湖泊生态系统对全球变化的响应分析
生态系统对全球变化的响应机制研究
生态系统对全球变化的响应机制研究随着人类工业化和城市化进程的推进，人类的活动对地球上的生态系统产生了越来越大的影响。
此外，全球气候变化导致的热岛效应、大气污染以及森林砍伐等问题对生态系统影响尤为显著。
因此，研究生态系统对全球变化的响应机制变得尤为重要。
一、全球变化对生态系统的影响全球变化对生态系统的影响包括但不限于以下几个方面：1. 气候变化全球气候变化会影响生态系统的气温、降水等环境要素，从而对生态系统的生长、生殖、繁衍等过程产生影响。
例如，气候变暖会导致生态系统中一些动物和植物栖息地的缩小，环境条件的变化会对生态系统的食物链和相互作用产生重大影响。
此外，全球变暖还会影响海洋温度，从而影响海洋生态系统的生物多样性和海洋生态系统的生产力。
2. 环境污染环境污染对生态系统的影响主要表现在两个方面。
一是污染物会导致生态系统的气候、土壤、水源等环境资源遭受破坏，进而对生态系统中的动植物生存产生影响；二是环境污染会对生态系统的物种、种群、群落等各个层次的组成和功能产生影响。
3. 生物入侵全球变化还会导致生物入侵，也就是外来生物物种的引入，对生态系统产生影响。
外来生物物种的入侵不但会破坏原有的生态平衡，还会对生态系统中的其他生物造成影响。
例如，外来植物物种的入侵会影响生态系统中的水文循环和土壤性质，从而影响生态系统的繁荣和稳定性。
二、生态系统响应全球变化的机制生态系统对全球变化的响应机制包括但不限于以下几个方面：1. 生态系统适应生态系统适应是指通过环境适应和遗传适应等生态系统自身的适应性能力来应对全球变化的影响。
例如，在气候变暖的情况下，一些生态系统会自行适应温度和湿度的变化，以保证其生态系统结构和功能的稳定性和完整性。
2. 生态系统迁移生态系统迁移是指将生态系统从一个地域转移到另一个地域，以应对全球变化的影响。
例如，当气候变化导致生态系统结构和功能发生严重变化时，生态系统迁移可以为生态系统提供新的生存平台和资源，有助于生态系统的再生和发展。
冰川湖泊的气候变化和全球环境影响
冰川湖泊的气候变化和全球环境影响冰川湖泊是由冰川融水所形成的湖泊，其特点是水源来自于冰川融水，这些湖泊数量庞大，分布广泛。
然而，近年来，随着全球气候变暖的加剧，冰川湖泊的气候也发生了显著变化，并对全球环境产生了重要影响。
首先，冰川湖泊的气候变化主要体现在气温的升高。
随着全球气候变暖，冰川融化速度加快，导致湖泊水温上升。
这对于湖泊生态系统的稳定性和物种多样性产生了严重的影响。
温度升高使得湖水中的氧气含量减少，对鱼类和其他水生生物的生存造成了威胁。
此外，湖泊水温的升高还可能导致藻类和其他浮游生物的大量繁殖，进而引发水蓝藻和赤潮等湖泊富营养化问题，影响水质和生态平衡。
其次，冰川湖泊的气候变化还表现为降水的变化。
随着全球气候变暖，冰川融化释放的水量大大增加。
大量融水输入湖泊会导致湖泊的水位上升，甚至发生溢出。
同时，冰川湖泊周围地区的降水情况也有所改变。
一方面，气温升高会导致大气湿度增加，可能加剧降水的频率和强度；另一方面，降水模式的改变可能导致湖泊流域的水资源分配不均，给周边地区的农业、生态系统和人类活动带来不利影响。
最后，冰川湖泊的气候变化不仅对当地环境产生影响，还对全球环境产生了重要影响。
冰川湖泊融水的增加，会导致全球海平面上升，是全球变暖下的一种重要贡献因素。
据研究估计，全球冰川消融导致的海平面上升约占整体海平面上升的30%以上。
这对于低洼沿海地区和小岛屿国家来说，将带来严重的影响，加剧了海岸线的侵蚀、洪灾和海岸盐水入侵等问题。
