湖泊生态系统动力学模型研究进展

从系统分析在湖泊生态系统动力学研究中的作用出发,对湖泊生态系统的动力学建模过程、方法和软件等进行了总结.在此基础上,综述了国内外湖泊生态系统动力学模型的发展.从1960年代至今,湖泊生态系统动力学模型从简单的零维模型发展到复杂的水质水动力学生态综合模型和生态结构动力学模型,如LakeWeb模型.中国的湖泊生态系统动力学模型研究始于20世纪80年代,主要集中在滇池、太湖、东湖和巢湖等富营养化严重的湖泊以及其他水体.目前,已经开发一些软件用于湖泊生态系统动力学模拟,主要有CEQUALICM、WASP、AQUATOX、PAMOLARE、CAEDYM等,以及用来模拟湖泊能流的软件ECOPATH.湖泊生态系统动力学模型还在监测、数据共享和模型结构、参数选取和不确定性分析等方面存在不足,需在今后的研究中加以改进.     

基于管理目标的湖泊生态系统动力学

基于生态系统管理的目标,在对相关研究分析的基础上,依据生态系统生态学、淡水生态学的理论,提出了湖泊生态系统动力学研究的2个理论基础：生态系统管理和生态系统特征.在此基础上,分析得到湖泊生态系统动力学的研究方法体系,主要包括研究内容与技术路线、关键问题识别和动力学模拟、湖泊生态系统的适应性管理决策等部分.其中,湖泊生态系统结构和过程、湖泊中食物网营养动力学研究、生源要素循环、湖泊中关键过程的生态作用以及湖泊生态系统动力学模拟是研究的核心问题.此后,以P为主要的生源要素,将生态系统分为3个子过程：入流、出流和内部反馈,并以此建立了湖泊生态系统动力学的模型框架,以辅助于湖泊的生态系统管理.     

小型城市湖泊生态系统预警技术--以武汉市汉阳地区为例

城市湖泊正面临着水体污染和生态系统退化的双重压力 ,对湖泊生态系统的状态进行预警是判定湖泊演化趋势以及制定相应控制对策的重要途径和手段。本文以武汉市汉阳地区的 6个小型城市湖泊为例 ,结合国内外的研究进展 ,从水生生态系统、湖滨生态系统和入湖沟渠生态系统 3方面入手 ,结合生物监测、生物标志物技术 ,综合考虑水文、水质和生态系统以及污染物扩散等因素 ,设计出汉阳地区湖泊生态系统的预警技术体系。该技术体系主要分 5步 :湖泊生态系统现状调研、生物标志物和关键指示因子确定、水质 -生态系统模拟、系统输出和灵敏度检验以及生态系统状态预警及对策、措施     

淡水湖泊附着藻类生态学研究进展

附着藻类是淡水生态系统初级生产者的主要组成部分,对淡水生态系统营养盐循环及沉水植物分布具有重要的影响。本文对近年来淡水湖泊生态系统中附着藻类群落组成、生态功能以及主要影响因子进行了分析,从附着藻类种群结构入手,指出附着藻类通过改变群落中优势种的组成来适应不同的环境,阐述了附着藻类在湖泊生态系统营养盐循环中的作用及其与沉水植物之间的关系。针对淡水湖泊富营养化问题,提出了今后附着藻类生态学研究应侧重于:主要因子(如弱光、高浓度的营养盐等)的交互作用对附着藻类的影响,原位实验方法弄清楚附着藻类在湖泊生态系统碳、氮、磷生物地球化学循环中的作用,以及富营养湖泊附植藻类与沉水植物相互作用的机理。     

城市湖泊富营养化成因和特征*

城市湖泊的功能主要体现在旅游、如愿、洪涝调蓄排水、调节气候以及改善城市生态环境等方面。根据湖泊所处地理位置和湖泊水质退化现象,阐述了城市湖泊水体从贫营养到富营养转变的主要原因;从水质的理化指标、底质污染物含量和水生态系统等方面初步时论了城市型浅水湖泊富营养化的特征。同非城市湖泊相比:大部分城市湖泊的水体透明度下降,污染严重的湖泊还会出现水体发黑或出现水华;水质和底质的氮磷及其它污染物含量较高,水生态系统急剧退化,水生植物以浮游植物为主,藻类大量繁殖,高等水生植物不断消亡。根据综合营养度指数对我国主要城市湖泊进行分级评价的结果表明,我国城市湖泊均达到了富营养化或严重富营养化程度。     

