基于HRAI-InVEST的NbS水文适配协同效益评估——以洞庭湖生态经济区为例

赵思危; 鞠茂森; 张文慧; 吴宸晖; 陈荣荣

doi:10.13961/j.cnki.stbctb.2025.06.024

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

基于HRAI-InVEST的NbS水文适配协同效益评估——以洞庭湖生态经济区为例

水保监测与应用技术

- 基于HRAI-InVEST的NbS水文适配协同效益评估——以洞庭湖生态经济区为例
- Evaluation of hydrological adaptation and synergistic benefits of nature-based solutions using HRAI-InVEST——A case study of Dongting Lake ecological economic zone
- 水土保持通报 2025年45卷第6期页码：202-212
- 作者机构：
  
  1.河海大学商学院，江苏南京211100
  2.河海大学;水利水电学院，江苏南京210024
  3.南京市秦淮河河道管理处，江苏南京 210012
  4.江苏省盐城市射阳县农业农村局农业科学研究所，江苏盐城224300
- 作者简介：
  
  赵思危（2001—），女（汉族），江苏省淮安市人，硕士研究生，研究方向为流域生态数字建模。Email：241320010043@hhu.edu.cn。
  鞠茂森（1967—），男（汉族），江苏省如皋市人，博士，教授，主要从事河长制与水资源管理研究。Email：maosenju@hhu.edu.cn。
- 基金信息：
  
  江苏省水利科技项目“农村河道智能化清淤及淤泥资源化利用技术示范”(2024046)
- DOI：10.13961/j.cnki.stbctb.2025.06.024
  中图分类号： X171
- CSTR：32312.14.stbctb.2025.06.024
- 收稿：2025-07-14，
  
  修回：2025-08-11，
  
  纸质出版：2025-12-10
- 稿件说明：
移动端阅览
赵思危, 鞠茂森, 张文慧，等.基于HRAI-InVEST的NbS水文适配协同效益评估[J].水土保持通报,2025,45(6):202-212.

Zhao Siwei, Ju Maosen, Zhang Wenhui, et al. Evaluation of hydrological adaptation and synergistic benefits of nature-based solutions using HRAI-InVEST [J]. Bulletin of Soil and Water Conservation,2025,45(6):202-212.
赵思危, 鞠茂森, 张文慧，等.基于HRAI-InVEST的NbS水文适配协同效益评估[J].水土保持通报,2025,45(6):202-212. DOI： 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.06.024. CSTR： 32312.14.stbctb.2025.06.024.

Zhao Siwei, Ju Maosen, Zhang Wenhui, et al. Evaluation of hydrological adaptation and synergistic benefits of nature-based solutions using HRAI-InVEST [J]. Bulletin of Soil and Water Conservation,2025,45(6):202-212. DOI： 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.06.024. CSTR： 32312.14.stbctb.2025.06.024.

摘要

目的

研究构建适用于洞庭湖生态经济区的NbS协同效益评估框架，寻求提升区域水文节律适配度的差异化NbS实施方案，为生态敏感区的水文动态管理提供可操作的优化路径。

方法

以洞庭湖生态经济区为对象，构建融合水文节律适配度指数（HRAI）与InVEST模型的NbS协同效益评估框架，综合分析NbS对洪水调蓄、生态补水和流量稳定性的影响。

结果

①2022—2024年区域HRAI年均值由0.317提升至0.327，NbS措施可有效提升洪水调蓄与生态水文稳定性； ②丘陵湿地和林地可协同提升节律适配性与产水、土壤保持等生态服务供给能力，湖滨平原与建设用地集聚区提升有限。

结论

在丘陵湿地可优先布局生态沟渠与植被恢复工程，平原地区推进生态缓释与分时调蓄系统建设，建设区推广雨水花园与透水铺装等海绵措施，能够提升可利用含水量、延长生态补水天数并优化洪水脉冲阈值，实现HRAI的稳定提升。

Abstract

Objective

A nature-based solutions （NbS） synergistic benefit assessment framework applicable to the Dongting Lake ecological economic zone was constructed，in order to seek differentiated NbS implementation schemes to enhance regional hydrological rhythm adaptation index，and to provide operable optimization pathways for the hydrological dynamic management in ecologically sensitive areas.

