环境流二元特性及其表征研究

发布时间：2017-10-04 11:42

  本文关键词：环境流二元特性及其表征研究

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【摘要】：水对于社会经济发展以及人类赖以生存的自然生态系统有不可替代的作用,如何使有限的水资源在获取较高的社会经济效益的同时维持良好的水生态环境是实现可持续发展必须统筹考虑的问题。随着水资源开发程度的加剧,河流生态问题日益突出,人们为了协调水资源开发与河流生态环境保护之间的矛盾,提出了环境流的概念。目前环境流概念、评估方法、评价标准的不统一问题,导致在应用环境流进行实际调控时存在较大的难度。本文从哲学的角度提出了环境流的概念,阐述了其内涵、外延和特性,构建了环境流二元矛盾协调的模型,完善了环境流表征的指标体系。论文的具体内容和主要研究成果如下：(1)以生态伦理、矛盾论、生态学和流域二元水循环理论为基础,阐述了河流水文水质过程与社会经济系统、自然生态系统三者之间的关系：社会经济系统通过对流域“自然-人工”二元水循环过程的作用影响河流水文水质过程,社会经济发展是二元水循环的驱动力之一,对河流的水量、质和情势产生干扰；河流水文水质过程是河流生态过程的一部分,在维护河流生态系统的生物群落多样性和生态系统整体性方面具有主导作用,直接影响河流生态系统健康和生态服务功能；河流生态系统与社会经济系统之间是辩证关系。(2)从哲学的角度提出环境流的概念,对环境流的内涵、外延和特性进行了阐述。定义环境流为社会经济发展对河流自然属性的干扰与河流生态环境健康维持这一矛盾运动斗争协调的结果,是这一矛盾协调后河流水量、质和情势的统一体。这一概念可以在矛盾协调原则和环境流包含要素不同的情况下转化为目前已有环境流的概念。环境流的内涵是受人类活动干扰后维持河流生态一定健康水平的河流水文水质过程,其外延是河流水量、质和情势三个要素的统一体。环境流的驱动和功能具有二元特性：环境流的驱动具有自然-社会双重属性,其自然属性体现在河流水文水质过程是自然界物质循环和河流形成过程中形成,社会属性体现在河流水文水质过程是受到人类活动干扰的,也就是说其量、质和情势具有自然属性,但又是非自然的,是人类干扰协调后的产物；环境流的功能具有生态-社会二元特性,以人类以外其他事物为价值主体的相关功能为环境流的生态功能,其中以人类为价值主体的相关功能称为环境流的社会功能。环境流的驱动和功能具有时空动态性和尺度差异性。(3)环境流表征指标选取和构建遵循系统性、一般性和特殊性、可操作性和开放性的原则,采用理论分析和经验分析相结合的方法,构建了包含量、质和情势三个要素的环境流表征指标体系。选择径流量、基流量作为水量要素的表征因子；水环境质量等级、水功能区达标率、特定水温指标、溶解气体指标作为水质要素的表征因子；情势指标选取了高流量、小洪水和大洪水的量、发生时间、持续时间、变化率和频率五个要素。(4)基于DSR概念框架的构建方法和思路,构建了环境流的协调模型。这一模型框架可以分为三个子模型：一是驱动-状态子模型,描述环境流的自然-社会二元驱动力与环境流量、质和情势三个要素之间的关系,表示为另一是功能子模型,描述环境流的要素量、质和情势与环境流生态-社会功能二元性之间的关系,表示为三是协调子模型：当Q∈T时,Q即为当前社会经济发展和生态环境保护条件下的一组环境流,当Q(?)T时,需要协调社会经济发展与生态保护的矛盾,社会驱动矛盾协调模型为环境流协调的原则包括：可持续发展、保证底线、功能区划相适应、主要矛盾四个原则。(5)以长江上游珍稀、特有鱼类国家级自然保护区干流河段为例,进行案例分析。保护区干流河段环境流的社会驱动因素主要是金沙江下游梯级水库调度。梯级水库运行对屏山站水文水质过程影响显著,岷江的汇入有效地减缓了对岷江汇合口以下江段的影响。保护区干流河段环境流的生态功能是长江上游珍稀、特有鱼类及其栖息环境的保护。依据可持续发展原则、功能区划相适应和矛盾特殊性原则,保护区目前的水流条件可以满足区域内珍稀特有鱼类的繁衍生息,金沙江下游梯级水库调度运行后,需要采取生态调度、分层取水等管理方式,以满足环境流功能的需求。本文从社会经济发展与生态环境保护的矛盾分析出发,提出了基于二元特性的环境流概念,完善和发展了环境流表征的指标体系,并创新性地构建了环境流的协调模型,以长江上游保护区干流河段为例进行了案例分析,为今后环境流的管理实施提供了理论和技术支撑。
【关键词】：社会经济发展 生态环境保护 矛盾 环境流 二元特性 协调模型 表征指标 长江上游鱼类保护区
【学位授予单位】：中国水利水电科学研究院
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X143;TV213.4
【目录】：