微塑料污染对浮游生物影响研究进展

微塑料作为一种新型的环境污染物,大量存在于水环境中,给水生生物带来了极大的危害。浮游生物是水生食物链的基础,是水生生态系统物质循环和能量流动的重要环节;同时,浮游生物也是对各种环境污染物最敏感的类群。了解微塑料对浮游生物的影响是评价其生态风险的重要依据。本文介绍了环境中微塑料来源、特征及水生态系统微塑料污染现状,阐述了微塑料对水生生物的直接和间接危害,并重点聚焦于浮游植物和浮游动物,从个体、种群和群落的层次详细总结了微塑料的影响及其作用机制。最后,本文指出当前针对浮游生物微观基因和蛋白质组学,以及宏观种群和群落响应等方面的研究还非常缺乏,为今后开展微塑料危害研究提供参考。     

地下水生态系统健康评价指标体系的构建

地下水生态系统是重要的生态系统类型,由于地下水资源不合理的开发利用和污染物排放强度的增大、并长期积累,已导致许多地方产生生态环境劣变,甚至酿成难以弥补的严重后果,地下水生态系统健康问题已经成为许多国家和地区重点关注的环境问题之一.在科学把握地下水生态系统健康的概念和内涵的基础上,从系统结构特征、生态功能、资源功能、系统保护以及社会环境等5个方面选取了29个典型指标构建了地下水生态系统健康指标体系,对关键评价指标的意义进行了具体分析.出于服务于地下水生态系统健康评价的目的,对重要指标的评价标准进行了划分,并探讨了地下水生态系统健康评价的主要方法及发展方向,研究成果在一定程度上可以丰富生态系统健康评价研究理论与方法体系.     

土壤环境中微塑料污染及迁移转化规律研究进展

作为一种新兴的污染物, 微塑料在水和土壤生态系统中普遍存在, 并成为了近年来环境污染研究的热点之一。目前研究主要集中在海洋和淡水生态系统中微塑料的检测、赋存、表征和毒理学等方面, 但与水生态系统相比, 对土壤生态系统中微塑料的生态效应的了解还很有限。为此, 论文综述了土壤环境中微塑料的来源、丰度及分布特征、微塑料对土壤结构和生物的负面影响、微塑料的迁移机制以及食物链中的营养转移等方面的研究进展, 以揭示土壤环境中微塑料造成的潜在生态和人类健康风险, 最后提出未来微塑料污染及其土壤生态毒性的研究方向。     

水生态系统中宇宙发展现状

水生态系统中宇宙指人工构建的河流、湖泊、湿地、海洋等水生态系统近自然模拟装置,可以控制一定的物理、化学要素和生境条件,开展生物群落响应研究。中宇宙实验可以弥补传统实验室小型装置模拟要素过于简单,而野外现实系统复杂不可控制和难以开展对比实验的局限。本文列举了当前国际上多个科研机构长期运行的水生态系统中宇宙,将其归纳为流水型中宇宙、围隔装置、陆基模拟池、移动式水槽4类,各类中宇宙一般包括物理-生物模拟系统、自动调控系统、监测分析系统、中央控制系统。近年来,我国水生态系统的研究逐渐从单一环境要素向生态系统整体转变,对中宇宙模拟实验的需求愈加迫切。建议我国水生态系统中宇宙建设应提高结构复杂性,并与野外现场监测相结合,共同支撑更大尺度系统的整体模拟。     

草藻型稳态转换对湖泊微生物结构及其碳循环功能的影响

湖泊是地球表层系统中水、土、气等各个圈层相互作用的联结点,对区域物质如碳等元素循环具有重要影响.微生物是湖泊等水生态系统中的重要组成部分,是湖泊等生态系统中碳等元素物质循环的主要驱动者,是深入了解湖泊碳循环过程的关键.受人类活动等影响,湖泊生态系统,尤其是浅水湖泊生态系统往往表现出以高等水生植物(草型)为主要初级生产者的清水稳定态和以浮游藻类(藻型)为主要初级生产者的浊水稳定态,而随着湖泊营养负荷和湖泊环境条件的变化,这两个不同的稳定态之间可以发生转换或者剧变,这种剧变不仅影响湖泊生态系统中的微生物结构,而且对湖泊中有机碳的形成、循环过程及其微生物驱动机制产生重大影响.本文重点就湖泊生态系统中有机碳的转换与微生物关系以及草藻型稳定态的转换对微生物结构及其碳循环功能的影响等进行综述,进一步分析其中的关键科学问题,以期为深入了解湖泊生态系统中碳等元素循环的微生物驱动过程与机制提供帮助.