竺山湾湖泊缓冲带湿地生态系统EWE模型构建与分析

湖泊缓冲带在湖泊流域空间布局中具有特殊地位,缓冲带内的湿地对于保障流域生态健康和湖泊水环境质量具有十分重要的意义.本研究以太湖竺山湾湖泊缓冲带内的竺山湖湿地生态系统为研究对象,将生物组分划分为16个功能组,构建了生态通道(EWE)模型,并分析了生态系统的特征、状态以及功能组之间的相互关系.结果表明: 竺山湖湿地生态系统的有效营养级范围在1~3.72,营养流动主要发生在前4个营养级,开始于沉水植物和有机碎屑的食物链较多.湿地生态系统的总的能量转换效率为5.1%,并未达到“1/10定律”,说明当前的能量转换效率较低.物质流量在生态系统中的平均传输效率为4.3%.系统的总生产量为2496.66 t·km^-2·a^-1,总流量为10145.2 t·km^-2·a^-1.生态系统的多种特征参数表明当前生态系统处于幼态化阶段.     

土地利用变化对滇池流域生态系统服务价值的影响

随着社会经济的快速发展,土地利用变化日趋剧烈,对生态系统及其服务价值产生重要影响,探究土地利用变化与生态系统服务价值之间的定量响应关系,对区域生态环境建设具有重要意义。以2010年和2016年滇池流域土地利用数据为基础,基于生态系统服务价值核算体系,定量评估了滇池流域土地利用变化及其转化对生态系统服务价值的影响。结果表明：(1)2010年和2016年滇池流域生态系统服务价值分别为688.16亿元和729.31亿元,6年间增加了41.15亿元。从各地类的生态系统服务价值来看,由大到小排序为林地>水域>耕地>建设用地>草地>裸地。(2)2010—2016年,滇池流域土地利用变化的剧烈程度由强到弱为建设用地>耕地>草地>林地>裸地>水域,耕地和建设用地的土地利用动态度较高,其中耕地面积减少了52.71km²,建设用地面积增长了93.25km²。(3)2010—2016年,滇池流域土地利用相互间的转化导致生态系统服务价值增加了3.88亿元,其中耕地、草地、城镇用地和裸地面积的变化增加了生态系...     

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。     

基于生态系统服务价值和景观生态风险的生态分区识别与优化策略——以祁连山国家公园青海片区为例

生态空间分区识别是支撑自然保护地生态资产管理的前提性和基础性工作。以祁连山国家公园青海片区(以下简称为“园区”)为例,集成遥感技术、地理信息模型方法、景观生态学方法、GIS格网法,分析了园区1998—2018年土地利用、生态系统服务价值、景观生态风险的时空演变特征,选用Z-score标准化构建了四类生态分区。结果表明：(1)草地占园区面积的55.00%以上,30年间(1998—2018年)园区土地利用之间转移总面积为102.49 km²。(2)3个时期(1998年、2008年、2018年)园区生态系统服务价值(ESV)约为274亿元/a,单位面积ESV为172.94万元/km²。不同ESV等级呈现“大分散、小集聚”的镶嵌交错分布格局,高寒河源湿地区和寒温带针叶林区为ESV的高值区。(3)3个时期园区景观生态风险指数(ERI)分别为0.2287、0.2286和0.2310,生态安全状态整体较好,景观生态风险以低生态风险等级和较低生态风险等级占主导地位,占园区面积的90.00%左右。人工牧草地、旱地、建设用地的景观生态风险等级较高。(4)结合生态...     

高原湖泊流域国土空间生态修复优先区诊断及修复研究

高原湖泊流域是高原地区人类活动的重要载体,兼具高生态价值和高脆弱性的特点。随着高原湖泊流域城市化和工业化发展加速,湖泊面积萎缩,污染加剧,流域生态环境受损严重,引发了一系列生态环境问题,如水土流失、水污染、湿地退化、生境质量下降等。亟需开展生态修复以平衡经济发展与生态环境保护之间关系,而基于整体保护与系统治理思维诊断并修复生态修复优先区,是科学有序推进国土空间生态保护与修复的重要抓手。基于此,研究以高原湖泊流域典型代表滇池流域为例,利用人类足迹和景观生态风险模型定量评估生态系统所受负向干扰,以最小累积阻力模型和电路理论构建流域生态网络;提取生态网络受负向干扰较高的关键区域为生态修复优先区并提出针对性修复措施。研究表明：(1)滇池流域人类干扰和生态风险整体较高,人类干扰整体呈核心—边缘递减的圈层式分布,中高生态风险占据了绝大部分区域。人类交通网络大幅扩展了人类干扰和生态风险的强度和深度;(2)区域生态网络呈典型湖泊生态网络特点,38条生态廊道呈放射状或环状分布,连通湖区、山区两大生态空间内共23块生态源地,保障区域生态安全;(3)研究共提取生态源地修复优先区73.83km²     

