以清水稳态为目标的湖泊水生植物生物量阈值研究
发布时间：2021-03-08 12:28
富营养化浅水湖泊水体治理生态修复的目标之一是形成稳定健康的生态系统,而实现这一途径的核心则是沉水植物群落的恢复。但在水生植物修复过程中也出现了某些问题,诸如:水生植物种植密度的不合理、夏季沉水植物爆发式增长和冬季衰亡期与翌年春季水生植物萌发期出现腐烂分解等现象。本文从水生植物适宜生物量阈值角度出发,以富营养化浅水湖泊-大通湖为研究区,基于大通湖流域的水文、气象、水质资料等数据构建PCLake模型,经过模型参数校准、验证,构建水生植物生物量评估模型。并以此建立一套适用的以水质改善为目标的湖泊水生植物适宜生物量的评估方法,模拟水体中TP、TN、氨氮、Chl-a浓度以及水生植物生物量动态变化过程,分析营养盐增减对湖泊生态系统的影响,研究结果可为浅水湖泊生态修复提供重要的理论依据和实践指导。主要结论如下:（1）PCLake模型的构建。基于对本研究区的生态系统调查,大通湖流域2016-2019年的水文、气象、水质资料,为PCLake模型的构建提供初始条件、边界条件和外部环境条件,并以此构建PCLake模型。（2）敏感性分析与参数校准。通过实测监测值和模拟值对比和拟合分析,最终确定了19个敏感性参...
【文章来源】：贵州师范大学贵州省
【文章页数】：129 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
模型应用的时间范围以及文献研究主题在WoS核心库和CNKI数据库分别以主题为“MIKE”、“EFDC”、“WASP”、
基于WoS和CNKI近10年
贵州师范大学硕士学位论文8合物和营养盐在水生生态系统时空变化情况[65-66]、模拟生态阈值浓度、确定各种水质参数浓度变量变化并为TMDL发展提供技术支持[67]。AQUATOX模型最核心部分是食物网模块[68]，通过该模块能准确的计算污染物的在食物链中的浓度[69-70]并用于评估复杂水生生态系统中毒性应激造成的直接和间接影响[71]。AQUATOX模型具有结构灵活、用户界面简单易用、可为用户提供多种分析手段等优点，是现行最全面的生态风险评估模型之一[68,72-74]。模型已广泛应用于水体有毒物质生态安全阈值、营养盐含量分析[33]、气候变化[75]、自然资源损害评估[76]。尽管该模型旨在促进新应用与情景的开发，但模型多数应用研究侧重于基于食物网的有毒物质生态风险评估，却缺少附生群落对水体有毒物质的评价指标[77]。图1-3AQUATOX基本原理图Fig.1-3ThebasicprincipleofAQUATOXmodel1.3.5EFDC模型EFDC(EnvironmentalFluidDynamicsCode)模型是美国国家环保局（USEPA）推荐的水质模型之一[78]。模型包含水动力模块、泥沙输运模块、有毒物质模块和水质模块等[79-80]四大模块（见图1-4），模型基本方程参考文献[34]。EFDC模型是基于有限差分的数值模拟系统；因此，在构建建模的第一步是将水体划分成网格计算[81]。在计算过程中，由于时间步长对模型模拟中的数值扩散有影响，所以时间步长是EFDC模型中流体动力学模块的关键参数[82]。模型能准确分析营养
【参考文献】：
期刊论文
[1]浅水湖泊模型PCLake及其应用进展[J]. 胡文,王济,李春华,叶春,魏伟伟. 生态与农村环境学报. 2019(06)
[2]生态模型在水体富营养化研究领域的应用进展[J]. 胡文,李春华,叶春,王济,魏伟伟,邓勇. 环境科学研究. 2020(02)
[3]浅水湖泊水生植物适宜生物量评估方法的探讨[J]. 李春华,叶春,孔祥臻,胡文,陈洪森. 中国环境科学. 2018(12)
[4]浅水湖泊稳态转换预警识别方法局限与展望[J]. 于瑞宏,张笑欣,刘廷玺,郝艳玲. 生态学报. 2017(11)
[5]模拟人工湿地植物丰富度对硝氮去除及净温室效应的影响[J]. 刘阳,李丹,孙红英,杨国福,陈正新,范星,葛滢,常杰. 生态学杂志. 2015(08)
[6]几种水生植物腐解过程的比较研究[J]. 曹培培,刘茂松,唐金艳,滕漱清,徐驰. 生态学报. 2014(14)
[7]Sediment transportation and bed morphology reshaping in Yellow River Delta[J]. KONG QingRong, JIANG ChunBo, QIN JunJie & GUO Bin State Key Laboratory of Hydroscience and Engineering, Tsinghua University, Beijing 100084, China. Science in China（Series E:Technological Sciences）. 2009(11)
