检索结果-南通市图书馆

基于机器学习方法与pclake模型的异龙湖沉水植物演变驱动因子研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

基于机器学习方法与PCLake模型的异龙湖沉水植物演变驱动因子研究

作者：程思航云南师范大学

学位级别：硕士

沉水植物是维系浅水湖泊生态系统健康的核心生态组分,异龙湖为典型的高原浅水湖泊,已有研究显示异龙湖近10年里发生了明显的沉水植物消亡与恢复现象,其中2009年沉水植物大面积消亡、2013年又明显恢复,导致异龙湖沉水植物在短期内显著变... 详细信息

沉水植物是维系浅水湖泊生态系统健康的核心生态组分,异龙湖为典型的高原浅水湖泊,已有研究显示异龙湖近10年里发生了明显的沉水植物消亡与恢复现象,其中2009年沉水植物大面积消亡、2013年又明显恢复,导致异龙湖沉水植物在短期内显著变化的原因尚未有明确的结论。为探讨影响异龙湖沉水植物生长消亡的关键驱动因子,并为异龙湖沉水植物管理提供依据,本研究以异龙湖为研究对象,收集获得了近25年的总磷、总氮,水深、温度,透明度等水质数据,并通过遥感图像反演了近30年的沉水植被盖度变化数据,利用广义相加模型、决策树、结构方程等方法统计分析影响异龙湖沉水植被近些年变化的主要驱动因子,建立异龙湖生态系统模型,模拟在不同程度的驱动因子下沉水植被的生长情况,研究结果如下:(1)基于Landsat TM/ETM+/OLI遥感影像,构建了一种基于最大合成年NDVI和最小合成年NDVI的决策树分类模型,对1995年至2020年异龙湖水生植物演化过程进行了遥感反演,分类的总体精度达到90.09%,Kappa系数为0.8392;(2)1995-2020年异龙湖沉水植被变化明显,1995-2004年,异龙湖沉水植被呈显著的上升趋势,在2004-2012年,沉水植被覆盖率存在较大波动,但年际间变化的趋势不明显。而在2012-2020年,植被覆盖率呈显著的下降趋势。通过广义相加模型,决策树和结构方程模型的分析,发现异龙湖中,总磷(TP)、水下光照强度和氨氮(NH4)均与水下植被生长显着相关,其中水下光照环境用透明度与水深的商来进行衡量,即SD/Depth是沉水植被生长的主要驱动因子,其中水深(Depth)对沉水植被的影响最为显著。(3)在pclake模型校准中使用遗传算法代替往常的随机取值寻找最优参数的方法,对pclake模型进行敏感参数校准,通过2017年的检测值和拟合值的比较,多代筛选获得19个敏感参数的具体取值。利用2018年的实测水质数据和水体特征数据(DO、SD)对模型进行验证分析,通过RMSE值判定实测值与模拟值的拟合程度。模型具有较好的模拟结果。在模型预测方面结果表明虽然水深的增加会相应的降低湖泊的总磷总氮等营养物质浓度,但水深的变化反映到沉水植物生物量的变化仍十分明显。低水位运行下沉水植物的生物量呈现出了逐年递增的情况。高水深下的沉水植被出现了减少的趋势。保持合适的水深有利于异龙湖沉水植被的生长。

关键词：沉水植被水下光环境响应机制 pclake模型遗传算法

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

浅水湖泊模型pclake及其应用进展

生态与农村环境学报 2019年第6期35卷 681-688页

作者：胡文王济李春华叶春魏伟伟贵州师范大学地理与环境科学学院贵州贵阳550025 中国环境科学研究院湖泊环境研究所北京100012 湖泊水污染治理与生态修复技术国家工程实验室北京100012

浅水湖泊是与人类关系最为密切的淡水生态系统之一。随着浅水湖泊富营养化的发生,人们对浅水湖泊也日益关注,并尝试采用不同生态模型对湖泊水质进行预测。pclake模型是浅水湖泊专用模型,可以准确预测浅水湖泊污染物的变化。该研究介绍了... 详细信息

