海河流域典型河口湿地水质-水文-食物网耦合模型研究 下载 mobi epub pdf 电子书 2024

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编辑推荐

适读人群 ：本书可供环境科学、环境工程、生态学、水利学、水资源管理和生态系统管理等相关领域的科学研究工作者、高校教师与研究生以及流域/水环境管理部门的管理者和技术人员作为科研与教学参考书，同时也可作为相关的管理决策者的培训和参考资料。
　　本书针对强人为干扰下海河流域水资源短缺、栖息地恶化和生态系统退化复合型环境问题，如何保障平原河流栖息地完整性这一基础科学问题，以国际本领域新的研究成果和优化整合环境流量保障模型为理论和方法支撑，全面系统地探明海河流域河口湿地分布与环境特征。

内容简介

　　　全书共分为七章，第一章指出了海河流域河口水环境与水污染现状，以及生态环境不断恶化的问题。为高强度人类活动干扰的河口水环境风险评价研究奠定基础；第二章从流域角度，通过分析流域生态风险时空分布差异，确定高风险研究区；第三章对典型河口不同介质污染物的污染指数进行了分析；第四章研究了水质对于海河流域典型河口细菌的群落特征的影响；第五章建立了生物膜完整性指数，基于其对环境因子的响应，对海河流域河口健康进行了评价；第六章建立了构建了水质、水量及食物网综合作用下的湿地AQUATOX-PRFW模型，应用该模型，评估了海河干流河口湿地生态系统功能，辨识了影响湿地净生产力主要环境因子，探索了河口湿地净生产力时空变化规律及环境影响机制；第七章对研究进行了总结，并依据研究结论进行了展望。

作者简介

刘静玲，北京师范大学，教授，　　主要研究领域为水环境毒理学、水生态安全与生态系统管理和可持续发展教育。主持或作为骨干参加完成国家重点基础研究发展计划（973）项目课题和863项目子课题、国家水质专项、国家自然科学基金重点项目、国家自然科学基金、世界银行项目和省部级重点项目20余项，发表论文70余篇，SCI、EI收录30余篇，已合作出版专著和教材14部。已获国家科技进步二等奖1项、省部级科研与教学奖励12项。

内页插图

目录

第1章绪论1
1.1背景与意义3
1.2研究进展6
1.2.1河口湿地净生产力研究进展6
1.2.2生态模型应用于湿地净生产力研究进展9
1.2.3基于生物膜群落的水生态风险评价12
1.3科学假设与理论框架14
1.3.1海河流域河口湿地问题诊断方法14
1.3.2河口湿地生物膜完整性指数评价方法16
1.3.3河口湿地净生产力时空变化模拟16
第2章海河流域水环境生态风险空间分异特征17
2.1海河流域单一污染物风险评价19
2.1.1样品采集及评价方法19
2.1.2空间分布及生态风险水平21
2.2海河流域生态风险空间分异特征28
2.3本章小结29
第3章河口水环境不同介质污染物的时空变化31
3.1营养物质时空变化35
3.1.1物理指标35
3.1.2营养物质时空变化规律36
3.1.3营养物质综合污染评价37
3.2重金属污染时空变化规律39
3.2.1水体中重金属污染时空变化规律39
3.2.2沉积物中重金属污染时空变化规律43
3.3多环芳烃污染的时空变化规律48
3.3.1水体中PHAs时空变化规律48
3.3.2沉积物中PAHs时空变化规律52
3.4小结56
第4章不同河口分解者群落对于水质的响应59
4.1研究区与研究方法61
4.1.1研究区概况61
4.1.2样品采集及相关指标的测定66
4.1.3浮游细菌与表层沉积物细菌的T-RFLP实验处理66
4.1.4数据处理与分析方法69
4.2海河干流河口与滦河河口水质比较分析70
4.2.1海河干流河口的水质状况70
4.2.2滦河河口的水质状况72
4.3海河干流河口与滦河河口的细菌群落特征76
4.3.1海河干流河口的细菌群落特征76
4.3.2滦河河口的细菌群落特征78
4.4细菌群落特征对水质的响应83
4.4.1海河干流河口细菌群落特征对水质的响应83
4.4.2滦河河口细菌群落特征对水质的响应85
4.5小结87
第5章典型河口生物膜群落对水环境的综合响应89
5.1生物膜样品采集及各项指标测定方法92
5.2生物膜群落时空分布规律94
5.2.1空间分布94
5.2.2季节分布98
5.3生物膜群落对环境的综合响应100
5.3.1生物膜群落与环境因子的关系100
5.3.2生物膜群落对污染物的综合响应103
5.4典型河口湿地生态健康评价107
5.4.1生物膜完整性指数的建立107
5.4.2河口健康评价109
5.5小结110
第6章海河干流河口湿地净生产力模型113
6.1研究区内容及方法115
6.1.1采样点分布115
6.1.2水质监测117
6.1.3样品的采集及分析118
6.1.4潮汐流速119
6.2建模与数据119
6.2.1湿地食物网120
6.2.2水动力模型120
6.2.3APRFW湿地净生产力模型122
6.2.4模型验证124
6.2.5模型敏感性分析125
6.3GPP、R24和Pn的季节变化及敏感性分析125
6.3.1APRFW模型校验结果分析125
6.3.2生物量的季节变化127
6.3.3GPP、R24和Pn的季节变化128
6.3.4GPP、R24和Pn的敏感性分析130
6.4环境因子对GPP、R24和Pn的影响机制131
6.4.1GPP、R24和Pn环境影响因素量化辨析131
6.4.2水动力学特性对GPP、R24和Pn的影响135
6.4.3淡水入流水量对GPP、R24和Pn的影响136
6.4.4潮汐作用对GPP、R24和Pn的影响136
6.5河口生态风险管理137
6.5.1减缓措施138
6.5.2政策和安全管理系统139
6.6小结139
第7章结论与展望141
7.1结论143
7.1.1海河流域生态安全阈值143
7.1.2海河流域河口湿地问题诊断143
7.1.3海河流域典型河口微生物适应性144
7.1.4海河流域河口湿地净生产力时空变化及环境影响机制145
7.2展望146
参考文献147

