描述
开 本: 16开纸 张: 胶版纸包 装: 精装是否套装: 否国际标准书号ISBN: 9787030389640
编辑推荐
生态学、环境科学、水文学等专业的科研和教学人员，流域生态系统管理和水文水资源管理人员
内容简介
《海河流域生态系统演变、生态效应及其调控方法》以水分驱动下的海河流域生态演变机制与修复机理为核心，深入探讨了海河流域生态系统演变特征及水文生态效应、海河流域典型生态系统与水循环的耦合机制，系统研究了白洋淀水文变化特征、生态效应及其驱动机制，分析了海河流域生态系统服务功能空间格局，开展了海河流域生态功能区划，构建了大尺度流域生态-水文模型，提出了基于生态安全的水文调控方案。
目 录
目录
总序
序
前言
第1章 海河流域生态系统演变特征及其水文效应 1
1.1 海河流域概况 1
1.1.1 地理位置及范围 1
1.1.2 地质地貌 2
1.1.3 气候 2
1.1.4 水文 2
1.1.5 土壤与植被 3
1.1.6 社会经济概况 4
1.2 海河流域生态环境问题分析 4
1.2.1 生态环境问题 4
1.2.2 海河流域生态环境问题的成因分析 8
1.3 海河流域生态系统格局演变特征 10
1.3.1 数据来源及处理方法 10
1.3.2 海河流域生态系统格局 11
1.3.3 海河流域生态系统格局演变 14
1.3.4 海河流域生态系统格局演变驱动因子分析 17
1.4 海河流域水文特征演变趋势 21
1.4.1 降水量演变特征 21
1.4.2 蒸发量演变特征 22
1.4.3 天然径流量演变特征 22
1.4.4 产流系数演变特征 23
1.4.5 地下水资源量和河川基流量演变特征 23
第2章 典型生态系统与水循环系统间的耦合与适应机制 25
2.1 生态系统类型与水分补给模式的对应关系 25
2.2 海河流域的区域耗水演变趋势与演化特征 27
2.2.1 海河流域RET的空间变化特征 28
2.2.2 RET和气象变量变化趋势分析 30
2.2.3 定量评估不同气象变量对RET变化的影响 33
2.2.4 RET对气象变量的敏感性分析 36
2.2.5 RET相空间重构及混沌性识别 37
2.2.6 混沌预测及结果分析 39
2.3 气候变化及农田生态系统对水循环的影响 41
2.3.1 滦河流域降水和温度的年值、季节值的每10年变化趋势 41
2.3.2 滦河流域降水温度变化的空间分布 42
2.3.3 潘家口水库上游径流深的变化趋势 43
2.3.4 未来气候变化对潘家口水库水文水资源的影响 44
2.3.5 农田生态系统变化对水循环的影响 47
2.4 农田生态系统物质循环对农田水循环变化的响应 54
2.4.1 试验方法 55
2.4.2 基于原位观测的包气带水盐肥运移规律分析 55
2.4.3 棉花生育期包气带水盐肥联合运移数值模拟 62
2.4.4 基于HYDRUS模拟的地下水变化条件下包气带水盐肥运移预测 67
2.4.5 不同灌溉施肥制度下的土壤水分溶质运移模拟 73
2.5 河流生态系统与水循环系统之间的耦合机制 82
2.5.1 河流情势演变对生态系统的影响分析 82
2.5.2 水文变化指数计算分析 82
2.5.3 环境流量指数 91
2.5.4 基于水文指数考虑生态目标的生态需水计算 96
第3章 白洋淀水文变化特征、生态效应及其驱动机制 101
3.1 湿地水分遥感预测方法 101
3.2 白洋淀水文演变特征及其驱动机制 102
3.3 白洋淀水文变化对湿地生态系统与生态服务功能的影响及其机制 108
第4章 海河流域生态系统服务功能评价与生态功能区划 119
4.1 海河流域生态系统服务功能评价 119
4.1.1 森林生态系统服务功能特征 120
4.1.2 草地生态系统服务功能特征 125
4.1.3 湿地生态系统服务功能特征 131
4.1.4 农田生态系统环境损益特征 134
4.2 海河流域生态敏感性空间格局 141
4.2.1 土壤侵蚀敏感性评价 143
4.2.2 沙漠化敏感性评价 144
4.2.3 地质灾害敏感性评价 144
4.2.4 海河流域生态敏感性综合评价 146
4.3 海河流域生态系统服务功能空间格局 147
4.4 海河流域生态功能区划方案 148
