????在低山丘陵流域,水塘系統最初主要用于供水或水產養殖。但值得關注的是,池塘能夠通過沉淀、吸附、過濾以及反硝化、微生物轉化等生物地球化學過程,有效去除徑流中的污染物,因此在農業流域水質管理中發揮著關鍵作用。在水塘系統管理中,將保護措施精準部署到最有效位置,對于實現資源優化和水質改善目標至關重要。
????過往相關研究通常僅依據營養物質去除效率來確定池塘保護優先級,卻往往忽視了池塘在沉積物攔截方面的重要功能,以及池塘周邊人類活動與環境因素對其水質凈化能力的綜合影響。針對這一科學問題,中國科學院成都山地災害與環境研究所賀秀斌研究員團隊開發并應用了一種全新的框架方案。該框架創新性地整合壓力 - 狀態 - 響應(PSR)模型、圖論和 K - 均值聚類方法,首先構建了綜合考慮自然與人為要素的流路徑網絡,繼而對不同池塘的指標值開展聚類分析,最終運用分層排序方法完成池塘保護優先級的科學判定。
????研究團隊將此框架應用于長江流域全民水庫水源地的桂林橋小流域,通過量化分析該區域不同池塘的壓力、狀態和響應指數,明確了各池塘的治理優先級。同時,結合現場調查數據與遙感監測信息,針對性地提出了水塘系統的保護建議。這一框架為在有限資源條件下實現水質保護能力的可持續最大化,提供了行之有效的方法論支持。
????該研究得到國家重點研發計劃、國家自然科學基金等項目的資助,相關成果以“Prioritizing conservation sites for multi-pond systems to maintain protection of water quality in a fragmented agricultural catchment”為題,發表于國際水協(IWA)主辦的環境科學與生態學領域頂級期刊Water Research。成都山地所博士研究生張浩哲為論文第一作者,鮑玉海副研究員和賀秀斌研究員為共同通訊作者。
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多塘系統優先保護地點確定的框架方案