基于粗糙集理论的淡水湖泊湿地生态系统健康评价研究

该文旨在通过构建淡水湖泊湿地生态健康评价指标体系,对比分析长江流域中的鄱阳湖、西洞庭湖、洪湖3个淡水湖泊湿地的生态系统健康状况.首先从水环境、土壤、生物、景观和社会等1级指标中列出13个2级指标,并利用粗糙集理论对13个指标进行约简,得到由5个1级指标和8个2级指标构成的湖泊湿地生态系统健康评价指标体系;然后运用层次分析法对1级指标进行主观赋权,以及采用基于信息粒度的属性重要度原理对2级核心指标进行客观赋权,再将2种权重组合起来得到评价指标的权重系数;最后通过加权和的方式计算出3个淡水湖泊湿地的综合健康指数,以便进行生态系统健康状况比较.研究结果表明:3个湖泊湿地生态系统的健康等级均为中等,综合健康指数排序为洪湖(6. 063)>鄱阳湖(5. 997)>西洞庭湖(5. 458).

长白山园池湖岸湿地生态系统碳氮储量沿环境梯度空间分异规律

【目的】探究湖泊沿岸湿地生态系统碳氮储量沿湖岸至高地的空间分异规律及形成机制,将有助于减少湿地碳储量估算的不确定性。【方法】采用相对生长方程、碳/氮分析仪,同步测定长白山园池沿湖岸至高地环境梯度依次分布的6种沼泽类型(芦苇沼泽L、草丛沼泽C、杜香沼泽D、落叶松泥炭藓沼泽LN、落叶松藓类沼泽LX、落叶松苔草沼泽LT)的生态系统碳、氮储量(植被和土壤)及其相关环境因子(水位、水位波动幅度、土壤有机质、全氮和全磷等),揭示其空间分异规律及其形成机制。【结果】(1)植被碳、氮储量(2.17~69.98 t/hm^(2)和0.058~0.940 t/hm^(2))沿湖岸至高地环境梯度均呈递增规律(LT≈LX>LN>D>C>L),且均以优势植被层占主体地位(73.72%~93.37%和71.57%~85.24%);(2)土壤碳、氮储量(67.45~243.21 t/hm^(2)和2.44~13.53 t/hm^(2))沿该环境梯度呈阶梯式递减规律(L>C>D≈LN>LX≈LT)且其碳储量垂直空间分异存在先恒定后递减(L)、先增后降(C、D和LN)和递减(LX和LT)3种类型,其氮储量垂直空间分异与碳储量基本一致(仅C和LX略有不同);(3)生态系统碳、氮储量(122.20~245.38 t/hm^(2)和3.31~13.58 t/hm^(2))沿该环境梯度分别呈先降低后恒定型或阶梯式递减型变化规律,且其土壤碳、氮储量占比呈递减趋势(50.27%~99.11%和73.48%~99.57%),而植被碳、氮储量占比却呈递增趋势(0.89%~49.73%和0.43%~26.52%);(4)生态系统碳储量在湖岸至高地水分环境梯度的下、中、上部生境地段依次受水位促进、水位抑制和水位波动幅度抑制,而氮储量在相应生境地段上依次受水位促进、水位波动幅度抑制和土壤全氮促进。【结论】园池沿岸湿地生态系统碳氮储量沿湖岸至高地水分环境梯度存在明显的空间分异规律,且其形成机制为微地形引起的水位梯度和植被类型分布决定着各沼泽类型的碳氮储存能力,故准确测定湖岸带各沼泽类型碳氮储量将有助于减少集水区尺度上碳氮储量估算的不确定性。