综上所述，冰川湖泊的气候变化对全球环境产生了重要影响。
湖泊水温上升、水位上升和降水模式的改变，影响了湖泊生态系统的稳定性和物种多样性。
同时，冰川湖泊的气候变化还导致全球海平面上升，加剧了沿海地区的问题。
因此，我们需要加大对冰川湖泊气候变化的研究力度，加强全球环境治理，以减缓气候变化对冰川湖泊和全球环境的不利影响。
第五章生态系统对全球变化的响应
水分经由土壤到达植物根系，被根系吸收，通过细胞传输， 进入植物茎，由植物木质部分到达叶片，再由叶片气孔扩散到静 空气层，最后参与大气的湍流变换，形成一个统一的、动态的、 互相反馈的连续系统，即SAPC系统。
1. SPAC系统的提出及原理分析
水分是生态系统中最为活跃的因 子，水分持续不断地循环和运动，维 系着生命体的生存和发展。
LUCC直接引起了植被外貌的变化，人类活动也自然成为影响 干旱区MODS耦合类型的重要因素。区域气候类型、土壤状况、 下垫面性状以及自然与人为因素的组合，都对MODS关系具有重 要影响。
① 水热状况 在中国西部干旱区，特别是以天山、昆仑山、阿勒泰山和祁连 山等为依托的地貌构架，直接影响着干旱区的水热状况。
型单根的径流量，假定此单根可以看成无限长、半径均匀、具有 均匀吸水特性的圆柱体，作为整体的根系用一系列这样的单根来 描述
根系吸水宏观模型又叫根系模型，它把整个植物根系看成是 每一深度的土层中均匀分布而整个根区的根密度随深度而变化的 扩散吸水器，整个根系统以速率S从不同深度的土壤中吸收水分 。
经验模型以假定植物根系分布均匀，土壤水势均一为基础，物 理学与生物学意义正确，但是参数南移测定，不便于实际应用
第一节 全球变化背景下MODS的特征与规律
一、水—气耦合研究的借鉴与启示
水—气耦台强调的是水文要素与大气要素之间复杂的联系， 从系统论的角度而言，宏观上更侧重于海洋系统与大气系统之 间的联系，在微观上即使在陆地系统内部亦存在诸多水一气耦 台的实例，土壤孔隙及土壤水分组成的微系统正是这种关系的 反映。
全球气候变化对湖泊水质与湖生态的影响分析
全球气候变化对湖泊水质与湖生态的影响分析随着全球气候变化的不断加剧，湖泊水质与湖生态正面临着前所未有的挑战。
全球变暖导致的气温上升和降水模式的改变，直接影响了湖泊的水质特征和生态系统的稳定性。
本文将探讨全球气候变化对湖泊水质和生态的具体影响，并提出相应的应对措施。
首先，全球变暖导致的气温升高使湖泊水温上升，这对湖泊生态系统中的生物群落造成了重大影响。
许多浮游植物和动物对较高的水温非常敏感，它们的生存和繁殖能力将受到限制。
一些湖泊中的热带鱼类也可能由于水温上升而无法适应生活环境，导致它们的数量减少甚至消失。
此外，水温升高还可能引发一系列的连锁反应，如藻类过度生长、水体富营养化等问题，进一步损害湖泊的生态系统运行。
其次，全球变暖改变了降水分布和模式，对湖泊的水量和水质产生了重要影响。
随着降水量和蒸发量的变化，湖泊的水位和流量也会发生变化。
降水减少可能导致湖泊的水位下降，进而使水体变得浑浊，水质恶化。
而过度降水则会导致湖泊的水位上升，超过正常水位范围，引发洪水和泥石流等自然灾害，对湖生态造成破坏。
此外，降水模式的改变还会进一步增加湖泊周围土壤中的养分流失，进而加剧湖泊富营养化的程度。
第三，全球气候变化还会对湖泊酸碱度和溶解氧含量产生影响。
酸雨和大气污染的增加是全球变暖的重要影响之一。
酸雨的酸性可以降低湖泊的酸碱度，影响水体pH值的稳定性。
湖泊的过度酸化会破坏水生生物的生存环境，导致湖泊生态的破坏。
此外，全球变暖还会降低湖泊水体中的溶解氧含量。
