湖泊及水库富营养化模型研究综述

以湖泊及水库的富营养化研究的发展为主线,着重介绍了三类富营养化模型,即:单一营养物质负荷模型,浮游植物与营养盐相关模型,生态动力学模型。通过对目前国内外常用富营养化模型的建立思路和应用实例进行概括和描述。对不同模型的优缺点和适用范围进行了分析比较,对水体富营养化研究的最新发展趋势进行了预测和展望,为湖泊水库综合管理提供了有效工具。     

水生植物在湖泊富营养化生态修复中的应用

水体富营养化作为国内外湖泊水体面临的最大水污染问题,随着社会经济的不断增长,其程度和范围呈现发展扩大趋势,引起了人们的极大关注.生态修复是目前处理湖泊水体富营养化问题的重要方法之一,利用不同水生植物在生态修复中的不同作用及效果,选取适宜种植的水生植物,形成水生植物群落,可提高湖泊水体富营养化的净化效果,合理控制二次污染...     

湖泊富营养化模型的研究现状与发展趋势

生态模型是湖泊富营养化研究和湖泊生态系统管理的重要手段。20世纪60年代起,湖泊富营养化模型的发展经历了从单层、单室、单成分、零维的简单模型到多层、多室、多成分、三维的复杂模型。根据复杂性特征将湖泊富营养化模型分为:简单的回归模型、简单的营养物平衡模型、复杂的水质、生态、水动力综合模型和生态结构动力学模型,总结了其发展历史和主要特征;在此基础上,讨论了湖泊富营养化模型的存在问题和发展趋势。     

熵值理论和改进BP网络在湖泊富营养化评价中的应用研究

针对湖泊型饮用水源地水体污染、富营养化加剧的问题,引入熵值理论,建立单指标营养状态指数(TSI)和熵权藕合的湖泊综合营养状态指数模型(STSI),计算得到湖泊综合富营养状态指数判断湖泊富营养综合状态;基于神经网络仿真理论和Matlab软件系统,采用附加动量法和自适应学习速率改进BP算法,建立5-3-1结构型式的BP网络模型对湖泊富营养状态进行仿真预测。综合富营养化指数模型及改进BP模型应用于评价及预测固城湖富营养状态,并对模型评价结果进行验证。结果表明,改进BP网络模型可以有效地综合判断水体状态,为富营养评价及预测提供新的方法。     

我国湖泊富营养化的发生机制与控制对策

近年来,因经济的快速发展,资源利用强度加大,导致我国湖泊生源要素严重富集,生态系统退化,蓝藻水华频繁爆发,湖泊富营养化呈现迅猛发展的趋势。研究湖泊富营养化的发生机制与控制对策,可为湖泊生态环境的整治提供理论基础依据,也是我国基础研究领域亟待解决的重大科学问题。香山科学会议于2003年4月11～13日在浙江省湖州主题的第202次学术讨论会。中国科学院武汉水生生物研究所谢平研究员、国家环保总局环境科学研究院金相灿研究员和中国科学院南京地理与湖泊研究所秦伯强研究员担任本次会议执行主席。来自中国科学院、高等院校等单位的…     

