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Yong在湖泊生态系统建模中的应用 总被引：3，自引：0，他引：3
基于达尔文“适者生存”理论的热力学表述，本文把热力学概念“Ｙｏｎｇ”作为一些重要模型参数的目标函数引入湖泊生态动力学模型，应用Ｙｏｎｇ控制下的参数组合模拟程序实现了参数随时间的变化，并通过变化的模型参数来反映湖泊生态系统中物种组成和生态结构随时间的变化。这一改进克服了以往模型刚性较强，适应性差和生态系统特性考虑少的缺陷，该改进的湖泊生态动力学模型被成功用于滇池生态系统的模拟。 相似文献
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人类活动的加强导致湖泊生态系统发生"突变",造成生物多样性下降、藻类暴发、水质恶化等等环境和生态问题.中国许多湖泊已经发生"突变"或面临着突变风险.获悉湖泊生态系统发生突变的时空差异对于区域湖泊的保护,预防湖泊突变的发生以及制定合适的修复策略至关重要.本研究收集了中国55个不同区域湖泊的古湖沼学数据,探讨了湖泊突变的区域特点.研究确定了湖泊生态系统发生突变时间和区域差异,并揭示了空间差异的原因.结果表明,中国湖泊生态系统突变时间的区域分异特征为:长江中下游湖泊最早出现突变;东部和东北湖区湖泊突变时间明显早于西南、内蒙古和新疆湖泊;各湖区内,城郊湖泊突变时间早于乡村湖泊.人类活动强度是造成湖泊突变时空差异的主要驱动力.研究认为,区域人类活动强度影响了湖泊生态系统的演化进程,造成了中国湖泊生态系统突变的区域差异.本研究从生态系统突变的角度,利用古湖沼学综述了中国湖泊生态系统在人类活动下的演化进程,更深刻地认识了中国湖泊现状,为湖泊保护提供了有力的科学依据. 相似文献
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湖泊生态水位计算新方法与应用 总被引：6，自引：4，他引：2
水位是湖泊水文情势的主要特征指标,对湖泊的水量、水质和生物的栖息地等有直接或间接的影响,被认为是湖泊生态系统健康的关键影响因素.如何确定合理的湖泊水位以保证生态系统健康成为湖泊科学研究的重要科学问题.根据湖泊天然水位情势,从天然水文变化中识别多项反映完整水位过程的指标,构建了湖泊生态水位的计算方法.从湖泊天然水位情势中提取出高、低水位的历时、发生时间和变化率等水位指数来表征其生态水位.该方法弥补了传统湖泊生态水位计算方法仅给出最小生态水位的不足,体现了湖泊生态系统健康对水位过程的要求.基于提出的生态水位计算方法和鄱阳湖都昌水位站1952-2000年共49年的日均监测数据,计算了鄱阳湖的生态水位目标值区间,以期为鄱阳湖水利工程生态调度提供决策依据. 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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生态需水是湖泊生态系统的重要指标,维持着湖泊生态系统的良性循环.以内蒙古中部半干旱湖泊岱海为研究对象,对湖泊动态生态需水进行分析.本研究在遥感和气象数据的基础上,获得1975-2020年长时间序列高精度水文要素数据,分析岱海水文要素时空演变规律;通过天然生态水深分析法、水深经验频率分析法和湖泊形态分析法分析岱海的水深随面积变化的关键水深;构建基于生态耗水规律的湖泊生态需水模型,计算自然状态下岱海生态需水动态变化范围.研究结果如下:岱海地区6-9月为丰水期,10月至次年5月为枯水期;45 a以来岱海水面面积呈显著下降趋势,近年来下降速率减缓;枯水期岱海适宜生态水深为8.72~9.92 m,丰水期为9.40~10.69 m,适宜生态需水量为5.62亿~7.71亿m3,适宜湖面面积为70.92~84.77 km2.本文构建了长时间序列气候水文数据库,确定岱海动态生态需水范围可以实现对湖泊生态健康的实时监测,为相关规划与管理提供科学依据及可操作性指导,从而为岱海湖泊治理提供理论参考. 相似文献
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目前,我国湖泊富营养化及蓝藻水华问题十分突出,国家高度重视湖泊的生态环境保护.自“九五”以来,国家就投入太湖、巢湖、滇池“老三湖”等重污染湖泊的治理,但成本巨大,且历经近30年才初见成效.按照湖泊污染程度,湖泊治理与保护可分为“污染治理型”“防治结合型”“生态保育型”3大类.“老三湖”的治理是典型的“先污染、后治理”的模式,水质较好湖泊主要属于生态保育型湖泊,因此,“老三湖”治理模式不适用于水质较好湖泊的保护.本文系统总结了我国水质较好湖泊优先保护理念的形成和水质较好湖泊专项实施的历程.根据水质较好湖泊的特点,及其生态系统退化与修复的一般过程,提出了水质较好湖泊保护的基本思路.从热力学角度,阐明了氮磷营养盐输入湖泊生态系统中是熵增过程,也是湖泊生态系统退化的根本原因,湖泊氮磷污染负荷源头控制是关键.湖泊流域生态安全格局是确保湖泊生态系统健康的基础,从景观生态学角度,阐明了优化湖泊流域水土资源利用、优化发展模式是减轻湖泊环境压力的重要途径.在浅水湖泊生态系统,以沉水植物占优势的“清水态”和以浮游植物占优势的“浊水态”转换过程不是沿着同一条途径,存在上临界阈值和下临界阈值,水生态修复过程表现出一种迟滞的现象.从湖泊水生态系统稳态转换理论角度,阐明了湖泊生态修复工程应在湖泊生态系统发生退化转变之前实施,才能获得较高的环境效益.通过国家财政专项对81个水质较好湖泊的支持,既能促进湖泊流域经济社会发展,又能确保湖泊水环境质量变好,湖泊水生态系统逐步改善.建议加强不同类型湖泊保护模式的总结,深入对水质较好湖泊生态系统演替理论和保护技术研究,支撑国家系统开展水质较好湖泊保护. 相似文献