整合生态空间的县域生态安全格局识别与构建——以武夷山市为例

生态空间的合理划设是科学构建生态安全格局的重要基础之一。以福建省县级市武夷山市为研究区域，在生态系统服务重要性评价和生态敏感性评价的基础上，划设了武夷山市的禁止开发区、限制开发区和一般开发区，面积分别为1079.71、1267.22和375.35 km²,各占全市总面积的39.7%、46.6%和13.8%。整合空间分区结果，结合现有的自然保护地，使用最小阻力模型构建了武夷山市生态安全格局。结果表明：武夷山市识别了生态源地总面积1322.22 km²,占全市总面积的47.3%;确定了生态廊道755 km、生态节点55个；划分了高、中和低3种生态安全水平格局，面积分别为904.89、511.09和1392.15 km²,各占研究区面积的32.2%、49.6%和18.2%。研究结果为武夷山市的国土空间合理管控提供了依据。     

粤港澳大湾区城市群生态保护优先区识别研究

生态保护优先区识别对于城市群的整体性生态保护和区域生态安全具有重要意义。基于生态保护重要性评价识别城市群生态保护优先区,有助于保障生态系统服务的供给水平和维持生态系统的稳定性。以粤港澳大湾区(以下简称“大湾区”)为研究对象,首先通过增加粮食供给等生态系统服务指标和土地利用强度等生态脆弱性指标构建新的生态保护重要性评价指标体系,以弥补原指标体系忽略部分生态系统服务价值或者关乎生态脆弱性的重要因素所导致的评价结果片面性问题;然后运用结合空间主成分分析法和有序加权平均算子(Ordered Weighted Averaged, OWA)的主客观结合赋权法进行生态保护重要性评价的多情景模拟,并基于保护效率和权衡度进行多情景择优,由此所得最优情景的生态保护优先区的整体生态保护价值相对最高,且一定程度上减小了指标间权衡问题可能导致的评价误差;最终大湾区生态保护优先区面积为26406.04 km²,占大湾区陆域国土总面积的47.69%,主要分布在大湾区中部以外的肇庆、惠州、香港、广州北部、江门外环以及深圳东部沿海,同时优先区识别结果基本覆盖现有生态保护红线和周边大部分一般生态空间...     

黄土高原生态工程对关键生态系统服务时空变化的影响——以延河流域为例

黄土高原地区生态工程的实施,使其生态环境得到显著改善,提高了生态系统服务能力。现有的研究成果中,生态工程对生态系统服务影响的定量评价比较匮乏。以延河流域为例,采用RUSLE模型和InVEST模型对生态系统服务进行评价,通过构建模型识别出不同时期的生态工程区,探究生态工程对生态系统服务的定量影响,为下一步生态工程的实施提供科学的指导和依据。结果表明：(1)2000—2018年,延河流域土壤保持服务和产水服务均呈波动增长趋势,但二者的变化并不同步。(2)4个时期内,能产生生态效应的生态工程区面积呈波动增长趋势,从854 km²增加到1343 km²,在整个流域均有分布,不同时期的重点分布区不同。(3)生态工程增强了区域的土壤保持能力和产水能力,土壤保持服务增强区面积从477.5 km²增加到1140.6 km²,保持的土壤总量从2.1×10⁷ t增加到5.6×10⁷ t;产水服务增强区面积从139.1 km²增加到485.5 km     

