基于RSEI与FAI模型的浙江千岛湖乡村岸水协同修复与生态功能区划研究

千岛湖是截蓄新安江水流而成的山地型人工湖泊,陆域水土流失与水域富营养化问题是导致库区整体生态环境质量下降的两大关键性因素。选取千岛湖人类活动最为频繁的40个河口村镇作为研究对象,聚焦98~118m高程的岸水交接地带,基于水陆耦合协调的视角,探究该地带在生态过程中水土流失与水体富营养化问题的岸水协同生态修复治理方案,旨在解决“岸水空间生态功能区划如何兼顾应对陆域水土流失与水域富营养化两方面生态风险”的关键性水生态修复问题,建立水体治理的长效机制。根据千岛湖正常高水位,以108~118m高程为陆域范围,以98~108m高程为水域范围,基于研究区域的landsat8卫星遥感数据,运用RSEI模型评价陆域水土流失状况,运用FAI模型评价水域富营养化状况,二者耦合协调分析获得水陆生态环境质量的耦合协调发展水平,据此研判关键性水生态问题并分区提出岸水协同生态修复治理措施。结果表明,中度失调河口2个,轻度失调河口2个,濒临失调河口1个,勉强协调河口5个,初级协调河口10个,中级协调河口9个,良好协调河口11个;根据耦合协调发展水平将40个河口村镇划分为三级生态功能区,其中一级生态功能区重点强化治污措施、二级生态功能区重点提高生态韧性、三级生态功能区重点促进价值转换。

基于ITSA模型的浙江省世界银行贷款千岛湖项目成效分析

针对国家级战略规划《千岛湖及新安江上游流域水资源与生态环境保护综合规划》的出台,浙江省于2018年11月启动了世界银行贷款浙江千岛湖及新安江流域水资源与生态环境保护项目。为评估该项目对千岛湖水资源的阶段性保护成效,本文采用中断时间序列分析ITSA模型进行定量分析,研究千岛湖项目与千岛湖水基金协同执行2年之后的治理成效。研究结论显示,千岛湖部分水质指标的改善已进入瓶颈期,要获得水质的进一步提升,仍需继续加大科技投入,除提升上游来水水质外,还要从提升水环境治理的科技水平、治理广度与深度等方面着手,才能获得更大突破。

千岛湖流域生态系统服务时空变化及权衡协同关系研究

基于1995—2019年6期多源数据和生态系统服务评估模型,对千岛湖流域产水量、土壤保持、碳储量以及生境质量服务进行评价,并采用热点分析和相关分析来探究4项生态系统服务功能之间的权衡协同关系。结果表明:1995—2019年千岛湖流域产水量和土壤保持量呈现先减少后增加再减少的变化趋势,碳储量和生境质量缓慢增加;除产水服务外,其他3项服务的高值区整体上具有一定的重叠性,产水服务高值区主要集中在流域西部和中部湖泊沿岸区域。综合来看,非热点区面积占比最高,Ⅳ类热点区面积占比最低,多重生态系统服务供给区主要分布在中高地形梯度区,非热点区和单一服务供给分布在低梯度区;在千岛湖流域,协同关系是生态系统服务间的主导关系,其中产水量和碳储量为权衡关系,产水量和生境质量以及产水量和土壤保持之间的权衡协同关系在不同年份表现不同,土地利用类型、植被覆盖度以及高程是生态系统服务权衡关系的主要影响因子。千岛湖流域生态系统服务空间分布具有明显的异质性,其权衡协同关系存在差异。研究结果可为流域生态规划和社会经济发展提供科学依据。

淡水鱼类环境DNA宏条形码引物的筛选及其在千岛湖的应用

基于环境DNA(eDNA)技术的鱼类多样性监测方法因具有灵敏度高、对目标生物无伤害以及成本低等特点,近年来在国内外得到了广泛应用。eDNA方法的有效性往往取决于宏条形码引物的选择,尽管目前已经有一些鱼类环境DNA宏条形码引物,但较少有研究综合评估这些引物的检出效果。本研究评估了来自COI、Cytb、12S rRNA和16S rRNA基因的29对鱼类e DNA宏条形码引物(包括本研究设计的2对和从国内外文献中引用的27对引物),首先基于计算机模拟PCR(in silico PCR)进行了初步分析,随后通过高通量测序对其中效果较好的17对引物开展了更进一步的验证,结果显示:计算机模拟PCR结果良好的引物在进行高通量测序时并非全部表现良好,表明引物的筛选不能仅仅依靠计算机模拟PCR;具有更长扩增片段长度的宏条形码引物并没有获得理想中更好的扩增效果,表现效果好的引物大多是扩增片段长度处于200~300 bp之间的引物;相对于COI和Cytb而言,12S rRNA引物与16S rRNA引物均具有良好的扩增效果,适宜作为鱼类环境DNA宏条形码而用于鱼类多样性研究;同时,鉴于当前的鱼类DNA条形码数据库尚不完备以及不同引物的特性不同,使用多对引物将大大增加物种的检出概率和e DNA研究的可信性。本研究展示了eDNA在评估生物多样性方面的潜力,有助于将来的鱼类eDNA研究,从而为鱼类多样性的保护提供参考。

