湖泊生态系统服务功能评估初探--以湖北保安湖为例

随着生物资源价值估算方法的日益成熟 ,生态系统的服务评估成为生态系统研究的热点 .鉴于国内对于湖泊生态系统的服务评价的研究较少 ,本文运用生态系统学与生态经济学方法研究了湖北保安湖生态系统的部分生态服务 .计算得到 1992年保安湖水生态系统有机质生产价值为 15 14 .93万元 ,固定CO2 的价值为 4 772 .99万元 ,释放O2 的价值为 36 2 6 .5 3万元 ,主要初级生产者储存N、P的价值为 4 4 .4 8万元 ,而年吸收量的价值为 15 0 7.99万元 ,调蓄和供水的价值为 10 92 8.93万元 ,消除排入湖水SO2 价值为5 1.5 0万元 ,合计 2 .2 4× 10 8元 .据不完全估计 ,可以认为 ,生态系统具有巨大的生态经济效益。     

湖泊富营养化灰色评价模型及其应用

湖泊富营养化灰色评价模型及其应用冯玉国（冶金部山东地质勘查局三队,烟台２６４００２）ＡＧｒｅｙＥｖａｌｕａｔｉｏｎＭｏｄｅｌｏｆｌａｋｅＥｕｔｒｏｐｈｉｃａｔｉｏｎａｎｄｉｔｓＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ．ＦｅｎｇＹｕｇｕｏ（Ｎｏ．３ＴｅａｍｏｆＳｈａｎｄ...     

稻田气体调节功能形成机制及其累积过程

生态系统服务功能在维持人类生存和发展的环境过程中发挥着重要的作用,研究生态系统服务功能形成机制以及人类活动的干扰如何影响生态系统功能和服务的实现是今后生态系统服务功能研究的一个重点。选取上海市奉贤县五四农场的一块农田生态系统,研究其气体调节功能形成和累积过程,同时研究人类干扰(施氮肥)对农田气体调节功能的影响。研究结果显示,施肥量对稻田气体调节功能形成和累积过程以及价值累积过程产生较大影响。在所有施肥处理中,施肥量最高的N 4处理提供最高的气体调节功能价值,为1.98×104yuan.hm-2。因此通过微观实验可以研究生态系统服务功能形成机制和累积过程,并可研究人类干扰造成生态系统服务功能物质量和价值量的变化。     

湖泊的水生态模型

由于城市化进程的不断加快,大量的污染物排放到湖泊中,打破了湖泊的生态平衡.湖泊的水生态模型不仅能够研究湖泊的富营养化现象,而且还可以模拟工业毒物等污染物对湖泊生态系统的影响,是湖泊管理的有力工具.本文从分析湖泊的污染现状以及污染趋势出发,介绍了湖泊水生态模型的研究现状,并根据模型的模拟对象和空间模拟能力对湖泊水生态模型进行了分类.在此基础上介绍了AQUATOX、PAMOLARE、CAEDYM、WASP、OOMAS等比较成熟的模拟湖泊生态系统的模型软件,阐述了它们的产生、发展、主要特点以及应用,总结了当今湖泊水生态模型在模拟过程中遇到的问题,并对水生态模型的发展趋势进行了展望.本文为湖泊水生态模型的选择提供了建议.     

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.     

湖泊生态系统弹性系数理论及其应用

在湖泊生态系统健康评价的基础上,分析城市湖泊营养状态的特殊性,论证得出响应型和非响应型湖泊的生态系统健康指数(EHI)与营养状态指数(TSI)近似呈二次函数关系.提出湖泊生态系统弹性系数,对生态系统健康指数(EHI)做出适当改进.改进后的生态系统健康指数(EHI′)能够更好地反映各类型湖泊的健康状态,完善了Xu等的EHI理论并扩展了其应用范围,是目前最为接近Costanza对HI定义的可量化计算的数学公式和方法,并成功用于厦门杏林湾生态系统健康评价.     

