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第1章　绪论1

1.1　研究背景、选题依据和研究目的1

1.1.1　研究背景1

1.1.2　选题依据2

1.1.3　研究目的4

1.2　国内外研究进展4

1.2.1　研究进展（Ⅰ）——湖泊—流域生态系统动力学及其模拟4

1.2.2　研究进展（Ⅱ）——流域生态系统评价17

1.2.3　研究进展（Ⅲ）——流域生态系统管理24

1.2.4　存在问题与发展趋势30

1.3　研究对象、方法及技术路线31

1.3.1　研究对象与方法31

1.3.2　技术路线32

第2章　湖泊—流域生态系统管理理论研究35

2.1　理论研究概述35

2.2　湖泊—流域生态系统的组成与特征分析36

2.2.1 系统组成36

2.2.2　基本特征39

2.3　概念界定41

2.4　理论基础43

2.4.1　理论基础构成43

2.4.2　生态系统方法44

2.4.3　生态系统生态学47

2.4.4　流域生态学、流域保护方法与流域分析47

2.4.5　生态系统健康与生态完整性48

2.5　理论体系50

2.5.1　理论体系框架50

2.5.2　管理目标与原则51

2.5.3　管理基础、要素与框架60

2.5.4　关键问题分析61

2.5.5　效益与实施障碍分析63

2.6　小结64

第3章　湖泊—流域生态系统管理方法研究65

3.1　研究方法体系65

3.2　湖泊—流域生态系统动力学模拟（EDMLW）68

3.2.1　基于管理目标的湖泊生态系统动力学68

3.2.2　湖泊生态系统动力学模拟73

3.2.3　湖泊—流域生态系统模拟81

3.3　湖泊—流域生态系统评价（IEA）92

3.3.1　湖泊生态系统健康评价92

3.3.2　湖泊—流域生态系统综合评价95

3.4　流域生态经济结构优化102

3.4.1　优化目标102

3.4.2　IMLOPOEEW优化方程103

3.5　湖泊—流域生态系统管理策略及其优选109

3.5.1　生态胁迫因子控制109

3.5.2　湖泊—流域生态恢复与管理117

3.5.3　湖泊—流域生态系统综合管理122

3.5.4　管理策略布局优化的ICCLP模型124

3.6　湖泊—流域生态系统的适应性管理机制129

3.6.1　生态系统管理的风险分析129

3.6.2　管理策略的监测与适应性调整130

3.7　小结131

第4章　四川邛海流域生态系统管理研究132

4.1　邛海流域概况及特征分析132

4.1.1　研究范围132

4.1.2　流域陆地生态系统特征分析134

4.1.3　流域社会经济系统特征分析135

4.2　邛海流域生态问题分析与管理目标确定135

4.2.1　流域生态问题的初步诊断135

4.2.2　管理目标确定150

4.3 邛海流域生态系统动力学模拟（EDMLW）151

4.3.1　基础信息收集与系统分析151

4.3.2　模型检验153

4.3.3　情景分析155

4.3.4　模拟结果157

4.4　邛海流域生态系统综合评价162

4.4.1　流域生态脆弱性评价162

4.4.2　邛海生态系统健康评价166

4.4.3　流域生态系统综合评价的RBFNNs模型170

4.5　流域生态经济结构优化174

4.5.1 IMLOPOEEW模型174

4.5.2　模型结果与解译176

4.6　邛海流域生态系统管理策略及其优化181

4.6.1　流域生态修复与污染控制181

4.6.2　湖泊生态调控与管理194

4.6.3　邛海流域生态系统管理策略优化的ICCLP模型206

4.7　邛海流域生态系统适应性管理221

4.7.1　综合管理机制221

4.7.2　综合管理对策221

4.7.3　风险分析与适应性管理机制224

4.8　小结228

第5章　结论与展望230

5.1　研究结论230

5.2　研究展望233

参考文献235

主要符号对照表258

表1-1 中国主要的湖泊生态系统动力学模型11

表1-2　生态系统活力、组织和恢复力的测度方法19

表1-3　水生生态系统健康评价方法与指标19

