滇中“三湖”流域水面蒸发计算研究

为科学精准地计算滇中地区水面蒸发量,基于“三湖”径流区附近玉溪气象站2014-2021年逐月气象观测资料,用对比分析、相关分析等方法分析了FAO PPP-17Penman公式在该地区水面蒸发计算中的使用效果和误差来源。在此基础上,针对计算误差产生的原因和周期性变化规律,引入Morton经验公式等方法,将Penman公式中的水面反射率、太阳辐射参数作了随季节而变化的动态化改进。同时基于热量平衡原理,用误差反推法推导出了一个新的水面热通量估算模型,并在FAO PPP-17Penman公式中增加水面热通量项以修正水面热量收支平衡。结果表明:(1)FAO PPP-17 Penman公式计算的研究区水面蒸发量普遍偏大,平均相对误差为+15.2%,且误差具有冬季小而夏季大的季节性特征和类似正弦曲线的周期变化规律。计算误差主要源于公式中太阳短波辐射参数取值不当以及忽略了水面热通量的影响,导致热量收支不平衡。(2)对公式进行动态化参数改进并增加水面热通量后,计算精度明显提高,相对误差在±5%、±10%和±20%内的准确率比修正前分别提高了40.6%、42.7%和32.3%。异地使用效果也表明,改进后的FAO PPP-17 Penman公式在滇中“三湖”径流区内仍具有较高的拟合准确率,±10%误差范围内的拟合准确率在75%以上。(3)本研究推导出的水面热通量非线性估算模型,能够合理模拟水体储热量对季节变化和水面辐射强弱的非线性响应,在滇中“三湖”地区的蒸发计算中取得较满意的结果。

面向实时水环境监测大数据分析的分布式处理框架研究

水质监测数据的迅速积累和增长,给水质研究带来了新的机遇和挑战。针对目前水质监测与分析面临的实时性差、数据显示不直观、数据处理效率低等问题,本文基于大数据技术和数据可视化技术,构建了用于实时水环境监测与大数据分析的分布式处理框架WaterSpark。使用改进的加拿大环境部长理事会水质指数(CCME-WQI)和Spark机器学习库(MLlib),进行云南省九大高原湖泊水质监测数据。结果表明,WaterSpark在实时水质传输、清洗归档、高效计算分析等方面表现出色,能够及时准确地捕获和分析大规模水质数据,分布式数据集和集群能够应对不断增长的水质数据,保证性能的可扩展性,支持更多的水质指标和更大规模的水质监测。

泸沽湖景观构成要素及其特征研究

通过文献梳理和实地调查,从宏观格局、微观空间两个层级入手,提取、识别泸沽湖自然及人文两方面景观构成要素,并进行图解分析。自然方面,泸沽湖是地壳断裂陷落而成的深水湖泊,山体环抱、植被丰富、景色优美,但由于其半封闭性,生态系统脆弱。人文方面,摩梭文化深深影响着湖泊周边景观,包括聚落、民居、信仰空间等,民族风情浓郁。以风景园林视角,从整体到局部剖析泸沽湖景观构成要素及其特征,对湖泊保护治理实践有重要指导意义。

云南省九湖流域低污染水总量、类型及利用现状分析

为有效推进云南省九湖流域低污染水资源化利用,基于九湖流域2021年的城镇污水处理厂、气象和农业灌溉相关数据,分别从城镇污水处理厂尾水和农田径流排水水量2个方面计算九湖流域2021年低污染水总量,并结合实际调查对其利用现状进行分析。结果表明:1)九湖流域内产生的低污染水总量为150736.07万m^(3),其中城镇污水处理厂尾水水量为82544.14万m^(3),农田径流排水水量为68191.93万m^(3)。2)九湖流域低污染水回用总量为46279.44万m^(3),回用率为30.70%。城镇污水处理厂尾水回用率为54.46%,其中滇池流域回用率最高,其尾水主要用于景观用水,其次是农业灌溉和城市杂用;农田径流排水回用率为1.94%,主要是通过建有调蓄带的洱海、抚仙湖、杞麓湖、星云湖等流域实现回用,其中星云湖流域农田径流排水回用量最高。3)九湖流域低污染水回用还有很大空间,不同湖泊流域可根据产业结构及发展定位设立不同的低污染水回用目标,加强对农田径流排水的水质监测;根据不同时期农田径流排水水质,科学合理确定农田径流排水用途和去向,充分利用调蓄带的拦蓄储存净化功能,加强污水处理厂尾水、农田退水、初期雨水之间的综合利用。建议在九湖流域内选择典型地区开展低污染水利用配置试点工作,通过试点示范总结成功经验,形成可复制、可推广的低污染水资源化利用模式,促进流域内低污染水资源回用。

