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当今在气候变化和人类活动等多重压力影响下,作为地表过程重要组成部分的湖泊生态系统正遭受着巨大威胁,其服务功能急剧退化.如何客观地评价湖泊生态系统服务的现状,并科学地预测其发展趋势,是当前亟待解决的问题.开展长期生态系统服务变化过程与机理的分析,有助于未来生态系统服务变化趋势的预测.然而,现有的观测数据往往时间较短(通常小于50年).连续的湖泊沉积记录为研究生态系统服务变化的长期过程提供了可能.本文结合前人研究成果,列举了可反映湖泊生态系统服务变化的一些古湖沼学指标,依据这些指标相对明确的生态和环境指示意义,将其与各项服务关联起来.最后,结合巢湖实例分析来说明这些指标在评估湖泊生态系统服务方面的具体应用,研究表明当今巢湖生态系统服务供应能力的持续增加是以调节服务的丧失为代价的.尽管目前的研究尚处于起步阶段,但古湖沼学手段无疑为今后湖泊生态系统服务历史状况的评估提供了途径,为古湖沼学的应用提供了一种新的思路,并为今后生态系统的保护和可持续利用提供重要的决策依据. 相似文献
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湖沼学是研究内陆水体的多学科整合科学——兼论我国湖沼学发展面临的挑战与机遇 总被引：1，自引：0，他引：1
湖沼学是研究内陆水体的多学科交叉综合性科学,自从Forel F.A.于1892年首次对湖沼学做出定义以来已有近130年历史.湖沼学的主要分支学科包括地质湖沼学(包括古湖沼学)、物理湖沼学、化学(生物地球化学)湖沼学和生物湖沼学.湖沼学的关键自然属性是通过跨学科的整合,从水生态系统水平综合分析相关过程与机理,并对生态系统变化进行预测.因此,湖泊学也是支撑水资源与生态系统保护、管理与修复的核心科学.然而,目前我国湖沼学发展面临分支学科发展不平衡、研究碎片化等问题,而人类活动加剧和气候变化对内陆水体生态系统的影响及管理对策是湖沼学研究面临的挑战与机遇.我国湖沼学研究亟需围绕人类活动、气候变化的影响,重点开展以下几个方面的工作:1)水动力与水文地貌特征变化及其环境生态效应; 2)营养盐和有机质生物地球化学循环及其环境生态效应; 3)食物网结构与功能; 4)外来入侵物种的影响与控制对策; 5)与水环境有关的传染病防治; 6)地表水生态评价; 7)生态系统演变机理与退化生态系统修复等. 相似文献
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在全球变化的背景下,厘清湖泊生态系统对气候环境以及人类活动的响应机制对制定社会的适应政策非常重要.目前的研究手段如现场观测和围隔实验等可以很好地揭示湖泊生态系统在有观测记录以来的演替和变化过程,但是不能提供历史时期湖泊生态系统的变化及其对气候环境变化和人类活动的响应.古湖沼学可以为探讨湖泊生态系统的长期变化及其对气候环境变化的响应提供重要信息.本文以青藏高原中部无鱼湖泊达则错为研究对象,利用沉积物岩芯西藏拟溞（Daphnia tibetana）残体丰度和总烯酮含量重建该区过去1000年的浮游生物记录;利用总氮、总磷以及总有机碳含量重建过去1000年湖泊营养盐以及有机质变化记录;结合烯酮不饱和度重建的古温度记录,探讨达则错过去1000年生态系统变化及其对气候环境演变的响应机制.研究发现达则错湖泊生态系统尤其是生产力在自然状况和人类活动影响下存在显著变化.在自然状况下,较高的湖泊初级和次级生产力发生在温度较低和湖水营养盐浓度较高时;而在过去150年,达则错湖泊环境受到人类活动影响显著,湖泊生产力发生相应变化,较高的湖泊生产力发生在温度较高时期,其主要受由人类活动带来的营养盐元素浓度控制.研究结果表明达则错湖泊生态系统在人类活动影响下发生了显著的改变. 相似文献
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中国湖泊古生态研究进展 总被引：1，自引：0，他引：1
湖泊古生态学是古湖沼学的一个主要分支学科,主要通过沉积记录中的各种生物化石指标分析,重建不同时空尺度的湖泊生态系统演化过程,回答生态学、全球变化和环境管理应用方面的议题.本文回顾了国内外湖泊古生态研究的发展历程,在介绍湖泊古生态系列指标和研究基本原理基础上,着重评述了过去20 a来我国湖泊古生态研究取得的主要进展和成果,包括:(1)建立了基于多种生物和生物标记化合物指标进行古气候环境要素(温度、盐度、水体总磷等)定量重建的系列转换函数模型;(2)重点揭示了不同地质历史时期和近百年来湖泊生态环境演变的规律,及其对自然和人为驱动的响应特征与机理;(3)利用古生态记录诊断了湖泊生态系统突变模式与早期信号特征,定量揭示了湖泊生物群落演替与生态系统弹性损失的关系.上述成果为湖泊环境管理和治理提供了重要依据.本文最后对我国湖泊古生态研究进行了展望,提出了今后研究的重点方向. 相似文献
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湖泊沉积研究的历史进展与展望 总被引：23，自引：10，他引：13
回顾了国际和国内湖泊沉积研究历史,论述了国际古湖泊学研究的两大方向以及主要研究内容,对中国20世纪50年代以来的湖泊沉积研究进行了综述.针对目前湖泊沉积研究领域的薄弱环节,提出加强湖泊沉积环境指标的基础理论研究,提高时间分辨率,关注人类活动对湖泊环境的影响,开展湖泊沉积界面过程与机理研究,以及进一步加强区域和全球对比等建议与展望. 相似文献
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基于PSR模型的乌梁素海生态系统健康分区评价 总被引：1，自引：0，他引：1
