古湖沼学研究揭示湖泊生态系统服务变化的过程

当今在气候变化和人类活动等多重压力影响下,作为地表过程重要组成部分的湖泊生态系统正遭受着巨大威胁,其服务功能急剧退化.如何客观地评价湖泊生态系统服务的现状,并科学地预测其发展趋势,是当前亟待解决的问题.开展长期生态系统服务变化过程与机理的分析,有助于未来生态系统服务变化趋势的预测.然而,现有的观测数据往往时间较短(通常小于50年).连续的湖泊沉积记录为研究生态系统服务变化的长期过程提供了可能.本文结合前人研究成果,列举了可反映湖泊生态系统服务变化的一些古湖沼学指标,依据这些指标相对明确的生态和环境指示意义,将其与各项服务关联起来.最后,结合巢湖实例分析来说明这些指标在评估湖泊生态系统服务方面的具体应用,研究表明当今巢湖生态系统服务供应能力的持续增加是以调节服务的丧失为代价的.尽管目前的研究尚处于起步阶段,但古湖沼学手段无疑为今后湖泊生态系统服务历史状况的评估提供了途径,为古湖沼学的应用提供了一种新的思路,并为今后生态系统的保护和可持续利用提供重要的决策依据.     

中国科学院太湖湖泊生态系统研究站

<正>中国科学院太湖湖泊生态系统研究站(简称太湖站),于1988年获中国科学院批准建立,隶属于中国科学院南京地理与湖泊研究所.现为中国生态系统研究网络(CERN)野外站,国家重点野外科学观测试验站.太湖站自1991     

浅水湖泊湖沼学与太湖富营养化控制研究

自2007年无锡暴发饮用水危机事件以来,太湖经历了前所未有的高强度、大规模治理,各种治理措施累计投资已经超过千亿元.监测显示,在治理初期太湖的氮、磷浓度下降明显,水质有所好转,但最近几年关键水质指标总磷与浮游植物叶绿素α浓度出现了波动,蓝藻水华有所反弹.研究表明,太湖的外源负荷并没有减少,这与城镇用水量增加、污水排放标准偏低、面源污染削减不足有很大的关系;同时,内源负荷也因为蓝藻水华的持续而加重,浅水湖泊水深浅、扰动强的特点强化了磷的循环利用效率,加剧了内源负荷对湖泊富营养化和蓝藻水华的影响.气候变暖叠加营养盐富集的复合效应、流域风速下降以及暴雨事件频次和强度增加等气象水文条件变化,都促进了太湖蓝藻水华的暴发;蓝藻水华的时空分布特征则受湖泊水动力的决定性影响.太湖治理的曲折过程,凸显了大型浅水湖泊湖沼学研究的不断深入与发展,未来需要继续加强多学科交叉研究,特别是基于湖泊-流域系统的气象水文、生物地球化学和生物生态学的学科交叉.对于太湖生态环境的综合治理和管理,既要注重湖泊与流域相结合,更需要重视自然科学和人文科学的有机融合,才能真正达到控制太湖富营养化、维护流域水环境安全与社会经济可持...     

湖泊流域生态系统演化对人类世研究的重要意义

人类世可能成为一个全新的地质时期,以描述人类活动对地球环境造成极为深远的影响,目前已被广泛讨论。湖泊及流域生态系统作为与人类社会最密切的地球单元之一,受到人类活动显著影响,相关研究成果能为理解人类世做出贡献。本文从湖泊流域生态系统和人类世本身特征为切入点,讨论了湖泊及流域生态系统演化对人类世研究的重要意义。我们认为,湖泊具有相对独立的整体,清晰的内部作用关系、完备的理论支持和时空数据支撑,能够为人类世地球各圈层交互作用提供研究框架。湖泊流域生态系统演化的稳态转换与地球环境进入新的地质时期具有诸多相似之处,相关研究成果能够更好地界定人类世开始时间、总体特征以及演变过程和机制。本文指出人类世湖泊及流域生态系统演化研究依然面临诸多挑战,并提出了对未来相关研究的展望。     

