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嫩江下游水生生物多样性及生态系统健康评价

作　者: 霍堂斌
导　师: 于洪贤
学　校: 东北林业大学
专　业: 自然保护区学
关键词: 嫩江下游水生生物生物多样性生态系统健康评价指标体系组织赋权法
分类号: Q958.8
类　型: 博士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

近年来,随着嫩江流域社会经济的快速发展,流域城市建设、工业布局、引水工程、农业灌溉、初具规模,但同时流域的生态问题也日益突出。由于人类对水资源、生物资源的开发利用强度的日益加剧,嫩江下游水生生物多样性受到严重威胁。另外,关于嫩江下游鱼类、底栖动物、浮游生物等方面的研究资料相对匮乏,同时,水生生物生物完整性也是河流生态系统健康评价指标体系中,非常重要的指标之一,为了有效地保护嫩江下游水生生物物种资源,保证其资源的可持续利用和环境的健康发展,开展水生生物多样性方面的研究是十分必要的。本研究2011年分5月、7月、9月、10月开展浮游生物、底栖动物和鱼类调查,2012年分5月、7月、9月继续开展底栖动物和鱼类调查。调查期间,嫩江干流下游共采集浮游植物201种属,其中硅藻门种类最多为92种属。浮游植物平均数量和生物量分别为146.41×104ind/L、1.7737mg/L。从全年平均来看,浮游植物生物多样性丰富；浮游动物共采集69种属,其中轮虫种类最多为40种属。浮游动物平均数量和生物量分别为1322.15ind/L、0.6763mg/L。浮游动物多样性较好,Shannon-Wiener指数、Pielou均匀度指数和Simpson指数呈明显一致性,均是春季最高,秋季最低；共采集底栖动物151种,其中水生昆虫种类最多为114种。优势种有秀丽白虾、黑龙江短沟蜷和圆顶珠蚌3种,重要种类30种。底栖动物平均密度和生物量分别为37.40ind/m2.3.94g/m2。各功能摄食类群中,刮食者种类最多为52种。K-优势曲线与多样性指数,分析结果相吻合,嫩江下游底栖动物多样性表现为春季>夏季>秋季；共采集鱼类60种,占嫩江下游鱼类总数的81.08%。列入《中国濒危动物红皮书·鱼类》的鱼类仅雷氏七鳃鳗1种。底层鱼类平均密度为66.04ind/m3,平均生物量为178.63g/m3.相对重要性指数(IRI)值排在前5位的鱼类占了全部尾数的70.02%。底层鱼类优势种中除银鲫和鲇外,其他种类均为小型鱼类,其平均体重均小于30g。嫩江下游底层鱼类群落多样性指数偏低,表明了嫩江下鱼类群落优势种群的单一化和小型化,渔业资源质量总体下滑,鱼类个体小型化趋势明显。本文在充分调查、分析嫩江下游生态环境现状以及变化趋势的基础上,根据现有的技术水平和监测能力,建立了涵盖水生生物、水质、水文水资源、河岸带物理结构及社会服务功能等方面的综合评价指标体系,其中指标层包括17项指标,要素层包括8项指标,并确定各层次及各项指标的评价和赋分标准。基于博弈论的组合赋权法得到河流健康评价指标体系的最终权重值。对构建的河流生态系统健康评价指标体系对嫩江下游进行实例应用。河流健康评估采用分级指标评分法,逐级加权,综合评分。对6个河段的评价结果表明,尼尔基坝址～同盟段为不健康状态,其余河段均处于健康状态,光荣村～洮儿河出口河段赋分最高为77.46分。为准确、客观地反映嫩江下游河流健康状况。在对水生生物、水质、水文水资源、河岸物理结构等4个准则层河流层面赋分时,各河段断面尺度及河段尺度的准则层及指标采用河段长度加权,进行河流的赋分计算。最终计算出嫩江下游(尼尔基至三岔河口段)河流健康评估指数为68.09分,该河流属于健康状况。根据嫩江下游健康状况和主要影响因素进行评价,提出嫩江下游生态系统健康评价中存在的问题,针对存在的生态问题,从加强嫩江下游生态综合管理；规范人类开发活动,减轻水生态系统压力；保护重要生态敏感区与修复受损生态系统等3方面提出相应的对策和建议。同时提出“嫩江大安段乌苏里拟鲿国家级水产种质资源保护区”和“嫩江镇赉段国家级水产种质资源保护区”的生态的保护措施。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-16
1 绪论  16-25
  1.1 河流健康的内涵  16-17
  1.2 河流健康评价方法  17-20
    1.2.1 生物指示物种法  17-18
    1.2.2 综合指标评价法  18-19
    1.2.3 模糊数学评价法  19-20
  1.3 河流评价指标体系  20-21
    1.3.1 指标体系建立的原则  20
    1.3.2 指标体系  20-21
    1.3.3 指标评价标准的确定  21
  1.4 河流健康评价展望  21-22
    1.4.1 河流健康评价标准的统  21
    1.4.2 评价尺度的选取  21-22
    1.4.3 流域整体健康状况需长期监测和评估  22
    1.4.4 河流健康评价与河流管理的集成研究  22
  1.5 研究目的及意义  22-23
  1.6 研究内容  23-25
    1.6.1 嫩江下游水生生物多样性  23-24
    1.6.2 嫩江下游河流生态系统健康评价指标体系的构建  24
    1.6.3 嫩江下游河流生态系统健康评价  24
    1.6.4 嫩江下游生态问题及保护对策与建议  24-25
2 研究区域概况与研究方法  25-33