湖泊生态系统健康定量评价方法

提出了湖泊生态系统健康定量评价的一种新方法生态系统健康指数法。该方法首先设计了一个0～100的生态系统健康指数作为定量尺度,然后通过评价指标选择、各指标生态系统健康分指数计算、各指标权重计算、生态系统健康综合指数计算等基本步骤,评价湖泊生态系统健康状态。以实用实例对意大利西西里湖泊群及单个湖泊进行了生态系统健康评价。结果表明,该方法原理简单,计算简便,结果可靠、直观,既可用于同一湖泊又可用于不同湖泊生态系统健康状态的定量评价与比较,是一种值得推广的定量评价方法。     

施肥对稻田生态系统气体调节功能及其价值的影响

 该文以2002年在上海市奉贤县五四农场进行的稻田生态系统田间实验为基础,对尿素施用对稻田生态系统气体调节功能（释放O2和温室气体调节）的影响进行研究。研究结果表明：1）在水稻（Oryza sativa）生长期间,施加尿素能显著增加稻田日O2释放量及其价值量;2）在水稻生长期间,施加尿素稻田综合CO2的通量及其价值并不比未施肥稻田存在显著优势,尿素施用能明显增强稻田N2O排放通量,降低稻田CH4排放通量。尿素施用对温室气体调节具有正效应,促进稻田对温室气体吸收。     

湖泊-流域生态系统管理的内容与方法

在流域生态系统管理研究综述的基础上,对湖泊一流域生态系统管理的概念进行了界定,对水环境管理、综合流域管理与流域生态系统管理之间的差异进行了对比分析。确定了生态系统生态学、流域生态学、生态系统健康和流域方法为湖泊．流域生态系统管理的理论基础,生态系统方法和流域分析为其方法学基础。在上述分析的基础上,提出了湖泊．流域生态系统管理的6个主要步骤：研究范围界定、基础信息收集与基本生态学问题的分析和评价、管理目标设定、系统综合、生态系统综合评价、适应性管理;识别出湖泊-流域生态系统管理中的3个关键问题：①生态系统管理中的不确定性和障碍分析;②流域土地利用变化对湖泊水质和生态系统的影响;③流域生态子系统与社会子系统的关联。     

湖泊生态系统服务功能评估初探——以湖北保安湖为例

随着生物资源价值估算方法的日益成熟,生态系统的服务评估成为生态系统研究的热点.鉴于国内对于湖泊生态系统的服务评价的研究较少,本文运用生态系统学与生态经济学方法研究了湖北保安湖生态系统的部分生态服务.计算得到1992年保安湖水生态系统有机质生产价值为1514.93万元,固定CO₂的价值为4772.99万元,释放O₂的价值为3626.53万元,主要初级生产者储存N、P的价值为44.48万元,而年吸收量的价值为1507.99万元,调蓄和供水的价值为10928.93万元,消除排入湖水SO₂价值为51.50万元,合计2.24×10⁸元.据不完全估计,可以认为,生态系统具有巨大的生态经济效益。     

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.     

基于Meta分析的中国湖沼湿地生态系统服务价值转移研究

Meta分析价值转移方法作为资源价值评估的一种有效方法,在国外已经有大量的实证研究出现,但是在国内相应的实证研究非常稀少,有关该方法在湖沼湿地生态系统服务价值评估的应用研究还尚未见报道。通过收集有关中国湖沼湿地生态系统服务价值评估的实证研究文献的价值评估结果,建立价值转移数据库,应用Meta分析和多元回归分析方法构建中国湖沼湿地生态系统服务的Meta分析价值转移模型,并对该模型用于样本外价值转移的有效性做出评估,探讨Meta分析价值转移方法在中国湖沼湿地生态系统服务价值评估领域的可应用性及发展前景。研究结果表明:(1)在样本文献中,通常洪水调蓄和水源涵养服务是湖沼湿地提供的经济价值最高的生态系统服务,而水质净化服务的经济价值最低;(2)湖沼湿地面积、生态系统服务受益人口数量、不同生态系统服务之间的价值差异以及不同价值评估方法的使用会影响湖沼湿地生态系统服务价值的变化;(3)Meta分析价值转移模型用于样本外价值转移的有效性检验结果显示,样本外价值转移的转移误差范围在0.09%—234.61%之间,平均转移误差为19.99%,在自然资源价值转移的可接受误差范围内,因此Meta分析价值转移方法是评估湿地生态系统服务价值的一种可行且快速的方法。     

