淡水生态系统与生物学监测

淡水生态系统的种群分布、物种的多样性和水体的环境状况密切相关.水体受到污染,相应的群落结构就会发生演替,指示生物和优势种群可能变更,本文对淡水生态系统和生物监测进行介绍.     

水生植物对淡水生态系统温室气体排放的影响研究进展

淡水生态系统温室气体(CO_2、CH_4、N_2O)排放是全球气候变化背景下的研究热点。水生植物作为淡水生态系统重要的组成部分,对水体生源要素的生物地球化学循环过程具有重要影响,进而影响水体温室气体产生与排放。本研究基于目前水生植物与水体温室气体排放关系的研究,探讨了水生植物对淡水生态系统温室气体排放动力学过程的影响,提出水生植物分布区可能是温室气体排放热点;水生植物种类、生活型的多样性增加了水体温室气体排放的变异性和不确定性,对监测和估算方法的准确性产生一定影响;进一步总结了水生植物对淡水生态系统温室气体排放的影响机制:1)机械作用,包括气体传输通道作用和浮叶植物的滞留作用; 2)水生植物光合/呼吸作用参与水体碳循环,同时水生植物凋落物分解为水体代谢提供新鲜碳、氮源,提高温室气体产生速率; 3)改变根际厌氧环境,影响根际CH_4和N_2O产生与排放; 4)水生植物群落改变水体生态因子分配格局,影响水体异养代谢等。基于当前研究现状,本文提出要进一步开展不同尺度或不同生境条件下水生植物种类、生活型和生长代谢等对水体温室气体排放动力学的影响研究,并从水生植物群落尺度构建温室气体排放动力学模型,优化监测方法与估算模型,为推进我国淡水生态系统温室气体排放研究提供理论基础。     

塑料微粒在淡水中的分布及其影响研究进展

塑料微粒是指粒径5 mm的塑料颗粒,目前已经在海洋、淡水及陆地发现了塑料微粒的存在,其造成的环境问题已经受到了广泛的关注。近几年,关于淡水受到塑料微粒污染的报道越来越多,综合这些研究结果,发现目前全球各大河流和湖泊都不同程度地受到塑料微粒的污染。迄今淡水生态系统关于塑料微粒的研究进展包括:环境中塑料微粒的来源,塑料微粒在淡水生态系统的分布情况以及影响其丰度的因素,塑料微粒对水生生物和人类健康造成的潜在影响等,归纳分析这些成果,可为中国开展淡水环境中塑料微粒的研究工作提供参考。     

中国水生态分区初探

从生态系统的角度管理自然资源以及进行环境保护,已经成为国际环境保护领域的主流趋势.基于生态分区和地理分类单元开展环境保护与资源管理,已广为世界各国所接受.淡水生态分区是生态分区的一个重要类型,与水文分区和水环境功能分区相比,其在管理、评价和保护河流、溪流和湖泊等淡水水体资源、环境及水生生态系统方面,具有不可比拟的优势.本研究比较了国内外主要水体分区体系,分析各分区体系的优劣,强调在中国开展水生态分区研究的必要性.在此基础上,提出中国水生态分区的目标、范围和指标体系的设想,指出中国水生态分区应根据中国淡水生态系统实际和环境特征,着重突出河流和湖泊等水体的生态服务功能、水生生态系统的敏感性和人类活动的干扰与影响,并就中国水生态分区的范围、分类指标及水生态分区在将来环境管理中与其他现行分区体系的协调做了探讨.     

