基于綜合指標的湖泊群連通對水環(huán)境生態(tài)影響評估

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1、基于綜合指標的湖泊群連通對水環(huán)境生態(tài)影響評估第一章緒論1.1湖泊水環(huán)境生態(tài)評價的背景及重要意義水是生命之源，人類一切生命活動都離不開水。但水污染已成為全球性的災難,每年全球約4200億立方米的污水排入江河湖海，近5.5萬億立方米的淡水資源被污染，相當于全世界徑流總量的14%[1]。我國水資源豐富，但分布不均勻，各地水資源數(shù)量相差很大。長江流域以南部分水源相對充足，占全國水資源的80.9%，其流域面積占全國總面積的36.5%；北方以黃河、遼河和淮河為主，流域面積占全國總面積的42%，但水資源只占全國水源的9%[2]。在水源

2、分部如此不均勻的情況下，我國的水污染卻又非常嚴重。據(jù)國家環(huán)保局發(fā)布的中國環(huán)境質(zhì)量公告顯示，全國七大水系中，珠江、長江水質(zhì)較好，遼河、淮河、黃河、松花江水質(zhì)較差，海河污染嚴重[1]。湖泊作為淡水資源的重要組成部分，對人類的生產(chǎn)生活起著舉足輕重的作用。然而，與河流相比，隨著人類社會和經(jīng)濟的快速發(fā)展，湖泊受到的污染更加嚴重，富營養(yǎng)化現(xiàn)象加劇，生態(tài)系統(tǒng)多樣性減少，生態(tài)健康遭到破壞。我國28個國控重點湖泊中，72%的湖泊不宜作飲用水水源，43%的湖泊失去了使用功能[1]。為治理湖泊污染，我國政府部門采取了許多措施，但往往效果甚微，

3、主要原因是在實施湖泊治理工程時，未能對工程的科學性作出有效評估。以往的水質(zhì)模型評估法（通過判斷水質(zhì)狀況，進行水質(zhì)評價，以此檢驗工程的科學性）會因為模型選用的不同，產(chǎn)生不一致的評價結(jié)果，無法對工程的合理性作出客觀評價，進而造成施工的盲目性。1.2湖泊水環(huán)境生態(tài)健康評價的研究歷程湖泊水環(huán)境生態(tài)健康研究源于20世紀80年代生態(tài)系統(tǒng)健康學的產(chǎn)生。生態(tài)系統(tǒng)健康學產(chǎn)生于北美，它的出現(xiàn)是為了解決日趨惡化的自然環(huán)境問題[4]。為了能讓其發(fā)揮實際作用，具有一定的現(xiàn)實意義和可操作性[5,6]，學者們將生態(tài)系統(tǒng)健康概念廣泛運用在河流、湖泊、森

4、林等生態(tài)系統(tǒng)健康評價中[5,7]。雖然該研究的尚待成熟性以及湖泊生態(tài)系統(tǒng)的復雜綜合性，使得湖泊生態(tài)系統(tǒng)健康的定義在學術界還未取得共識，但其研究實質(zhì)還是得到一致認同[7,8,9]。生態(tài)系統(tǒng)健康是指一個生態(tài)系統(tǒng)具有穩(wěn)定性和可持續(xù)性,在時間上具有維持其組織結(jié)構(gòu)、自我調(diào)節(jié)和對脅迫的恢復能力，它可以通過活力、組織結(jié)構(gòu)和恢復力等3個特征進行定義[8]。據(jù)此得出湖泊生態(tài)系統(tǒng)健康評價內(nèi)容如下：湖泊水環(huán)境生態(tài)健康評價實質(zhì)是將生態(tài)學、社會經(jīng)濟學、人類健康學相互交叉融合，在探討生態(tài)系統(tǒng)健康內(nèi)涵基礎上，綜合考慮湖泊生態(tài)特點、自然功能、社會服務功

5、能及整體環(huán)境等因素，根據(jù)生態(tài)環(huán)境健康評價目的和指標篩選原則，選用合適的評價指標、評價體系和評價標準，從湖泊生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能出發(fā)，研究湖泊內(nèi)外物質(zhì)循環(huán)、能量流動等環(huán)境與生物間的相互作用，從湖泊生態(tài)系統(tǒng)與人類社會經(jīng)濟間的關系，研究湖泊生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的改變對人類的影響，并在人類復雜的社會政治、法律法規(guī)、價值框架的約束和在保持湖泊生態(tài)系統(tǒng)活力、恢復力和組織力等特征的前提下，結(jié)合生態(tài)學知識，統(tǒng)籌兼顧，對湖泊實施有效的生態(tài)系統(tǒng)管理，以實現(xiàn)湖泊生態(tài)系統(tǒng)的完整性和資源利用的可持續(xù)性[8,9,10,11]。第二章連通湖泊群生態(tài)系統(tǒng)特

6、征分析2.1湖泊群生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特征湖泊群是許多個湖泊構(gòu)成的群湖，它的特征和單個湖泊的特征類似。湖中生物群落及周圍的非生物環(huán)境（主要指生物生存的水環(huán)境）組成湖泊生態(tài)系統(tǒng)，而生物與周圍環(huán)境間的相互作用構(gòu)成湖泊生態(tài)結(jié)構(gòu)特性[23]，它分為時間結(jié)構(gòu)、空間結(jié)構(gòu)和營養(yǎng)結(jié)構(gòu)[3]。時間結(jié)構(gòu)由不同植物種類在生命活動上存在的時間差異性導致，這種差異使得結(jié)構(gòu)部分在時間上相互配置[23]；空間結(jié)構(gòu)指湖泊生物由于生活習性的不同在湖內(nèi)處于不同層面形成的空間配置；營養(yǎng)結(jié)構(gòu)指湖內(nèi)生物間由于存在物質(zhì)、能量的流動與交換而形成的一種營養(yǎng)層次，包含食物網(wǎng)和食

7、物鏈。結(jié)構(gòu)是湖泊生態(tài)系統(tǒng)的基本屬性，是湖泊內(nèi)部各要素間相互聯(lián)系、相互作用的方式，而營養(yǎng)結(jié)構(gòu)又是最基本的聯(lián)系[3]，在此，本文主要分析湖泊的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)特性。下圖2.1是湖泊生態(tài)系統(tǒng)營養(yǎng)結(jié)構(gòu)的概略圖。湖泊最重要的成員是水生物群落，其種類組成、現(xiàn)存量、優(yōu)勢種和多樣性反映了湖泊生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特征[3]，一般主要由浮游植物（主要指藻類）、浮游動物、底棲動物、水生高等植物和魚類五大部分組成[23]。2.2湖泊群生態(tài)系統(tǒng)功能特征湖泊生態(tài)系統(tǒng)除了孕育豐富的生物資源，為水生生物提供棲息地外，還具有物質(zhì)循環(huán)、能量流動、通過水循環(huán)為人類提供水源、

8、通航運輸、清理污染、調(diào)洪蓄等功能[3]。物質(zhì)循環(huán)是指在湖泊生態(tài)系統(tǒng)中，組成生物體的碳、氫、氧、氮、磷、硫等化學元素，在生物群落和無機環(huán)境間不斷地進行轉(zhuǎn)化與循環(huán)。能量流動指湖泊生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)循環(huán)產(chǎn)生的能量在不同生物體和無機環(huán)境間流動，以供水生生物群落新陳代謝。湖泊具有強大的污水降污能力，湖中水生植物和微生物能吸收降解污