1.1研究目的和意义
湖库生态安全定义为“在人类活动影响下维持湖库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” 。这个定义包含4层含义:①安全的基础是湖库生态系统是否健康和完整;②安全变化的原因是人类活动影响;③安全变化的结果是生态服务功能的削弱、中断以至于发生生态灾变;④生态安全是一个动态的概念,应从动态和历史的角度评价。
在湖库生态系统中,湖库是主体,其水生态健康状况是系统安全的基础。围绕这个基础,有3个联系过程揭示了生态安全变化(如图1.1-1,见书末彩图,下同) 。
(1)灾变风险下的健康变化过程。以水华暴发为代表的灾变是湖库生态不健康的突变的和非稳态反映。当灾变发生时,水质和水生态系统生物组成发生很大变化,对湖库生态安全产生冲击;但由于暴发时间短,其影响在基于稳态建立的水生态健康评估中不显著。因此,生态安全首先要结合水生态健康评估和灾变评估,分析这两者之间的联系,建立与灾变的生态和社会效应相适应的健康评估。
(2)灾变风险下的人类活动对健康的胁迫过程。人类活动和自然条件作为湖库系统的环境,对湖库的生态安全产生着重要影响。持续超出生态系统承载能力的人类活动损害湖库的水生态健康。这一状况下,特定的自然气候条件将会引发湖库系统灾变。因此,生态安全需要分析人类活动影响对水生态健康和灾变风险的胁迫关系。
(3)灾变风险下的健康变化造成服务损益的过程。湖库的不健康和灾变的产生直接导致湖库输出的服务功能下降或中止,提供资源质量降低和数量减少。面对资源不足,人类社会或者降低自身发展需要,或者掠夺湖库资源,都将导致不可持续的发展,即生态不安全。因此,生态安全需要分析水生态健康变化和灾变风险对湖库生态系统服务输出的影响。
由于湖库流域社会经济快速发展,污染治理设备滞后,氮、磷污染负荷削减未能得到足够的重视,致使我国众多湖库富营养化程度普遍较高,水污染和藻类水华暴发事件频发,严重影响了湖库区人民的生产、生活及饮用水安全,并制约着流域的可持续发展。因而,评估和保障湖库的生态安全问题已刻不容缓。
国内对生态安全的研究始于20世纪90年代,到20世纪90年代后期才逐渐为人们所重视。尤其是近年来已成为科学界和公众讨论的热点问题。研究内容主要集中在生态安全概念的界定,区域、城市生态安全的评价,而对于湖库生态安全评价的研究尚不多见。
湖库生态安全评价是进行湖库生态安全综合治理的基础。目前国内湖库生态安全的研究主要在于湖库生态健康评价及湖库生态服务功能研究,没有将人类活动对湖库生态安全的影响及湖库生态灾变的风险考虑在内,而这两部分内容却是湖库生态安全的重要方面。因此,在生态安全DPSIR概念模型的指导下,将湖库生态健康、服务功能、人类活动的影响及湖库灾变风险等指标体系纳入生态安全的研究框架中来,对于定性定量开展我国重点湖库的综合治理具有重要的理论意义与实践价值。
滇池自1988年以来开展了大量生态环境研究工作。但从生态安全角度出发,总结和梳理已有各方面研究,站在生态安全需求的高度进行综合研究,这一工作在滇池尚属首次。滇池生态安全研究将系统整理已有研究成果,紧密联系科学研究与流域管理的实际需要,对完善滇池治理理论基础、提供方法学指导具有显著意义。
滇池生态安全研究遵循“全国重点湖泊水库生态安全调查与生态安全评估”相关规范,采用现场调查与现有资料收集相结合,建立适宜滇池流域的生态安全调查与评估方法。针对滇池开展系统的生态调查工作,模拟测定藻类水华暴发潜力,并结合其他实验与野外研究数据评估藻类暴发趋势,提出滇池生态安全监控与预警方案。对滇池进行生态安全评估,并编制生态安全健康管理与综合治理方案,为改善和恢复滇池生态系统,维持滇池生态安全稳定和可持续发展提供科技支撑。
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