不同土地利用/覆被情景下生态系统减轻水库泥沙淤积的服务能力与经济价值模拟

以ArcGIS9.2为平台,构建了生态系统减轻水库泥沙淤积服务物质量和价值量评估模型.整合2000年的相关数据将此模型应用于二滩水库,并模拟了10种不同土地利用/覆被情景下集水区生态系统该项服务的能力和在水库使用年限内服务总价值的响应.结果表明:2000年,二滩水库集水区土壤保持量12.1亿t·a-1,高值区分布于雅砻江干流和支流水网附近.泥沙输移比在河道附近和水库周边较高.水库周边是最为主要的保沙区.水库使用年限内,集水区对于减轻二滩水库泥沙淤积服务总价值27.53亿元.集水区内不同结构类型的土地利用/覆被情景对保沙能力所产生的影响各异,模拟保沙量符合林地＞草地＞裸地＞农田规律,农田保沙能力最弱,是二滩水库最为主要的产沙源.     

生态系统减轻水环境磷素非点源污染服务及价值——以雅砻江二滩水库为例

以ArcGIS9.2为平台,构建了生态系统减轻集水区出口受纳水体非点源污染服务物质量和价值量评估模型。包括模拟集水区范围,根据各种土地利用/覆被类型的污染物质输出及过滤污染能力系数,沿汇流路径,模拟集水区内每个栅格像元被植被移除而未进入水环境的污染物质量空间分布特征。价值量模型结合期望水质标准和净化污染物的边际成本进行计算。以磷素作为指示污染物,在二滩水库的集水区进行了模型的运用。结果表明:二滩水库集水区南部的河道附近是水文敏感区。其中盐源县腹地的农作区、西昌市与冕宁县,以及集水区最北端的称多县、中部的甘孜县等部分地区是是磷素关键污染源区。2000年被集水区生态系统过滤移除而未进入水环境的磷素污染物质总量达到978.90t.a-1,占关键污染源区指数总量的81.88%。林地生态系统服务价值贡献率最高。2000年集水区生态系统对于减轻其出口受纳水体磷素非点源污染服务的总价值为1370.18万元。     

不同土地覆被格局情景下多种生态系统服务的响应与权衡——以雅砻江二滩水利枢纽为例

在二滩水库集水区,按照当地生态政策发展以坡度为指标构建了10种未来土地覆被格局情景,研究生态系统减轻水库泥沙淤积、减轻水库面源污染、产水发电服务及价值对未来覆被格局的响应程度,并兼顾相关产业收益的变化,权衡各种情景格局的服务效益,优选利益相关方福祉提升幅度最大的情景格局。结果表明:1)现有土地覆被格局对减轻水库泥沙淤积功效的发挥不合理,而以退耕还林政策指导区域土地覆被格局变化,对集水区减轻河道和水库泥沙淤积具有较好功效。10种情景下,保沙价值的高低关系同入库泥沙量正好相反,遵循"随地表林地和草地面积比例的增加,保沙价值增加"的规律。随产沙总量的增加,高产沙强度像元呈现从水库周边逐渐向中上游蔓延的趋势。2)退耕还林政策单纯以坡度作为指标,指导土地覆被的转化,对集水区减轻水环境磷素非点源污染功效较差。除了全为未利用地覆被的情景10,余下9类情景模拟的入库磷素量及过滤磷素经济价值的高低关系完全一致,呈农田草地林地的规律。随入库磷素总量的增加,高强度磷素输出像元从雅砻江流域源区和大河湾区,逐渐蔓延扩散至集水区整个水网。3)随着集水区地表林地覆盖面积比例的减少,集水区生态系统总发电净利润值增加,且高净利润像元呈现从冕宁和喜德县的东部逐渐向整个集水区东南部乃至整个下游蔓延的趋势。4)从减轻对环境的负效应以及提升利益相关方福祉的角度,以坡度6°上下划分林地和耕地的情景5和以坡度15°和6°为阈值划分林草农的情景3为除极端的情景外,综合指标提升最高的两种情景。     

