[發明專利]一種基于古湖沼學方法的湖泊適宜生態水位確定方法

有效

• 申請號: 202110471812.4
• 申請日: 2021-04-29
• 公開（公告）號: CN113157772B
• 公開（公告）日: 2023-04-28
• 發明（設計）人: 楊盈;沈周寶;李明威
• 申請（專利權）人: 東莞理工學院
• 主分類號: G06F16/2458
• 分類號: G06F16/2458;G06F18/241;G06Q50/26
• 代理公司: 北京恒律知識產權代理有限公司 11416
• 代理人: 任霜

本發明公開了一種基于古湖沼學方法的湖泊適宜生態水位確定方法，屬于環境保護技術領域；首先，選擇湖泊較少人為干擾的區域采集沉積物柱狀樣并將其等距切片分層進行預處理；其次，使用supgt;210/supgt;Pb和supgt;137/supgt;Cs測年技術確定每個樣品層的年代；然后，鑒定和計算每個樣品層的孢粉種類和數量，以代表時間序列內生態系統的水生植物信息，收集并測定相應的水文氣象、物理化學指標，構建環境因子數據集；最后，以分類回歸樹模型所建議的關鍵環境因子，建立廣義可加模型，量化環境因子與孢粉濃度之間的響應關系，確定適宜的湖泊生態水位；本發明有效解決了現有設計難以獲取穩定的長時間序列生物數據的問題，并提供了探索水位波動與當地生態指標之間響應關系的量化方法。

技術領域

本發明涉及環境保護技術領域，特別是涉及一種基于古湖沼學方法的湖泊適宜生態水位確定方法。

背景技術

水位波動是影響植被生物量、多樣性、組成和結構的核心因子之一，它通過引起光、氧、溫度、營養物等影響植物生長和萌發的環境因子的變化，淺水湖泊在各種水生生態系統中特別容易受到水位波動的影響。近年來，由于全球氣候變化(降水量、降水頻率和單次降水強度的變化)和人類活動(大型水利工程建設、圍墾等)的影響，許多地區的湖泊發生相應的水位波動。水位異常波動會致使湖泊植物退化，河湖自凈能力下降，敞水區沉水植被消失，不少淺水湖泊由“草型清水態”轉為“藻型濁水態”的富營養化狀態，水華肆虐，最終導致水質下降。雖然近年來已經研究了由于氣候變化和水循環變化而引起的淺水湖泊水生生態系統的響應，但是水位波動對湖泊和淡水水庫的湖泊學特征和混合的影響尚未引起應有的重視。有鑒于此，有關維持湖泊生態系統穩定和發展的水位波動管理已經變得十分必要。

傳統上，水位波動管理策略主要根據兩種類型的方法來確定：(1)以天然的水位波動作為模板，維持水位波動以達到天然水位波動的水平；(2)根據目標物種對幾個水位參數的響應來設計適宜的水位。第一種策略是基于以下假設：湖泊生態系統已經適應了天然的水位波動，因此維持天然的水位波動可以有效地保護湖泊生態系統的功能完整性。從科學上講，盡量減小天然水位波動和當前水位波動之間的差距是合理的，其重要性已為越來越多的研究所認可。但是，在實踐中將其用作管理策略時也存在一些問題，主要問題是無法探索水位波動與當地生態指標之間的直接聯系，因而我們無法回答更具體的問題，例如：在水生生態系統開始退化之前，我們應該改變多少水位條件以適應其變化，或者我們應該如何管理水位狀況的年內和年際模式，以實現理想的生態效果。第二種方法基于目標物種對水位變化的響應，被認為是確定水位波動管理策略最科學的方法。迄今為止，大型水生植物是水位波動對湖泊生態系統中生物體影響研究最多的目標物種，因為大型水生植物在多種營養水平上對養分循環，沉積物穩定性和群落組成起著關鍵作用。此外，大型水生植物對水位波動的影響敏感，即使小幅下降也可能產生重大影響。最近的研究已根據當地大型水生植物的保護目的確定了各種水位波動管理策略，例如限制過量大型水生植物的生長，維持穩定的群落結構或調節生態系統的演替。然而，全球大多數湖泊缺乏大型水生植物歷史數據，這阻礙了水位管理策略的有效性。歷史數據通常是唯一可用于定義湖泊自然狀態下的信息，它可以設定一個現實的目標，并提供評估策略可重復性的基準。此外，數據統計的偏差，不規則、不可比的時間序列數據或采樣技術差異都會對歷史數據產生影響。從文獻中檢索數據可能是獲得足夠數據而無需花費大量時間進行實地調查的可行方法，但是由于不同研究之間的方法缺乏一致性，因此還存在數據可比性的問題。