《淺水草型湖泊生態水文過程演變機制與綜合調控》是依託北京師範大學，由楊志峰擔任項目負責人的重點項目。
基本介紹
- 中文名：淺水草型湖泊生態水文過程演變機制與綜合調控
- 依託單位：北京師範大學
- 項目負責人：楊志峰
- 項目類別：重點項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
高強度人類活動影響下，淺水草型湖泊面臨水文情勢變異引起生態失衡及社會經濟支撐功能衰退等系列問題。本項目強調自然水文情勢對驅動和維持湖泊生態系統健康的核心作用，針對多尺度生態水文過程演變累積效應和調控研究難點和不足，著重突破水文情勢變異條件下的生態失穩閾值及多目標權衡水文情勢動態調控機制關鍵科學問題，揭示水文擾動下生物種群格局分布對生境動態變化回響和反饋機理，闡明淺水草型湖泊生態水文過程演變累積效應，以生態格局－過程耦合關係為核心，構建淺水草型湖泊生態水文過程演變模型，從時、空兩個維度提出生態系統穩定性及恢復力控制指標，明確湖泊生態系統失穩機制及突變閾值，提出變化環境下維持生態系統穩定和彈性恢復力的水文情勢綜合調控模式和長效水資源保障機制。從內涵和機制上豐富湖泊生態水文過程演變理論，為湖泊生態水文複雜系統模型構建提供新思路和新方法，實現應急式生態補水向水文情勢綜合調控和長效水資源保障轉變。
結題摘要
項目緊密圍繞國家生態文明發展戰略及實現雄安新區藍綠交織的思想，全面分析了典型淺水湖泊水文情勢變化對湖泊生態系統演變的驅動機制，豐富和完善了湖泊生態水文過程演變機理和理論基礎；構建了生境格局-過程耦合模型及系統回響突變模型，實現多尺度水文情勢擾動下系統穩定性的回響模擬；建立了面向植物多樣性保護、湖泊水環境容量提高的生態流量調控方法，提出權衡生態需求和經濟效益的生態補水模式，明確了面向生態保護與社會經濟協調發展的水資源長效保障機制。發表學術論文84篇(SCI論文63篇)；授權專利6項，出版專著3部，培養博士後2名，博士11名，碩士12名。（1）淺水草型湖泊生態水文演變模式及其驅動機制：針對高強度人類活動及氣候變化綜合影響下湖泊自然水文情勢的變異驅動生態失衡的重要問題，圍繞水文情勢變異與生態格局-過程相互作用關係這一關鍵科學問題，以“水文情勢變異—生境格局動態變化—生態系統演變”為研究主線，基於歷史數據，分析了白洋淀流域水系格局與水文情勢演變過程；在系統分析水文要素變化的基礎上，建立了關鍵水位波動指標-典型生物（浮游植物、底棲動物、水生植物）生境格局的回響關係，探究了典型生物生境格局對水文情勢變化的回響機制。（2）多尺度湖泊生態水文過程演變模型及模擬：針對淺水草型湖泊多時空尺度驅動機制、多要素綜合作用複雜性問題，基於淺水草型湖泊中水文過程驅動下的生境格局演變機制，構建了沉水植物、挺水植物、大型底棲動物生境模擬模型。基於元胞自動機和改進的Logistic方程，耦合生境模擬模型和生長動力學模型，構建了挺水植被的格局-過程模擬模型，模擬了不同水文情勢下白洋淀蘆葦分布格局和生物量，及其耗水量和對水體的淨化能力。進一步結合食物網模型，定量模擬和預測了維持生態系統健康的生態需水規律，及不同水文情景下白洋淀草、藻型穩態轉換規律及閾值。（3）變化環境下的水文情勢綜合調控模式和長效保障機制：在生態水文過程演變研究和格局-過程耦合模型構建的基礎上，開展了面向多目標、多尺度需求的水文情勢綜合調控研究，提出了面向植物多樣性保護、湖泊水環境容量提高等多目標的生態流量調控及多水源聯合供水最佳化方法；構建了湖泊二維水動力和水質模型，識別出生態補水後的水力連通過程，預測了不同的生態補水模式下水流路徑和營養物質的空間分布，提出了有效的湖泊生態補水模式。