淮河闸坝对河流生态影响评价研究——以蚌埠闸为例

论文以历史时期淮河干流水生态调查与2006年全流域重点闸坝水生态调查资料为依据,通过分析水生态指标与同期水质指标之间的关系,建立淮河水文-水质-生态耦合模型,提出了一种水利闸坝工程对水生态影响的评价方法。利用该模型分析了淮河中下游重点闸--蚌埠闸对其下游水生态系统的影响,结果表明:①蚌埠闸对下游水生态系统中浮游植物影响最大,浮游动物次之,对底栖动物的影响最小;②与历史时期水生态状况对比发现,蚌埠闸下游的水生态质量比历史时期有所降低;水利工程闸坝修建后对其下游水生态系统有一定的不利影响;③通过加强闸坝的调度,增加下泄水量,满足生态需水,可以缓解对下游水生态系统的不利影响。     

基于化学与生物复合指标的流域水生态系统健康评价——以滇池为例

水生态系统在人类社会的发展过程中发挥着至关重要的作用,由于人类活动的干扰,水生态系统的健康状况受到严重威胁.因此,本研究在对滇池流域水生态系统状况深入调查研究的基础上,根据水质状态和生态特性,利用层次分析法构建以化学完整性和生物完整性为标准的滇池流域水生态系统健康评估指标体系,计算各样点健康评价指标,综合评价滇池流域水生态系统健康状态.结果表明:滇池全流域水生态系统整体健康状态处于中下水平,流域上游区域健康等级多为良好,流域中游区域健康等级多为一般,流域下游区域健康等级多为一般和极差;滇池湖体健康等级则多为一般和差,尤以滇池北部(草海)健康状况较差;滇池流域河流和水库的健康状态整体比滇池湖泊的健康状态好,河流和水库的健康状态差异性不显著;生物状况是滇池流域水生态系统健康状态较差的主要限制性因素.     

经济建设与环保的最佳融入

由世界自然基金会(WWF)与世界资源研究所共同完成的调研报告《险境中的河流——水坝与淡水生态系统的未来》于日前出笼。这项报告显示。由于水坝建设威胁淡水生态系统,全球有21条江河湖泊生态严重退化,中国长江流域不幸排名第一。WWF的6位专家通过对长江实地考察。认为全长6300多公里的长江流域已经建成、在建或拟建大型水坝46座,是世界上水坝最多的河流,阻断了江水的自然流动,严重影响着长江的河流生态。导致众多淡水栖息地和物种的丧失。     

水利工程建设与环境保护

水利工程的建设对生态环境造成不同程度的影响,在人类享受水利工程带来的巨大经济和社会效益的同时,也使河流、湖泊等水生态系统遭到了破坏,乃至造成对自然生态系统的影响。在水利工程设计与建设中,应积极主动采取环保措施与对策,确保生态环境健康、持续发展。     

基于ICE-SSD联用的地下水中苯并[a]芘生态风险评价——以下辽河平原地下水为例

借鉴地表水生态风险评价框架,尝试构建地下水生态风险评价方法,以下辽河平原地下水为例,开展地下水中苯并[a]芘(BaP)的生态风险评价工作.通过开展示范区地下水生态系统特征分析,筛选出用于地下水生态风险评价的代表性物种,共计5门9科.基于种间关系模型(ICE),推导地下水代表性物种的毒性数据.选取日本三角涡虫作为地下水典型物种,模拟地下水条件开展急性毒性试验,测试结果与模型推导数据间具有较好的一致性,初步验证了模型推导数据的可靠性;同时将测试结果应用于模型数据的校正,以降低方法的不确定性.基于此,构建地下水生态系统物种敏感度曲线(SSD);参考EPA方法构建地表水生态系统SSD曲线;地下水生态系统和地表水生态系统对于BaP 5%物种有害浓度(HC5)值分别为0.11μg·L~(-1)和0.58μg·L~(-1),初步表明地下水物种对BaP胁迫更为敏感.结合下辽河平原区地下水中BaP的暴露浓度水平,开展地下水生态系统风险评价,结果表明:处于高风险水平(RQ1)的概率为0.61%,表明胁迫因子BaP对下辽河平原地下水生态系统影响有限.     

南水北调东线工程调蓄湖泊湿地环境影响评价及保护措施

通过对南水北调东线工程调蓄湖泊湿地水资源的评价,提出防御调蓄湖泊湿地水生态恶化的环境保护措施,以减轻或消除工程可能带来的不利影响,使湖泊湿地水生态系统朝着有利于人类的方向发展.      