气温升高会导致水体中的氧气释放速率增加，进而减少水中溶解氧的含量，对湖泊中的鱼类和其他水生生物产生负面影响。
针对全球气候变化对湖泊水质与湖生态的影响，我们需要采取一系列应对措施。
首先，要加强环境保护意识，减少温室气体的排放，降低全球气温的上升速度。
此外，应加强湖泊水质监测和治理，减少污染物的排放，防止湖泊富营养化的加剧，保证湖泊生态系统的可持续发展。
同时，应加强湖泊生物多样性保护，保护湖泊中的珍稀物种和生态系统完整性。
全球变化下湖泊生态系统响应机制研究
全球变化下湖泊生态系统响应机制研究随着人口数量和经济发展的不断增长，全球生态系统和环境面临着重大挑战。
湖泊是地球上最受欢迎的淡水系统之一，也是重要的生态系统之一，湖泊为我们提供了水，食物和环境服务等。
然而，在当今全球变化的背景下，湖泊生态系统遭受了许多威胁，包括破坏性入侵物种、气候变化、土地利用变化和污染等。
湖泊生态系统的演变是复杂而动态的过程，需要深入的研究，以便了解它们如何响应全球变化的影响，以及如何保护和管理湖泊生态系统。
在探索湖泊生态系统响应机制的研究中，以下几个要点需要重点关注：1. 生命多样性和协同适应湖泊环境的改变可能会对生命多样性造成重大影响，如水生植物物种类的改变和已存在的植被的消失等。
湖泊的生态系统需要具备协同适应的能力以应对这些挑战。
例如，一些湖泊中的细菌和浮游藻类可能适应了水体中存在的污染物和富营养化现象。
这些生物具有高度适应性，因为它们通过调节生理机制来改变其代谢过程，以适应湖泊中生态环境的变化。
2. 湖泊物理和生化过程湖泊内的水文、水动力学和化学过程对湖泊生态有着深刻的影响。
湖泊的水温、水体流动速度、水深和氧气含量等物理过程会直接影响湖泊内生物群落的结构和功能。
同样，湖泊中的生化过程，如微生物的代谢过程，会影响水质和水文化学环境。
对湖泊内物理和生化过程的了解，是有效管理湖泊生态系统的关键。
3. 复杂的人类影响湖泊的生态系统往往受到城市化、农业和工业活动等人类活动的影响。
这些影响不仅对生态系统造成了损害，而且还影响到湖泊供水、渔业和旅游等服务。
有效地管理和减少人类活动的影响，就成为了维护湖泊生态系统的关键。
4. 跨尺度的湖泊研究湖泊系统具有很强的空间和时间可变性，因此对湖泊的研究应该关注不同空间尺度和时间尺度。
在更详细的尺度上，对湖泊生态系统的微观和分子机理的研究会得到更细致而准确的结论。
而在较大的尺度上，如区域或全球性的观察，会揭示出湖泊生态系统与其他地理和生态系统相互作用的关系。
生态系统对全球变化的响应与适应
生态系统对全球变化的响应与适应随着全球气候变化的不断加剧，对生态系统的影响也越来越显著。
生态系统是地球上生物多样性、生产力和生态服务的重要来源。
因此，了解生态系统对全球变化的响应和适应对于保护和维护生态系统的平衡和稳定至关重要。
一、全球变化对生态系统的影响全球变化包括气候变化、土地利用变化和生物入侵等多个方面。
气候变化是主要的全球变化因素之一，其中温度、降水和气候极端事件的变化对生态系统的影响最为明显。
温度变化会导致种群的数量和分布范围发生变化，降水量的变化则可能导致生态系统的水量和水质发生变化。
此外，气候极端事件如干旱、洪水和风暴等也会对生态系统造成损害。
土地利用变化也是影响生态系统的主要因素之一。
随着城市化的不断推进和人口的增长，很多自然生态系统被破坏和破碎，这会导致生物多样性的流失和生态系统的功能丧失。
同时，农业、林业和牧业等人类活动也会对土地造成持久性的影响，如造成土壤侵蚀、水源污染等。
此外，生物入侵也会对生态系统造成严重威胁。