浅水湖泊是与人类关系最为密切的淡水生态系统之一。随着浅水湖泊富营养化的发生,人们对浅水湖泊也日益关注,并尝试采用不同生态模型对湖泊水质进行预测。pclake模型是浅水湖泊专用模型,可以准确预测浅水湖泊污染物的变化。该研究介绍了pclake模型原理概况,梳理了应用实例。从浅水湖泊的稳态转换研究、气候变化、湖泊管理等领域阐述了pclake模型的应用研究现状,同时对pclake模型与CAEDYM模型、LakeWeb模型、MIKE21模型、CE-QUAL-W2模型、WASP模型等常见的湖泊水生态模型进行了对比分析,探讨pclake模型的适用性与局限性,展望其未来发展方向,旨在为浅水湖泊pclake模型研究领域提供系统参考。

关键词：浅水湖泊 pclake模型稳态转换气候变化湖泊管理生态修复

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

浅水湖泊稳态转换模型pclake研究进展

水资源保护 2017年第3期33卷 19-24页

作者：张笑欣于瑞宏张宇瑾李凌宇内蒙古大学环境与资源学院内蒙古呼和浩特010021

总结了能够全面模拟浅水湖泊生物及非生物过程的pclake模型的发展历程、技术框架、适用性及局限性,从营养盐转换阈值、气候变化、生物操纵等3方面详述了pclake模型的研究进展,并针对pclake模型优势及存在问题,结合当前研究热点,展望了... 详细信息

总结了能够全面模拟浅水湖泊生物及非生物过程的pclake模型的发展历程、技术框架、适用性及局限性,从营养盐转换阈值、气候变化、生物操纵等3方面详述了pclake模型的研究进展,并针对pclake模型优势及存在问题,结合当前研究热点,展望了该模型未来发展趋势:开发全球尺度规模以及更易于使用且更灵活的模型,涵盖更多湖泊特征,形成多种组合,用于稳态转换阈值及预警识别,将敏感性分析、不确定性分析等功能嵌套于模型,提高模型的模拟精度。

关键词：浅水湖泊稳态转换阈值判定 pclake模型气候变化生物操纵

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

浅水湖泊水生植物适宜生物量评估方法的探讨

中国环境科学 2018年第12期38卷 4644-4652页

作者：李春华叶春孔祥臻胡文陈洪森中国环境科学研究院湖泊水污染治理与生态修复技术国家工程实验室环境基准与风险评估国家重点实验室北京100012 亥姆霍兹环境研究中心湖泊研究部德国马格德堡39114 贵州师范大学地理与环境科学学院贵州贵阳550025 中国地质大学(北京)水资源与环境学院北京100083

总结了水生植物对湖泊生态系统的影响、水生植物生物量控制与收割管理的研究,分析了目前浅水富营养化湖泊恢复过程中水生植物生物量确定方法的不足;立足于水生植物生长特点,提出了基于湖泊生态模型的浅水湖泊大型水生植物在生长期和衰... 详细信息

总结了水生植物对湖泊生态系统的影响、水生植物生物量控制与收割管理的研究,分析了目前浅水富营养化湖泊恢复过程中水生植物生物量确定方法的不足;立足于水生植物生长特点,提出了基于湖泊生态模型的浅水湖泊大型水生植物在生长期和衰亡期的适宜生物量评估方法的研究框架,本文可为指导湖泊生态修复工程及其后续维护,为完善健康湖泊的综合评价标准和湖泊生态修复理论提供科学支撑.