在压力-状态-响应(Pressure-State-Response,PSR)模型的基础上,诊断了内蒙古乌梁素海不同湖区的生态系统健康状态.从湖泊生态环境特征、生态功能和社会环境3个方面筛选出25项诊断指标,在专家打分法的基础上,采用层次分析法确定每项指标的权重.根据湖区生态环境特征差异,将湖泊划分为Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ3个不同的区域,分别诊断各个区域的健康状态.结果显示,乌梁素海生态系统综合健康指数在0.3~0.5之间,属于警戒或者较差的状态.Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ区域的综合健康指数分别为0.3395、0.3866和0.4494.基于湖泊的生态系统健康存在区位上差异,为恢复湖泊健康提出有针对性的措施.本研究的开展,可为湖泊生态系统恢复和管理政策的制定提供科学依据. 相似文献
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人类世可能成为一个全新的地质时期,以描述人类活动对地球环境造成极为深远的影响,目前已被广泛讨论。湖泊及流域生态系统作为与人类社会最密切的地球单元之一,受到人类活动显著影响,相关研究成果能为理解人类世做出贡献。本文从湖泊流域生态系统和人类世本身特征为切入点,讨论了湖泊及流域生态系统演化对人类世研究的重要意义。我们认为,湖泊具有相对独立的整体,清晰的内部作用关系、完备的理论支持和时空数据支撑,能够为人类世地球各圈层交互作用提供研究框架。湖泊流域生态系统演化的稳态转换与地球环境进入新的地质时期具有诸多相似之处,相关研究成果能够更好地界定人类世开始时间、总体特征以及演变过程和机制。本文指出人类世湖泊及流域生态系统演化研究依然面临诸多挑战,并提出了对未来相关研究的展望。 相似文献
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古生态记录揭示的长江中下游太白湖生态系统稳态转换过程 总被引：2，自引：2，他引：0
长江中下游浅水湖泊在过去百年内受到强烈的人类活动影响,生态系统状态发生显著的变化,服务功能逐渐丧失.为了更科学有效地管理浅水湖泊,当前迫切需要了解湖泊的生态系统转变过程.以长江中下游典型富营养化浅水湖泊太白湖为例,结合历史资料和监测数据,基于铅铯同位素重建年代序列,利用粒度、地化指标和沉积物中硅藻群落的时间序列数据,对太白湖过去百年间生态系统转变进行分析.基于T检验的STARS法检测硅藻群落的结果显示,有2个稳态转换分别发生在1950s末和1990s末.1950s末太白湖硅藻群落代表的生态系统状态发生了显著突变,这主要归因于由于建闸筑坝造成的水文条件和营养条件的改变;1990s期间的湖泊生态系统整体转变则是由长期营养输入和渔业活动加强导致的生态系统弹性损失引起的.讨论了不同阶段太白湖生态系统主要要素间反馈机制在水文条件改变和营养富集影响下的变化,加深了对人类活动干扰下太白湖生态系统结构变化过程的理解,为建立浅水湖泊系统动力学模型提供基础. 相似文献
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全球范围内的湖泊生态环境均出现了不同程度的退化,对其进行生态修复的最终目的,就是要将受损的生态系统尽量恢复到人类干扰前或接近人类干扰前的生态状况,即基准环境.湖泊生态系统是长期演化的产物,其形成及演化机制必须从历史的视角加以考察,因此基于湖泊沉积物的古生态学技术在制定基准环境方面有着独特的优势.本文从基准环境的定义、建立的常用方法、基本特征和典型应用几个方面介绍了古生态学手段在湖泊生态修复中的应用,提出中国今后利用古生态学手段在水环境治理工作的应用前景. 相似文献
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Heterogeneous change patterns of water level for inland lakes in High Mountain Asia derived from multi‐mission satellite altimetry 
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下载免费PDF全文 High‐altitude inland lakes in High Mountain Asia (HMA) are key indicators to climate change and variability as a result of mostly closed watersheds and minimal disturbance by human activities. However, examination of the spatial and temporal pattern of lake changes, especially for water‐level variations, is usually limited by poor accessibility of most lakes. Recently, satellite altimeters have demonstrated their potential to monitor water level changes of terrestrial water bodies including lakes and rivers. By combining multiple satellite altimetry data provided by the Laboratoire d'Etudes en Géophysique et Océanographie Spatiales (LEGOS) and Geoscience Laser Altimeter System (GLAS) instrument on the NASA Ice, Cloud and land Elevation satellite (ICESat), this study examined water level changes of typical lakes in HMA at a longer timescale (in the 1990s and 2000s) compared with earlier studies on Tibetan lakes. Cross‐evaluation of the radar altimetry data from LEGOS and laser altimetry