减轻二滩水库泥沙淤积的生态系统服务价值评估

基于ArcGIS 9.2,构建了生态系统减轻水库泥沙淤积的评估模型,并结合泥沙输移比（SDR）和通用水土流失方程（USLE）,模拟了二滩水库集水区的产沙量和保沙量及其空间分布特征以及水库使用年限内其生态系统服务价值.结果表明：2000年,二滩水库集水区土壤保持量12.1×10⁸ t·a^-1,土壤保持量高值区主要分布于雅砻江干流和支流水网附近;泥沙输移比的高值主要分布在河道附近和水库周边,水库周边是最主要的产沙区和保沙区;研究区实际产沙量为629.3×10⁴ t·a^-1,占实际土壤侵蚀量的12.7%;农田是研究区最主要的产沙源,其产沙量占集水区总产沙量的62.9%;林地平均单位面积的保沙价值最高.在二滩水库使用年限内（100 a）,集水区对于减轻二滩水库泥沙淤积的总价值为27.53亿元.     

地统计学分析方法在水生态系统研究中的应用

简要介绍了地统计学分析方法的发展和在生态学中的应用情况,提出了将这种方法应用于水生态系统空间格局分析的可能性,然后用梅子垭水库水体藻类叶绿素a含量为例对其浓度场的水平2维空间格局进行了分析,并以此确定了叶绿素a在整个空间和不同方位上空间格局的变化情况。       

区域尺度陆地生态系统碳收支及其循环过程研究进展

地球系统的碳库和碳循环过程变化是影响气候系统的重要因素,而陆地生态系统的碳收支及其循环过程机制研究一直是全球气候变化成因分析、变化趋势预测、减缓和适应对策分析领域的科学研究热点。回顾了过去几十年区域尺度陆地生态系统碳循环和碳收支研究领域的国际前沿及其关键科学问题,并分析了我国在该研究领域的科技需求和发展方向。当前国际科学研究的热点和前沿领域主要包括:生态系统和区域碳储量和碳收支的清查、综合计量与碳汇认证,陆地生态系统碳通量的联网观测及其循环过程机制,陆地生态系统碳循环过程对气候变化响应野外控制试验,陆地生态系统水、碳、氮循环及其耦合关系机制和模拟模型研究等,同时指出在这些研究领域依然存在且急需解决的关键科学问题。我国近期的科技工作重点工作应该是努力构建天-地-空一体化的碳储量和碳收支动态监测体系、开展生态系统碳-氮-水耦合循环及其区域调控管理的前瞻性研究,定量评价中国生态系统的碳收支状况和增汇潜力,评估各种典型生态系统增汇技术的经济效益,为国家尺度的温室气体管理和碳交易机制与政策体系的建立提供可报告、可度量和可核查的科学数据和技术支持。     

梅子垭水库生态因子场的地统计学分析

应用地统计学方法,对梅子垭水库的典型理化因子的生态因子场的水平的2维空间格局进行了分析。通过空间相关性的分析,确定了生态因子场的整个空间和不同方位上的空间格局的变化情况。       

梅子垭水库生态因子场的分形特征

水生态系统由于多了一层水的介质以及水生生物较短的生命周期,使得其生态格局描述相对困难,对其进行定量描述的工作也相对较少。作为一个初步探索,分别应用非线性科学中的分形理论,对梅子垭水库的典型理化因子的生态因子场的水平的2维空间格局进行了分析,确定各浓度的稳定程度。       

河道生态系统特征及其自净化能力研究现状与发展

河道生态系统包括河道水体和河岸带两大部分,具有净化水体、降低污染物浓度的功能.研究河道生态系统的自净化能力对河道生态系统的健康评价及水环境管理具有重要的意义.目前该领域的研究主要侧重于两个方面:一方面是运用水质模型的方法模拟评价河道水体的自净化能力,另一方面则是研究河岸植被缓冲带对净化水体的作用.系统总结了目前研究的特点与不足,指出了今后应该重视的研究领域,主要包括:(1)应加强研究陆地生态系统空间异质性对河道自净化能力的影响研究;(2)需要系统解剖河道剖面形态结构与空间布局对河道水质自净化能力的影响;(3)重视面向外部复杂环境的参数获取方法的研究;(4)综合河岸生态系统与河道水体生态系统,系统研究非点源污染在陆-水迁移和水体运移中河道生态系统自净化能力的时空变化特征,从而为开展河道生态系统健康评价,河道生态系统管理提供科学的依据.     

