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论文遵循“方法到案例”的基本思路,建立湖泊生态安全评估框架和评价方法并应用于滇池案例研究。湖泊生态安全定义为“在人类活动影响下维持湖泊生态系统的完整性和生态健康,为人类稳定提供生态服务功能和免于生态灾变的持续状态”。生态安全评估框架由人类影响、生态健康、生态灾变和生态服务4部分组成。
多元统计方法能够为生态安全评价优选具有科学性、可得性、独立性和显著性的指标体系,建立评价标准、权重和计算方法。选择相关分析和主成分分析识别独立性指标。选择聚类分析和判别分析识别显著性指标。
滇池富营养化呈现以下特征:1)水质普遍超标严重;2)空间分布上,污染物自北向南逐步降低;3)时间分布上,污染物含量变化不大或有所增加;4)2007年草海TLI=80,处于重富营养状态,外海TLI=67,处于富营养状态。
基于经验模型(合田健模型)估算滇池水环境容量。要控制滇池富营养化恶化趋势,则TP、TN、CODMn的每年入湖总量分别不能超过1116t、12839t和85066t。
论文对滇池水华历史数据和气象数据进行分析,假设和推论在每年4-10月间,当日最低气温大于16.5℃、平均风速小于3.5m/s且风向不为W、NWW和NW时,滇池将爆发蓝藻水华。论文基于这一假设建立滇池蓝藻水华的时间反演。
以上3项研究为生态安全评价识别生态安全变化的影响因素。经过指标优选,滇池生态安全评估选择13项评价指标构成指标体系,能够反映最多为34项指标所包含的指标信息量,但指标维数大大降低。建立适用于滇池的生态安全分级评价标准。
应用滇池生态安全评价方法。滇池生态安全水平自1988年以来经历了一个平稳阶段(1994-2004)和两个下降阶段(1988-1993,2005-2007),自1992年以后基本处于“很不安全”状态。2007生态安全评价结果为0.167,为历史最低值,并且已经抵消了2004年以前的滇池治理成果。滇池生态安全远远不能满足流域社会经济发展和水生态系统稳定的要求。生态灾变常年对生态安全产生负面影响,而生态服务功能仍在过度提供。生态健康和人类影响的评估结果基本和生态安全水平一致,反映滇池水生态系统对人类影响仍然有响应,优化流域社会经济结构对改善滇池生态安全仍有积极意义。
基于滇池生态安全评估结果,建立由人口调控与社会经济调控、流域污染源治理、滇池蓝藻水华预警与应急管理、滇池生态服务功能恢复与生态修复、适应性管理方案5部分组成的滇池生态安全调控策略。