4.4.1 生态功能区划内涵 148
4.4.2 海河流域生态功能区划目标 149
4.4.3 海河流域生态功能区划原则 149
4.4.4 海河流域生态功能区划方法 150
4.4.5 海河流域生态功能区划 152
4.5 海河流域重要生态功能区 158
4.5.1 水源涵养重要生态功能区 159
4.5.2 土壤保持重要生态功能区 160
4.5.3 防风固沙重要生态功能区 160
4.5.4 生物多样性保护重要生态功能区 161
第5章 流域生态水文过程模拟与调控 163
5.1 海河流域生态水文模型构建与校验 163
5.1.1 统一物理机制下的生态水文模型构建思路 163
5.1.2 生态水文模型总体结构 167
5.1.3 海河流域生态水文模型校验 168
5.2 水分生态演变机理定量评价 171
5.2.1 典型生态系统水分生态演变表征指标体系构建 171
5.2.2 评价方法 176
5.2.3 评价结果分析 179
5.3 流域生态系统服务功能评估模型 180
5.4 海河流域河流生态的水文调控策略 185
5.4.1 海河流域河流生态修复布局分析 186
5.4.2 流域河流生态系统水文调控工程措施 186
5.4.3 流域河流生态系统水文调控非工程措施 187
5.4.4 流域水文调控实例——以海河流域内河北省南水北调受水区为例 190
第6章 主要结论 195
6.1 海河流域生态系统演变特征及水文生态效应 195
6.2 海河流域典型生态系统与水循环的耦合机制 195
6.3 白洋淀水文变化特征、生态效应及其驱动机制 197
6.4 海河流域生态系统服务功能评估与生态功能区划 198
6.5 大尺度流域生态-水文模型与基于生态安全的水文调控方案 198
参考文献 201
索引 212
总序
序
前言
第1章 海河流域生态系统演变特征及其水文效应 1
1.1 海河流域概况 1
1.1.1 地理位置及范围 1
1.1.2 地质地貌 2
1.1.3 气候 2
1.1.4 水文 2
1.1.5 土壤与植被 3
1.1.6 社会经济概况 4
1.2 海河流域生态环境问题分析 4
1.2.1 生态环境问题 4
1.2.2 海河流域生态环境问题的成因分析 8
1.3 海河流域生态系统格局演变特征 10
1.3.1 数据来源及处理方法 10
1.3.2 海河流域生态系统格局 11
1.3.3 海河流域生态系统格局演变 14
1.3.4 海河流域生态系统格局演变驱动因子分析 17
1.4 海河流域水文特征演变趋势 21
1.4.1 降水量演变特征 21
1.4.2 蒸发量演变特征 22
1.4.3 天然径流量演变特征 22
1.4.4 产流系数演变特征 23
1.4.5 地下水资源量和河川基流量演变特征 23
第2章 典型生态系统与水循环系统间的耦合与适应机制 25
2.1 生态系统类型与水分补给模式的对应关系 25
2.2 海河流域的区域耗水演变趋势与演化特征 27
2.2.1 海河流域RET的空间变化特征 28
2.2.2 RET和气象变量变化趋势分析 30
2.2.3 定量评估不同气象变量对RET变化的影响 33
2.2.4 RET对气象变量的敏感性分析 36
2.2.5 RET相空间重构及混沌性识别 37
2.2.6 混沌预测及结果分析 39
2.3 气候变化及农田生态系统对水循环的影响 41
2.3.1 滦河流域降水和温度的年值、季节值的每10年变化趋势 41
2.3.2 滦河流域降水温度变化的空间分布 42
2.3.3 潘家口水库上游径流深的变化趋势 43
2.3.4 未来气候变化对潘家口水库水文水资源的影响 44
2.3.5 农田生态系统变化对水循环的影响 47
2.4 农田生态系统物质循环对农田水循环变化的响应 54
2.4.1 试验方法 55
2.4.2 基于原位观测的包气带水盐肥运移规律分析 55
2.4.3 棉花生育期包气带水盐肥联合运移数值模拟 62
2.4.4 基于HYDRUS模拟的地下水变化条件下包气带水盐肥运移预测 67
2.4.5 不同灌溉施肥制度下的土壤水分溶质运移模拟 73
2.5 河流生态系统与水循环系统之间的耦合机制 82
2.5.1 河流情势演变对生态系统的影响分析 82
2.5.2 水文变化指数计算分析 82