高原湖区湖城一体空间规划方法探析

以云南省抚仙湖区为例,旨在探索“湖城一体”的环湖区域发展新模式。规划遵循“四水四定”的原则,以水环境承载力为核心计算生态容量,以环境容量确定环湖城镇的人口和建设用地总量,通过多因子叠加划定城市发展边界,并构建动态监测系统。以水生态水安全底线为基础,采用流域协同、发展边界划定(UGB)、基础设施引领开发(IOD)、纵深垂直开发等规划方法划定重点发展区域,谋划了“湖城一体”的城乡空间格局,以及生态保护、产业发展和城乡空间等方面的多重策略,为同类型高原湖泊的空间规划项目提供可借鉴的方向和路径。

云南高原湖泊洱海水生植物群落研究

基于对洱海水生植物群落的调查,洱海共有16个水生植物群落,也查清了云南高原湖泊洱海水生植物的资源情况,通过对植物群落的分析研究,讨论研究的结论对湿地公园的建设与管理具有指导和现实意义。

云南高原10个湖泊沉水植物的碳、氮、磷化学计量学特征

于2010年8月以云南高原10个湖泊进行沉水植物的化学计量学特征研究,以期为高原湖泊沉水植物的元素化学计量以及富营养化湖泊中沉水植物的恢复提供基础数据.研究表明,10个湖泊沉水植物的种类随营养水平的增加而减少,基本都是眼子菜科眼子菜属和小二仙草科狐尾藻属植物.10个湖泊沉水植物的总碳、总氮和总磷含量范围分别为170.22～373.14、0.90～9.70和0.36～4.30 mg/g;碳氮比、碳磷比和氮磷比范围分别为37.21～188.47、83.18～468.02和1.57～4.90.Spearman秩相关分析表明,10个湖泊的沉水植物氮磷比与湖泊特征和理化参数没有显著相关性,而碳氮比和碳磷比分别与水体总磷和总氮显著负相关.从单一物种来看,总碳、总氮、总磷、碳氮比、碳磷比和氮磷比的最高平均值分别出现在马来眼子菜(368.41 mg/g)、光叶眼子菜(7.60 mg/g)、蓖齿眼子菜(3.26 mg/g)、微齿眼子菜(68.93)、光叶眼子菜(224.57)和光叶眼子菜(4.82)上.综上所述,调查的云南10个高原湖泊普遍磷过剩而氮相对不足,物种多样性下降,蓖齿眼子菜、微齿眼子菜和光叶眼子菜可能更适合作为云南高原富营养化湖泊沉水植物恢复的物种.

云南高原湖泊有色可溶性有机物和颗粒物光谱吸收特性

云南高原湖泊是我国湖泊分布最密集的五大湖群之一,不但湖泊数量众多而且类型多样.由于湖泊所处位置海拔较高,容易受日益增强UV-B辐射影响.通过对云南高原34个湖泊有色可溶性有机物和颗粒物吸收测定,分析其光谱吸收特性及对总吸收的贡献,有利于深刻理解紫外辐射在高原湖泊内衰减.不同湖泊间CDOM吸收差异明显,其大小与水体营养盐状况相关,CDOM吸收系数与水体总氮存在显著正相关.增加背景项的指数函数模型能最好模拟CDOM光谱吸收.除在浮游植物浓度非常高的杞麓湖、听湖、星云湖,颗粒物吸收系数在675nm附近存在一个吸收峰外,其它湖泊总颗粒物光谱吸收大致随波长的增加吸收系数逐渐降低,呈现非色素颗粒物光谱吸收特征,整体上颗粒物吸收以非色素颗粒物为主.CDOM对总吸收的贡献主要集中在600nm以下波长,尤其是400nm以下的紫外波段,其在紫外波段(350-400nm)的贡献明显要大于光合有效辐射波段(400-700nm)(ANOVA,P<0.001).特别对于透明度SD≥1.0的清澈型湖泊,CDOM吸收对紫外辐射衰减的贡献更大,其吸收很大程度上决定了紫外辐射的影响深度.

2007-2008年云南高原湖泊鱼类多样性与资源现状

为了解云南高原湖泊鱼类资源及多样性现状,于2007-2008年对云南高原11个大型湖泊进行了2次调查.共鉴定鱼类39种,隶属于7目13科33属,鲤形目鱼类最多,占65.0%.其中共调查到土著鱼类14种,外来鱼类25种.在种数上,外来鱼类已经成为各湖泊的主体.在鱼类区系上,由高原鱼类区系向长江中下游鱼类区系演变.主要经济鱼类年龄结构以0+和1+鱼为主.分析表明,土著鱼类多样性与海拔和湖泊面积密切相关.土著鱼类物种数在中等海拔(1700-1800m)处最高,并与湖泊面积呈显著正相关.最后根据调查结果,提出了一些保护建议.