data from ICESat/GLAS shows that they were in good agreement in depicting inter‐annual, seasonal and abrupt changes of lake level. The long‐term altimetry measurements reveal that water‐level changes of the 18 lakes showed remarkable spatial and temporal patterns that were characterized by different trends, onsets of rapid rises and magnitudes of inter‐annual variations for different lakes. During the study period, lakes in the central and northern HMA (15 lakes) showed a general growth tendency, while lakes in South Tibet (three lakes) showed significant shrinking tendency. Lakes in Central Tibet experienced rapid and stable water‐level rises around mid‐1990s followed by slowing growth rates after 2006. In contrast, the water‐level rises of lakes in the northern and north‐eastern Tibetan Plateau were characterized by abrupt increases in specific years rather than gradual growth. Meteorological data based on station observations indicate that the annual changes of water level showed strongly correlated with precipitation and evaporation but may not evidently related to the glacier melting induced by global warming. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd. 相似文献
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南四湖流域1980-2015年土地利用变化及其对流域生境质量的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
生境质量在一定程度上决定了区域生物多样性维持能力的高低，评估区域生境质量对土地利用/覆被变化的响应，可以间接衡量区域生物多样性维持功能的时空变化，为生物多样性保护提供定量参考.本文以南四湖流域为例，运用InVEST-Habitat Quality模型模拟评价1980-2015年流域生境质量的时空变化，定量评估湖区退耕还湿还林和丘陵地区退耕还林2种政策情景对区域生境质量改善的效果.结果表明：35 a间流域耕地、林地和草地大量转化为建设用地，城市建设用地增长40.23%，湖泊面积减少35.56%，主要转化为渔业坑塘；南四湖流域整体生境质量处于较低水平，近35 a来快速发展的工农业生产和不断扩张的城市用地使得流域生境质量呈现降低趋势，当前平均生境质量为历年最低（0.20）.环境保护力度和人类活动剧烈程度的差异导致生境质量在空间上呈现出西部平原区（0.19） < 东部丘陵山区（0.44） < 南四湖湖区（0.81）的分布特征.近35 a来生境稀有度（即生境保存完整性指数）较高的区域主要是湖区主体和流域东部丘陵山区，但部分边缘湖区生境稀有度指数却极低，受人类活动干扰剧烈，主要原因在于沿湖渔业养殖和农业活动.定量评估湖区退耕还林还湿和流域丘陵旱地退耕还林2种政策情景对生境质量的改善效果，结果表明湖区退耕还湿还林能使湖区生境质量上升9.21%，而丘陵旱地退耕还林可使流域平均生境质量提高16.75%. 相似文献
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长江中下游沿江城郊闸控湖泊普遍面临总磷浓度偏高的现象,解析其总磷时空变化特征及影响驱动机制成为精准治理与修复此类湖泊前亟待解决的关键性问题。本文基于安庆市沿江城郊中小型闸控湖泊--石塘湖实测气象降雨、水文、河湖水质等数据,采用多因子相关性分析、变异系数法和主成分分析的方法,研究各指标因子与湖泊总磷浓度时空变化的响应关系。结果表明:(1)湖泊水质呈现丰(5-8月)、平(3-4月和9-10月)、枯(11-次年2月)水期聚类效果显著,但湖泊空间差异不明显;湖泊水质的季节性变化受总磷浓度变化控制,其他理化指标影响较弱。(2)高强度降雨和汛期闸站调度下的水动力变化决定污染物迁移速率,是导致湖泊总磷浓度在丰水期更容易受入湖河流输入影响而达到峰值的主要驱动因子。(3)高强度人类活动导致入湖河流季节性输入是石塘湖总磷上升的决定性因素,从单位土地利用类型产生单位总磷负荷来看,农业用地远大于城镇建设用地,林地和草地充当污染物进入湖泊的预前“汇”。因此,从治理策略和途径来看,可在控制外源输入的同时,适当调节闸站以减弱丰水期水动力强度,减少入湖河流总磷输入影响的同时,发挥湖泊营养盐的滞留净化能力。本文主要从人类活动导致的外源污染及闸站抽排调度角度分析沿江城郊闸控湖泊石塘湖总磷变化、影响因素及驱动机制,可以为此类城郊中小型沿江闸控型湖泊污染治理提供理论参考。 相似文献
