基于營養(yǎng)鹽的中國湖泊生態(tài)分區(qū)框架與指標體系初探*

張德祿，劉永定，胡春香＊＊

(1:中國科學院水生生物研究所，武漢430072)

(2:武漢理工大學，武漢430070)

基于營養(yǎng)鹽的中國湖泊生態(tài)分區(qū)框架與指標體系初探*

張德祿1，2，劉永定1，胡春香1＊＊

(1:中國科學院水生生物研究所，武漢430072)

(2:武漢理工大學，武漢430070)

湖泊營養(yǎng)鹽水生態(tài)分區(qū)是湖泊營養(yǎng)鹽基準和富營養(yǎng)化控制標準制定的基礎，是對湖泊富營養(yǎng)化進行綜合評估、預防、控制和管理的科學基礎和重要手段.本文通過對生態(tài)分區(qū)、水生態(tài)分區(qū)概念內涵的辨析，生態(tài)分區(qū)劃分依據的探討，及營養(yǎng)鹽生態(tài)效應在空間表征、驅動因子、響應模式上的分異分析，剖析了基于營養(yǎng)鹽的湖泊水生態(tài)分區(qū)概念內涵，提出了中國湖泊實行“分區(qū)、分類、分級”的三級劃分框架;指出以氣候帶、地形地貌、流域水系等地帶相似性為分區(qū)的依據，以區(qū)域內地形地貌、土壤營養(yǎng)吸附量、土地利用格局、湖盆形態(tài)(水深、面積、岸線發(fā)育)、水文特點(交換周期、水位變動、礦化度)等方面的差異為主要分類指標，以營養(yǎng)鹽濃度、初級生產者(浮游藻類、周叢藻類和水生維管植物)生物量、單位營養(yǎng)鹽濃度下的初級生產者生物量、初級生產者優(yōu)勢種群類型等為分級指標的劃分依據;以發(fā)生學、等級性、相似性、分異性、完整性、綜合性等為分區(qū)原則，初步構建了湖泊水生態(tài)分區(qū)的指標體系，為中國基于營養(yǎng)鹽的湖泊水生態(tài)分區(qū)做了奠基性的準備工作.

湖泊;富營養(yǎng)化;營養(yǎng)鹽;水生態(tài)分區(qū)

湖泊是人類賴以生存的重要水資源，它不僅是農業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)和人們生活用水的主要來源，同時還具有調節(jié)氣候、蓄納洪水、維持生物多樣性等重要功能.但自1950s以來，隨著中國經濟的快速發(fā)展、人口的增長、工業(yè)化和城市化進程的加速，進入湖泊的氮磷量大大增加，使水體富營養(yǎng)化明顯加劇.而富營養(yǎng)化不僅使水體應有的功能喪失，引起的環(huán)境問題還制約著社會經濟的可持續(xù)發(fā)展.

湖泊富營養(yǎng)化的根本原因是營養(yǎng)鹽濃度過高或營養(yǎng)鹽輸入量過大，有效削減和控制入湖營養(yǎng)鹽的量，是控制湖泊富營養(yǎng)化、修復湖泊水生態(tài)系統(tǒng)的關鍵.但中國地域遼闊，湖泊分布廣泛、成因復雜、類型多樣，各湖的水文、地質及周邊土壤、地形、土地利用等自然條件的千差萬別，不同地區(qū)的社會經濟和人為干擾程度也存在明顯差異，這樣不僅不同自然條件、不同來源湖泊中的營養(yǎng)鹽本底值明顯不同，即使同等自然條件下的湖泊營養(yǎng)鹽水平也明顯不同，甚至同等營養(yǎng)鹽水平下富營養(yǎng)化的表征也完全不同.為提升中國湖泊富營養(yǎng)化控制與管理水平，科學指導湖泊富營養(yǎng)化綜合防治工作，國家需要盡快制定不同區(qū)域湖泊富營養(yǎng)化控制標準，而湖泊營養(yǎng)鹽分區(qū)是湖泊營養(yǎng)鹽基準和富營養(yǎng)化控制標準制定的基礎和前提.因此，對全國的湖泊進行生態(tài)分區(qū)，是遵從生態(tài)規(guī)律，切實有效地緩解和解決中國富營養(yǎng)化現狀的務實之舉.