鄱阳湖外围湖泊水体营养波动周年特征的比较湖沼学研究

近年来,我国最大淡水湖泊湿地鄱阳湖的水体富营养化趋势明显且日益受到各方关注,而对鄱阳湖湖体外围各类浅水湖泊富营养化情况及其动态却了解颇少.为深入了解鄱阳湖外围不同湖泊的富营养化现状、季节动态及驱动机制,于2014-2015年对毗邻鄱阳湖南岸的南昌市大小不同的3个城市或城郊浅水湖泊(青山湖、瑶湖、军山湖)水质参数和营养状态进行周年观测.结果表明,青山湖、瑶湖和军山湖的高锰酸盐指数范围分别在2.6~4.5、2.1~4.6和1.6~1.9mg/L之间,仅军山湖目前未受到有机物污染影响,3个湖泊两两之间均呈极显著差异.青山湖和瑶湖水体总氮(TN)、总磷(TP)浓度远高于湖泊富营养化转换的阈值(TN:0.20 mg/L,TP:0.02 mg/L),且TP污染最为严重,仅达到地表水Ⅳ~劣Ⅴ类标准.在3个湖泊中,水体氮主要以可溶性态氮的形态占优势,水体磷形态除了军山湖外,另外2个湖泊主要以颗粒态磷占优势.青山湖、瑶湖和军山湖的叶绿素a(Chl.a)浓度范围分别为34.65~184.48、7.66~120.67和2.42~17.41μg/L,各湖泊的Chl.a浓度均在冬季达到最低值,且军山湖与其他2个湖泊的Chl.a浓度均呈极显著性差异,青山湖与瑶湖无显著差异.基于综合营养状态指数法对3个湖泊的营养状态进行评价发现,青山湖富营养化程度最高,已达到轻-中度富营养的稳定富营养状态;其次为瑶湖,营养状态不稳定,在中营养-轻度富营养-中度富营养水平之间巨幅波动;军山湖相对最低,全年整体处于贫营养-中营养状态之间,处于波动上升的趋中营养状态.同时发现3个湖泊的水体富营养化程度的年内波动依赖于不同的水温环境,水温是以上3个亚热带浅水湖泊富营养化程度年内季度波动的重要影响因子之一.Pearson相关分析还发现,3个湖泊的Chl.a浓度均与水柱TN和TP浓度呈显著正相关,其中青山湖和军山湖的水柱Chl.a浓度与总溶解性氮和总溶解性磷浓度均呈极显著正相关关系.整体来说,水柱氮是影响3个湖泊水环境特征的主导因子之一,磷是2个富营养化湖泊的主导影响因子,在富营养化湖泊控制和削减磷营养盐输入的同时,应考虑如何有效降低氮的输入,并着力控制中温季节(水温为15~25℃)的营养输入和快速富营养化风险防控;中营养湖泊(军山湖)应在控制磷的输入和消减水柱氮上进行系统调控,尤其重视高温季节(水温25℃)的防控与预警,这将对鄱阳湖外围浅水湖泊的水环境保护和治理提供重点方向与新型管理思路.     

Internet上的湖泊学、湖沼学信息资源（一）

(1)http：／／www．1imnology.or：国际理论与应用湖沼协会(International Association of Theoretical and Applied Limnology，SIL)成立于1922年，是目前全球最大的湖沼学研究学术团体，主办刊物Arthiv fur Hydrohiologie．     

湖泊生态系统的水鸟监测意义

水鸟的多样性及其变化趋势是保护水鸟必需的信息,也是其柄息湿地环境质量的指示因子之一.本文综述了水鸟与湖泊生态系统关系的研究成果,认为水鸟的物种多样性与丰富度可以快速反映湖泊的水生植物、鱼类的生物量和湖泊水位、营养状况的变化,集群繁殖的食鱼水鸟可用于湖泊生态系统中持久性有毒化学污染物的生态监测;同时阐述了水鸟通过取食水生...     

