过去40年太湖剧烈的湖泊物理环境变化及其潜在生态环境意义     

张运林  秦伯强  朱广伟 《湖泊科学》2020,32(5):1348-1359

过去40年,全球气候变暖、辐射变暗和变亮、风速减弱、气候异常波动等自然环境变化以及筑坝建闸、岸堤硬质化和调水引流等强烈人类活动势必会深刻改变太湖湖泊物理环境和过程,驱动湖泊生态系统演化.基于历史文献、档案数据以及气象水文和透明度等长期观测数据,本文系统梳理了太湖气温、水温、风速、水位和透明度等物理环境空间分布和长期变化特征,探讨了气温和风速、水位和透明度相互协同作用机制及其潜在生态环境意义.受全球变化和城市化等影响,过去40年太湖气温和水温呈现显著升高趋势,而近地面风速则表现为持续下降,湖泊增温和风速下降有利于藻类生长和蓝藻水华漂浮聚集,某种程度上增加了蓝藻水华出现频次和集聚的面积.为防洪和满足流域日益增长的水资源需求,闸坝管控和调水引流使太湖水位呈现缓慢增加趋势,而入湖污染物增加和富营养化则造成水体透明度逐渐下降,致使透明度与水位(水深)的比值明显降低,减少了湖底可利用光强,恶化水下光环境,在一定程度上驱动了太湖水生植被和草型生态系统退化.湖泊物理环境长期变化逐渐拓展了太湖藻型生境空间而压缩了草型生境空间,加剧了草型生态系统向藻型生态系统转化和增强了藻型生态系统的自我长期维持.太湖湖泊物理环境的显著变化也会部分抵消流域营养盐削减和湖体营养盐下降对藻类生物量和蓝藻水华的控制,增加了太湖蓝藻水华防控和湖泊富营养化治理的难度.这意味着未来流域控源截污需要更加严格的标准,而湖泊水位等物理环境的有效管控是应对藻华加剧和恢复草型生态系统的适应性管理策略.  相似文献   

克氏原螯虾(Procambarus clarkii)对新鲜和不同分解腐烂程度的沉水植物摄食选择性研究     

罗艺涓  张泽慧  高健  焦一滢  王和云  廖明军 《湖泊科学》2022,34(4):1262-1270

原产美国南部和墨西哥东北部的克氏原螯虾是目前全球入侵最广的小龙虾,也是对淡水生态系统最具破坏性的物种之一,其对栖息地沉水植物的现存量构成严重威胁,然而目前对克氏原螯虾摄食沉水植物的机制还知之甚少.本文选择6种沉水植物,研究克氏原螯虾对浅水湖泊常见的沉水植物穗花狐尾藻(Myriophyllum spicatum)、密刺苦草(Vallisneria denseserrulata)、轮叶黑藻(Hydrilla verticillata)、菹草(Potamogeton crispus L.)、马来眼子菜(Potamogeton malaianus)和金鱼藻(Ceratophyllum demersum)的新鲜植株和分解腐烂后的植株的摄食偏好及原因,结果表明克氏原螯虾对沉水植物新鲜植株选择逗留偏好为:最偏爱逗留在轮叶黑藻区,在穗花狐尾藻、密刺苦草和马来眼子菜3种植株区逗留频次无区别,而在金鱼藻区逗留频次显著最低,6种植物湿重减少量与逗留偏好趋势相似;相对各新鲜植株,克氏原螯虾均更喜欢逗留在分解腐烂8 d或12 d后的植物碎屑区域,相应分解腐烂8 d或12 d植物湿重降低量也显著更高.6种植物新鲜植株总酚类含量均显著高于分解腐烂后的植株,其中穗花狐尾藻新鲜和分解腐烂后的植株的总酚类含量始终显著高于其他5种植物.结合植物总酚类指标和摄食偏好结果,表明克氏原螯虾对沉水植物的摄食具有选择性,相对新鲜植物更喜摄食腐烂后的碎屑,总酚类不是影响其选择的关键因子.  相似文献   

不同密度团头鲂(Megalobrama amblycephala)对轮叶黑藻(Hydrilla verticillata)和密刺苦草(Vallisneria denseserrulata)群落结构的影响     