太湖富营养化与蓝藻水华引起的饮用水危机——原因与对策

[ZW（*][HT6H]〓收稿日期：. 〓作者简介：[HT6SS]（1963 ）,男,江苏苏州人,研究员,主要从事水环境研究.[WT6HZ]E mail:[WT6BZ]qinbq@niglas.ac.cn[ZW)] [HT4F][HT5K]()[JZ）] [HT5H][GK2] 摘〓要：[HT5K]2007年5月份发生在无锡太湖蓝藻水华引起的自来水危机事件进一步凸现我国湖泊富营养化的严峻局面和蓝藻水华频发的现状。从分析太湖富营养化发生、发展,蓝藻水华爆发的原因和机制入手,提出湖泊富营养化治理和蓝藻水华控制的途径和措施。研究表明,太湖富营养化之所以如此严重而且治理起来异常艰难,主要是由于太湖发育于长江中下游洪泛平原,营养本底高;由于水浅和沉水植被的退化使得频繁的风浪扰动造成内源营养盐负荷维持在一个非常高的水平;而流域内社会经济的高速发展,进一步加剧了太湖富营养化进程。蓝藻水华爆发一方面与蓝藻本身的生理特征有关,如固碳、伪空泡、光吸收及营养盐利用的能力;另一方面则与系统内物理、化学、生物环境有关,如独特的浅水湖泊水下光场结构和低的捕食压力。太湖的富营养化治理需遵循控源截污、湖泊生态修复和流域管理的原则,具体措施包括前置库和人工湿地的面源污染物控制技术;物理机械和生物去除内源营养盐削减技术;沉水植被恢复的湖泊生态修复技术。而蓝藻水华的控制技术则包括围隔拦截和导流的物理工程方法、絮凝沉降和抑藻物添加的化学工程方法以及生态浮床和生物操纵的生态工程方法。具体使用时,需要先诊断、后治理。       

湖泊水质遥感研究进展

详述了湖泊遥感水质最新发展动态,如遥感水质模型的数学方法、与水质指标最敏感的波段以及TM、SPOT、MODIS、MERIS、AVHRR、CASI等传感器的适用情况,并分析了可能导致湖泊水质遥感模型误差的原因和解决办法。湖泊各项水质组分与光谱之间相互影响可认为是一种非常复杂的非线性关系,最适合用神经网络这样的黑箱模型来模拟。应当研究和选取敏感波段,用高光谱逐段分析与各种水质指标相关最密切的波段。湖泊水质遥感最终走向实用化必将其与水生态问题结合起来,作为一种监测手段,在水中藻类的时空分布、流域营养物质输送模型和湖泊水域水质模型等问题中得到广泛应用。我国学者使用超光谱数据源获得更为精确的监测成果还比较少,由于我国卫星可以用来进行水质遥感的波段比较宽,应当在新一代的资源环境卫星上加入更适合水质遥感的波段。     

湖泊富营养化影响与公众满意度评价方法

构建了基于韦伯-费希纳定律(Weber-Fechner Law,W-F)的湖泊富营养化及公众满意度综合评价方法,选取透明度(SD)、高锰酸盐指数(COD_Mn)、总氮(TN)、总磷(TP)、叶绿素a(Chla)5个评价因子,应用熵权系数法确定各评价因子权重分别为0.124 2、0.176 8、0.214 0、0.203 4和0.281 6,明确了湖泊富营养化综合影响指数K_i值与营养指数之间的函数关系,探讨了将公众对湖泊营养状态的感受与K_i值间建立定量的关系,根据K_i值变化范围、变化率与营养等级的对应关系,将公众对湖泊营养状态的满意度划分为4个等级:优、中、差和很差,以反映公众对湖泊富营养程度变化的响应.并以海河流域典型湖泊白洋淀为例,对方法进行了验证,结果显示:白洋淀K_i值为0.052 3,K_i值变化率为304.67,处于重度富营养化状态.不同空间的8个点位富营养化严重程度排序:南刘庄>圈头>王家寨>光淀张庄>烧车淀>枣林庄>采蒲台>端村.公众对白洋淀8个点位K_i值变化范围确定为0.029 3~0.100 6,营养状况的公众满意程度均为差,富营养状态及对公众的影响存在空间差异.     

黏土治理藻类和富营养化污染水体研究新进展

江河湖海的富营养化导致湖河蓝藻和沿海赤潮频发是全世界面临的灾害性问题之一。黏土治藻是解决这一环境难题的技术方法之一,在应急治理藻华和赤潮中已取得一定成效。黏土治藻具有一定缺陷,研究黏土的类型、含量、治藻性能、有机和无机改性及其治藻性能、优异性能黏土筛选、复配集成及其治藻、去富营养化性能的技术方法,已取得一系列成果,尤其在藻类和富营养化标本兼治、应急和长效综合治理取得了新突破,展示了其发展的广阔前景。     

