湖沼学chapter 13 Method of Lake Surveys
湖沼学+绿色人生
Jacob Kalff 著 古滨河 刘正文 李宽意 等译 书号： 978-7-04-030994-2 本书从生态系统角度讨论了湖泊、水库和湿地的 结构、功能和这些水体与流域、上覆大气以及气候的 关系，阐明湖沼学基础研究在环境管理和保育中的应 用，目的是告诉读者基础科学能够为解决环境问题做 出重要贡献。 本书描述的湖沼学模式是根据从世界各地收集的 数据和照片推导出来的。主要内容为：总结了湖沼学 的背景和发展历史；讨论了流域、气体、污染物、天 气和气候在决定水生态系统功能中的作用；阐述了酸 沉降、有机和微量金属污染物及水库等主要的环境议 题；讨论了空间、时间和间隔尺度对湖沼学研究及得 出的结论的重要性和对延伸科学发现的困难。 书中使用了大量的图表，有助于读者理解文字内 容，同时为论点提供佐证，可供湖沼学研究人员和水 体管理及保育人员参考使用。
本书语言生动真实，叙述娓娓动人。可供生态学、 环境科学、地球科学等领域的大学生、研究生、科教人员、 管理人员阅读，对关注中国生态与环境问题的广大读者也 是一本值得推荐的优秀科普图书。
绿色人生——中华海外生态学者杂文诗词集
古滨河 邬建国 伍业钢 董全 陈吉泉 主编 书号： 978组织的一本杂文诗 词集，其大部分作者长期在海外从事生态学教学、研究和 管理工作。在书中，他们 讲述了做研究的经历和做学问的心得 分享了对大自然的热爱与对人生的感悟 表达了对中国环境的忧虑和建议
流域生态学与流域生态系统管理
流域生态学与流域生态系统管理流域生态学与流域生态系统管理──灾后重建的生态学思考蔡庆华刘建康(中国科学院水生生物研究所,武汉430072)1、数年以前，结合现代生态学的发展趋势，以及我们水生生物研究所长期的工作积累和发展方向，我们曾提出了要以内陆水体及其汇水区域为对象，对水、陆生态学进行相互渗透及融合，并结合地理学、非线性科学、计算机科学等的理论和方法，开展流域生态学研究的想法。
围绕此次洪涝灾害成因与对策的反思，我们发现，我们所提出的多学科协作，研究流域内高地(upland)、沿岸带(riparian)以及水体(waters)生态系统间物质、能量、信息等流动规律的想法，与国务院提出的洪涝灾后恢复重建工作的32字指导方针，即"封山植树、退耕还林，退田还湖、平垸行洪，以工代赈、移民建镇，加固干堤、疏浚河道"，是非常一致的。
2、人类文明主要集中于淡水生境。
世界的河流、湖泊、水库、溪流和湿地提供了大部分饮用、农业、卫生和工业用水，同时也是大量鱼类、两栖类、水生植物、无脊椎动物和微生物的栖息地。
长期以来，湖沼学(或者说淡水生态学、水生生物学，这三个术语的主体是一致的)一直是生态学思考和管理实践的先驱和领导者。
但现代生态学研究更为迫切地需要与数学、地学、计算机科学等之融合，景观生态学是较好的例子。
然而景观生态学不易与淡水科学结合：因为水体常作为不透明的、异质的嵌块在景观地图上被描绘，并且水体科学家不常借用景观生态学的工具和概念解释它们，其原因在于：淡水生态系统格局很难被看到(多一个水的介质、可视的格局也很短暂)，淡水是陆地海洋的"生境岛屿(habitat islands)"(空间上断裂、功能上隔离)。
但通过区域湖沼学(regional limnology)和湖泊区域(lake districts)的研究，已做了某些尝试(Fisher,1994)。
3、由于生态系统的开放性，就水而论水可能存在障碍，应从更高一个层次研究水体，将视野从水体扩大到汇水区域(对静水水体而言)，或流域(对流水水体而言)，开展流域层次的生态学研究。
湖沼学研究导论
湖沼学研究导论湖沼学是研究湖泊和沼泽生态系统的学科，它涉及到水体、湿地、生物和环境等多个方面。
湖沼学的研究对象主要包括淡水湖泊、盐水湖泊、沼泽地等不同类型的水域和湿地。
湖沼学通过对湖泊和沼泽的地理特征、水文特征、生物特征以及环境特征等方面的研究，揭示了湖泊和沼泽的形成、演化和功能等方面的规律，为湖泊和沼泽的保护和管理提供了科学依据。
湖泊和沼泽是地球上重要的水体和生态系统，它们在水循环、气候调节、水质净化、生物多样性维护等方面发挥着重要的作用。
湖泊和沼泽的研究对于了解水资源的可持续利用、生态环境的保护和恢复、生物多样性的维护等具有重要意义。
湖沼学的研究内容主要包括湖沼的地理特征、水文特征、生物特征以及环境特征等方面。
湖泊和沼泽的地理特征是湖沼学研究的重要内容之一。