1960—2020年千岛湖流域蒸散发演变特征及驱动因素解析

为探究淡水湖库及其所属流域蒸散发演变特征,以及气象因子对蒸散发的影响规律。以长三角地区最大的淡水人工湖和重要的水源地--千岛湖为研究对象,采用Penman-Monteith等方法与WEP-L分布式水文模型,分别计算千岛湖流域1960-2020年潜在蒸散发(ET_(0))与实际蒸散发(ET_(a)),分析二者年际变化趋势及突变年份;采用偏微分方法分析气象因子对ET_(0)的敏感性和贡献度;采用归因分析法分析突变前后气象因子对ET_(a)变化的贡献度,并利用蒸发表面水分指数(EM_(1))解析流域蒸发互补关系。结果表明:ET_(0)与ET_(a)多年平均值分别为1021.7和857.5 mm,整体皆呈减少趋势,倾向率分别为-0.77和-1.03 mm/a,二者均在1980和2000年左右发生突变;ET_(0)对相对湿度变化最为敏感,ET_(0)增加的月份主要是由于相对湿度、平均气温的正贡献,风速呈负贡献但相对较小,ET_(0)减少的月份主要是由于日照时数和风速的负贡献,平均气温呈正贡献但相对较小;ET_(a)空间分布呈现东高西低格局,驱动因素按贡献率大小为相对湿度>风速>日照时数>气温;流域整体存在“蒸发悖论”现象,日照时数和风速的减小是引起ET_(0)近年来下降的主要原因;EM1愈趋近于1时,反映流域ET_(0)和ET_(a)取值愈加接近,蒸散发互补理论在千岛湖流域适用。

千岛湖水体稳定度和热分层结构对溶解氧垂向分布的影响

基于2017年1月—2020年2月千岛湖大坝前水质高频监测数据与湖心区气象数据,使用Lake Analyzer(LA)软件计算了水体稳定度指标(“施密特稳定度”和“浮力频率”)和热分层指标(“温跃层深度”和“温跃层厚度”),并与溶解氧垂向分布指标(“氧跃层深度”和“氧跃层强度”)结合分析。结果表明千岛湖存在时间长且稳定的热力分层和溶解氧分层,分层期为每年4—12月,根据结构变化可分为形成期(4—6月)、稳定期(7—9月)和减弱期(10—12月)三个阶段。水体稳定度指标、热分层指标和溶解氧垂向分布指标间相关分析结果表明:水体混合状态是影响溶解氧垂向分布的重要因素,湖体存在热分层则是氧跃层出现的根本原因,水体稳定度升高与热分层结构形成均阻碍溶解氧的垂向交换,促进氧跃层的形成。基于回归分析,发现温跃层深度与氧跃层深度具有良好的线性关系,拟合精度高(R^(2)=0.81,N=25),说明在千岛湖可通过温跃层深度推断氧跃层态势。研究结果同时证明LA在千岛湖的可适用性,以及在其它湖泊的可推广性,提供了水体稳定度和热分层指标定量化计算的工具。

