冬虫夏草,让人们疯狂还是哭泣？

青藏高原是世界上最高、最大也是最年轻的高原,平均海拔高度在4000米以上,素有“世界屋脊”和“世界第三极”之称。高原上的皑皑白雪和巨大冰川孕育了许多中国乃至世界上著名的湖泊,还是亚洲大部分主要河流的源头所在地。沿着318国道的川藏线穿行在青藏高原上,一路上见到的都是“错”：世界上海拔最高的咸水湖纳木错,     

圣洁的纳木错

错,在藏语中是“湖”的意思。纳木错,就是“天湖”,它被藏民族誉为“圣湖”。这不仅是因为纳木错与念青唐古拉山自然天成的雪山大湖为一体的奇特景观,还因为纳木错地区蕴含着丰富的野生动植物资源、古老的文化、众多的地质遗迹,最主要的还是纳木错基本未受到污染的玉洁冰清、天人合一的洁净环境。 纳木错是世界上海拔最高的大湖,也是我国仅次于青海湖的第二大咸水湖。湖面海拔4718米,东西长70公里,南北宽30公里,面积1920平方公里。南侧是雄伟的念青唐古拉山,主峰海拔7117米,北侧是平缓的羌塘高原。湖水清澈透明,水质属微咸水湖,是藏北大中型内陆湖中矿化度最低的一个大湖。 从拉萨出发,沿青藏公路行驶约200公里到达当雄县城,再向北约30公里,翻过那根拉丫口后就进入了纳木错湖区。站在那根拉丫口随风飘飞的经幡前,湛蓝的纳木错湖泊一角便呈现在眼前:雪山、天湖、碧野、白云浑然一体,草地上     

中国湖泊水量调节能力及其动态变化

湖泊水量调节是指湖泊生态系统通过洪水蓄积和径流补给实现水资源的再分配,进而减轻洪旱灾害。在围湖造田、退田还湖和气候变化影响下,科学评估我国湖泊水量调节能力现状及变化情况,是实现湖泊洪水调蓄功能和水资源调节功能评价的重要基础。基于全国湖泊调查数据,将全国划分为5个评价区,探讨了面向全国尺度的湖泊水量调节能力评价方法,在此基础上对全国湖泊的水量调节能力及其动态变化进行了分析评价。结果表明:(1)我国湖泊(面积1 km2)水量调节总量为1500.02亿m3,其中东部平原区和青藏高原区的调节量最高,分别占全国总量的44.46%和43.63%;(2)湖泊调节水量的效能以东部平原区最高(310.19万m3/km2),其次是东北平原与山区(191.19万m3/km2),围湖造田/退田还湖将导致该区湖泊水量调节能力明显削弱/增强;(3)近几十年来,我国湖泊水量调节能力呈小幅增长(增长量9.76亿m3,增幅0.65%),5个评价区仅蒙新高原区湖泊水量调节能力明显削弱,其余区域均呈不同程度增强,且以东部平原区增加最多,东北平原与山区增幅最大。研究可以为评估我国湖泊生态系统水量调节能力、分析土地利用变化对流域洪水调蓄和水资源调节功能的影响提供参考。     

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。     

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.     

湖泊生态服务受益者分析及生态生产函数构建

生态系统服务管理作为生态系统管理的优化方式,是生态学研究的前沿方向。湖泊生态系统服务管理是指综合利用生态学、经济学、社会学和管理学等学科知识,对影响湖泊生态系统结构、过程、功能的关键因子进行调控,提高湖泊生态系统服务供给水平和供给能力的过程。近年来国内外学者针对湖泊生态系统服务内涵、分类、经济价值评估等方面开展了大量研究,极大地促进了湖泊生态系统服务从认知走向管理实践。然而,现有研究在开展湖泊生态系统服务价值评估时多忽略生态系统服务受益者和生态系统特征对生态系统服务的边际影响分析,无法揭示生态系统服务空间流动和转移特征及生态系统服务时空权衡关系,制约了生态系统服务研究与管理决策和政策设计结合。在综述湖泊生态系统服务定量评估方法的基础上,认为通过生态系统服务受益者分析确定湖泊生态系统最终服务,并通过构建生态生产函数确定湖泊生态系统服务权衡关系及湖泊生态系统特征对生态系统最终服务的边际影响,是生态系统服务走向管理实践和政策设计的科学依据,可以确保生态、社会、经济可持续发展。     