地理特征包括湖沼的地理位置、地形地貌、湖岸线等方面。
湖泊和沼泽的地理位置决定了其受到的气候、水文和人类活动等因素的影响程度。
地形地貌对湖泊和沼泽的水文过程和生物环境等方面有着重要的影响。
湖岸线是湖泊和沼泽与陆地之间的过渡区域，是湖泊和沼泽生态系统的重要组成部分。
湖泊和沼泽的水文特征是湖沼学研究的关键内容之一。
水文特征包括湖泊和沼泽的水量、水位、水质等方面。
湖泊和沼泽的水量与水位决定了其水文过程和水资源的利用方式。
湖泊和沼泽的水质对于生物的生存和繁衍具有重要的影响。
湖沼学通过对湖泊和沼泽的水文特征进行研究，可以揭示湖泊和沼泽生态系统的水文过程和水资源的利用方式。
湖泊和沼泽的生物特征是湖沼学研究的重要内容之一。
生物特征包括湖泊和沼泽的植物、动物和微生物等生物组成。
湖泊和沼泽的植物对于水体的氧气供应、水质净化和生态系统的稳定具有重要的作用。
湖泊和沼泽的动物对于食物链的构建和生态系统的稳定具有重要的作用。
湖泊和沼泽的微生物对于有机质降解和水体的生态修复具有重要的作用。
湖沼学通过对湖泊和沼泽的生物特征进行研究，可以揭示湖泊和沼泽生态系统的生物组成和生态功能。
河流生物栖息地调查及评估方法
图 $" 河流生物栖息地调查范围及采样点密度 %&’( $" D$’./ (#: ,(9.) :/#,&%0 ’! %*/ ,"6B/0/: 6&B/6 *(+&%(%1
H 期! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! 石瑞花等： 河流生物栖息地调查及评估方法! ! ! ! ! !
河流生物栖息地调查及评估方法2083国内一般在每个监测点采国外比较有代表性的采样方法水深不超过112主要采集毛翅目蜉蝣目和广翅目等昆虫集中在堤岸边根垫和大型水生植物基部采样总采集长度约10主要采集摇蚊寡毛类蜻蜓泥蛉和甲壳类周丛生物样洗刷1015块有固着生物部分浸在水体的石块和圆木主要采集摇蚊等个体较小的底栖动物采样频率约10主要采集附着在大石块和大圆木上的毛翅目翅目摇蚊和软体动物等
3FE3
应H 用H 生H 态H 学H 报H H H H H H H
H H H H H H H H H H H H 2G 卷
将栖息地分为两种类型： 一类是生态学家定义的栖 息地单元— — —功能性栖息地 （ !"#$%&’#() *(+&%(%, ） ； 另 一类是地貌学家定义的河道内物理栖息地单元— — — 水流 生 境 （ !)’- +&’%’./, ） 或物理栖息地 （ .*0,&$() *(+&%(%） 1 功能性栖息地以河流中的介质为研究对象， 由 底质和植被类型组成1 常见的功能性栖息地种类有 无机类 （ 岩 石、 卵 石、 砾 石、 砂、 粉 砂 等） 和植物类 （ 根、 蔓生植物、 边缘植物、 落叶、 木头碎屑、 挺水植 物、 浮叶植物、 阔叶植物、 苔藓、 海藻等）
湖沼学与湿地科学研究导论:评《韦策尔湖沼学:河湖生态系统》(第四版)
湖沼学与湿地科学研究导论：评《韦策尔湖沼学：河湖生态系
统》(第四版)
佚名
【期刊名称】《湿地科学与管理》
【年(卷),期】2024(20)2
【摘要】湖沼学主要研究内陆水域中生物体结构和功能的相互关系,及其受到动态物理、化学和生物环境影响的多学科交叉综合性科学,是支撑地表水资源开发利用、水生态系统保护与修复的核心科学。
由国际著名湖沼学、淡水生态学家罗伯特·韦
策尔(Robert Wetzel)教授编著的《湖沼学:河湖生态系统》是国际上最权威、最全面反映当今湖沼学和淡水生态学研究进展的经典著作,也是湖沼学家的重要参考书
和湖沼学专业本科生、研究生的必备教材。
【总页数】1页(PF0003-F0003)
【正文语种】中文
【中图分类】G63
【相关文献】
1.古湖沼学研究揭示湖泊生态系统服务变化的过程
2.基于古湖沼学的鄱阳湖赣江三角洲湿地生态系统演变过程研究
3.《四川省青衣江一河一策管理保护方案》和
《四川省黄河(含若尔盖湿地)一河一策管理保护方案》审查会在成都召开4.梁子湖湖沼学资料5.辽宁省河湖湿地生态系统健康评价与管理对策研究
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湖泊学知识梳理
其它
岩溶湖 牛轭湖
堰塞湖
人工湖和水库
湖泊种类
断层湖
火山湖
冰川湖
中国湖泊
中国湖泊（1km2）以上有2693个，总计达81414.6km2 主要分布于五大湖区
湖泊营养状态
