洱海湖滨带生态修复设计原则与工程模式

以洱海湖滨带为研究对象,探讨了湖滨带生态修复的原则和设计方法.在分析洱海湖滨带生态现状的基础上,对湖滨带类型进行了分类,提出了湖滨带的修复目标和设计方法,并对全系列和半系列的湖滨带生态修复进行了物理基底、生态恢复和景观结构设计.根据湖滨带的生态环境功能和人类对湖滨带的利用,探讨了洱海湖滨带生态修复的 8 种适用模式.     

滇池湖滨生态带建设管理机制研究

为提高湖滨带管理水平,通过总结实际工作中的工作方法和经验,提出和完善滇池湖滨生态带管理的一般模式,即政府投资管理、企业投资管理、政府-企业共同管理三种模式,为构建完善的滇池湖滨生态带管理机制奠定理论研究和实践调研基础。结果表明:政府主导的管理方式有利于保障湖滨带的整体性和自然属性,促进湖滨带生态系统的自然恢复,但是资金投入比例大、管理周期长;政府-企业共同管理能产生社会效益和经济效益,降低政府投资;企业投资管理能激活湖边带的商业价值,但企业管理自主性比较大,有待进一步研究。     

湖滨带类型划分研究

随着湖滨带生态系统的退化,其恢复和管理成为研究热点。由于湖滨带具有空间异质性,分区规划治理是其恢复的重要指导思想,而湖滨带类型划分是分区规划治理的重要依据。根据确定的原则及对湖滨带影响因素的分析,选取气候、湖滨带整体地貌形态、湖滨带地貌发育状况和人类的开发利用方式为分类依据,建立湖滨带四级分类体系,将湖滨带划分为山地型、平原型、河口型和专有型4大类型、细分为14种亚类型,并对每类湖滨带的特点进行了分析。     

湖滨带生态退化及其与人类活动的相互作用

湖滨带属于水陆生态交错带,是湖泊水生态系统与陆地生态系统间非常重要的过渡带. 根据湖滨带生态退化的表现形式,可以将湖滨带生态退化过程归纳为渐变退化、间断不连续退化、跃变退化、突变退化及复合退化5种类型. 系统自然退化是一个漫长渐变的过程,而人为干扰往往带有冲击负荷与胁迫压力.人类对湖滨带生态退化的影响与人类文明的发展历程密切相关,随着人类开发自然、利用自然能力的加强,对湖滨带生态退化的影响深度、范围也明显增强. 在文明初始阶段,人类对湖滨带处于被动适应及竞争利用的状态;文明成长阶段,人类开始对湖滨带进行主动开发及可控利用;在文明成熟阶段,从对湖滨带单纯开发利用拓展为发挥综合生态服务功能. 另一方面,湖滨带生态退化对人类产生的影响主要体现在生物资源萎缩、洪水灾害损失增加、可利用淡水资源减少、对人体健康造成威胁、美学价值丧失、影响水文化的历史传承等. 研究湖滨带的退化过程及其与人类活动之间的相互作用、相互影响关系,认清湖滨带自身的发展规律,识别湖滨带退化的驱动因子,有助于我们进一步保护湖滨带、修复退化的湖滨带或提出减缓湖滨带退化过程的有利措施.      

论湖滨带的结构与生态功能

湖滨带作为陆地和湖泊之间的过渡带,是健康湖泊生态系统不可缺少的有机组成部分,属于生态交错带的一种. 明晰湖滨带的结构与生态功能对湖滨带及湖泊的水环境改善与生态修复十分重要. 随着水环境因子的梯度变化,湖滨带的空间结构在横向、纵向和轴向分布上都表现出明显的圈层结构特点. 横向结构由陆向辐射带、水位变幅带和水向辐射带组成;纵向结构由空气、水体、底泥构成;轴向结构则是不同岸段湖滨带的景观变化和层次结构,体现整个湖滨带的全貌和湖滨带类型的组合. 湖滨带的时间结构体现在湖滨带生物及其生境条件随着时间推移的演化规律上,并在“时-空结构”中和人的积极存在紧密联系在一起. 影响时间结构的因素包括生物节律、气候因子、水动力等. 湖滨带在生态环境方面的功能可归纳为6项:污染物截留与净化、捕集和抑制藻类、提高湖滨带的生物多样性、提供野生动植物栖息地、控制沉积和侵蚀、调蓄洪水.      