典型生态功能区臭氧生成敏感性及气象驱动力解析——以千岛湖地区为例

千岛湖地区是我国重要的自然保护区,属于典型生态功能区。当前,臭氧(O_(3))正频繁成为影响千岛湖地区空气质量的首要污染物,但对于与此相关的千岛湖地区O_(3)生成敏感性,研究人员目前仍未了解清楚。利用2019—2021年TROPOMI卫星观测数据,运用O_(3)生成敏感性指示剂方法,即甲醛对流层垂直柱浓度和二氧化氮对流层垂直柱浓度的比值(FNR),量化解析了千岛湖地区O_(3)生成敏感区的时空演化特征。结果表明,千岛湖地区FNR呈现逐年升高趋势,且显著高于杭州市主城区。千岛湖地区氮氧化物(NO_(x))控制区逐年扩张,自2019年开始,由西南向东北逐步蔓延。截至2021年,NO_(x)控制区已基本覆盖整个千岛湖地区。千岛湖地区O_(3)生成敏感区在夏季基本属于NO_(x)控制区,在其他季节属于NO_(x)控制区或协同控制区。结合气象再分析数据发现,FNR与温度呈强正相关(r=0.8),与相对湿度呈较弱正相关,与风速和云液态水含量呈较弱负相关。当温度大于7.0℃、风速小于6.2 m/s、云液态水含量小于5.5×10^(-5)g/m^(3)、相对湿度大于57.5%时,O_(3)生成趋向于受NO_(x)控制。此外,与杭州市相比,千岛湖地区O_(3)生成对气象参数变化更为敏感。研究成果对我国典型生态功能区O_(3)污染防控具有重要的启示作用。

千岛湖蒙古鲌种群生物学特征及资源量评估

研究以千岛湖优势鱼食性鱼类蒙古鲌(Culter mongolicus Basilewsky 1855)为研究对象,于2021年3月至2022年9月逐月收集蒙古鲌样本431尾,对其年龄、生长、繁殖和死亡等种群生物学特征及种群资源现状进行研究。结果表明,千岛湖蒙古鲌种群年龄结构完整,其中2—3龄为优势年龄组,呈现低龄化现象。种群体长与体重呈幂函数关系,表现出正异速生长特征。Von Bertalanffy生长方程拟合发现其生长系数(k=0.33)高于其他研究水域,属于快速生长类型。其生长拐点为3.23龄,拐点前后对应不同的生长阶段。千岛湖的蒙古鲌种群繁殖时间较长,种群繁殖力较高,卵径呈单峰分布,符合单批次产卵的特征,整体表现出周期主义繁殖策略。经估算,千岛湖蒙古鲌种群的初始资源尾数为34.79万尾,初始资源总量为259.4吨,开发率(E)为0.86,已超过最适利用率,表明其种群资源处于过度捕捞状态。基于以上研究结果,研究为千岛湖蒙古鲌资源的保护、恢复和科学利用提供了管理建议。

千岛湖外来物种蓝鳃太阳鱼的生活史特征及适应性

为研究蓝鳃太阳鱼(Lepomis macrochirus)种群生活史特征及适应性,以千岛湖蓝鳃太阳鱼种群为研究对象,于2021年3月至2023年1月逐月采集样本共3484尾,系统研究了蓝鳃太阳鱼年龄、生长、繁殖和死亡等生活史特征及适应性。结果表明:千岛湖蓝鳃太阳鱼的种群平均体长为(88±0.6)mm,平均体重为(30.42±0.53)g。其种群年龄结构简单,1—2龄的低龄个体占优势(83.97%)。通过拟合幂函数方程得到体长与体重关系式为BW=1×10^(–5)SL^(3.1543)(N=3484,R^(2)=0.97)。另外,千岛湖蓝鳃太阳鱼具有明显的雌雄异形现象,其繁殖季节为4—9月,绝对繁殖力为(11405±921)粒/尾,相对繁殖力为(282±14)粒/g,平均卵径为(0.74±0.003)mm。最后,利用Pauly经验公式和长度变换渔获曲线法分别估算出:自然死亡系数(M)为1.05,总死亡系数(Z)为3.58,捕捞死亡系数(F)为2.53,种群开发率(E)为0.71。综上,千岛湖蓝鳃太阳鱼的种群呈现出典型的r生活史对策,整体种群数量呈上升趋势,种群规模具有进一步扩张的潜在风险,亟需相应的管理和控制。与原产地北美及其他入侵地的种群相比,蓝鳃太阳鱼在繁殖时间及早期生长速度等的改变是其成功入侵千岛湖的关键适应性特征。研究结果补充了国内有关蓝鳃太阳鱼的种群生长特性、年龄结构和繁殖特征等基础资料,揭示了其在千岛湖入侵成功的适应性机制,为我国蓝鳃太阳鱼的入侵防控提供了重要的理论依据。