分层型水库藻类季相演替的细菌种群驱动机制

浮游藻类和水体中的细菌是水生食物网的组成部分,在淡水生态系统的结构和功能中发挥着关键作用.然而,对于水库当中藻类和细菌群落如何互作及其对变化的环境条件的响应研究却较少.本文以李家河水库为研究对象,采用16S rDNA高通量测序技术和共生网络分析方法,分析了藻类种群时空演替与细菌群落的生态互作关系.结果表明,在藻类群落结...     

我国水生态系统完整性研究的重大意义、现状、挑战与主要任务

水生态系统完整性研究是当今国际热点,维护水生态系统健康与稳定已成为世界各国水生态系统保护的目标、方向和管理策略. “十三五”以来,我国地表水环境质量改善效果显著,但部分流域或局部水生态退化问题成为突出短板,强调水生态系统整体保护、促进水生态环境质量全面改善、提高生态系统自我修复能力将是未来我国水生态环境保护的重点任务. 本文详细剖析了典型流域水生态系统保护现状和需求,阐述了我国开展水生态系统完整性研究的重大意义,系统总结了完整性研究国际进展和应用实践,深入分析了当前我国完整性研究面临的主要挑战,提出了未来发展思路与重点任务. 加快研发完整性监测与评价新技术,建立物理、化学和水生生物多要素统筹的完整性评价指标体系,创新发展多尺度完整性评价理论,持续开展典型流域完整性状况评估,摸清水生态家底及演变趋势;突破完整性退化诊断与修复调控新技术,厘清退化机制及驱动因子,阐明气候变化与人类活动复杂压力下退化水生态系统修复路径和调控策略,提升水生态系统保护修复的科学性,加快推动我国水生态环境管理制度迈上新台阶,为恢复和维持重点流域水生态系统原真性和完整性提供科技支撑.      

西湖底泥中厌氧氨氧化菌的分子生物学检测

厌氧氨氧化（anaerobic ammonium oxidation,anammox）在海洋氮素循环中起了重要作用,而有关天然淡水生态系统中anammox的研究报道并不多.本研究采用16SrRNA基因克隆文库技术首次考察了西湖淡水底泥中anammox菌的分布与种群多样性水平.16SrRNA系统发育分析表明,西湖底泥中的...     

镉的淡水水生生物水质基准研究

镉是一种有毒重金属,具有高毒性、难降解和易残留等特点,会对水生生物及水生态系统产生有害影响.为有效控制镉给水生生物带来的不利影响,亟需开展镉的水生生物基准研究,为水质标准的制订提供依据. 以我国淡水生态系统及其生物区系为保护对象,结合大量国内外文献报道的镉对我国淡水生物区系中代表物种的毒理学数据,运用评价因子法、毒性百分数排序法和物种敏感度分布法等当前国际上广泛使用的基准推导方法,研究我国淡水中镉的基准值及其推导过程. 结果表明:评价因子法得出的基准值为单值,其值为0.15 μg/L;毒性百分数排序法得出的基准值包括基准最大浓度和基准连续浓度,二者分别为7.30和0.12 μg/L;物种敏感度分布法得出的基准值分为短期危险浓度和长期危险浓度,二者分别为32.50和0.46 μg/L. 比较了3种方法的优缺点,以及与国内外已有研究基准值之间的差异及形成原因,分析了影响镉的水生生物基准的关键因素.      