王倩红  刘正文  甄伟  张秀梅  郝征  莫家勇  赵雪枫 《湖泊科学》2019,31(3):862-868

冠层型水草轮叶黑藻在富营养情况下，生长迅速，覆盖水面，对于草甸型水草密刺苦草具有明显的竞争优势.为控制轮叶黑藻的竞争优势，于湖北省鄂州市团头鲂原种场的一个池塘进行了原位围隔（10 m×10 m）实验，研究不同密度（0、0.5和1尾/m²）团头鲂牧食作用对轮叶黑藻和密刺苦草群落结构的影响，并通过无人机数字图像处理获取水草覆盖度信息.实验过程中，沉水植物总覆盖度未发生变化.研究发现，团头鲂选择性牧食使得密刺苦草生物量和覆盖度显著增加.随着牧食强度的加大，团头鲂对轮叶黑藻的控制效果显著，放养密度为1尾/m²的围隔中轮叶黑藻比例降幅最明显.群落中轮叶黑藻与密刺苦草的生物量之比迅速下降，由6.14减少至0.002，覆盖度之比由4.88左右减少至约1.44.图像处理结果与实际采样情况相吻合，且通过误差矩阵得到图像分类平均精度达到90%以上，表明无人机数字图像处理在一定条件下可以作为获取沉水植物覆盖度的一种有效辅助手段.实验结束后，1尾/m²组的围隔中密刺苦草成为优势种，其植株密度、株高、株重和单株叶片数均显著增加，草甸更加密实.实验结果表明，放养1尾/m²密度的团头鲂可以有效控制轮叶黑藻并维持密刺苦草种群优势，结果为团头鲂对湖泊沉水植物群落的控制提供了参考.  相似文献   

A biodiversity evaluation framework for restoration of aquatic macrophyte communities in shallow lakes driven by hydrological process management     

Shuhan Li  Tao Sun  Wei Yang  Baoshan Cui  Xinan Yin 《水文研究》2021,35(1):e13983

Macrophyte community diversity and composition respond to ecosystem conservation and local environmental factors. In this study, we developed a multidimensional diversity framework for macrophyte communities, including the taxonomic and functional alpha and beta diversity. We used the framework to explore the relationships among water level regimes and these diversity parameters in a case study of China's Baiyangdian Lake. Analysis of indicators of hydrologic alteration divided the water level from 1959 to 2019 into four regimes (dry, <6.42 m; low, 6.42–7.23 m; medium, 7.23–8.19 m; high, >8.19 m). Alpha and beta diversity were significantly higher in the medium regime than in the low and high regimes. Redundancy analysis indicated that the maximum water depth significantly affected taxonomic alpha diversity, and total nitrogen (TN) and chemical oxygen demand (COD) concentration significantly affected functional alpha diversity, respectively. Mantel tests showed that TN, Secchi depth (SD), and water depth in the high water level regime significantly increased the total beta diversity and turnover components. TN was the main factor that increased total taxonomic beta diversity. Water level regime mainly influenced interspecific relationships by changing the TN and COD concentration. The water level should be maintained between the medium and high water level regimes to promote restoration of the macrophyte community and improve ecosystem stability. The biodiversity evaluation framework would provide a deeper insight into the hydrological process management for restoration of aquatic macrophyte communities in shallow lakes.  相似文献   

湖泊生态系统的水鸟监测意义   总被引：5，自引：3，他引：2  

张淑霞  董云仙  夏峰 《湖泊科学》2011,23(2):155-162

水鸟的多样性及其变化趋势是保护水鸟必需的信息,也是其柄息湿地环境质量的指示因子之一.本文综述了水鸟与湖泊生态系统关系的研究成果,认为水鸟的物种多样性与丰富度可以快速反映湖泊的水生植物、鱼类的生物量和湖泊水位、营养状况的变化,集群繁殖的食鱼水鸟可用于湖泊生态系统中持久性有毒化学污染物的生态监测;同时阐述了水鸟通过取食水生...  相似文献   