國際上，關于湖庫的水生態(tài)分區(qū)，美國聯邦環(huán)保局(USEPA)早在1970s末就已經開始了.他們從區(qū)劃體系的研究方法入手，根據地貌、土壤、植被和土地利用四個要素提出了美國的區(qū)劃方案［1］.而這一方案不僅得到美國管理部門的普遍認可，同時也得到了世界許多國家和地區(qū)的關注和追隨［2-6］，而且以水生態(tài)區(qū)的生態(tài)狀況為參考確定保護和恢復的目標已成為全球淡水生態(tài)系統(tǒng)保護和治理的基本原則［7］.

中國從1950s就開始了水體的區(qū)劃研究，有人根據地理位置把湖泊劃分為五大湖泊區(qū)［8］;竇鴻身等就中國湖泊的分類原則和級別劃分作了分析［9］;也有人根據魚的分布特征做出內陸漁業(yè)區(qū)劃［10］和淡水魚類分布區(qū)劃［11］等.但這些區(qū)劃都是自然地理屬性上的劃分，不是真正意義上的水生態(tài)區(qū)劃.2005年尹民等為滿足生態(tài)水量標準制定的需求，在以往水文區(qū)劃的基礎上，提出了中國的河流生態(tài)水文區(qū)劃方案［12］;2005年富國以三峽水庫為例對湖泊富營養(yǎng)化分級的指標體系進行了分析［13］;2007年孟偉等就美國水生態(tài)分區(qū)方法在中國的應用前景進行了探析［7］，并對遼河流域水生態(tài)分區(qū)進行了研究［14］;2008年楊愛民等將生態(tài)分區(qū)、水文分區(qū)、水資源分區(qū)、綜合自然分區(qū)綜合在一起提出了中國的生態(tài)水文分區(qū)［15］;2010年孫小銀和周啟星通過行政分區(qū)、水文分區(qū)、水環(huán)境功能分區(qū)、水生態(tài)分區(qū)優(yōu)缺點的對比分析，提出了中國包括河流、溪流和湖泊在內的整個淡水資源的水生態(tài)分區(qū)框架［16］，但以前的分區(qū)，即使是生態(tài)分區(qū)，也只是在分區(qū)中增加了部分生態(tài)學指標，沒有提出分區(qū)的依據，也沒有指出需要控制的生態(tài)現象或目的，可操作性差.再者，基于營養(yǎng)鹽的生態(tài)分區(qū)研究仍是空白.

1 生態(tài)分區(qū)的概念

“生態(tài)區(qū)”(ecoregion)一詞是加拿大人Drie Loucks首次提出的，Crowley、Bailey、Omernik等是在此概念下分別繪制了加拿大、美國、世界大陸和海洋等系列生態(tài)區(qū)分布圖［17］.綜觀他們劃分的特點，地理學家強調更多的是地點、尺度、自然和社會的基礎;生態(tài)學家則更注重能量流動和物質循環(huán)的環(huán)境過程.在生態(tài)學家的眼中，真正意義上的生態(tài)分區(qū)，是從生態(tài)系統(tǒng)的整體出發(fā)，把空間結構格局與生態(tài)功能和生態(tài)過程結合起來，側重于區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的結構和功能的一致性［18］，并將生態(tài)分區(qū)與區(qū)域開發(fā)及生產規(guī)劃更加密切聯系起來的區(qū)劃方法［19-20］.雖然它與比鄰的區(qū)域相比是異質的，但在過渡帶它既是空間鑲嵌體，又是功能單元［21］，而且，針對不同的目的和不同的使用者，分區(qū)的結果是不相同的［22-23］.

目前，生態(tài)分區(qū)雖然已被廣泛應用于很多國家的資源保護和環(huán)境管理評價之中，但能夠被普遍接受的基于生態(tài)分區(qū)的理論基礎還是空缺的［20］.而且生態(tài)系統(tǒng)的異質性由于系統(tǒng)邊界與穩(wěn)定性、人類與生態(tài)區(qū)域一致性、系統(tǒng)區(qū)域的模式與尺度及系統(tǒng)中等級空間關系等方面的爭議而較難操作［20］.