2.5.3 环境流量指数 91
2.5.4 基于水文指数考虑生态目标的生态需水计算 96
第3章 白洋淀水文变化特征、生态效应及其驱动机制 101
3.1 湿地水分遥感预测方法 101
3.2 白洋淀水文演变特征及其驱动机制 102
3.3 白洋淀水文变化对湿地生态系统与生态服务功能的影响及其机制 108
第4章 海河流域生态系统服务功能评价与生态功能区划 119
4.1 海河流域生态系统服务功能评价 119
4.1.1 森林生态系统服务功能特征 120
4.1.2 草地生态系统服务功能特征 125
4.1.3 湿地生态系统服务功能特征 131
4.1.4 农田生态系统环境损益特征 134
4.2 海河流域生态敏感性空间格局 141
4.2.1 土壤侵蚀敏感性评价 143
4.2.2 沙漠化敏感性评价 144
4.2.3 地质灾害敏感性评价 144
4.2.4 海河流域生态敏感性综合评价 146
4.3 海河流域生态系统服务功能空间格局 147
4.4 海河流域生态功能区划方案 148
4.4.1 生态功能区划内涵 148
4.4.2 海河流域生态功能区划目标 149
4.4.3 海河流域生态功能区划原则 149
4.4.4 海河流域生态功能区划方法 150
4.4.5 海河流域生态功能区划 152
4.5 海河流域重要生态功能区 158
4.5.1 水源涵养重要生态功能区 159
4.5.2 土壤保持重要生态功能区 160
4.5.3 防风固沙重要生态功能区 160
4.5.4 生物多样性保护重要生态功能区 161
第5章 流域生态水文过程模拟与调控 163
5.1 海河流域生态水文模型构建与校验 163
5.1.1 统一物理机制下的生态水文模型构建思路 163
5.1.2 生态水文模型总体结构 167
5.1.3 海河流域生态水文模型校验 168
5.2 水分生态演变机理定量评价 171
5.2.1 典型生态系统水分生态演变表征指标体系构建 171
5.2.2 评价方法 176
5.2.3 评价结果分析 179
5.3 流域生态系统服务功能评估模型 180
5.4 海河流域河流生态的水文调控策略 185
5.4.1 海河流域河流生态修复布局分析 186
5.4.2 流域河流生态系统水文调控工程措施 186
5.4.3 流域河流生态系统水文调控非工程措施 187
5.4.4 流域水文调控实例——以海河流域内河北省南水北调受水区为例 190
第6章 主要结论 195
6.1 海河流域生态系统演变特征及水文生态效应 195
6.2 海河流域典型生态系统与水循环的耦合机制 195
6.3 白洋淀水文变化特征、生态效应及其驱动机制 197
6.4 海河流域生态系统服务功能评估与生态功能区划 198
6.5 大尺度流域生态-水文模型与基于生态安全的水文调控方案 198
参考文献 201
索引 212
在线试读
第1章 海河流域生态系统演变特征及其水文效应
1.1 海河流域概况
1.1.1 地理位置及范围
海河流域位于112°E~120°E、35°N~43°N，包括海河、滦河、徒骇马颊河等水系。西以山西高原与黄河流域接界，北以蒙古高原与内陆河流域接界，东北与辽河流域接界，南以黄河为界，东临渤海。流域面积31.78万km2，占全国总面积的3.3%。流域地跨8省（自治区、直辖市），包括北京、天津两市，河北省大部，山西省东部、北部，山东省、河南省两省北部以及内蒙古自治区、辽宁省的一小部分（图1-1）。
图1-1 海河流域位置
1.1.2 地质地貌
海河流域西北高，东南低，总地势自西北、西南向渤海湾倾斜。经燕山期强烈造山运动和第三纪喜马拉雅运动，形成了现在的山区地势垂直差异和地貌分异。流域内西部和北部为山地和高原，东部和东南部属于华北平原。太行山、燕山山脉由西南至东北呈弧形分布，环抱平原，高程一般为500~2000m，五台山主峰**，达3058m。各河流的上游直接与下游相接，几乎没有中游段。该流域冲积平原是由流域内多条河流和黄河泛滥冲积而成，微地形相当复杂，呈岗、坡、洼相间分布的条带状地形。沿海岸带为滨海冲积三角洲平原。流域西部分布着黄土丘陵，其植被覆盖较差，是该流域泥沙的主要来源。
1.1.3 气候