Methods

Taking the Dongting Lake ecological economic zone as the study area， this study constructed an NbS synergistic benefit assessment framework integrating the hydrological rhythm adaptation index （HRAI） and the InVEST model， comprehensively analyzing the effects of NbS on flood regulation， ecological water supplementation， and flow stability.

Results

① The regional annual average HRAI increased from 0.317 in 2022 to 0.327 in 2024， indicating that NbS measures effectively improved flood regulation and eco-hydrological stability. ② Hilly wetlands and forests could synergistically enhance rhythm adaptation index and the supply capacity of ecosystem services such as water yield and soil conservation， while improvements in lakeside plains and built-up areas were limited.

Conclusion

It is recommended to prioritize the implementation of ecological ditches and vegetation restoration projects in hilly wetlands， promote the construction of ecological slow-release and time-based regulation systems in plain areas， and promote sponge measures such as rain gardens and permeable pavements in built-up areas. This will increase available water content， extend ecological water supplementation days， and optimize flood pulse thresholds， thereby achieving a steady improvement in the HRAI.

关键词

Keywords

references

Seddon N ， Smith A ， Smith P ， et al . Getting the message right on nature-based solutions to climate change ［J］. Global Change Biology ， 2021 ， 27 （ 8 ）： 1518 - 1546 .

马月伟，潘健峰，蔡思青，等 . 生态系统服务社会价值与生态价值的权衡与协同关系：以普达措国家公园为例［J］. 地理科学， 2022 ， 42 （ 7 ）： 1283 - 1294 .

Ma Yuewei ， Pan Jianfeng ， Cai Siqing ， et al . Trade-offs and synergies between social value and ecological value of ecosystem services：A case study of the potatso National Park ［J］. Scientia Geographica Sinica ， 2022 ， 42 （ 7 ）： 1283 - 1294 .

Zhao Yuzhe ， Zou Yunjiao ， Msakni M K ， et al . Liner feeder service network design problem for joint operation：A case study from China ［J］. Flexible Services and Manufacturing Journal ， 2025 ： 1 - 39 .

Valencia J B ， Guryanov V V ， Mesa-Diez J ， et al . Assessing the effectiveness of the use of the InVEST annual water yield model for the rivers of Colombia：A case study of the meta river basin ［J］. Water ， 2023 ， 15 （ 8 ）： 1617 .

孙宇豪，周洪美，张耀峰，等 . 经济发展潜力的统计测度、空间分布及影响因素［J］. 统计与决策， 2025 ， 41 （ 7 ）： 111 - 116 .

Sun Yuhao ， Zhou Hongmei ， Zhang Yaofeng ， et al . Statistical measurement， spatial distribution and influencing factors of economic development potential ［J］. Statistics & Decision ， 2025 ， 41 （ 7 ）： 111 - 116 .

杨君，唐兴隆，袁淑君，等 . 湖南省多尺度生态系统服务供需关系及影响因素［J］. 水土保持通报， 2023 ， 43 （ 6 ）： 272 - 281 .

Yang Jun ， Tang Xinglong ， Yuan Shujun ， et al . Supply and demand of multi-scale ecosystem services and their influencing factors in Hu’nan Province ［J］. Bulletin of Soil and Water Conservation ， 2023 ， 43 （ 6 ）： 272 - 281 .

李丽蓉，黄一民，张秋锦，等 . 洞庭湖流域高温热浪持续天数预测［J］. 地理科学， 2024 ， 44 （ 12 ）： 2247 - 2257 .

Li Lirong ， Huang Yimin ， Zhang Qiujin ， et al . Prediction of duration of high temperature heat wave in the Dongting Lake basin ［J］. Scientia Geographica Sinica ， 2024 ， 44 （ 12 ）： 2247 - 2257 .