杞麓湖水生态系统健康评估

在对杞麓湖近20年来的水生态状况进行调查研究的基础上,以20世纪80年代初杞麓湖的水质和水生态系统数据为本底值,运用评估模型对杞麓湖1994—2013年湖泊水生态系统健康状况进行了评估。结果表明:杞麓湖水生态系统健康多年总体处于不稳定状态,20世纪70年代末至80年代初,水生态系统健康状况为"很好";1994—2000年,水生态系统健康综合指数显著下降,处于较差和中等之间,水环境在该时期已受到明显污染;2001—2010年,水生态系统健康综合指数有所提高,处于中等和好之间,水环境状态平稳;2010年以后,由于多年持续干旱等原因,水生态系统健康综合指数明显下降,变为较差水平。     

生态通道模型及其在水生态系统中的应用探讨

文章对生态通道Ecopath模型方法的提出及发展进行了简要介绍,并归纳了该方法在国内外水生态系统研究和管理中的应用,探讨了其应用过程中存在的问题。Ecopath模型目前主要应用在海洋生态系统中,因此在淡水生态系统应用具有一定的发展前景;在模型建立过程中,研究区域的生物种群动态及食性组成等基础研究的不足,会导致模型需要的食性数据难以获得,功能组的划分及数量较难把握,模型P/B、Q/B参数的计算及输入的准确性不高;对于Ecopath模型的敏感度分析、输入参数的不确定度分析及模拟效果的评估,在该模型发展及应用过程中将越来越受到关注。     

基于生态系统服务的水生态资产负债表研究

人类社会经济活动对水生态资产的无限制掠夺,必然引起水生态系统功能的退化和水生态系统服务能力的损害,即造成水生态资产总量的降低,抑或形成水生态资产的"负债"。本文以国家资产负债表所遵循的恒等式、记账规则和应计制为指导,结合水资源资产负债表核算思路与方法,遵循统计核算思路的资产负债表基本理论,提出了基于生态系统服务的水生态资产负债表基本框架。水生态资产负债表整体上遵循"水生态资产=水生态负债+水生态资产净值"这一平衡关系,水生态资产净值作为资产负债表的平衡项。水生态资产负债表的核算主体分为经济体和环境,核算期只包括期初和期末,该表以水生态资产债权和债务发生、转变或消失之时进行记录,环境主体没有负债项。水生态资产负债表可为国家自然资源资产负债表编制提供参考。     

水功能区划的问题识别及相应对策

总结和评价了现行水功能区划存在的3方面问题:尚未落实流域综合管理模式;以人类用水功能需求为区划基础,未考虑水生态系统的需水要求;管理目标体系不完整,忽视水资源、水环境与水生态之间的耦合关系与近中远期的动态调控.在此基础上,结合流域管理、综合水资源管理、水生态系统完整性评价、水生态服务功能和生态环境需水等理论或方法,提出补充现行水功能区划的3个协调对策:构建“源头控制”的流域综合管理模式;协调人类需求用水功能与水生态需求功能;形成“水资源-水环境-水生态”三位一体和近中远期动态调控相结合的综合管理目标体系.     

环境治理工程对蠡湖水生态系统健康的影响评估

为揭示环境综合整治工程对蠡湖水生态系统健康状况的影响,构建了由理化指标和生态指标组成的水生态系统健康综合评估指标体系,并采用熵权法确定了各指标的权重系数。结果表明,1992—2012年间,蠡湖水生态系统健康综合指数为21.65~72.74,总体呈先下降后上升趋势,尤其是2003年环境综合整治工程实施后,健康等级由Ⅳ级"较差"上升到Ⅱ级"好"的状态;空间上呈西蠡湖优于东蠡湖的分布趋势,其中退渔还湖区(A区)最好,接近Ⅰ级"很好"水平,而在工程措施实施较少的D区较差,仍处于Ⅲ级"中等"水平。该评价结果与蠡湖各分区的实际调查情况相符。评价方法可为其他类似湖泊的水生态系统健康评估提供一定的参照。     

低影响城市雨水生态系统的构建

对低影响开发(Low Impact Development,LID)的原理,综合管理措施(Integrated Management Practices,IMPs)的种类和适用条件以及低影响开发场地规划设计的原则与设计程序进行了分析,提出构建我国基于低影响开发的城市雨水生态系统,介绍了低影响城市雨水生态系统的设计方法。低影响城市雨水生态系统可保护城市自然水循环,实现资源和环境的可持续发展。