流域水资源和生态环境综合治理启示--千岛湖及新安江流域案例

流域生态综合治理对推动流域生态文明建设具有重要意义。文章基于浙江千岛湖及新安江流域水资源与生态环境保护项目,对其在流域水环境综合治理中获得的成果及经验进行总结,并对后续流域生态综合治理提出建议。研究表明,项目采用SWAT模型进行污染特征识别,明确了主要污染形式及来源,给出了针对性生态修复意见,提高了综合治理效率。进而以小流域治理为单元,通过农业面源污染控制、森林生态系统修复、水资源管理等工作修复了流域生态系统。同时,基于《新安江流域水环境补偿协议》及千岛湖水基金,构建了多元化的流域生态补偿机制,为全国生态补偿体系贡献了浙江经验。

间伐对千岛湖流域生态公益林氮磷养分流失的影响

掌握间伐对千岛湖流域森林地表径流及养分流失的影响,可为生态公益间伐提供依据。在浙江省建德市设置杉木林(CF)、间伐杉木林(TCF)、阔叶林(BF)、间伐阔叶林(TBF)4种处理径流小区,于2021年监测地表径流量并分析径流中不同形态氮、磷浓度,结果表明:杉木林和阔叶林间伐后径流量分别显著减小28.6%和25.5%(p<0.05);间伐增大了地表径流中不同形态氮、磷的浓度,4种处理不同形态的氮、磷浓度排序均为TBF>TCF>BF>CF,按排序各处理总氮平均浓度分别为1.11、1.05、0.89、0.88 mg/L,总磷平均浓度分别为0.46、0.40、0.37、0.33 mg/L;间伐没有对林地氮、磷养分流失产生显著影响(p>0.05),4种处理的氮流失量介于182.59~211.47 g/hm^(2)之间、磷流失量介于69.17~81.79 g/hm^(2)之间。综上,在千岛湖流域实施生态公益林的适度间伐是可行的,可有效兼顾生态公益林的保护与利用功能。

基于新时代文旅融合的基地场景特色研学实证研究——以浙江省淳安县千岛湖为例

浙江省淳安县千岛湖近年来开发了生态环保探索、农事研学活动、红色国防教育3大主题6个典型研学基地场景,对其自然条件、师资队伍、场所条件进行分析,研究其相应课程设计、研学路线,教育性、体验性路径和目标。结果表明,研学不仅是生态红利的新引擎,也是创新发展的催化剂,更是文化精神的感召力。提出要以新发展理念指引研学发展,深化研学内涵认知,多样化、多层次、多方面开展研学活动。

千岛湖沉积物中碳、氮、磷的分布特征及污染评价

通过测定千岛湖柱状沉积物中有机质(OM)、总氮(TN)和总磷(TP)含量,分析其污染分布特征,并评价污染水平。结果表明,千岛湖沉积物中OM、TN、TP平均值分别为1.44%、1.86 mg/g、0.89 mg/g。空间分布差异明显,城区库湾、新安江干流沿线污染相对较重;垂直分布,OM、TN、TP整体上均从湖底由下而上呈逐步上升变化过程。相关性分析表明,该湖沉积物中OM、TN、TP具有较高的同源性,氮、磷多以有机形式存在。C/N值表明,该湖沉积物中有机质主要来自内源的水生生物分解。评价结果显示,综合污染指数范围为1.1~4.2,该湖整体上处于重度污染水平,TP污染重于TN;有机指数范围为0.04~0.52,整体上属于轻度污染水平。

新安江一千岛湖生态环境共同保护合作区建设方案(2023-2027年)

新安江是长三角地区重要的跨界河流,千岛湖是我国极为难得的优质水资源,加强千岛湖水资源保护意义重大。党的十八大以来,习近平总书记多次对此作出重要指示,浙江、安徽两省着眼大局,联合推进新安江一千岛湖生态环境保护修复和污染治理,促进传统产业转型升级,积极发展新兴绿色产业,形成了全流域生态环境共同保护的“新安江模式”,生态环境质量持续改善,跨省界断面水质达到地表水环境质量Ⅱ类标准。

千岛湖香榧与桃李树混交造林技术与效益分析

乡土干水果科学混栽,是提高生产力的有效途径。作为珍稀长寿干果树种香榧和食用、观赏两用的速生水果树种桃、李有着各自互补的生物学特性,这些干水果与其他树种混交已有试验报道。2012-2014年,千岛湖所在金竹牌林区通过开设水带、挖大穴、施足基肥等措施先后营建了香榧与桃、李株间混交林试验基地21.5 hm2,每年进行抚育施肥、防治病虫害。2017年,桃、李树开始开花结果,2017-2024年,年产500-2000 kg/0.067hm2,同时,年接待桃、李为主的观花与采摘体验果园旅游0.6-3万人次。千岛湖香榧与桃、李树混交造林取得了阶段性成果。香榧已结实无收益且树冠生长受抑制,进一步调整树种结构是香榧与桃、李混交林分可持续发展的重要举措。

