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.     

城市化过程对河道系统的干扰与生态修复原则和方法

城市化快速发展在带来大量工业和生活污水的同时,对自然生态系统的干扰也打破了原来生态系统的结构和平衡,由此带来的生态环境影响已经引起人们的高度重视。本文系统分析了城市化过程对河道系统的干扰类型、特征,影响河道生态系统健康的关键过程和河道系统生态修复的基本原则和发展方向。认为城市河道系统受到的干扰主要体现在结构固结化、形态规整化和功能简单化3方面;影响河道生态系统健康的关键过程可归纳为3方面:物质交换通道的阻隔、生物栖息环境的破坏和河道生态水文过程的失衡。指出河道系统的生态修复应该遵循以下6个原则:1)道法自然原则;2)功能引导原则;3)时空尺度分异原则;4)生态循环与平衡原则;5)利益相关者参与原则;6)综合效益最优原则。在此基础上,进一步分析了河道系统生态修复的时空尺度和生态修复的方法以及发展方向。     

若尔盖沙化草地不同生态恢复模式土壤活性有机碳及碳库管理指数变化

研究退化林草地不同生态恢复模式土壤活性有机碳和碳库管理指数变化,可为评价生态恢复措施提升土壤质量的效果,以及优化生态恢复模式的选择提供重要参考。结合野外调查和室内分析法,研究了若尔盖沙化草地不同生态恢复模式土壤有机碳组分及碳库管理指数变化。若尔盖沙化草地的生态恢复模式有:灌草间作模式Ⅰ(条带状红柳间植草本植物,SGⅠ)、灌草间作模式Ⅱ(环状红柳间植草本植物,SGⅡ)、沙障+灌草模式(红柳沙障+红柳间植草本植物,SBSG)。结果表明,与沙化草地(DG)相比,3种恢复模式都能提高土壤有机碳及其活性组分含量。SGⅠ模式的全剖面土壤微生物量碳(MBC)、溶解性有机碳(DOC)、易氧化有机碳(EOC)、颗粒有机碳(POC)含量分别增加36.6%、139.0%、89.4%、130.9%;SGⅡ模式的分别增加2.7%、-43.9%、15.0%、49.7%;SBSG模式的分别增加82.4%、21.8%、56.2%、170.3%。表明SGⅠ与SBSG提高土壤有机碳的效应相近,而且二者都远大于SGⅡ。3种生态恢复模式土壤活性有机碳分配比例与DG的差异表现不一致,显著体现是SGⅠ模式土壤DOC分配比例的垂直变化出现分馏现象。3种生态恢复模式土壤碳库管理指数(CPMI)均大于100%,能不同程度地提升土壤质量,其效应大小为SGⅠSGⅡSBSG。易氧化有机碳可作为反映沙化草地生态修复模式土壤质量变化的优选指标,CPMI也可用于表征生态恢复措施提升沙化草地土壤质量的效果。     

基于供需平衡的北京地区水生态服务功能评价

水生态系统的服务功能受到人类活动的严重胁迫和剧烈影响,对水生态服务功能的人类占用和胁迫效应进行研究具有重要意义.本文采用水当量方法,计算了1998-2007年北京地区人类活动对水生态服务功能的占用当量,并结合水资源供给量评价了人类活动对水生态系统的胁迫效应.结果表明：1）北京地区近10年人类活动的水当量超过其供给量的5～17倍;2）不同生态服务功能类型的水当量排序为：水环境净化>水资源供应>水生境维持>水安全调蓄;3）在时间序列上,水当量超过供给量的倍数呈先升后降的趋势,1999年的占用量超过其供给量的倍数最大.该研究揭示了北京地区人类活动对水生态系统服务的占用量远超过其可供给量,造成该地区水资源的过度占用,进而占用和影响其他地区的水生态服务功能.