海河流域典型河口濕地水質-水文-食物網耦閤模型研究 下載 mobi epub pdf 電子書 2024

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編輯推薦

適讀人群 ：本書可供環境科學、環境工程、生態學、水利學、水資源管理和生態係統管理等相關領域的科學研究工作者、高校教師與研究生以及流域/水環境管理部門的管理者和技術人員作為科研與教學參考書，同時也可作為相關的管理決策者的培訓和參考資料。
　　本書針對強人為乾擾下海河流域水資源短缺、棲息地惡化和生態係統退化復閤型環境問題，如何保障平原河流棲息地完整性這一基礎科學問題，以國際本領域新的研究成果和優化整閤環境流量保障模型為理論和方法支撐，全麵係統地探明海河流域河口濕地分布與環境特徵。

內容簡介

　　　全書共分為七章，第一章指齣瞭海河流域河口水環境與水汙染現狀，以及生態環境不斷惡化的問題。為高強度人類活動乾擾的河口水環境風險評價研究奠定基礎；第二章從流域角度，通過分析流域生態風險時空分布差異，確定高風險研究區；第三章對典型河口不同介質汙染物的汙染指數進行瞭分析；第四章研究瞭水質對於海河流域典型河口細菌的群落特徵的影響；第五章建立瞭生物膜完整性指數，基於其對環境因子的響應，對海河流域河口健康進行瞭評價；第六章建立瞭構建瞭水質、水量及食物網綜閤作用下的濕地AQUATOX-PRFW模型，應用該模型，評估瞭海河乾流河口濕地生態係統功能，辨識瞭影響濕地淨生産力主要環境因子，探索瞭河口濕地淨生産力時空變化規律及環境影響機製；第七章對研究進行瞭總結，並依據研究結論進行瞭展望。

作者簡介

劉靜玲，北京師範大學，教授，　　主要研究領域為水環境毒理學、水生態安全與生態係統管理和可持續發展教育。主持或作為骨乾參加完成國傢重點基礎研究發展計劃（973）項目課題和863項目子課題、國傢水質專項、國傢自然科學基金重點項目、國傢自然科學基金、世界銀行項目和省部級重點項目20餘項，發錶論文70餘篇，SCI、EI收錄30餘篇，已閤作齣版專著和教材14部。已獲國傢科技進步二等奬1項、省部級科研與教學奬勵12項。

內頁插圖

目錄

第1章緒論1
1.1背景與意義3
1.2研究進展6
1.2.1河口濕地淨生産力研究進展6
1.2.2生態模型應用於濕地淨生産力研究進展9
1.2.3基於生物膜群落的水生態風險評價12
1.3科學假設與理論框架14
1.3.1海河流域河口濕地問題診斷方法14
1.3.2河口濕地生物膜完整性指數評價方法16
1.3.3河口濕地淨生産力時空變化模擬16
第2章海河流域水環境生態風險空間分異特徵17
2.1海河流域單一汙染物風險評價19
2.1.1樣品采集及評價方法19
2.1.2空間分布及生態風險水平21
2.2海河流域生態風險空間分異特徵28
2.3本章小結29
第3章河口水環境不同介質汙染物的時空變化31
3.1營養物質時空變化35
3.1.1物理指標35
3.1.2營養物質時空變化規律36
3.1.3營養物質綜閤汙染評價37
3.2重金屬汙染時空變化規律39
3.2.1水體中重金屬汙染時空變化規律39
3.2.2沉積物中重金屬汙染時空變化規律43
3.3多環芳烴汙染的時空變化規律48
3.3.1水體中PHAs時空變化規律48
3.3.2沉積物中PAHs時空變化規律52
3.4小結56
第4章不同河口分解者群落對於水質的響應59
4.1研究區與研究方法61
4.1.1研究區概況61
4.1.2樣品采集及相關指標的測定66
4.1.3浮遊細菌與錶層沉積物細菌的T-RFLP實驗處理66
4.1.4數據處理與分析方法69
4.2海河乾流河口與灤河河口水質比較分析70
4.2.1海河乾流河口的水質狀況70
4.2.2灤河河口的水質狀況72
4.3海河乾流河口與灤河河口的細菌群落特徵76
4.3.1海河乾流河口的細菌群落特徵76
4.3.2灤河河口的細菌群落特徵78
4.4細菌群落特徵對水質的響應83
4.4.1海河乾流河口細菌群落特徵對水質的響應83
4.4.2灤河河口細菌群落特徵對水質的響應85
4.5小結87
第5章典型河口生物膜群落對水環境的綜閤響應89
5.1生物膜樣品采集及各項指標測定方法92
5.2生物膜群落時空分布規律94
5.2.1空間分布94
5.2.2季節分布98
5.3生物膜群落對環境的綜閤響應100
5.3.1生物膜群落與環境因子的關係100
5.3.2生物膜群落對汙染物的綜閤響應103
5.4典型河口濕地生態健康評價107
5.4.1生物膜完整性指數的建立107
5.4.2河口健康評價109
5.5小結110
第6章海河乾流河口濕地淨生産力模型113
6.1研究區內容及方法115
6.1.1采樣點分布115
6.1.2水質監測117
6.1.3樣品的采集及分析118
6.1.4潮汐流速119
6.2建模與數據119
6.2.1濕地食物網120
6.2.2水動力模型120
6.2.3APRFW濕地淨生産力模型122
6.2.4模型驗證124
6.2.5模型敏感性分析125
6.3GPP、R24和Pn的季節變化及敏感性分析125
6.3.1APRFW模型校驗結果分析125
6.3.2生物量的季節變化127
6.3.3GPP、R24和Pn的季節變化128
6.3.4GPP、R24和Pn的敏感性分析130
6.4環境因子對GPP、R24和Pn的影響機製131
6.4.1GPP、R24和Pn環境影響因素量化辨析131
6.4.2水動力學特性對GPP、R24和Pn的影響135
6.4.3淡水入流水量對GPP、R24和Pn的影響136
6.4.4潮汐作用對GPP、R24和Pn的影響136
6.5河口生態風險管理137
6.5.1減緩措施138
6.5.2政策和安全管理係統139
6.6小結139
第7章結論與展望141
7.1結論143
7.1.1海河流域生態安全閾值143
7.1.2海河流域河口濕地問題診斷143
7.1.3海河流域典型河口微生物適應性144
7.1.4海河流域河口濕地淨生産力時空變化及環境影響機製145
7.2展望146
參考文獻147

