基于生态系统服务价值的博斯腾湖小湖湿地生态需水核算

湖泊湿地生态系统是陆地生态系统的重要组成部分,适宜的水文条件保障着湖泊湿地生态系统的健康。本文以博斯腾湖小湖湿地为例,依据能值理论系统地计算湖泊湿地各项生态系统服务价值量,并运用相关分析、层次聚类分析等方法结合生态系统服务计算结果与四项关键水文参数,综合确定研究区适宜的生态需水范围。研究结果表明,博斯腾湖小湖湿地生态系统服务价值总量由2013年以前的上下波动（平均年增幅-0.2%,其中有7年为负增长）转变为2013年后的持续增加状态（连续6年增加,平均年增幅6%）;区域来水量则经历了2000-2003年的丰水期、2005-2013年的枯水期以及2013年以来的水量持续增加等三个阶段;生态需水核算结果建议博斯腾湖小湖湿地应保证一年之内日均流量低于8.3 m^3/s的天数不超过72天,而一年之中日均流量超过20.8 m^3/s的天数不低于80天,湿地生态需水量在8.0-8.7 10^8m^3/a之间,最适宜生态水位范围为1047.4-1047.6m。本研究利用生态系统服务价值核算了湖泊湿地生态需水,对区域水资源调控提供了积极的参考价值。     

基于生态需水优先的洪泽湖水量调控研究

开展面向湖泊健康的生态需水研究,构建有效的湖泊生态需水调控和保障体系,对于水资源科学管理、水生态系统修复、湖泊健康保护、水生态文明构建等具有重要意义。选取洪泽湖为研究对象,针对多闸坝条件下的湖泊生态需水问题,进行了系统的研究。研究表明,通过调控上游入湖水系主要控制工程以改变洪泽湖过境水过程,可显著提升洪泽湖生态水位保障效果,在此基础上增加引调水量6.86亿m3/年可保障每年水位过程均满足生态水位过程要求,年保证率达100%,生态水位偏离差为0m。     

星海湖湿地土地利用变化及其生态需水研究

对星海湖的生态需水量进行估算,为当地水资源合理配置、维持生态功能及制定星海湖湿地生态恢复方案提供科学参考。利用GIS-遥感技术解译影像,提取1996、2005、2008、2011、2014及2018年等年份土地利用类型面积,通过水量平衡原理、FAO56Penman-Monteith法开展星海湖湿地湖泊及周边植被生态需水研究。结果表明：(1)星海湖土地利用格局以水域为主,建设用地、草地次之。水域面积整体呈现增长态势,从3.02 km²(占比6.42%)增加至20.22 km²(占比 43.11%);建设用地面积呈现增长态势,从 5.56 km²(占比 11.83%)增加至 10.80 km²(占比 23.02%);(2)星海湖湿地生态需水总量整体呈增长态势,仅在2014年有所下降,在2018年生态需水总量达到最高,最小生态需水总量为13 449.80×10⁴m³,适宜生态需水总量为13 674.34×10⁴m³;1...     

基于马尔可夫过程的湖泊生态需水保障不确定性研究

湖泊生态需水对维持湖泊基本生态功能具有重要的作用,保障生态需水已成为湖泊生态保护的重要组成部分。目前湖泊生态需水的保障方法都是在同一时间尺度下维持一个确定的生态需水量;然而,湖泊水位是一个随机过程,湖泊生态状况与湖泊水位波动息息相关,仅保持湖泊在一个水位值不足以满足湖泊在不同时期的生态需水量;另一方面,生态系统的结果和功能在不断变化,导致湖泊的生态需水量也发生变化,只保障一个确定的生态需水量的方法不足以应对湖泊生态需水量未来可能存在的各种情况,也无法应对未来生态需水保障的不确定性。因此,亟需对湖泊生态需水进行不确定性研究,以保障不同时期的生态需水量。本研究以白洋淀为案例,将白洋淀水位划分成五个区间,代表五个水位时期,再将每个时期下的生态环境状况进行分析,得出每个时期有利于湖泊生物多样性的生态需水量。然后根据马尔可夫过程,利用改进加权马尔可夫链模型,计算出未来湖泊水位处于各个时期的概率,从而确定湖泊未来生态需水量的保障程度,对未来生态需水保障情况进行预测。     

