我国湖泊生态分区技术及应用研究

发布时间：2020-09-01 08:54

　　湖泊生态分区是在客观认识我国湖泊生态系统的形成过程、结构和功能特点、分布规律及其相关要素的基础上,揭示能体现湖泊地域差异性的富营养化成因、表现形式、演化趋势等,从而真实、客观和全面地反映出湖泊富营养化的区域分异规律,是科学地制定湖泊营养物基准、富营养化控制标准以及湖泊管理的基础。我国湖泊区域分异显著,营养物固有水平和富营养化效应不同,目前全国采用单一的标准来进行湖泊管理,缺乏体现营养物效应区域差异的全国湖泊生态分区,无法进行分区制定营养物基准标准,无法实施全国湖泊富营养化的分区控制。本文开展了我国湖泊生态分区技术方法、全国湖泊一级生态分区及应用、典型湖区云贵高原湖区二级生态分区及应用研究,并建立了分区湖泊营养物基准阈值和分区湖泊富营养化控制策略。主要研究结果如下： 1、我国湖泊一级生态分区应采用“自上而下”原则,利用主导因素叠置法,以地貌类型和水热条件指标为主导因素,分别采用地貌类型+气候带(纬向、经向)的空间叠置方法,结合空间聚类,主导因素判别以及空间融合进行一级分区。二级分区应采用“自下而上”分区方法,基于统计学方法分析方法(主成分分析、聚类分析与判别分析)和空间分析方法(地理信息系统分析、空间自相关方法和空间融合技术)的定量分析组合分区方法,根据分区原理对多种方法进行有机结合,建立二级生态分区技术。运用该定量分区组合技术方法,可以更加科学合理的进行分区研究,最大程度减少了人为因素的影响,其适应性和可行性都比较好。 2、一级生态分区指标主要考虑湖泊生态系统的自然地理特征,即其所处地域的地理和气候等特点,以地形地貌和水热条件为主导因素,筛选出一级生态分区指标。选取地貌地形,降雨量,温度等作为一级分区指标。二级分区指标主要体现自然因素对湖泊生态环境及富营养化的影响,引入反映湖泊流域营养状况的吸附态氮磷负荷作为区别于其他分区的典型性指标。基于区域差异,通过聚类分析,判别分析,主成分分析等方法进行指标优选。经过典型湖区云贵高原湖区指标优化案例研究,二级生态分区的指标优化为营养物、气候、土地利用、土壤质地这四个方面的综合指标,各自的主成分得分作为新的指标值。吸附态氮磷负荷通过指标优选,在该地区为显著性指标。它代表了由土壤侵蚀对湖泊富营养化状况的影响,与受人为工农业生产影响较大的溶解态氮、磷负荷不同,它对富营养化过程具有直接影响,更多的反映以吸附氮,磷负荷为背景营养物污染的状况,更加难以控制,因此,二级分区的典型性指标选择吸附态氮磷负荷是较为合理的。 3、根据湖泊一级生态分区技术方法和指标,同时考虑了中国水资源二级分区的边界以及省级行政界线,将全国湖泊划分为8个一级生态区,并采用不同分区Chl a/TP和Chl a/TN验证了分区的合理性和科学性,分析了不同分区营养物效应的差异性,体现了湖泊营养物效应的区域差异性。采用压力-响应模型建立了7个生态区的湖泊营养物基准阈值,结合不同生态分区湖泊的特征、污染现状及流域经济发展模式等因素,制定了我国湖泊一级生态分区富营养化控制策略。 4、选择云贵高原湖区作为二级生态分区的研究对象,引入了反映湖泊营养状况的吸附态氮磷负荷作为二级分区典型指标,综合应用现代统计分析方法(主成分分析、聚类分析、判别分析)和地理空间分析(空间自相关和空间融合等)等定量分析组合方法,初步完成云贵高原湖区二级湖泊生态分区。结合云贵高原湖区二级分区内各湖泊的特征及污染现状,提出二级生态分区湖泊富营养化综合治理措施。
【学位单位】：武汉大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2014
【中图分类】：X143

【参考文献】