摘要:生态需水研究是近年来国内外广泛关注的热点,涉及生态学、水文学、环境科学等多个学科.本文系统回顾了国内外生态需水的研究进展,较为全面的介绍了生态需水的概念、特征和分类,并在将区域生态需水的定量计算分为河道内和河道外两部分的基础上,总结并介绍了河道内(包括河流、河口、湖泊)和河道外(包括植被、动物、湿地、城市和回补超采地下水)生态需水的各种计算方法.特别是对国内外河流生态需水计算方法的基本思想、优缺点及其适用范围做了重点介绍,并分析了国内外计算方法存在差异的原因.通过对过去生态需水研究的总结与分析认为,我国研究目标多集中在水资源供需矛盾突出以及生态环境相对脆弱和问题严重的干旱、半干旱和季节性干旱的湿润区,且以河流生态系统的需水作为主要研究对象.但由于起步晚,在这方面的研究还不是很成熟,生态需水的概念、内涵和外延均未有统一的定义;同时,在借鉴国外生态需水各种计算方法来进行我国的生态需水研究时,应考虑是否符合我国国情以及气候水文特征,不能机械照搬.再者,笔者认为:①在考虑各种方法联系机制的前提下,对其进行合理耦合,取长补短,并进一步加强3S等新技术的应用;②加强对水资源虽相对丰沛,但由于水污染严重而存在水质性缺水的湿润地区,如华南珠江流域的生态需水研究等,将成为今后的发展方向.

摘要:"湖泛"是太湖水域近年来发生的重要环境灾害问题之一.根据2009年4-10月的太湖"湖泛"易发区巡测和跟踪监测资料,分析了2009年太湖水域"湖泛"发生情况.2009年太湖共发生11次小范围"湖泛",主要发生在太湖西岸、梅梁湾和贡湖湾局部水域.对比近年"湖泛"发生水域的水质指标,以及同期太湖蓝藻水华暴发、湖体水质及其变化情势,认为蓝藻水华强度、频次和面积与2007、2008年相比呈明显的下降趋势,从而可能降低了大面积"湖泛"暴发的机率;同时,2007年以来在太湖北部湖湾的生态清淤工程也降低了北部湖湾发生大面积"湖泛"的可能性.同期水质监测指标显示,2009年同期太湖水质综合评价为Ⅳ类、中富营养状态,而太湖湖西、竺山湖、梅梁湾水域仍为Ⅴ类或劣Ⅴ类,"湖泛"仍时有发生.蓝藻打捞、生态清淤、控源截污、"引江济太"调水是预防太湖"湖泛"的有效措施;同时,加强太湖"湖泛"巡查,建立太湖"湖泛"监测预警系统,及时发现太湖"湖泛",有序、妥善地处置黑臭水体,将对确保太湖饮用水水源地安全起到积极的作用.

摘要:蓝藻水华暴发是湖泊生态系统中营养物质长期累积的结果,是系统营养经长期演化后的极端状态.突变理论评价方法无需确定指标权重,减少了人为主观因素,并且计算方便.本文基于突变理论,采取蓝藻水华暴发的表征因子(叶绿素浓度)和导致蓝藻水华暴发的环境因子(总氮和总磷)作为潜在危险性评价指标,蓝藻水华的面积、范围以及暴发频次作为历史危险性评价指标建立多准则蓝藻水华暴发风险评价指标体系,并结合太湖九个分区进行蓝藻水华暴发危险性分区及全湖评价.研究结果表明:竺山湖和西部沿岸为极重危险性湖区;梅梁湾为重度危险性湖区;南部沿岸、贡湖和大太湖为中度危险性湖区;箭湖东茭咀、东太湖和胥湖蓝藻水华暴发危险性较小,为轻微危险性湖区.整体上看,太湖蓝藻水华暴发危险性程度由轻到重基本上沿东南-西北方向变化,与营养盐浓度由低到高分布趋势相一致.根据评价结果,可以明确太湖各区遭遇蓝藻水华暴发危险性的大小,为蓝藻水华风险管理和应急处理提供科学依据.