青藏高原国家公园群生态系统完整性与原真性评估框架

青藏高原具有全球独特的自然生态和人文生态系统,生态系统完整性与原真性极高,建设国家公园群是青藏高原整体性保护重要生态系统完整性与原真性的重要手段。遵循"内涵界定-框架梳理-框架构建"的研究思路,科学界定国家公园生态系统完整性和原真性内涵并建立概念模型,通过梳理国家公园生态系统完整性评估的主要框架,在对区域自然生态和社会人文系统科学考察的基础上,分析区域生态系统完整性与原真性保护与监管需求,从生境质量、生物群落、生态系统服务、自然条件与灾害、人类活动、人文景观6个方面构建青藏高原国家公园群潜在建设区生态系统完整性与原真性评估框架,以期为未来国家公园群建设与管理提供基础支撑。针对目前国家公园管理存在的主要问题,提出未来评估应用需充分体现国家公园复合生态系统和"群"的特征,并建立生态系统完整性与原真性监测体系,从而更全面的服务于青藏高原国家公园群生态系统完整性与原真性保护。     

青藏高原淡水湖普莫雍错和盐水湖阿翁错湖底沉积物中细菌群落的垂直分布

【目的】湖泊沉积物中存储着大量独特的微生物,这些微生物在湖泊生态系统生物地球化学循环中扮演着非常重要的角色。然而,很少有研究报道微生物群落在湖泊沉积物中的垂直分布。本文比较研究青藏高原淡水湖普莫雍错和盐水湖阿翁错沉积物在不同深度下细菌的丰度和群落结构。【方法】利用定量PCR(q PCR)和变性梯度凝胶电泳(DGGE)技术分别测定细菌群落的丰度与群落结构。【结果】定量PCR结果显示,湖泊沉积物中细菌丰度均随深度增加而降低,盐水湖阿翁错和淡水湖普莫雍错的细菌丰度分别从1011数量级降到108数量级,从1012数量级降到1010数量级。在相对应的沉积物层,淡水湖沉积物的细菌丰度比盐水湖高1-2个数量级。变性梯度凝胶电泳(DGGE)指纹图谱的分析表明,淡水湖沉积物细菌群落的DGGE条带数(丰富度)显著高于盐水湖(P=0.014);淡水与盐水湖泊沉积物细菌群落结构明显不同,同时在同一湖泊沉积物中上层(0-6 cm)和下层(7-20 cm)细菌群落结构也呈明显分异。系统发育分析表明,盐水湖阿翁错沉积物特有菌门为Gamma-变形菌、拟杆菌门、蓝细菌和栖热菌门,而淡水湖普莫雍错沉积物中特有菌门为Delta-和Beta-变形菌、酸杆菌和绿弯菌门。【结论】青藏高原淡水与盐水湖泊沉积物细菌丰度与群落结构具有明显的差异;同时,细菌群落结构在沉积物的不同深度也表现出差异。这些结果可为进一步阐明青藏高原湖泊生态系统中微生物对气候环境变化的响应提供科学依据。     

长春南湖生态系统能量收支的研究

湖泊是人类重要的自然资源 ,其用途包括防洪、灌溉、航运、给水和养殖等。城市湖泊的价值更多地则体现于旅游、娱乐和美学方面 ,以及改善城市生态环境。由于人类活动的强烈影响 ,这类湖泊大多已处于富营养化状态。应用能量生态学的原理和方法来研究湖泊生态系统的结构和功能 ,可为人们在湖泊中的实践活动 (如养殖、富营养化治理等 )提供理论指导。自从Ｊｕｄａｙ[1]于 1 94 0年首次对一个内陆湖泊Ｍｅｎｄｏｔａ湖进行能量收支的研究以来 ,已有一些学者在这方面取得了研究成果[2 ]。我国的湖泊能量生态学研究尚很薄弱 ,多与鱼类养殖有关[3,4…     