流域干旱对淡水湖泊湿地生态系统的影响机制

在气候变化和人类活动的双重影响下,一些湿地严重退化。其中,流域干旱问题是导致湿地退化的重要原因之一。干旱严重制约着湿地的生态水文过程。一方面,干旱通过造成湿地水量亏缺和水分条件改变,来影响湿地生物和生境条件;另一方面,湿地中的生物对干旱具有一定的适应性,通过个体的形态、生理和行为适应等来避免干旱造成的伤害;同时,这一过程还伴随着生物种群的数量、密度、生物量、分布以及群落的组成、数量、生物量、分布等特征的变化;最终干旱对湿地的影响将体现在湿地规模、构成、格局和功能的变化上。在理论上,干旱作为一种扰动对提高湿地生态系统的耐旱性有一定积极影响,但由于缺少长期的湿地恢复过程研究,这一学术观点并未被广泛认知;长时间的严重干旱则会对湿地生态系统产生不可逆转的影响,导致其退化、消失。

淡水湖泊生态系统退化驱动因子及修复技术研究进展

目前我国多数淡水湖泊污染、退化问题非常严重,诸多修复技术也已初见成效。影响淡水湖泊生态系统退化的驱动因子众多,既有生物因素也有非生物因素,它们之间相互联系,相互作用,且作用机理错综复杂。首先介绍了淡水湖泊生态系统退化的含义及形式;其次,分析、总结了淡水湖泊生态系统退化的驱动因子,从退化的生态学完整性意义和退化修复的技术手段上看,淡水湖泊生态系统主要受物理、化学和生物三大驱动因子影响,且基本遵循"环境变化-驱动力-压力(阈值)-状态-响应"原理;再次,在厘清湖泊生态系统退化驱动原理的基础上,从淡水湖泊生态系统功能模块和湖泊生态系统修复实践经验总结的角度出发,构建了淡水湖泊生态系统修复模块技术体系,并就湖泊富营养化和湖滨湿地生态系统退化修复的技术进行了讨论和对比;最后,对淡水湖泊生态系统修复的环境变化驱动因子的作用机制、作用途径和修复技术的长效机制等方面进行了展望。

湖泊湿地生态系统服务研究进展

湖泊湿地生态系统服务可持续供给对维持区域、国家乃至全球生态安全格局具有重要意义。近20年,国内外学者在生态系统服务内涵、评估模型、影响机制、权衡与优化等领域的研究不断深入,但与管理决策和政策设计的结合仍面临多方面严峻挑战。系统分析湖泊湿地生态系统服务研究进展与存在的不足,对于今后一段时间内湖泊湿地生态系统服务研究的全方位拓展具有重要指导意义。以湖泊湿地生态系统服务概念与内涵为切入点,对湖泊湿地生态系统服务评估内容与方法、影响机理、生态系统服务权衡与优化等几个重要方面的研究进展进行了梳理,并结合管理决策和政策设计的需求,评述其研究中存在的不足。本研究以生态系统服务监测、模型不确定性、风险评估、优化与调控等四个重点研究方向为切入点,对湖泊湿地生态系统服务的研究方向进行了展望,以期深化湖泊湿地生态系统服务研究的理论与方法,并实现其与管理决策和政策设计的高度结合。

银川湖泊湿地生态系统服务价值评估

银川市是西北干旱半干旱区典型的绿洲区域,湖泊湿地是银川市最具特色和影响的生态资源。采用市场价格法、影子价格法、替代费用法、费用支出法、碳税法、成果参照法、影子工程法等,对银川市湖泊湿地生态系统服务价值进行了评估,结果显示,每年其提供的总价值为130288万元。其中,以物质生产价值最大为54765万元,其余依次是调节气候价值、生物多样性价值、休闲娱乐价值、教学科研价值、涵养水源和蓄洪防旱价值、栖息地价值、水源供给价值、净化水质和美化环境价值,其价值量分别为25851、20000、9661、7460、5360、5000、1889、302万元。因此,在银川市经济发展和城市扩张的过程中,必须从整个生态系统的角度出发,科学合理地保护和利用湿地资源。

湖泊湿地生态系统水动力、水生态数学模型研究

探析水生植物的生长机理及与外部环境物质的交换过程,凝练水生植物生长发育特征以及底泥营养物质迁移转化过程的动力特征,基于营养物质在植物-底泥-水体界面的迁移转化理论以及湖泊水动力对水生植物生长过程的响应机理,建立了水-植物-底泥耦合的湖泊湿地生态系统水动力水生态数学模型.

