抚仙湖流域作为我国重要的战略水资源储备区,生态安全地位重要.本研究以该流域为研究对象,采用"状态-隐患-响应"模型,探索性空间分析法,基于格网尺度分析其 1987-2020 年生态安全空间分异特征.结果表明:(1)抚仙湖流域生态安全空间差异性明显,生态安全状况以中度安全(Ⅳ级)与高安全(Ⅴ级)状态为主,主要分布于流域四周,生态不安全(Ⅰ级)、较不安全(Ⅱ级)、临界安全(Ⅲ级)成片地集中于流域南北岸及东岸中部的人口农业密集区.(2)研究区生态安全空间集聚效应明显,全局空间自相关系数较高,且逐期上升,集聚效应增强,并以高高(HH),低低(LL)集聚为主,HH区域集中于流域西北,东南,西岸中部片区,LL区域分布于流域北岸人口密集区及南岸的农业地带.(3)研究区生态安全在不同土地利用类型、坡度、人口密度上空间分异规律明显,生态不安全(Ⅰ级)在建设用地分布居多,生态较不安全(Ⅱ级)和生态临界安全(Ⅲ级)以耕地分布为主,生态中度安全(Ⅳ)和高安全(Ⅴ级)主要分布在林地.生态安全分别与坡度、人口密度存在明显的分异特征,坡度增加,生态安全水平高,人口密度变大,生态安全质量越低.

抚仙湖是云贵高原著名的断陷深水湖,其沉积物蕴藏着流域地质历史时期丰富的环境信息.对钻取自该湖的900 cm湖泊沉积物岩芯进行花粉/炭屑分析及花粉数据的主成分分析表明,抚仙湖流域的植被、气候与火灾在过去的13 300年经历了5个阶段的变化:(1) 13 300-10 400 cal.a BP,植被以松林为主,伴有山地暗针叶林和常绿阔叶林,表明该时期气候较为冷湿,森林火灾多发,在后期随着温度和湿度的降低,森林火灾愈加频繁.(2)10 400-5 700 cal.a BP,松林收缩,常绿阔叶林扩张,出现一定数量的落叶阔叶林,显示该时期气候偏暖偏干;此阶段早期随着气候变暖变干森林火灾的发生延续上阶段高发的状态,直到9 500 cal.a BP后随着湿度的增加森林火灾明显减少.(3)5 700-1 800 cal.a BP,松林变化较小,常绿/落叶阔叶林比重增大,首次出现了暖热性的枫香林,显示该时期暖湿的气候特征,火灾发生频率低.(4)1 800-500 cal.a BP,松林扩张,阔叶林收缩,本阶段后期草本植被比重开始增加,显示该时期气候相对冷干,森林火灾发生频率较高.(5) 500 cal.a BP至今,松林收缩,落叶阔叶树种增多,草本植物花粉明显增多,显示该时期气候温凉偏干,森林火灾发生频率降低.

系统治理是山水林田湖草生态保护修复的核心,然而在工程实施和评估中如何有效落实和考核山水林田湖草生态保护修复的系统性仍是目前一大难题.通过厘清系统性与整体性的逻辑关系,从山水林田湖草生态保护修复的对象、主体及其耦合联系入手,明晰系统治理是山水林田湖草生态保护修复的必然选择,进而提出关键要素控制与全要素耦合相结合的治理思路,并以云南抚仙湖项目区为例阐明系统治理在山水林田湖草生态保护修复中的实践路径.最后,依据结构-功能复杂度、要素关联紧密度及其认知,将山水林田湖草治理系统分为形态系统、级联系统、过程-响应系统、控制系统等四级递进系统,从流域内和流域外的空间视角出发,提出基于“目标-约束-成本”的山水林田湖草生态保护修复系统性评估方法,为山水林田湖草系统治理的实施与考核提供核心科学支撑.

九大高原湖泊流域在云南省经济发展中占有举足轻重的地位,其中,滇中五大湖泊流域(滇池、抚仙湖、星云湖、杞麓湖、阳宗海,下文称五湖流域)是云南工农业、旅游业等经济和社会发展最活跃的地区,与流域生态环境质量密切相关.本研究基于遥感生态指数(RSEI)对滇中五湖流域1988-2018年的生态环境质量进行监测和评价.结果 表明:尽管1988-2018年间研究区生态环境质量呈转好趋势,RSEI平均值由0.368增加到0.481,但流域整体生态环境质量欠佳;生态环境质量提高的面积占比57.6％,主要分布在湖泊之间的山地,下降区域主要为湖周的平地区;研究期间,滇池、抚仙湖、阳宗海的生态环境质量持续变好,但近10年,杞麓湖和星云湖的生态环境质量明显变差,各湖泊生态环境质量变化与湖泊水质变化存在一致性.未来生态环境质量的改善还需更多的社会关注和政府投入.

高原湖泊是云南地区重要的淡水资源储库,目前面临富营养化、重金属污染等环境问题,持续的流域开发明显改变水生生物群落的结构特征与分布模式.浮游植物作为初级生产者,是湖泊食物网的重要基础.本研究以云南中部(8个)和南部(5个)的13个湖泊为对象,于2016年夏季进行浮游植物采样,结合水质数据和湖泊基础资料,对区域尺度上浮游植物的空间分布特征及其影响因子进行识别.结果 表明:13个湖泊中浮游植物共有7门72属161种;浮游植物群落结构除抚仙湖、差黑海和石林长湖外,其他湖泊均以蓝藻门为主;Jaccard相异性指数显示,滇池浮游植物群落组成与差黑海、长湖、月湖、阳宗海、长桥海和杞麓湖差异性最大(0.98),长桥海和大屯海浮游植物群落组成最相似(0.19);ANOSIM分析显示,云南中部和南部湖泊浮游植物群落结构差异性显著(R=0.27,P＜0.05);南部湖泊生物量总体高于中部湖泊(南部和北部平均生物量分别为105.87和29.27 mg·L-1;t检验:P＜0.05);Pearson相关分析表明,浮游植物生物量与温度、总磷(TP)、总氮(TN)、砷和电导率呈显著正相关,与海拔和透明度显著负相关(P＜0.05,n=13).典型对应分析(CCA)结果显示,总磷、氮磷比、锰、钙和空间变量(PCNM1)是影响云南中部和南部湖泊夏季浮游植物空间分布的主要因子;方差分解显示,营养水平(TN、TP)、空间变量(PCNM5)和湖泊类型(水体面积)共同影响了云南中部和南部湖泊夏季浮游植物的空间分布,分别单独解释了群落变化的30.35％、4.90％和3.44％,人类活动与空间变量和湖泊类型分别共同解释了群落变化的6.52％和4.27％;在流域开发日益加强的背景下,水体富营养化已经成为影响该地区浮游植物群落构建的主控因子,而湖泊类型、空间分布等自然环境特征的驱动作用明显降低.因此,养分控制是云南富营养化湖泊环境治理和生态修复的关键内容,是高原湖泊藻类爆发防控和生物多样性保护的重要基础.