關于水生態(tài)分區(qū)(Hydroecoregions，HERs)的概念，Omernik定義為具有相對同質的淡水生態(tài)系統(tǒng)或生物體及其與環(huán)境相互關系的地域單元［1］.但這些單元的區(qū)域特征是由多種要素決定的，而且這些要素在各個區(qū)域發(fā)揮的作用還不盡相同.所以，水生態(tài)分區(qū)的實質是在一定尺度下為不同目的而進行的水體分類方法，它選擇的分類指標要能夠體現各個單元的勻質性、異質性和完整性.孟偉等提出:水生態(tài)分區(qū)是以流域水生態(tài)系統(tǒng)及其影響因素為研究對象，應用河流生態(tài)學中的格局與尺度等原理與方法，對水體及其周圍陸地所進行的區(qū)域劃分方法［24］.但在解決具體問題，面對不同的分區(qū)目標時，生態(tài)系統(tǒng)的邊界應該是多層次、多尺度的，不應僅局限于一個層面［17］.

2 生態(tài)分區(qū)劃分的依據

生態(tài)分區(qū)研究的目標是為了闡明區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的等級性，并把這種均質的等級性和異質的地域鑲嵌格局以不同等級的生態(tài)系統(tǒng)較為清晰地表達出來，以便采用不同的管理標準和實施不同的修復或治理措施［19，23］.分區(qū)劃分的依據主要指區(qū)域單元的一致性，它隨系統(tǒng)等級的不同而不同，這種不同可能是指標內涵上的，也可能是指標數值上的.它主要指自然生態(tài)系統(tǒng)結構與功能特征的相似性［25］，可能是由多個重復的、具有多種等級水平的景觀格局組成的［26］.

關于生態(tài)分區(qū)劃分的依據，有人認為生物多樣性是生態(tài)系統(tǒng)的核心［27］，生態(tài)分區(qū)應該建立在能夠滿足不同種類生存需求的生境基礎之上［28］.但物種多樣性的確定需要很多個學科的專業(yè)人員熟練操作，人為影響因素較大，更重要的是生物多樣性與生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性間的關系尚無定論［29］，另外水生生物的多樣性與營養(yǎng)鹽之間不成線性關系［30］，因此很少被應用.目前，比較認同的是，在地球表面基本的生態(tài)系統(tǒng)功能單元中，綠色植物是系統(tǒng)初級能量的唯一來源，是系統(tǒng)中最核心的成分，因而，植物群落生產力的高低常被用來反映生態(tài)系統(tǒng)的功率［31-32］，不少生態(tài)分區(qū)也以植物群落生產力的高低作為生態(tài)一致性或區(qū)域生產潛力的衡量標準［19，33］.

3 營養(yǎng)鹽的生態(tài)學效應

雖然營養(yǎng)鹽的過量輸入是導致湖泊富營養(yǎng)化的根本原因，但富營養(yǎng)化的表征隨環(huán)境條件的不同而不同［34］，大致上有藻型和草型兩大類.藻型富營養(yǎng)化主要表現為浮游藻類和著生藻類的過度繁殖，而且有藍藻、硅藻、甲藻、裸藻、隱藻等多種類型，其中藍藻又可細分為球形藻和絲狀藻，或有毒藻和無毒藻.草型富營養(yǎng)化表現為挺水植物、漂浮植物或沉水植物的過度繁殖.因此，湖泊的富營養(yǎng)化類型和程度難以用單一指標(如葉綠素濃度)統(tǒng)一定量表達.

盡管氮、磷等生源要素是富營養(yǎng)化的重要原因，但營養(yǎng)鹽轉化為生物質的效率仍然受到多種因素的制約，富營養(yǎng)化的驅動因子也隨條件的變化而變化.在地帶尺度上，它受光、熱、水等氣候因素的影響;在區(qū)域尺度上，受地貌、土壤、植被、水文、土地利用、人為干擾等因素的影響;在湖泊尺度上，還受湖泊成因、形態(tài)、水動力等因素的影響.因此，氣候帶、地形地貌、植被類型、土壤營養(yǎng)、土地利用、人為干擾等方面的區(qū)域特征是反映湖泊流域水生態(tài)系統(tǒng)與周圍陸地生態(tài)系統(tǒng)相關關系的關鍵因素.

