湖泊生态安全及其评估方法框架

针对目前我国湖泊存在的主要生态安全问题,同时考虑流域人类活动对湖泊的影响,阐述了对湖泊生态系统及湖泊生态安全的深层认识和理解,并在此基础上建立了“4+1”湖泊生态安全评估方法框架. 该方法框架包括湖泊水生态系统健康评估、流域社会经济活动对湖泊生态影响评估、湖泊生态服务功能评估和湖泊生态灾变评估,以及在这4项评估的基础上建立的湖泊生态安全综合评估. “4+1”湖泊生态安全评估方法框架既可作为对湖泊生态安全进行整体综合评估的方法,又反映了湖泊水生态健康、流域人类活动对湖泊的影响、湖泊生态服务功能以及湖泊生态灾变4个过程对湖泊生态安全的影响关系,识别影响湖泊生态安全的限制性因子. 湖泊生态安全评估启示我国湖泊管理应由水质管理向流域生态系统管理转变,其实质是解决好“人湖”关系,实现“人湖”和谐发展.      

浅水湖泊水生植物适宜生物量评估方法的探讨

总结了水生植物对湖泊生态系统的影响、水生植物生物量控制与收割管理的研究,分析了目前浅水富营养化湖泊恢复过程中水生植物生物量确定方法的不足;立足于水生植物生长特点,提出了基于湖泊生态模型的浅水湖泊大型水生植物在生长期和衰亡期的适宜生物量评估方法的研究框架,本文可为指导湖泊生态修复工程及其后续维护,为完善健康湖泊的综合评价标准和湖泊生态修复理论提供科学支撑.     

我国若干湖泊磷转化率的区域差异性研究

湖泊生态分区有利于其富营养化控制,湖泊营养盐流动特征是湖泊生态分区的重要指标之一,通过线性回归和模型分析相结合的方法,对表征我国湖泊营养盐流动特征的磷最大转化率指标开展了研究.结果表明,我国湖泊总磷(TP)向叶绿素a(Chl-a)转化的最大转化率(Rmax)模型为Rmax= k0/(1-η)(k0和η分别代表TP与Chl-a现存量线性回归方程的斜率和生态系统中磷传递效率),不同湖泊磷最大转化率与所在地多年平均积温显著相关,显著影响磷转化率的积温阈值范围为3400~4730oC·d,该积温阈值可判定我国不同区域湖泊生态系统中磷流动速率的快慢,表征我国湖泊磷的流动速率区域差异性.     

"大东湖"生态水网构建工程对湖泊生态系统服务功能的影响

湖泊生态系统为人类生活生产和社会发展提供了必要的资源,有着供给、支撑、调节和美学四大功能.随着社会经济的快速发展,湖泊生态系统服务功能保护面临着严峻挑战."大东湖"生态水网构建工程是武汉市正在实施的水生态系统保护与修复工程的核心内容.在系统地分析该工程构建原理的基础上,研究其大东湖生态水网构建工程对该区域湖泊生态系统服务功能的影响,并为该工程带来的不利影响提出科学建议,对城市发展和湖泊资源的合理利用具有重要意义.     

三峡库区内陆腹地典型水库型湖泊中DOM吸收光谱特征

溶解性有机质(DOM)是湖泊生态系统重要组成部分,其性质和结构决定了其在污染物(例如汞)环境行为中扮演着重要角色.本研究选取三峡库区内陆腹地典型水库型湖泊——长寿湖,采用吸收光谱表征方法,通过1年时间对DOM地球化学变化规律进行了定性定量分析,并结合汞观测数据,讨论了DOM对不同形态汞浓度的影响.结果表明,和1月相比,长寿湖4~11月DOC差异性低于CDOM,4~11月间差异性不显著.有色组分变化是解释DOM季节性变化的重要原因.DOM中主要生色团仍然来自于大分子量的芳香性组分.而CDOM三波长模型可较好对DOC的年际观测进行反演.同时,SUVA254和S275~295季节性变化特征较明显,1月芳香性和分子量均最小,4月上升.与其他类型湖泊相比,长寿湖水体DOM芳香性和分子量大小均低于森林湖泊,但高于高原湖泊.周边生态系统和土地利用类型对湖泊DOM差异影响明显.另外,SUVA254和DOC与各形态Hg无明显相关性,但水体生色组分和分子量大小是控制溶解态和活性汞的重要因素;而湖区甲基汞变化可能与湖泊初级生产力导致的有机质富集和迁移关系密切.     

