[发明专利]一种基于古湖沼学方法的湖泊适宜生态水位确定方法

说明书

本发明公开了一种基于古湖沼学方法的湖泊适宜生态水位确定方法，属于环境保护技术领域；首先，选择湖泊较少人为干扰的区域采集沉积物柱状样并将其等距切片分层进行预处理；其次，使用supgt;210/supgt;Pb和supgt;137/supgt;Cs测年技术确定每个样品层的年代；然后，鉴定和计算每个样品层的孢粉种类和数量，以代表时间序列内生态系统的水生植物信息，收集并测定相应的水文气象、物理化学指标，构建环境因子数据集；最后，以分类回归树模型所建议的关键环境因子，建立广义可加模型，量化环境因子与孢粉浓度之间的响应关系，确定适宜的湖泊生态水位；本发明有效解决了现有设计难以获取稳定的长时间序列生物数据的问题，并提供了探索水位波动与当地生态指标之间响应关系的量化方法。

技术领域

本发明涉及环境保护技术领域，特别是涉及一种基于古湖沼学方法的湖泊适宜生态水位确定方法。

背景技术

水位波动是影响植被生物量、多样性、组成和结构的核心因子之一，它通过引起光、氧、温度、营养物等影响植物生长和萌发的环境因子的变化，浅水湖泊在各种水生生态系统中特别容易受到水位波动的影响。近年来，由于全球气候变化(降水量、降水频率和单次降水强度的变化)和人类活动(大型水利工程建设、围垦等)的影响，许多地区的湖泊发生相应的水位波动。水位异常波动会致使湖泊植物退化，河湖自净能力下降，敞水区沉水植被消失，不少浅水湖泊由“草型清水态”转为“藻型浊水态”的富营养化状态，水华肆虐，最终导致水质下降。虽然近年来已经研究了由于气候变化和水循环变化而引起的浅水湖泊水生生态系统的响应，但是水位波动对湖泊和淡水水库的湖泊学特征和混合的影响尚未引起应有的重视。有鉴于此，有关维持湖泊生态系统稳定和发展的水位波动管理已经变得十分必要。

传统上，水位波动管理策略主要根据两种类型的方法来确定：(1)以天然的水位波动作为模板，维持水位波动以达到天然水位波动的水平；(2)根据目标物种对几个水位参数的响应来设计适宜的水位。第一种策略是基于以下假设：湖泊生态系统已经适应了天然的水位波动，因此维持天然的水位波动可以有效地保护湖泊生态系统的功能完整性。从科学上讲，尽量减小天然水位波动和当前水位波动之间的差距是合理的，其重要性已为越来越多的研究所认可。但是，在实践中将其用作管理策略时也存在一些问题，主要问题是无法探索水位波动与当地生态指标之间的直接联系，因而我们无法回答更具体的问题，例如：在水生生态系统开始退化之前，我们应该改变多少水位条件以适应其变化，或者我们应该如何管理水位状况的年内和年际模式，以实现理想的生态效果。第二种方法基于目标物种对水位变化的响应，被认为是确定水位波动管理策略最科学的方法。迄今为止，大型水生植物是水位波动对湖泊生态系统中生物体影响研究最多的目标物种，因为大型水生植物在多种营养水平上对养分循环，沉积物稳定性和群落组成起着关键作用。此外，大型水生植物对水位波动的影响敏感，即使小幅下降也可能产生重大影响。最近的研究已根据当地大型水生植物的保护目的确定了各种水位波动管理策略，例如限制过量大型水生植物的生长，维持稳定的群落结构或调节生态系统的演替。然而，全球大多数湖泊缺乏大型水生植物历史数据，这阻碍了水位管理策略的有效性。历史数据通常是唯一可用于定义湖泊自然状态下的信息，它可以设定一个现实的目标，并提供评估策略可重复性的基准。此外，数据统计的偏差，不规则、不可比的时间序列数据或采样技术差异都会对历史数据产生影响。从文献中检索数据可能是获得足够数据而无需花费大量时间进行实地调查的可行方法，但是由于不同研究之间的方法缺乏一致性，因此还存在数据可比性的问题。