水利部水工程生態效應與生態修復重點實驗室

水利部水工程生態效應與生態修復重點實驗室於2011年通過專家評審，水利部以水國科【2011】677號文《關於發布水利部重點實驗室評審認定結果的通知》，認定本實驗室為重點實驗室，可正式掛牌運行。

基本介紹

• 中文名：水利部水工程生態效應與生態修復重點實驗室
• 外文名：Ecological effects of water engineering of Ministry of water resources and ecological restoration of Key Laboratory
• 主管：水利部
• 研究內容：水工程生態效應與生態修復

實驗室簡介

水利部水工程生態效應與生態修復重點實驗室依託水利部中國科學院水工程生態研究所。

本實驗室以水利工程建設相關的生態與環境問題的基礎與套用研究為主攻方向，開展水利工程建設的生態影響的機理和機制的理論研究，以及針對水利事業可持續發展需求開展水域生態修復關鍵技術的套用基礎與套用研究，為實行最嚴格的水資源管理及國家實施可持續發展戰略提供理論與技術支撐。

重點實驗室擁有實驗室面積2756m、水生態與生物資源研究試驗基地（在建，104畝）。現有實驗室設備總數110餘台（套），設備總值1576萬元。

實驗室運行與管理

實驗室的運行和管理按水利部重點實驗室的建設和運行管理體制進行，主要根據國家水利科技發展指導方針，面向國民經濟、社會發展的現實需求，針對水工程生態保護與修復的關鍵問題，瞄準本學科發展前沿，以水工程生態效應及生態修復為主線，水工程生態套用基礎研究與套用研究相結合，建立“開放、流動、競爭、協作”的運行機制，促進學科交叉、學術交流和合作研究，使實驗室成為水工程生態基礎研究與套用技術的基地。

（1）學術委員會是實驗室的學術指導機構，由有關部門、產業界、科技界和依託單位等方面的管理和技術專家組成，主要負責審議實驗室的目標、任務和研究方向，確定實驗室發展方向和重要研究領域、審議和批准財務預決算等重大事宜的決策。

（2）試行依託單位領導下的實驗室主任負責制，主持實驗室的日常工作、提出年度工作計畫、聘任實驗室有關工作人員等，具體負責實驗室的科學研究、人才培養及實驗室日常管理等工作。

（3）建立高效的實驗室開放交流機制，不斷完善資助體系和激勵機制，吸引國內外優秀人才來實驗室從事合作研究。

（4）設立學術交流合作基金，鼓勵與國內外開展學術交流與合作研究，不定期邀請國內外知名學者來實驗室進行合作研究、短期訪問和學術交流。派遣優秀研究人員特別是優秀中青年科研人員出國從事合作研究或學術交流。

（5）建立實驗室研究項目與研究成果的檢查、評估、監督與獎懲制度，確保本實驗室研究成果的先進性、創新性與實用性。

（6）建立大型儀器設備年檢與運行管理制度、持證上崗制度、專管共用制度、使用登記制度和損壞賠償制度等。

實驗室研究方向

1.研究方向一：生態水文學與水工程生態效應

生態水文學主要通過不同時空尺度上水文要素與生態要素之間的聯合研究，為水工程建設與生態保護的協調發展提供理論基礎與科學依據。生態水文學科自1992建立以來，針對水工程的影響評價、減免對策與效益拓展，逐步形成了整體研究架構：在流域尺度側重研究水文過程的生態效應，側重氣候變化對流域水文過程和河道、洪泛區及陸生生態系統相互關係；在河流尺度主要研究水文過程變化、河流地貌變化對河流生態系統結構和功能的影響，包括大壩的生態效應，水流-棲息地與生物群落三者之間的關係等；在河段小尺度中側重研究水文水力變化與生物個體回響關係，如流速、水位、水深、底質對魚類動態分布的影響等。在全球氣候變化的背景下，生態水文學研究還有助於應對極端水文事件（洪水和乾旱）對生態系統的不利影響，並通過人工調控進行干預。

