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。     

湿地水环境生态恢复及研究展望

水环境退化是全球面临的重要问题,为了恢复受损的水生态系统,促进良性的生态演替,保证人类可持续发展的需要,湿地水环境生态恢复技术已成为当前各国关注的焦点。湿地水环境恢复主要有生态拦截技术、湿地植物净化技术、水生动物净化技术、基于水环境处理的人工浮岛技术和人工湿地净化技术等。在这些技术的研究与应用中,湿地植物对污染物的耐受性和多种生态恢复模式的整合将成为今后湿地恢复研究的焦点;同时应该深入研究湿地水环境恢复的基础理论和技术,探讨其内在的规律和机理,并建设典型湿地水环境恢复示范工程;建立湿地水环境生态恢复技术标准和规范,完善水生态系统健康评估体系,为该技术在我国的广泛推广和应用提供理论和技术支持。     

湿地水环境生态恢复及研究展望

水环境退化是全球面临的重要问题,为了恢复受损的水生态系统,促进良性的生态演替,保证人类可持续发展的需要,湿地水环境生态恢复技术已成为当前各国关注的焦点。湿地水环境恢复主要有生态拦截技术、湿地植物净化技术、水生动物净化技术、基于水环境处理的人工浮岛技术和人工湿地净化技术等。在这些技术的研究与应用中,湿地植物对污染物的耐受...     

生态渔业土地利用问题的研究

生态渔业是一种现代化的渔业体系。本文分析了生态渔业土地利用的概念。探讨了生态渔业土地利用的几种主要模式，并就生态渔业发展中土地利用应注意的问题进行了研究分析。     

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。     

环境变化对湿地植物根系的影响研究

湿地生态系统具有独特的水文特征和潜育化土壤环境,湿地植物在生长过程中往往表现出独特的环境适应机制。根系作为植物重要的功能器官,是湿地植物群落与周围环境实现物质循环与能量流动的关键纽带,在发挥植物的生态功能及维持生态平衡中具有重要作用。因此,近年来植物根系生理生态研究越来越受到关注。从湿地植物根系在植物生长及湿地生态系统中的作用出发,综合论述环境因子对湿地植物根系的影响及作用机制,着重评述近年来水分条件、土壤盐分、土壤养分、有毒有害物质以及其他因子对湿地植物根系生理生态特征的影响等方面的研究进展和亟待解决的问题,指出湿地植物根系研究将是湿地生态学的重要研究方向。     

黄河河口淡水湿地生态补水研究

在河口地区植被类型、土地利用演变分析基础上,研究建立了黄河三角洲湿地生态补水的地表水-地下水模型,构建了湿地补水的景观生态决策支持系统和河口湿地生态需水的生态-水文模拟系统.选择丹顶鹤(Grus japonensis)、东方白鹳(Ciconia boyciana)和黑嘴鸥(Larus saundersi)为生态需水研究的指示物种,模拟补水量分别为2.8亿、3.5亿和4.2亿m3.模拟补水方案下,补水区域200m范围内地下水水位抬升1m以上,补水区域200～1000m范围内地下水水位抬升0.1～1m;植被类型演替,尤其是湿生沼泽、普通草甸、灌丛等面积增加;指示鸟类数量显著增加,生态承载力大幅提高,但承载水平并未随补水量持续增加而显著持续增长;湿地生态功能基本上得到恢复,湿地生态价值明显提高,但当水量增加到一定程度时,增加补水产生的生态价值差别较小.适宜的补水方案是:一般年份补水3.5亿m3,干旱年份补水4.2亿m3,湿润年份补水2.8亿m3.     

绿洲农业对博湖小湖生态需水的影响研究

水资源是制约绿洲农业发展的关键因素,同时绿洲的农业活动也直接或间接地影响着区域水资源的循环过程,造成水资源时空分布的差异。博斯腾湖小湖区位于博斯腾湖西部,其水资源主要来源于开都河及灌区地下水的补给,研究小湖区的生态需水是协调区域生态环境与人类生产生活效益的重要环节。因此,本文基于MIKE-SHE水文模型及水量平衡公式,以2017年为研究背景,量化了不同种植结构情景下的地下水及地表水对于小湖补给量的变化情况,核算了区域年补给总量,进而讨论了绿洲农业区最适宜小湖生态需水要求的农业种植结构。结果显示：模型在验证期模拟值与观测值的平均相关系数及纳什系数分别为0.89及0.79,表明模型具有较高的可信度;水稻及油菜分别为地下水及地表水对小湖补给量最大的农业种植结构,补给量约为10.628×10^6m3及538.023×10^6m3,其中地下水对于小湖的补给量与灌溉期、灌溉定额、作物种类有着强烈的相关关系,地表水对于小湖的年补给量远远大于地下水,且与总补给量高度相关,成为小湖总补给量的决定性因素;油菜及小麦的年补给量分别为544.939×10^6m3及541.158×10^6m3,进而讨论在生态需水要求下不同种植结构所需最小的配水量,为区域水资源决策管理及协调配置提供理论支持。     