摘要:三波段模型是基于生物光学模型构建的叶绿素a浓度反演半分析模型,是目前反演内陆富营养化浑浊水体叶绿素a浓度效果较好的方法.本文通过星地同步实验,分析巢湖水体各组分光谱特征,分别基于地面实测数据与环境一号卫星高光谱遥感数据建立三波段模型反演巢湖水体叶绿素a浓度.结果表明,由于特征波段在不同数据源的位置不同,导致了两个模型波段选择及反演精度的差异.因此,只有在充分考虑遥感数据的光谱特征的条件下,分析遥感信息理论和实际图幅影像有效结合在一起的地物信息,才能进一步优化三波段模型的波段选择,实现遥感数据定量反演水体叶绿素a浓度的目标.

摘要:由两颗卫星组成的环境卫星星座系统所提供的CCD数据具有较高的时间分辨率,使其在内陆湖泊水环境遥感监测中具有较大的应用潜力,对其有效的大气校正方法的研究则是其定量化参数反演的前提.基于准同步的MODIS数据辅助,根据气溶胶的差异性,将太湖划分为北部湖区、其他湖区两块区域,利用辐射传输模型,研究太湖环境一号CCD数据大气校正的方法,并对2009年4月17、21、25日数据进行大气校正.研究结果表明,该大气校正方法直接使用较为成熟的MODIS各类产品,克服了传统大气校正中依赖于现场同步测量大气参数的缺陷,能够快速、有效地完成环境一号CCD数据的大气校正.基于气溶胶类型对太湖进行分区后,所求算的遥感反射率精度高于6S模型和暗像元等大气校正方法得到的结果.

摘要:应用化学提取法分析了红枫湖主要出入湖河口及湖心沉积物生物可利用磷(BAP)的含量,并探讨了BAP空间分布与总磷(TP)和粒度组成之间的关系.研究结果表明,各形态BAP含量顺序为:藻类可利用磷(AAP)>NaHCO₃可提取磷(Olsen-P)>水溶性磷(WSP)>易解吸磷(RDP).沉积物柱芯中BAP迅速降低,剖面变化比TP更为明显.各形态BAP与TP显著相关,除RDP与AAP外,其它形态BAP之间也显著相关.Olsen-P是评价红枫湖沉积物磷的生物有效性的最佳指标.红枫湖沉积物颗粒组成以粘土及粉砂为主,湖心沉积物比河口粒度小.表层(0-5cm)沉积物中Olsen-P和AAP的含量与细组分(粘土)的比例呈正相关,而RDP、WSP与细组分呈负相关性,表明沉积物细组分对深水湖泊富营养化的重要性.

摘要:2006年4月在武汉月湖采集了8个样点的水样和表层沉积物样品,采用气-质联用技术分析了样品中25种半挥发性有机污染物(SVOCs)的含量,探讨月湖受有机物污染的程度.水样中25种半挥发性有机污染物总浓度为564.04-1209.41ng/L,平均值为965.64ng/L.沉积物中总浓度为8500.26-23347.20ng/g(DW),平均值为14832.04ng/g(DW).邻苯二甲酸酯类物质是月湖的主要污染物,其中,邻苯二甲酸乙基己基酯和邻苯二甲酸二丁酯含量最高.多环芳烃、硝基甲苯、异佛尔酮等均有不同程度检出,靠近以前的排污口的样点浓度最高.沉积物中25种半挥发性有机污染物的含量大约是水体中含量的15倍,具有潜在生态风险.

摘要:分析测定了苏州河网区河道底泥十个剖面样点60个样品中Cu、Pb、Zn、Cr、Al、Fe、K、Mn、有机质、TP、TN、粒度、pH及含水量,采用地累积指数、生态风险指数和相关分析等方法研究其重金属污染特征.结果表明:Cu和Zn处于中或中-强度污染,Pb处于无-中污染,没有Cr污染;垂直分布特征显示:Cu和Zn污染逐年变化较为一致,Pb污染有逐年加重趋势;重金属潜在生态风险处于轻微污染状态;相关性分析显示,有机质是影响其分布的重要因素,Mn、Cr、Cu、Zn、Pb五种重金属相关性显著;通过与国内外河流、水库和湖泊沉积物中重金属含量比较,苏州河网区河道重金属的累积受多种因素影响.