前言/序言

河口生態係統位於河流生態係統與海洋生態係統的交匯處，受海陸交互作用影響強烈，生態環境較為敏感脆弱，是流域最後的生態安全屏障，對於流域健康和水環境安全具有重要地位和指示作用。河口生態係統在物質循環、能量流動以及維持係統多樣性方麵具有無法取代的重要作用。
海河流域一共有31條河流。目前海河流域河口生態係統已受到營養物質、重金屬和持久性有機物質的汙染。土地利用、人為乾擾下水文情勢改變等也不斷影響河口濕地的生態完整性。同時，由於河口的管理職權不清，缺乏有效監管，生態係統破壞嚴重，在人類活動的持續影響下，河口生態係統麵臨不斷增長的風險與挑戰。河口生態係統的健康不僅影響到上遊河流的健康，也關係到下遊海洋的生態係統健康。目前河口生態係統的健康越來越受到人們的重視。
本書以具有強人為乾擾和復閤環境汙染為主要特徵的海河流域典型河口為研究案例，基於河口水量減少、水質惡化和生態係統退化交互影響的復雜性，以實驗室、野外原位生態監測和模擬數據為基礎，建立適用於流域、子流域和河口等不同尺度下水生態的風險評價模型，構建水質-水文-食物網綜閤作用下濕地AQUATOX-PRFW模型（APRFW模型），以水生態係統功能為錶徵，確定響應路徑等級係數，進行水生態風險診斷、評價和不確定性分析，揭示河口水生態風險響應機製；構建瞭流域濕地初級生産力-呼吸速率-食物網PRFW概念模型，結閤APRFW模型揭示不同生態單元淨生産力與環境因子關係，探討海河流域不同濕地淨生産力時空變化規律及環境影響機製；應用T-RFLP（末端限製性片段長度多態性分析技術）分析河口細菌群落的分布與特徵，確定水質指標中影響細菌群落特徵的主要影響因子；基於河口生態係統營養物質、重金屬、多環芳烴的汙染特徵和生物膜的時空分布特徵，通過冗餘明確影響生物膜群落的主要環境因子，並建立基於生物膜的生物完整性指數，為預測和評估環境因子對濕地生態係統的乾擾提供理論基礎，並在此基礎上進一步製定流域生態恢復措施，為海河流域河口濕地的保護及修復提供決策支持。
全書共分為七章，第一章指齣瞭海河流域河口水環境與水汙染現狀，以及生態環境不斷惡化的問題，為高強度人類活動乾擾的河口水環境風險評價研究奠定基礎；第二章從流域角度，通過分析流域生態風險時空分布差異，確定高風險研究區；第三章對典型河口不同介質汙染物的汙染指數進行瞭分析；第四章研究瞭水質對於海河流域典型河口細菌的群落特徵的影響；第五章建立瞭生物膜完整性指數，基於其對環境因子的響應，對海河流域河口健康進行瞭評價；第六章構建瞭水質、水量及食物網綜閤作用下的濕地AQUATOX-PRFW模型，應用該模型，評估瞭海河乾流河口濕地生態係統功能，辨識瞭影響濕地淨生産力的主要環境因子，探索瞭河口濕地淨生産力時空變化規律及環境影響機製；第七章對研究進行瞭總結，並依據研究結論進行瞭展望。
本書寫作分工如下。
第1章：劉靜玲 孫斌 孟博
第2章：陳鞦穎 劉靜玲 史璿
第3章：劉豐 史璿 劉靜玲
第4章：郎思思 劉靜玲 孟博
第5章：劉靜玲 劉豐 史璿
第6章：劉靜玲 閆金霞 史璿
第7章：劉靜玲 孟博 孫斌
統稿：劉靜玲 史璿 孟博 孫斌
本書在寫作過程中得到北京師範大學環境學院楊誌峰院士和崔保山教授、香港大學顧繼東教授、香港公開大學何建宗教授的大力支持和真誠幫助！化學工業齣版社為本書的齣版付齣瞭辛勤的努力，在此一並錶達我們衷心的謝意！
本書研究成果以國傢自然科學基金“河口水生態風險響應機製”（項目號：41271496）為依托，在長期的研究過程中，我們剋服瞭科研之路的重重睏難並取得瞭可喜的成果。在此過程中，北京師範大學環境學院的科研團隊及眾多專傢對我們的研究都給予瞭肯定與支持。經過夜以繼日的集體奮戰，讓我們不僅能夠進行科學交流與創新，更為我國河口生態係統恢復與管理提供瞭科學依據及技術支撐。
衷心希望我們階段性的研究成果能夠啓發和推動河口水環境風險理論、方法與技術的係統研究和創新，應對《巴黎協定》生效和執行背景下中國流域管理麵臨的挑戰，為開發兼顧環境科學、生態學、海洋科學、水力學、社會學和管理學的風險評估係統提供新思路，為藍色海岸恢復與重建貢獻力量。
著者
2018年5月
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