水体叶绿素二维生态动力学模型研究

针对边界曲折复杂的河川型水库,以质量平衡方程为基础,以各生态变量的生态动力过程为核心,并结合水库的二维水动力学模型,建立了曲线坐标系下的水体叶绿素二维生态动力学模型,该模型结合水动力学条件,考虑了富营养化过程中的生物、化学和物理变化,给出了更为详细的富营养化信息,适用于计算区域复杂的水体。结合隔河岩水库的实测数据,用矩阵追赶法给出了模型的数值解,从而得到水库中总氮、总磷和叶绿素a的分布。经验证,模型的计算结果与实测值吻合较好。     

灞河生态需水量研究

依据灞河实测径流资料,计算了河道生态需水量,并采用Tennant法对计算成果进行验证。计算结果表明灞河生态需水量占流域多年平均地表水资源总量的43．75％,为灞河水资源开发利用及生态环境治理提供科学依据。     

Groundwater ecological environment and the mapping of Asia

Based on the mapping of groundwater resources and environmental geology in China and its surrounding regions, Groundwater Ecological Environment Map of Asia is drawn to broadly reflect the ecological situation of Asian groundwater, categorize its ecological environment into three basic types and elaborate the research categories. This paper analyzes and summarizes the major characteristics and distribution regularities of the groundwater ecological environment of Asia to reveal the key related problem so as to provide a necessary reference for the construction and planning of One Belt and One Road.     

中国湖泊分布特征及典型流域生态保护修复建议

湖泊是地球关键带的重要组成部分,是水循环、物质循环和能量循环的重要环节。为了解我国湖泊分布现状,依托中国地质调查局”生态地质调查工程“及其所属二级项目”全国地球关键带遥感地质调查“,利用Landsat8 OLI 等卫星影像数据,通过遥感解译等技术方法,识别了2018年我国境内(不包括香港、澳门与台湾地区)面积大于1.0 km2的湖泊2 780个,总面积78 727.9 km2; 研究统计并分析了我国各省/自治区、五大湖区、主要流域的湖泊数量、面积和分布特征; 针对典型区域的湖泊存在的生态问题进行分析,提出相关湖泊生态保护修复的相关建议。其中,北方农牧交错带湖泊大量萎缩干涸,主因是农业和畜牧业的发展,地下水超采严重,应着力减少地下水开采; 黄河流域人工湖建设存在无序发展、过度追求景观水面扩张等问题,应遵从水循环与水平衡自然规律,针对全流域水资源配置进行调控; 长江源区湖泊水面整体处于扩张状态,应以自然因素为主、人类活动干扰触发为辅,加强冻土变化过程以及主要河流的水生态、水环境监测,综合提高源区整体监测水平。研究成果为后续湖泊生态保护修复研究工作提供了参考。     

吉林省矿区生态环境演化趋势与治理研究

吉林省矿产资源具有种类比较齐全。矿产资源分布广泛。储量相对集中。矿石质量优劣不一,贫矿多。其伴生组分多等特点。资源开发强度大。综合利用率低。在几十年的开发利用过程中产生了一系列的生态环境问题,本文结合吉林省矿产资源分布特点与开发现状,系统地分析了矿区生态环境现状及存在的问题。探讨了矿产资源开发与生态环境保护的关系。提出了矿区生态环境保护与恢复治理的对策与措施。为恢复与治理生态环境;走绿色矿业之路提供了科学途径。     

宁东煤矿区地裂缝对植被生态环境的影响

地裂缝地质灾害是植被生态地质环境破坏的一种重要的方式,查明地裂缝对植被生态环境影响的方式、程度、范围等对于宁东煤矿区植被生态环境保护具有重要意义。土壤水分是评价地裂缝是否影响植被生态的重要指标,地裂缝的存在加剧了植被赖以生存的土壤水分的散失,因此,选取典型植被区、土壤岩性结构区的煤矿采空区开展原位试验,分别动态监测裂缝边缘、远离裂缝区包气带剖面不同埋深的土壤水分,结合气象要素分析,以达到研究地裂缝对植被生态环境影响的目的。结果表明:(1)土壤水分散失空间上水分优先自裂缝裸露面散失,其次才会自地表散失;(2)土壤水分散失时间呈动态变化,同气温呈正相关关系,其中,7月最大,呈现2个蒸发面,8月次之,呈现1个蒸发面;(3)受土壤岩性的影响,随着土壤埋深增加,土壤含水率呈"S"形变化特征,不同岩性持水性大小顺序是:风积沙黄土根植土粉土;该结论对于宁东煤矿区植被生态地质环境保护具有重要指导意义。     