[8]沉积物-水体界面氮磷的迁移转化规律研究进展[J]. 陈永川,汤利. 云南农业大学学报. 2005(04)
[9]东太湖水生植物生物质腐烂分解实验[J]. 李文朝,陈开宁,吴庆龙,潘继征. 湖泊科学. 2001(04)
[10]暖温带地区主要树种叶片凋落物分解过程中主要元素释放的比较[J]. 王瑾,黄建辉. 植物生态学报. 2001(03)
本文编号：3071048
【文章来源】：贵州师范大学贵州省
【文章页数】：129 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
模型应用的时间范围以及文献研究主题在WoS核心库和CNKI数据库分别以主题为“MIKE”、“EFDC”、“WASP”、
基于WoS和CNKI近10年
贵州师范大学硕士学位论文8合物和营养盐在水生生态系统时空变化情况[65-66]、模拟生态阈值浓度、确定各种水质参数浓度变量变化并为TMDL发展提供技术支持[67]。AQUATOX模型最核心部分是食物网模块[68]，通过该模块能准确的计算污染物的在食物链中的浓度[69-70]并用于评估复杂水生生态系统中毒性应激造成的直接和间接影响[71]。AQUATOX模型具有结构灵活、用户界面简单易用、可为用户提供多种分析手段等优点，是现行最全面的生态风险评估模型之一[68,72-74]。模型已广泛应用于水体有毒物质生态安全阈值、营养盐含量分析[33]、气候变化[75]、自然资源损害评估[76]。尽管该模型旨在促进新应用与情景的开发，但模型多数应用研究侧重于基于食物网的有毒物质生态风险评估，却缺少附生群落对水体有毒物质的评价指标[77]。图1-3AQUATOX基本原理图Fig.1-3ThebasicprincipleofAQUATOXmodel1.3.5EFDC模型EFDC(EnvironmentalFluidDynamicsCode)模型是美国国家环保局（USEPA）推荐的水质模型之一[78]。模型包含水动力模块、泥沙输运模块、有毒物质模块和水质模块等[79-80]四大模块（见图1-4），模型基本方程参考文献[34]。EFDC模型是基于有限差分的数值模拟系统；因此，在构建建模的第一步是将水体划分成网格计算[81]。在计算过程中，由于时间步长对模型模拟中的数值扩散有影响，所以时间步长是EFDC模型中流体动力学模块的关键参数[82]。模型能准确分析营养
【参考文献】：
期刊论文
[1]浅水湖泊模型PCLake及其应用进展[J]. 胡文,王济,李春华,叶春,魏伟伟. 生态与农村环境学报. 2019(06)
[2]生态模型在水体富营养化研究领域的应用进展[J]. 胡文,李春华,叶春,王济,魏伟伟,邓勇. 环境科学研究. 2020(02)
[3]浅水湖泊水生植物适宜生物量评估方法的探讨[J]. 李春华,叶春,孔祥臻,胡文,陈洪森. 中国环境科学. 2018(12)
[4]浅水湖泊稳态转换预警识别方法局限与展望[J]. 于瑞宏,张笑欣,刘廷玺,郝艳玲. 生态学报. 2017(11)
[5]模拟人工湿地植物丰富度对硝氮去除及净温室效应的影响[J]. 刘阳,李丹,孙红英,杨国福,陈正新,范星,葛滢,常杰. 生态学杂志. 2015(08)
[6]几种水生植物腐解过程的比较研究[J]. 曹培培,刘茂松,唐金艳,滕漱清,徐驰. 生态学报. 2014(14)
[7]Sediment transportation and bed morphology reshaping in Yellow River Delta[J]. KONG QingRong, JIANG ChunBo, QIN JunJie & GUO Bin State Key Laboratory of Hydroscience and Engineering, Tsinghua University, Beijing 100084, China. Science in China（Series E:Technological Sciences）. 2009(11)
[8]沉积物-水体界面氮磷的迁移转化规律研究进展[J]. 陈永川,汤利. 云南农业大学学报. 2005(04)
[9]东太湖水生植物生物质腐烂分解实验[J]. 李文朝,陈开宁,吴庆龙,潘继征. 湖泊科学. 2001(04)
[10]暖温带地区主要树种叶片凋落物分解过程中主要元素释放的比较[J]. 王瑾,黄建辉. 植物生态学报. 2001(03)
本文编号：3071048
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