贡湖、梅梁湾沿岸浅水区观测场水生植物周年动态及影响因素研究

通过对太湖北部贡湖、梅梁湾湖滨带观测场为期1年的野外现场调查,研究了两湖滨带沿岸浅水区水生植物现状及水质、底质的理化指标.结果表明:①贡湖湖滨带水生植物群落可划分为芦苇群落、马来眼子菜+荇菜+穗花狐尾藻群落和马来眼子菜单优群落;梅梁湾湖滨带水生植物群落可划分为芦苇+水花生群落、芦苇群落和菹草群落.②两湖滨带沉水植物生长有明显季节性差异, 贡湖湖滨带沉水植物生长期为春、夏、秋三季;梅梁湾湖滨带沉水植物生长期为冬、春两季.③两湖滨带观测场水生植物尤其是沉水植物现存种存在明显差异,水动力条件、水体总氮和底质营养盐含量不同是造成这种差异的重要原因.      

异龙湖退塘还湖区基底修复技术工程应用研究

20世纪70年代异龙湖实施了围湖造田运动,在湖滨带形成大量农田和连片的鱼塘群,鱼塘群垂直堤坝对湖滨带进行了强烈的切割,破坏了湖泊水体生态系统和陆地生态系统的连续性,使湖滨带原有的天然滩地大量消失,浅水区滩地生境条件急剧恶化,水生植被结构的连续性不复存在,鱼类栖息、索饵、产卵地丧失,湖滨生态系统遭到破坏,自净能力下降,加上鱼塘排污,严重阻碍了异龙湖湖滨带生态修复和水质改善。该文介绍一种全新的湖滨带退塘还湖区挖塘堆岛基底修复工程技术方法,通过对湖滨带39.33 hm2鱼塘群区域进行塘库系统构建、堆岛、滩地、坡地等地形地貌多样性改造基底修复工程示范,为湖滨带生态系统修复创造良好的生境条件,湖滨湿地示范工程区实现了生物多样性保育、入湖河流水质净化和景观美化三大功能。     

洱海湖滨带不同基底高程下菰出苗及生长特征

为研究洱海不同类型湖滨带菰(Zizania caduciflora)的出苗及生长的特征,在2010年3月和6月(菰的主要出苗和生长季节)调查洱海湖湾型和非湖湾型湖滨带不同基底高程上菰生物量、密度、植株叶片数、植株高度等的变化,分析洱海水位变化的影响.结果表明:随着湖滨带基底高程的降低,洱海湖滨带菰的密度、生物量、单株叶片数呈先增高后快速降低趋势,株高则呈增大后基本不变的趋势;从株密度及生物量看,随着3—6月洱海水位的降低,湖湾型和非湖湾型湖滨带菰生长的最适基底高程都随之下降,3月为1 964.85 m,6月为1 964.55 m,所对应的水深均为0.3 m.3月和6月湖湾型湖滨带能够出苗良好的基底高程比非湖湾型分别低了0.3和0.6 m;随着水位的下降,湖湾型湖滨带菰出苗良好的范围向水下延伸,但在非湖湾型湖滨带,出苗良好的最低高程几乎不变.湖湾型和非湖湾型湖滨带菰出苗和生长的差异显示出其影响因素不同,在湖湾型湖滨带,水深动态变化是主要影响因子,而在非湖湾型湖滨带,风浪作用和水深动态变化存在共同作用.     

星云湖湖滨带生态恢复措施探讨

阐述了星云湖湖滨带生态恢复的意义,分析了星云湖湖滨带主要环境问题,探讨了星云湖湖滨带生态恢复的措施。     

洱海湖滨带不同基底高程下菰出苗及生长特征

为研究洱海不同类型湖滨带菰(Zizania caduciflora)的出苗及生长的特征,在2010年3月和6月(菰的主要出苗和生长季节)调查洱海湖湾型和非湖湾型湖滨带不同基底高程上菰生物量、密度、植株叶片数、植株高度等的变化,分析洱海水位变化的影响. 结果表明:随着湖滨带基底高程的降低,洱海湖滨带菰的密度、生物量、单株叶片数呈先增高后快速降低趋势,株高则呈增大后基本不变的趋势;从株密度及生物量看,随着3—6月洱海水位的降低,湖湾型和非湖湾型湖滨带菰生长的最适基底高程都随之下降,3月为1964.85m,6月为1964.55m,所对应的水深均为0.3m. 3月和6月湖湾型湖滨带能够出苗良好的基底高程比非湖湾型分别低了0.3和0.6m;随着水位的下降,湖湾型湖滨带菰出苗良好的范围向水下延伸,但在非湖湾型湖滨带,出苗良好的最低高程几乎不变. 湖湾型和非湖湾型湖滨带菰出苗和生长的差异显示出其影响因素不同,在湖湾型湖滨带,水深动态变化是主要影响因子,而在非湖湾型湖滨带,风浪作用和水深动态变化存在共同作用.      

