骆马湖是江苏省第四大淡水湖,是沂沭泗流域中下游洪水蓄泄中枢,同时是南水北调东线工程重要调蓄湖泊和徐州、宿迁生产生活的重要水源,在流域防洪保安、饮用水供给、农业灌溉、维系生态平衡等方面发挥着至关重要的作用。本书共分为10章,从湖沼学角度概述骆马湖的自然地理、历史演变、水资源及社会经济,重点从水质、沉积物、水生生物等方面系统分析其生态系统结构及变化特征,评估骆马湖生态系统健康状况,诊断当前面临的主要问题及成因,从污染源削减、蓝藻水华防控、水生植物恢复、管理体制机制等方面提出了保护建议。
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2006.9 - 2011.7 硕博连读 中国科学院南京地理与湖泊研究所 自然地理学
2002.9 - 2006.6 本科 安徽大学生命科学学院 环境科学2011年7月—至今,中国科学院南京地理与湖泊研究所,助理研究员、副研究员、研究员
2011年11月—2015年9月,南京水利科学研究院,博士后
2016年9月—2017年9月,芬兰环境研究所(奥卢),访问学者自然地理学主持国家自然科学基金3项、江苏省自然科学基金1项,参与水专项、973计划、科技部基础性工作专项等多项国家级科研项目。
围绕流域水生态保护与管理的需求,系统开展了多空间尺度淡水底栖多样性及驱动机制研究,探究了流域底栖生物空间格局及对环境压力的响应关系,发展了流域水生态状态评价指标体系构建与保护目标制定技术方法。目前以第一/通讯作者发表学术论文30余篇,其中SCI论文20余篇,参与制定江苏省地方标准2项,前四作者出版专著5部。获2021年度长江科学技术奖一等奖(排名第5),入选2020年中科院青年创新促进会会员。中国科学院青年创新促进会会员
目录
前言
第1章 骆马湖湖泊—流域概况 1
1.1 骆马湖地理位置与形态 1
1.2 骆马湖地质地貌 2
1.3 骆马湖气候气象 3
1.3.1 骆马湖气温 3
1.3.2 骆马湖降水 4
1.3.3 骆马湖风速风向 4
1.4 骆马湖区域水系特征 5
1.4.1 主要入湖河道 5
1.4.2 主要出湖河道 6
1.5 水文水资源 7
1.5.1 入湖水量特征 7
1.5.2 湖泊水位特征 8
1.5.3 泥沙特征 9
1.6 主要控制(水利)工程 10
1.7 骆马湖流域及其缓冲带土地利用 11
1.7.1 骆马湖流域土地利用情况 11
1.7.2 骆马湖缓冲带土地利用情况 13
1.8 骆马湖周边地区社会经济状况 14
参考文献 15
第2章 骆马湖水环境质量 16
2.1 水环境质量调查方法 16
2.2 水体理化指标 17
2.2.1 pH 17
2.2.2 溶解氧 18
2.2.3 氨氮 19
2.2.4 高锰酸盐指数 20
2.2.5 总磷 21
2.2.6 总氮 23
2.2.7 叶绿素a 25
2.2.8 透明度 26
2.2.9 湖泊营养状态 27
2.3 入湖河流水质与负荷特征 30
2.3.1 入湖河流水量特征 30
2.3.2 入湖河流水质 31
2.3.3 入湖氮磷负荷 34
2.4 水质影响因素 36
2.4.1 主成分分析 36
2.4.2 相关性分析 37
2.4.3 多尺度驱动因素分析 38
2.4.4 结构方程模型分析 39
2.5 小结 41
参考文献 42
第3章 典型水文情势下骆马湖水质响应模拟研究 44
3.1 水动力水质模型构建 44
3.1.1 基本方程 44
3.1.2 数值解法 46
3.1.3 网格文件的创建 46
3.1.4 边界条件设置 47
3.2 参数设置与率定 48
3.2.1 模型范围 48
3.2.2 时间步长 48
3.2.3 参数设置 48
3.2.4 输出设置 50
3.3 模型验证 51
3.3.1 验证方法 51
3.3.2 验证结果 51
3.4 模拟情景设置 53
3.4.1 洪水频率计算 53
3.4.2 模拟情景设置 56
3.5 水质响应模拟 57
3.5.1 丰水年 57
3.5.2 平水年 58
3.5.3 枯水年 59
3.6 小结 59
参考文献 60
第4章 骆马湖沉积物理化性质 61
4.1 沉积物调查样点设置与样品分析 61
4.2 沉积物总氮含量及分布特征 62
4.3 沉积物总磷含量及分布特征 63