滆湖底质特性对菹草(Potamogeton crispus)和伊乐藻(Elodeanattalii)生长的影响   总被引：1，自引：1，他引：0  

陶花  潘继征  沈耀良  李文朝  黄峰 《湖泊科学》2011,23(3):383-388

通过模拟试验,研究滆湖3种沉积物(表层湖泥、硬底湖泥、表层覆岸泥)对菹草和伊乐藻生长的影响.结果表明,生长于表层湖泥、硬底湖泥、表层覆岸泥的菹草和伊乐藻生物量分别为4.07、1.98、3.69kg/m2和1.86、1.27、1.74kg/m2,表层湖泥较适合这两种沉水植物生长.3种沉积物对菹草和伊乐藻的干湿比影响显著,...  相似文献   

巢湖沉水植物现状(2010年)及其与环境因子的关系   总被引：6，自引：1，他引：5  

任艳芹  陈开宁 《湖泊科学》2011,23(3):409-416

在对巢湖2010年沉水植物和环境因子调查的基础上,分析了巢湖沉水植物群落特征、分布规律,应用冗余分析探讨了沉水植物与环境因子之间的关系.结果表明,现场观测到的沉水植物共计4科5属6种,全湖生物量约为8077.8t,分布面积仅占巢湖总面积的1.54%.其中马来眼子菜(Potamogeton malaianus Miq.)...  相似文献   

Flood forecasting with a watershed model: a new method of parameter updating     

XIAOLIU YANG  CLAUDE MICHEL 《水文科学杂志》2013,58(4):537-546

Abstract

Flood forecasting is of prime importance when it comes to reducing the possible number of lives lost to storm-induced floods. Because rainfall-runoff models are far from being perfect, hydrologists need to continuously update outputs from the rainfall-runoff model they use, in order to adapt to the actual emergency situation. This paper introduces a new updating procedure that can be combined with conceptual rainfall-runoff models for flood forecasting purposes. Conceptual models are highly nonlinear and cannot easily accommodate theoretically optimal methods such as Kalman filtering. Most methods developed so far mainly update the states of the system, i.e. the contents of the reservoirs involved in the rainfall-runoff model. The new parameter updating method proves to be superior to a standard error correction method on four watersheds whose floods can cause damage to the greater Paris area. Moreover, further developments of the approach are possible, especially along the idea of combining parameter updating with assimilation of additional data such as soil moisture data from field measurements and/or from remote sensing.  相似文献   

Modelling flow resistance in vegetated streams: review and development of new theory     

Julian C. Green 《水文研究》2005,19(6):1245-1259

Aquatic macrophytes are often the dominant factor influencing flow conditions within the channels they occupy. Existing knowledge of how stream plants affect the flow is outlined, and the different scales at which vegetation resistance operates are proposed. Resistance is shown to be a function of the size of the plants, their structural properties, location in the channel, and the local flow conditions. Current models to calculate this composite resistance effect are assessed in the light of theoretical considerations of the nature of vegetation resistance. New theory is also presented, which demonstrates the non‐linear relationship between channel resistance and the proportion of the channel occupied by vegetation. Copyright © 2004 John Wiley & Sons, Ltd.  相似文献   

湖泊生态恢复的关键因子分析   总被引：2，自引：0，他引：2  

秦伯强  张运林  高光  朱广伟  龚志军  董百丽 《地理科学进展》2014,33(7):918-924

中国是一个多湖泊的国家。由于经济快速发展及湖泊资源不合理的开发利用,中国湖泊的污染问题和生态系统退化相当普遍。特别是由于氮、磷等营养元素的富集造成的水体富营养化,导致蓝藻水华频繁发生,甚至出现了饮用水危机事件。由于缺乏基础理论的指导,中国湖泊富营养化治理曾经走过弯路。在没有实现控源截污的条件下,片面强调生态恢复来净化湖泊水环境,一度成为富营养化湖泊治理的主流思想。实际上,湖泊生态恢复是有条件的,而对这些条件的诊断和分析是开展湖泊生态恢复的前提和基础。通过对太湖水生植物分布及其影响因子分析,确定沉水植物恢复的核心条件是水下光照条件。水下光照条件受富营养水平、悬浮物浓度与水深等因子的影响。只有当一个水域的真光层深度接近水深的情况(比值>0.8),恢复水生植物才有可能。改善水下光照条件,包括降低水深,提高透明度,消除风浪等措施,实际上,都是增加真光层深度与水深的比值。在上述生态恢复条件不具备的情况下,湖泊治理与恢复的工作更多地应该聚焦在控源截污方面。这对中国湖泊污染治理与生态恢复具有普遍的意义。  相似文献