综述:Urban-rural areas中水文连通性与河湖生态空间的关系

【字体: 时间:2025年05月27日 来源:HydroResearch CS9.2

编辑推荐:

  这篇综述深入探讨了城市 - 农村地区(urban - rural areas)水文连通性(hydrological connectivity)与河湖生态空间(river - lake ecospace)的关系。分析了不同梯度下两者特征及影响因素,阐述了其结构、过程和功能联系,对河湖系统管理与优化有重要意义。(Hydrological connectivity;River - lake ecospace)

  

在城市 - 农村地区,水文连通性对河湖生态空间有着深刻的影响。从城市到农村,水文连通性呈现出不同的特征。在城市,高强度的人类干扰使得河湖连通性显著降低,结构上,河流长度、面积和支流数量减少,河道结构简化,网络空间密度下降,自然水文特性被削弱,过程连通性和功能连通性也受到阻碍,如调蓄极端水文事件能力减弱,生物栖息地功能受损,流量峰值增大、径流时间缩短、排水密度上升等,且具有时空变化特征。

过渡区域则有着独特的自然与人工水系统耦合特征,人类干扰仍存在,但系统未完全城市化。这里结构连通性受自然与人工河湖系统复杂相互作用影响,在边界处波动明显,随着城市扩张,边界压缩,栖息地模式变化大,过程和功能连通性复杂且不稳定,影响其栖息地功能,如生态完整性可能受损。

农村地区人类活动影响相对较小,河湖系统自然属性保留较好,结构上虽有一定变化,如渗透性增加、流动性降低、曲率增大,岸线垦殖使系统面积和缓冲功能减少,农田聚集破坏土壤结构和组成,但总体上仍有一定自然特征。过程连通性表现为沉积物通量和水流减少,因农村以农业、水产养殖和畜牧业为主,存在河流改道和人工渠道改变等情况,减少了自然水流动态,还可能将农业污染物直接排入河流。功能连通性方面,水生生物通量增加,汇流时间延长,且具有明显的季节、年际和空间变化,同时影响生物多样性和动植物栖息地。

驱动河湖连通性变化的因素包括自然因素和人类活动。自然因素如地形、地貌、气候条件等,人类活动则涵盖水 - 防洪设施建设、水系连通项目、土地利用开发等。在结构连通性上,城市中建筑使自然景观均质化,占用洪泛区限制水流,降低结构连通性;过渡区域边界模糊,稳定性受影响;农村自然条件利于维持连通性,但极端事件和人类活动也会破坏。

过程连通性受水量、流速和泥沙输送能力影响。城市中水流速度变化,水力防洪设施和洪水控制措施破坏自然水流,阻碍物质交换和能量流动;过渡区域污染物浓度较高,土地开发影响连通性;农村道路网络阻碍水流,影响自净能力。

功能连通性受结构和过程连通性间接影响以及人类活动直接影响。城市中防洪设施阻碍生物迁移,改变水质和栖息地条件影响生物多样性,排水系统排放污水影响水温;过渡区域物种适应能力差,生态完整性可能降低;农村地区土地开发影响功能连通性,导致植被退化、土壤肥力下降等问题,进而影响生态系统平衡。

河湖生态空间包括河流、湖泊、河湖、湿地等生态系统,具有物质循环、能量流动和维持生物多样性等功能。在城市,主要为河流和河湖生态空间,有人工元素但限制了自调节和动态变化,减少自然属性和生物多样性;过渡区域有河流、湖泊和河湖生态空间,自然和人工水文特征混合,空间变化大,有生态缓冲作用;农村人类活动影响小,生态空间类型多样,自我调节和抗干扰能力强,如湿地是碳汇,调节气候,海滩防止侵蚀并提供栖息地。

水文连通性变化对河湖生态空间有显著影响。结构连通性提供地理框架,其强度影响生态空间空间模式,城市中降低导致生态空间破碎化,过渡区域影响较小但可能增加不稳定性,农村中人类活动仍会影响其范围。过程连通性通过空间和时间变化影响生态空间时空范围,城市中低导致可进入范围小,过渡和农村地区类似,季节和年际变化引入动态特征。功能连通性对生物生存、迁移和繁殖至关重要,城市中降低限制生物栖息地,影响生物量和多样性,过渡和农村地区也有相应影响。

这三者相互依存,结构连通性影响生态过程发生,功能连通性通过过程产生并可能影响结构连通性,它们的变化反映在生态空间上,生态空间变化又反馈调节这些连通性。

在城市 - 农村发展和规划中,应考虑人类活动对连通性强度的影响,优先自然恢复,人工干预为辅,尤其对敏感系统降低开发强度,优化河湖系统需综合考虑生态空间模式和连通性强度变化等因素,以实现可持续发展。(Sustainable development)

相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博
  • 急聘职位
  • 高薪职位

知名企业招聘

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号