湖沼学是研究内陆水体的多学科整合科学——兼论我国湖沼学发展面临的挑战与机遇

湖沼学是研究内陆水体的多学科交叉综合性科学,自从Forel F.A.于1892年首次对湖沼学做出定义以来已有近130年历史.湖沼学的主要分支学科包括地质湖沼学(包括古湖沼学)、物理湖沼学、化学(生物地球化学)湖沼学和生物湖沼学.湖沼学的关键自然属性是通过跨学科的整合,从水生态系统水平综合分析相关过程与机理,并对生态系统变化进行预测.因此,湖泊学也是支撑水资源与生态系统保护、管理与修复的核心科学.然而,目前我国湖沼学发展面临分支学科发展不平衡、研究碎片化等问题,而人类活动加剧和气候变化对内陆水体生态系统的影响及管理对策是湖沼学研究面临的挑战与机遇.我国湖沼学研究亟需围绕人类活动、气候变化的影响,重点开展以下几个方面的工作:1)水动力与水文地貌特征变化及其环境生态效应; 2)营养盐和有机质生物地球化学循环及其环境生态效应; 3)食物网结构与功能; 4)外来入侵物种的影响与控制对策; 5)与水环境有关的传染病防治; 6)地表水生态评价; 7)生态系统演变机理与退化生态系统修复等.     

中国生态系统研究网络(CERN)台站数据文档文件编码——以湖泊生态系统研究站为例

实现数据文档系统的有效管理必须对数据文档文件进行编码。本文结合湖泊生态系统研究站探讨了数据文档文件编码的若干原则:面向研究对象和目标、唯一性、简单适用性、合理性、可扩充性和规范性,并给出湖泊生态站的分类体系和编码方案。     

我国的主要湖泊

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浅水湖泊生态系统的多稳态理论及其应用

在“八五”期间太湖研究工作的基础上,发展和充实了浅水湖泊多稳态理论,简要介绍了多稳态概念模型,并将这一理论和模型贯穿于太湖富营养化防治研究中;总结了太湖各湖区的状态演化过程,提出保护东太湖生态环境和治理五里湖的策略及技术路线,并付诸于实验;证明了利多稳态理论和多稳态模型指导湖泊富营养化防治的可行性。     

浅水湖泊生态系统恢复的理论与实践思考

随着我国湖泊生态环境越来越严峻,湖泊生态恢复也逐渐被人们所重视．实际上,湖泊生态恢复应该是一项系统工程、是通过一定程度地减缓或改善环境压力,结合某种或多种水生生物的种养措施,逐步使得生态系统向良性的或者是被改变前的状态发展,目前．湖泊生态恢复不是被单纯地理解为种草、养鱼等,就是被解释为生物群落的人为搭配或镶嵌．由于这种认识上的偏差,导致湖泊治理中有关生态修复的实践长期以来鲜有成功的实例．最后、以太湖为例,给出了湖泊局部水体生态修复达致净化水质的技术思路——通过改善环境来恢复水生植物,通过水生植物恢复来引导乍态系统向草型湖泊转变,通过水生系统恢复达到改善水质的目的．这种思路能否成功用于指导湖泊水生植物与生态系统恢复、还有待于进一步实践的检验．     

中国生态系统研究网络（CERN）台站数据文档文件编码：以湖泊生态系统研…

实现数据文档系统的有效管理必须对数据文档文件进行编码，本文结合湖泊生态系统研究站探讨了文档文件编码的若干原则：面向研究对象和目标，唯一性，简单适用性、合理性，可扩充性和规范性，并给出湖泊生态站的分类体系和编码方案。     

湖泊沉积物DNA在气候环境变化和生态系统响应研究中的应用

随着气候与生态问题的不断涌现,气候环境变化与生态系统响应研究的重要性日益凸显,而传统方法逐渐难以满足深入研究的需要.现代分子生物技术的快速发展使针对湖泊沉积物的DNA分析逐渐被引入相关研究中,有效弥补了传统研究方法的不足,为研究者提供了理解过去气候和环境变化、生态系统响应的新视角.湖泊沉积物中的DNA蕴藏着丰富的生物群...     