Nitrogen dynamics in a eutrophic lake sediment

Nitrogen flux from sediment of a shallow lake and subsequent utilization by water hyacinth (Eichhornia crassipes [Mart] Solms) present in the water column were evaluated using an outdoor microcosm sediment-water column. Sediment N was enriched with ¹⁵N to quantitatively determine the movement of NH₄-N from the sediment to the overlying water column. During the first 30 days. 48% of the total N uptake by water hyacinth was derived from sediment ¹⁵NH₄-N. This had decreased to 14% after 183 days. Mass balance of N indicates that about 25% sediment NH₄-N was released into the overlying water, but only 17% was assimilated by water hyacinth. NH₄-N levels in the water column were very low, with very little or no concentration gradients. NH₄-N levels in the interstitial water of the sediment were in the range of 30–35 mg L^–1 for the lower depths (> 35 cm), while in the surface 5 cm of depth NH₄-N levels decreased to 3.2 mg L^–1. Simulated results also showed similar trends for the interstitial NH₄-N concentration of the sediment. The overall estimated NH₄-N flux from the sediment to the overlying water was 4.8 µg cm^–2 day^–1, and the soluble organic N flux was 5.8 µg N cm^–2 day^–1. Total N flux was 10.6 µg N cm^–2 day^–1.     

1987—2016年武汉城市湖泊时空演变及其生态服务价值响应

城市湖泊面积萎缩、水体污染及流域生态系统功能退化已成为影响城市生存与发展的重要环境问题,明确城市湖泊时空演变特征及其生态系统服务价值响应能强化人类对城市湖泊的保护认知,对维护湖泊及流域生态系统稳定、确保城市湖泊资源可持续利用有着重要意义。选取武汉市现主城区1987、1996、2007和2016年遥感影像,提取湖泊及流域水面信息,探讨武汉城市湖泊时空演变特征及其驱动力;并结合不同时期社会经济、自然环境等实际,进行湖泊水域生态功能服务价值定量估算,探讨其对人类活动及湖泊时空演变的响应规律。主要结果如下:(1)29年间,武汉主城区湖泊水域面积共缩减82 km²,减少了56.9%;越靠近城市建成区,湖泊面积缩减越明显;湖泊面积越小,填占现象越严重;湖泊水系由1987年纵横交错的网络格局发展为2016年相互分散的独立斑块。(2)农业生产和城市建设是造成湖泊面积减少的主要原因,相关保护政策及条例的实施是湖泊面积增加的驱动因素,城市不同发展时期主要的驱动因素各异。(3)1987—2016年,武汉主城区湖泊水域生态系统服务价值由20.95亿元减少到6.78亿元,共减少了67.64...     

污染湖泊生态系统服务净价值评估——以滇池为例

水污染是我国湖泊生态系统面临的主要环境问题,评估污染条件下湖泊生态系统服务价值对认识和恢复污染湖泊生态功能具有重要意义。针对当前湖泊生态系统服务价值评估方法中未体现水污染负面影响的问题,在传统生态系统服务功能价值评估框架的基础上,将水污染造成的经济损失内化到生态系统服务功能价值中,提出了针对污染湖泊的生态系统服务功能价值评估方法。应用该方法核算了滇池生态系统服务净价值。结果表明:2006—2015年滇池年均生态系统服务功能价值为386.55亿元/a,水污染改变了滇池的价值结构,供水价值丧失,气候调节、旅游和蓄水等成为滇池生态系统服务功能价值的主体;滇池水污染对流域内外经济社会发展造成的损失达到15.23亿元/a,主要经济损失体现在生态补水费用和蓝藻去除费用;综合湖泊生态系统服务的正向价值和水污染的负向损失,滇池的净生态系统服务价值为371.33亿元/a,占流域GDP的11.7%。将水污染损失纳入湖泊生态系统服务功能价值评估中增强了评价结果的合理性,能够更加真实地反映湖泊生态系统对人类经济社会发展的综合影响。     

Seasonal dynamics,typhoons and the regulation of lake metabolism in a subtropical humic lake

1. We used high‐frequency in situ dissolved oxygen measurements to investigate the seasonal variability and factors regulating metabolism in a subtropical alpine lake in Taiwan between May 2004 and October 2005, specifically exploring how the typhoon season (from June or July to October) affects lake metabolism. 2. Gross primary production (GPP) and ecosystem respiration (R) both peaked in early summer and mid‐autumn but dropped during the typhoon season and winter. Yuan‐Yang Lake is a net heterotrophic ecosystem (annual mean net ecosystem production ?39.6 μmole O₂ m^?3). 3. Compared to the summer peaks, seasonal averages of GPP and R decreased by approximately 50% and 25%, respectively, during the typhoon season. Ecosystem respiration was more resistant to external disturbances than GPP and showed strong daily variation during typhoon seasons. 4. Changes in the quality and quantity of dissolved organic carbon controlled the temporal dynamics and metabolic regulation. External disturbances (typhoons) caused increased allochthony, increasing DOC and water colour and influencing lake metabolism. 5. Seasonal winter mixing and typhoon‐induced water mixing in summer and autumn play a key role in determining the extent to which the lake is a seasonal carbon sink or source to the atmosphere.     