长江中下游典型饮用水源地水库水质调查与分析

本文主要以长江中下游典型饮用水源小型水库—德清县对河口水库为例,通过收集近三年内该水库的水污染物数据变化,调查了该水库水质的基本状况,评估了德清县对河口水库富营养化环境问题,提出了一些针对长江中下游典型饮用水源地小型水库的水质管理对策。     

Experience with lake and reservoir restoration techniques in the German Democratic Republic

Intensive utilization of land and water resources has mainly accelerated the process of eutrophication of stagnant wafer bodies. Strategic concepts of conscious ecosystem management are proposed as remedial measures. The most important methods and measures to prevent water pollution and to control and restore the ecosystems are evaluated from the viewpoint of applied limnology in the GDR. The economic aspect of water body rehabilitation becomes apparent in an increased national income due to improved effectiveness of the resources as well as a better utilization of such potentials of nature as the recreation and the self-purification potentials.     

微藻废水生物处理技术研究进展

微藻因生长速率快、细胞脂质含量高及具有生物隔离二氧化碳能力,已作为新一代生物质能源受到广泛关注.然而,投入大量淡水资源并需在生长期间持续提供营养物质已成为规模化培育微藻的主要障碍.将微藻培育系统与废水处理相结合是经济可行的污水资源化方案.基于微藻生长期间对氮磷等营养物质的利用机制,本文综述了微藻在各类废水生物处理过程中的应用情况,着重分析了其对废水中有机与无机化合物、重金属以及病原体的去除或抑制能力.同时,考察了废水初始营养物浓度、光照、温度、pH与盐度以及气体交换量等环境因素对微藻生长代谢的影响.此外,结合微藻规模化应用所面临的问题,对微藻废水处理技术的应用前景及发展方向进行了展望,旨在为水生态系统的建设与管理提供参考.     

从第二届世界水资源论坛看辽宁的水资源危机及对策

辽宁是我国重要的工业省份 ,境内分布着我国三大城市群之一 ,农业也很发达 ,工农业生产、城市建设和居民生活对水资源的需求量都很大。本文根据第二届世界水资源大会有关会议资料[4 ] 及后续影响 ,从世界范围内水资源的分布、取用和污染现状与发展趋势[6,9] ,对辽宁省水资源危机进行分析 ,对其今后宜采取的有效措施进行建议与论证。1　第二届世界水资源论坛的简要回顾“第二届世界水资源论坛”是 2 0世纪末和 2 1世纪初水资源领域一次最重要的会议。在世界水资源委员会的组织下 ,在荷兰交通与公共事务及水资源管理部、荷兰住房与空间规划及…     

Defining nutritional constraints on carbon cycling in boreal forests – towards a less `phytocentric' perspective

Growing interest in possible global climate change has underlined the need for better information concerning the way in which carbon partitioning between ecosystem components is influenced by constraints on nutrient availability. Micro-organisms play a fundamental role in the cycling of carbon and nutrients in all ecosystems but the role of fungi in particular is pivotal in boreal forest ecosystems. Traditional models of nutrient cycling are based on methods and concepts developed in agricultural systems where microorganisms are considered primarily as nutrient processors providing plants with inorganic nutrients. The filamentous nature of fungi, their ability to translocate carbon and nutrients between different substrates and the capacity of ectomycorrhizal fungi to utilise organic nutrients have all been largely ignored. In this article, a new model is suggested which emphasises competition for organic nutrients between decomposer organisms and plants, with the plants depending on their associated mycorrhizal fungi for nutrient acquisition. Antagonistic interactions involving nutrient transfer between decomposer and mycorrhizal fungi are proposed as important pathways in nutrient cycling. Due to the nutrient conservative features of decomposer fungi, inorganic nutrients are considered less important for plant nutrition. The implications of the new nutrient cycling model on the carbon balance of boreal forests are discussed.     

干旱、半干旱环境降水脉动对生态系统的影响

干旱、半干旱环境降水事件通常以脉动的形式发生,其发生时间、持续时间以及降水强度均具有较大变异性,降水事件的间断性和不可预知特征导致土壤水分与养分等关键资源的获得也呈不连续的脉动状态.资源脉动对生态系统的影响涉及个体、种群、甚至群落各个尺度.本文从干旱、半干旱环境资源脉动对生态系统的影响,以及生态系统对脉动事件的响应两方面系统综述了近年来的最新研究进展.指出国内外在资源脉动特征对生态系统的影响、不同生态系统资源脉动效应之间存在的差异、影响资源脉动持续时间的生态水文机制、资源可获得性对生态过程的影响等方面的研究尚处于尝试阶段,在全球气候变化、降水格局显著改变背景下,干旱区不同时空尺度资源脉动影响和生态系统响应是未来的研究重点.     

