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武汉市城乡梯度上浅水湖泊生态系统稳态转换研究

作者: 曹艳敏 来源:雅博体育-雅博体育官网


过去100年来,人类与地球系统间的相互作用进入一个崭新的时期。尤其近50年,从社会-经济到自然生态系统无不发生着剧烈变化。这段时期内中国实现了快速城镇化,这是人类历史上最大规模的人口迁移活动,同时也为区域生态环境带来了显著影响。

在国家自然科学基金项目资助下,雅博体育院曹艳敏博士研究小组在Science of the Total Environment 上发表了题为“Regime shifts in shallow lake ecosystems along an urban-rural gradient in central China”的研究论文。论文基于古湖沼学方法恢复了过去百年来武汉市城区-郊区-乡村梯度上不同湖泊(沙湖、严西湖、斧头湖)的生态环境演化过程,重点探讨了城市快速发展和扩张对城区和郊区淡水生态系统稳态及系统功能的显著影响。

该研究表明:

1)过去百年来,城乡梯度上不同位置湖泊的生态环境演化轨迹、稳态转换点及当前生态状态都显著不同(如图)。距离市中心越近,系统稳态转换越早,且距离市区较近的湖泊富营养化趋势明显;

基于高斯核密度估计(Gaussion kernel density estimation )和自回归积分滑动平均模型(ARIMA)的双稳态检测分析


2)不同湖泊生态环境变化的驱动因素因其所处位置而有所不同。人为活动引起的污染负荷增加是诱发市中心和城郊湖泊稳态转变的关键因素,而偏远的斧头湖则主要受筑坝建闸等引起的江湖水力联通变化的驱动。气候因素似乎在该区域湖泊生态环境演化过程中的作用较小,但却对高营养负荷湖泊的系统稳态转换具有正向推动作用;

3)城乡过渡区淡水生态环境仍处于进一步迅速恶化中(图2)。城郊地区为城区和乡村地区的过渡区域,城市扩张和发展导致该地区湖泊干扰因素类型多样、强度偏大,严西湖目前尚处于稳态转换的“闪烁期”,及时保护和修复城郊湖泊可以有效防止其完全达到不可逆的富营养状态。湖泊修复中,应着重考虑各个湖泊环境演化规律和驱动机制的差异,“因湖施策”才能取得预期效果。


论文全文链接:




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