表1-4　流域生态承载力研究进展21

表1-5　不同机构和学者对生态系统管理的定义25

表2-1 水环境管理、流域综合管理与流域生态系统管理之间的差异41

表2-2　湖泊生态系统管理目标及其确定程序53

表2-3　流域陆地生态系统管理目标及其确定程序55

表2-4　流域社会经济系统管理目标及其确定程序57

表2-5　流域化学物质管理目标及其确定程序58

表2-6　流域制度与政策保障目标及其确定程序59

表2-7　湖泊—流域生态系统管理的管理系统要素60

表2-8　湖泊—流域生态系统管理中的不确定性来源及其处理方法61

表3-1　湖泊生态系统动力学模型的模拟过程74

表3-2　湖泊生态系统健康评价的外部指标和环境要素状态指标93

表3-3　湖泊生态系统健康评价生态指标94

表3-4　与管理目标相对应的湖泊—流域生态系统综合评价指标体系97

表3-5 湖泊—流域生态系统综合评价的指标含义与计算方法98

表3-6　湖泊—流域生态系统综合评价的指标分级100

表3-7　水位变动与湖泊水生植被的响应及基本调控策略116

表4-1　邛海流域的河流水文特征值133

表4-2　邛海污染评价因子枯、平、丰水期权重向量137

表4-3　邛海流域20个子区土地利用类型格局140

表4-4　2004年邛海流域森林资源统计142

表4-5　邛海流域20个子流域的水土流失现状143

表4-6　邛海流域泥石流HDR评价的训练和验证数据146

表4-7　邛海流域5个子区的泥石流基本特征148

表4-8　邛海水量平衡149

表4-9　邛海生态需水量等级150

表4-10　邛海流域生态系统管理指标151

表4-11　EDMLW模型灵敏度分析结果154

表4-12　邛海流域2010、2015和2020年社会经济发展的四种情景158

表4-13　SB下邛海流域1998～2020年的社会、经济、生态结构变化159

表4-14　邛海流域20个分区2004～2020年的P年输移量160

表4-15　1988～2020年邛海入湖和出湖的P平衡分析161

表4-16　邛海流域生态脆弱度评价结果164

表4-17　生态脆弱度综合指数分级标准165

表4-18　1988、2001和2004年邛海的外部指标计算166

表4-19　1988、2001和2004年邛海的环境要素状态指标167

表4-20　1988、2001和2004年邛海的生态指标值167

表4-21 1988、2001和2004年邛海的生态系统健康指数计算169

表4-22　1988～2004年邛海的生态系统综合评价指标原始值170

表4-23　邛海流域IMLOPOEEW模型中的主要约束174

表4-24　邛海流域IMLOPOEEW模型的主要参数175

表4-25　邛海流域IMLOPOEEW模型优化的COD和TP输出179

表4-26　邛海流域生态修复与污染控制总体方案框架182

表4-27　子流域Q-Ⅲ内生活污水处理技术优选184

表4-28　邛海流域污染源治理方案185

表4-29　邛海湖滨带生态修复方案187

表4-30　邛海沉积层疏浚的设计参数188

表4-31　邛海湖滨区生态修复与景观恢复方案189

表4-32　邛海上游山区森林生态系统修复与管护方案189

表4-33　邛海流域水土流失与泥石流防治方案192

表4-34　邛海流域各子流域内优选的生态修复与污染控制技术193

表4-35　邛海生物完整性评价指标197

表4-36　邛海生物完整性评价的原始值197

表4-37　邛海的鱼类种群变化199

表4-38　邛海ICCLP模型中的主要参数207

表4-39　不同概率水平下邛海20个子流域的优化投资210

表4-40　不同概率水平下邛海20个子流域的优化TP削减量213

表4-41 pi=0.50概率水平下邛海20个子流域的优化方案规模（下限）217

表4-42 邛海流域生态系统管理的生态监测计划227

彩图1　邛海流域的地形图……i14

彩图2　邛海流域陆地生态系统分布……ii彩图3　邛海流域水土流失现状……iii彩图4　邛海流域生态系统管理分区……iv图1-1 湖泊生态系统动力学模型中的不确定性来源14