随着人类全球化的推进，生物侵入现象越来越普遍，这会导致与原生物种的竞争、基因污染和生态系统的不平衡。
二、生态系统对全球变化的响应生态系统对全球变化的响应是复杂而多样的，不同的生态系统在不同的环境条件下会产生不同的响应。
在气候变化的影响下，一些生态系统会向更高海拔或更高纬度地移动，而一些生态系统则会发生退化和消失。
例如，一些冷带和高山生态系统可能会发生植物物种组成和数量的变化，而热带和沿海生态系统可能会发生海平面上升和暴风雨频率增加等现象。
在土地利用变化的影响下，生态系统采取不同的响应方式，其中一些生态系统会发生适应性变化，而另一些生态系统则可能失去适应性。
一些生态系统可能会适应更强的干旱或更频繁的洪水等环境条件，而其他生态系统可能会发生物种数量减少、数量变化和生态功能丧失等现象。
至于生物入侵对生态系统的影响，一些生态系统能够适应并保持相对稳定的生态功能，而另一些生态系统则可能受到影响并失去生物多样性。
生态系统演化对全球变化响应机制探析
生态系统演化对全球变化响应机制探析生态系统是由生物群落和非生物环境组成的生态系统，是地球上一切有机体生存、繁殖和循环利用的空间。
其中，生物群落是由多个物种组成的一个生物群落，受环境因素影响而发生演化，从而形成一个相互关联的系统。
全球变化是指由自然和人类活动引起的地球系统内在系统的变化，例如气候变化、生物多样性丧失、土地覆盖变化和大气污染等。
生态系统演化与全球变化之间存在密切的关系。
本文将从以下几个方面探究生态系统演化对全球变化的响应机制。
一、生态系统演化对气候变化的响应机制气候变化对生态系统产生了深刻的影响。
例如，在气温上升的情况下，雪融化和雨量增加，导致了更多的水和湿度在地表和树冠间的循环，林地和草原的温度升高，这会影响植物的类型和生长。
随着时间的推移，群落的生物和生态系统的结构和物种组成也将发生变化。
因此，生态系统演化能够对气候变化产生反应，并调整生物群落的结构和物种组成以适应新的环境。
二、生态系统演化对生物多样性的响应机制生物多样性是指一个地区或整个地球上各生物类群的数量、种类和分布的丰富性。
全球变化正在威胁着生物多样性。
生态系统演化可以帮助维护生物多样性，从而增强生态系统的弹性。
生态系统演化提高了物种的适应性和适应性多样性，这增加了物种在多变的环境下生存的可能性。
此外，生态系统演化可以塑造新的物种，产生更高的物种丰富度，增加生物多样性。
三、生态系统演化对土地利用变化的响应机制土地利用变化是指人类活动引起的土地覆盖和土地使用改变。
生态系统演化能够对土地利用变化进行适应，通过植物的生长来控制土壤保持和水质保障。
植物能够吸收土地中的营养和水分，从而控制临近水体的水质。
生态系统演化减少了土地利用面积和种植区域之间的依赖关系，从而减少了土地利用变化对生态系统的破坏。
四、生态系统演化对大气污染的响应机制大气污染是全球变化的重要原因之一。
生态系统演化能够通过植物吸收和降低粉尘或气体的浓度，从而缓解大气污染带来的破坏。
全球变化对湿地生态系统的影响
全球变化对湿地生态系统的影响湿地生态系统是地球上最具生物多样性的生态系统之一，而全球变化对其产生了深远的影响。
全球变化包括了气候变暖、降水模式的改变、入侵物种和人类活动的扩张等多个因素。
本文将探讨这些变化对湿地生态系统的影响，并总结一些可能的应对措施。
首先，气候变暖是全球变化中最显著的因素之一，而湿地生态系统容易受到气候变暖的影响。
气候变暖导致了极端天气事件的增多，如热浪和干旱，这将直接影响湿地的水量和水质。
湿地是由水的存在和自然循环维持的，而气候变暖可能造成水资源的减少和蒸发增加，从而使湿地生态系统受到威胁。
