上海临港新城滴水湖生态系统健康评价.docVIP

上海临港新城滴水湖生态系统健康评价 　　1引言(Introduction) 　　随着我国城市的快速发展和人口的大量涌入，城市湖泊生态系统承受的外部压力日益加重，生态系统也逐步退化，水体富营养化等环境问题己成为目前我国许多城市河流和湖泊面临的通病，严重威肋、到了社会经济的可持续发展和城市宜居环境的建设.滴水湖是目前在尚未成陆的海滩上填海造陆开挖的国内最大的人工景观湖泊，是上海“十二五”期间郊区新城发展的重要组成部分，也是临港新城的生态调节中心，其生态环境优劣对当地社会经济发展意义重大.滴水湖自2003年蓄水以来，其水质状况一直不容乐观.研究表明，滴水湖水体交换缓慢、污染来源广(徐建官，2010)，水质处于轻度至中度富营养状态之间(汪海英等，2006;刘振宇等，2012).目前对滴水湖区域的研究主要集中在水质状况评价(徐建官，2010;田华等，2011;周新龙，2012)、沉积物污染状况调查(江敏,2012;2013)和浮游动植物群落结构等方面，还未有综合水体、底泥、生物和社会经济等多方因素的生态系统健康评价. 　　生态系统健康研究是在全球众多自然生态系统(如海洋、湖泊、森林等)的健康状况日趋恶化的严峻形势下，于20世纪80年代中期在北美首先兴起，近年来己成为国际生态环境领域的研究热点，同时也是联系地球科学、环境科学、生态学、经济学及社会科学等学科的桥梁(赵臻彦等，2005).例如，Douglas等(2009)提出了浮游生物完整性指数法，并对美国伊利湖生态系统健康做出评价;由经济合作组织(DECD)和联合国环境规划署(UNEP)联合提出的压力书伏态用向应(PSR)框架模型在城市湖泊、海洋生态系统健康评价中应用广泛;随后许文杰(2010)又将等信息(IE)理论引入指标权重的确定中;我国学者徐福留提出的生态系统健康指数法(EHIM)，在对意大利30个湖泊的生态系统健康评价中得到了实证研究. 　　基于此，本文以滴水湖为研究对象，结合表层水体和湖泊底泥的理化性质、生态指标和临港新城发展情况，引入最小数据集和层次分析法构建适宜滴水湖的生态系统健康诊断模型，以科学地评估滴水湖的生态系统健康状况，为临港新城的可持续发展提供依据. 　　2材料与方法(Materials and methods) 　　2.1研究区概况 　　滴水湖位于上海东南角、东海与杭州湾的交界处，湖区呈直径为2.66 km的圆形，水域面积达5.56km2，平均水深3.7m(刘水芹等，2011)，目前上游来水引自大治河(徐建官，2010)，经C港流入滴水湖并由A港出湖.滴水湖水质综合评价为类(刘水芹等，2011)，较蓄水初期要好，但湖内生物多样性较低，浮游动物中轮虫类占绝对优势，只有少量挠足类和枝角类(王延洋，2007;任治安，2012)，各个季节的浮游藻类都以绿藻门为主(景饪湘，2012). 　　2.2采样点设置 　　本研究于2012年12月、2013年4月和7月分别对滴水湖湖区进行了冬、春、夏3季表层水体和湖区底泥样品采集，共有60个样点均匀分布于湖区内. 　　2.3实验方法 　　采用便携式仪器在现场测定表层水体温度、溶解氧(DO) ,pH、总悬浮物(TSS)和底泥温度、pH等指标.采集水样在冷藏环境下带回实验室，过滤后待测.底泥样品带回实验室后经冻干或烘干、研磨、过120目筛后，保存待测.TUC含量用重铬酸钾舟由浴法测定，总氮含量用TUC /TN分析仪测定，总磷含量用酸溶牛目锑抗比色法测定，有效磷含量用碳酸氢钠浸提法测定.重金属Hg, As采用王水消解后用双道原子荧光光谱仪(AFS230，北京吉天公司)测定，Cd,Cr, Cu, Pb, Zn采用、体系消解后用原子吸收光谱仪测定，同时采用程序以确保实验的准确性，使用GBW07309作为底泥的质控标样，得到Hg, As的回收率在88%以上，其余元素的回收率均在92%以上.浮游植物生物量、叶绿素等指标来自滴水湖水质监测报告(内部资料). 　　2.4评价方法 　　2.4.1最小数据集构建最小数据集最初由Andrew、等(2002)提出并广泛运用于土壤质量评价的因子筛选，它能在一定程度上优化指标的数量，同时也克服了数据冗余的问题(李桂林等，2007).本文遵循可测性、可比性、灵敏和综合性的指标选择原则(赵臻彦等，2005)，从湖泊的理化性质、生态特征和社会环境3个方面选取可能影响湖泊生态系统健康状态的因子作为评价指标. 　　首先，利用SPSS软件对理化性质指标进行主成分分析(PCA)，筛选出特征值gt;1的各成分上的若干因子.理化性质主要选择常规水质监测指标、水体和底泥的污染负荷因子，因此，对实验测得的水体pH,DO,TSS