基于湿周法的西南山区河流生态需水的计算与验证

研究湿周法的适用条件及转折点的确定方法,为计算河流最小生态需水提供参考。收集了我国西南山区岷江和大渡河流域河流上、中和下游共计8个水文站的实测大断面数据,通过建立各断面湿周与流量关系及其拟合曲线,分别采用斜率法、曲率法和经验法分析确定了各断面最小生态需水,并参考相关参数标准对计算结果进行了合理性检验。研究表明,湿周法适用于河床稳定且形态近似抛物线形或矩形的断面,以斜率为1的点(斜率法)确定断面湿周与流量关系曲线的转折点及断面最小生态需水更有利于保护河流生境;对于形态近似为抛物线形或矩形的断面,其计算结果约占多年平均流量的8.9%~13.2%,各断面最小生态需水所对应平均水深、湿周率和平均流速均能满足检验标准。湿周法适用于近似抛物线形或矩形的断面,不建议用于近似三角形或梯形的断面。     

横断面概化对河道内生态需水计算的不确定性评估 ——以云南昆明海口河为例

河道生态需水是维持河流生态系统健康的水量基础,计算方法的准确性成为影响生态需水的关键因素。湿周法是一种基于流量与湿周关系的水力学模型,在确定两者关系时多采用与实际河道断面有差异的概化断面计算,可能导致生态需水计算的不确定性;评估不同河道断面概化方法的影响,对指导断面概化具有十分重要的意义。基于云南昆明海口河实测大断面资料,采用4种常见断面概化方法计算了生态需水。结果显示:(1)河道横断面概化对湿周法生态需水的计算结果有显著影响,4种断面概化方法得到的河道生态需水差异显著,生态需水结果最大相差88.29倍;(2)与未概化结果相比,三角形概化法得出的生态流量偏差最高,可相差13.65 m^3/s,矩形概化法得出的生态流量偏差最低,最低仅相差0.81 m^3/s;(3)断面概化对生态需水的影响程度还受拐点判别方法的影响,斜率法计算结果均大于曲率法,其中三角形概化方法受拐点判别影响最大,两种方法的估算结果相差11.65 m^3/s,矩形概化不同拐点判别结果仅相差0.08 m^3/s。研究表明,在湿周法计算生态需水的应用中,断面概化方法对结果的影响显著,且不同概化方法的影响程度不同,合理概化断面在湿周法中是可行的,综合考虑了生态流量和湿周合理性,推荐采用矩形对海口河断面进行概化。     

生态修复工程对天津清净湖生态服务价值影响评估

本研究以天津中新生态城污水库为研究对象,通过建立生态服务价值评价指标体系,对比分析生态修复工程实施前污水库和实施后清净湖的生态服务价值变化,评估修复工程投入与工程实施后产生的生态效益。结果表明,污水库生态服务价值估算为2546.78万元/a,调节服务是主要服务类型,占总价值量的99.46%;生态修复工程(总投资1.5亿元)实施后,生态服务价值估算为15093.05万元/a,文化服务成为主要服务类型,占比87.8%。对比分析发现,生态修复工程带来的生态效益明显增加,总价值增加了5.9倍,其中景观美学增值明显。研究以清净湖为例初步探讨了生态修复工程对污染生态系统服务价值的影响,为开展类似城市水体生态修复项目决策提供科学依据和借鉴。     