• 摘要8-10
• Abstract10-16
• 第1章 绪论16-34
• 1.1 研究背景与意义16-17
• 1.2 国内外研究进展17-31
• 1.2.1 环境流的理论研究进展20-24
• 1.2.2 环境流的评估方法24-29
• 1.2.3 国内外环境流实践29-31
• 1.2.4 国内外环境流的相关管理规定31
• 1.3 目前研究存在的不足31-32
• 1.4 本文研究内容及技术路线32-34
• 1.4.1 论文的主要内容32-33
• 1.4.2 技术路线33-34
• 第2章 环境流的理论基础34-48
• 2.1 人与自然的关系演变及生态伦理34-35
• 2.2 矛盾论35
• 2.3 生态学理论35-39
• 2.3.1 复合生态系统理论35-36
• 2.3.2 河流生态系统理论36-38
• 2.3.3 恢复生态学理论38-39
• 2.4 流域“自然-社会”二元水循环理论39-40
• 2.5 河流水文水质过程与复合生态系统的关系40-47
• 2.5.1 河流水文水质过程与河流生态系统的关系41-43
• 2.5.2 河流水文水质过程与社会经济系统的关系43-47
• 2.6 本章小结47-48
• 第3章 环境流定义及其二元特性48-66
• 3.1 环境流定义及其内涵48-51
• 3.1.1 环境流定义48-49
• 3.1.2 环境流的内涵49-50
• 3.1.3 环境流的外延50-51
• 3.2 环境流驱动的自然-社会双重属性51-54
• 3.2.1 环境流驱动的自然属性51-52
• 3.2.2 环境流驱动的社会属性52-54
• 3.3 环境流功能的生态-社会二元特性54-61
• 3.3.1 环境流的生态功能55-60
• 3.3.2 环境流的社会功能60-61
• 3.4 环境流的动态性61-64
• 3.4.1 环境流的时间动态性61-62
• 3.4.2 环境流的空间动态性62-63
• 3.4.3 环境流的尺度差异性63-64
• 3.5 本章小结64-66
• 第4章 环境流表征的指标体系66-82
• 4.1 环境流表征指标体系构建的原则66-67
• 4.2 环境流表征指标体系构建的方法67-68
• 4.3 环境流表征的指标68-78
• 4.3.1 环境流水量要素指标69-71
• 4.3.2 环境流水质要素指标71-75
• 4.3.3 环境流情势要素指标75-78
• 4.4 不同条件下环境流表征的关键指标78-79
• 4.5 环境流表征的指标体系79-81
• 4.6 本章小结81-82
• 第5章 环境流的协调模型及原则82-97
• 5.1 环境流协调模型82-87
• 5.1.1 环境流驱动-状态子模型83-84
• 5.1.2 环境流功能子模型84-86
• 5.1.3 环境流协调子模型86-87
• 5.2 环境流协调的原则87-93
• 5.2.1 可持续发展原则87-89
• 5.2.2 保证底线原则89-90
• 5.2.3 功能区划相适应原则90-93
• 5.2.4 矛盾特殊性原则93
• 5.3 不同条件下环境流的主要特征93-96
• 5.3.1 环保意识不同阶段环境流的主要特征93-94
• 5.3.2 不同管理需求条件下环境流的主要特征94-95
• 5.3.3 河流不同退化阶段环境流的主要特征95-96
• 5.4 本章小结96-97
• 第6章 长江上游鱼类保护区干流环境流案例分析97-124
• 6.1 研究区域概述97-103
• 6.1.1 长江上游珍稀特有鱼类保护区概况97
• 6.1.2 区域自然环境97-100
• 6.1.3 区域社会环境100-102
• 6.1.4 保护区生态环境102-103
• 6.2 保护区干流环境流驱动分析103-118
• 6.2.1 保护区干流自然驱动分析103-104
• 6.2.2 金下梯级水库调度前保护区干流社会驱动分析104-110
• 6.2.3 金下梯级水库调度后保护区干流社会驱动分析110-118
• 6.3 保护区环境流功能分析118-122
• 6.3.1 典型鱼类的选取及其生物特性119
• 6.3.2 保护区干流功能子模型119-122
• 6.4 长江上游保护区干流环境流矛盾协调122-123
• 6.5 本章小结123-124
• 第7章 结论与展望124-128
• 7.1 结论124-126
• 7.2 主要创新成果126-127
• 7.3 展望127-128
• 参考文献128-136
• 攻读博士学位期间取得的研究成果136-138
• 致谢138-139

【参考文献】

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本文编号：970483