例如，全球变暖可能导致冰川融化，进而影响到高山湿地的水源供应，造成该地区生态系统的破坏。
其次，降水模式的改变也对湿地生态系统产生了影响。
降水模式的改变意味着湿地的季节性、地理分布和水文特征的变化。
如果降水量减少或降水集中在短时间内，湿地的水位将下降，影响湿地植被和动物的生存条件。
同时，降水模式的改变还可能导致洪水和涝灾的发生频率增加，这给湿地生态系统造成了更大的破坏。
第三，入侵物种也对湿地生态系统构成了威胁。
全球化带来了物种的迁移和扩散，一些外来物种可能成为湿地生态系统的入侵者。
这些入侵物种通常具有较强的竞争能力和繁殖能力，会与当地物种竞争资源，破坏湿地的生态平衡。
例如，一些外来水生植物可能覆盖湿地原有植物，导致湿地生态系统的退化。
最后，人类活动的扩张也是全球变化对湿地生态系统的重要影响因素。
随着人口的增加和资源的需求，湿地面临着日益加剧的开发压力。
湿地被用于农业、城市化和工业化等用途，这导致湿地的破坏和面积的减少。
例如，湿地的填埋和排污等人类活动破坏了湿地的水质和生态系统。
面对这些全球变化带来的挑战，保护和恢复湿地生态系统变得尤为重要。
首先，加强气候变化的监测和研究，制定适应性管理策略，包括调整湿地的用途、改善水资源管理和保护天然栖息地等。
其次，提高公众对湿地生态系统的认识和意识，鼓励可持续的湿地利用方式，减少对湿地的破坏。
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模拟生态系统的长期演化
综合国际研究态势，并针对当前我国湖泊生 态系统面临的问题，我们提出古今湖沼学相 结合的全新研究思路：
以我国不同区域湖泊生态系统的演化为研 究对象，认识生态系统演变过程中突变或灾 变的环境阈值与早期信号；揭示气候变化和 人类活动对湖泊生态系统的驱动机制；提出 不同区域应对气候变化的湖泊生态系统恢复 对策。为此，聚集以下三个科学问题：
理论研究
关于湖泊生态系统长期演化，以Scheffer等研究 为代表，总结了湖泊生态系统演化的3种模式： 渐变、突变、多稳态，但这些模式目前尚停留在 理论和假说阶段，有待通过不同地区湖泊生态系 统长期演化的研究加以证实与完善
（a）近似线性的渐变模式
（b）临界状态灾变模式
（c）多稳态灾变模式
胁迫因子
技术手段层面 开发气候-水量-水质-生物综合生态模型，进行生态系 统长期演化的模拟和预测，揭示气候变化和人类活动 对湖泊生态系统演化的驱动机制;
国家需求层面 提出不同区域生态系统修复的参考目标和保护对策， 加强我国应对全球变化的能力。
谢谢各位代表！
1986年土地利用
水田 水体 旱田 居民工矿用地 林地 未利用地 草地 沼泽湿地
近50年来，三江平原湿地面积减少达80%， 环显差异
气候变化和人类活动叠加共同影响湖泊（湿地） 生态系统
因此，评估气候变化对湖泊生态系统的影响， 并制定保护与恢复对策具有迫切的国家需求
在增温背景下，我国西北地区 内陆封闭湖泊总体呈消亡态势。 新疆地区最近50年来因干旱原 因 消 失 的 1km2 以 上 的 湖 泊 就 达 62个（罗布泊、居延海）。
博斯腾湖咸化
2003年 艾比湖
湖泊干涸湖底成为沙尘暴源区
50年内水位下降了3.3m，湖水矿化度由
20100年.38g/L上升为1.96g/L，从淡水湖变为 艾比微湖咸水湖
• CAEDYM水生生态模型（西澳大学水研究中心） • 非点源污染负荷SWAT模型（美国农业部 ） • 欧洲水文系统模型SHE模型（美国农业部 ） • 太湖流域的ECOTAIHU生态模型(中国) ……