近十年太湖生态系统服务功能价值变化评估

理解和把握近年来湖泊生态系统服务功能退化规律的最佳手段是评估其生态系统服务功能价值的变化。以太湖为例,基于近十年来太湖生态系统的科学调查数据,综合运用生态学及经济学方法,对太湖生态系统的四大类功能和11个亚类的服务价值进行了综合评估。研究结果表明,2000年、2003年、2007年和2009年太湖生态系统服务总价值分别为1627.98亿元、1908.68亿元、1503.99亿元和3528.73亿元,保持逐渐升高的趋势,但是在2007年却意外降低。从2000年到2009年太湖生态系统服务功能价值构成发生了一些变化,2000年以供水功能为主体,约占总价值的43%,2003年和2007年变为以航运功能为主体,分别占总价值的41.31%和38.73%,而2009年又变为以旅游功能为主体,约占总价值的52.52%,总体上由供给功能向文化功能转变。航运功能和旅游功能急剧上升而供水功能急剧下降不利于长远发挥的太湖生态服务功能。蓝藻水华的发生可能降低太湖供给功能、支持服务功能和文化服务功能,进而对太湖生态服务的总价值产生负面影响。研究认为太湖生态系统对支持和保护人类社会具有重要的作用,为管理者和决策者有效的保护和管理湖泊生态系统提供了重要的信息。     

基于水源涵养参照系的中国生态系统水源涵养功能优劣评估

为解决水源涵养优劣评估结果空间可比性差的问题,在拟合1990—2018年中国生态系统水源涵养动态数据基础上,构建基于参照系的水源涵养功能优劣等级评估方法体系,从全国和分区尺度揭示中国生态系统水源涵养功能优劣格局与演变规律,阐明该方法的优越性。结果表明：(1)2015年中国全国生态系统水源涵养功能以差级别占主导,约占总面积的44.8%,主要分布于西北、青藏高原、华北平原和东北平原。1990—2018年中国生态系统水源涵养功能中等级面积极显著降低,差等级面积显著增加,其余类型呈波动变化。(2)各气候区生态系统水源涵养优劣等级构成因气候、生态系统构成等差异而不同,一般为气候区愈湿润,其优良等级比重愈高。1990—2018年,共有10个气候区的优、良、中、低或差等级面积发生了显著变化,主要为优、良、中等级以显著降低为主,差等级全显著增加。(3)与其他方法相比,基于参照系的生态系统水源涵养功能优劣评估法因引入分区分类评估思想,评估结果更科学,空间可比性显著提高。     

Relationships between mercury in lake water,water colour and mercury in fish

The relationship between mercury content in fish (pike and perch), the different fractions of mercury in lake water and water color was investigated in 76, mainly oligotrophic lakes distributed over a large part of Sweden. The lakes were classified in terms of drainage area characteristics, lake morphometry and water chemistry. The dominant fraction of mercury in lake water was RIHg (fraction reducible to elemental mercury by NaBH₄). RIHg and water color were strongly positively correlated. Water color (determined by the comparative method using colored disks) was used as a surrogate for the amount of humic matter in the water. Thus, humic matter appears to be acting as an important carrier of mercury. A positive relationship between mercury content in fish and water color was found only in deep lakes (average depth > 5 m). It is suggested that the bioavailability of mercury attached to humic matter increases due to anoxic conditions, common in the hypolimnion of deep lakes.     

In situ sampling of interstitial water from lake sediments

A sampler with a relatively high resolution has been developed, which allows interstitial water to be obtained from lake sediments at well defined depths, without serious disturbance of sediment structure. Oxidation effects are excluded. Sampling time is in the order of a day. Installation requires little additional equipment. The instrument has been developed for use in shallow lakes.