长江经济带涉矿生态环境协同治理对策

矿产资源开发生态环境保护与恢复治理是山水林田湖草生态保护修复的重要组成部分,也是区域/流域生态安全屏障建设的重要内容。本文面向长江保护修复的环境管理需求,梳理了第一批中央生态环境保护督察的长江经济带涉矿问题,探讨了矿产资源开发生态环境问题,提出了协同治理对策。结果表明:(1)长江经济带有8个省份发现涉矿生态环境问题,涉及石英砂矿、稀土矿、磷矿、锡矿、石灰石矿和石煤矿;有3个省份出现保护地采矿生态破坏严重问题,涉及自然保护区内违规设置的采矿权、探矿权和违法生产,以及国家级风景名胜区内以治理地质灾害之名开采磷矿。(2)11个省市中均发现了涉保护地违规管理问题,包括饮用水水源保护区、湖滨湿地、长江岸线和重要湿地、海洋保护区、风景名胜区。矿山生态环境协同治理对策包括:(1)科学制定矿山生态修复目标;(2)定期开展矿山生态保护修复成效评估;(3)提高矿山生态环境监管执行力。     

太湖湖滨湿地沉积物营养元素分布特征及其环境意义

针对当前修复湖滨湿地去除氮磷营养盐长期效果的不确定性,以东太湖自然湖滨湿地与东部滨岸区、竺山湾修复湖滨湿地为代表,采用放射性核素210Pb计年法测定湖滨湿地沉积物的年代,据此计算出沉积速率,并结合沉积物柱中粒度组成与碳氮磷的含量变化,推算出自然湖滨湿地沉积物中碳氮磷的平均蓄积量.结果表明:太湖自然湖滨湿地与修复湖滨湿地沉积物的颗粒组成均以粉砂粒为主.东太湖自然湖滨湿地沉积物的平均沉积速率为:芦苇群落,0.74cm/a;茭草群落,0.69cm/a;香蒲群落,1.24cm/a;牛鞭草群落,1.27cm/a;荷群落,0.81cm/a.近40a来,东太湖自然湖滨湿地单位面积(cm2)沉积物中碳氮磷的蓄积量平均为:总有机碳1408.0mg,总氮138.2mg,总磷14.31mg.对于修复湖滨湿地而言,随着植物群落的发育演替,营养元素在修复湖滨湿地系统内可以不断累积,其沉积物库的蓄积量潜力很大,在控制外源污染输入的前提下,湖滨湿地具有净化水质的长期环境效应.     

太湖湖滨带底泥氮、磷、有机质分布与污染评价

采集了环太湖湖滨带表层(0~10cm)底泥,研究分析了湖滨带底泥中有机质(OM)、总氮(TN)、总磷(TP)的空间分布特征,并对太湖湖滨带底泥进行营养评价.结果表明,湖滨带底泥中OM含量在1.42%~9.96%之间,空间分布趋势为:东太湖>竺山湾>贡湖>梅梁湾>南部沿岸>东部沿岸>西部沿岸; TN含量在458~5211mg/kg之间,空间变化趋势为东太湖>竺山湾>东部沿岸>贡湖>南部沿岸>梅梁湾>西部沿岸; TP含量在128.56~1392.16mg/kg之间,空间变化趋势为竺山湾>梅梁湾>东太湖>南部沿岸>贡湖>东部沿岸>西部沿岸,OM与TN分布趋势相似,TN与OM之间极显著正相关(r = 0.903, P<0.01),TP与OM之间弱相关(r = 0.073, P<0.332).结合综合污染指数和有机指数评价法可知,太湖湖滨带底泥环境质量整体较好,氮、磷污染除东太湖和竺山湾属重度污染外其他各区属轻中度污染;有机污染除东太湖外大部分区域属较清洁区.     

滇池沿岸台地水土、氮磷流失特征与控制对策分析

研究分析了滇池沿岸台地的水土流失和氮、磷流失的特征、形态、迁移规律。针对滇池台地区地形及土地利用破碎、类型复杂、功能混乱等特点，提出源头削减、域内因地因类制宣控制、分项模块治理。采取生物工程措施与辅助工程措施相结合的技术手段，形成一套完整的台地水土和氯磷流失控制集成技术。     

滇池湖滨带生态湿地建设中的土地利用问题探析

随着城市建设不断地向湖滨区扩展,滇池原有的湖滨带被大量用于建设各类建筑物,原有的湖滨带几乎失之殆尽,为保护及修复滇池湖滨完整的生态系统,实施湖滨生态湿地建设工程显得尤为重要,而征地工作难度很大,甚至成为制约湖滨生态带建设工程顺利实施的关键因素之一。本文指出征地工作难度大的主要原因是缺乏征地拆迁补偿标准、拆迁安置费用较高,引起的社会问题复杂等,并提出应采取编制规划控制土地的无序开发、调整农业产业结构、建立新型的征地补偿制度以及妥善安置失地农民等对策措施及建议。     