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浅水湖泊风浪过程对于湖泊生态系统具有重要的意义.基于巢湖风场、风浪和水环境参数同步高频观测结果,详细分析了快速变化风场下的风浪快速变化特征及其对湖泊水环境的影响特征.浅水湖泊风浪的有效波高和平均波周期均随风速的快速变化有较好的同步响应规律.在风速快速衰减阶段,相较有效波高,波周期有更好的稳定性.湖泊水体pH、水温、溶解氧会快速响应风浪的变化,随着风浪强度增强,对水体浊度、总磷浓度以及藻密度和生物量的扰动影响逐渐呈现.强烈的风浪扰动引起水体浊度变化的滞后时间可达3 d.快速变化的风浪场下,风浪的强烈扰动会改变水体固有的理化参数分布特征,扰动藻类常规的水体分布规律,风浪强度是造成差异的主要因子. 相似文献
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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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本文首先运用频度分析法构建湖泊生态系统健康评价指标体系;其次,应用变异系数法与信息熵权法相结合的组合赋权法计算指标权重;在此基础上提出了基于生态—社会服务功能协调发展度的湖泊生态系统健康评价方法,并给出从湖泊综合发展水平和湖泊协调发展度两方面度量湖泊生态系统健康水平的等级划分标准.应用此评价方法,以白洋淀生态系统为研究对象,开展其健康状况及协调发展状况的模型实证研究.结果显示:白洋淀生态系统综合发展水平处于不健康病态萎缩状态,湖泊协调发展度属于临界协调发展.该方法综合考虑了生态完整性和社会服务功能两个方面的协调性和发展性进行湖泊健康评价,从协调、发展的角度为湖泊管理建设提供建议.同时研究表明协调发展度湖泊健康评价法具有计算简单、适用性强的特点,同样适用于其他湖泊健康评价. 相似文献
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A series of field experiments were carried out in natural model ecosystems (mesocosms) with the aim to study the effect of
pollutants on processes proceeding within water body. The generalized thermodynamic state parameters used in the study were
the rate of photosynthetic production and destruction of organic matter. The ratio of destruction to primary production and
the rate of changes in this ratio were used to construct phase portraits of ecosystems. Analysis showed that the dynamics
of ecosystem states described by those characteristics corresponds to the general regularities in the evolution of the state
of dissipative structures, hence the rate of changes in the destruction-to-production ratio can be taken as a thermodynamic
criterion of evolution of aquatic ecosystems. The proposed approach allows this criterion to be used to develop methods for
standardization of ecological loads. 相似文献
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基于水文变异的东洞庭湖湿地生态水位研究 总被引：3，自引：2，他引：1
东洞庭湖湿地具有重要生态意义.基于东洞庭湖湿地退化的现实,认为气候变化、人类活动等因素造成水文序列发生突变,湿地生态系统适应突变前的水文环境.以城陵矶水文站1952-2006年月平均水位序列为分析对象,通过滑动T检验法找到序列的最可能突变点,以该点对序列进行分割,以变异前的月平均水位序列为对象,拟合月平均水位的最适合概率分布函数,认为概率最高处的月平均水位是区域生态水位.研究结果表明,城陵矶水文站的水位时间序列发生显著变化;与其他方法相比,本文确定的东洞庭湖湿地生态水位具有一定的合理性,对东洞庭湖湿地生态系统修复具有一定的指导意义. 相似文献
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Measurement of ecological capital of Chinese terrestrial ecosystem based on remote sensing 总被引：5，自引：0，他引：5
PAN Yaozhong SHI Peijun ZHU Wenquan GU Xiaohe FAN Yida & LI Jing Key Laboratory of Environmental Change Natural Disaster of the Ministry of Education of China Beijing Normal University Beijing China Correspondence should be addressed to Fan Yida 《中国科学D辑(英文版)》2005,48(6):786-796