水位变化对湖泊(水库)消落带生态环境影响的研究进展

消落带是水域生态系统与陆地生态系统的交替控制地带,具有生物的多样性、人类活动的频繁性和生态系统的脆弱性等特征。水位变化是影响湖泊特别是湖泊消落带生态系统主导因素,水位变化的频度、大小、持续时间等因素对消落带水-陆交换过程有重要的影响。本文回顾了近年来水位变化影响研究的基本概况,分析了水位变化对消落带物理因子、植物、动物、生物地球化学过程的影响,并讨论了国内外的研究趋势以及存在的问题。     

高原湖泊环境与生态系统综合研究框架设计

湖泊是一个相对完整的生态系统。对高原湖泊特征的比较及动态过程，对数字湖泊及决策支持、评估系统的开发等进行了研究，通过建立数据库，从基础研究和应用层面为湖泊治理技术的系统化组织提供认识基础，在此基础上研究建立基于物理化学和生态机理的湖泊大型水质模型的方法和实用技术。     

江汉湖群典型湖泊生态系统健康评价——以梁子湖、洪湖、长湖、斧头湖、武湖为例

湖泊生态系统健康评价对湖泊生态健康状况评定、环境问题诊断和湖泊生态系统管理具有重要意义.根据江汉湖群实际情况和生态特点,选取江汉湖群五大湖泊—梁子湖、长湖、洪湖、斧头湖和武湖为研究对象,采用野外调查、资料收集并结合GIS技术的研究方法,从生物、水质、生境特征及生态压力4个方面选择15个代表性评价指标,构建江汉湖群典型湖泊生态系统健康评价指标体系,并利用基于模糊综合评价模型的评价方法,对江汉湖群五大湖泊生态系统健康进行评价.结果表明,江汉湖群五大湖泊生态健康综合评价得分值为5.47~7.46,梁子湖得分最高,其余依次为斧头湖、洪湖、长湖和武湖.从湖泊生态系统健康等级看,五大湖泊中梁子湖和斧头湖处于比较健康状态,而洪湖、长湖和武湖处于亚健康状态.通过实例分析表明,本研究建立的湖泊生态系统健康评价方法能够较客观系统地评价江汉湖群生态系统健康状况,具有较高的可行性和可靠性,可作为江汉湖群健康诊断的评价方法.本文研究结果可为江汉湖群的分类管理提供较为重要的参考依据.     

湖泊生态环境需水量计算方法研究

中国北方干旱和半干旱地区湖泊面临不断干枯、萎缩和水质污染严重的局面。水资源的不合理配置和使用,造成资源性缺水和水质性缺水;维护湖泊和水库的合理水位及其水体的自净能力已经成为淡水资源科学配置和永续利用的基本保证。确定和保证湖泊生态系统必需的最小水量是解决问题的关键和前提,计算湖泊最小生态环境需水量的方法有:①水量平衡法;②换水周期法;③最小水位法;④功能法。研究结果表明:对于受损严重的湖泊,功能法无论从理论基础、计算原则和计算步骤,还是从需水量的分类和组成,都比较准确地反映了湖泊生态系统的健康现状和湖泊生态系统需水量之间的相互关系,可以为防止湖泊生态系统日益恶化的趋势和生态恢复提供技术支持。针对不同类型湖泊、生态环境特性和生态系统管理目标可以选择不同的计算方法,在确定了湖泊最小生态环境需水量和生态环境建设实施方案,北方地区湖泊生态系统将进入科学管理和生态恢复阶段。     

基于CiteSpace的湖泊生态水位研究进展

在全球气候变化和人类活动干扰的双重影响下，湖泊生态系统面临严重威胁，保障湖泊生态系统稳定的生态水位研究近年来受到国内外学者广泛关注。文章围绕湖泊生态水位计算方法进行综述，以湖泊生态水位概念为出发点，采用CiteSpace文献计量工具分析该领域研究重点，并总结各方法的提出背景及计算内涵。通过对湖泊生态水位研究的分析可知，我国学者多数的研究存在仅考虑湖泊水量需求而忽视水文连通性的问题，且提出的计算方法多为经验和半经验法。因此，未来应加强考虑研究区域内部空间异质性和水文连通性的湖泊生态水位研究，并在推广3S等新技术应用的基础上进一步探索多学科融合的定量计算方法。     