研究重點：水工程建設條件下，河流泥沙輸移、淤積及河流侵蝕沖刷等變化對不同層次生態系統組分結構、功能和過程的驅動作用與演替規律。

創新點：從系統角度探討不同層次生態系統組分對水文要素的回響，建立水文驅動的生態系統演替模型，並通過多情境模擬分析，闡明水文變動對生態過程的作用機理，制定流域、河流、河段生態系統修復與保護對策。

主要研究內容：

●河湖生態系統的自然水文背景及其特徵

●水利工程對自然水文過程的影響及其生態後效

●河湖生態系統生態可塑性及其維持機制。

2. 研究方向二：水環境安全生態學

隨著人們對水環境及其規律認識的不斷深化，對水環境安全的認識不再局限於污染物排放引起的環境問題，更多地應以生態的視野關注水環境安全，維護生態安全是確保水環境安全和可持續發展的基礎。因此，水環境安全研究正從一般意義上的環境污染因子監測開始向生態格局和過程研究過渡和拓寬，在研究污染物的生態毒理效應、水體生源要素的生物地球化學循環關鍵過程的基礎上，探討水環境安全的生態學過程和機理。本學科以淡水環境為對象，研究人為干擾下，生態系統演變的內在原理、規律，探尋受損生態系統恢復、重建對策，為維護水環境安全提供系統理論與技術支持。

研究重點：河湖環境與水質保護的生態學原理與方法，分析化學物質在生態系統中遷移轉化規律及其對系統和生物群落所產生的影響，探討水環境安全的生態機理。

創新點：面向水環境安全生態學前沿和國家生態安全需求，從生態系統的角度出發，運用生態學原理和方法探討維護水環境安全的生態機理和水環境污染的生態修復對策，為解決我國水工程相關的重要水環境問題、促進水利事業的可持續發展提供科學基礎與技術支持。

主要研究內容：

●水環境安全的生態學研判

● 水功能區劃分的生態學依據

● “水華”等災變發生的生態系統機理與對策

● 特殊地理背景水質安全控制的生態學原理

3. 研究方向三：河湖生態健康與生態安全評估

河湖生態系統健康包含兩個方面的內涵：滿足人類社會合理要求的能力和河湖生態系統自我維持與更新的能力，生態安全(Ecological Security)是一種全新的管理目標。水生態安全評價是針對當前水生態安全狀況，利用數學方法對水生態安全進行量化分級，以便確定該區域水生態安全的級別；研究區域水生態安全和社會經濟及生態環境系統，指導區域水綜合利用，實現社會經濟、生態環境和水環境的綜合效益，目的是根據確定出的水生態安全級別制定出相應的對策以保持社會經濟的可持續發展。

研究重點：水域生態健康與生態安全的評估理論技術及方法，通過評價指標、標準、生態安全驅動力和生態安全趨勢分析，構建河湖健康與生態安全評價體系。

創新點：建立適合我國河湖生態健康評估的方法、建立我國河湖生態健康評估的調查、監測技術體系；建立我國河湖生態健康評估定期制度及其方法。擬在DPSIR框架基礎上，提出社會經濟影響、水生態健康、水生態服務功能、水生態災變4類單項評估加I類水生態安全綜合評估的“4+1”評估體系，推動水生態安全評估方法的探索進程。

主要研究內容：

●河湖生態系統結構與功能完整性評價技術

●河湖健康評價指標體系及其套用

● 水源地水質分級生態評價指標體系及套用

●河湖水生態安全監測、預警與生態安全評價技術及套用

4. 研究方向四：水生態修復技術與套用

隨著我國國民經濟和社會的發展，水資源短缺和水環境惡化問題日益突出，水利水電工程的建設和運行對水域生態環境的累積影響日漸凸顯。一方面大壩阻隔破壞了河流連續性，造成河流形態的均一化，河流作為生物和營養元素交流廊道的功能不復存在，很多依賴於水的自然交流的生態過程受阻，水體自淨能力下降、水體富營養化和水華爆發風險增大。另一方面工程運行改變了流域的自然水文情勢和徑流時空分配格局，使水生態的支撐條件發生改變，這些變化往往對水生態系統的完整性及其功能產生廣泛而深遠的影響。