基于生物多样性和生态系统服务的青藏高原保护优先区和保护空缺识别

协同生物多样性保护和生态系统服务功能维持对制定系统性保护规划具有重要意义。研究以青藏高原为研究区,应用Maxent模型模拟了重点植物的空间分布,结合世界保护联盟(IUCN)重点动物空间分布数据和生态系统服务空间分布,利用Zonation模型依次识别了基于单一因素的保护优先区以及集成生物多样性和生态系统服务的保护优先区,评估了青藏高原现有自然保护地对保护优先区、重要物种及生态系统服务的保护状况和保护空缺。结果表明:(1)青藏高原保护优先区保护价值呈现由东南向西北递减趋势,优先区主要分布在青藏高原东南缘喜马拉雅山地、雅鲁藏布江中游河谷及横断山区等区域,生物多样性保护优先区和生态系统服务保护优先区分布略有差异,存在43.2%的空间重叠;(2)在重要物种保护上,自然保护地对两栖动物的保护率最高,平均保护了38.2%,哺乳动物次之(24%),爬行动物的保护率较低,仅为10.2%。对生态系统服务功能覆盖率分别是44.1%(防风固沙)、27.1%(水源涵养)、22.3%(土壤保持)、17.1%(碳固定)和16.6%(洪水调蓄);(3)自然保护地对研究识别的保护优先区存在保护空缺,仅覆盖了26.8%的集成保护优先区,Ⅰ级、Ⅱ级和Ⅲ级优先区保护空缺面积占青藏高原面积的7.2%、6.9%和7.7%。研究结果可为青藏高原以国家公园为主体的自然保护地体系优化提供科学依据与理论支撑。     

青藏高原纳木错水生植物多样性及群落生态学研究

野外采集和文献记载结果显示纳木错共有水生植物34种(变种),隶属于15科19属。其中,轮藻门植物1科1属1种、单子叶植物7科8属16种、双子叶植物7科10属17种。纳木错区水生植物区系整体上表现出鲜明的北温带性质。种联结分析表明纳木错水生植物种间相关性显著,这些种组构成一个连续体。样地调查显示,纳木错主要水生植物群落有11种,以沉水植物群落类型为主,兼有少量的浮叶植物群落。β-多样性测度表明,样地间种类组成随水环境差异变化明显。       

Patterns of fish species richness in China's lakes

Aim To document the patterns of fish species richness and their possible causes in China's lakes at regional and national scales. Location Lakes across China. Methods We compiled data of fish species richness, limnological characteristics and climatic variables for 109 lakes across five regions of China: East region, Northeast region, Southwest region, North‐Northwest region, and the Tibetan Plateau. Correlation analyses, regression models and a general linear model were used to explore the patterns of fish species richness. Results At the national scale, lake altitude, energy availability (potential evapotranspiration, PET) and lake area explained 79.6% of the total variation of the lake fish species richness. The determinants of the fish richness pattern varied among physiographic regions. Lake area was the strongest predictor of fish species richness in the East and Southwest lakes, accounting for 22.2% and 82.9% of the variation, respectively. Annual PET explained 68.7% of the variation of fish richness in the Northeast lakes. Maximum depth, mineralization degree, and lake area explained 45.5% of the fish variation in the lakes of the North‐Northwest region. On the Tibetan Plateau, lake altitude was the first predictor variable, interpreting 32.2% of the variation. Main conclusions Lake altitude was the most important factor explaining the variation of fish species richness across China's lakes, and accounted for 74.5% of the variation. This may stem in part from the fact that the lakes investigated in our study span the largest altitudinal range anywhere in the world. The effects of the lake altitude on fish species richness can be separated into direct and indirect aspects due to its collinearity with PET. We also found that the fish diversity and its determinants were scale‐dependent. Fish species richness was probably energy‐determined in the cold region, while it was best predicted by the lake area in the relatively geologically old region. The independent variables we used only explained a small fraction of the variations in the lake fish species richness in East China and the Tibetan Plateau, which may be due to the effects of human activity and historical events, respectively.     

纳木错湖水体固碳微生物数量、群落结构及其驱动因子

湖泊是微生物固碳的主要生态系统之一,但青藏高原湖泊水体固碳微生物群落的研究还罕见报道。以纳木错为例,采用定量PCR和克隆文库方法,研究湖水中cbbL ID基因丰度和固碳微生物群落组成,并分析其与环境参数的关系。结果显示:纳木错湖水中存在较高丰度的cbbL ID类型固碳微生物,从表层到底层呈增加趋势,T2点底层达到最高值(6.37×10~8拷贝L~(-1)湖水)。cbbL ID类型固碳微生物共分四个类群,即不等鞭毛类(Stramenopiles),定鞭藻纲(Haptophyceae),蓝藻(Cyanobacteria)和隐藻门(Cryptophyta)。其中占主要的是Stramenopiles和Haptophyceae。Stramenopiles类群的多样性较高(含7个纲,13个科),其他类群只有1个科。相关性分析表明Stramenopiles和Haptophyceae出现频率存在显著的负相关关系(P0.01)。湖水深度和pH与湖水cbbL ID基因丰度显著相关(P0.05,P0.01)。叶绿素含量与Stramenopiles和Haptophyceae出现频率显著相关(P0.01)。     

