浅水湖泊稳态转换模型PCLake研究进展_张笑欣

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1、第33卷第3期水资源保护2017年5月Vol．33No．3WATEＲＲESOUＲCESPＲOTECTIONMay2017DOI:10．3880/j．issn．10046933．2017．03．005浅水湖泊稳态转换模型PCLake研究进展张笑欣，于瑞宏，张宇瑾，李凌宇(内蒙古大学环境与资源学院，内蒙古呼和浩特010021)摘要:总结了能够全面模拟浅水湖泊生物及非生物过程的PCLake模型的发展历程、技术框架、适用性及局限性，从营养盐转换阈值、气候变化、生物操纵等3方面详述了PCLake模型的研究进展，并针对

2、PCLake模型优势及存在问题，结合当前研究热点，展望了该模型未来发展趋势:开发全球尺度规模以及更易于使用且更灵活的模型，涵盖更多湖泊特征，形成多种组合，用于稳态转换阈值及预警识别，将敏感性分析、不确定性分析等功能嵌套于模型，提高模型的模拟精度。关键词:浅水湖泊;稳态转换;阈值判定;PCLake模型;气候变化;生物操纵中图分类号:P343．3文献标志码:A文章编号:10046933(2017)03001906ProgressinresearchofregimeshiftmodelPCLakeforshall

3、owlakesZHANGXiaoxin，YUＲuihong，ZHANGYujin，LILingyu(CollegeofEnvironmentandＲesources，InnerMongoliaUniversity，Huhhot010021，China)Abstract:ThePCLakemodelcancomprehensivelysimulatebioticandabioticprocessesinshallowlakes．Inthispaper，wesummarizethedevelopmenthist

4、ory，technicalframework，applicability，andlimitationsofthemodelfromthreeaspects，whichincludetheestimationofnutrientsthreshold，simulationoftheeffectsofclimatechange，andbiomanipulation．Inaddition，wepresentanoutlookofthemodel’sfuturedevelopmentintermsofthedevel

5、opmentofamoreapplicableandflexiblemodelonaglobalscale，whichcandescribethecharacteristicsofawiderrangeoflakes，theregimeshiftthresholddeterminationandearly-warningidentification，theapplicationsofsensitivityanalysisanduncertaintyanalysistothemodel，andtheimpro

6、vementofthemodel’saccuracy，basedondiscussionofthemodel’sadvantagesandproblemsincombinationwithhotspotissuesincurrentresearch．Keywords:shallowlakes;regimeshift;thresholddetermination;PCLakemodel;climatechange;biomanipulation［3-4］浅水湖泊是与人类联系最为密切的淡水生态系性、多稳态、多阈

7、值以及迟滞效应等特征。稳态［5］统之一，但是近200年来，在物理、化学和生物作用转换的概念最早由Isaacs引入海洋生态系统，用的不断干扰下，世界范围内75%以上的湖泊已经富于描述海洋渔业产量变化及其驱动因素，其后逐渐［1］［6-7］营养化或正在富营养化中，湖泊原有结构和功能被应用于浅水湖泊生态系统。综合而言，生态系遭到严重破坏，优势种群由沉水植物转变为浮游植统对外界条件的响应可概括为连续渐变型［2］物，湖泊生态系统发生稳态转换。所谓稳态转(图1(a))、不连续突变型(图1(b))及多稳态共存［3］换，指随

8、着干扰强度的增强而出现结构或功能的突型(图1(c))3种形式，其中，浅水湖泊生态系统然变化，这种变化具有突发性、难预知性，兼具非线属于多稳态共存型，通常包括草型清水稳态、藻型浊基金项目:国家自然科学基金(51469018);内蒙古自然科学基金(2014MS0403);水利部公益性行业科研专项(20150104);内蒙古科技厅项目(20140707，20130428)作者简介:张笑欣(1991—)，女，硕士研究生，