海河流域处于中国干旱和湿润气候的过渡地带，是东部沿海降水*少的地区，1956~1984年多年年平均降水量为546.6mm。由于气候、地形等因素的影响，降水量的分布呈较明显的地带性差异。沿太行山、燕山山脉迎风坡有一条年降水量达600mm 的弧形多雨带，其间由北到南分布着大于700~800mm 的多雨中心，五台山**达925mm。西北部的雁北和冀北山地大部分地区年降水量为400~500mm，局部地区如阳原、大同盆地年降水量不足400mm。平原地区年降水量一般为500~600mm。由于受季风气候的影响，流域降水量年内分配很不均匀，75%~85%集中于汛期，而汛期又往往集中于几场暴雨，流域内作物*需水的3~5月月平均降水量仅50~100mm。降水量的年际变化很大，1964年为*丰水年，流域年平均降水量达798mm，比多年平均值偏丰43%；1965年为*枯水年，流域年平均降水量为358mm，比多年平均值偏枯36%，*丰水年年平均降水量是*枯水年年平均降水量的2.23倍。
1.1.4 水文
海河流域的水系分为滦河水系和海河水系。滦河水系分为滦河和冀东滦河以东诸河和冀东滦河以西诸河，这些河都是独立入海。海河水系分为北区和南区。北区主要是蓟运河、北运河、潮白新河和一条人工开挖的排洪新河道——永定新河。南区有永定河、大清河、子牙河、漳卫南运河和一些人工河道。此外还有两条流经山东省并独立入海的马颊河和徒骇河，习惯上归入海河水系。2008年，海河流域年降水量541.0mm，比多年平均降水量多1.0%，属平水年；全流域地表水资源量为126.93亿m3，地下水资源量为242.10亿m3，水资源总量为294.50亿m3，占降水量的17%；全流域144 座大、中型水库年末蓄水总量为74.09亿m3，比2008年末增加6.39亿m3。该流域水文特征主要表现为: ①地表径流锐减，河道断流。近几十年来，人们为了解决水资源短缺问题，实现多目标综合兴利的目的，在海河流域各水系各支流的中上游地区，修建了大量的蓄水工程，并进行无节制梯级拦蓄河川径流，导致进入下游平原河道的径流量明显减少。②地下水储量减少。平原地区为满足工农业生产用水和居民生活用水，不得不大量超采地下水，结果引起地下水的采补失衡和水位的急剧下降，流域产流能力也随之衰减，*终造成河流在枯水季节出现经常性河道断流。③湿地面积缩减。随着水资源开发利用程度提高和降水减少，湿地面积大幅减少。20世纪80年代以后，由于水资源过度开发、不适当的土地开垦以及城市发展用地的挤占，湿地面积进一步缩减。④水质恶化。随着工农业生产的发展和人口的增加，用水量和排污量逐年加大，对水环境造成的污染越来越严重，特别是20世纪80年代以后，情况更为严重。目前，整个海河流域面临“有河皆干，有水皆污” 的局面，水生态环境遭到了极大破坏。在张韶季（2006） 等评价的19 645.41km 河长中，除干涸部分外，全年期综合评价水质为Ⅰ类的河长占总评价河长的1.74%，Ⅱ类占13.78%，Ⅲ类占12.62%，Ⅳ类占7.30%，Ⅴ类占5.7%，劣Ⅴ类占49.69%。Ⅰ~Ⅲ类河长仅占28.14%，而水质超标河长达到71.86%。
1.1.5 土壤与植被
西部、北部和西北部的山区主要是以褐土、棕壤、黄绵土为主，中部、东部、南部地势较为平坦的地方主要是潮土。
海河流域属于中纬度暖温带季风气候环境，自第四纪以来，没有受到大陆冰川的直接侵蚀，中亚的干燥气候对其影响不大，基本保留了第三纪植物区系的成分。该区历史悠久，人类活动强度大，天然植被多数已被破坏，仅存的植被大多分布于山区海拔差异较大的地区。从现有天然植被和次生植被来看，基本上呈地带性的特征。受纬度差异影响，南北种属有显著的差别。同时，由于水分条件差异，植被的经度变化也比较明显。该区植被大部分属于暖温带落叶阔叶林地带的北部落叶栎林亚地带；南、北一小部分分别属于暖温带南部落叶栎林亚地带和温带草原地带。植被分布的位置主要是太行山和燕山的山区，从海河流域的西南到东北，环抱平原，好像一个生态屏障。