如何设置和扩展模 拟边界场，提高模 型对长时间尺度的 模拟能力
局限：目前的模型主要基于短期观测资料， 模拟的变幅与变率偏小
二、科学问题与研究思路
关键科学问题
1.如何表征不同区域湖泊生态
系统特征？指标系列
主要研究思路
1.不同区域湖泊生态系统特征及 关键控制因子
2.如何获取湖泊生态系统长期
演化的过程？过程获取
3.如何定量识别气候变化和人
类活动对湖泊生态系统演化的驱 动？机制分析
2.典型湖泊生态系统的历史演化 过程，灾变的阈值与早期信号
3.气候变化和人类活动对湖泊生 态系统演化的驱动机制
目的：寻求不同区域应对气候变 化的湖泊生态系统恢复对策
问题1：如何表征不同区域湖泊生态系统特征？
分区调查典型湖泊生态系统，确定生态系统功能 群及其主控因子；
分析表层沉积中生物遗存/生物标志化合物，并与 现生生物进行比较，获得有效指示生态系统特征 的沉积指标体系。
建立不同区域表征生态系统特征的指标体系
问题2：如何获取湖泊生态系统长期演化的过程？
提取湖泊的沉积岩芯，建立以年代为标尺的高 分辨率生物与气候指标序列，同时获取生态系 统的自然本底；
从沉积岩芯指标中定量提取气候（温度、降 水）、水文（水位、水温）、水质（营养盐、 盐度）和生物（初级生产力、种群）等要素变 化信息；
目标：提出不同区域应对气候变化的 湖泊生态系统恢复对策
通过模型参数选定和不同情景设置，对未来气候 条件下湖泊生态系统的演变趋势进行模拟预测；
根据模拟预测结果，参考生态恢复的自然本底， 提出应对气候变化的生态系统恢复和保护对策。
国家重大科学研究计划（2012CB956100）
湖泊与湿地生态系统对全球变化 的响应及生态恢复对策研究
滇池 泸沽湖
云南土著鱼种类急剧下降
湖泊调查结果
• 据2008年度湖泊生物调查，在云南地区湖 泊内，外来种（银鱼、水葫芦）入侵现象 严重，且增温使得这种入侵变得更加容易 ；增温导致湖泊内生物种类的小型化（如 鱼类等），但藻类和微生物等异常增殖； 土著鱼类数量从二十世纪90年代以前的94 种减少到现在的14种。
●6西北干旱区
●2
●4 ●7
青藏高原区
●3 1●
116西4●●●南15●湿13润区
12● 11●
9● 10●
例子1：湖泊生态系统变化----以洱海为例
临界点
硅藻 摇蚊
稳态1
稳态2
元素：Ca和P TOC和TN
滞后效应
洱海数据 硅藻 残差
变率 偏态 自相关
模型数据
变率
偏态
自相关
结论：在强烈干扰的现实生态系统 中，早期信号并不是先前模型揭示 的各个指标都上升，而是表现为变 率升高和相关性的降低。 Flickering理论可能在现实生态系 统中更有效的指导早期信号的探测
（Scheffer et al, 2001;2009)
长期生态系统观测与控制试验
湖泊生态系统定点监测 湖泊生态系统观测网络 生态系统模拟控制试验
北美五大湖、贝加尔湖（最早不超过100年） 我国湖泊水质生态监测小于50年（东湖、太湖）
“全球湖泊生态观测网络GLEON”（美国） 湖泊生态系统野外观测站（中科院）
过去180年来湖泊流域生态服务功能变化的驱动因子
Year
（John， Yang et al., PNAS, 2012）
思路创新:对湖泊沉积指标的重新定义； 自然科学与人文科学的结合； 利用长期变化数据揭示了社会经济发展与生态系统服务功能的关系
总体目标
科学研究层面 建立表征湖泊生态系统特征的有效指标体系，重建不 同区域湖泊生态系统演变序列;
项目首席：沈 吉
主持单位：中科院南京地理与湖泊研究所 参加单位：中科院东北地理与农业生态研究所
兰州大学、中科院青藏高原研究所 暨南大学、中科院城市环境研究所
