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北方寒冷干旱地区内陆湖泊生态安全评价指标体系研究——以呼伦湖为例 被引量:11
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作者 曹秉帅 徐德琳 +7 位作者 窦华山 庞博 敖文 顾羊羊 单楠 王文林 刘波 邹长新 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第8期2996-3006,共11页
呼伦湖作为我国北方寒冷干旱地区内陆湖泊的典型代表,在涵养水源、调节气候、防风固沙及维系呼伦贝尔草原生态系统平衡乃至我国北方生态安全屏障等方面发挥着不可替代的作用。准确识别呼伦湖流域主要生态安全问题、完善其生态安全评价... 呼伦湖作为我国北方寒冷干旱地区内陆湖泊的典型代表,在涵养水源、调节气候、防风固沙及维系呼伦贝尔草原生态系统平衡乃至我国北方生态安全屏障等方面发挥着不可替代的作用。准确识别呼伦湖流域主要生态安全问题、完善其生态安全评价指标体系对于科学研判呼伦湖生态环境状况、维持区域可持续发展及精准实施底线管控政策具有重要意义。在遥感影像、地面调查、实验模拟等多尺度数据分析基础上,结合历史资料收集、专家咨询、部门访谈等方式分析识别了呼伦湖区域生态安全问题及成因:(1)气候暖干化及超载放牧等因素使得草地退化显著,土地沙化、盐碱化面积扩大;(2)草原退化增加了干草入湖、大气干湿沉降及水土流失等水环境污染负荷;(3)气候暖干化造成湿地萎缩,加之长期的过度捕捞等人类活动使得渔业资源枯竭、鱼类小型化特征显著,水生生态系统稳定性下降,蓝藻水华频发。在全面诊断分析区域生态安全问题的基础上,以山水林田湖草系统方法论为理论指导,以改善呼伦湖流域生态环境质量为核心目标,依据评价指标的针对性、科学性、可操作性及系统性原则,采用压力⁃状态⁃响应(Pressure⁃State⁃Response,PSR)模型,以气象条件、人口、水资源、水环境压力及人类活动等5个一级指标构成的压力子系统,以水环境状况、水生态状况、陆域生态状况、生态系统服务功能和敏感性、景观格局及生态风险等6个指标构成的状态子系统,以生态治理措施及生态治理投入等2个指标构成的响应子系统,共同组成了一套包含13个一级指标38个二级指标的天空地一体、陆湖统筹的生态安全评价指标体系,以期为呼伦湖及北方寒冷干旱区类似湖泊的生态安全评价研究提供借鉴。 展开更多
关键词 呼伦湖 指标体系 生态安全问题诊断 压力⁃状态⁃响应
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呼伦湖流域鱼类群落结构特征及与物理生境特征关系研究 被引量:1
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作者 李朝晖 单楠 +4 位作者 王鹏伟 包萨茹 庞博 徐德琳 陈星瑶 《生态与农村环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期233-244,共12页
为了定量评估物理生境对鱼类群落结构及物种多样性的影响,基于呼伦湖流域2021年枯水期和丰水期2期鱼类调查数据以及采样点物理生境遥感监测数据,采用聚类分析和RDA冗余分析探究呼伦湖流域鱼类群落分布特征、物种多样性与物理生境因子(... 为了定量评估物理生境对鱼类群落结构及物种多样性的影响,基于呼伦湖流域2021年枯水期和丰水期2期鱼类调查数据以及采样点物理生境遥感监测数据,采用聚类分析和RDA冗余分析探究呼伦湖流域鱼类群落分布特征、物种多样性与物理生境因子(包括岸线分维数、水面面积和高程值)之间的关系。结果表明,物理生境和鱼类群落可划分为具有明显空间分布规律的4个组群,且物理生境和鱼类群落空间分布存在较高相似度。呼伦湖流域鱼类群落多样性受到分维数、水面面积和高程值生境因子的影响,其中水面面积和高程值影响较大。此外,不同鱼类群落分布对生境因子响应存在差异,呼伦湖流域鱼类优势种贝氏■(Hemiculter bleekeri)和红鳍原鲌(Cultrichthys erythropterus)群落分布与高程值呈正相关,定居杂食性鱼类黑龙江鰟鲏(Rhodeus sericeus)、鲫(Carassius auratus gibelio)和拉氏鱥(Phoxinus lagowskii)群落分布与水面面积呈显著正相关,而肉食性鱼类鲇(Silurus asotus)和黑斑狗鱼(Esox reicherti)群落分布与分维数呈显著正相关。研究结果可为呼伦湖流域鱼类栖息地和种群资源的保护修复提供重要参考。 展开更多