另外，富營養(yǎng)化對營養(yǎng)和非營養(yǎng)驅動因子的響應模式也存在空間差異，如云貴高原湖群區(qū)、東部平原湖群區(qū)、干旱內陸湖群區(qū)、青藏高原湖群區(qū)、華北湖群區(qū)等區(qū)域間，浮游植物葉綠素濃度和維管植物生物量與水體營養(yǎng)和非營養(yǎng)因素間的關系不是同類模式，即使在同一湖群區(qū)的同一模式下，定量關系亦有所不同［35-36］.

4 基于營養(yǎng)鹽的湖泊水生態(tài)分區(qū)

4.1 基于營養(yǎng)鹽的湖泊水生態(tài)分區(qū)內涵

由于營養(yǎng)鹽明顯不同的生態(tài)學效應，筆者認為，基于營養(yǎng)鹽的湖泊水生態(tài)分區(qū)，應該是通過掌握水生態(tài)系統(tǒng)單元中水生生物生產力隨環(huán)境營養(yǎng)壓力變化的規(guī)律，根據初級生產者(包括浮游藻類、周叢藻類和水生維管植物)生產力總和，或營養(yǎng)鹽生物學效應(進入食物鏈的轉化率)的相似性而劃分的自然水生態(tài)系統(tǒng)單元.該單元不僅是具有相似生態(tài)系統(tǒng)的湖泊水域，還應包括分水線以內的廣大的陸地集水區(qū).其核心在于浮游的、底棲的藻類植物和水生維管植物生產力總和及其它們受環(huán)境因素影響所發(fā)生的能流、物流和信息流功能體.與陸地生態(tài)系統(tǒng)的生物地理群落相比較，湖泊生態(tài)系統(tǒng)本身就是個勻質的“群叢”.它們鑲嵌在復雜遼闊的陸地區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)范圍內，受多因子的多層次影響，呈多階段發(fā)展.但就湖泊之間相比較，它們又不是勻質的.隨富營養(yǎng)化程度或季節(jié)的變化，水華發(fā)生的頻率和強度明顯不同，水生植被的生物量不同，優(yōu)勢藻類或優(yōu)勢群叢也不相同.

4.2 基于營養(yǎng)鹽的湖泊水生態(tài)分區(qū)框架及劃分依據

在地球上，宏觀氣候帶幾乎決定著自然生態(tài)系統(tǒng)的整體格局，控制著初級生產者所需的太陽能和濕度［37］.而且，氣候帶和地形地貌共同影響著土壤的構成，進一步影響著植被類型的分布范圍，而不同植被類型的分布又決定著其他生物的分布格局.因此，地球生物的活動雖然有一定的自主性，但地帶性因素對它們總的分布格局仍起主導作用［38-39］，水生生物在大尺度上的分布也主要受氣候和地形等地帶性因素的影響［38，40-41］.所以，根據中國湖泊的分布特點和不同地域湖泊在富營養(yǎng)化效應方面的明顯差異，筆者認為從“分區(qū)、分類、分級”的三級框架進行劃分比較合理可行.

首先是“分區(qū)”:即地帶級的生態(tài)系統(tǒng)分區(qū)，可依據氣候帶、地形地貌、流域水系等方面的差異來劃分，它主要反映的是由緯度地帶、大氣環(huán)流及垂直地帶共同形成的生態(tài)系統(tǒng)大格局.其中，氣候帶和地形地貌主要反映的是由氣候引起的水、氣、熱條件;水系反映大致的空間范圍.

其次是“分類”，可在大環(huán)境相似的區(qū)域中，依據地形地貌、土壤氮、磷吸附量(營養(yǎng)鹽本底)、土地利用、湖泊水交換周期、水深、水面積、湖泊系數等水文特點進行劃分，因為土壤氮、磷吸附量直接代表著周緣土壤本底中的營養(yǎng)負荷量;土地利用格局可反映集水區(qū)可能帶入水體中的營養(yǎng)鹽量，湖泊本身的水文屬性與水華發(fā)生有非常直接的關系［42］，水深和面積很大程度上反映的是湖泊的體量，對外源營養(yǎng)鹽的稀釋和緩沖能力，大湖的營養(yǎng)鹽再循環(huán)效率較小湖泊高，外源營養(yǎng)在淺水性湖泊轉化為生物量的效率也要高［43］;交換周期反映的是營養(yǎng)鹽的稀釋和去除能力，時間短，附著藻類可能多些，浮游藻類會少些［1］;湖泊系數能夠反映湖泊的形狀、大小及其水體隨風力和湖流的運動能力［42，44］，而運動速度快的水體中浮游植物的生長要慢得多.