2012年1月～2016年12月
研究区域与点位选择
综合考虑气候分区、人类活动强度、湖泊湿地类型、纬度和海拔等
研究区域与典型湖泊湿地分布
● 5 ●8
我国内陆湿地主要分布在东北、长江中 下游和江河源区。 最近几十年来，气候 变暖导致地表水文过程发生变化，造成 湿地面积锐减，仅三江平原湿地面积减 少就达80%，盐碱地规模不断扩大；黄河 源若尔盖湿地面积的急剧减少，加速了 草地退化和沙化过程。
1954年土地利用
耕地 居民工矿用地 林地 未利用地 草地 沼泽湿地 水体
艾比湖1958年面积1100km2，现在面积不足 500km2，缩小了一半以上
新闻报道
“……....湖泊的持续萎缩导致周边绿洲土地 沙化严重，干涸的湖底沉积物直接成为沙 尘暴的物源，对周边区域生态环境产生灾 难性的影响。艾比湖面积从1100km2 （1958 年）下降至不足500km2 （近年来），环湖 地区流动沙地面积增加了1000多km2，流沙 掩埋了大片农田和村庄”。
Nature Vol.493, January 31, 2013
Regulating service normalized value
例子2：湖泊生态服务功能变化 以长江下游太白湖、巢湖为例，利用湖泊沉积指标
（60项），再现了过去180年来湖泊-流域调节功能的变化
Year
各种生态指标的变化
Normalized value
东部地区浅水湖泊和湿地发育， 人类活动干扰强烈，普遍出现水 质恶化、生物多样性丧失，导致 生态系统服务功能严重退化。
太湖蓝藻水华持续时间延长
(Duan et al., 2009)
2011年洞庭湖
蓄洪能力下降
宋代以来洞庭湖洪灾频率不断增加
1/1 次/年
2/5
1/2
1/6
1/4
宋
明清 30-40年代 80年代 90年代
揭示气候、环境和生物之间的关系 （2003年开始的丹麦长期人工池实验）
难以表达自然生态系统的复杂性
湖沼沉积可以提供更长生态系统演化的记录
水生生态系统模拟研究
概念模型
（静态模型）
过程模型
（动态模型）
综合模型
（耦合人类活动、自然过程等）
• PAMOLARE水质-生态模型(联合国环境规划署 )
• AQUATOX流域生态模型（美国环保署）
另一方面，增温导致青藏高原冰 川的快速消融，许多受冰川补给 的湖泊近年来湖面呈快速扩张态 势，湖泊水位的持续上涨，淹没 湖周牧场，引起牧民恐慌。
纳木错
百分比(%)
90 冰融水占总补给量百分比
1971-1991 1992-2004
60
冰融水占两时段总
补给量增量百分比
30
0
冰川融水
云贵高原是我国深水湖泊的集中 分布区，近年来在气候变化和人 类活动干扰下，生态系统急剧退 化，生物多样性下降。
重建十-百-千年典型湖泊生态系统演化历史， 剖析生态系统演化的行为特征，包括生态系统 突变的早期信号和阈值，揭示不同区域生态系 统演化差异。
问题3：如何定量识别气候变化和人类活动 对湖泊生态系统演化的驱动？
应用统计模型和数值模拟方法阐明生态系统结构、 生物多样性演变与环境因子的关系；
定量区分人类活动和气候变化对湖泊生态系统演化 的影响；揭示不同区域和不同类型湖泊生态系统演 化的驱动机制。
研究现状
湖泊生态系统对全球变化的响应 研究是 PAGES、 IHDP、WFD、HD、RAMSAR、MA等国际组织和研究计划 关注的热点。气候变化-人类活动-湖泊生态系统相互 作用是研究的核心。
气候变化
人类 活动
湖泊 生态系统
揭示湖泊生态系统长期演化特征与气候变化的关系，是 评估未来气候变化影响、并制定相关保护策略的关键。