基于最小累积阻力模型的城镇土地空间重构——以广州市新塘镇为例

根据源-汇景观理论与生态系统服务理论,以城镇中心建设用地为扩展源,生态用地的生态系统服务价值贡献率为扩展阻力系数,对最小累积阻力模型(MCR)进行修正.基于此,模拟广州市新塘镇空间拓展过程,在保障生态安全格局的基础上,提出了重构城镇土地空间的优化路径.结果表明： 1988-2008年,模拟的城镇空间发展方向与新塘镇实际发展进程及发展强度吻合性良好;模拟结果将新塘镇空间划分为高阻力、较高阻力、中阻力和低阻力4个片区,各区面积分别为80.84、78.90、24.26、61.88 km²,城镇空间发展路径依次沿着低-中-较高-高阻力区进行;新塘镇生态适宜用地面积为159.74 km²,建设适宜用地面积为86.14 km²,生态冲突区面积为17.37 km²,生态冲突区主要分布在较高阻力区(10.38 km²)和高阻力区(6.99 km²).修正后的MCR可有效揭示新塘镇土地空间分配与空间冲突的关系,并能科学有效地判定城镇空间拓展最优路径.     

基于形态学空间格局分析和最小累积阻力模型的城市生态安全格局构建——以厦门市为例

城市化进程的快速发展加剧了生态系统的退化。如何扭转生态系统的退化,同时满足人类日益增长的生态系统服务需求,成为当前的一个研究热点。生态安全格局的构建在一定程度上可平衡城市发展与生态环境保护之间的关系,对于保障区域生态安全、提升生态系统功能具有重大意义。以厦门市为例,基于“生态源地识别—阻力面构建—生态廊道提取”的基本框架构建陆域生态安全格局。结合生态系统服务重要性评价和形态学空间格局分析识别生态源地,该方法兼顾了生态结构和功能,使得所识别的生态源地更具全面性。选取土地利用类型、高程和坡度构建生态综合阻力面,并用人类居住合成指数修正生态综合阻力面,以减少主观赋值的影响,识别各土地利用类型内部的差异,使生态阻力面的构建更加合理。在此基础上通过最小累积阻力模型提取生态廊道,利用重力模型量化潜在生态廊道的相对重要性,并根据重力模型结果划分重要性等级。研究结果表明,厦门市的生态安全格局由14个生态源地、21条生态廊道、15个生态节点及若干个踏脚石所组成。生态源地主要集中在研究区的西部和北部,以林地和草地为主,面积合计为558.64 km²。生态廊道长约159.40 km,其...     

Lake circulation and sediment transport in Lake Myvatn

Lake circulation and sediment transport in Lake Myvatn have been calculated using AQUASEA, a numerical model developed by Vatnaskil Consulting Engineers. The goal of the modelling was to calculate changes in sediment transport within the lake due to changes in lake bathymetry caused by diatomite mining. The model uses the Galerkin finite element method and consists of a hydrodynamic flow model and a transport-dispersion model. The flow model is based on the shallow water equations and the wave equation. The transport model is based on the conservation of mass for suspended sediment. The model was calibrated against measurements performed during the summer of 1992. These included measurements of water elevation, current velocity, wave height, and concentration of suspended sediment. After calibration, the model was run for different mining scenarios to determine their impact on the sediment transport in the lake.     

Microbiological examination of Lake Erie and Lake Ontario sediments

Diver collected cores from three sites in Lake Erie, west of Cleveland, Eastern basin and near Buffalo, and one from Lake Ontario near the mouth of the Niagara River, were sectioned to 20 cm and examined for sulfur cycle and nitrogen cycle bacteria, heterotrophic bacteria, insoluble organic and inorganic phosphate solubilizing bacteria and manganese oxidizing bacteria. Eh, pH, nitrogen, organic carbon and percentage moisture determinations were also made. Data from this study support and confirm other microbiological data collected from Lower Great Lakes sediment and also support the hypothesis that microbial flora of similar type sediments are numerically similar irrespective of the sediments source within the Lower Great Lakes.     

Biogeochemical silica mass balances in Lake Michigan and Lake Superior

Silica budgets for Lake Michigan and Lake Superior differ in several respects. Mass balance calculations for both lakes agree with previous studies in that permanent burial of biogenic silica in sediments may be only about 5% of the biogenic silica produced by diatoms. Because dissolution rates are large, good estimates of permanent burial of diatoms can not be obtained indirectly from the internal cycle of silica (silica uptake by diatoms and subsequent dissolution) but must be obtained from the sediment stratigraphy. The annual net production of biogenic silica in Lake Michigan requires 71% of the winter maximum silica reservoir which must be maintained primarily by internal cycling in this large lake whereas the comparable silica demand in Lake Superior is only 8.3%. The greater silica demand in Lake Michigan is the result of phosphorus enrichment which has increased diatom production. It is hypothesized that steady-state silica dynamics in Lake Michigan were disrupted by increased diatom production between 1955 and 1970 and that a new steady state based on silica-limited diatom production developed after 1970. Mass balance calculations for Lake Michigan show in contrast with previous work that the hypothesized water column silica depletion of 3.0 g · m^–3 could have occurred even though 90% or more of the biogenic silica production is recycled.     

