《基於生態系統穩態轉換機制的湖泊生態需水閾值研究》是依託北京師範大學，由楊盈擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於生態系統穩態轉換機制的湖泊生態需水閾值研究
- 依託單位：北京師範大學
- 項目負責人：楊盈
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
保障湖泊生態需水是維繫湖泊生態系統健康的有效措施，也是調控和恢復湖泊生態系統的關鍵。當前生態需水研究缺乏對生態系統整體演變規律、突變特徵的考慮，其生態需水評估結果難以滿足生態系統整體層面的保護需求。本研究擬將湖泊沉積記錄分析和生態系統動態模擬相結合，通過沉積物中硅藻和孢粉信息反演湖泊中浮游和大型水生植物群落的演變趨勢，識別湖泊草-藻穩態的轉換特徵及其關鍵驅動因子；針對導致生態系統穩態轉換的主要驅動因素，構建包含關鍵過程的水動力與水生態耦合模型；建立水文情勢多要素與生態系統多因子之間的回響關係，並通過突變檢驗法揭示水文情勢變異條件下的生態系統失穩機制及突變過程，明確維持生態系統結構和功能穩定的湖泊生態需水閾值。本研究將為生態需水評估提供可靠的理論依據，為從整體層面保護和修復湖泊生態系統提供科學依據，具有重要的理論和現實意義。
結題摘要
保障湖泊生態需水是維繫湖泊生態系統健康的有效措施，也是調控和恢復湖泊生態系統的關鍵。當前生態需水研究缺乏對生態系統整體演變規律、突變特徵的考慮，其生態需水評估結果難以滿足生態系統整體層面的保護需求。本項目以白洋淀淺水湖泊生態系統為研究對象，將湖泊沉積記錄分析和生態系統動態模擬相結合，以沉積物中硅藻和孢粉信息反演湖泊中浮游和大型水生植物群落的演變趨勢，通過突變檢驗法揭示了水文情勢變異條件下的生態系統失穩機制及突變過程；針對導致生態系統突變的主要驅動因素，構建了包含關鍵過程的水動力與水生態耦合模型，闡明水文情勢要素與生態系統狀態之間的回響關係，提出了維持生態系統結構和功能穩定的湖泊生態需水量。研究結果表明白洋淀大型水生植物豐度在1960-1964發生顯著突變。其中挺水植物、沉水植物的平均豐度在60年代後呈顯著下降趨勢，濕生植物和盤星藻的豐度在60年代後呈顯著上升趨勢。在突變發生前的1-16年植物豐度序列出現方差增大、自相關係數和偏度顯著降低趨勢。方差、偏度和自相關的變化趨勢表明突變前生態系統出現頻繁波動現象；EFDC-AQUATOX耦合模型對21個水質-水量協同情景的模擬結果表明，為保持白洋淀生態系統不發生明顯退化，年均生態流量應大於2m3/s，水質滿足IV類地表水標準；為保持生態系統處於理想狀態，不同水文年3-5月生態流量應保持在9-13.5m3/s，其他月生態流量5-9.5m3/s，水質滿足III類地表水標準。本研究將為生態需水評估提供可靠的理論依據，為從整體層面保護和修復湖泊生態系統提供科學依據，具有重要的理論和現實意義。
