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。

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。

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。

深水水库人工介质强化脱氮作用研究

为探究不同参数条件下人工介质对清洁型水体氮素的去除效果以及微生物反硝化脱氮潜力,以大型深水水库千岛湖为例,选取2种填料考察挂膜深度(0.5、5和15 m)、挂膜时间(15和30 d)、填料类型(组合填料、弹性填料)对其反硝化作用的影响.结果表明:放置于水深0.5 m处挂膜15 d和30 d的组合填料培养8 h后水体硝态氮(NO_(3)^(−)-N)浓度下降最多,分别降低35.5%和37.3%,其次为5 m深度;NO_(3)^(−)-N浓度与水体溶解性氮气净增量(ΔN2)呈显著负相关(r=−0.43,p<0.01),反映了反硝化过程对水体氮素的脱除效果.挂膜30 d的组合填料在培养前8 h内反硝化潜力最高,在0.5 m、5 m深度组合填料的反硝化潜力分别达1.52和1.71μmol/(L·h).研究显示,在千岛湖实施人工介质脱氮工程,挂膜最佳参数条件为采用组合填料,挂膜水深小于5 m,挂膜时间在30 d以上.研究结果可为深水水库深度强化反硝化脱氮作用提供科技支撑.

1960~2020年千岛湖流域水资源情势演变分析

针对气候变化条件下千岛湖流域水资源演变情势,建立WEP-L分布式水文模型模拟流域1960~2020年水循环过程,采用Mann-Kendall非参数检验法和Hurst指数法分析流域水资源总量年际变化、年内分配特征,评价了千岛湖流域水资源量时空分布与演变趋势。结果表明,WEP-L模型在千岛湖流域模拟结果较好,率定期的Nash系数在0.83以上,验证期的Nash系数在0.85以上;全流域产水系数在0.436~0.630之间,多年平均水资源总量122.5×10^(8)m^(3),折合产水深1176.4 mm,年内分配过程呈单峰型结构,各子流域产水深范围在742~1266 mm,空间分布呈西高东低;流域年水资源总量系列呈不显著上升趋势,Hurst指数0.86,存在上升的持续性;从月度水资源量来看,1、2月显著增加,其余月份变化均不显著。

景区绿道骑行者行为特征及体验研究——以千岛湖风景区为例

以“骑行天堂”千岛湖的绿道骑行者为例,采用内容分析法对千岛湖自行车旅游者所撰写的网络游记进行分析、归纳,从外在的行为特征和内在的骑行体验研究自行车旅游者的骑行游憩过程。其中,行为特征主要从样本结构、骑行过程活动、服务及设施需求等方面进行分析,骑行体验从动机、感知维度、情感分析等方面进行归纳。研究结果表明:(1)千岛湖自行车旅游者行为特征以骑行为核心延伸至其他相关活动;(2)自行车旅游者骑行动机为复合型。以推力因素即旅游者内在驱动力为主,其中放松身心、自我追求以及猎奇求异占主导;(3)千岛湖骑行的感知维度多元。包括“自然景观”“畅爽愉悦”“服务满意”“自我挑战”“身体感知”“社会联系”6个维度;(4)自行车旅游者对千岛湖骑行的情感倾向积极,满意度良好。基于网络游记的千岛湖自行车绿道骑行者的行为特征和骑行体验研究对目的地体育旅游发展及营销提供实践启示。

新时代国家储备林建设发展模式思考——以浙江千岛湖为例

中国式现代化的提出,引发林业工作者对于森林经营方向的反思。致力于多功能森林营建的国家储备林实施已经10余年,随着“碳达峰”“碳中和”目标实施落地部署,储备林的金融风险不确定性等问题显露出来,储备林目标面临相应调整。刚刚起步的千岛湖储备林建设任务,由浙江省淳安县新安江生态开发集团有限公司承担,充分利用储备林发展平台,建设人与自然和谐共生的中国式林业现代化,优化储备林栽培模式,重构储备林布局,一产占比降低至40%左右。在因地制宜营建生态化用材经济林的基础上大力发展林下经济,积极拓展生态产业链,构建了多元化发展格局,深耕了中药材产业,将二三产业和双碳经济融入储备林项目,形成了“储备林+”配套产业体系。创新经营手段,全面提升千岛湖储备林中国式现代化水平。