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人类活动强度的空间异质性是理解区域人地关系和生态环境效应的基础。基于云南九大高原湖泊流域2020年土地利用数据,构建不同景观类型的人类影响强度系数,运用GIS空间分析量化流域人类活动强度与空间分异,探讨人类活动强度对水质的影响。结果表明:人类活动强度总体特征由高到低依次是杞麓湖(4.83)、星云湖(4.71)、滇池(4.19)、阳宗海(4.11)、抚仙湖(4.03)、异龙湖(4.01)、程海(3.93)、洱海(3.88)和泸沽湖(2.96)。人类活动强度指数(HAI)在流域尺度、坝区尺度、湖岸尺度的空间分异特征明显,每个流域都受到高强度人类活动影响,最大值出现在坝区,滇池、杞麓湖岸线存在完全开发的区域。人类活动强度随海拔和坡度增高而下降,高强度区集中在地势低平的湖泊周围。湖泊营养状态指数与流域尺度和坝区尺度高强度区呈显著正相关,这些区域应作为景观优化和管理的重点;与岸线尺度低强度区呈显著负相关,有必要减少湖滨带人类活动。综合考虑流域地形地貌-人类活动强度-水质的级联效应,应从不同空间尺度对各景观要素与过程管控。鉴于人类活动强度对水质的影响,可把湖泊管理分为预防型、保护型、治理型。 相似文献
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浅水湖泊底栖-敞水生境耦合对富营养化的响应与稳态转换机理:对湖泊修复的启示 总被引：1，自引：0，他引：1
浅水湖泊中的初级生产者主要由分布在底栖生境中的底栖植物和生活在敞水生境中的浮游植物组成.底栖植物主要包括维管束沉水植物和底栖藻类等,浮游植物则主要为浮游藻类.贫营养浅水湖泊湖水营养盐浓度低,透明度高,底栖植物因能直接从沉积物中获取营养盐,往往是浅水湖泊的优势初级生产者.随着外源营养盐负荷的增加,湖水中的营养盐浓度不断升高,浮游植物受到的营养盐限制作用减小,加上其在光照方面的竞争优势,逐步发展成为湖泊的优势初级生产者,湖泊逐步从底栖植物为优势的清水态转变为浮游植物为主的浑水态,即稳态转换.在稳态转换过程中,浅水湖泊生态系统结构与功能发生了一系列变化,本文综述了浅水湖泊沉积物性质和生物(浮游植物、底栖植物、底栖动物和鱼类等)群落结构的变化,分析了这些变化对底栖植物、浮游植物之间竞争优势和底栖敞水生境间磷交换的影响,探讨了富营养化驱动的底栖敞水生境耦合过程变化和稳态转换机理.了解浅水湖泊底栖敞水生境耦合过程与稳态转换机理对富营养化浅水湖泊修复有重要意义.富营养化浅水湖泊修复实际就是重建其清水态,在制定修复目标时应该关注评价清水态的指标,如透明度、浮游植物生物量、底栖植物的覆盖度或优势度等.在开展湖泊修复技术研发与工程应用时,应该重点关注对底栖敞水生境耦合有重要影响的关键技术,如沉积物磷释放和底栖生物食性鱼类控制以及底栖植物(尤其是沉水植物)恢复等有关技术. 相似文献
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Min Chen Joel C. Rowland Cathy J. Wilson Garrett L. Altmann Steven P. Brumby 《水文研究》2014,28(3):837-852
To better understand the linkage between lake area change, permafrost conditions and intra‐annual and inter‐annual variability in climate, we explored the temporal and spatial patterns of lake area changes for a 422 382‐ha study area within Yukon Flats, Alaska using Landsat images of 17 dates between 1984 and 2009. Only closed basin lakes were used in this study. Among the 3529 lakes greater than 1 ha, closed basin lakes accounted for 65% by number and 50% by area. A multiple linear regression model was built to quantify the temporal change in total lake area with consideration of its intra‐annual and inter‐annual variability. The results showed that 80.7% of lake area variability was attributed to intra‐annual and inter‐annual variability in local water balance and mean temperature since snowmelt (interpreted as a proxy for seasonal thaw depth). Another 14.3% was associated with long‐term change. Among 2280 lakes, 350 lakes shrank, and 103 lakes expanded. The lakes with similar change trends formed distinct clusters, so did the lakes with similar short term intra‐annual and inter‐annual variability. By analysing potential factors driving lake area changes including evaporation, precipitation, indicators for regional permafrost change, and flooding, we found that ice‐jam flooding events were the most likely explanation for the observed temporal pattern. In addition to changes in the frequency of ice jam flooding events, the observed changes of individual lakes may be influenced by local variability in permafrost distributions and/or degradation. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd. 相似文献