关键词：水生植物生物量浅水湖泊生态修复 pclake模型

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

城市化背景下白洋淀入湖营养盐负荷模拟研究

生态学报 2021年第19期41卷 7521-7529页

作者：张笑欣易雨君刘泓汐杨志峰北京师范大学水沙科学教育部重点实验室北京100875 广东工业大学环境生态工程研究院广州510006

过量的营养盐输入导致白洋淀富营养化程度较高。雄安新区建设伴随着快速城镇化进程,将可能进一步增加入湖营养盐负荷。为摸清新区建设背景下白洋淀入湖营养盐负荷的变化趋势及削减量,基于入湖营养盐负荷模型计算了历史不同时期(1995—2... 详细信息

过量的营养盐输入导致白洋淀富营养化程度较高。雄安新区建设伴随着快速城镇化进程,将可能进一步增加入湖营养盐负荷。为摸清新区建设背景下白洋淀入湖营养盐负荷的变化趋势及削减量,基于入湖营养盐负荷模型计算了历史不同时期(1995—2015年)白洋淀入湖营养盐盐负荷,预测了土地利用、农业管理和污水处理系统变化下入湖营养盐负荷的变化趋势。结果表明,白洋淀历史时期入湖总氮和总磷年平均负荷分别为2018 t和313 t,主要来源分别是耕地和畜禽粪便排放。就土地利用变化而言,以2010年为基准,2050年白洋淀入湖总氮和总磷负荷在建设用地快速增长(RAP)情景下增长率最高,分别增长了56%和60%,主要原因在于城镇人口增加,从而增加了畜禽需求量和生活污水排放。就农业管理而言,削减化肥使用有利于降低入湖总氮负荷,控制畜禽粪便排放更有利于入湖总磷负荷的降低。2050年,生活污水将成为白洋淀入湖营养盐的重要来源,因此,在制定未来社会经济发展路径时,应重点提高农村地区生活污水收集率和处理效率。pclake模型对不同入湖负荷下湖泊营养状态演变的模拟发现,削减入湖总磷负荷是白洋淀水质恢复的关键。白洋淀水质达到Ⅲ类和Ⅳ类标准时,入湖总磷负荷阈值分别为2.1和2.6 mg P m^(-2) d^(-1)。在建设用地快速增长情景下,若使白洋淀水质达到Ⅲ类标准,入湖总磷负荷应减少131 t。

关键词：入湖营养盐负荷白洋淀 pclake模型养分管理雄安新区

基于pclake的白洋淀生态系统模拟及生态需水规律研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

基于PCLake的白洋淀生态系统模拟及生态需水规律研究

作者：刘欣渝中国石油大学(北京)

学位级别：硕士

白洋淀是华北平原最大的淡水湖泊生态系统,也是雄安新区蓝绿空间的重要组成,其水生态优劣直接关系到“蓝绿交织、清新明亮、水城共融”雄安新区生态城市建设的进程和质量。近几年来通过生态补水和外源污染控制有效缓解了淀区水量、水质... 详细信息

白洋淀是华北平原最大的淡水湖泊生态系统,也是雄安新区蓝绿空间的重要组成,其水生态优劣直接关系到“蓝绿交织、清新明亮、水城共融”雄安新区生态城市建设的进程和质量。近几年来通过生态补水和外源污染控制有效缓解了淀区水量、水质问题,但其对湖泊生态系统影响和稳定性机制尚不清晰。浅水湖泊可能呈现出以大型水生植物为主的清水稳态或以浮游植物为主的浊水稳态,两种稳态之间的相互转换过程被称为稳态转换。稳态转换在一定程度上可以反映出湖泊生态系统随外界条件而产生的响应规律变化趋势。本研究基于pclake构建白洋淀生态系统模拟模型,在进行参数校准和模型检验的基础上,对磷负荷作用下湖泊Chl-a浓度的响应规律进行模拟,有关模拟结果与其实测值的拟合程度较好。模拟结果显示,白洋淀的灾变阈值和恢复阈值分别为1.57 mg/m/d和0.835 mg/m/d;其主要影响因素分为内部因素（沉积物类型、湖泊面积和水深等）和外部因素(营养负荷氮磷比（N/P）、气候变化和渔业捕捞率等)两类。促进白洋淀向清水稳态转换或维持清水稳态的适宜水深在2.0～3.1 m左右,最适宜水深约为2.2～2.9 m;根据稳态转化规律细化为月均适宜水深:1、2、11和12月为2.2～2.9 m,3、4和10月为2.2～3 m,5和9月为2.3～3.1 m,6和7月为2.6～3.3 m,8月为2.5～3.3 m。白洋淀的适宜生态补水量为4亿m,最优的生态补水方案为冬季从12月开始补水90天,春季从4月开始补水60天,夏季从8月开始补水90天,若夏季缺水严重则可提前至7月开始补水。本研究通过阐释白洋淀生态系统的清浊稳态转换规律,获得其转换阈值和主要影响因素,所提出的符合以清水稳态为目标的白洋淀生态需水规律的湖泊水深及生态补水方案,可为白洋淀的生态修复、长期环境管理措施的制定以及生态补水工程的实施等提供科学依据。