陕西黄河湿地生态渔业模式初步研究

通过对陕西黄河湿地进行不同生态渔业模式比对试验,总结出一套适宜的养殖模式,经济效益和社会效益显著,平均每公顷净收入5 445元,投入产出比为1∶2.28,同时对湿地养殖和环境保护可持续发展等方面总结了一定的经验和方法,真正实现科学管理和合理利用湿地,达到了保护黄河湿地渔业资源、维护了湿地生态平衡、改善生态环境、促进社会经济可持续发展的目的。     

基于雷达图的鄱阳湖湿地水质评价

采用雷达图的方法来评价鄱阳湖湿地的水质状况,验证其在鄱阳湖湿地水质评价中的可行性。基于鄱阳湖湿地30个采样点的实测水质数据,选取溶解氧(DO)、高锰酸盐指数(COD_(Mn))、叶绿素a(Chl-a)、氨氮(NH~+_4-N)、总磷(TP)、总氮(TN)及重金属铜(Cu)、铅(Pb)为水质评价因子,构建水质雷达图对鄱阳湖湿地进行水质评价,雷达图红色区域的面积大小和形状能直观反映采样点的水质状况及主要的污染因子,并基于雷达图红色区域的面积大小计算雷达图水质指数。结果显示,鄱阳湖湿地水体的主要污染物为氮、磷营养盐、重金属及Chl-a;自然保护区及周边湿地的水质较好,而河口附近湿地的水质最差;雷达图水质指数与内梅罗指数、主成分水质指数的评价结果间存在显著的相关性,表明其能较客观地反映鄱阳湖湿地的水质状况。与传统方法以单一数值呈现水质评价结果相比,水质雷达图以可视化的方式、多维度地呈现采样点的水质状况,其结果更直观易懂,尤其有助于增强公众对水环境污染的认知和关注度,为水质评价及评价结果的展示提供方法上的借鉴。     

白洋淀水质改善方案优化及实施效果研究

模拟与分析白洋淀试点区域水质改善工程前后的水质变化情况,探索水质改善效果,为白洋淀水质改善提供思路与经验。基于实测地形、气象数据、水质监测数据、现状污染源、大气沉降、风扰底泥释放等数据资料,运用MIKE软件构建了白洋淀二维水动力和水质数学模型,选取现状水量未清淤(方案一)、增加补水流量1.5倍+未清淤(方案二)、增加补水流量2.0倍+清淤0.1 m(方案三)、增加补水流量2.0倍+清淤0.2 m(方案四)4种优化方案,模拟了典型时刻下白洋淀区域内的流场分布形态和主要污染物迁移扩散规律。结果表明:白洋淀淀区内水体流动速度普遍较小,在增大补水流量和清淤的情况下,流场的改变集中于入淀河流的下游,几乎不改变主淀中的流场分布。随着清淤深度的增大,底泥的污染物释放作用进一步削弱,但削弱的幅度较小。由此确定对白洋淀底泥厚度较大、水质污染较为严重的区域开展清淤工作,建议清淤厚度0.2 m左右。在清淤的基础上,对淀区进行合理补水,入口河流选用常年水质较好的河段,建议补水体积不超过现状补水方案的2倍。     