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持久性有机污染物在中国湖泊生物中分布与富集的研究进展 总被引：2，自引：2，他引：0
持久性有机污染物(POPs)在环境中分布广泛且持久存在并具有高生物富集性,通常具有致癌、致畸、致突变等危害.湖泊是POPs的主要环境归宿之一,湖泊中的POPs可被水生生物富集并通过食物网传递,对生态系统及人体健康构成极大的危害.中国是POPs生产及使用大国,也是世界上湖泊较多的国家之一.湖泊生物尤其是水产品是中国人饮食中的重要组成部分,因此POPs在中国湖泊生物体中的富集对当地的生态系统和人体健康存在很大的潜在危害.本文通过收集、分析1997年—2017年7月公开发表的中国湖泊生物体POPs数据,发现中国湖泊生物中POPs富集研究主要集中在东部平原湖区,青藏高原及云贵高原湖区有少量研究;不同POPs在不同湖区湖泊生物中富集的含量存在较大差异,DDTs和HCHs在各湖区生物中普遍检出且存在明显差异,东部平原湖区生物体内多氯联苯、多溴联苯醚含量高于其他湖区生物体内含量,其他POPs在湖泊生物体内的富集研究相对较少且主要集中在东部湖泊.中国湖泊生物中DDTs、HCHs、多环芳烃、多氯联苯、多溴联苯醚、多氯苯并二英和多氯苯并呋喃、全氟化合物、全氟辛酸、有机锡及六溴环十二烷脂肪归一化后的平均含量分别为454.56±653.40、153.57±435.99、2849.49±3092.52、118.40±20.28、18.40±20.28、17.43±19.43、147.17±192.93、1542.18±1347.64、11380.75±5316.75和2.19±1.92 ng/g.POPs在中国湖泊生物体内的含量水平与生物所处营养级、脂肪含量和年龄呈正相关,但并非完全一致,还受到生活习性、生物物种与结构、生存环境及生物量等多种因素的影响;生物不同组织对POPs的富集能力有较大差异,内脏器官对POPs的富集能力明显高于肌肉组织. 相似文献
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Majority of shallow floodplain lake ecosystems of the middle and lower reaches of the Yangtze River (China) have gone through serious eutrophication problems over the recent past. The severe environmental deterioration accompanied by cyanobacterial blooms have become major water resource management challenges in the region. An advanced research method is urgently needed to tackle these challenges. The concept of ecological resilience address pressing questions of non-linear dynamics, threshold effects and regime shifts in shallow floodplain lakes, and help manage the ecosystem effectively. Palaeolimnological techniques are important for assessing long term resilience and associated thresholds effects of shallow lake ecosystems. However, the lack of reliable proxy methods available, the assessment of long term ecological resilience of shallow Yangtze River lake systems has become increasingly difficult. Cladocerans (water fleas) play a central role in lacustrine food webs by responding to external drivers and internal ecosystem processes in lakes. Their subfossils are well preserved and becoming one of potential proxy indicators of lake ecosystems change for a longer time scale. This study explores the potential application of subfossil cladocerans and their ephippia in assessing a long term ecological resilience and help better management strategies of lake ecosystems and water resources of the middle and lower reaches of the Yangtze River in China. 相似文献