云贵高原湖泊夏季浮游植物组成及多样性

浮游植物是水生生态系统中重要的初级生产者,对维持水生态系统的平衡起着十分重要的作用.根据2008年云贵高原湖泊丰水期浮游植物调查数据,系统地分析了云贵高原13个湖泊中浮游植物的种群密度、生物量、组成及其多样性.云贵高原13个湖泊中共鉴定出浮游植物7门109种(绿藻52种、蓝藻23种、硅藻20种、其他14种).13个湖泊浮游植物Shannon-Wiener指数在0.5-2.2之间,其值大小与单个环境因子无显著相关.相关分析发现浮游植物总量与总氮、总磷、CODMn、硝态氮含量显著正相关,物种丰富度与总氮、总磷(0.1mg/L范围内)、CODMn含量亦显著正相关.另外,研究也发现各湖泊间浮游植物组成的相似性与各湖泊间营养状态差异显著负相关.由此可见,湖泊的营养状态不仅影响浮游植物的总量、组成以及物种丰富度,而且也影响各湖泊物种组成的相似性.

云南高原湖泊表层沉积物粒度特征及环境指示意义

选取云南15个高原湖泊,利用瑞典产HTH重力采样器提取沉积物短钻,取顶部0~0.5 cm作为湖泊现代沉积物进行粒度分析并利用分析软件对粒度频率曲线进行拟合,探讨各组分的沉积特征和环境指示意义。结果显示,滇池等15个云南湖泊表层沉积物频率曲线呈多峰态,含有2至5个组分,从细到粗分别为黏土组分(C1)、细粉砂组分(C2)、粉砂组分(C3)、细—中砂组分(C4)、粗砂组分(C5),拟合众数粒径范围为0.6~423.0μm。C1组分来自大气中长期悬浮的超细粉尘和气溶胶,通过自然沉降和降水进入湖泊水体,反映西南地区大气粉尘背景值;C2和C3是湖泊沉积物中的主要组分,反映流域内降水和水动力大小;C4和C5组分只出现在洱海、滇池、差黑海等部分湖泊湖心沉积物中,且含量非常低,该组分与湖泊水动力密切相关。对于滇池、抚仙湖等大型湖泊而言,粗颗粒进入湖心需两个过程:从流域地表进入湖泊水体的输入过程和从湖滨到达湖心的传输过程。湖心沉积物中粗粒含量主要受第二个过程影响,而该过程的强弱与湖流、水深、湖盆坡度等因素有关。西南地区干旱背景下湖泊快速收缩直至消失时,降水量的大幅减少使得地表径流动力减弱,加之大气环流偏弱以及水生植物覆盖面积比例增大,湖水动力减弱,由湖滨向湖心传输的物质以细粒碎屑为主。位于山地地区的小型湖泊,由于汇水面积有限、地形坡度较大,坡面径流可将地表风化碎屑物带入湖盆甚至湖心位置,这类湖泊沉积物中粗粒物质的增加反映流域内降水量或降水强度增大。

泸沽湖鱼类区系现状及人为影响成因的初步探讨

泸沽湖是位于滇西北的一个断陷湖泊,为滇川两省共有。文献记录泸沽湖原始的鱼类区系由4种鱼类组成,隶属于裂腹鱼属和泥鳅属。于2001 ,2002和2004年3次考察泸沽湖,进行标本采集和鱼类区系现状调查。查看了采自泸沽湖的鱼类标本518号,结合历史上的采集记录和大量相关文献,确定泸沽湖记录有鱼类12种,隶属于3目4科10属;过度捕捞和毁林造成的泥石流是泸沽湖鱼类区系变化的主要原因。

云南高原典型湖泊演化及环境变化初步考察

本文对云南省境内7个典型湖泊系统和湖区地貌的科考,湖芯取样140米,同时对部分湖泊采集了底泥样品。对湖区湖岸阶地、层状地貌和相关地层考察研究表明,存在着2～3次明显的高湖岸;湖泊中分布着多层高于落水洞的形成于更新世晚期的螺壳层;蛇山顶部开挖的剖面沉积特征及前人的测年资料表明,蛇山组沉积结束于末次冰期晚期。