Daide F ， Hasiotis T ， Nabih S ， et al . Assessing hydrological alterations and environmental flow components in the Beht River basin， Morocco， using integrated SWAT and IHA models ［J］. Hydrology ， 2025 ， 12 （ 5 ）： 109 .

刘超，魏秘，李德旺，等 . 长江中游松滋河鱼类早期资源与水文情势的相关性研究［J］. 长江流域资源与环境， 2025 ， 34 （ 5 ）： 993 - 1001 .

Liu Chao ， Wei Mi ， Li Dewang ， et al . Correlation study on early stage fish resources and hydrological conditions of the Songzi River in the middle reaches of the Yangtze River ［J］. Resources and Environment in the Yangtze Basin ， 2025 ， 34 （ 5 ）： 993 - 1001 .

王煜，郑小康，吕鸿，等 . 极端枯水年黄河流域水资源系统韧性调控［J］. 水科学进展， 2025 ， 36 （ 3 ）： 359 - 371 .

Wang Yu ， Zheng Xiaokang ， Lv Hong ， et al . Research on resilience regulation of water resource systems in the Yellow River basin under during extreme drought years ［J］. Advances in Water Science ， 2025 ， 36 （ 3 ）： 359 - 371 .

孙美荣，孙鹏森，张明芳，等 . 气候变化和人类活动对流域水文恢复力影响的研究进展［J］. 水土保持学报， 2022 ， 36 （ 2 ）： 13 - 24 .

Sun Meirong ， Sun Pengsen ， Zhang Mingfang ， et al . Progress in the effects of climate change and human activities on watershed hydrological resilience ［J］. Journal of Soil and Water Conservation ， 2022 ， 36 （ 2 ）： 13 - 24 .

Wang Tao ， Deng Zhengmiao ， Zhang Chengyi ， et al . Vegetation types and flood water level are dominant factors controlling the carbon sequestration potential in Dongting Lake floodplain， China ［J］. Science of the Total Environment ， 2024 ， 921 ： 171146 .

Li Hongjun ， Hou Zhengjun ， Qin Zhuangen . Spatiotemporal heterogeneity of precipitable water diurnal variation over the Tibetan Plateau based on a refined 2D water vapor reconstruction ［J］. Atmosphere ， 2025 ， 16 （ 2 ）： 139 .

Yuwen Peng ， Huiyi Su ， Min Sun ， et al . Reconstructing historical forest fire risk in the non-satellite era using the improved forest fire danger index and long short-term memory deep learning-a case study in Sichuan Province， southwestern China ［J］. Forest Ecosystems ， 2024 ， 11100170 .

李嘉睿，李乐，郝泽周，等 . 1982—2022年南方红壤区降雨侵蚀力时空格局演变及其归因分析［J］. 生态学报， 2025 ， 45 （ 9 ）： 4248 - 4262 .

Li Jiarui ， Li Le ， Hao Zezhou ， et al . Spatial-temporal pattern evolution and attribution analysis of rainfall erosivity in the red soil region of southern China from 1982 to 2022 ［J］. Acta Ecologica Sinica ， 2025 ， 45 （ 9 ）： 4248 - 4262 .

廖江博，毛德华，邓美容 . 洞庭湖流域典型生态系统服务评估及权衡/协同关系研究［J］. 长江流域资源与环境， 2024 ， 33 （ 2 ）： 310 - 321 .

Liao Jiangbo ， Mao Dehua ， Deng Meirong . Evaluation of typical ecosystem services and trade-offs/synergies in Dongting Lake basin ［J］. Resources and Environment in the Yangtze Basin ， 2024 ， 33 （ 2 ）： 310 - 321 .

Guangxu Liu ， Aicun Xiang ， Zhiwei Wan ， et al . Quantitative characterization， spatiotemporal evolution， and analysis of driving factors of daily dry-wet abrupt alternation： A case study of the Ganjiang River basin ［J］. Journal of Hydrology： Regional Studies ， 2024 ， 56102030 - 102030 .