浙江千岛湖海南鳽种群调查与动态监测

2017-2020年,采用实地调查和红外相机监测等方法,在浙江淳安千岛湖开展海南鳽种群调查与监测。此次调查结果发现:海南鳽种群在千岛湖分布区域极广,几乎覆盖千岛湖整个湖区。此次调查新增3个分布区域。共记录海南鳽繁殖巢310个、种群个体1 091只,其中成功繁殖巢188个,参与繁殖成鸟621只,当年繁殖幼鸟470只。海南鳽在千岛湖绝大多数选择湖区内植被郁闭度高、无人居住、干扰较少的小岛营巢,繁殖栖息地偏爱以天然次生马尾松为主的针阔混交林。此次调查中繁殖营巢树种有5种,其中马尾松282巢,占90.97%;青冈18巢,占5.81%;香樟8巢,占2.58%;枫香和猴欢喜各1巢,共占0.64%。导致海南鳽繁殖弃巢的原因很多,主要包括人为因素和自然因素2个方面。

新安江-千岛湖生态补偿试验区乡村人居环境质量时空分异及影响机制

作为全国首个跨省流域横向生态补偿试点,新安江流域生态补偿已经过3轮试点,并进入新安江-千岛湖生态补偿试验区建设阶段。生态补偿政策已经拓展到乡村生态环境保护与治理、产业结构调整、村民就业与生活水平等领域,直接影响乡村人居环境质量。科学开展乡村人居环境质量时空分异及影响机制研究对促进生态补偿机制优化具有重要意义,因此,选择2011—2019年新安江-千岛湖生态补偿试验区10个县(区、市)相关数据,采用熵权TOPSIS法和时空地理加权回归模型,对乡村人居环境质量进行综合评价。结果表明:(1)研究期新安江-千岛湖生态补偿试验区乡村人居环境综合质量以及乡村生态环境和乡村生活环境子系统质量总体呈上升趋势,而乡村生产环境呈现下降趋势。(2)新安江-千岛湖生态补偿试验区乡村人居环境质量呈现东西高、中部低的空间分布特征。(3)生态环境因素是研究区环境质量时空分异的主导因素,生产与生活因素是内在驱动因素,政策因素是外部直接因素。其中,生态补偿指数、新安江流域水质、乡村人均农林牧渔业总产值、乡村人均可支配收入、乡村医疗设施水平和乡村低保人数比例是驱动新安江-千岛湖生态补偿试验区乡村人居环境质量上升的主要影响因子,且影响力随着时间推移呈上升趋势。

浙江千岛湖深水区大型底栖动物时空变化格局

2007-2008年对浙江千岛湖深水区底栖动物群落进行了研究.共调查到8种底栖动物,其中寡毛类7种,线形动物门1种.群落类型不存在季节差异,优势种为霍甫水丝蚓和正颤蚓.群落年均密度和生物量分别为594.6ind./m^2和0.54g/m^2.双因素方差分析表明,密度和生物量无季节变化,但存在显著的空间差异,两者均是上游>中游>下游.密度和生物量与水深、透明度显著负相关,前者与水柱混合水样的TN和TP、与底部局部水样的TP显著正相关,后者与水柱混合水样的TP显著正相关.逐步回归分析表明,水深是密度和生物量的唯一最优解释因子,随水深增加密度和生物量均呈指数式下降.

千岛湖叶绿素a的时空分布及其与影响因子的相关分析

为了解千岛湖在大量放养鲢鳙鱼后叶绿素a的时空分布格局及其与主要环境因子的相关性,本文于2007年1月至2009年12月对千岛湖叶绿素a及其他10个水质理化指标进行了每月定期采样及监测.结果表明:上游河流区和过渡区叶绿素a含量存在明显的季节变化,其共同特点是每年会形成春季和夏末秋初的双高峰.叶绿素a含量在空间分布上具有一定的分异性,河流区叶绿素a含量明显高于中下游区(过渡区和湖泊区).叶绿素a含量的最高峰通常出现在4-12m,最深出现在20m,春夏季出现明显分层.千岛湖叶绿素a与亚硝酸盐氮(NO2-N)、高锰酸盐指数(CODMn)、水温(WT)和硅酸盐(SiO23-)呈低度相关,与其他环境因子无显著相关性或相关性很弱.多元逐步回归分析结果显示,千岛湖叶绿素a与筛选出的几个关键环境因子之间的回归方程为:Chl.a=0.114WT+2.120CODMn+17.157SiO32--37.391NO2-N-1.946.

2007-2008年千岛湖营养盐时空分布及其影响因素

2007-2008年对千岛湖水体中5个采样点(S1,S3,S4,S8,S9)的总氮、总磷、三态氮、溶解性总磷和可溶性活性磷等进行了不同深度的逐月监测,以研究探讨千岛湖营养盐的时空分布格局.结果表明,两年间总磷、总氮和硝酸盐氮浓度都呈现从上游(S1)至下游(S9)逐渐下降的趋势;2007-2008年汛期(3-7月)位于千岛湖上游新安江干流段的样点S1各种营养盐均为全年最高.但是2007年与2008年营养盐时空分布差异显著.2008年汛期(3-7月),S1的总磷和总氮浓度分别极显著低于和高于2007年同期.相对于2007年,虽然2008年具有更高的温度,但没有增强水体热稳定性.2008年强对流天气一方面通过打破水体热分层和促进水体混合,另一方面通过雨水带来大量的地表营养盐来影响营养盐的分布.汛期高浓度的总磷在1-2个月内平均降低64.4%,最大降低88.6%,显示千岛湖生态系统具有较强的净化能力.分析结果显示千岛湖营养盐时空分布总体格局是由水文、生物以及人类活动等各种因素之间的相互作用所产生的综合效应而形成的,而极端天气能够改变这一格局.