最后是“分級”:可以在同一區(qū)域同一類型湖泊間，依據同一季節(jié)下營養(yǎng)鹽濃度、其他非營養(yǎng)因素及初級生產者的生物量、優(yōu)勢浮游植物群落類型(非固氮藍藻、固氮藍藻、綠藻、硅藻、甲藻、隱藻等)［45-46］、優(yōu)勢水生植物群叢類型(挺水植物、沉水植物、浮葉植物、漂浮植物等)［47］進行生態(tài)劃分，它所反映的是在相似營養(yǎng)條件下富營養(yǎng)化在表征方面的差異，體現著富營養(yǎng)化的程度.如，透明度是以美國為代表的一些國家規(guī)定深水性湖泊中反映浮游植物生物量的重要因素，但在我國大多數淺水性湖泊中并不明顯;而總氮(TN)、總磷(TP)、Si等是所有湖泊光合自養(yǎng)生物生長的原因變量［48］，它們與浮游植物和維管植物生物量間存在明顯的線性關系［34，49-53］，尤其是浮游植物和水生維管植物與氮、磷濃度的關系最為密切［52-55］;葉綠素 a(Chl.a)長期以來一直是反映藻類生物量的重要指標［56］，單位營養(yǎng)鹽下的Chl.a濃度還可反映營養(yǎng)鹽進入食物鏈的速率［57］，優(yōu)勢浮游植物類型和優(yōu)勢維管植物類型常與富營養(yǎng)化程度密切相關［46］;GPP/R可大致反映生態(tài)系統(tǒng)中碳營養(yǎng)的利用格局，體現富營養(yǎng)的程度［48］.

5 基于營養(yǎng)鹽的生態(tài)分區(qū)原則

基于營養(yǎng)鹽的湖泊分區(qū)是為了控制湖泊富營養(yǎng)化而進行的，它既不同于地理分區(qū)，也不等同于理想的湖泊生態(tài)分區(qū).而要做到這點，必須堅持以下原則:

5.1 發(fā)生學原則

湖泊是相對獨立的歷史自然體，同等營養(yǎng)鹽濃度所導致的效應與其自然地理條件和發(fā)生發(fā)展的歷史緊密相連，因此，分區(qū)時首先要遵循的原則是:同一區(qū)域單元內的湖泊，在初級生產者生物量形成所必需的氣候、光熱等資源方面要有較高的相似性;在分類時，同一類型湖泊的演化(歷)史和目前的水文特性應該有較高的相似性.

5.2 等級性原則

水生態(tài)系統(tǒng)是極其復雜的，各要素所起的作用是不同的，因此，在分區(qū)過程中，應強調和突出主導性因素的作用，不同級別單元間應遵從上級制約下級，下級服從上級的原則.在我們的思路下，圍繞光熱資源的地帶性分區(qū)指標是最高級指標，區(qū)域內的分類指標為服從于分區(qū)指標的中級指標;與光熱資源相比，區(qū)域內的營養(yǎng)本底作為中級指標比較適宜;將營養(yǎng)鹽濃度與富營養(yǎng)化程度直接聯系的分級指標適合于做服從于分類指標的最低級指標，只能根據同一區(qū)域同一類型的湖泊而論.

5.3 單元內一致性原則

在同一區(qū)域內的湖泊中，光熱資源、水系等要盡可能一致;在同一區(qū)域的同一類型湖泊中，水文狀況、湖泊系數、流域營養(yǎng)鹽本底、土地利用格局等方面要盡可能一致;在同一區(qū)域同一類型同一富營養(yǎng)程度的水體中，相似的營養(yǎng)鹽濃度范圍下應該有相似的初級生產者生物量和優(yōu)勢生物類型.