生態水利及水生態修復技術與套用主要從河流生態系統的整體性出發，多角度分析水利工程對水域生態系統的脅迫效應，發展河流生態恢復理論，開展減緩水利工程建設負面影響的生態工程技術研究和實踐，並套用於不同類型的水利工程影響區域。該方向通過生物學、生態學、水文水力學、水工學等多學科融合，綜合考量生態、景觀和社會經濟發展等多方面的需求，從生態系統空間結構、生物結構和生態過程的層面出發，發展水利工程影響區域河流生態系統評價技術體系。

研究重點：工程建設和運行在河流微生境複雜度、水文過程、阻隔效應等不同層面的生態回響，仿自然通道模擬技術，生物重要棲息地修復關鍵技術，滿足生態需求及工程設計的模型模擬，相關生態工程設計、施工及其運行管理技術，受損河流進行系統的生態規劃和再自然化修復，水生態修復關鍵技術推廣與套用。

創新點：形成水利工程影響區域生態評價方法、濕地生態修復及水華防治的基礎理論與關鍵技術，建立滿足不同生物生存和繁衍的生態需求背景下工程設計的模型模擬。

主要研究內容：

● 生態友好型工程設計與技術

● 水華應急及長效防治技術及套用

● 洄游通道恢復技術及套用

● 河湖再自然化技術及套用

● 生態調度

5. 研究方向五：水生態規劃與生態系統管理

20世紀90年代以來，人類活動干預造成的環境結構和水文過程改變、環境質量下降、棲息地減少和生物多樣性下降等水生態問題日益突出。統籌開展生態環境保護規劃，實施生態系統管理，協調自然與社會經濟發展需求的矛盾，成為流域可持續發展面臨的重大課題。基於國內外水生態規劃與生態系統管理學科的發展趨勢，融合生態學、系統學、地理學和經濟學等多學科的理論和方法，重點開展區域或流域生態環境承載力研究，系統分析流域生態系統結構與功能特徵，識別主要生態環境問題、生態風險及其影響；開展典型流域水生態功能區劃研究，建立水生態功能區劃分的原則、指標和方法；開展生態系統模型構建與套用、生態系統管理和流域綜合管理研究，促進不同資源管理部門從過去單一的資源要素轉向綜合化；研究建立生態補償機制，綜合運用行政和市場手段，調整生態環境保護和建設相關各方之間利益關係；關注重點區域的生態環境保護與建設方案，協調社會經濟發展特別是水資源開發利用與流域生態環境保護間的關係，實現流域綜合效益最大和社會經濟的可持續發展。

創新點：基於流域或區域人口和自然資源的生態環境承載力評價方法；基於流域生態環境特徵及人類活動影響的主要生態環境問題識別、水生態功能區劃分、生態補償機制建立的理論和方法；基於流域社會經濟和生態環境複合生態系統的結構和功能改善的生態模型構建、生態規劃的原理與方法。

主要研究內容：

●水生態保護規劃的理論與方法

●基於生態安全的河湖生態系統管理

●生態補償的理論基礎

實驗室學術委員會

學術委員會主任：曹文宣院士

學術委員會副主任：王浩院士 董哲仁教授 金興平教授 常劍波研究員

實驗室揭牌儀式

2012年11月6日下午，水利部水工程生態效應與生態修復重點實驗室揭牌儀式在水利部中國科學院水工程生態研究所舉行，水利部副部長鬍四一、湖北省副省長郭生練、長江水利委員會主任劉雅鳴、中國科學院院士曹文宣為實驗室揭牌。胡四一強調，要進一步加強水工程生態效益及調控的套用基礎研究，為我國水工程生態效應與生態修復工作做出自己的貢獻。

中國工程院院士王浩，中國工程院院士、南京水利科學研究院院長張建雲，水利部國科司司長高波，水利部水資源司司長陳明忠，中國科學院武漢分院院長朱耀仲出席揭牌儀式，長江水利委員會副主任楊淳主持了揭牌儀式。