关键词 呼伦湖流域 物理生境特征 鱼类群落结构 聚类分析 冗余分析
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呼伦湖流域生态安全评价及时空分布格局变化趋势研究 被引量:18
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作者 曹秉帅 单楠 +5 位作者 顾羊羊 敖文 庞博 窦华山 王文林 邹长新 《环境科学研究》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第4期801-811,共11页
呼伦湖是我国北方第一大湖,具有涵养水源、生物多样性维护、气候调节等重要生态功能,对于维系我国北方生态安全屏障具有重要作用.近年来,随着气候暖干化加剧,呼伦湖面临着湖体面积萎缩、芦苇湿地大面积消失、局部草原区退化严重、土地... 呼伦湖是我国北方第一大湖,具有涵养水源、生物多样性维护、气候调节等重要生态功能,对于维系我国北方生态安全屏障具有重要作用.近年来,随着气候暖干化加剧,呼伦湖面临着湖体面积萎缩、芦苇湿地大面积消失、局部草原区退化严重、土地沙化面积扩大、关键种群缺失等生态安全问题.该研究围绕“水资源-水环境-水生态”三水共生目标,以“山水林田湖草沙”系统观为指导,基于遥感和GIS技术对呼伦湖流域1990—2018年的生态安全时空分布格局进行评价.结果表明:①2018年呼伦湖及其流域的生态安全指数分别为0.495和0.774,分别处于预警和良好状态.②呼伦湖流域生态安全自1990年以来分别经历了骤降期、稳定期和恢复期等3个时期,呈现“一林一草一湖”的生态安全分布格局.③2010年呼伦湖生态安全水平最低,主要分布在新开河入湖口、湖西岸大部分区域、湖中心以及湖东南方向的湾口区域;流域则在2015年的生态安全状况最差,主要位于新左旗中部、海拉尔河流域以及呼伦沟等地,尤其是沿乌尔逊河上游东侧地带表现最为突出.④影响呼伦湖流域生态安全水平的主要因素为入湖径流量、蓝藻水华面积占比和水源涵养量,而长期超载过牧、水体污染物浓缩效应以及湿地面积萎缩是限制生态安全水平进一步提升的重要因素.研究显示,呼伦湖流域生态安全与水资源状况密切相关,湖面面积维持在2036 km^(2)以上能保障流域较高的生态安全水平.此外,蓝藻水华面积、放牧强度与湿地面积均关系着区域生态安全,建议通过建立蓝藻水华风险防控体系、合理核定载畜量、保护与修复芦苇湿地以改善局部区域生态安全状况. 展开更多
关键词 呼伦湖 生态安全评价 时空分布格局 变化趋势
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农药与重金属复合污染的生态毒理学研究进展 被引量:16
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作者 杨永猛 陶玉龙 +5 位作者 窦华山 许加明 杨彦 卜元卿 单正军 周蓉 《农药学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第1期10-21,共12页
随着工农业的快速发展,农药和重金属污染物大量进入环境,在各种环境介质中形成复合污染。很多重金属和农药污染物在环境中都具有持久性和较高的毒性,对生态环境具有潜在危害。文章综述了国内外农药与重金属在水体和土壤中的复合污染现状... 随着工农业的快速发展,农药和重金属污染物大量进入环境,在各种环境介质中形成复合污染。很多重金属和农药污染物在环境中都具有持久性和较高的毒性,对生态环境具有潜在危害。文章综述了国内外农药与重金属在水体和土壤中的复合污染现状,以呼吸作用、酶活性、死亡率和生长发育等指标作为毒性效应终点,阐述了农药与重金属复合暴露对土壤微生物、植物和动物的生态毒理学效应研究进展,同时对农药与重金属之间的相互作用进行了阐述,并对未来农药与重金属复合暴露的生态毒理学研究方向进行了展望,旨在通过对国内外农药与重金属复合暴露生态毒理学研究成果的梳理,为复合污染的研究提供新的思路。 展开更多
关键词 农药 重金属 复合污染 复合暴露 风险评价 生态毒理学效应
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原位覆盖控制沉积物磷释放效果的验证评估
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作者 王增龙 吴志皓 +7 位作者 王书航 姜霞 李艳华 田雨桐 包牧仁 王前勇 庞博 敖文 《环境科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期140-151,共12页