5.4 單元間的分異性原則

分異性是復雜生態(tài)系統(tǒng)中最普遍的規(guī)律，與生態(tài)系統(tǒng)單元內相對的一致性原則相對應，不同區(qū)域內的湖泊在光熱資源和水系方面應盡可能不同;不同類型湖泊間(尤其在同一區(qū)域內)的水文、湖泊特點、流域營養(yǎng)鹽本底、土地利用格局等方面盡可能不同;在富營養(yǎng)程度不同的水體中(尤其同一區(qū)域的同一類型湖泊間)，不同營養(yǎng)鹽濃度范圍下的初級生產者生物量和優(yōu)勢生物類型應盡可能不同.

5.5 單元內系統(tǒng)結構功能的完整性原則

自然界中任何生態(tài)系統(tǒng)都不是孤立存在的，它們在地理位置上相互鑲嵌，相互包含.因此，在進行邊界劃分時，確保單元內主要的生產者、消費者、分解者生活史各階段的完整性尤為重要.從可操作角度講，主要是要遵循自然分水線原則，使本區(qū)域的營養(yǎng)鹽不要或很少直接外流到其它區(qū)域.邊界的確定一般以重要因素的空間特點和關系度作評判，對以上方法不能解決的重迭區(qū)，再根據調查數據并結合專家經驗來確定.

5.6 綜合性原則

生態(tài)系統(tǒng)是包括生命有機體和非生命環(huán)境基質的綜合體，生命過程受環(huán)境條件的影響，而生命活動反過來也影響改變著環(huán)境條件.因此，水生態(tài)分區(qū)既要考慮生命有機體，尤其是初級生產者的特點，也要參考環(huán)境要素的影響，如光熱資源、流域本底、土地利用、營養(yǎng)鹽濃度等，因為它既是自然的、地理的，也是生物的、化學的.

6 中國基于營養(yǎng)鹽生態(tài)分區(qū)的指標體系

指標的篩選是實現生態(tài)分區(qū)原則的關鍵步驟，指標體系的構建是完成生態(tài)區(qū)劃方案的前提，但選取的指標既要體現生態(tài)系統(tǒng)的本質，又不要使指標體系過于繁雜而難于操作.

根據現有的認識，Ⅰ級指標是最高級的分區(qū)指標，Ⅱ級指標是必需服從Ⅰ級指標的分類指標，Ⅲ級指標是同時服從Ⅰ級和Ⅱ級指標的分級指標.中國分區(qū)的初步指標如下:

Ⅰ級指標有:氣候帶(寒溫帶、中溫帶、暖溫帶、亞熱帶、熱帶、高原氣候區(qū)，濕潤帶、半濕潤帶、半干旱帶、干旱帶)，地貌(平原、高原、山地)，流域指標(水系)，據此可劃分出8個區(qū)域(具體數據資料將在后期發(fā)表).

Ⅱ級指標為:在Ⅰ級分區(qū)指標基礎上，增加湖盆形態(tài)(水深、面積、岸線發(fā)育)，水文特點(交換周期、水位變動、礦化度)，地形地貌(高程、坡度、坡長)，土壤性質(土壤質地、土壤含磷量、土壤含氮量)，流域景觀格局(林地、草地、水域、建設用地、耕地、未利用地等)等指標，而且，在不同區(qū)域內，以上各指標有不同的權重.

Ⅲ級指標有:在Ⅰ、Ⅱ級指標基礎上，增加 TN、TP、Si、Chl.a、Chl.a/TP、維管植被蓋度、維管植被蓋度/TN、維管植被蓋度/TP、優(yōu)勢藻類型/優(yōu)勢植被類型、GPP/R等指標，最終得到在不同區(qū)域內不同類型湖泊中，初級生產者的生物量和優(yōu)勢生物類型隨水環(huán)境中營養(yǎng)鹽濃度對應變化的數值范圍.在此基礎上，分區(qū)分級選擇參照湖泊進行實驗驗證，結合統(tǒng)計學方法可得到各區(qū)各類湖泊的營養(yǎng)鹽基準.

7 結論

針對我國湖泊分布廣泛、類型多樣、成因復雜、營養(yǎng)鹽生態(tài)效應空間分異明顯的事實，本著切實可行、科學有效的原則，認為“分區(qū)、分類、分級”的三級區(qū)劃框架適合于中國湖泊的基于營養(yǎng)鹽的生態(tài)分區(qū).