纳木措可培养丝状真菌多样性及其与理化因子关系

微生物多样性在评估水体生态环境方面发挥着重要作用。本研究以青藏高原纳木措湖为研究对象, 开展水体可培养丝状真菌多样性及影响因子研究。通过膜过滤平置培养法、经典分类法和rRNA转录间隔区(ITS)序列分析对纳木措湖20个采样点的丝状真菌进行分离、纯化及鉴定, 测定水体理化指标, 综合分析丝状真菌空间分布格局与理化因子的相关性。菌种鉴定结果显示, 从纳木措水体样品中共分离纯化出1,412株丝状真菌, 隶属22属47种, 其中链格孢属(Alternaria)、青霉属(Penicillium)和毛霉属(Mucor)为优势属, 链格孢(Alternaria chlamydosporigena)和冻土毛霉(Mucor hiemalis)为优势种; Pearson相关性分析显示, 丝状真菌总丰度与温度、铵态氮、全磷呈显著正相关; 冗余分析显示, 铵态氮、温度、全磷、全氮、盐度及电导率是影响纳木措湖丝状真菌群落组成与分布的主要理化因子。综上所述, 纳木措水体可培养丝状真菌具有较高的物种多样性和空间异质性, 而且水体环境因子影响其分布。     

中国典型湖泊富营养化现状与区域性差异分析

为全面科学地综合评估全国富营养化现状, 以全国五大湖区22个典型湖泊为研究对象, 科学评估了其富营养化状态, 分析了全国湖泊富营养化状态的区域性差异, 并探讨了富营养化状态与总磷的定量关系。结果表明, 2010—2011年, 59.1%的调研湖泊处于不同程度的富营养化状态, 其中云贵湖区的富营养化程度最为严重, 蒙新湖区的富营养化呈两极分化状态, 东北山地-平原湖区与东部湖区的湖泊基本均处于中营养-轻度富营养之间, 青藏高原湖区的富营养化程度最低。通过分析日照数、无霜期、气温、水深、海拔、降雨与湖泊营养状态的关系, 揭示了湖泊所处的地理位置是影响湖泊富营养化的基本因素, 具有区域性的分布规律。综合分析结果表明, 全国范围内湖泊中叶绿素a与总磷浓度存在显著相关性, 其中东部平原湖区、东北平原-山地湖区、青藏高原湖区和云贵高原湖区的叶绿素a与总磷浓度符合三次曲线方程, 蒙新湖区的叶绿素a与总磷浓度符合S型曲线方程; 东部平原湖区、东北平原-山地湖区、青藏高原湖区叶绿素浓度随着总磷浓度的增加, 首先出现1个极小值点, 然后出现1个极大值点, 其中3个湖区极小值点对应的总磷浓度分别为: 0.054、0.089和0.072 mg/L, 可为我国对应湖区的湖泊富营养化控制指标提供借鉴。     

长江中下游四大淡水湖生态系统完整性评价

长江中下游地区是我国淡水湖泊集中分布区域,研究该区域湖泊生态系统完整性对于湖泊生态系统保护和恢复具有重要意义。物理、化学和生物完整性指标已经广泛应用于河湖生态系统健康评价,但是缺少物理、化学和生物完整性的综合评价方法。以历史调查状况为主要参照系统,构建了基于物理、化学和生物完整性的多参数湖泊完整性综合评价指标体系,结合近年来长江中下游四大淡水湖(洞庭湖、鄱阳湖、巢湖、太湖)生态系统调查数据,对四大淡水湖生态系统完整性进行了评价。结果表明,洞庭湖、鄱阳湖、巢湖和太湖的综合得分分别为66、71、57和57。根据评价等级划分标准,洞庭湖和鄱阳湖生态系统完整性状况都达到"好"的等级,而巢湖和太湖则处于"一般"等级;结果显示,该指标能够表征人类活动对于湖泊生态系统完整性不同方面的干扰,且能够反映四大淡水湖生态系统完整性历史变化状况。因此,该方法可以作为长江中下游淡水湖泊生态系统完整性综合评价的工具并能够为湖泊生态系统的保护和恢复提供科学支撑。     