Qiao Bin ， Cao Xiaoyun ， Yang Hao ， et al . Nonlinear threshold effects of environmental drivers on vegetation cover in mountain ecosystems：From constraint mechanisms to adaptive management ［J］. Ecological Indicators ， 2025 ， 173 ： 113328 .

Peng Kunyu ， Liu Yameng ， Zhang Keyu ， et al . Regional NDVI reconstruction based on tree-ring width of Pinus massoniana Lamb. in the north-south transition zone of China ［J］. Dendrochronologia ， 2025 ， 92 ： 126373 .

Panagos P ， Borrelli P ， Poesen J ， et al . The new assessment of soil loss by water erosion in Europe ［J］. Environmental Science & Policy ， 2015 ， 54 ： 438 - 447 .

Dahl J E ， Mørch A . A theoretical and empirical analysis of tensions between learning objects and constructivism ［J］. Education and Information Technologies ， 2025 ： 13636 .

Xiong Kai ， Deng Bin ， Liu Jiang ， et al . Advanced classification of optical water types and ensemble learning models for Chl-a inversion in Dongting and Poyang Lakes using Sentinel-2 remote sensing：Assessing the impact of extreme drought events ［J］. Ecological Indicators ， 2025 ， 177 ： 113738 .

Maes J ， Egoh B ， Willemen L ， et al . Mapping ecosystem services for policy support and decision making in the European Union ［J］. Ecosystem Services ， 2012 ， 1 （ 1 ）： 31 - 39 .

Lang Zhang ， Haoran Yu ， Qicheng Zhong ， et al . Ecological flow-driven multifunctionality： A Nature-based Solutions framework for urban ecological corridor planning in high-density cities ［J］. Ecological Indicators ， 2025 ， 179 114224 - 114224 .

Grizzetti B ， Liquete C ， Antunes P ， et al . Ecosystem services for water policy：Insights across Europe ［J］. Environmental Science & Policy ， 2016 ， 66 ： 179 - 190 .

Hirabayashi Y ， Mahendran R ， Koirala S ， et al . Global flood risk under climate change ［J］. Nature Climate Change ， 2013 ， 3 （ 9 ）： 816 - 821 .

Xuwen Tian ， Xin Yao ， Zhenkai Zhou . Distribution patterns and risk assessment of potential ice avalanches and glacier lake outburst floods in southeastern Tibetan Plateau ［J］. Ecological Indicators ， 2025 ， 179 114217 - 114217 .

Le Chen ， Wei Wei ， Bing Tong ， et al . Ecosystem services and their drivers under different watershed- management patterns in the Western Chinese Loess Plateau ［J］. Ecological Indicators ， 2025 ， 172 113321 - 113321 .

Rotimi O O ， Appollonia A O ， Olutoyin A F ， et al . Assessing the status of ecosystem regulating services in the urbanising rainforest and Guinea savanna ecological regions of Nigeria using InVEST models ［J］. Urban Climate ， 2025 ， 61 102410 - 102410 .

曾金凤，刘祖文，刘友存，等 . 基于IHA-RVA法的东江源区生态水文情势变化分析［J］. 水土保持通报， 2021 ， 41 （ 6 ）： 157 - 164 .

Zeng Jinfeng ， Liu Zuwen ， Liu Youcun ， et al . Eco-hydrological regime of source area of Dongjiang River based on IHA-RVA ［J］. Bulletin of Soil and Water Conservation ， 2021 ， 41 （ 6 ）： 157 - 164 .

浏览量

下载量

CSCD

文章被引用时，请邮件提醒。

提交

工具集

关联资源

基于InVEST模型的洞庭湖生态经济区生态系统服务功能研究

基于InVEST模型的南北盘江流域产水量时空变化研究

基于InVEST模型和电路理论的生态安全格局识别——以青海省海南藏族自治州为例

生态型县域生态系统服务时空格局及其协同关系——以国家全域旅游示范区江西省武宁县为例

海河流域气候-土地利用-生态治理对水生态系统服务的影响