图1-2 内哥伦比亚流域生态系统管理研究的系统组成分析30

图1-3　本书的技术路线与主要内容33

图1-4　本书主要内容的内涵关系34

图2-1　水体、陆地自然子系统和社会经济子系统的关系37

图2-2　湖泊—流域生态系统管理的系统分析38

图2-3　湖泊—流域生态系统管理理论基础的对应关系44

图2-4　生态系统健康与生态完整性的关系50

图2-5　湖泊—流域生态系统管理目标确定52

图3-1　湖泊—流域生态系统管理综合模型（IMLWEM）组成66

图3-2　湖泊—流域生态系统管理的研究方法体系67

图3-3　基于生态系统管理的湖泊生态系统动力学研究技术路线71

图3-4　MPDLS模型的模拟过程75

图3-5　湖泊—流域生态系统综合模拟的框架阐释82

图3-6　EDMLW模型中流域生态子系统与社会经济子系统的关系84

图3-7　湖泊—流域污染物输移分析的MFA-SD方法87

图3-8　湖泊—流域生态系统综合模拟中情景分析的基本步骤90

图3-9　情景设计中的驱动因子排序91

图3-10　湖泊—流域生态系统综合评价的主要步骤96

图3-11 湖泊—流域生态系统综合评价指标体系的层级结构97

图3-12　径向基神经网络的结构101

图3-13　湖泊—流域水污染综合防治的方法框架113

图3-14　河岸带生态系统组成118

图3-15　河岸带生态系统结构与功能119

图3-16　湖泊—流域生态补偿核算方法124

图3-17　ICCLP模型的求解步骤128

图3-18　湖泊—流域生态系统适应性管理框架130

图4-1　邛海流域及其水系构成133

图4-2　邛海流域及其20个子区划分139

图4-3　邛海流域2004年的P平衡分析141

图4-4　邛海流域泥石流HDR评价数据的聚类分析结果147

图4-5 邛海流域泥石流HDR评价的BP网络结构148

图4-6　邛海流域泥石流评价分区148

图4-7　邛海流域EDMLW模型的一致性检验155

图4-8　邛海流域生态系统管理的情景因子排序157

图4-9　邛海流域生态系统管理中的情景矩阵157

图4-10　两种情景下2003～2020年邛海TP和Chla的浓度变化161

图4-11　邛海流域生态脆弱性评价指标体系164

图4-12　滇池、洱海和邛海的生态指标值比较168

图4-13　隐层神经元个数与SSE的关系172

图4-14　网络训练步数与SSE的关系172

图4-15 邛海流域生态系统综合评价中五个子系统的评价值173

图4-16　邛海流域农业产业结构优化177

图4-17　邛海流域种植业结构优化178

图4-18　邛海流域水资源的优化配置（上、下限值）180

图4-19　邛海流域及其6个子流域183

图4-20　邛海湖滨带的土地利用类型186

图4-21　邛海湖滨带分区187

图4-22　邛海流域河岸缓冲带分区190

图4-23　邛海流域水土流失与泥石流防治体系191

图4-24　邛海流域小流域综合防治模式与生态经济系统192

图4-25　邛海的主要特征水位195

图4-26　邛海渔业在1949～2004年的变化196

图4-27　邛海20世纪40年代、80年代和2003年的生物完整性变化198

图4-28　邛海食物网在20世纪40年代、80年代和2003年的变化201

图4-29　邛海的TP浓度等值线图207

图4-30　不同pi水平下各子流域的优化投资212

图4-31　不同概率水平下各种技术方案的优化投资213

图4-32　不同概率水平不同方案在不同阶段的TP削减效果215

图4-33　各子流域的TP污染负荷及其在pi=0.50水平下的TP削减量216

图4-34　X'i,j,k'的聚类分析和综合分析220

图4-35　ICCLP模型优化后EDMLW模型的输出结果221

图4-36　邛海流域生态系统综合管理的机构设置222

图4-37　邛海流域生态补偿政策的实施过程223