滆湖杂食性鱼类食物生态位的研究

2004年9~12月,分别从氵鬲湖北部、中部和南部湖区采集了鲫鱼、鲤鱼和黄颡鱼等杂食性鱼类各60尾,总计180尾。通过对其肠道内的食物组成进行观察、分析和研究,计算出3种鱼类肠道中各食物的出现频率及百分比组成,通过此2种指标反映其食物组成。结果表明:由于氵鬲湖北部、中部水域的生态环境恶化,湖泊生物多样性明显下降,造成杂食性鱼类食物生态位的趋同性,有机碎屑和水草已成为氵鬲湖杂食性鱼类的主要饵料。氵鬲湖北部、中部水域生态环境严重恶化,已不适合杂食性鱼类生长。     

云南高原湖库浮游细菌的生态分布及其影响因素

2009年秋季,对我国西南云贵高原8个处于不同营养水平的湖泊和水库的浮游细菌进行了调查,分析了浮游细菌的分布特征及其与温度、总氮（TN）、总磷（TP）、正磷酸盐（PO4-P）、氨氮（NH4-N）、硝氮（NO3-N）、化学需氧量（CODMn）和叶绿素a（Chl.a）的相关性。结果表明,8个湖库的浮游细菌数量存在明显差异,异龙湖最高,平均值为5.66×109个/L,阳宗海最低,平均值为2.25×109个/L,从大到小依次为：异龙湖〉草甸海〉松花坝水库〉白沙河水库〉月湖〉松茂水库〉石龙坝〉阳宗海。对阳宗海4个点     

云南高原湖库浮游细菌的生态分布及其影响因素

2009年秋季,对我国西南云贵高原8个处于不同营养水平的湖泊和水库的浮游细菌进行了调查,分析了浮游细菌的分布特征及其与温度、总氮(TN)、总磷(TP)、正磷酸盐(PO4-P)、氨氮(NH4-N)、硝氮(NO3-N)、化学需氧量(CODMn)和叶绿素a(Chl.a)的相关性。结果表明,8个湖库的浮游细菌数量存在明显差异,异龙湖最高,平均值为5.66×109个/L,阳宗海最低,平均值为2.25×109个/L,从大到小依次为:异龙湖>草甸海>松花坝水库>白沙河水库>月湖>松茂水库>石龙坝>阳宗海。对阳宗海4个点位的研究发现,同一湖泊内浮游细菌的数量存在空间异质性,沿岸带明显大于湖心区。浮游细菌数量与水温、总氮、总磷、叶绿素a均呈极显著性相关(P<0.01),表明上述因子可能是浮游细菌分布的主要限制因子。     

通江湖泊石臼湖鱼类群落结构现状及其季节变化

石臼湖是长江下游唯一的自然通江湖泊,为掌握其鱼类资源状况,本研究于2017年1月至2018年3月采用多目刺网和定制串联笼壶采集石臼湖渔获物,分析了石臼湖鱼类群落结构及其季节变化.结果显示,共采集到鱼类36种,隶属于6目7科28属,其中鲤科鱼类最多,占总物种数的69.44％;鱼类物种组成以定居性、杂食性、中上层鱼类为主,...     

淀山湖浮游植物群落结构特征及水生态健康评价

淀山湖是黄浦江上游重要的饮用水源地保护区和生态涵养区。为评估淀山湖水生态健康状况,本文依据2013年、2016年、2019年和2022年的6月和9月生态调查资料,研究了淀山湖夏初、秋初浮游植物的种类组成、数量和多样性等群落结构特点。调查期间共检出浮游植物7门80属169种,其中绿藻门占绝对优势,其次为硅藻门、蓝藻门和裸藻门,甲藻门、隐藻门和金藻门种类数较少。在数量上以铜绿微囊藻（Microcystis aeruginosa）和尖尾蓝隐藻（Chroomonas acuta）的优势最明显,其中铜绿微囊藻是引起淀山湖水华的主要物种,且易在9月湖区的西南方引起蓝藻水华。6月和9月浮游植物密度变动范围分别为1.69～3.08×106 cells/L和1.31～128.67×106 cells/L,6月在湖区东北方的平均密度最高,9月在湖区西南方的平均密度最高。水华暴发年份（2016年和2019年）9月平均密度明显高于同年6月,水华未暴发年份（2013年和2022年）9月平均密度则低于同年6月。采用冗余分析（RDA）法研究浮游植物群落结构与环境因子的关系,结果显示水温、溶解氧、透明度、总磷、总氮和高锰酸盐指数等是主要环境影响因子,且水华暴发年份与水华未暴发年份水温、溶解氧、透明度、总磷和总氮等对浮游植物群落的影响存在一定差异;浮游植物群落主要受磷营养限制,其物种数量、密度及优势种主要受水温影响。采用不同指数法评价水质,发现Shannon-Wiener指数和Pielou指数对淀山湖蓝藻水华的指示比综合营养状态指数更灵敏。根据湖区出现的主要优势种均为富营养水体指示物种,以及生物多样性指数、均匀度指数和综合营养状态指数值,可以判断淀山湖夏秋季水体总体上处于轻-中度富营养化水平,且呈轻污染程度。     