天然湿地在湖泊生态系统保护中的研究进展

湖泊是地球上珍贵的淡水资源来源研究之一.但由于人类对湖泊过度开发,不良利用,导致湖泊污染严重,湖泊生态功能被破坏.随着对湖泊生态系统保护的深入,湿地的重要性被广泛认可.本文详细论述了天然湿地具有削减湖内污染物,维护湖泊生物多样性,涵养水源,固定碳源,气候调节,土壤保持等作用,在湖泊生态系统保护中具有重要意义.分析了目前我国天然湿地存在面积锐减,湿地景观丧失严重等一系列问题,在此基础上提出了一些有效开展湿地保护的对策,希望以此引起相关管理部门及研究者的更多关注.

淡水恢复工程对黄河三角洲湿地生态系统服务的影响

自2002年以来黄河三角洲国家自然保护区分批次、有计划地对退化湿地实施了不同规模的淡水生态修复工程,补充了滨海湿地淡水资源,改善了湿地植被覆被及生态功能.运用InVEST模型和市场价值法对1989—2015年间黄河三角洲湿地主导生态系统服务(碳储量、栖息地质量和物质生产)的时空变化进行定量评估,探讨了淡水恢复工程对湿地生态系统服务的影响.研究发现,黄河三角洲的淡水恢复湿地各年代间土地利用类型有简单化趋势,呈现不同地类规模化并存的趋势,在恢复工程影响下芦苇面积明显增加.黄河三角洲湿地恢复区的碳密度低值区逐渐减少,恢复区总碳储量先减少后增加;大部分区域栖息地质量较好,但优质栖息地的占比略微下降;平均物质生产服务价值逐年增加.各年代间碳密度的变幅有逐渐减小趋势,表明生态系统碳储量趋于稳定;栖息地质量提升区域逐步扩大,主要集中于黄河口恢复湿地的北侧和一千二恢复湿地的南侧区域.淡水恢复工程实施后,芦苇面积增加,维护了水鸟等动植物的生境,基本实现了生态补水的目的.

湖泊湿地生态系统植硅体指示古环境研究进展

湖泊湿地生态系统中植硅体由于可以有效储存流域植被信息、反映流域气候变化过程、流域碳循环以及沉积物年代测定,从而得到了广泛的研究与应用。综述了近年来植硅体在古气候、古环境研究中的应用,并进一步简述了植硅体在年代测定和化学元素分析研究上的应用进展与实例,提出当前湖泊湿地植硅体研究中存在的问题及研究展望,为植硅体在湖泊湿地生态系统重建古环境、环境考古等领域提供科学的证据和资料。

湖泊湿地生态系统管理研究概述

湖泊湿地生态系统管理一般是根据湖泊湿地生态系统固有的生态规律及其对外部干扰的反应,采取包括能力建设、政策制订在内的适应性措施,保护、恢复及合理利用湖泊湿地。从湖泊湿地生态系统管理概念入手,探究了湖泊湿地生态系统管理的现状与原则,并就湖泊湿地生态系统管理对策进行了简要论述,提出我国湖泊湿地生态系统管理的具体措施,全面提升湖泊湿地生态系统管理水平。通过管理体制、管理规则、管理理念和管理模式的转变,构建我国湖泊湿地生态系统管理新体系。

滇池湖泊生态系统水动力学模拟

针对滇池富营养化状况,依据滇池生态环境建设规划,在以前研究工作的基础上,综合考虑湿地植物、底泥、水域条件变化,根据水动力学原理建立了垂向平均的二维生态系统水动力学模型,模拟了滇池现有水体、拆除防浪堤水域扩展后水体和滇池湿地建成后总水体3种情况的流场和浓度场,以及入滇河道达标排放后的水质浓度场,分析了湿地植物和水域扩展对滇池流场的影响,以及水域扩展、湿地植物、入湖河流达标排放对滇池水质的影响。结果表明,水域拓展对滇池流场的影响是局部的,湿地植物对滇池流场的影响主要发生在湿地区域。水域拓展对滇池水质具有一定影响,TN、TP平均质量浓度由2.08和0.19 mg.L-1(现有水体)降至1.69和0.16 mg.L-1;人工湿地建设对滇池水体TN、TP浓度影响较大,湿地建成后平均质量浓度降至0.76和0.05 mg.L-1,基本达到GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅲ类水质标准;人工湿地建设完成并且入滇池河流达标排放后,TN、TP平均质量浓度分别降至0.17和0.01 mg.L-1,水质明显改善。因此,人工湿地建设及入滇池河流的达标排放对滇池生态环境的改善具有重要作用。