“分區(qū)、分類、分級”的三級區(qū)劃為:在全面調查研究中國湖泊營養(yǎng)鹽效應空間分異規(guī)律、驅動因子和富營養(yǎng)化表征特點的基礎上，先依據空間分異的地帶性因素對湖泊進行分區(qū)，然后依據湖泊本身水文屬性響應富營養(yǎng)化的特點對它們進行分類，最后，針對各區(qū)各類湖泊對營養(yǎng)鹽的表征特征進行分級.由于各影響因素在不同層次的作用程度顯著不同，需要針對各區(qū)、各類、各級的具體情況確定其作用大小.但劃分的依據為同區(qū)、同類、同級湖泊間初級生產力或營養(yǎng)鹽的轉化利用率基本相似.

分區(qū)的指標可以從氣候帶(寒溫帶、中溫帶、暖溫帶、亞熱帶、熱帶、高原氣候區(qū)，濕潤帶、半濕潤帶、半干旱帶、干旱帶)、地貌(平原、高原、山地)和流域指標(水系)等地帶相似性方面劃分;分類的指標，在遵從分區(qū)指標的前提條件下，根據同區(qū)內湖盆形態(tài)(水深、面積、岸線發(fā)育)、水文特點(交換周期、水位變動、礦化度)、地形地貌(高程、坡度、坡長)、土壤性質(土壤質地、土壤含磷量、土壤含氮量)、流域景觀格局(林地、草地、水域、建設用地、耕地、未利用地等)等進行劃分;分級的指標，在遵從分區(qū)、分類指標的前提條件下，從湖泊 TN、TP、Si、Chl.a、Chl.a/TP、維管植被蓋度、優(yōu)勢藻類型/優(yōu)勢植被類型、GPP/R 等方面考慮.

分區(qū)的原則包括湖泊的發(fā)生學原則、劃分指標間的等級性、生態(tài)單元內的相似性、單元間的分異性、單元結構和功能的完整性、綜合性等原則.

總之，以上設想是基于目前對中國湖泊的分布狀況和富營養(yǎng)化效應的認知而提出的，相信在這個思路下，通過綜合分析候選指標的歷史和現場數據，完全可以得到適合于中國湖泊營養(yǎng)鹽分區(qū)的指標體系，甚至營養(yǎng)鹽基準.

致謝:感謝王洪鑄研究員、周義勇研究員、王海軍博士、席北斗研究員、高如泰研究員在指標體系構建方面的建議!

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Ecoregional frame and indices system based on nutrients in Chinese lakes

ZHANG Delu1，2，LIU Yongding1＆ HU Chunxiang1
(1:Institute of Hydrobiology，Chinese Academy of Sciences，Wuhan 430072，P.R.China)
(2:Department of Biology，Wuhan University of Technology，Wuhan 430070，P.R.China)

The ecoregionalization based on lacustrine nutrients is the basis of nutrient benchmark and trophication control criteria of lakes，and is also the scientific basis and magnitude pathway of compositive evaluation，prevention，control and management.In this paper，after analyzing the concepts on ecoregion，hydroecoregion，and discussion on the base of classification，the lacustrine response to nutrients in geographic sections，driving factors and models，we proposed a Chinese hydroecoregional frame based on regionalization，classification and phase.By analyzing the environmental factors that influencing trophic status，we determined the criterions for lake regionalization，including by climate zone，topography and water system;by topography，soil nutrients，land use，shape of lake basin(water depth，surface area，development of lake shore)and hydrologic characteristics(residence time，water level，degree of mineralization);by nutrient content(nitrogen，phosphorus et al)，total primary productivity(biomass of phytoplankton，attached alga and aquatic macrophyte)，and by dominant plant types(phytoplankton and macrophyte).We primarily constructed indices system of ecoregionalization for Chinese lakes and this work lays a basis of lake ecoregionalization based on nutrients in China.

Lake;eutrophication;nutrient;aquatic ecoregionalization

＊ 國家水體污染控制與治理科技重大專項項目(2009ZX07106-001-003)資助.2011-01-19收稿;2011-07-19收修改稿.張德祿，男，1963 年生，博士;E-mail:deluzh@163.com.

＊＊ 通訊作者;E-mail:cxhu@ihb.ac.cn.