Sedimentary evidence for recent increases in production in Tibetan plateau lakes

The Tibetan Plateau is a vast, elevated plateau in Central Asia with an average elevation of over 4,500 m and contains the world’s third largest store of ice. It occupies a climatic transition zone between the Asian monsoons and westerly airflow. As a result of this location, the region is sensitive to changes in climate on timescales of decades to millennia and longer. Long-term data are needed to evaluate climatic changes and their impact on ecosystems, but in areas as remote as the Tibetan Plateau, long-term instrumental records of environmental change are geographically sparse and monitoring has only been undertaken in recent times. Paleolimnological approach might be then one of the few means by which environmental variability can be ascertained at scales that allow comparison with contemporary monitoring data and future model projections. Therefore, a paleolimnological study was undertaken in eight different lakes sampled along a North–South transect across the Tibetan Plateau analysing geochemistry and algal pigment in order to assess longer term variability in the trophic condition of these systems and their potential to reconstruct changes in relation to recent climate evolution and possible human impacts. Chronologies for the last century were based on radiometric techniques (²¹⁰Pb, ²⁴¹Am and ¹³⁷Cs). Results show that inorganic sediment dominates the composition of the cores used in this study. Organic carbon constitutes less than 5% d.w. in all the lake cores, except for Kemen Co core where concentrations up to 14% d.w., are observed. Corg:N ratios are generally in the order of 5–10, indicating that autochthonous algal production is the principal biological source of organic matter. Pigment preservation is generally good throughout the cores from all lakes as shown by the 430:410 nm ratio that is generally around 1.0 or higher. Six out of eight lakes show an increase in primary production in recent times. High pre-1800 AD pigment concentrations were detected only in Qinghai Lake. Since most of the lakes show a similar behaviour in the most recent section of the core, we interpret this as a response to climate and land-use changes that have increased autochthonous production throughout the Tibetan Plateau.     

基于生态系统敏感性与生态功能重要性的高原湖泊分区保护研究——以达里湖流域为例

内蒙古高原湖泊流域是我国北方地区重要的涵养水源区域,发挥着防汛抗旱、气候调节、生物多样性维持等多种生态系统功能。近几十年来,全球气候变化加之人类活动加剧,导致内蒙古高原湖泊的数量和面积大幅减少,流域生态系统的损害日益明显,严重威胁到了周边地区的生态安全,保护与治理内蒙古高原湖泊流域已逐渐成为社会各界关注及迫切需要解决的问题。面向内蒙古高原湖泊流域保护和管理需求,以改善和提升流域生态环境质量和生态系统功能为目的,以内蒙古高原湖泊达里湖流域为研究对象,基于流域生态特性和主要生态环境问题,选取水土流失、土壤侵蚀及土地沙化敏感性3个指标评价了流域生态系统敏感性,从水源涵养、土壤保持和生境质量重要性3个方面评价了流域生态系统功能重要性,并在此基础上,通过GIS空间分析技术将流域分为极重要敏感区,一般重要敏感区和低重要敏感区。结合流域内达里诺尔国家级自然保护区的生态重要性与3个区域评价结果,从生态保护角度将流域分为禁止开发区、重点保护区、质量提升区与潜在威胁区4个区域,同时提出针对每个区域特点的保护与管理对策。研究结果对提高高原地区湖泊流域生态环境质量以及对流域实施科学有效的管理提供了科学依据,同时在促进区域乃至全球生态建设和可持续发展方面具有重要的理论与现实意义。     

Patterns and Potential Drivers of Dramatic Changes in Tibetan Lakes, 1972–2010

Most glaciers in the Himalayas and the Tibetan Plateau are retreating, and glacier melt has been emphasized as the dominant driver for recent lake expansions on the Tibetan Plateau. By investigating detailed changes in lake extents and levels across the Tibetan Plateau from Landsat/ICESat data, we found a pattern of dramatic lake changes from 1970 to 2010 (especially after 2000) with a southwest-northeast transition from shrinking, to stable, to rapidly expanding. This pattern is in distinct contrast to the spatial characteristics of glacier retreat, suggesting limited influence of glacier melt on lake dynamics. The plateau-wide pattern of lake change is related to precipitation variation and consistent with the pattern of permafrost degradation induced by rising temperature. More than 79% of lakes we observed on the central-northern plateau (with continuous permafrost) are rapidly expanding, even without glacial contributions, while lakes fed by retreating glaciers in southern regions (with isolated permafrost) are relatively stable or shrinking. Our study shows the limited role of glacier melt and highlights the potentially important contribution of permafrost degradation in predicting future water availability in this region, where understanding these processes is of critical importance to drinking water, agriculture, and hydropower supply of densely populated areas in South and East Asia.