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近年来伴随着湖泊水质下降、生物多样性锐减、生态退化等一系列问题的不断出现,湖泊水生态系统健康的评估逐渐成为国内外学者、资源环境管理者共同关注的焦点。然而湖泊水生态系统健康变化复杂且具有很大不确定性,尤其是河湖关系复杂、不同湖区空间分异显著的大型通江湖泊。本文旨在分析大型通江湖泊水生态系统特征,构建水生态系统健康评价指标体系并确定指标阈值,评价水生态系统健康状况并分析其健康影响机制,从而为大型通江湖泊健康保护与管理提供理论依据。 鄱阳湖是长江中游两大自然通江湖泊之一,具有调蓄洪水、保障湖区工农业生产用水、维系生物多样性以及保持区域生态平衡等多样性化的不可或缺的生态系统服务功能。近年来,受气候变化和人类活动的双重影响,鄱阳湖出现水文情势大幅波动、水环境恶化和水生态功能退化等问题,引起人们对鄱阳湖生态系统健康走势的担忧。本文以鄱阳湖为研究实例,在分析梳理鄱阳湖水文、水环境、水生态特征的基础上构建鄱阳湖水生态系统健康评价指标体系,并通过时间参照状态法以及统计分析方法确定指标阈值;运用可拓评价方法评价鄱阳湖水生态系统健康状态,分析鄱阳湖水生态系统健康影响机制。该研究可为鄱阳湖水生态系统健康退化原因识别以及湖泊水环境的保护提供理论依据。取得的主要进展包括: 1)通过方差分析、主成分分析等方法初步分析了鄱阳湖水文、水环境、水生态特征。结果表明:受出入湖水文情势和湖区人类活动日益增强等因素作用,鄱阳湖水文、水环境、水生态时空差异显著。鄱阳湖水位年内、年际均波动明显,近年来水位呈现不断下降趋势;不同湖区水环境空间差异显著,且整体呈现不断恶化的趋势;相应地湖泊生物多样性锐减,生态系统功能不断退化。 2)构建水生态系统健康评价指标体系,确定指标阈值。构建以水生生物为主,以生境要素为辅的包含水文、水环境、水生生物等3个要素层的大型自然通江湖泊水生态系统健康评价指标体系,包括蓝藻硅藻生物量比值(CB/DB)、底栖动物香农-威纳指数(DI)、底栖动物耐污指数(BI)、枯水期最低水位距平(LWLa-D)、涨水期平均水位距平(MWLa-R)、综合营养指数(TLI)等6个指标。运用实测资料,通过经验法、频度分析法、规范标准及类比等阈值确定方法,初步确定大型通江湖泊水生态系统健康评价指标的阂值,将湖泊水生系统健康状态分成健康、临界状态、不健康三个等级。 3)开展了鄱阳湖水生态系统健康评价,阐明了湖泊水生态系统健康的时空变化特征。运用可拓评价方法评价鄱阳湖水生态健康状况,结果表明,鄱阳湖水生态系统以亚健康状态为主,且时空差异显著。空间上,蚌湖、赣江等河流入湖口以及东部的撮箕湖等区域相对不健康,大湖面区域相对健康。时间上,受复杂的水文水动力的影响,鄱阳湖水生态系统健康的年际变化显著。季节变化呈现丰水期水生态系统健康状态优于枯水期,涨水期与退水期基本持平。 4)探讨了鄱阳湖水生态系统健康的影响机制。运用相关分析等方法对鄱阳湖水生态系统健康影响机制进行分析,结果表明,鄱阳湖水生态系统健康影响机制较为复杂,受入湖污染物、湖泊水文水动力条件、鄱阳湖与长江的江湖关系、人类活动等共同作用。其中,入湖污染物是影响鄱阳湖水生态系统健康的关键因素,湖泊水文、水动力条件以及人类活动等因素导致其生态系统健康状态时空分异,时间上主要受水文条件影响较大,空间上主要受人类活动、水动力条件等作用。