南水北调对海河流域水生态环境影响分析

提出可定量分析研究流域水循环变化对水生态环境影响的关联分析方法 ,并对海河流域现状进行了关联分析和和评价。分析研究表明人类对水资源的过度开发利用已改变了海河流域的天然水循环并导致水生态环境全面退化。进一步对未来无南水北调和有南水北调的情况进行定量模拟计算 ,结果表明在无南水北调的情况下 ,未来海河流域将处于无法兼顾发展经济和保护生态环境的困境 ;在实施南水北调的情况下 ,水资源可支撑海河流域经济发展并影响和改善整个流域的水循环状态 ,从整体上遏制海河流域水生态环境恶化的趋势 ,但入海水量仍无法改善     

玛纳斯河流域水资源可持续利用评价方法

水资源短缺是制约玛纳斯河流域水资源可持续发展的"瓶颈"因素,对流域水资源可持续发展水平进行综合评价对其国民经济可持续发展至关重要。从水资源、社会、经济、生态环境四个子系统出发,采用了熵值法和投影寻踪理论相结合的评价模型,对流域水资源可持续利用水平进行评价,并将两种方法的评价结果进行加权求和,得出流域水资源可持续利用变化趋势。评价结果表明,该模型方法可靠,分析结果合理,评价结果可以为水资源可持续开发利用提供科学依据,是评价水资源可持续利用水平的一种有效新方法。最后,提出了促进流域水资源可持续利用的建议,为实现水资源可持续开发利用提供借鉴和参考。     

史氏鲟的生态习性及其保护性利用

史氏鲟是中国现存鲟鱼中最具经济价值的优质珍稀鱼类,集观赏、美食于一体,具有个体大、寿命长、幼鱼成活率高、生长速度快等特点,经驯化后能迅速生长,对环境有较强的适应性;通过对史氏鲟生态习性、饲料和加工的研究,探讨史氏鲟繁养及利用技术;在对史氏鲟进行保护性利用的前提下深入研究史氏鲟的养殖和加工,为其他鲟鱼的研发积累经验。     

基于基尼系数的中国水生态分区研究

提出了反映水生态系统空间分布规律和特征差异的水生态分区方案,并与国家现有的水资源分区、生态功能区划、水功能区划等相关区划成果相互衔接,为水资源综合利用、流域生态保护和经济社会发展规划提供实用的自然基础。以我国自然地理特征的空间变异与地域关联为依据,以流域为基本单元,进行水生态区划的初步研究,提出了分区的指标体系、步骤和区划方法,形成了两级的全国水生态分区体系。首先,划分为东部区、中部区、西北区和西南区4个水生态一级区;进行水生态二级区划时选取水资源量、降雨量、人口密度、NDVI作为分区的评价因子,根据洛伦茨曲线和基尼系数对分区合理性进行了检验。验证结果表明,各个水生态二级区的水资源量与降雨量、人口密度和NDVI值之间的基尼系数均不超过0.4,分区方案比较合理,从而形成34个水生态二级区,分布在东部13个,中部10个,西北6个,西南5个。     

红树林生态系统服务功能研究综述

红树林湿地是热带亚热带地区陆地生态系统向海洋生态系统过渡的重要生态系统,具有重要的生态环境服务功能。由于其特殊的生态功能和较高的经济、社会价值,近年来成为湿地生态学研究的热点。本文对红树林生态系统在生产有机物、维持热带亚热带河口生态系统、降低风速以及海水流速、防治和减轻灾难、截留碎屑形成陆地、保护海堤、吸附污染物净化水体、提供多种生境、维护生物多样性,以及形成优美的环境开展生态旅游等几个方面的生态服务功能进行了综述,旨在为红树林资源的保护与合理利用提供参考。同时指出,对红树林的上述生态服务功能的内在生态学过程与效应及其价值评估尚需要开展更深入的研究。