矿产资源与生态环境资源同步开发探讨

矿业是国民经济发展的基础产业，在我国经济社会发展中起到了不可替代的重大作用。面对21世纪我国矿产资源的严峻形势，矿业的基础地位仍必须加强，为我国今后的经济安全和社会发展提供有力的保障。另一方面，我国的矿产资源开发同时还产生了环境的负面效应。如采矿、选矿、冶炼中产生大量的废渣(废石和尾矿)、废水和废气，对周围甚至更大范围的土壤、水体和大气造成了严重污染，包括重金属、侵蚀性物质、有毒化学物质及放射性污染。又如开矿需要剥离岩土和地表植被，使生态环境遭到破坏。此外，矿产资源的开发还引发各种地质灾害。如地面坍塌、地面沉降、山体崩塌、滑坡、泥石泥、水土流失等。大量资料表明，有的地区因矿产资源开发而破坏、污染环境和造成地质灾害所带来的经济损失已抵消甚至超过了矿产经济效益，并造成了严重的人员伤亡。因此必须解决好矿产资源开发中的环境保护问题。矿产开发与环境保护之间存在一定的矛盾，迄今未得到很好解决。根据目前国内外矿产资源开发的问题和经验，笔者提出矿产资源与生态环境资源同步开发的一体化思路。即将矿产资源开发与生态环境保护统一起来。①建立绿色矿业开发模式，保证区域生态环境容量、社会价值与矿产开发规模、速度和经济价值的协调性；②实行生态环境有偿利用和有偿开发制度；③加强矿山生态环境技术的研究与推广工作，依靠先进有效的科学技术与较低廉的费用使矿山环境保护得以卖施；④将矿产资源与生态环境资源同步开发纳入法治的轨道，完善并严格执行有关矿山环境保护的法规，建立一部门主管、多部门督查的有力监管体系。     

黑龙江省农业生态环境问题及对策

文章阐述了黑龙江省农业生态环境的一系列问题。(1)区域环境污染，其中包括“三废”对地表水和地下水的污染，对农业的危害及对大气的污染；(2)水土流失在各市县均有发生；(3)西部土地沙化现象比较严重，面积达47．99hm^2，正在发展的沙化土地面积41．82万hm^2；(4)松嫩平原土地盐碱化程度高，面积已达199．73万hm^2；(5)洪涝灾害对国民经济危害极大，严重威胁农业生产；(6)近年，全省春夏持续高温，干旱土地逐年增多。文章最后论述了农业生态环境建设及地质灾害防治对策。主要包括污染治理；采取工程措施、生物措施，并通过产业结构和提高科技进步等防治水土流失、土地沙化、盐碱化；对旱涝的防治应防汛、抗旱并重；合理优化配置水资源．大力兴修水利，达到除害兴利之目的。     

基于生态经济理论的生态需水计算方法研究

在简述生态需水研究现状的基础上,结合以可持续发展为基础的生态经济理论,提出了基于生态经济思想的生态需水概念,并进行了理论分析.根据生态经济领域中的生态价值理论,确定不同生态需水量条件下的生态价值,进而通过水资源的生态价值与经济价值之间的相互关系确定合适的生态需水量,并通过实例对该方法的具体步骤进行了说明,认为由该法所确定的生态需水量符合客观实际,可以作为生态建设过程中生态需水研究的方法之一.该法通过水资源将生态系统和经济系统联系在一起,对于研究可持续发展条件下的水资源利用有一定的现实意义.