东部平原湖区 青藏高原湖区 蒙新高原湖区 东北平原-山地湖区 云贵高原湖区
起源：湖泊学的先驱们最早发现山地湖泊和可耕低地湖泊之间存在着明显区别。
光合作用
二氧化碳
氧气
大气分压能够改变溶解度，压力越大溶解度越大， 二氧化碳的分压是0.00033atm，氧气的分压是 0.21atm。二氧化碳的溶解性是氧气的35倍之多。 因此0℃水体中，二氧化碳含量为1.10mg/L；溶 解氧含量仅为14.6mg/L。
气体溶解定律
道尔顿分压定律：各组分之间不发生化学反应下，
4.氨氮（NH3-N） 以游离氨（NH3）或铵盐（NH4+）的形式 存在，一般测定采用纳氏试剂光度法或水杨 酸盐-次氯酸盐分光光度法。
分 光 光 度 计
氮的循环
1.氨化作用
含氮有机物再微生物作用下释放氮的过程。在好 氧及厌氧条件下都可以进行，效率相差不大，但 最终产物有所不同
2.生物固氮
指在一种酶的作用下将大气中的氮气变成氨的过 程，只在少数的几类细菌和蓝藻中发生。
硝酸盐的季节循环
冬—春季：外部输入的硝酸盐比藻类吸收
的要多，更多的硝酸盐从底水层释放出来与 表水层混合，所有湖泊中的硝酸盐在冬季是 一个累积过程。
夏—秋季：植物吸收的硝酸盐要大于外部输入
量，温跃层阻止了底水层硝酸盐与表水层的混 合，所以夏季湖泊中的硝酸盐是一个消耗过程。
湖泊中的氮
氨的季节循环
氧在水中的溶解度与温度呈反比。冷水含有 的溶解氧比温度高的水体中溶解氧的含量要 大。
水生生物学课件1-09-2-12水生生物学湖沼学
三 任务
（二）研究水体生物生产力，为合理地 综合利用水体和提高渔产量，改进产 品质量提出科学原理；
（三）研究污染物对水生生物的影响及 其机理和水生生物对污水的净化过程 为制定消除污染后果，控制污染的措 施提供依据.
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1.水生生物栖息环境的研究
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2.生态学研究
七 按栖息环境和生态习性划分
（四）底栖生物(benthos)包括底栖动物和水 生锥管束植物(Large aquatic plants) 栖息在 水体底部，不能长时间在水中游动的一类 生物，如着生生物、沉水植物、软体动物 、水生昆虫等。
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• 水生生物是水生生物 学研究对象的组成部分 ，因此它们的类群和形 态是研究水生生物学的 基础知识。
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• 5.水生生物调查方法的研究 • 6.方法、技术的研究
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(五) 湖泊的生物区
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（五） 水体环境的划分
1.水底区：沿岸带, 亚沿岸带, 深沿岸带 2.水层区：沿岸区,湖心区
水生生物学
Hydrobiology
湖沼学
Limnology
教师：张世萍 027-63104785
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一 水生生物学Hydrobiology
（一） 定义 水生生物学作为生态学的一个分
支，是研究水生生物学的形态、结 构及其在分类系统中的地位和它与 其生活环境之间的相互关系的科学 。
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七 按பைடு நூலகம்息环境和生态习性划分生 态类群
（一）浮游生物(plankton) 为悬浮水中的水生生物，它们无
湖水面演变历史与古湖沼学证据
第7卷 第4期盐湖研究V o l.7 N o.4 1999年12月JOU RNAL O F SAL T LA KE R ESEA RCH D ec.1999湖水面演变历史与古湖沼学证据谭红兵,于升松(中国科学院青海盐湖研究所,西宁810008)α摘要:对世界各地许多保存完整的古湖沼学证据详加分析研究,可以获得大量湖水面演变历史的信息。
而湖水面的动态变化受控于气候因素的变化。
所以成为目前湖泊环境学研究的一大分支。