摘要:室外采用玻璃缸装置研究了抚仙湖常见的9种沉水植物氧化塘对澄江县污水厂尾水营养盐的去除效果及机制.结果表明:氧化塘中沉水植物的光合作用导致水体较高的DO和pH值,从而提高氧化塘总氮和总磷的去除率,但沉水植物叶片的腐烂分解则提高了水体氮磷的含量.沉水植物氧化塘对总氮和总磷的去除率分别介于19.44%-64.71%和28.13%-98.33%.沉水植物的直接吸收对总氮和总磷量去除的贡献比较低,占氧化塘总氮和总磷量的0.26%-1.54%和0.47%-1.77%.沉水植物氧化塘内DO、pH变化,促进了氮的降解及氧化还原分解,使其对氮的去除占氧化塘总氮量的30.71%-65.25%,而磷的去除则主要通过化学沉淀及基质吸附,占氧化塘总磷量的73.37%-93.34%.最终,选出蓖齿眼子菜、苦草、黑藻、金鱼藻和光叶眼子菜对氧化塘中氮磷具有较高的去除率.

摘要:在沉水植物的生活史中,沉积物提供植物固着基质和所需的大量营养元素,对沉水植物的兴衰有长期且深远的影响.对太湖沉积物理化性质与沉水植物生物量、种的饱和度和物种多样性之间的相关关系进行研究.数据的典型相关分析表明,两组数据的第一典型相关系数为0.795,达到显著水平.最后的典型变量冗余分析显示,沉水植物指标形成的第一典型分量能解释沉积物指标变化的26.75%.但是,沉水植物指标的变化中的56.52%不能被沉积物的第一典型分量解释.沉水植物的第一典型变量对沉积物氮磷比有一定预测能力(多重相关的平方0.5258),而对含水率几乎没有预测能力(0.0280).来自沉积物的第一典型变量对沉水植物的鲜重(0.7503)、香农-威纳指数(0.4841)和种的饱和度(0.4613)都有一定预测能力.中层沉积物(5-10cm)和底层沉积物(10-15cm)理化性质与沉水植物的相关指标分析结果显示,数据之间相关性不显著.表明中下层沉积物对沉水植物影响不明显.

摘要:水体温度过高和磷浓度是影响枝角类Daphnia存活和繁殖的重要因子,因此本研究假设太湖夏秋季水体高温和磷浓度是引起Daphnia种群夏秋季消退的原因.通过夏秋季两次为期各15d的模拟实验,模拟高温和添加磷盐对太湖春季优势种同形溞Daphnia similis种群的影响,结果表明在高温和不添加磷盐的条件下,同形溞均有较高的种群增长率,证实夏秋季太湖水体高温和磷浓度不是限制Daphnia种群的因素,同时推测,鱼类的捕食作用和微囊藻水华对Daphnia种群的消退可能起作用.

摘要:沉积物再悬浮是浅水湖泊的重要特征之一.通过模拟实验,比较不同再悬浮程度下浮游动物群落结构的变化,以探讨沉积物再悬浮对浮游动物的影响.结果显示,不同处理下总悬浮物与叶绿素a浓度差异显著.再悬浮组中枝角类简弧象鼻溞(Bosmina coregoni)、角突网纹溞(Ceriodaphnia cornuta)和轮虫占优势,而对照组中大型枝角类溞属(Daphniasp.)占优势,再悬浮使浮游动物群落组成趋于小型化.不同再悬浮条件下隆线溞(Daphnia carinata)、简弧象鼻溞(Bosmina coregoni)和轮虫的丰度差异显著,角突网纹溞(Ceriodaphnia cornuta)和桡足类丰度差异不显著.总悬浮物浓度与轮虫和简弧象鼻溞丰度显著正相关,与隆线溞丰度显著负相关,与其它浮游动物种群丰度无显著相关性.本研究显示,沉积物再悬浮是决定浮游动物群落结构变化的重要过程之一.