Sambhar Salt Lake

The saline and alkaline brines from the Sambhar Salt Lake (SSL), both from the main lake and from the solar evaporation pans at Sambhar Salt Limited, Sambhar, Rajasthan, India, were studied with respect to their chemical composition and presence of red, extremely haloalkaliphilic archaebacteria. The brines had pH values of 9.5±0.2 and a total salt content ranging from 7% (w/v) to more than 30% (w/v). Sodium chloride, sodium carbonate, sodium bicarbonate and sodium sulphate were the principal salts present in these brines which lacked divalent cations (calcium and magnesium). Six strains of red, extremely haloalkaliphilic bacteria, designated SSL 1 to SSL 6, were isolated. All the isolates showed obligate requirements for sodium chloride (>15%, w/v) and high pH (>9.0). Magnesium ions were required in traces for maintaining morphological structure and pigmentation. All these strains possessed the diether core lipids, phosphatidylglycerol (PG), phosphatidylglycerophosphate (PGP), and bacterioruberins characteristic of halophilic archaebacteria. The strains were assigned to the newly proposed genus Natronobacterium.Part of the paper was presented by the authors at XIV International Congress of Microbiology 7–13 September 1986, Manchester, UK     

Lake Torrens brine

The chloride content of the groundwater increases towards Lake Torrens. Major enrichment occurs on the playa and is caused by evaporation from the capillary zone. The chloride is sea derived via cyclic aeolian transport.     

新疆艾比湖和伊吾湖可培养嗜盐古菌多样性

新疆地区盐湖密布,蕴藏着丰富的微生物资源。为保护和利用微生物物种与基因资源,作者从新疆准噶尔盆地的艾比湖和天山山间盆地的伊吾湖分离纯化嗜盐微生物。采用PCR方法扩增其中65株嗜盐古菌16SrRNA基因序列。序列分析表明,分离的嗜盐古菌分属6个属,艾比湖以Haloterrigena和Natrinema属的菌株为主,伊吾湖由Haloarcula和Halorubrum两个属的菌株构成。通过多样性指数、丰富度指数、均匀度指数和物种相对多度模型对分离的菌株进行多样性分析和比较,结果表明,盐湖嗜盐古菌的多样性指数、丰富度指数和均匀度指数具有一定相关性,艾比湖可培养嗜盐古菌的多样性高于伊吾湖。研究发现了一些新的物种资源,表明新疆盐湖中孕育的特色微生物资源亟待保护与利用。     

鄱阳湖及洞庭湖红鳍原鲌的群体分化研究

结合形态和线粒体Cyt b数据, 研究了鄱阳湖及洞庭湖定居性鱼类红鳍原鲌的6个地理群体(湖口群体、星子群体、都昌群体、鄱阳群体、余干群体和洞庭湖群体)共186尾样本的群体分化情况. 形态分析结果显示地理群体间形态差异较小. 遗传分析结果中, 群体间遗传分化指数(Fst) 为-0.00567-0.33429, 显示群体间存在较大遗传差异, 而单倍型分布和分子变异分析(AMOVA)也得到相似的结果. 根据群体遗传距离构建的系统树, 6个群体分为两大支: 洞庭湖群体与其他群体距离最远, 单独聚为一支; 星子、都昌、鄱阳和余干4群体聚成另一支, 而湖口群体处于两支的过渡位置. 因此, 群体间已产生显著遗传分化, 且主要体现在洞庭湖和鄱阳湖各群体间. 综合上述分析结果及红鳍原鲌的生活习性认为, 鄱阳湖及洞庭湖红鳍原鲌群体间的遗传分化是红鳍原鲌定居性的生活习性导致不同地理群体间长期的群体隔离、缺乏基因交流的结果.