库坝工程开发的生态极化效应发生机理及其敏感性评价

Dam development is the main driving factor of ecological polarization effect on the river basin in China. The study on the eco-polarization effects and sensitivity from dam development, will contribute to profound and comprehensive understanding on generation and effect of the phenomenon, reveal and explore the causes of the ecological and environmental problems, then propose the effective management measures and mode. In order to address these issues, this project will select the Baiyangdian basin, and Maotiaohe basin as the typical ones. Based on the statistical data, first-hand data, data integration, et al., it will analyze the eco-polarization effect and sensitivity from dam development, and reveal the mechanism and laws of the eco-polarization effects. Select the sensitive indicators, and carry out the sensitivity assessment and zoning of eco-polarization effect. According to different developing plan, there will be different scenarios, and then it will propose the ecological threshold of the dam development. All these will help construct the framework system, which will provide scientific support and decision-making for the sustainable dam development.

库坝工程开发是我国流域生态极化效应产生的主要驱动因素，开展库坝工程开发的生态极化效应及敏感性研究，有助于深刻、全面理解库坝工程开发生态极化效应的产生过程及其影响，揭示和探究由库坝工程开发引起的生态环境问题产生的根源，提出有效的调控措施和模式。本项目围绕关键科学问题，选取白洋淀流域和猫跳河流域为典型流域，基于统计数据、调研数据及数据集成等，开展流域库坝工程开发的生态极化效应及敏感性研究，揭示流域库坝工程生态极化效应的发生机理与规律；甄选敏感因子，进行生态极化效应敏感性评价与分区；并设定不同的发展情景，提出库坝工程开发的生态约束阈值，构建基于生态约束的流域库坝工程开发管理框架体系，为流域库坝工程开发与管理提供科学支撑与决策依据。

水库大坝工程是我国流域水资源开发的主要方式。我国已经建成各类水库8.78万余座，水库总库容7162亿m3，占全国地表水资源可利用量的88%。库坝工程开发对我国流域生态环境带来的影响引起了广泛关注。本项目试图从过度开发利用的角度，选择不同尺度的典型流域，通过实际调研和相关数据分析，研究库坝工程开发产生的生态极化效应发生机理及其敏感性问题。研究主要开展三个方面的研究：（1）流域库坝工程开发的生态极化效应及其规律性特征研究；（2）生态极化效应的定量评估模型构建；（3）生态效应敏感性评估体系构建与典型案例区的敏感性分区。通过研究，主要取得了以下研究成果：（1）界定了生态极化效应的概念并揭示了生态效应的特征，即水文效应、生物学效应和环境效应。（2）建立流域水资源开发的极化度评估模型，对黄河流域水资源开发的极化度进行定量评估。评估结果表明，黄河流域水资源过度开采状况普遍；就极化度指数来看，兰州至头道拐流域段最为严重，极化指数达19.88，地下水和地表水均存在超采。其次是花园口以下流域，极化度较高为11.81，其主要原因是地下水资源超采严重。（3）白洋淀流域由于上游过度开发导致鱼类完整性指数从1958年的60下降为2010年的26，洄游性鱼类消失，杂食性种类和耐受性强的种类占据优势；（4）对猫跳河流域梯级开发导致的水质污染，研究以浮游植物为指标，采用水质模糊综合评价方法进行评估，结果表明河流段样点为轻度污染，库区为重度污染；红枫湖和百花湖之间样点的为中度污染，表明梯级开发必须保留足够的恢复距离；（5）构建了生态效应敏感性评估指标体系，完成了长江上游库坝工程开发的生态地质效应敏感性评估与分区，揭示了长江上游生态地质效应敏感性的空间分异特征。上述研究结果为我国流域库坝工程开发的科学管理提供了重要支撑。