摘要:在蓝藻暴发机理研究中,水动力是一个非常重要的参数,目前多数研究在模拟各种流速环境的同时,未能实现实验过程中恒定的光、温条件控制.本研究采用小型环形槽模拟不同水体流速,在恒定的光、温条件下研究铜绿微囊藻(Mi-crocystis aeruginosa905)在流动水体中的生长情况,并对比了两种典型温度(15℃和25℃)条件下的差异.结果表明,水流使微囊藻生长滞后,改变其对数生长期持续时间和比增长率,直接影响微囊藻的最大生物量;不同流速的水流对微囊藻生长的影响与一定温度范围内的温度条件有关,15℃时,水体流动不利于微囊藻的生长繁殖;而在25℃时,微囊藻细胞生理活性增加,微囊藻对水体流动环境适应能力增强,水体流动更有利于微囊藻的生长繁殖,且流速在15cm/s时微囊藻获得最大生物量.

摘要:提取马来眼子菜植物体内的抑藻物质,分离得到一活性组分,气质联用(GC-MS)鉴定其主要为脂肪酸类物质,抑制羊角月牙藻的半效应浓度(EC50,3d)为7.90mg/L.测定组分中含有的8种脂肪酸与油酸单独及联合作用对羊角月牙藻的抑藻效果,结果证实脂肪酸类物质具有化感抑藻效应,其抑藻效果与其碳链长度及其不饱和度有关,碳链越短其抑藻活性越高,不饱和脂肪酸的抑藻效应大于同碳链饱和脂肪酸,多种脂肪酸联合作用时具有协同作用.分离过程中也得到另一甾醇组分,其对羊角月牙藻没有明显抑制作用,且对脂肪酸类物质的抑藻效果没有影响.

摘要:2008年对太湖梅梁湾浮游植物群落的生态学特征进行了调查.结果表明:梅梁湾共检出浮游植物6门35种,其中绿藻门(Chlorophyta)种数最多,共20种,占浮游植物总种数的57.1%;其次是硅藻门(Bacillariophyta),共7种,占浮游植物总种数的20.0%.浮游植物的数量和生物量分别在298.2×10⁴-368006.8×10⁴cells/L和0.298-184.202mg/L之间;浮游植物数量以夏季(6月5日)最高,春季(3月20日)最低.浮游植物相似性指数变化在0.11-1.00之间;其中1月8日-4月3日的相似性指数高,在0.54-1.00之间,均在中度相似以上;其他时间下的相似性指数低,变化在0.11-0.50之间,为极不相似或轻度相似.浮游植物多样性和均匀度分别在0.01-2.29和0.003-0.72之间,其中1月8日-4月3日的多样性和均匀度较好,其他时间下的多样性和均匀度较差,表明1月8日-4月3日梅梁湾浮游植物分布比较均匀,群落结构复杂,而4月23日-12月9日浮游植物分布不均匀,群落结构简单.

摘要:以3.0×10⁶cells/ml的斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)为食物,应用生命表统计学等方法比较研究了于2008年冬季采自芜湖市汀棠湖和广州市荔湾湖的萼花臂尾轮虫(Brachionus calyciflorus)在不同温度(10℃、15℃和20℃)下的生活史特征.结果显示,10℃下,芜湖种群除内禀增长率外的其他各生命表统计学参数均显著大于广州种群.15℃下,芜湖种群仅世代时间和后代混交率显著大于广州种群.20℃下,芜湖种群的世代时间和后代混交率显著大于广州种群,而总生殖率、净生殖率和内禀增长率则相反.两地理种群轮虫出生时的生命期望、世代时间和平均寿命均随温度的升高而逐渐显著地缩短,内禀增长率随温度的升高而逐渐显著地增大;但缩短或增大的速率在两地理种群间存在着差异.芜湖种群的总生殖率和净生殖率不受温度的显著影响;而广州种群的总生殖率随温度升高而逐渐显著地增大,净生殖率在20℃和15℃下无显著差异,但都显著高于10℃下.芜湖种群的后代混交率在10℃下显著高于20℃下,但均与15℃间无显著性差异;广州种群的后代混交率随温度的升高而逐渐显著地增大.两地理种群内禀增长率间的差异可能与各自对所栖息的水环境年平均温度的长期适应有关,而后代混交率间的差异则是它们对水温季节变化长期适应的结果.