湖泊碳循环研究进展及研究方法

近年来,碳循环问题日益成为全球变化与地球科学研究领域的前沿与热点问题,其中陆地生态系统碳循环又是全球碳循环中最复杂、受人类活动影响最大的部分,湖泊生态系统是陆地生态系统的重要组成部分,在维护区域生态平衡和生物多样性保护等方面具有重要作用。由于全球湖泊面积迅速减少,湖泊生态系统正常的水循环和碳循环过程产生一定的变化,湖泊生态系统的演变也可能是全球大气CO2含量升高的一个不可忽视的因素,因此了解湖泊碳循环国内外研究进展及研究方法,对于研究湖泊碳循环对全球碳循环的作用有重要的意义。     

长江中下游湖泊生态空间演变过程及影响因素

本文通过对长江中下游湖泊生态空间进行回顾研究,系统地总结了长江中下游湖泊生态空间演变过程和潜在的影响因素。近40年来,长江中下游湖泊面积萎缩严重,生态空间容量锐减,湖泊富营养化久治不愈、蓝藻水华频繁暴发、水生植被严重退化,生态空间质量急剧下降。归纳起来,其原因主要来自以下三个方面:(1)历史上长期的围湖造田和围网养殖损害湖泊生态空间容量和质量;(2)长江干支流水库群建设和运行对中下游通江湖泊生态空间产生负面影响;(3)社会经济快速发展和气候变化加剧湖泊生态空间质量退化。建议未来加强长江中下游湖群江湖关系演变的研究,科学确定湖泊生态空间容量的恢复目标及区域;统筹流域发展,布局重点生态工程,扩增湖泊生态空间;加强长江干支流水库群优化调度,保障中下游湖泊生态需水量。     

围隔中水华控制实验

目前我国很多湖泊和水库处于富营养化状态,其显著表现之一是微囊藻(Microcystis)在湖泊生态系统中恶性生长,形成水华,使水体群落结构恶化,湖泊水产品产量降低,湖泊丧失旅游价值,尤其严重的是影响了自来水厂的正常运行。 许多学者对控制微囊藻的生长进行过研究,其中最主要的方法是减少营养元素(主要是磷、氮进入湖泊的控制),对流域的点污染源和面污染源进行控制。这种方法耗资大,就我国的经济承受能力而言,短期内还很难全面实行。生物控制方法有引入微囊藻致病微生物或引入捕食微囊藻的浮游动物和鱼类,但目前仅处在实验室阶段。在以供水为主要功能的水体中,用化学方法控制微囊藻生长是使用比较广泛的方法。近年来,人们虽然试验了一万余种有机化合物的杀藻作用,但最常用的化学除藻剂仍是硫酸铜。这些除     

酸雨危害与我国酸雨的战略防治

<正> 一、酸雨的危害及其对环境的影响(一)酸雨对水体的污染及对水生生态的影响酸雨直接进入水体,使水体变酸,污染水系,还可将与土壤、植物等作用后的产物(如金属离子:铝、锰、铁)等带入水体,从而引起水体污染,危害水生生物生长。湖泊水体酸化可抑制微生物的活动,影响水生生态系统中有机物的分解,碎屑大量沉积,影响水生生物的营养与能量循环,从     

湖泊生态需水研究进展

湖泊生态需水对于维持湖泊生态系统健康至关重要,针对国内外湖泊生态需水相关研究状况,本文在论述湖泊生态需水内涵及其组成的前提下,总结归纳了湖泊生态需水国内外总体研究进展和主要计算方法,提出了当前湖泊生态需水研究中需要面对的主要问题,最后提出了湖泊生态需水未来急需研究的热点问题和发展趋势。     

基于生态分区的我国湖泊营养盐控制目标研究

为更好地控制我国湖泊的富营养化水平,在五大湖泊生态分区的基础上,对不同生态分区的100个湖泊总氮(TN)、总磷(TP)、TN/TP与叶绿素a(Chl-a)的关系进行了分析,进而提出了不同生态分区的湖泊营养盐控制目标.结果表明,五大湖泊生态分区中,东北湖区富营养化水平最低,华北湖区富营养化水平最高,近几年五大湖区湖泊富营养水平呈上升趋势.从TN、TP对五大生态分区湖泊Chl-a浓度的影响看,TP是东北和华北湖区湖泊藻类生长的限制性营养盐,而TN和TP同时是中东部、云贵和蒙新湖区湖泊藻类生长的限制性营养盐.从TN/TP判断,在TN/TP<10的湖泊中,除华北湖区外的其他4个湖区湖泊Chl-a均受TN显著影响;TP仅对东北、蒙新湖区湖泊的Chl-a有显著影响.在TN/TP>17的湖泊中,除蒙新湖区外的其他4个湖区湖泊Chl-a均受TP显著影响,而在中东部、云贵和蒙新湖区,TN对Chl-a也有显著影响.在10相似文献   