海洋渔场生态环境质量状况综合评价方法探讨

海洋渔场生态环境质量状况的评价与保护是海洋渔业资源和渔业生态环境的基础。西方从海洋水文、海洋化学、初级生产力水平和饵料生物水平等方面对其进行综合性探讨,初步建立了海洋渔场生态环境质量综合指数评价方法,并以北部湾渔场为例进行评价实践,旨为建立一套较成熟的综合评价方法,从而为我国海洋渔业生态环境评价提供参考依据。     

沈阳现代化都市圈水供给服务供需平衡研究

都市圈、城市群等区域尺度水资源供给服务的供需定量评估与空间可视化是当前生态系统服务研究中的重要议题。本文以沈阳现代化都市圈为研究区,基于GIS平台,耦合InVest模型产水量模块、水需求服务模型、水资源安全指数等多种方法,以空间可视化的方式模拟研究水供给服务格局,目的是揭示区域水供给服务供需平衡关系,为区域水资源优化管理提供依据。研究结果表明: 1)2000-2020年沈阳现代化都市圈水供给量和水需求量均呈现先增多后减少的趋势,供需平衡状况差距较大;2)2000年沈阳市、鞍山市、辽阳市、铁岭市、阜新市的水资源安全指数以及2010年、2020年沈阳市、辽阳市水资源安全指数均低于0.5;3)研究区水供给服务的供给与需求在空间分布上呈现显著的不匹配特征,区域东部铁岭市、抚顺市、本溪市为主要供给区,中部沈阳市、辽阳市需大于供,水资源供需矛盾突出。本研究框架思路与研究结果能够为都市圈尺度水资源协调供需矛盾提供一定的决策依据。     

长江中游监利江段鱼类早期资源及生态调度对鱼类繁殖的影响

为了解三峡水库开展试验性生态调度后长江中游监利江段鱼类早期资源现状,本研究于2018年、2019年的5—7月对该江段卵苗种类组成、资源量、产卵场及生态水文指标开展了调查,共鉴定出鱼类7目14科54种（属）,其中产漂流性卵鱼类26种。仔鱼组成以贝氏䱗（）（占15.2%）、沙鳅属（粒、324.2×10⁸尾;2019年分别为35.9×10⁸粒、1140.7×10⁸尾。监利江段成为鳊（）等鱼类的重要产卵场。生态调度对监利江段贝氏䱗、鳊、银鮈等鱼类的自然繁殖有明显促进作用。产卵量与涨水持续时间、流量累积涨幅呈正相关。监利江段涨水持续时间4 d及以上,流量累积涨幅3500 m³/s及以上时,产卵量可占当年调查期间鱼卵总规模的8.4%以上。建议继续开展并优化生态调度,加强对监利江段鱼类早期资源的基础研究。     