太湖湖滨带春季悬浮物沉降特征与水体营养盐响应

为研究湖滨带悬浮物沉降过程中水体营养盐时空分布状况,在太湖西岸湖滨带典型区域进行原位沉降实验,计算了沉降量和沉降通量,并对沉降过程中TP、TN、NH+4-N、NO-3-N测定分析.结果表明,太湖西岸湖滨带沉降通量表现为人工芦苇区近岸无植被区自然芦苇区远岸无植被区,平均沉降通量分别为(1 383.40±925.60)、(1 208.67±743.50)、(278.72±142.53)、(245.58±154.25)g·(m2·d)-1,沉降第6 d以后沉降量稳定上升,沉降速率大于分解速率;经过持续15 d野外沉降实验观测,沉降过程中近岸带的TP含量是远岸带的2~3倍,且沉积物捕获器内NH+4-N和NO-3-N含量出现显著的差异(P0.01);沉降量与水体TN和NH+4-N含量呈显著相关(P0.01,n=42),表明沉降量的增加会导致上覆水体TN与NH+4-N含量增加;TN与NH+4-N相关系数为0.84,显示沉降量的增加可能加速氮素不同形态间相互转化,这一现象在当前太湖湖泛治理中应当予以重视.     

武汉环境治理中的自然资源利用与优化措施研究

为了推进武汉的生态环境建设进一步发展,让城市人居环境得到显著改善,充分利用武汉的城市自然资源优势,进行环境治理改革,抓好全市沿江港口岸线资源环境综合整治工作,利用东湖生态风景区和木兰文化生态旅游区的水质资源和生态资源优势,进行生态旅游开发,加大生态资源管理和保护力度,通过植树造林提高城市绿量,丰富山水格局。有效利用武汉的湿地生态环境优势,加快推进开展沿江绿化工作,结合污染得天独厚的湿地生态和沿江生态自然资源优势,进行污染环境治理,建设绿色生态城市,建设环保宜居城市。     

阳宗海湖滨湿地环境因素对沉积物砷赋存形态的影响及浓度水平预测

湖滨湿地独特的水文条件区别于其他生态系统,环境因素变化频繁,对沉积物中污染物形态影响显著.以阳宗海南岸湖滨湿地表层沉积物为研究对象,探究不同季节的S-TAs（沉积物中总砷）、不同形态砷质量分数及环境因素时空分布特征,以及环境因素与不同形态砷分布的关系,同时基于逐步回归和BP神经网络模型对沉积物中4种不同形态砷（弱酸提取态砷、可还原态砷、可氧化态砷、残渣态砷）质量分数进行预测和比较.结果表明:①夏季ρ（W-TAs）（W-TAs为水体总砷）、w（S-TAs）（S-TAs为沉积物总砷）略高,且ρ（W-TAs）处于GB 3838-2002《地表水环境质量标准》Ⅲ级限值（0.05 mg/L）和Ⅴ类限值（0.1 mg/L）之间,冬季物理指标pH、ρ（DO）、E_h（氧化还原电位）、电导率（TDS）、w（OM）均较高,沉积物pH（记为S-pH）、ρ（DO）与E_h存在明显的季节性差异（P < 0.05）.②湖滨湿地沉积物中活性砷（弱酸提取态砷、可还原态砷、可氧化态砷）质量分数之和所占比例为17.70%~62.59%,80%采样点的活性砷的质量分数较低,对生态风险影响较小,S-pH、ρ（DO）、E_h对不同形态砷的质量分数影响显著（P < 0.05）,同时,不同季节湖滨湿地对砷均有明显的拦截作用.③与逐步回归模型相比,BP神经网络预测模型是通过输入层到输出层的计算完成,增强了非线性、自适应性处理能力,不同砷形态质量分数的实测值与预测值的拟合度高达0.999 5,而逐步回归仅为0.374 9,神经网络更准确地预测了不同形态砷的质量分数及时空变化规律.研究显示,湖滨湿地环境因素的变化对沉积物砷赋存形态具有显著影响,因BP神经网络比数理统计线性回归模型更能准确地反映沉积物不同形态砷与环境因子间复杂的非线性关系,预测效果更精确.      

五里湖湖滨带富营养化评价

通过对五里湖湖滨带水质的监测,Chla值范围为19.96～33.77 mg/m3;TN范围为3.51～7.15mg/L;TP范围为0.119～0.249mg/L;高锰酸盐指数范围为8.381～10.16mg/L;SD范围为0.35～0.58m。利用灰色聚类法对五里湖湖滨带进行富营养化评价,结果表明:该地区处于富营养状态。Chla与TP、高锰酸盐指数间呈显著的正相关关系,TN、SD与Chla间的相关性较差。磷是五里湖湖滨带富营养化的限制性因子。