该文从地貌学、相组合和沉积学、地球化学、古生态学以及考古学五个方面简述古湖沼学证据,以图更精确地恢复过去的湖泊演变历史,为区域和全球环境演变研究提供有力的佐证。
关键词:湖水面演变历史;古湖沼学证据中图分类号:P34313 文献标识码:A 文章编号:1008—858X(1999)04—0055—04湖水面的动态变化作为气候变化的指示器,在很早以前就被人们注意到了。
当时没有先进的仪器可供利用,因此一些古湖沼残迹如湖岸线、废弃河道、化石等成为他们识别湖水面演变的标志。
例如,公元1776年,W elez de E scalan te〔1〕在穿越Bonnerille B asin时在U tah湖附近发现了贝壳化石,由此推断出该干旱盆地中以前有大湖泊存在。
我国地质学家在西藏考察的过程中,将湖岸线的发育规模视作湖泊形成大小、波动大小、高水位持续时间的标志,在更大范围内找到了过去湖泊存在、发展演化的大量证据。
发展至今日,古湖沼学可以提供以下5个方面的湖水面演变历史证据。
1 地貌学地貌学分析可以提供以下两方面的信息〔2〕:一是在一定的气候或水文模式下估量古湖泊的面积和体积(这个参数对于建立古湖泊水量平衡模式必不可少);另一方面用于识别各种构造作用、水位高涨溢流或其它原因引起的湖盆响应变化。
因此其研究手段着眼于湖岸线轮廊演变的识别和特征地貌现象(风蚀、湖蚀、湖积等)的观察。
例如,许多半干旱区的湖泊,在其顺风方向形成风成沙丘(如尕海周围的沙丘)〔3〕,其发育的月牙型边缘,既有邻近湖盆带来的砂,又有粘土类沉积。
长春南湖水域富营养化成因及综合治理
2.1 南湖水质现状评价 2.1.1 富营养化定义及成因
富营养化是湖泊（水库）分类与演化方面的概念。湖泊学家一致认为富营养化是湖泊（水 库）衰老的一种表现。水体富营养化是指在人类活动和自然作用的影响下，营养物质大量进 人湖泊、河口等缓流水体，引起藻类及其它浮游生物迅速繁殖，水体溶解氧量下降，水质恶 化，从而使湖泊（水库）生态系统和水功能受到损害和破环，给水资源在引水、工业农业供 水、水产养殖、旅游及水上运输等多目标利用上带来巨大的损失[ 6，7，8]。
-3-
解放屯
少量生活污水和地表径流汇入小池塘后导入大湖，水量受季 节影响很大，污染物浓度亦受放牧乳牛影响，水质有恶化趋 势。
延安大路
原南湖最大污染源，1987 年彻底截流，1988 年底挖掘底泥， 水质明显好转。
雨水 入口
延安大路 小湖
延安大路一带雨水主要人口，带入的 TN、TP 不容忽视．
南湖的污染源具体可分为：点源，雨水入口，面源。其中点源污染来自干休所，小湖 出口，南湖新村，解放屯，延安大路。在延安大路和小湖是雨水入口。面源的进水来自五 个方面分别是电大门前、延安大路、 解放屯前、干休所农田。详细情况见表 4。由于南湖 水的平均深度较浅，水力冲刷系数小．水的滞留时间长，湖水交换速度慢，又同时有点源 和面源污染物的排入，因此使总磷的浓度远远超过了世界公认的富营养化极限值 0. 03mg ／L．
最新了解到南湖公园现定位于“生态型城市森林公园”。投资 1 亿元，将于今年完成水 体改造，并实施部分绿化项目。对南湖公园东部水体的治理，将在湖底清淤的基础上，拟在 湖西区、延安大路污水入口处建设一座日处理两万吨，处理深度为 3 级的污水处理厂；今春 南湖解冻后，湖面上的 8 条燃油船也已被全部取缔[23]。
Metagenomics analysis
discrepancy in ARG distribution among the four salt lakes,
mainly imposed by the bacitracin resistance gene (baca),
fosmidomycin resistance gene (rosb), tetracycline resistance gene
Metagenomics analysis revealing the occurrence of antibiotic resistome in salt lakes
The objectives and significances of this study
Assessing the distribution patterns of antimicrobial resistome in salt lakes using
contributed to 50.5–99.5% of the overall observed args in the
corresponding sample.