不同水体营养状态对和白鱼生长性能的影响

和白鱼分别是抚仙湖的外来鱼类和土著鱼类。本实验比较研究了水体营养状态对二者生长性能的影响。实验鱼养殖在低、中、高三种营养状态的水体中。其中低营养状态水体组又是每一种鱼中、高营养水体组的对照。水体营养状态对和白鱼摄食率、生长速度、饵料转化效率、蛋白贮积率没有显著影响。不同营养状态水体组实验鱼的体蛋白、脂肪、灰分和能量含量没有显著差异。富营养化对两种鱼生长性能的影响是不同的。特定生长率、饵料转化效率、蛋白贮积率和能量贮积率的种间差异值均随着水体营养状态的提高而加大。与对照组相比,较高营养状态水体中的摄食率、特定生长率、饵料转化效率、蛋白贮积率和能量贮积率的增加率低于白鱼,或者降低率高于白鱼。实验结果说明,高营养状态对生长性能的负面影响较大;对于湖泊水体的富营养化,外来鱼类在生长性能方面不一定比土著鱼类具有优势。

云贵高原湖泊水质现状及演变

利用2008年云贵高原13个湖泊丰水期的全面水质调查数据,系统分析云贵高原湖泊水质现状,通过与历史资料对比,揭示20年来的水质变化,并分析水质变化的原因.同时利用主成分分析将23个水质参数概括为6个主要成分,除程海外所有湖泊水质均与第一主成分密切相关.人类活动影响下的水体富营养化、有机污染以及农业面源污染等是除程海外湖泊污染的主要驱动因子,程海水质变化主要受水体的矿化度增加所驱动.另外,根据各主成分得分,本文也对13个湖泊水质进行了综合评价,并在评价的基础上就湖泊的保护和治理提出建议.

基于生态系统健康视角下的云南高原湖泊水环境问题的诊断与解决理念

以滇池为代表,从生态系统健康的视角分析云南高原湖泊水环境问题的特点,提出解决问题的宏观路径,对未来重点应解决的关键问题进行了讨论。

云南高原湖泊面临的保护与开发问题

云南高原湖泊目前正面临严峻的环境问题:水体污染,水土流失,生物多样性丧失等。本文分析云南高原湖泊环境遭破坏的原因,提出对高原湖泊开发利用以及环境治理建议。

云南九大高原湖泊流域现行管理体制及其完善建议

云南省湖泊面积达到30 km2以上有9个,分别为滇池、阳宗海、抚仙湖、星云湖、杞麓湖、洱海、泸沽湖、程海和异龙湖,具有独特的自然地理条件和生态服务功能,在全省经济发展和生态文明建设中占有举足轻重的地位。近年来对9大高原湖泊的治理已取得一定成效,但水质日趋恶化仍是当前面临的突出问题,主要原因是现行的湖泊流域管理体制机制不够完善,未能适应流域经济的快速发展以及流域保护治理的需求。分析和总结了云南9个高原湖泊流域管理体制的现状及存在的问题,在国内外湖泊流域管理案例和成功经验的基础上,根据9大高原湖泊流域自身特点,提出了完善管理体制的建议。

云南高原湖泊软体动物β多样性及其组分分析

周转(一个集合体中的物种在另一个集合体中被其他物种代替)和嵌套(物种贫乏的集合体是物种丰富集合体的严格子集)是形成β多样性的两种途径.本文采用Baselga提出的β多样性加法分解方法,对云南高原湖泊软体动物β多样性及其周转和嵌套组分进行了研究.利用多位点方法计算,结果表明云南高原湖泊软体动物总β多样性为0.8903(S?rensen指数法)和0.9419(Jaccard指数法),周转组分分别占总β多样性的80.93%(S?rensen指数法)和88.92%(Jaccard指数法).总β多样性为瓣鳃类>腹足类,金沙江水系>南盘江水系>澜沧江水系>元江水系,浅水型>深水型.周转组分占总β多样性的比例为瓣鳃类>腹足类,元江水系>南盘江水系>澜沧江水系>金沙江水系,深水型>浅水型.采用配对的方法计算结果表明,不同湖泊对软体动物总β多样性及其周转、嵌套成分的值分布形式不同.周转的成分分布比较均匀,嵌套成分呈现一种单峰的分布.周转成分最大值为1,最小值为0,表明湖泊对间β多样性存在着完全的周转和完全的嵌套形式,所以相应地要采取多区域保护和重点保护相结合的策略保护云南高原湖泊软体动物.

云南九大高原湖泊保护与治理资金保障机制研究

资金保障是开展湖泊保护治理工作的重要后盾。目前湖泊治理资金的来源仍较为单一,缺乏有效的融资手段,难以满足湖泊治理的需要,因此,有必要开展湖泊保护与治理资金保障机制的研究。近年来,云南省对省内九大高原湖泊持续开展了大规模的保护和治理工作,取得了一些成功经验。在归纳总结云南九大高原湖泊保护治理资金保障机制现状的基础上,分析了目前资金投入保障机制存在的问题,并结合流域实际情况对如何建立和完善湖泊经济支撑体系进行了探索,提出了持续健康的高原湖泊保护和治理资金保障长效机制。