堤的修筑，導致入海淡水減少，淹沒深度及淹沒時間過長，致使適宜翅堿蓬生長的濕地范圍逐漸縮小（李波，2006），從而導致遼河河口紅海灘退化。此外，在氣候干旱的年份，遼河口攔河大閘關閘斷水，由于河口沒有足夠淡水補充，河口海水鹽度升高，致使翅堿蓬生長區吸附和滲透了大量潮汐海水。土壤水分蒸發使地表積鹽，造成濕地鹽漬化，超出了翅堿蓬生長的耐鹽極限，從而引起翅堿蓬群落退化死亡（李忠波，2002）。 水利工程通道阻隔導致上游來沙減少，即產生攔沙效應，致使河道泥沙淤積速度放緩，從而造成工程下游濕地組成和濕地植被演替過程發生改變，進而影響通江湖泊濕地演替的趨勢和方向。例如三峽工程蓄水后，2003～2012年入庫沙量與1990年前均值相重大水利工程濕地生態保護與修復技術比減少58%，壩下宜昌站年均輸沙量較三峽工程蓄水前平均值減少90%；三峽工程建設前，其他流域眾多大壩的修建和水土保持等工程引起的入海泥沙通量下降已經將長江口水下三角洲推到淤—蝕轉變的臨界狀態，而三峽工程在一定程度上加速了這種淤—蝕轉變（中國水電工程顧問集團有限公司，2014）。因此長江上游來沙減少可能導致河口濕地淤漲減緩甚至侵蝕，河口濕地功能減弱或喪失。同樣，在三峽工程建設后，洞庭湖淤積速度減緩，湖區植物群落逐漸由快速演替轉化為慢速演替，即群落演替的主要模式由淤積較快的“水生植物—雞婆柳—蘆葦—木本植物”演替模式轉化為淤積較慢的“水生植物—虉草或薹草—蘆葦—木本植物”演替模式（黃維和王為東，2016）。 通道阻隔的阻物效應為大壩、水庫、堤防等水工建筑物通過阻斷不同能級水生生物的遷徙、洄游、產卵路徑及物理化學營養物質的輸送通道，致使水生棲息地破碎化，進而產生魚類種群種類與數量下降、等位基因持續丟失、遺傳結構變化等負面影響（Kitanishi et al.，2012）。基于此，間接對與其相關生態系統服務的提供產生不利影響，引發河流水生生態系統退化（Lin and Qi，2017；Dugan et al.，2010）。 2.水文情勢變化 水是濕地生態系統中*重要的物質遷移媒介，是決定及維持典型濕地類型、濕地生物組成和濕地過程的重要因素（崔麗娟等，2011a）。濕地水文是控制濕地發展、類型分異和維持濕地存在的*基本因子（張明祥，2008），是濕地*重要的生態過程（王興菊等，2006）。濕地水文過程能夠影響濕地的物質和能量交換，控制濕地的形成、發育與演化，改變濕地的生物、物理和化學特征（崔麗娟等，2011a；王興菊等，2006）、濕地生物的區系類型、濕地生系統的結構和功能。濕地的水文功能是指與濕地的水文過程相關的支撐和保護自然生態系統結構、過程、功能和服務的能力，主要包括提供水源、補充地下水、調蓄洪水、凈化水質、調節氣候、保護河湖岸帶等功能，其獨*的水文功能對維持流域生態系統的健康和改善區域生態環境具有十分重要的意義（張明祥，2008）。 濕地水文情勢是指濕地內降水、蒸散發、徑流、出流量及其地表和地下水位等隨時間的變化情況（馮夏清和章光新，2010）。濕地水文情勢在濕地生態系統的演替過程中處于支配地位，水文情勢主導著沖刷、沉積、淹沒等物理過程，并影響著營養鹽、pH、固體懸浮物等水質要素的變化，在很大程度上決定著濕地生境的時空分布，塑造生物群落及其生態過程（Naimanetal.，2002）。目前，伴隨著全球氣候變化和人類活動的雙重影響，濕地水文循環過程越來越復雜（章光新等，2008），濕地水文情勢變化對生態系統功能的復合影響越來越嚴重，濕地生態系統結構和功能隨之表現出脆弱化和退化的特點（董李勤和章光新，2011）。高水位的淹沒過程可阻止植被擴張，避免濕地生態系統過快地向陸地生態系統演化。但水位過高則會水漫堤岸，威脅生態安全；反之，水位過低則會出現湖泊干涸化，水生植被演替為旱生植被，甚至造成土地裸露進而發生濕地退化。同時，水利工程的建設及運行等人類活動直接或間接影響水文過程，造成濕地水文要素的變化。水文情勢改變會伴隨著沉積物和泥沙含量的變化，直接導致濕地土層和形態甚至結構的改變，從而引起水土流失、濕地生態環境惡化等生態環境問題，進而對原有生物生存
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