新安江水库(千岛湖)热力学状况及热力分层研究

利用2012年1 12月在新安江水库(千岛湖)6个点位的每月一次的水温及其他环境因子的周年观测资料,分析了水库水温逐月变化、季节变化、垂直分布及温跃层的形成与变化,探讨了温跃层特征量(温跃层深度、厚度、强度)与表层水温、水体透明度的关系.新安江水库表层和中层水温与气温存在显著的线性相关,又以表层水温线性关系最好,而下层水温与气温没有显著相关性,说明下层水温受气温的影响很小,全年处于相对恒温状态.水库表层和中层水温逐月变化明显,呈现夏季最高、春秋季次之、冬季最低的变化趋势,其中中层水温最高值出现的季节较表层水温明显后延,下层水温没有明显的逐月变化和季节变化.水温垂直分布显示,4个季节均存在不同程度的温跃层和温度分层现象,其中水深最深的大坝前水温分层最明显.小金山、三潭岛和大坝前3个典型点位从春季的4月份到冬季的2月份温跃层深度由1.61±0.47 m逐渐增加至39.37±5.35 m,而温跃层厚度和强度则在夏季最高、冬季最低,温跃层随着季节的变化呈现增强稳定减弱消失的周期变化.温跃层深度与水体透明度存在显著正相关,与表层水温存在显著负相关,并基于透明度和表层水温建立温跃层深度的多元线性回归模型.

千岛湖表层沉积物中有机氯农药的残留特征及生态风险评价

对千岛湖表层沉积物中21种有机氯农药（OCPs）的残留现状进行调查，明确HCHs与DDTs的组成特征及源解析，并评估其生态风险．结果表明，千岛湖表层沉积物中共检出12种OCPs，各采样点位OCPs总量的浓度范围在0．43～12．70ng／g之间，平均值为5．28±4．84ng／g，处于低残留水平，其中DDTs是主要的残留物，街口、大坝前点位样品出现OCPs高残留．工业DDTs的历史使用是千岛湖表层沉积物DDTs残留的主要来源，仅街口点位样品存在林丹的污染并有新的DDTs输入，应引起重视．利用沉积物质量基准法、沉积物质量标准法分别对千岛湖表层沉积物中OCPs的生态风险进行评价，结果表明部分点位样品中OCPs的残留现状对该区生物可能存在生态风险．

千岛湖(新安江水库)表层水中全氟化合物的残留水平及分布特征

为查明千岛湖水体中全氟化合物(PFCs)的污染特征,于2017年丰水期和枯水期分别采集13个监测断面的表层水样品,采用固相萃取净化、富集水样,超高效液相色谱串联质谱联用法测定水中16种PFCs,研究其残留水平和分布特征.监测结果表明,千岛湖表层水共检出5种中短链PFCs,包括C 4全氟烷基磺酸以及C4、C5、C6和C 84种全氟烷基羧酸.ΣPFCs浓度范围为1.70~6.21 ng/L,以全氟辛酸(PFOA)为主要污染物,其浓度范围为0.52~3.61 ng/L,全氟辛烷磺酸(PFOS)则未检出.与国内外同类水体相比,PFOA和PFOS浓度水平均处于低污染水平.枯水期千岛湖水中PFCs污染程度高于丰水期,整体上呈现点源污染特征.各断面水体中ΣPFCs浓度枯水期差异较大,而丰水期基本处于同一浓度水平.空间分布上主要入湖河流新安江上游断面街口和威坪的PFCs浓度明显高于其他主要入湖河流断面以及湖区断面.

千岛湖叶绿素a浓度动态变化及其影响因素分析

通过对千岛湖各常规监测点1999～2000年叶绿素a含量及水质理化指标的逐月监测,分析了千岛湖叶绿素a含量的时空变化特征及影响因子.结果表明,千岛湖叶绿素a含量在湖心区和出水区随季节变化不明显,但受人类活动影响较大的河流区和湖边区随季节变化明显,其含量明显高于湖心区和出水区.影响千岛湖叶绿素a含量变化的主要因子有氮、磷、水温、透明度和降水等,这些生态因子对叶绿素a含量有着直接和间接的影响,但不同区域各影响因子所起的作用不同.