本專著是在國(guó)家水體污染控制與治理科技重大專項(xiàng)“松花江流域水生態(tài)功能一級(jí)二級(jí)分區(qū)研究”課題(2008ZX07526-002-01)和“松花江流域水生態(tài)功能三級(jí)四級(jí)功能分區(qū)研究”課題(2012ZX07501002-01)研究基礎(chǔ)上歸納提煉相關(guān)研究結(jié)果,引用了相關(guān)研究資料歷時(shí)十年完成的。
《松花江流域水生態(tài)功能分區(qū)研究》系統(tǒng)介紹了松花江流域的水生態(tài)功能分區(qū),全書共分為十章。把松花江流域作為一個(gè)完整的生態(tài)系統(tǒng),以松花江流域水生態(tài)健康和水生態(tài)保護(hù)恢復(fù)為目標(biāo),在介紹水生態(tài)功能分區(qū)概念與內(nèi)涵的基礎(chǔ)上,對(duì)自然力主導(dǎo)下和人為因素復(fù)合作用下的演變過(guò)程進(jìn)行分析,從多角度、多層次揭示流域系統(tǒng)演變機(jī)理和驅(qū)動(dòng)力,研究了流域生態(tài)系統(tǒng)過(guò)程之間相互影響和作用形成的生態(tài)環(huán)境以及空間分異格局和特點(diǎn)。重點(diǎn)論述了松花江流域自然環(huán)境、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)特征的空間異質(zhì)性以及陸地生態(tài)與水生態(tài)關(guān)系,系統(tǒng)研究了水資源、水環(huán)境、大型底棲動(dòng)物、水生植物、魚類和藻類等水生態(tài)系統(tǒng)的時(shí)空演化規(guī)律,并對(duì)松花江流域水生態(tài)功能的主要驅(qū)動(dòng)因子進(jìn)行了辨識(shí),最后構(gòu)建了松花江流域水生態(tài)功能分區(qū)的指標(biāo)體系,完成了流域四級(jí)水生態(tài)系統(tǒng)功能分區(qū)并作了功能驗(yàn)證和安全性評(píng)估。
《松花江流域水生態(tài)功能分區(qū)研究》可供環(huán)境保護(hù)、生態(tài)、水利、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、規(guī)劃、國(guó)土資源及相關(guān)部門的環(huán)境管理與科技工作者參考使用,也可供高等學(xué)校生物學(xué)、生態(tài)學(xué)、系統(tǒng)學(xué)、環(huán)境科學(xué)、環(huán)境工程、水文與水資源和流域規(guī)劃與管理等專業(yè)的教學(xué)、科研、管理工作的讀者借鑒和參考。同時(shí),對(duì)松花江流域內(nèi)政府環(huán)境主管部門進(jìn)行流域管理、制定政策和水生態(tài)目標(biāo)保護(hù)提供重要依據(jù)。
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松花江流域位于我國(guó)的東北部,是我國(guó)七大流域之一,松花江是我國(guó)第三大河流。松花江全長(zhǎng)為2309km,流域面積約為55.68萬(wàn)km2,占東北地區(qū)總面積的44.8%,占全國(guó)總面積的5.8%,徑流總量817.7億m3.超過(guò)了黃河的徑流總量。松花江流經(jīng)黑龍江、內(nèi)蒙古、吉林、遼寧四省(自治區(qū))。松花江流域是我國(guó)的重工業(yè)基地和商品糧基地,在我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中占有重要地位。
第四紀(jì)新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)主導(dǎo)了松花江流域的形成,幾經(jīng)滄海桑田之變,全新世時(shí)松花江流域基本形成了現(xiàn)在的地形、地貌、水系等大尺度空間格局。之后流域經(jīng)歷1萬(wàn)余年在自然因素主導(dǎo)下的演變過(guò)程,逐漸形成了流域內(nèi)不同特征的五大生態(tài)區(qū)域,即兩大山地、兩大平原以及其間的過(guò)渡帶——漫川漫崗區(qū),基本形成了現(xiàn)在的生態(tài)景觀格局。
在近150年的人類生產(chǎn)活動(dòng)影響下,流域各自然因素如地貌、地質(zhì)、土壤、氣候、生物以及環(huán)境條件均發(fā)生了變化,尤其是“日偽”時(shí)期的松花江兩個(gè)源頭長(zhǎng)白山和大小興安嶺兩個(gè)山區(qū)的原始深林生態(tài)遭到前所未有的掠奪破壞。從此松花江流域進(jìn)入了人為因素影響的過(guò)程,流域生態(tài)環(huán)境發(fā)生了巨大變化。
近100年的人類生產(chǎn)活動(dòng)完全破壞和打亂了流域自然變化的規(guī)律,替代了自然驅(qū)動(dòng)力,改變了流域1萬(wàn)年以來(lái)自然發(fā)展演變的方向和節(jié)奏,人類影響大大縮短了流域生態(tài)景觀狀態(tài)的改變時(shí)間步長(zhǎng)。
松花江流域是一個(gè)完整的生態(tài)系統(tǒng),在自然和人為影響下長(zhǎng)期演變形成的相對(duì)穩(wěn)定的自然狀態(tài),狀態(tài)因子時(shí)空異質(zhì)性及其狀態(tài)表征可作為流域生態(tài)分區(qū)的主要依據(jù)。流域演變的動(dòng)態(tài)和狀態(tài)是流域時(shí)空演變的基本特征。
本書是在國(guó)家“十一五”重大水專項(xiàng)“松花江流域水生態(tài)功能一級(jí)二級(jí)功能分區(qū)研究”課題(2008ZX07526-002-01)和“十二五”“松花江流域水生態(tài)功能三級(jí)四級(jí)功能分區(qū)研究”課題(2012ZX07501002-01)課題的成果基礎(chǔ)上,也是作者在出版《松花江流域生態(tài)演變與魚類生態(tài)》后,撰寫的第二部有關(guān)松花江流域水生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境健康安全管理的學(xué)術(shù)著作。