文章通过覆盖材料(方解石、湖沙或方解石+湖沙)对底泥磷释放的阻控实验以及利用梯度扩散薄膜(DGT)的底泥原位测试,验证评估覆盖剂对呼伦湖沉积物磷的生态修复效果。结果发现:(1)方解石、方解石+湖沙或湖沙能有效降低表层沉积物的DGT-P浓... 文章通过覆盖材料(方解石、湖沙或方解石+湖沙)对底泥磷释放的阻控实验以及利用梯度扩散薄膜(DGT)的底泥原位测试,验证评估覆盖剂对呼伦湖沉积物磷的生态修复效果。结果发现:(1)方解石、方解石+湖沙或湖沙能有效降低表层沉积物的DGT-P浓度(CDGT(PO_(4)^(3-)-P)),沉积物/水界面扩散通量和上覆水溶解反应性磷;方解石、方解石+湖沙覆盖的表层沉积物的CDGT(PO_(4)^(3-)-P)峰值或平均值明显低于对照样;方解石、方解石+湖沙的上覆水DRP的去除率分别超过78%和81%;方解石+湖沙可以将沉积物/水界面无机磷扩散通量降低至负值;(2)方解石和方解石+湖沙能明显地降低表层沉积物总磷(TP)、活性磷(NH_(4)Cl-P和BD-P)含量及其占TP的百分比,沉积物反应性磷再补给系数r减少而惰性成份(NaOH_(85)-P和Ca-P)及其占TP的百分比增加;(3)方解石+湖沙覆盖的表层沉积物TP变化范围:-45~-30 mg/kg;磷提取相(NH_(4)Cl-P、BD-P、Ca-P和NaOH_(85)-P)含量变化值,磷提取相变化量占对照沉积物对应提取成份的百分比分别为-17~-10 mg/kg (-38.46%~-29.31%);-23~-16 mg/kg (-46.15%~-32.86%);10~15 mg/kg (2.41%~3.63%)和8~14 mg/kg(3.20%~3.99%);r降低范围:0.02~0.19。综上,方解石的吸附或阻隔作用能降低沉积物总磷和活性磷,降低沉积物磷再补给能力;NH_(4)Cl-P和BD-P被转化为情性成份(NaOH_(85)-P和Ca-P),磷迁移性降低。覆盖剂对沉积物磷内源负荷控制效果为方解石+湖沙>方解石>湖沙。方解石+湖沙的磷阻控机制是方解石对磷的吸附,磷和方解石的共沉淀以及湖沙的物理阻隔;方解石+湖沙的多层覆盖是一种应用价值较高的沉积物原位修复技术。 展开更多
关键词 原位覆盖 方解石 梯度扩散薄膜 沉积物/水界面 内源负荷
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呼伦湖浮游植物群落季节动态及其与环境因子的关系 被引量:32
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作者 钱玺亦 李金彪 +5 位作者 敖文 庞博 包萨茹 王琪 刘波 王增龙 《湖泊科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期1814-1827,共14页
为探究呼伦湖浮游植物群落的季节变化特征及其与环境因子的关系,本研究分别于2019年3、5 10月对呼伦湖浮游植物的种类、细胞密度和生物量及湖水水质进行调查.结果显示,共鉴定出120种浮游植物,隶属于7门72属.从浮游植物群落季节组成差异... 为探究呼伦湖浮游植物群落的季节变化特征及其与环境因子的关系,本研究分别于2019年3、5 10月对呼伦湖浮游植物的种类、细胞密度和生物量及湖水水质进行调查.结果显示,共鉴定出120种浮游植物,隶属于7门72属.从浮游植物群落季节组成差异上来看,春季绿藻门种类数最多,其次是硅藻门、蓝藻门;夏秋季绿藻门种类数最多,蓝藻门次之;冬季硅藻门种类数最多,绿藻门次之.呼伦湖浮游植物优势种主要为硅藻门的梅尼小环藻(Cyclotella meneghiniana)、蓝藻门的卷曲长孢藻(Anabaena circinalis)和细小平裂藻(Merismopedia minima),种类数在春季最多,秋冬季最少.浮游植物细胞密度在春季(123.52×10^(4)cells/L)和冬季(16.41×10^(4)cells/L)较夏季(280.80×10^(4)cells/L)和秋季(380.63×10^(4)cells/L)低,春冬季绿藻门细胞密度最高,夏秋季蓝藻门细胞密度最高.就浮游植物生物量而言,夏季(0.38mg/L)最大,其次是秋季(0.26 mg/L)和春季(0.24 mg/L),冬季(0.13 mg/L)最小.香农-威纳(Shannon-Wiener)多样性指数、均匀度指数和综合营养状态指数均表明呼伦湖水体处于中营养状态.冗余分析(RDA)表明:水温、叶绿素a、pH和营养盐浓度是影响呼伦湖浮游植物群落分布的主要环境因子. 展开更多