前言

<正>随着全球环境问题的日益加剧,人居陆地环境变化已成为国际生物多样性研究计划(DIVERSTAS)、人类对陆地生态系统的影响(HITE)、人类活动和自然相互作用对湖泊生态系统的影响(LIMPACS)、土地利用和气候变化对流域系统的影响(LUCIFS)等国际重大计划的核心研究内容。为实现全球可持续发展,2012年3月国际科学理事会(ICSU)启动的Future Earth计划(www.icsu.org/future-earth/),进一步强调了人与自然相互作用的复杂过程,以及如何有效地应对全球环境变化引起的风险和机遇。湖泊沉积物研究将在Future Earth计划的五大核心内容之预报(forecasting)、观测(observing)和管制(confining)中起到重要作用     

典型水库型湖泊中CDOM吸收及荧光光谱变化特征:基于沿岸生态系统分析

为进一步了解水库型湖泊溶解性有机质(DOM)的地球化学特征,本文以三峡库区典型内陆水库型湖泊——长寿湖为研究对象,利用紫外-可见和三维荧光光谱,并结合湖区周边生态系统分析,讨论了长寿湖水体中CDOM的组成、来源和空间分布特征.结果表明,长寿湖不同采样点DOM浓度(DOC和CDOM)存在一定程度的空间分布差异,但各点FDOM分布较为稳定.回水区出现DOM累积,由于受陆源输入影响有限,水体内源活动主导,具有较明显"内源控制"特征,芳香性和分子量相对较低;而周边陆地以人工林兼旅游开发为主的采样点,陆源输入在带入较多腐殖化(高芳香性)组分的同时,人为活动排放也是导致其类蛋白组分丰富的重要原因;入湖区尽管周边果林和居民生活对水体DOM有一定影响,但上游河流输入的影响也不容忽视.另外,各采样点也出现了不受周边生态系统影响的独立的相关性特征,例如芳香性特征常数(SUVA280)和光谱斜率[S(275~295)]显著负相关、CDOM和FDOM极显著正相关、CDOM和S(275~295)负相关等.同时,长寿湖水体中CDOM的生色团主要由具有芳香性结构的大分子组分构成;至少51%的CDOM波动可以通过FDOM变化来进行解释,其中回水区荧光组分对CDOM变动的影响最为明显.在采用传统FI值无法区分DOM来源差异性时,结合采样点沿岸生态系统,综合紫外-可见和荧光光谱特征,有助于对DOM组成及来源进行解析.     

西南地区水库生态环境特征与研究展望

西南是我国水资源富集区,随着清洁能源"西电东送"、城镇化建设和水利水电发展战略的持续实施,西南地区水库的数量将不断被刷新,水库数量快速增长与日益凸显的生态环境问题存在突出矛盾。西南地区水库具有独特的地质地理背景和生态环境特征,主要表现在:1)具人工建造属性,水环境与生态系统演化起点不同于天然湖泊;2)水位逆周期人为调控,消落带生态功能退化;3)亚深水型,水体季节性分层控制了湖泊的关键物理、化学和生物过程;4)沉积物有机质和营养盐蓄积量大,潜在二次污染风险大;5)物质循环的累积效应对水库及下游水环境与水生态安全具重要影响;6)水体富营养化与重金属污染叠加、复合;7)物质循环和生物过程受多界面作用控制。当前对西南地区亚深水型水库生态环境的研究远落后于东部浅水湖泊,亟待对其生态环境演变过程与规律开展深入研究,研究建立与之适宜的水环境演变理论和治理技术体系,为该类型水库生态环境保护与治理提供有效科技支撑。     

藻类水华的化学控制研究

本文报道了在湖泊现场用围隔生态系统对藻类进行化学控制的研究。结果表明,0.20—0.30mg/L的Cu~(2+)能有效控制微囊藻水华(Microcystis)的生长;铁盐作为杀藻剂的增效剂,能够有效地提高铜盐的除藻效果。