具体地，流域的西部和北部多为山地，海拔一般超过1500m，甚至很多山峰超过2000m，海拔较高的区域植被垂直分布明显。从低海拔到高海拔，森林有三个明显的分布带，即山地落叶阔叶林带、山地寒温性针叶林带和亚高山灌丛草甸带。林带植物种分别以白桦、山杨林、辽东栎林、蒙古栎林、云杉、华北落叶松等为主；草甸植物种类以凤毛菊属、火绒草属、龙胆属、羊茅属的植物种为主。在流域的中部、东部和南部分布着广大的低山丘陵和平原，原生植被基本已遭破坏，现有森林多为人工林，主要是油松纯林和杨树纯林及其混交林，主要分布于河流、道路两边和城镇居民点、农田的四周，面积较小，呈条带状分布；其他次生植被多以灌丛和灌草丛为主，其种类繁多，主要有小叶鼠李、瑞香、绣线菊、虎榛子、胡枝子等。流域上游、太行山分水岭以西的区域为高原山地和一些盆地，主要分布着以油松、辽东栎林为主的植物种。由于该区域微地形复杂，植物种间的差异很大，区域变化很明显。在流域的西南部，由于水热条件较好，出现了很多亚热带区系的植物，地带性植物仍以栓皮栎为优势种的落叶阔叶林为主；在低山丘陵地区多分布着以荆条、山皂荚等为主的灌丛或灌草丛。
1.1.6 社会经济概况
截至2006年，全流域共有1.18亿人。其中，城镇人口占24%，农村人口占76%。流域平均人口密度为371人/km2，为全国平均密度的3.47倍。各省（自治区、直辖市）人口密度很不平衡，为56~784人/km2。目前全流域共有5个省，1个自治区，2个直辖市，下辖65个地区级行政区划单位（北京、天津两市共36个区/县，都按地区级统计），235个县级行政区划单位。全流域农业总产值975亿元，粮食总产量4540万t，约占全国的10%，人均占有粮食385kg。工业总产值6440亿元（其中有2700亿元为乡镇企业产值，占36.4%），约占全国的15%。工农业总产值7415亿元，人均6284 元。城镇年人均收入2437元，农村年人均收入759 元。
1.2 海河流域生态环境问题分析
1.2.1 生态环境问题
（1） 水资源短缺，供需矛盾突出
海河流域是我国水资源短缺问题非常严重的地区之一，表现为水资源总量少、经常出现连续枯水年、水资源量逐年减少。海河流域属于严重缺水区，以其占全国1.3%的有限水资源，承担着11%的耕地面积和10%的人口的供水任务，水资源的承载力已远远不能满足工农业生产和人民生活用水的需要，处于供需严重失衡状态。按1956~1998年水文系列统计，海河流域多年平均总水资源量为372亿m3，占全国的1.3%；人均水资源占有量305m3，仅为全国平均水资源占有水平的1/7、世界平均水平的1/27。
2005年全流域地表水资源量为121.9亿m3，地下水资源量为215.5亿m3，水资源总量为267.5亿m3。全流域各类供水工程总供水量为380.46亿m3，其中当地地表水占22.6%，地下水占66.5%，引黄水占9.8%，其他水源占1.1%。全流域总用水量为379.79亿m3，其中农业用水占69.5%，工业用水占14.9%，生活用水占14.6%，生态环境用水占1.0%。全流域用水消耗量为266.31亿m3，占总用水量的70.1%。
（2） 水污染严重
2005年全流域废污水排放总量44.84亿t，其中工业和建筑业废污水排放量26.44亿t，占59.0%；城镇居民生活污水排放量10.80亿t，占24.1%；第三产业污水排放量7.60亿t，占16.9%。
2005年全流域参加评价的河长11 808.1km，全年优于或达到Ⅲ类水质标准的河长4751.1km，占评价河长的40.2%。受污染的河长7057.0km，占评价河长的59.8%，其中严重污染（劣于Ⅴ类） 的河长6329.0km，占评价河长的53.6%。历年污染河长占评价河长比例见表1-1。
表1-1 海河流域历年污染河长占评价河长比例
地下水污染主要发生在城市及其周围和排污河道两侧，污染超标项目主要为总硬度、矿化度、锰、铁、氟化物、硫酸盐、挥发酚、铅、硝酸盐、氟、汞等。污染较严重的主要为北京、天津两市，其中北京市重污染区面积为528km2，天津市重污染区面积为32km2。此外，天津市的滨海区由于地下水超采而发生海水入侵，对地下水造成一定的污染。
由于水资源短缺，海河流域排放的废污水很大一部分被用于农业灌溉，绝大部分灌溉污水未经任何处理，给周边环境和人体健康带来危害。
（3） 河道干涸，功能退化