研究團(tuán)隊(duì)對(duì)松花江流域水資源、水環(huán)境、大型底棲動(dòng)物、水生植物、魚類和藻類等水生態(tài)系統(tǒng)的時(shí)空演化規(guī)律,以及松花江流域水生態(tài)功能的主要驅(qū)動(dòng)因子進(jìn)行了辨識(shí),最后構(gòu)建了松花江流域水生態(tài)功能分區(qū)的指標(biāo)體系,完成了每個(gè)分區(qū)的野外驗(yàn)證、功能驗(yàn)證和水生態(tài)系統(tǒng)安全性評(píng)估等。深入研究了松花江流域魚類資源狀況、區(qū)系組成、空間分布及約束因子、物種多樣性等。這是有史以來(lái)第一次對(duì)松花江全流域水生態(tài)進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)查的研究成果。這對(duì)流域生態(tài)環(huán)境、社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展具有重要的學(xué)術(shù)理論和應(yīng)用價(jià)值。
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目錄
前言
第1章水生態(tài)功能分區(qū)的理論與內(nèi)涵1
1.1生態(tài)功能區(qū)劃的發(fā)展歷程1
1.2水生態(tài)功能區(qū)劃的發(fā)展歷程11
1.3水生態(tài)功能分區(qū)目的和分區(qū)方法17
1.4水生態(tài)功能分區(qū)案例20
第2章松花江流域基本概況30
2.1松花江流域概況30
2.2自然環(huán)境特征32
2.3社會(huì)經(jīng)濟(jì)現(xiàn)狀46
2.4土地利用特征51
2.5水資源及其利用59
2.6污染源及污染排放特征67
第3章松花江流域自然環(huán)境因子空間異質(zhì)性分析69
3.1水生態(tài)功能的自然環(huán)境影響因子69
3.2地貌因子空間異質(zhì)性70
3.3氣候因子空間異質(zhì)性76
3.4水文因子空間異質(zhì)性86
3.5土壤因子空間異質(zhì)性90
3.6植被因子空間異質(zhì)性93
3.7土地利用因子空間異質(zhì)性95
3.8水質(zhì)因子空間異質(zhì)性96
第4章松花江流域水生態(tài)因子空間異質(zhì)性分析100
4.1流域水生態(tài)現(xiàn)狀調(diào)查100
4.2水生態(tài)因子與水生態(tài)功能的關(guān)系107
4.3水質(zhì)因子空間異質(zhì)性109
4.4浮游及著生藻類空間異質(zhì)性113
4.5底棲動(dòng)物空間異質(zhì)性分析119
4.6魚類空間異質(zhì)性分析126
4.7水生高等植物空間異質(zhì)性131
4.8河流生境空間異質(zhì)性147
4.9底泥空間異質(zhì)性150
第5章流域現(xiàn)有分區(qū)方案及其與水生態(tài)功能分區(qū)的關(guān)系154
5.1水環(huán)境功能區(qū)劃154
5.2水功能區(qū)劃158
5.3生態(tài)功能區(qū)劃162
5.4水資源分區(qū)166
5.5生態(tài)水文區(qū)劃167
5.6水文區(qū)劃168
5.7主體功能區(qū)劃169
5.8松花江流域水生態(tài)功能分區(qū)要求171
第6章流域水生態(tài)功能分區(qū)體系173
6.1流域水生態(tài)功能分區(qū)內(nèi)涵173
6.2流域水生態(tài)功能分區(qū)體系175
第7章松花江流域水生態(tài)功能一級(jí)、二級(jí)分區(qū)180
7.1一級(jí)、二級(jí)分區(qū)理論基礎(chǔ)180
7.2松花江流域水生態(tài)功能一級(jí)、二級(jí)分區(qū)指標(biāo)體系182
7.3松花江流域水生態(tài)功能一級(jí)、二級(jí)分區(qū)過(guò)程193
7.4松花江流域水生態(tài)功能一級(jí)、二級(jí)分區(qū)方案201
第8章松花江流域水生態(tài)功能三級(jí)分區(qū)205
8.1三級(jí)分區(qū)理論基礎(chǔ)205
8.2三級(jí)分區(qū)技術(shù)方法206
8.3松花江流域水生態(tài)功能三級(jí)分區(qū)指標(biāo)體系212
8.4松花江流域水生態(tài)功能三級(jí)分區(qū)過(guò)程219
8.5松花江流域水生態(tài)功能三級(jí)分區(qū)方案245
第9章松花江流域水生態(tài)功能四級(jí)分區(qū)248
9.1四級(jí)分區(qū)理論基礎(chǔ)248
9.2四級(jí)分區(qū)技術(shù)方法250
9.3松花江流域水生態(tài)功能四級(jí)分區(qū)的指標(biāo)體系255
9.4松花江流域水生態(tài)功能四級(jí)分區(qū)過(guò)程263
9.5松花江流域水生態(tài)功能四級(jí)分區(qū)方案277
第10章流域水生態(tài)功能分區(qū)總結(jié)與展望287
10.1分區(qū)總結(jié)287
10.2研究展望288
10.3實(shí)施保障289
參考文獻(xiàn)290
Contents
Foreword
1Thetheoryandconnotationofaqua-ecologicfunctionalzoning1
1.1Developmentofecologicalfunctionzoning1
1.2Developmentofaqua-ecologicfunctionzoning11
1.3Purposeandpartitionmethodofaqua-ecologicfunctionzoning17