乌伦古湖水质变化及成因分析

2016年7月至2017年5月对乌伦古湖12个采样点(4个湖区)的水质进行了监测,分析了不同湖区的水质特征,并对比历史资料探究水质变化及成因。结果显示,乌伦古湖2016-2017年度年均矿化度为1.64 g/L、p H为8.70、透明度为1.90 m、水深为8.78 m、溶解氧为7.55 mg/L,总氮1.06 mg/L,总磷0.03 mg/L。与2006-2008年相比,年均矿化度由2.31 g/L降低到1.64 g/L,各湖区矿化度含量均降低,其中靠近额尔齐斯河引水的小海子(由1.97 g/L降至0.82 g/L)和接受吉力湖来水的中海子(由2.41 g/L降至1.60 g/L)矿化度降低最为明显;年均总氮含量由0.86 mg/L增加到1.06 mg/L,年均总磷含量稳定在0.03 mg/L左右,各湖区总氮、总磷含量除小海子降低外(总氮由0.83 mg/L降至0.72 mg/L;总磷由0.03 mg/L降至0.01 mg/L),其他各湖区含量保持稳定或升高,其中中海子升高最为明显(总氮由0.94 mg/L升至1.43 mg/L;总磷由0.03 mg/L升至0.05 mg/L)。研究表明,额尔齐斯河引水对于乌伦古湖水体矿化度、总氮及总磷均有稀释作用,吉力湖来水虽然对乌伦古湖水体矿化度也有稀释作用,但同时提高了总氮和总磷含量。     

太湖苕溪流域河流生态修复体系研究

太湖苕溪流域河流密布,湖泊众多,随着城市化水平的提高,城镇建设不断与河争地,河流中大量末端河道被封堵或填埋,河流水系自然形态结构受到影响,河流调蓄功能锐减,河流生态系统的健康状况受到严重的威胁,河流生态修复迫在眉睫。以河流生态修复理论为基础,就如何建立合理的太湖苕溪流域河流生态修复体系展开研究,以期为区域河流生态修复提供参考依据。     

三峡库区小流域土地利用结构对土壤养分流失及水质影响

三峡水库生态屏障区土地利用类型及其结构快速变化,直接影响入库的土壤侵蚀、径流及土壤养分流失输出;研究土地利用结构对地表径流养分输出及地表水质影响,可为控制地表水质和水体富营养化提供基础数据。选取三峡库区低山丘陵区的秭归县兰陵溪小流域集水区,代表以林地(S1)、林地+园地(S2)、园地(S5)为主的典型土地利用结构,自动采集水样,常规监测及典型降雨径流过程连续监测,探究地表径流土壤养分氮磷浓度的动态变化过程。结果显示,雨季集水区间径流的氮素浓度存在较大差异,S5的氮磷输出浓度都显著高于S1和S2(P<0.05);集水区间径流的氮磷浓度变幅差异显著(P<0.05),氮磷输出浓度表现为S1相似文献   

云南高原杞麓湖流域的景观格局与水质变化

由于人类活动日益增强,高原湖泊杞麓湖景观格局和湖泊水质发生较大改变,探究其变化关系可为湖泊生态系统保护和流域管理提供科学参考。采用2005年、2010年和2015年遥感影像的解译结果,结合RS/GIS技术和Pearson相关统计方法,分析了10年间景观格局变化、湖泊水质变化及其相关性。结果表明:(1)2005-2014年杞麓湖水质偏差,其中总氮、高锰酸盐指数、生化需氧量和叶绿素a呈显著增长趋势,氨氮、总磷和透明度波动较大,2015年整体水质有所改善,但仍为劣Ⅴ类水。(2)杞麓湖流域主要景观类型是林地和耕地,占流域总面积的74%以上,10年间建设用地面积增加较快(+876.42hm~2),水域(-1 281.42hm~2)和耕地(-794.61hm~2)缩减较多,后5年湖滨湿地大量出现(+1 432.08hm~2);景观格局聚集程度增加,异质性略有减弱,破碎化程度降低,多样性和均匀程度变化不大,人类活动对景观格局影响强烈。(3)水田、旱地和建设用地聚集程度增强及破碎化程度降低与氨氮外的其它水质指标呈正相关,水域面积与氨氮和高锰酸盐指数呈负相关,水田与建设用地是杞麓湖水质退化的主要污染源。     

惠州西湖生态恢复中营养盐和浮游生物监测

惠州西湖是典型的热带浅水富营养化湖泊,于2004年底建立示范区,进行了鱼类调控和水生植被修复。2005年1～10月的调查结果表明:示范区总磷、悬浮物、叶绿素a的含量分别比未修复的平湖低64.0%、80.0%、63.5%,水体透明度提高了3倍以上;示范区浮游植物优势种趋向贫-中营养种类,以硅藻为主,平均密度和生物量比未修复的平湖分别低98%和93%;示范区浮游动物种类增加,丰度显著减少,优势种趋向清水态种类,大型种类增多。说明生态修复改善富营养化水质取得了良好的效果。