50年来流域内河流干枯断流现象从无到有，并且越来越严重（表1-2）。由于水资源过度开发和水污染，海河流域水生态环境已严重恶化。中下游河道有4000 多千米断流，其中断流300天以上的占65.3%，有的河道甚至全年断流（表1-2）。一些河道虽然有水，但主要是由城市废污水和灌溉退水组成，基本没有天然径流，“有河皆干，有水皆污” 已成为海河流域的一个突出问题。河道干涸还引发河道内杂草丛生、土地沙化、土壤盐分累积。山前平原与河道两岸附近的浅层地下水位持续下降地区，河流冲积沙地和砂质褐土、砂质潮土、砂质草甸土等耕地沙化趋势严重，沙土随风迁移造成覆盖沙地。近30年来，流域内“沙化” 土地面积不断扩大。由于缺少入海水量，山区进入平原的径流、引黄水量和降水中带来的盐分不能排出，引起区域性的积盐。
表1-2 海河水系河流平均断流天数（单位: 天）
（4） 入海水量锐减，河口生态环境退化
统计表明，20世纪90年代与20世纪50年代相比，流域年平均入海水量减少了72%。20世纪90年代年平均入海水量只有68.15亿m3，只相当于总水资源量的18%，而且40%集中在滦河及冀东沿海地区。由于入海径流减少，各河河口相继建闸拒咸蓄淡，引起闸下大量海相泥沙淤积。据统计，闸下泥沙总淤积量达9500万m3，致使海河流域骨干行洪河道泄洪能力衰减40%。另外，陆源污染也给河口近海地区造成很大影响。渤海湾收纳天津、北京两大城市的污水，无机氮、无机磷、化学耗氧量等指标严重超标。由于入海径流减少和严重的污染，河口地区具有经济价值的鱼类基本上绝迹，渤海湾著名的大黄鱼等优良鱼种基本消失。近10年来，渤海赤潮频频发生，造成了严重的经济损失。
（5） 湿地大幅度减少，生物多样性衰退
20世纪50年代海河流域有万亩以上的洼淀
1.1 海河流域概况
1.1.1 地理位置及范围
海河流域位于112°E~120°E、35°N~43°N，包括海河、滦河、徒骇马颊河等水系。西以山西高原与黄河流域接界，北以蒙古高原与内陆河流域接界，东北与辽河流域接界，南以黄河为界，东临渤海。流域面积31.78万km2，占全国总面积的3.3%。流域地跨8省（自治区、直辖市），包括北京、天津两市，河北省大部，山西省东部、北部，山东省、河南省两省北部以及内蒙古自治区、辽宁省的一小部分（图1-1）。
图1-1 海河流域位置
1.1.2 地质地貌
海河流域西北高，东南低，总地势自西北、西南向渤海湾倾斜。经燕山期强烈造山运动和第三纪喜马拉雅运动，形成了现在的山区地势垂直差异和地貌分异。流域内西部和北部为山地和高原，东部和东南部属于华北平原。太行山、燕山山脉由西南至东北呈弧形分布，环抱平原，高程一般为500~2000m，五台山主峰**，达3058m。各河流的上游直接与下游相接，几乎没有中游段。该流域冲积平原是由流域内多条河流和黄河泛滥冲积而成，微地形相当复杂，呈岗、坡、洼相间分布的条带状地形。沿海岸带为滨海冲积三角洲平原。流域西部分布着黄土丘陵，其植被覆盖较差，是该流域泥沙的主要来源。
1.1.3 气候
海河流域处于中国干旱和湿润气候的过渡地带，是东部沿海降水*少的地区，1956~1984年多年年平均降水量为546.6mm。由于气候、地形等因素的影响，降水量的分布呈较明显的地带性差异。沿太行山、燕山山脉迎风坡有一条年降水量达600mm 的弧形多雨带，其间由北到南分布着大于700~800mm 的多雨中心，五台山**达925mm。西北部的雁北和冀北山地大部分地区年降水量为400~500mm，局部地区如阳原、大同盆地年降水量不足400mm。平原地区年降水量一般为500~600mm。由于受季风气候的影响，流域降水量年内分配很不均匀，75%~85%集中于汛期，而汛期又往往集中于几场暴雨，流域内作物*需水的3~5月月平均降水量仅50~100mm。降水量的年际变化很大，1964年为*丰水年，流域年平均降水量达798mm，比多年平均值偏丰43%；1965年为*枯水年，流域年平均降水量为358mm，比多年平均值偏枯36%，*丰水年年平均降水量是*枯水年年平均降水量的2.23倍。
1.1.4 水文
