基于生态系统健康的湖泊生态需水研究——以厦门杏林湾为例

摘要

城市湖泊受人类活动影响较大，水质污染、湖滨带湿地萎缩、水位下降(波动大)、外海咸水入侵等压力，已严重影响到滨海城市湖泊淡水供应、旅游观光、生态调解等生态服务功能的正常发挥。因此确定和配置城市湖泊生态需水，以改善水质、维护一定水平的生态系统健康，防止环境退化，保证生态系统服务功能正常发挥具有非常重要的理论和实践意义。鉴于此，本文以生态系统健康为目标，在湖泊生态需水理论探讨的基础上，研究厦门杏林湾生态需水。主要研究内容和结论如下： (1)在湖泊生态系统健康评价研究的基础上，从分析城市湖泊营养状态的特殊性入手，论证得出响应型和非响应型湖泊的生态系统健康指数(EHI)与营养状态指数(TSI)近似成二次函数关系。提出湖泊生态系统弹性系数，对生态系统健康指数(EHI)做出适当改进。改进后的生态系统健康指数(EHI')能够更好地反映各类型湖泊的健康状态，完善了Xu等的EHI理论并扩展其应用范围，是目前最为接近Costanza对HI定义的可量化计算的数学公式和方法，并成功应用于厦门杏林湾生态系统健康评价。 (2)从生态系统健康角度对湖泊生态需水概念加以界定和再认识，对湖泊生态需水研究的目的、理论基础、生态系统健康与生态需水关系做了初步研究探讨，对计算方法做进一步改进，提出了更加实用的湖泊生态需水确定原则。 (3)本文以厦门杏林湾为研究案例。首先对区域发展规划、生态系统服务功能和主要环境问题进行了分析识别。其次，全面系统地对杏林湾水量平衡和水文调解进行了分析计算。再次，在杏林湾生态系统健康评价的基础上，通过水文过程与生态系统健康之间的响应关系分析，按照生态需水确定原则，研究确定了杏林湾生态需水。在上述研究成果基础上，为维持杏林湾生态系统健康，保证生态需水，从管理机构、政策法规、公众参与、技术支撑、数据信息和资金来源等6个方面对杏林湾及其流域综合管理模式进行了全面深入探讨。

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论文说明：图表目录

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第1章绪论

1.1研究背景与意义

1.1.1研究背景

1.1.2研究意义

1.2湖泊生态需水理论及其进展

1.2.1国外研究进展

1.2.2国内研究进展

1.2.3存在的问题与研究方向

1.3湖泊生态系统健康评价方法进展

1.4研究内容与技术路线

1.4.1研究内容

1.4.2研究方法

1.4.3技术路线

第2章基于生态系统健康的湖泊生态需水理论探讨

2.1生态需水概念的初步界定

2.2湖泊生态需水的理论基础

2.2.1生态学

2.2.2水文学

2.2.3环境科学

2.2.4其他科学

2.3湖泊生态系统健康评价

2.3.1评价方法与评价指标选取

2.3.2 EHI与TSI的关系

2.3.3生态系统弹性系数理论

2.3.4生态系统健康指数的改进

2.4湖泊生态系统健康与生态需水关系探讨

2.4.1生态系统健康是生态需水确定的重要标准和依据

2.4.2生态需水是维持生态系统健康的一个重要途径

2.5湖泊生态需水确定原则

2.5.1生态系统健康性原则

2.5.2平衡性原则

2.5.3兼容性原则

2.5.4阈值性原则

2.5.5水量与水质耦合原则

2.5.6可行性原则

第3章厦门杏林湾环境现状

3.1杏林湾自然环境特征

3.1.1地形地貌

3.1.2水文特征

3.1.3气象概况

3.2环杏林湾地区社会经济特征

3.2.1社会发展状况

3.2.2经济发展状况

3.3杏林湾区域生态状况

3.3.1区域污染源

3.3.2水环境质量状况

3.3.3底质环境

3.3.4水生生态

3.3.5陆域植被生态

3.3.6鸟类资源

第4章厦门杏林湾生态需水计算

4.1杏林湾区域发展规划概况

4.2杏林湾生态系统服务功能与主要环境问题识别

4.2.1杏林湾主要生态系统服务功能现状特征

4.2.2主要环境问题

4.3杏林湾水量平衡计算

4.4杏林湾水文调解分析

4.5杏林湾生态系统健康评价

4.6生态系统健康与水深关系

4.7杏林湾生态需水计算

4.7.1基于生态系统健康的最低生态水位法

4.7.2基于生态系统健康的生态功能法

4.8小结

第5章面向可持续利用的杏林湾及其流域综合管理

5.1湖泊水体特点

5.2国内外湖泊管理经验与模式

5.3杏林湾及其流域综合管理模式

5.3.1管理现状与存在问题

5.3.2管理机构

5.3.3政策法规

5.3.4公众参与

5.3.5技术支撑

5.3.6数据信息

5.3.7资金支持

第6章论文总结

6.1结论

6.2创新点

6.3不足之处与研究展望

参考文献

附录

致谢