前言/序言

河口生态系统位于河流生态系统与海洋生态系统的交汇处，受海陆交互作用影响强烈，生态环境较为敏感脆弱，是流域最后的生态安全屏障，对于流域健康和水环境安全具有重要地位和指示作用。河口生态系统在物质循环、能量流动以及维持系统多样性方面具有无法取代的重要作用。
海河流域一共有31条河流。目前海河流域河口生态系统已受到营养物质、重金属和持久性有机物质的污染。土地利用、人为干扰下水文情势改变等也不断影响河口湿地的生态完整性。同时，由于河口的管理职权不清，缺乏有效监管，生态系统破坏严重，在人类活动的持续影响下，河口生态系统面临不断增长的风险与挑战。河口生态系统的健康不仅影响到上游河流的健康，也关系到下游海洋的生态系统健康。目前河口生态系统的健康越来越受到人们的重视。
本书以具有强人为干扰和复合环境污染为主要特征的海河流域典型河口为研究案例，基于河口水量减少、水质恶化和生态系统退化交互影响的复杂性，以实验室、野外原位生态监测和模拟数据为基础，建立适用于流域、子流域和河口等不同尺度下水生态的风险评价模型，构建水质-水文-食物网综合作用下湿地AQUATOX-PRFW模型（APRFW模型），以水生态系统功能为表征，确定响应路径等级系数，进行水生态风险诊断、评价和不确定性分析，揭示河口水生态风险响应机制；构建了流域湿地初级生产力-呼吸速率-食物网PRFW概念模型，结合APRFW模型揭示不同生态单元净生产力与环境因子关系，探讨海河流域不同湿地净生产力时空变化规律及环境影响机制；应用T-RFLP（末端限制性片段长度多态性分析技术）分析河口细菌群落的分布与特征，确定水质指标中影响细菌群落特征的主要影响因子；基于河口生态系统营养物质、重金属、多环芳烃的污染特征和生物膜的时空分布特征，通过冗余明确影响生物膜群落的主要环境因子，并建立基于生物膜的生物完整性指数，为预测和评估环境因子对湿地生态系统的干扰提供理论基础，并在此基础上进一步制定流域生态恢复措施，为海河流域河口湿地的保护及修复提供决策支持。
全书共分为七章，第一章指出了海河流域河口水环境与水污染现状，以及生态环境不断恶化的问题，为高强度人类活动干扰的河口水环境风险评价研究奠定基础；第二章从流域角度，通过分析流域生态风险时空分布差异，确定高风险研究区；第三章对典型河口不同介质污染物的污染指数进行了分析；第四章研究了水质对于海河流域典型河口细菌的群落特征的影响；第五章建立了生物膜完整性指数，基于其对环境因子的响应，对海河流域河口健康进行了评价；第六章构建了水质、水量及食物网综合作用下的湿地AQUATOX-PRFW模型，应用该模型，评估了海河干流河口湿地生态系统功能，辨识了影响湿地净生产力的主要环境因子，探索了河口湿地净生产力时空变化规律及环境影响机制；第七章对研究进行了总结，并依据研究结论进行了展望。
本书写作分工如下。
第1章：刘静玲 孙斌 孟博
第2章：陈秋颖 刘静玲 史璇
第3章：刘丰 史璇 刘静玲
第4章：郎思思 刘静玲 孟博
第5章：刘静玲 刘丰 史璇
第6章：刘静玲 闫金霞 史璇
第7章：刘静玲 孟博 孙斌
统稿：刘静玲 史璇 孟博 孙斌
本书在写作过程中得到北京师范大学环境学院杨志峰院士和崔保山教授、香港大学顾继东教授、香港公开大学何建宗教授的大力支持和真诚帮助！化学工业出版社为本书的出版付出了辛勤的努力，在此一并表达我们衷心的谢意！
本书研究成果以国家自然科学基金“河口水生态风险响应机制”（项目号：41271496）为依托，在长期的研究过程中，我们克服了科研之路的重重困难并取得了可喜的成果。在此过程中，北京师范大学环境学院的科研团队及众多专家对我们的研究都给予了肯定与支持。经过夜以继日的集体奋战，让我们不仅能够进行科学交流与创新，更为我国河口生态系统恢复与管理提供了科学依据及技术支撑。
衷心希望我们阶段性的研究成果能够启发和推动河口水环境风险理论、方法与技术的系统研究和创新，应对《巴黎协定》生效和执行背景下中国流域管理面临的挑战，为开发兼顾环境科学、生态学、海洋科学、水力学、社会学和管理学的风险评估系统提供新思路，为蓝色海岸恢复与重建贡献力量。
著者
2018年5月
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