海河流域的水系分为滦河水系和海河水系。滦河水系分为滦河和冀东滦河以东诸河和冀东滦河以西诸河，这些河都是独立入海。海河水系分为北区和南区。北区主要是蓟运河、北运河、潮白新河和一条人工开挖的排洪新河道——永定新河。南区有永定河、大清河、子牙河、漳卫南运河和一些人工河道。此外还有两条流经山东省并独立入海的马颊河和徒骇河，习惯上归入海河水系。2008年，海河流域年降水量541.0mm，比多年平均降水量多1.0%，属平水年；全流域地表水资源量为126.93亿m3，地下水资源量为242.10亿m3，水资源总量为294.50亿m3，占降水量的17%；全流域144 座大、中型水库年末蓄水总量为74.09亿m3，比2008年末增加6.39亿m3。该流域水文特征主要表现为: ①地表径流锐减，河道断流。近几十年来，人们为了解决水资源短缺问题，实现多目标综合兴利的目的，在海河流域各水系各支流的中上游地区，修建了大量的蓄水工程，并进行无节制梯级拦蓄河川径流，导致进入下游平原河道的径流量明显减少。②地下水储量减少。平原地区为满足工农业生产用水和居民生活用水，不得不大量超采地下水，结果引起地下水的采补失衡和水位的急剧下降，流域产流能力也随之衰减，*终造成河流在枯水季节出现经常性河道断流。③湿地面积缩减。随着水资源开发利用程度提高和降水减少，湿地面积大幅减少。20世纪80年代以后，由于水资源过度开发、不适当的土地开垦以及城市发展用地的挤占，湿地面积进一步缩减。④水质恶化。随着工农业生产的发展和人口的增加，用水量和排污量逐年加大，对水环境造成的污染越来越严重，特别是20世纪80年代以后，情况更为严重。目前，整个海河流域面临“有河皆干，有水皆污” 的局面，水生态环境遭到了极大破坏。在张韶季（2006） 等评价的19 645.41km 河长中，除干涸部分外，全年期综合评价水质为Ⅰ类的河长占总评价河长的1.74%，Ⅱ类占13.78%，Ⅲ类占12.62%，Ⅳ类占7.30%，Ⅴ类占5.7%，劣Ⅴ类占49.69%。Ⅰ~Ⅲ类河长仅占28.14%，而水质超标河长达到71.86%。
1.1.5 土壤与植被
西部、北部和西北部的山区主要是以褐土、棕壤、黄绵土为主，中部、东部、南部地势较为平坦的地方主要是潮土。
海河流域属于中纬度暖温带季风气候环境，自第四纪以来，没有受到大陆冰川的直接侵蚀，中亚的干燥气候对其影响不大，基本保留了第三纪植物区系的成分。该区历史悠久，人类活动强度大，天然植被多数已被破坏，仅存的植被大多分布于山区海拔差异较大的地区。从现有天然植被和次生植被来看，基本上呈地带性的特征。受纬度差异影响，南北种属有显著的差别。同时，由于水分条件差异，植被的经度变化也比较明显。该区植被大部分属于暖温带落叶阔叶林地带的北部落叶栎林亚地带；南、北一小部分分别属于暖温带南部落叶栎林亚地带和温带草原地带。植被分布的位置主要是太行山和燕山的山区，从海河流域的西南到东北，环抱平原，好像一个生态屏障。
具体地，流域的西部和北部多为山地，海拔一般超过1500m，甚至很多山峰超过2000m，海拔较高的区域植被垂直分布明显。从低海拔到高海拔，森林有三个明显的分布带，即山地落叶阔叶林带、山地寒温性针叶林带和亚高山灌丛草甸带。林带植物种分别以白桦、山杨林、辽东栎林、蒙古栎林、云杉、华北落叶松等为主；草甸植物种类以凤毛菊属、火绒草属、龙胆属、羊茅属的植物种为主。在流域的中部、东部和南部分布着广大的低山丘陵和平原，原生植被基本已遭破坏，现有森林多为人工林，主要是油松纯林和杨树纯林及其混交林，主要分布于河流、道路两边和城镇居民点、农田的四周，面积较小，呈条带状分布；其他次生植被多以灌丛和灌草丛为主，其种类繁多，主要有小叶鼠李、瑞香、绣线菊、虎榛子、胡枝子等。流域上游、太行山分水岭以西的区域为高原山地和一些盆地，主要分布着以油松、辽东栎林为主的植物种。由于该区域微地形复杂，植物种间的差异很大，区域变化很明显。在流域的西南部，由于水热条件较好，出现了很多亚热带区系的植物，地带性植物仍以栓皮栎为优势种的落叶阔叶林为主；在低山丘陵地区多分布着以荆条、山皂荚等为主的灌丛或灌草丛。
1.1.6 社会经济概况
截至2006年，全流域共有1.18亿人。其中，城镇人口占24%，农村人口占76%。流域平均人口密度为371人/km2，为全国平均密度的3.47倍。各省（自治区、直辖市）人口密度很不平衡，为56~784人/km2。目前全流域共有5个省，1个自治区，2个直辖市，下辖65个地区级行政区划单位（北京、天津两市共36个区/县，都按地区级统计），235个县级行政区划单位。全流域农业总产值975亿元，粮食总产量4540万t，约占全国的10%，人均占有粮食385kg。工业总产值6440亿元（其中有2700亿元为乡镇企业产值，占36.4%），约占全国的15%。工农业总产值7415亿元，人均6284 元。城镇年人均收入2437元，农村年人均收入759 元。