污水人工湿地处理对滨海生态系统修复研究进展

我国滨海生态系统受到水污染和生态破坏的双重压力。滨海区污水人工湿地处理既能有效去除BOD、氮磷等污染物,又能通过形成淡水帷幕控制海水入侵危害,实现了中水资源的综合利用和滨海生态系统的生态修复。

湖北省湖泊水产养殖对湖区生态系统的影响

基于湖北省湖泊水产养殖状况,分析了湖泊水产养殖的输出物质:过量饵料、动植物残体及其排泄物、化学制剂,并综合研究了水产养殖对湖泊水质、水生生物以及湖区周边环境的影响作用,提出湖泊水产养殖应坚持集约化与生态化,并进一步结合实际情况提出了优化湖泊水产养殖的对策。

异龙湖流域湿地生态系统健康评价

湿地生态系统健康状况评价为湿地资源的合理开发、生态系统的维护提供了重要的借鉴。在充分了解异龙湖流域湿地资源环境的基础上,结合湖泊湿地生态系统的概念及内涵,采用PSR(压力-状态-响应)框架模型和生态系统健康指数计算方法对研究区湿地生态系统健康状况进行评价。结果表明:(1)异龙湖流域湿地生态系统健康评价综合分值(Y)为2.8494,处于[2,3]之间,属于脆弱状态;(2)从三大指标状况来看,压力指标(P)、状态指标(S)和响应指标(R)在评价等级中的得分及表现情况分别为0.7368(脆弱状态)、1.1620(亚健康状态)和0.9506(亚健康状态);(3)人口密度、人类活动强度、单位面积化肥和农药负荷、水土流失强度、湖泊水富营养化、人们的环保意识等指标是影响流域内湿地生态系统健康状况的关键因素,人为因素占主导地位。

拉市海高原湿地生态系统及其保护措施

位于云南丽江的拉市海高原湿地省级自然保护区 ,是一个较为完整的湖泊生态系统 ,根据《中国湿地植被》的分类原则 ,将湿地植被划分为 2个植被型组、 4个植被型、 11个群系。该湿地具有丰富的生物多样性等重要的保护价值。并提出了保护措施。

泸沽湖和邛海湿地的生态系统服务功能价值评估及保护建议

生态系统服务是人类生存和可持续发展的物质基础和自然资本,对其进行量化评估可以为管理者当局保护和管理湿地提供重要的参考依据。以泸沽湖湿地和邛海湿地为研究对象,通过实地调查,综合运用生态经济学、环境经济学和资源经济学方法,对2个湿地的生态系统服务功能价值进行了评估。结果表明:泸沽湖的间接使用价值为153 214.60万元,占总价值的82.785%,远大于直接使用价值,而邛海的直接使用价值为94 050万元,占总价值的75.250%,远大于间接使用价值;湿地的主要服务功能价值是水调节功能、科考旅游功能和水质净化功能的价值。最后对2个湿地的生态系统服务功能的价值构成进行了分析,并提出了相应的保护管理策略。

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。以博斯腾湖小湖湿地为例,依据能值理论系统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4项关键水文参数,综合确定研究区适宜的生态需水范围。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(年均增幅-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,年均增幅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共3个阶段;生态需水核算结果建议博斯腾湖小湖湿地应保证年度日均流量低于8.3 m^3/s的时间不超过72 d,而一年之中日均流量超过20.8 m^3/s的时间不低于80 d,湿地生态需水量在(8.0~8.7)×10^8m^3/a,最适宜生态水位为1 047.4~1 047.6 m。利用生态系统服务价值核算湖泊湿地生态需水,可为区域水资源调控提供决策依据。