基于营养通道模型的淀山湖生态系统结构与能量流动特征

根据2008-2009年间对淀山湖湖区水生生物资源调查的结果,运用Ecopath with Ecosim 6.1软件构建了淀山湖生态系统的营养通道模型,初步分析了淀山湖水域生态系统的结构和能量流动特征。模型中涉及水鸟、鱼类、虾类、软体动物、底栖动物、浮游动物、浮游植物、碎屑等21个功能组分,基本涵盖了淀山湖生态系统的主要能量流动过程,分析结果表明,淀山湖生态系统总流量为4 098.50 t·km-2.a-1。从混合营养效应分析来看,渔业捕捞会对该生态系统的鱼类功能组产生负效应。生态网络分析显示,淀山湖生态系统各功能组的营养级范围为1～3.92,水鸟占据了营养层的最高层。系统的能量流动主要有5级,各营养级之间平均能量转换效率为11.7%。淀山湖生态系统的整体再循环率较低,能量利用效率有待改善和提高。生态系统参数:系统初级生产力/总呼吸量(TPP/TR)、连接指数CI和能量循环指数FCI分别为2.80、0.19和0.0189,表明淀山湖生态系统目前仍然处于幼态化生态系统状态。

淀山湖水生态系统的物质循环

为了解淀山湖水生态系统中氮、磷的循环过程与特征，于１９９０～１９９５年间在全湖布设的２５个样点上调查、测定了淀山湖水生态系统中各营养级的种类组成、生物量、生产力，以及水质和底质情况；并估算了淀山湖氮、磷的主要输入与输出途径和数量。根据湖中生物体内氮、磷的含量建立了淀山湖水生态系统内氮、磷循环模式。氮、磷输入、输出统计表明，磷基本平衡，氮每年约有１１７．７２ｔ积累在湖中。淀山湖目前仍以有机污染为主，处在中营养向富营养湖泊的过渡阶段。各类水生生物对于维持淀山湖水生态系统的物质平衡具有重要作用。

淀山湖底泥氮磷营养盐释放及其影响因素研究

通过大量现场实测数据,对建立的淀山湖水生态系统模型进行率定和验证,并利用该模型对淀山湖底泥氮磷营养盐释放机制进行了系统研究,模拟了温度、流量、入流负荷等因素对底泥氮磷营养盐释放的影响。模拟结果显示:(1)该模型较好地模拟了底泥释放的动态变化;淀山湖底泥无机磷具有一定的释放特性,无机氮以底泥吸附为主,底泥磷酸盐、氨氮、硝酸盐氮释放通量分别为-40~18、-15~75、-38^-10mg/(m2·d)。(2)不同季节下温度对底泥氮磷营养盐的释放影响作用不同。(3)在氮磷营养盐释放较明显的夏秋季节,流量对氮磷营养盐释放影响较大。(4)削减入流负荷会加快底泥氮磷营养盐的释放,当入流负荷削减达到95%时,底泥中氮磷营养盐开始全面转向正释放状态。淀山湖外源污染得到控制以后,沉积物中营养物将对水体水质构成威胁。

应用生态系统模型研究淀山湖富营养化控制方案

由于淀山湖上游污染负荷以及周边污水的排放,淀山湖已经严重富营养化。通过建立淀山湖生态系统模型,基于大量现场实测数据,对生态系统模型进行率定和验证,并利用生态系统模型对淀山湖N,P营养盐时间变化规律和藻类生长演替进行了系统研究,对各污染负荷削减的富营养化控制方案的效果进行模拟。模拟结果显示:该生态模型较好地模拟了常规水质和藻类的动态变化;淀山湖污染负荷主要来自于上游负荷,削减上游负荷对水质改善效果明显好于其他污染源削减方案;削减上游负荷95%以上,才能有效抑制蓝藻水华;P对蓝藻生长的控制效果好于控制氮。

近30年淀山湖地区生态系统服务价值对土地利用变化的响应

水源是区域和城市发展的重要保障,研究其生态系统服务的变化及其影响因素对水源跨区域联防联治有重要意义。利用淀山湖地区1984、1993、2006和2014年的遥感影像,通过修正生态系统服务价值当量因子,基于GIS空间分析技术对淀山湖地区1984—1993年、1993—2006年、2006—2014年土地利用变化及生态系统服务价值(Ecosystem Service Value, ESV)进行了分析。结果表明,淀山湖地区林地面积和建筑用地面总体呈增加趋势,而耕地面积和水体面积呈下降趋势。ESV结果显示,1984—2014期间水体ESV减少了2.15亿元,耕地的ESV减少了2.41亿元,林地的ESV增加了2.50亿元。各土地利用类型ESV敏感性指数均小于1,说明研究区生态系统服务价值是缺乏弹性的。在乡镇尺度,仅朱家角镇和锦溪镇ESV呈现净增长;在省市级尺度,江苏省境内的总土地单位面积ESV减少,而上海市境内的总土地单位面积ESV增加。驱动力分析表明,自然因素和社会经济因素均对ESV有影响,人口密度、区域总产值与ESV存在显著相关性。可见,土地利用方式的改变显著影响生态系统服务价值,合理的土地利用将有利于提高总土地单位面积生态系统服务价值。

湖滨带直立式硬质驳岸特征与生态景观构建模式探析

湖滨带是水陆生态交错带,具较高的环境、生态、经济及美学价值。但近年来,由于缺乏合理的生态规划意识,多数湖岸建设与改造,忽略了直立式驳岸对湖滨带生态环境的影响,造成湖滨带退化,水生植物消失,生物群落丧失,湖岸生态环境日趋恶化。基于淀山湖湖滨带直立式驳岸带来的水生态环境日趋恶化的现状,分析了水位多变下直立式驳岸型淀山湖湖滨带构建难点,创新阶梯型植物床和消浪、防浪等湖滨带生态景观构建技术,探索出湖滨带直立式驳岸生态景观构建的新模式,实现湖滨带直立式驳岸水生态系统净化与生态景观的有机融合,为我国退化湖滨带生态景观带植物群落生态修复技术的研究提供技术支撑。