中国威士忌的“千岛湖样本”

日落前的千岛湖,远山被霞色温柔地包裹,湖水也被夕阳染成了橘红色。日落色的威士忌,更加温柔地点缀着这幅“落日归山湖”的自然图景。由落日与威士忌共同制造的这场“金色浪漫”,是千岛湖在这个初秋留在人们心中的样子。

多功能黄精产业现状及其高质量发展探究——以千岛湖为例

黄精具有多种功效,黄精产业堪称朝阳产业。以千岛湖为例,分析了黄精基源植物的栽培基地发展和产品加工销售现状,充分发挥黄精作为“淳六味”道地药材优势,对于建设共同富裕区意义重大。黄精产业发展中依然存在生产成本与销售冲突、产业结构失衡、品牌培育不够等难点与痛点问题。提出了加强黄精资源培育关键技术研究与应用、加强黄精加工与营销企业建设、加强黄精品牌与产业融合战略建设等措施推进黄精产业高质量发展。

千岛湖马尾松林分改造中主要树种生态位动态研究

基于千岛湖马尾松次生林抚育疏伐并补植改造前及第3年、第14年的3次调查监测,分析了千岛湖马尾松次生林5个改造样地林分的主要种群重要值变化及其生态宽度、生态位相似性比例和生态重叠指数。结果表明:马尾松疏伐改造后补植木荷、枫香,马尾松在种群中的重要值不断上升,林分改造后的重要值除马尾松外,其次为檵木、木荷和刺柏。千岛湖林分改造之后的泛化种优势明显,生态位宽度在0.5以上的是马尾松、枫香、檵木、刺柏、石栎和木荷。千岛湖生态位宽度高的物种,生态位相似性比例一般较高,主要种群生态位重叠值大于0.4的在千岛湖林分改造前后均大于50%,形成了马尾松等常绿针叶树种与常绿、落叶阔叶树种、灌木树种的共生与竞争不断向正向演替发展的生境。

千岛湖木荷天然次生林生长特征及其林下套种三叶青研究

木荷在我国南方森林生态、林业产业和生态文明建设中占有重要地位。为探讨木荷天然次生林生长特征及其林下套种三叶青的生长情况,以千岛湖木荷天然次生林为研究对象,抽样调查了以木荷为主要优势树种的天然次生林群落结构及生长状况,通过平均木测算各组成部分生物量,通过树干解析分析了千岛湖木荷生长过程。结果表明:在木荷林下仿生套种的三叶青保存率达91.3%,可为木荷天然次生林可持续经营提供参考。

千岛湖马尾松次生林抚育改造种群结构变化研究

为分析马尾松次生林抚育改造的林分密度、树种结构及其空间布局的动态变化,评估马尾松次生林改造成效。以千岛湖的5块马尾松天然次生林改造典型样地为研究对象,2008年在实施林分改造前布设每个30 m×30 m大小的样地,同年冬季间伐、次年春节补植,至2023年进行复位监测,调查林分改造前后样地的林分生长情况,求得树种重要值,分析直径、树高构成以及群落混交度、大小比数、角尺度等空间结构。结果表明:①千岛湖区马尾松次生中龄林间伐并补植阔叶树种,经过14年生长,林分密度提高72.88%;②林分改造后马尾松的重要值从61.308下降至26.754,同时其他常绿针叶树种重要值也同步下降,而常绿、落叶阔叶树树种均有一定程度上升,木荷、石栎的重要值提高6.81%;檵木、短柄枹之类灌木、阔叶小乔木的重要值增幅高达84.81%;③马尾松抚育补植第14年的群落直径分布特征呈“L”形,高度级个体数呈塔型,下层幼树较多,复层结构明显;④平均混交度抚育前为0.42,抚育后混交程度提高至0.72。受优势木增加且补植阔叶树生长的影响,群落的大小比数分化明显。群落的平均角尺度从抚育前的0.59下降至抚育后的0.356,由聚集分布向均匀分布转变。指出了马尾松次生林间伐并补植阔叶树种有利于改善林分结构,提高林分生产力和生物多样性,未来千岛湖马尾松次生林或将以针阔叶树种混交并与小乔木、灌木共同构建复层林方向演替为常态。