干旱区湖泊研究的新进展——《亚洲中部湖泊近期变化》简介

亚洲中部是辽阔的干旱区,大部分是内流区。湖泊的共同特点是:绝大多数湖泊是河流的归宿点,近期（尤其是最近半个世纪）都是不同程度的缩小以至干涸。从而引起地理环境的变化,有些地区甚至被迫修订区域发展规划。这类湖泊的近期变化,有关文献对个别湖泊的变化情况有过零星报道,作为区域性的系统综合研究,此书可能是最新进展。 1988—1992年,中国科学院新疆地理研究所、新疆水文站和哈萨克斯坦科学院地理研究所及水文地质水文物理研究所,曾就亚洲中部的地理环境问题进行过合作研究。《亚洲中部湖泊近期变化》就是合作研究的成果之一,由杨川德、邵新媛共同编写,已由气象出版社于1993年5月出版。此书对亚洲8个主要内陆湖（咸海、巴尔喀什湖、阿拉湖、艾比湖、乌伦古湖、博斯腾湖及罗布泊）的近期变化情况、变化原因及对环境的影响,分别作了详细介绍。对湖泊变化的环境效应,则从主要自然因素、人类活动影响、湖泊变化的滞后效应及生态环境等方面作了更广泛和系统深入的分析。通过本书可以了解到最近半个世纪以来,亚洲中部地区湖泊变化的一般情况及变化原因,为干旱区地理、水文及湖泊研究等方面,提供了很多新情况。     

组合型浮床生态系统的构建及其改善湖泊水源地水质的效果

研究开发了一种由水生植物、水生动物及微生物膜构建的组合型浮床生态系统.在野外条件下,考察了该浮床对富营养化湖泊水在静态条件下的净化效果.结果表明,20 d内TN、TP的去除率分别为83.7%和90.7%,透明度也有大幅提高.而且,组合型浮床系统对有机物尤其是难降解有机物的去除能力较强,在25 d内,对r-BHC、HE、DDE、DDD、DDT的去除率分别为25.2%、63.8%、42.1%、71.6%和27.6%,氯苯、阿特拉津的去除率达55.9%和72.1%.水生动物的代谢活动提高了有机物的生物可降解性和氮磷的植物可利用性.该新型浮床可用于水源地水质改善、污水净化生态工程、富营养水体的生态恢复等.     

太湖流域西氿摇蚊亚化石群落对湖泊生态系统稳态转换的响应

探究湖泊生态系统稳态转换机制对科学管理湖泊环境具有重大的意义本文通过西氿沉积岩芯XJ2018中的生物指标(摇蚊亚化石)及地球化学指标(总氮和总磷),探讨了其环境演变历程以及生态系统的稳态转换摇蚊亚化石群落变化和系统突变指数(RSI)结果均表明,西氿生态系统在近40年内经历了明显的稳态转换1990s前,湖泊营养状态较低,水生植被覆盖度较高,摇蚊群落以附植型摇蚊(Cricotopus trifasciatus、Dicrotendipes spp)为主,广食性的长足类摇蚊丰度最低,此时西氿为草型-清水态湖泊;以1990年为节点一直到2000年前后,由于宜兴市围网养鱼以及农业发展迅速,湖泊营养状态在较短的时间内,发生了一次显著的转变,附植型类群逐步减少,广食型类群(Tanypus chinensis、Microchironomus tabarui)暴发且逐步占据统治地位,湖泊营养化程度逐渐加剧,由草型逐步向藻型过渡; 2000 2010年,湖泊生态系统进一步恶化,附植型类群几乎消失,广食型长足亚科(Tanypus chinensis、Procladius choreus)占绝对优势,2010年以后,附植型摇蚊类群的恢复和广食型摇蚊数量的下降,表明随着生态保护的重视和生态治理的实施,西氿环境略有改善,但藻型富营养湖泊的状态仍未改变.     

武汉东湖超微藻生态学的初步研究

论述了武汉东湖超微藻年数量,叶绿素含量,生产量分布,于室内模拟了不同光强与不同浓度Ｐ营养对超微藻光合性能的影响,同时与国外海洋与淡水超微藻的生产力,生物量和各自所占百分比进行了比较。文中还就东湖超微藻分布与生态环境之间关系进行了讨论。     

武汉东湖水生植被的恢复试验研究

本文报道了在武汉东湖所作的水生植被恢复的研究结果,分别在东湖水果湖、汤林湖和后湖等三个湖建立水生植被恢复示范区。     

我国城市湖泊的环境问题与对策探讨

本文根据我国近期湖泊调查资料分析, 查明了湖泊富营养化、水质污染和湖泊的淤积是我国城市湖泊当前存在的主要问题, 并在总结前期城市湖泊环境综合整治工作经验的基础上, 提出改善我国城市湖泊环境质量工作的建议。