2.16 arg subtypes pertaining to six arg types were detected in 30
of 33 samples, accounting for 49.9–98.7% of the total ARG
(tetr) and multidrug resistance genes
Fig. 2. Heatmap illuminating the abundance of the top 10 ARG subtype in the individual sample (copy of ARG per copy of 16S rRNA gene).
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Developed by: E. Ruzycki and R. Axler
Updated: 12-14-03
U3-m8c-s7
Water sampling
Conventional Automated water
sampling Contaminants Microbes How much to collect ? Sample preservation and storage Where to sample ?
Developed by: E. Ruzycki and R. Axler Updated: 12-14-03 U3-m8c-s13
Water sampling – integrated samplers
Method Tube is lowered to desired depth Surface end is capped to allow air
Developed by: E. Ruzycki and R. Axler
Updated: 12-14-03
U3-m8c-s8
Water sampling – conventional
Conventional: Discrete water samplers
Van Dorn, Kemmerer, Go-flow, Niskin and other
Developed by: E. Ruzycki and R. Axler Updated: 12-14-03 U3-m8c-s2
Basic water quality assessment
These slides focus on learning basic field techniques used by limnologists:
Introduction to Lake Surveys
Basic Water Quality Assessment
Unit 3 Module 8 Part C Lake Sampling
Objectives
Students will be able to: explain methods used for collecting water, sediment and aquatic organisms. identify reasons for collecting water and sediment samples. compare and contrast the characteristics and use of discrete water samplers, integrated water samplers, grab samples and pumps. explain methods used for collecting contaminants and microbes. utilize guidelines to determine the size of the water sample needed to conduct specific analyses. demonstrate specified labeling techniques. describe the different methods of sediment sampling. categorize aquatic organisms by size. describe procedures used in sampling phytoplankton/algae, periphyton, zooplankton, and benthic invertebrates. compare and contrast direct and indirect quantitative analysis with qualitative analysis used to study phytoplankton. classify periphyton by the substrates they grow on. compare and contrast quantitative and qualitative analysis used to study periphyton, zooplankton, and benthic invertebrates. describe procedures used in sampling aquatic vegetation. explain the importance of diatoms in determining water quality.
Water samples collected for:
major ions nutrients chlorophyll-a, phytoplankton total suspended solids, turbidity color, organic carbon, biochemical oxygen demand Iron (Fe) and other metals (special case mercuryHg) organic contaminants (PCBs, PAHs, pesticides, hydrocarbons) bacteria (fecal coliforms, E. coli and other pathogens)
Morphometry - estimating critical
lake basin measurements Field Profiles - physical and chemical parameters measured from top to bottom of the water column Sampling – collecting water, sediments, and aquatic organisms
Learn how to collect water, sediment and
aquatic organisms from different habitats.
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Updated: 12-14-03
U3-m8c-s4ຫໍສະໝຸດ Lake sampling
Developed by: E. Ruzycki and R. Axler
Updated: 12-14-03
U3-m8c-s6
Lake sampling
Aquatic Organisms: Phytoplankton Zooplankton Benthos and sediment Aquatic vegetation Fish and fish habitat assessment
Developed by: E. Ruzycki and R. Axler Updated: 12-14-03 U3-m8c-s5
Lake sampling
Sediment samples collected for: bulk properties nutrients contaminants (heavy metals, organics) organisms paleolimnological studies of lake history (fossil algae, zooplankton, insects, pollen)
Water sampling - conventional
The closing
mechanism on the sampler is triggered by dropping a weight called a messenger down the line
Make sure the line is
closing bottles that collect water samples at discrete depths
Developed by: E. Ruzycki and R. Axler
Updated: 12-14-03
U3-m8c-s9
Water sampling – discrete samplers
Uses bottles that have external trip
mechanisms that close the bottle at depth. Requires a carefully metered or measured, nonstretching rope or cable nylon is notorious for stretching over 10% tightly braided cotton or synthetic “non-stretch” sail rigging lines (<5% stretch) work well research vessels with winches use steel cable
Developed by: E. Ruzycki and R. Axler Updated: 12-14-03 U3-m8c-s3
Lake sampling
This module contains information about the
basic techniques needed to perform a baseline characterization of a lake.
Integrated water samplers Tubes that composite water from the surface to a set depth Grab samples Dipping a bottle at the water surface Pumps Can provide discrete or integrated samples