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.      

Modeling the refuge effect of submerged macrophytes in ecological dynamics of shallow lakes: A new model of fish functional response

Submerged macrophytes often provide refuge for zooplankton from fish predation in temperate and subtropical shallow lakes. However, since the relationship between submerged macrophyte abundance and its refuge effect has not been well established, the refuge effect is difficult to be simulated. In this paper, we constructed mathematical models to describe the refuge effect of submerged macrophytes on fish foraging activities and ecological dynamics of shallow lakes based on the previous studies. We clarified the underlying behavioral mechanisms of the observed functional responses through analyses of the fish foraging behavior, extracted the affected variables related to the refuge effect, formulized the relationship between the affected variables and submerged vegetation density, and determined parameter values with a compensative procedure. Calibration and validation results indicated that the new functional response model was successful to simulate the refuge effect on interfering with fish foraging behavior. Moreover, the model was cooperated into a minimal ecological model for shallow lakes. Modeling results showed that the model was able to simulate the refuge effect in ecological dynamics, and made the ecological model produce significantly different results from those with the existing functional response models.     

新疆博斯腾湖表层沉积物中硅藻分布特征及影响因素分析

通过采集新疆博斯腾湖不同水深、矿化度、营养盐浓度及pH环境下的湖泊表层沉积物,提取硅藻并进行种属组合分析,研究了中国西北干旱区半封闭淡水湖泊中硅藻的分布特征,并且运用降维对应分析（DCA）,探讨了影响博斯腾湖现生硅藻组合特征的主要水质环境因子及硅藻种属对水体理化性质变化的响应。研究结果表明,在博斯腾湖硅藻组合受湖泊水深、矿化度影响明显分区：河口区受水体扰动作用影响明显,硅藻浓度变化大,以Fragilaria属为主;黄水湾区硅藻分布受矿化度及pH影响显著,以Mastogloia smithii、Navicula anglica、Gomphonema parvulum等底栖、喜碱性、微咸水种为主,淡水种Fragilaria属的含量明显低于其它区域,其含量的高低指示了水体矿化度的变化;在湖心区硅藻组合主要响应于水深变化,当水深增加时,Cyclotella radiosa、C.meneghiniana、Fragilaria bidens等浮游种含量显著增加,Mastogloria smithii、Gomphonema parvulum等底栖种含量明显降低或消失,且发现Fragilaria属在5.4～7.8m水深处生长繁盛。研究结果为建立中国西北干旱区的硅藻-环境因子关系数据库、重建本地区过去环境提供了理论依据。     

近地面O_3含量升高条件下土壤中腐殖质单体儿茶酚转化的放射性~（14）C示踪研究

近地面大气臭氧（O3）含量不断升高对生态环境的影响已引起人们的广泛关注,然而O3含量升高对土壤有机碳的矿化及转化影响却少有研究。土壤有机碳是全球碳循环的重要组成部分,土壤碳库的微小变化将引起大气CO2浓度的显著改变。文章以典型土壤腐殖质单体化合物儿茶酚为代表,利用14C示踪技术,研究了O3含量比当前背景升高约0.15μmol·mol-1时对土壤中腐殖质苯酚类前体化合物的矿化及转化的影响。结果表明,O3含量升高会对土壤中培育12d后儿茶酚的矿化及残留物分布具有显著的影响,而且这种影响程度和规律同土壤有关。O3含量升高促进了黄棕壤中儿茶酚的矿化,增加了儿茶酚残留物在黄棕壤腐殖酸（HA）中的总量,并使残留物在HA中偏向于同大分子结合。O3含量升高对灰潮土中儿茶酚的矿化有抑制作用,但对儿茶酚残留在HA内总量及分布没有显著影响。O3含量升高对儿茶酚在土壤中的稳定性及归趋的影响可能是O3对于微生物活性的抑制作用和O3的直接氧化作用的共同结果。后续工作中应研究土壤腐殖质中其它组份的稳定性及转化对近地面大气O3含量升高的响应,以全面考察O3含量升高对土壤碳库的影响。     

基于RBF神经网络的鄱阳湖表层水体总悬浮颗粒物浓度遥感反演

为进一步提高湖泊总悬浮颗粒物浓度遥感反演的准确性,引进适应复杂非线性映射的RBF神经网络模型,以鄱阳湖通江湖体为例进行了实证分析,根据实测水体悬浮颗粒物浓度和MODIS遥感数据,对遥感数据进行预处理,建立了RBF神经网络悬浮颗粒物浓度反演模型,神经元个数为8个,误差性能目标值为0.001,对悬浮颗粒物浓度进行反演。研究结果表明,验证样本相关系数R2=0.956 8,均方根误差RMSE=0.54。利用神经网络模型反演水悬浮颗粒物浓度是有效的,其反演结果优于非线性回归模型的结果。     

长江流域洪灾与生态破坏的关系浅析:Ⅰ经济发展与生态变化

５０ 年代以来,由于社会经济迅速发展的压力,加上保护不力,使长江流域上中游生态环境趋于恶化。对长江流域各省市生态环境破坏状况的调研表明,与长江流域洪灾加剧紧密相关的生态破坏主要是：森林过度采伐,植被破坏严重;坡地盲目开垦,水土流失加重;湖泊消亡加剧,蓄洪容量减小;泥沙大量淤积,河道泄洪能力下降。     

喀纳斯湖水生物资源的调查研究与保护利用

喀纳斯湖是我国最深的淡水湖,湖水面积４０ｋｍ２,湖水里生物量很可观,现已知有９种鱼,濒于灭绝的“哲罗鲑”（大红鱼）确实存在。１９６８年喀纳斯湖被列为国家级自然景观保护区,主要保护湖泊,森林和野生动物。     

臭氧对农业生态系统影响的综合评估：以长江三角洲为例

如何评价和预测近地层臭氧(O3)浓度持续升高对作物的影响是污染生态学研究的热点之一.依据改进的开顶式气室(Open-top chamber,OTC)实验资料,建立了我国长江三角洲地区O3与3种典型农作物(水稻、冬小麦和油菜)的剂量-响应(Dose-response)函数,并对该地区2003年作物产量损失进行了综合估算.研究结果表明:1)水稻、冬小麦和油菜3种作物的O3临界水平值分别为7.434、2.280和7.328ppm·h,冬小麦最为敏感;2)O3污染已造成该地区较为严重的产量损失,2003年水稻、冬小麦和油菜分别减产3.04%、17.08%和5.92%,经济损失达到5.76、7.68和2.61亿元.长江三角洲地区高浓度O3污染必须引起足够的重视。     

湖泊和水库中甲基汞行为的多介质模型研究

以QWASI模型为例 ,简介了多介质环境数学模型 ,并运用模型对氯化甲基汞的行为进行了研究。计算结果表明 ,在环境条件满足一定要求的情况下 ,空气是水体中污染物的主要来源相 ,与文献报道一致。证实了多介质环境模型在湖泊和水库体系汞行为模拟中的适用性。通过对多个模型输入参数进行敏感度分析 ,发现污染物在空气中的背景浓度、水体流域面积、水中溶解度、年降雨量等较为重要。针对现有QWASI模型研究水体中汞行为的局限 ,探讨了改进模型的思路和方法     

水喷淋作用下建筑构件实际耐火性能的概率分布特性研究

采用确定性研究和随机性研究相结合的方法,利用防火安全策略的“等价性”概念对水喷淋作用下的建筑构件实际耐火性能的概率分布特性进行了研究。水喷淋系统会影响实际火灾热环境中的热释放速率,从喷水密度的概率分布出发,可以推导出建筑构件耐火当量时间的正态分布函数。