本專著是在國家水體污染控制與治理科技重大專項“松花江流域水生態(tài)功能一級二級分區(qū)研究”課題(2008ZX07526-002-01)和“松花江流域水生態(tài)功能三級四級功能分區(qū)研究”課題(2012ZX07501002-01)研究基礎上歸納提煉相關研究結果,引用了相關研究資料歷時十年完成的。
《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)保護恢復為目標,在介紹水生態(tài)功能分區(qū)概念與內涵的基礎上,對自然力主導下和人為因素復合作用下的演變過程進行分析,從多角度、多層次揭示流域系統(tǒng)演變機理和驅動力,研究了流域生態(tài)系統(tǒng)過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。重點論述了松花江流域自然環(huán)境、社會、經濟特征的空間異質性以及陸地生態(tài)與水生態(tài)關系,系統(tǒng)研究了水資源、水環(huán)境、大型底棲動物、水生植物、魚類和藻類等水生態(tài)系統(tǒng)的時空演化規(guī)律,并對松花江流域水生態(tài)功能的主要驅動因子進行了辨識,最后構建了松花江流域水生態(tài)功能分區(qū)的指標體系,完成了流域四級水生態(tài)系統(tǒng)功能分區(qū)并作了功能驗證和安全性評估。
《松花江流域水生態(tài)功能分區(qū)研究》可供環(huán)境保護、生態(tài)、水利、農業(yè)、林業(yè)、規(guī)劃、國土資源及相關部門的環(huán)境管理與科技工作者參考使用,也可供高等學校生物學、生態(tài)學、系統(tǒng)學、環(huán)境科學、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、科研、管理工作的讀者借鑒和參考。同時,對松花江流域內政府環(huán)境主管部門進行流域管理、制定政策和水生態(tài)目標保護提供重要依據。
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松花江流域位于我國的東北部,是我國七大流域之一,松花江是我國第三大河流。松花江全長為2309km,流域面積約為55.68萬km2,占東北地區(qū)總面積的44.8%,占全國總面積的5.8%,徑流總量817.7億m3.超過了黃河的徑流總量。松花江流經黑龍江、內蒙古、吉林、遼寧四。ㄗ灾螀^(qū))。松花江流域是我國的重工業(yè)基地和商品糧基地,在我國國民經濟建設中占有重要地位。
第四紀新構造運動主導了松花江流域的形成,幾經滄海桑田之變,全新世時松花江流域基本形成了現在的地形、地貌、水系等大尺度空間格局。之后流域經歷1萬余年在自然因素主導下的演變過程,逐漸形成了流域內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渡帶——漫川漫崗區(qū),基本形成了現在的生態(tài)景觀格局。
在近150年的人類生產活動影響下,流域各自然因素如地貌、地質、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”時期的松花江兩個源頭長白山和大小興安嶺兩個山區(qū)的原始深林生態(tài)遭到前所未有的掠奪破壞。從此松花江流域進入了人為因素影響的過程,流域生態(tài)環(huán)境發(fā)生了巨大變化。
近100年的人類生產活動完全破壞和打亂了流域自然變化的規(guī)律,替代了自然驅動力,改變了流域1萬年以來自然發(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)的改變時間步長。
松花江流域是一個完整的生態(tài)系統(tǒng),在自然和人為影響下長期演變形成的相對穩(wěn)定的自然狀態(tài),狀態(tài)因子時空異質性及其狀態(tài)表征可作為流域生態(tài)分區(qū)的主要依據。流域演變的動態(tài)和狀態(tài)是流域時空演變的基本特征。
本書是在國家“十一五”重大水專項“松花江流域水生態(tài)功能一級二級功能分區(qū)研究”課題(2008ZX07526-002-01)和“十二五”“松花江流域水生態(tài)功能三級四級功能分區(qū)研究”課題(2012ZX07501002-01)課題的成果基礎上,也是作者在出版《松花江流域生態(tài)演變與魚類生態(tài)》后,撰寫的第二部有關松花江流域水生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境健康安全管理的學術著作。
研究團隊對松花江流域水資源、水環(huán)境、大型底棲動物、水生植物、魚類和藻類等水生態(tài)系統(tǒng)的時空演化規(guī)律,以及松花江流域水生態(tài)功能的主要驅動因子進行了辨識,最后構建了松花江流域水生態(tài)功能分區(qū)的指標體系,完成了每個分區(qū)的野外驗證、功能驗證和水生態(tài)系統(tǒng)安全性評估等。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。這是有史以來第一次對松花江全流域水生態(tài)進行系統(tǒng)調查的研究成果。這對流域生態(tài)環(huán)境、社會經濟可持續(xù)發(fā)展具有重要的學術理論和應用價值。
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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社會經濟現狀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地貌因子空間異質性70
3.3氣候因子空間異質性76
3.4水文因子空間異質性86
3.5土壤因子空間異質性90
3.6植被因子空間異質性93
3.7土地利用因子空間異質性95
3.8水質因子空間異質性96
第4章松花江流域水生態(tài)因子空間異質性分析100
4.1流域水生態(tài)現狀調查100
4.2水生態(tài)因子與水生態(tài)功能的關系107
4.3水質因子空間異質性109
4.4浮游及著生藻類空間異質性113
4.5底棲動物空間異質性分析119
4.6魚類空間異質性分析126
4.7水生高等植物空間異質性131
4.8河流生境空間異質性147
4.9底泥空間異質性150
第5章流域現有分區(qū)方案及其與水生態(tài)功能分區(qū)的關系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、二級分區(qū)180
7.1一級、二級分區(qū)理論基礎180
7.2松花江流域水生態(tài)功能一級、二級分區(qū)指標體系182
7.3松花江流域水生態(tài)功能一級、二級分區(qū)過程193
7.4松花江流域水生態(tài)功能一級、二級分區(qū)方案201
第8章松花江流域水生態(tài)功能三級分區(qū)205
8.1三級分區(qū)理論基礎205
8.2三級分區(qū)技術方法206
8.3松花江流域水生態(tài)功能三級分區(qū)指標體系212
8.4松花江流域水生態(tài)功能三級分區(qū)過程219
8.5松花江流域水生態(tài)功能三級分區(qū)方案245
第9章松花江流域水生態(tài)功能四級分區(qū)248
9.1四級分區(qū)理論基礎248
9.2四級分區(qū)技術方法250
9.3松花江流域水生態(tài)功能四級分區(qū)的指標體系255
9.4松花江流域水生態(tài)功能四級分區(qū)過程263
9.5松花江流域水生態(tài)功能四級分區(qū)方案277
第10章流域水生態(tài)功能分區(qū)總結與展望287
10.1分區(qū)總結287
10.2研究展望288
10.3實施保障289
參考文獻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