  2.1 研究区域概况  25-28
    2.1.1 嫩江流域自然概况  25-27
    2.1.2 社会经济概况  27
    2.1.3 嫩江下游概况  27-28
    2.1.4 嫩江下游水产种质资源保护区情况  28
  2.2 研究方法  28-33
    2.2.1 调查时间  28-29
    2.2.2 采样点的布设  29-30
    2.2.3 采样方法  30-31
    2.2.4 数据统计分析  31-33
3 嫩江下游水生生物多样性  33-60
  3.1 浮游生物  33-44
    3.1.1 浮游植物  33-40
    3.1.2 浮游动物  40-44
  3.2 底栖动物  44-50
    3.2.1 种类组成  44-48
    3.2.2 数量和生物量  48-49
    3.2.3 优势种  49
    3.2.4 多样性分析  49-50
    3.2.5 功能摄食类群  50
  3.3 鱼类  50-56
    3.3.1 种类组成  50-53
    3.3.2 数量和生物量  53-54
    3.3.3 鱼类生态类型  54
    3.3.4 优势种  54-55
    3.3.5 多样性分析  55-56
  3.4 讨论  56-58
    3.4.1 浮游生物  56
    3.4.2 底栖动物  56-57
    3.4.3 鱼类  57-58
  3.5 小结  58-60
    3.5.1 浮游生物  58
    3.5.2 底栖动物  58-59
    3.5.3 鱼类  59-60
4 河流生态系统健康评价指标体系的构建  60-82
  4.1 河流生态系统健康评价指标体系的构建  60-67
    4.1.1 河流生态系统健康评价指标体系构建的基本原则  60-61
    4.1.2 河流生态系统健康评价指标体系的构建  61-65
    4.1.3 评价指标调查及处理方法  65-67
  4.2 评价标准和指标权重的确立  67-78
    4.2.1 指标体系的标准建立  67-75
    4.2.2 评价指标权重的确定  75-78
  4.3 河流生态系统健康评估方法  78-81
    4.3.1 评估河流分段方案  78-80
    4.3.2 评估河流赋分计算  80-81
    4.3.3 河流生态系统健康评估等级划分  81
  4.4 小结  81-82
5 嫩江下游河流健康评价  82-104
  5.1 评价指标权重的确定  82-84
    5.1.1 层次分析法计算权重  82-83
    5.1.2 熵值法计算权重  83
    5.1.3 组合赋权法计算权重  83-84
  5.2 水生生物准则层评估  84-93
    5.2.1 鱼类损失指数  84-89
    5.2.2 底栖动物完整性指数  89-93
    5.2.3 水生生物准则层赋分  93
  5.3 水质准则层评估  93-95
    5.3.1 溶解氧状况  93-94
    5.3.2 有机污染状况  94-95
    5.3.3 重金属污染状况  95
    5.3.4 水质准则层赋分  95
  5.4 水文水资源准则层评估  95-97
    5.4.1 流量过程变异程度  95-96
    5.4.2 生态流量满足程度  96
    5.4.3 水文水资源准则层赋分  96-97
  5.5 河岸带物理结构准则层评估  97-100
    5.5.1 河岸带状况  97-98
    5.5.2 河流连通状况  98
    5.5.3 湿地保留率  98-99
    5.5.4 河岸物理结构准则层赋分  99-100
  5.6 社会服务功能准则层评估  100-102
    5.6.1 水功能区达标指标  100
    5.6.2 水资源开发利用指标  100-101
    5.6.3 防洪指标  101
    5.6.4 公众满意度指标  101
    5.6.5 社会服务功能准则层赋分  101-102
  5.7 嫩江下游生态系统健康评估  102-103
  5.8 小结  103-104
6 嫩江下游生态问题及保护对策与建议  104-110
  6.1 嫩江下游生态问题  104-106
    6.1.1 水利工程建设的影响  104-105
    6.1.2 农业活动的影响  105
    6.1.3 工农业污水排放对水生态环境的影响  105
    6.1.4 河道采砂、石油开采等工业活动的影响  105
    6.1.5 气候条件的变化  105-106
    6.1.6 渔业资源过度利用  106
  6.2 嫩江下游生态保护对策及建议  106-110
    6.2.1 加强嫩江下游生态综合管理  106
    6.2.2 规范人类开发活动,减轻水生态系统压力  106-108
    6.2.3 保护重要生态敏感区与修复受损生态系统  108-110
结论  110-112
参考文献  112-120
攻读学位期间发表的学术论文  120-122
致谢  122-123
个人简历  123-124

嫩江下游水生生物多样性及生态系统健康评价

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