长江上游珍稀特有鱼类国家级自然保护区重要鱼类繁殖生态需求

长江上游珍稀特有鱼类国家级自然保护区内有多种重要鱼类,环境因子是鱼类生存的重要外部条件。金沙江下游梯级电站的建设运行将改变保护区的生境特征,从而影响鱼类的繁殖生长。本文基于文献调研、历史数据收集整理、数值模拟和统计分析等资料和方法,对保护区内重要鱼类的水温、水质和水文水动力等生态需求进行了分析研究。结果显示：重要鱼类繁殖的生态需求与文献调研中给出的生态需求吻合程度较高且更接近天然情况。     

印度洋黄鳍金枪鱼生物学特性的初步研究

以闽南-台湾浅滩渔场历次海洋科学调查所获得的初级生产力为基础,并于2000-2001年对该渔场的鱼类资源组成结构、浮游植物有机碳含量、生态效率、52种主要经济鱼类的营养级及其有机碳含量等的调查、分析和检测,获得相关的生态参数后,应用营养动态模型和Cushing模型,估算鱼类资源的生态容量(潜在生产量),同时也应用Steele模型分别估算中上层鱼类、底层鱼类的资源生产量,进而从鱼类资源生产量中分离出近底层鱼类的资源生产量。然后采用Cadima模式和MSY简单模式估算鱼类及其各生态类群资源最大可持续开发量,并从捕捞现状和主要种群生态学参数的变化,讨论鱼类及其不同生态类群的开发利用水平。旨在为渔业决策部门今后在该渔场实行TAC和渔获量配额制度提供科学依据。估算结果:鱼类资源生态容量为98.63×104t,最大可持续开发量为48.35×104t。其中中上层鱼类资源生产量为56.90×104t,最大可持续开发量28.35×104t,底层和近底层鱼类资源生产量分别为19.45×104t和22.28×104t,合计最大可持续开发量为21.28×104t。然而,底层和近底层鱼类实际年渔获量自1994年以来已连续9年超过其最大持续可开发量,呈过度捕捞。中上层鱼类实际年渔获量至今尚未超过其最大可持续开发量。因此,对于底层和近底层鱼类资源必须采取有效管理措施,防止资源继续恶化。     

面向鸟类栖息地保护的洪泽湖湿地植被种植方案研究

水生植物种植是实现水鸟栖息地恢复的重要手段。目前面向湖泊的水生植物种植设计主要是针对水质治理,对水鸟栖息地的保护研究较少,且很少考虑植物种植对水位过程的适应性。本文将湖泊水位过程及植物生长特性相结合,提出一种满足鸟类栖息地恢复的水生植物种植设计新方案。以洪泽湖国家湿地自然保护区为例,根据当地鸟类栖息地的实际需求,将芦苇（Phragmites australis）等7种水生植物确定为种植对象。依据洪泽湖湖底高程,结合不同植物的生长水位要求以及植物发挥鸟类觅食及遮蔽两大功能的需求,探究了历史极端水位过程、历史平均水位过程及优化水位过程下的可种植水生植物种类及其可种植区域,并给出种植方案。结果表明：历史极端水位过程下,仅能种植芦苇1种水生植物,对鸟类栖息地恢复作用有限;历史平均水位过程下,可种植植物增加到4种,有利于扩展鸟类栖息地面积;优化水位过程下,能种植全部7种水生植物,并有效恢复鸟类栖息地面积。本研究面向洪泽湖湿地保护区鸟类栖息地保护,依据鸟类及植物对水位过程的需求提出植物种植方案,提高了方案的针对性,准确性,可为洪泽湖湿地植被恢复及鸟类栖息地保护提供借鉴。     

海产品供应链与海水生态养殖的博弈分析

研究不同海产品供应链中各节点行为的选择和博弈关系,分析因此给生态养殖模式推广带来的影响。分析结果表明,在无中间商的供应链中,由于信息不对称,进行生态养殖的养殖户获得的收益比进行普通养殖方式要小,生态养殖无法得到推广。而在有中间商的供应链中,生态养殖模式得到了很好的推广,养殖户的收入也随之增加。可见有中间商的海产品供应链将是未来发展的趋势。