4.4 沉积物有机质含量及分布特征 64
4.5 沉积物碳氮比 65
4.6 沉积物营养物质污染评价及来源分析 66
4.6.1 评价方法 66
4.6.2 评价结果 67
4.6.3 来源分析 69
4.7 小结 70
参考文献 71
第5章 骆马湖大型水生植物 72
5.1 大型水生植物调查方法 72
5.1.1 现场调查 72
5.1.2 水生植被面积遥感反演 73
5.2 大型水生植物种类组成 74
5.3 大型水生植物区系分析 77
5.4 大型水生植物科属多样性 78
5.5 水生植被时空分布 78
5.5.1 水生植被面积年际变化 78
5.5.2 水生植被月份变化 81
5.5.3 水生植被空间变化 82
5.6 大型水生植物群落波动的驱动因子 83
5.7 小结 85
参考文献 85
第6章 骆马湖浮游植物 87
6.1 浮游植物种类 87
6.2 浮游植物组成的季节变化 88
6.3 浮游植物组成的空间差异 90
6.4 浮游植物现存量长期变化趋势 92
6.5 浮游植物生物多样性 94
6.6 浮游植物群落演替与环境因子的关系 95
6.7 小结 98
参考文献 99
第7章 骆马湖浮游动物 100
7.1 浮游动物种类组成 100
7.2 浮游动物空间分布格局 102
7.3 浮游动物的季节演替 108
7.4 浮游动物密度和生物量的年际变化 112
7.5 浮游动物生物多样性 113
7.6 小结 115
参考文献 115
第8章 骆马湖底栖动物 117
8.1 底栖动物种类组成 117
8.2 底栖动物时空格局 121
8.3 底栖动物季节动态 129
8.4 底栖动物多样性 135
8.5 底栖动物群落演变特征及影响因素 137
8.6 底栖动物生物学评价 141
8.7 小结 142
参考文献 143
第9章 骆马湖鱼类 146
9.1 骆马湖鱼类研究方法 146
9.1.1 调查方法 146
9.1.2 数据分析 147
9.2 骆马湖鱼类物种组成 148
9.2.1 鱼类种类现状调查 148
9.2.2 鱼类生态类型 149
9.2.3 鱼类区系 150
9.2.4 鱼类种类历史变化 151
9.3 骆马湖鱼类优势种组成 153
9.4 骆马湖单位时间捕捞努力量 154
9.5 骆马湖鱼类生物多样性 155
9.6 骆马湖鱼类面临的主要问题 157
9.7 小结 158
参考文献 159
第10章 骆马湖健康评价与保护对策建议 160
10.1 健康评价指标体系构建 160
10.1.1 评价指标体系 160
10.1.2 水生境指标 161
10.1.3 水环境指标 162
10.1.4 水生生物指标 164
10.1.5 健康状态综合评价分级标准 165
10.2 健康评价结果 165
10.2.1 水生境评价 165
10.2.2 水环境评价 166
10.2.3 水生生物指标 166
10.2.4 综合评价 167
10.3 生态环境问题诊断与成因分析 168
10.3.1 流域农业面源污染严重,氮磷入湖负荷高 168
10.3.2 近岸缓冲带开发利用强度大,拦截净化功能退化 168
10.3.3 水体营养盐浓度高,水质不稳定,沉积物内源负荷较高 169
10.3.4 水体富营养化严重,蓝藻水华暴发风险高 170
10.3.5 水生植被急剧退化,湖体净化能力减弱,水生态系统完整性不高 171
10.3.6 骆马湖管理体制机制亟待完善,流域综合治理水平有待提升 171
10.4 保护对策建议 172
10.4.1 精准溯源并核算污染物通量,科学削减内源污染 172
10.4.2 加快推进城镇农村生活污水治理,全力保障流域水环境质量 173
10.4.3 深化落实农业面源污染治理,持续改善水体水质 173
10.4.4 探索生态水量调控技术,创新脉冲式污染应急管理 174
10.4.5 稳步实施退圩(围)还湖,严格养殖尾水排放监管 175
10.4.6 加强蓝藻水华监测预警与防控,保障饮用水安全 175
10.4.7 推进湖泊水生态保护修复,提升生态系统多样性、稳定性 176
10.4.8 建立跨省/市多部门协调机制,推进一体化保护治理 177
参考文献 178
附图 骆马湖生态环境研究补充图 180
附录 骆马湖水生生物物种名录 188