关键词：稳态转换 pclake模型生态需水规律生态补水白洋淀

基于pclake的白洋淀磷负荷生态阈值研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

基于PCLake的白洋淀磷负荷生态阈值研究

作者：刘改过中国石油大学(北京)

学位级别：硕士

生态阈值是水质管理部门限制营养负荷的有用指标,而了解湖泊生态系统的结构和功能是实施生态管理的前提和基础,目前多数研究基于叶绿素a（Chla）的最大允许浓度确定湖泊的营养负荷阈值,缺乏对生态系统整体水平的关注。本研究基于pclake... 详细信息

生态阈值是水质管理部门限制营养负荷的有用指标,而了解湖泊生态系统的结构和功能是实施生态管理的前提和基础,目前多数研究基于叶绿素a（Chla）的最大允许浓度确定湖泊的营养负荷阈值,缺乏对生态系统整体水平的关注。本研究基于pclake构建白洋淀生态系统模拟模型,选取6个表征生态系统功能、系统成熟度、食物网结构的生态网络分析（Ecological Network Analysis,ENA）指标,对白洋淀的生态系统现状进行量化和评估。模拟不同磷（P）负荷时的白洋淀生态过程,并且计算ENA指标。根据指标的灵敏度和适用性,使用层次分析法确定各指标的权重,基于熵权法构建一个生态系统的综合评估指数（CEI）。通过P负荷梯度与ENA指标、CEI的驱动-响应关系,确定白洋淀的生态阈值。研究结果显示:目前白洋淀的生态系统较为成熟,同时物质的利用效率较高,但食物网结构相对脆弱和不稳定。相较Chla的浓度,基于ENA指标确定的生态阈值更严格。白洋淀生态系统功能、系统成熟度、食物网结构的P负荷阈值分别为0.18～1.60 mg/m/d、0.28～1.50 mg/m/d、0.20～1.10 mg/m/d。当P负荷低于最小阈值时,生态系统重要的功能组几乎消失,食物网结构被破坏,生态系统失去平衡;当高于最大阈值时,过量的P导致水体的藻类繁殖过快,湖泊呈现富营养化的趋势,生态系统的完整性被破坏。CEI将生态系统的状态分为好（1.0～0.8）、中等（0.8～0.6）、差（0.6～0.4）、极差（0.4～0）四个等级,当白洋淀生态系统状态为“好”时,P负荷阈值为0.23～1.15 mg/m/d,“中等”时P负荷阈值分别为0.19～1.71 mg/m/d,“差”时P负荷阈值为0.17～3.00 mg/m/d。汛期时,白洋淀的入湖P负荷容易超出阈值,需加强环境管理。此外,本研究发现由于缺乏营养元素P或者P过量导致的湖泊生态系统破坏,相对优势度（Ascendency/Development Capacity,A/DC）、总初级生产/总呼吸（Total Primary Production/Total Respiration,TPP/TR）和Finn循环指数（Finn Cycling Index,FCI）均有明显的响应,是生态管理有用的指标。

关键词：白洋淀 pclake模型生态网络分析生态阈值磷负荷

城市浅水湖泊关键水质因子数值模拟与综合评估——以成都市兴隆湖为例

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

城市浅水湖泊关键水质因子数值模拟与综合评估——以成都市兴隆湖...