1.4Caseofaqua-ecologicfunctionzoning20
2BasicstatusoftheSonghuaRiverBasin30
2.1StatusoftheSonghuaRiverBasin30
2.2Naturalenvironmentcharacteristics32
2.3Socialandeconomicstatus46
2.4Featuresoflandutilization51
2.5Waterresourceswithitsutilization59
2.6Pollutionsourceandpollutionemissioncharacteristics67
3Spatialheterogeneityofnaturalenvironmentalfactors69
3.1Naturalenvironmentalfactorsofaqua ̄ecologicfunction69
3.2Heterogeneityofgeomorphologyfactors70
3.3Heterogeneityofclimatefactors76
3.4Heterogeneityofhydrologicalfactors86
3.5Heterogeneityofsoilfactors90
3.6Heterogeneityofvegetationfactors93
3.7Heterogeneityoflandusefactors95
3.8Heterogeneityofwaterqualityfactors96
4Spatialheterogeneityofaqua-ecologicfactorsinspatialdomain100
4.1Aqua-ecologicstatusinvestigationoftheriverbasin100
4.2Relationshipbetweenaqua-ecologicfactorsandaqua-ecologicfunction107
4.3Heterogeneityofwaterqualityfactors109
4.4Heterogeneityofplanktonandalgae113
4.5Heterogeneityofbenthicanimals119
4.6Heterogeneityoffish126
4.7Heterogeneityofaquatichigherplants131
4.8Heterogeneityofriverhabitat147
4.9Heterogeneityofsediment150
5Existingzoningschemeanditsrelationshipwithauqa-ecologic functionalzoning154
5.1Waterenvironmentfunctionzoning154
5.2Waterfunctionzoning158
5.3Ecologicalfunctionzoning162
5.4Waterresourceszoning166
5.5Ecologicalhydrologyscheme167
5.6Hydrologyzoning168
5.7Majorfunctionzoningscheme169
5.8Requirementsofaqua-ecologicfunctionzoning171
6Auqa-ecologicfunctionalzoningsystemofriverbasin173
6.1Connotationofauqa-ecologicfunctionalzoningofriverbasin173
6.2Auqa-ecologicfunctionalzoningsystemofriverbasin175
7Primaryandsecondaryclassificationofaqua-ecologicfunctionalzoning180
7.1Theoreticalbasisofprimaryandsecondaryclassificationzoning180
7.2Indicatorsystemofprimaryandsecondaryclassificationzoning182
7.3Zoningprocessofprimaryandsecondaryclassificationzoning193
7.4Zoningpreceptofprimaryandsecondaryclassificationzoning201
8Thirdclassificationofaqua-ecologicfunctionalzoning205
8.1Theoreticalbasisofthirdclassificationzoning205
8.2Methodsofthirdclassificationzoning206
8.3Indicatorsystemofthirdclassificationzoning212
8.4Zoningprocessofthirdclassificationzoning219
8.5Zoningpreceptofthirdclassificationzoning245
9Fourthclassificationofaqua-ecologicfunctionalzoning248
9.1Theoreticalbasisoffourthclassificationzoning248
9.2Methodsoffourthclassificationzoning250
9.3Indicatorsystemoffourthclassificationzoning255
9.4Zoningprocessoffourthclassificationzoning263
9.5Zoningpreceptoffourthclassificationzoning277
10Findingsandfutureprospective287
10.1Researchfindings287
10.2Researchandprospects288
10.3Strategyimplementationandsafeguarding289
References290