The biosphere of the Earth is the material founda-tion of human survival and development.With the increasing problems of the resources,the environment and population,most countries in the world have paid special attention to the measurement and evaluation of ecological capital,which refers to the sum of the direct natural resources value and the indirect ecosystem services value.Ecological capital depends on not only the quality of the national ecological environment,butalso the social recogni… 相似文献
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太湖湖泊生态系统健康评价 总被引：29，自引：10，他引：19
五里湖作为太湖富营养化最严重的区域,内源污染和生态退化成为困扰五里湖最主要的两个问题.生态清淤工程的特点是对所要疏浚污染底泥污泥厚度通过采样分析后精确测定,并且在施工过程中的控制精度也高于一般的工程疏浚.所以生态清淤既可以清除五里湖的内源污染,又能为其生态恢复创造条件.本文通过对五里湖生态疏浚对生态系统的影响,疏浚区底泥、水质质量的改善的效果以及对原位培养生物的抗氧化系统组分变化等多个方面进行分析评价,发现,五里湖生态疏浚区底泥中磷含量下降了30%,左右,重金属含量升高的地质积累指数小于1级.疏浚后半年内水体中总磷和溶解磷含量比疏浚前下降10%-25%左右,叶绿素a含量下降40%,左右,其它水质理化参数保持正常.作为生物标志物原位培养生物的抗氧化系统组分在疏浚前后变化较小所以认为,五里湖疏浚达到了一定的效果,并且控制了对生态的压力,为下一步生态修复创造了条件. 相似文献
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五里湖作为太湖富营养化最严重的区域,内源污染和生态退化成为困扰五里湖最主要的两个问题.生态清淤工程的特点是对所要疏浚污染底泥污泥厚度通过采样分析后精确测定,并且在施工过程中的控制精度也高于一般的工程疏浚.所以生态清淤既可以清除五里湖的内源污染,又能为其生态恢复创造条件.本文通过对五里湖生态疏浚对生态系统的影响,疏浚区底泥、水质质量的改善的效果以及对原位培养生物的抗氧化系统组分变化等多个方面进行分析评价,发现,五里湖生态疏浚区底泥中磷含量下降了30%,左右,重金属含量升高的地质积累指数小于1级.疏浚后半年内水体中总磷和溶解磷含量比疏浚前下降10%-25%左右,叶绿素a含量下降40%,左右,其它水质理化参数保持正常.作为生物标志物原位培养生物的抗氧化系统组分在疏浚前后变化较小所以认为,五里湖疏浚达到了一定的效果,并且控制了对生态的压力,为下一步生态修复创造了条件. 相似文献
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The Caspian Sea is characterized in the geographic and ecological aspects, and the state of its ecosystem is estimated. The natural and anthropogenic processes that control the formation of the environmental conditions in the Caspian Sea and the distribution of principal commercial hydrobionts and their food items are analyzed. Data on modern tendencies in changes in the abiotic and biotic parameters of the ecosystem, their causes and mechanisms are summarized. Prospects of further changes related to the development of shelf fields of petroleum hydrocarbons are assessed. 相似文献
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The electrical properties of rocks and minerals are controlled by thermodynamic parameters like pressure and temperature and
by the chemistry of the medium in which the charge carriers move. Four different charge transport processes can be distinguished.