关键词 呼伦湖 浮游植物 群落结构 水体富营养化
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2013-2020年呼伦湖流域植被碳源/汇估算及影响因子分析 被引量:7
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作者 李朝晖 单楠 +7 位作者 王琪 李文静 王增龙 包萨茹 窦华山 敖文 庞博 王文林 《生态与农村环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第11期1437-1446,共10页
陆地生态系统碳循环是气候变化和全球碳循环研究的重要组成部分。植被净生态系统生产力(NEP)是定量描述植被生态系统碳源/汇能力的重要指标。草地生态系统是全球陆地生态系统重要组成部分,呼伦湖流域是以草地生态系统为主的混合农田、... 陆地生态系统碳循环是气候变化和全球碳循环研究的重要组成部分。植被净生态系统生产力(NEP)是定量描述植被生态系统碳源/汇能力的重要指标。草地生态系统是全球陆地生态系统重要组成部分,呼伦湖流域是以草地生态系统为主的混合农田、森林和湿地等生态系统的多生态系统区域,其碳源/汇时空规律及其影响机制对该区域生态环境保护和修复以及区域气候变化研究具有重要意义。基于Landsat 8 OLI高分辨率卫星遥感影像以及ERA5气候再分析数据和地表覆盖分类数据,采用光能利用率模型和土壤呼吸模型估算呼伦湖流域不同植被类型碳汇时空变化规律及对气候因子的响应差异。结果表明,2013年以来,呼伦湖流域生态系统整体发挥碳汇功能,但植被固碳能力降低,58.29%的区域植被NEP呈减少趋势,36.77%的区域植被NEP呈微弱增加趋势;区域月均NEP(以C计)呈现先减少后增大的年际变化特征,变化区间为8.41~16.44 g·m^(-2)·月^(-1);流域内草地生态系统具有最高碳汇总量(以C计),约为37 Tg·月^(-1);流域内农田NEP受温度影响最大,森林NEP受温度、降水量和辐射共同影响,草地NEP主要受温度和降水量共同影响,而湿地NEP与气候因子相关不明显。 展开更多
关键词 净生态系统生产力 碳源/碳汇 呼伦湖流域 GEE ERA5气候再分析数据
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呼伦湖蓝藻对典型退化草原区不同类型土壤性质的影响 被引量:2
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作者 马欢欣 童仪 +7 位作者 焦琰雯 徐梓瑄 王琪 陈星瑶 王文林 韩睿明 曹秉帅 刘宝贵 《环境科学研究》 CAS CSCD 北大核心 2023年第8期1586-1595,共10页
近年来呼伦湖蓝藻水华频发,当地应对手段多以打捞为主,如何处理打捞上岸的蓝藻藻液成为需要解决的首要问题之一.接种蓝藻被证实对土壤具有一定的修复功能,但所用蓝藻多为人工培养的本土陆生藻,淡水藻对土壤性质的影响尚不明确.该研究基... 近年来呼伦湖蓝藻水华频发,当地应对手段多以打捞为主,如何处理打捞上岸的蓝藻藻液成为需要解决的首要问题之一.接种蓝藻被证实对土壤具有一定的修复功能,但所用蓝藻多为人工培养的本土陆生藻,淡水藻对土壤性质的影响尚不明确.该研究基于呼伦湖气候特征、经济发展等实际情况,选择本土典型退化草原区两种类型土壤——栗钙土和砂性土,按质量比0%、1%、3%、5%、10%依次施加蓝藻藻液,观测蓝藻藻液对土壤性质的影响.结果表明:(1)与对照相比,施加蓝藻藻液能够改善呼伦湖栗钙土和砂性土的理化性质,使土壤有机质含量升高5.50%~103.93%、全氮含量升高10.27%~166.46%、有效磷含量升高12.84%~573.16%,土壤pH降低2.34%~12.43%,且对砂性土养分含量的提升更显著.(2)施加蓝藻藻液对两种典型土壤的水分蒸发均有较好的抑制作用,可提高土壤吸水能力和保水性,同一施藻量情况下,蓝藻对两种不同土壤蒸发的抑制作用相近,蒸发量较对照降低17.10%~59.44%.(3)施用10%蓝藻藻液对两种典型土壤性质的改善效果最好,能够显著提高土壤尤其是砂性土的养分含量,增强吸水能力和保水性,虽然土壤全盐量有所升高,但总量偏低.综合而言,在呼伦湖退化草地和沙地施用蓝藻藻液是一种提高土壤质量的新选择,对于本地蓝藻资源化利用模式探索具有重要意义. 展开更多
关键词 呼伦湖 蓝藻资源化利用 土壤性质 水分蒸发
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