1.2 海河流域生态环境问题分析
1.2.1 生态环境问题
（1） 水资源短缺，供需矛盾突出
海河流域是我国水资源短缺问题非常严重的地区之一，表现为水资源总量少、经常出现连续枯水年、水资源量逐年减少。海河流域属于严重缺水区，以其占全国1.3%的有限水资源，承担着11%的耕地面积和10%的人口的供水任务，水资源的承载力已远远不能满足工农业生产和人民生活用水的需要，处于供需严重失衡状态。按1956~1998年水文系列统计，海河流域多年平均总水资源量为372亿m3，占全国的1.3%；人均水资源占有量305m3，仅为全国平均水资源占有水平的1/7、世界平均水平的1/27。
2005年全流域地表水资源量为121.9亿m3，地下水资源量为215.5亿m3，水资源总量为267.5亿m3。全流域各类供水工程总供水量为380.46亿m3，其中当地地表水占22.6%，地下水占66.5%，引黄水占9.8%，其他水源占1.1%。全流域总用水量为379.79亿m3，其中农业用水占69.5%，工业用水占14.9%，生活用水占14.6%，生态环境用水占1.0%。全流域用水消耗量为266.31亿m3，占总用水量的70.1%。
（2） 水污染严重
2005年全流域废污水排放总量44.84亿t，其中工业和建筑业废污水排放量26.44亿t，占59.0%；城镇居民生活污水排放量10.80亿t，占24.1%；第三产业污水排放量7.60亿t，占16.9%。
2005年全流域参加评价的河长11 808.1km，全年优于或达到Ⅲ类水质标准的河长4751.1km，占评价河长的40.2%。受污染的河长7057.0km，占评价河长的59.8%，其中严重污染（劣于Ⅴ类） 的河长6329.0km，占评价河长的53.6%。历年污染河长占评价河长比例见表1-1。
表1-1 海河流域历年污染河长占评价河长比例
地下水污染主要发生在城市及其周围和排污河道两侧，污染超标项目主要为总硬度、矿化度、锰、铁、氟化物、硫酸盐、挥发酚、铅、硝酸盐、氟、汞等。污染较严重的主要为北京、天津两市，其中北京市重污染区面积为528km2，天津市重污染区面积为32km2。此外，天津市的滨海区由于地下水超采而发生海水入侵，对地下水造成一定的污染。
由于水资源短缺，海河流域排放的废污水很大一部分被用于农业灌溉，绝大部分灌溉污水未经任何处理，给周边环境和人体健康带来危害。
（3） 河道干涸，功能退化
50年来流域内河流干枯断流现象从无到有，并且越来越严重（表1-2）。由于水资源过度开发和水污染，海河流域水生态环境已严重恶化。中下游河道有4000 多千米断流，其中断流300天以上的占65.3%，有的河道甚至全年断流（表1-2）。一些河道虽然有水，但主要是由城市废污水和灌溉退水组成，基本没有天然径流，“有河皆干，有水皆污” 已成为海河流域的一个突出问题。河道干涸还引发河道内杂草丛生、土地沙化、土壤盐分累积。山前平原与河道两岸附近的浅层地下水位持续下降地区，河流冲积沙地和砂质褐土、砂质潮土、砂质草甸土等耕地沙化趋势严重，沙土随风迁移造成覆盖沙地。近30年来，流域内“沙化” 土地面积不断扩大。由于缺少入海水量，山区进入平原的径流、引黄水量和降水中带来的盐分不能排出，引起区域性的积盐。
表1-2 海河水系河流平均断流天数（单位: 天）
（4） 入海水量锐减，河口生态环境退化
统计表明，20世纪90年代与20世纪50年代相比，流域年平均入海水量减少了72%。20世纪90年代年平均入海水量只有68.15亿m3，只相当于总水资源量的18%，而且40%集中在滦河及冀东沿海地区。由于入海径流减少，各河河口相继建闸拒咸蓄淡，引起闸下大量海相泥沙淤积。据统计，闸下泥沙总淤积量达9500万m3，致使海河流域骨干行洪河道泄洪能力衰减40%。另外，陆源污染也给河口近海地区造成很大影响。渤海湾收纳天津、北京两大城市的污水，无机氮、无机磷、化学耗氧量等指标严重超标。由于入海径流减少和严重的污染，河口地区具有经济价值的鱼类基本上绝迹，渤海湾著名的大黄鱼等优良鱼种基本消失。近10年来，渤海赤潮频频发生，造成了严重的经济损失。
（5） 湿地大幅度减少，生物多样性衰退
20世纪50年代海河流域有万亩以上的洼淀
评论
还没有评论。