Electrolytic conduction in fluid saturated porous rocks depends on petrophysical properties, such as porosity, permeability and connectivity
of the pore system, and on chemical parameters of the pore fluid like ion species, its concentration in the pore fluid and
temperature. Additionally, electrochemical interactions between water dipoles or ions and the negatively charged mineral surface
must be considered. In special geological settings electronic conduction can increase rock conductivities by several orders of magnitude if the highly conducting phases (graphite or ores)
form an interconnected network. Electronic and electrolytic conduction depend moderately on pressure and temperature changes,
while semiconduction in mineral phases forming the Earth’s mantle strongly depends on temperature and responds less significantly to pressure
changes. Olivine exhibits thermally induced semiconduction under upper mantle conditions; if pressure and temperature exceed
~ 14 GPa and 1400 °C, the phase transition olivine into spinel will further enhance the conductivity due to structural changes
from orthorhombic into cubic symmetry. The thermodynamic parameters (temperature, pressure) and oxygen fugacity control the
formation, number and mobility of charge carriers. The conductivity temperature relation follows an Arrhenius behaviour, while
oxygen fugacity controls the oxidation state of iron and thus the number of electrons acting as additional charge carriers.
In volcanic areas rock conductivities may be enhanced by the formation of partial melts under the restriction that the molten phase is interconnected. These four charge transport mechanisms must be considered
for the interpretation of geophysical field and borehole data. Laboratory data provide a reproducible and reliable database
of electrical properties of homogenous mineral phases and heterogenous rock samples. The outcome of geoelectric models can
thus be enhanced significantly. This review focuses on a compilation of fairly new advances in experimental laboratory work
together with their explanation. 相似文献
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During the implementation of the Belt and Road Initiative(BRI), simulating the change trends of terrestrial ecosystems in Eurasia under different climate scenarios is a key ecological issue. The HLZ ecosystem model was improved to simulate the changes in the spatial distribution and types of terrestrial ecosystems in Eurasia based on the climate data from Eurasian meteorological stations from 1981 to 2010 and the data from the RCP26, RCP45 and RCP85 scenarios released by CMIP5 from 2010 to 2100. Ecological diversity and patch connectivity index models were used to quantitatively calculate the future changes in ecological diversity and patch connectivity of terrestrial ecosystems in Eurasia. The results show that(1) cold temperate wet forest, cool temperate moist forest and desert are the major terrestrial ecosystem types and cover 36.71% of the total area of Eurasia.(2) Under all three scenarios, the polar/nival area would shrink more than other terrestrial ecosystem types and would decrease by 26.75 million km2 per decade on average, and the subpolar/alpine moist tundra would have the fastest decreasing rate of 10.49% per decade on average from 2010 to 2100.(3) Under the RCP85 scenario, the rate of terrestrial ecosystem changes will be greater than that under the other two scenarios, and the subpolar/alpine moist tundra would exhibit the fastest decreasing rate of 10.88% per decade from 2010 to 2100.(4) The ecological diversity would generally show decreasing trends and decrease by 0.09%, 0.13% and 0.16% per decade on average under the RCP26, RCP45 and RCP85 scenarios,respectively.(5) The patch connectivity would first increase and then decrease under all three scenarios. In general, the trends of the changes in terrestrial ecosystems would show an obvious difference in the different regions throughout the BRI area. 相似文献