摘要:2005年3月至2007年2月对淮北采煤塌陷区小型湖泊—南湖浮游甲壳动物进行了连续两年的调查.共记录浮游甲壳动物15种,其中枝角类9属9种、桡足类5属6种.透明溞(Daphnia hyalinaLeydig)和汤匙华哲水蚤(Sinocalanus dorrii Brehm)为冬、春季优势种;象鼻溞(Bosmina sp.)、短尾秀体溞(Diaphanosoma brachyurumLiéven)、广布中剑水蚤(Mesocyclops leuckarti Claus)和球状许水蚤(Schmackeria forbesi Poppe et Richard)为夏、秋季优势种.浮游甲壳动物密度和生物量分别为0.4-60.6ind./L和0.01-1.25mg/L,夏、秋季较高,冬、春季较低.枝角类的密度和生物量在2005年和2006年10月均达到最大值,分别为44ind./L和1.01mg/L.哲水蚤的密度最大值(20.0ind./L)出现在2005年4月,而剑水蚤(21.7ind./L)出现在2005年8月.无节幼体在各月份均有较高密度,其最高密度(46.6ind./L)和生物量(0.14mg/L)出现在2006年3月.温度和浮游植物是影响南湖浮游甲壳动物群落结构季节变化的重要因素.

摘要:本文研究长江中游网湖钻孔百年来的花粉沉积序列,分析花粉沉积近、现代过程以及其与沉积粒度、过去百年湖泊由开放水系到封闭湖泊的气候、水文动力变化的关系.研究表明,花粉浓度、类型与沉积粒度的变化特征以及聚类分析反映出网湖经历了湖泊水系通江与封闭两个重大阶段变化,其花粉序列变化与沉积粒度、区域降水以及长江流量在时间序列上也具有显著的相关性.主要孢粉类型,包括陆生松属、常绿栎/落叶栎、乔灌木花粉、湿生莎草科、水生和陆生草本花粉、以及蕨类孢子,与沉积物粒度和降水具有同步相关的年份占过去130年的27%-40%,与1960年湖泊封闭以前长江流量的同步相关达到47%-57%,反映出花粉沉积量的变化受到了沉积粒径和流域降水量的影响.花粉类型对沉积和气候具有不同的响应关系,表现出具有大于降水70百分点年份以粘土沉积为主、乔灌木花粉占优的多水年模式,和小于降水30百分点的年份以粉砂沉积为主、水生、湿生、陆生草类花粉增加的少水年模式.花粉沉积与水动力这个关系为认识湖泊碎屑和利用花粉沉积记录反演过去环境变迁、生物湖泊沉积机制提供科学依据.

摘要:根据巢湖西部湖心40cm长的沉积柱放射性核素定年和化石硅藻分析,结合长江中下游湖泊硅藻-总磷转换函数模型,重建了其过去200年来硅藻组合演替与湖水总磷浓度变化的历史.研究结果表明,巢湖硅藻经历了从Aulacoseira granulata优势组合(1826-1978年)向耐营养种Cyclostephanos dubius优势组合(1978年以来)变化的两个重要阶段.1978年前,水体总磷浓度在60-75μg/L之间;此后迅速增高(80-100μg/L),为明显的营养富集时期;至2000年以来总磷浓度进一步上升(>110μg/L),硅藻组合以Cyclostephanos dubius占绝对优势.硅藻数据的最大变率与总磷浓度的关系反映硅藻生态主要响应于营养富集的变化,但历史时期水动力条件对硅藻种群也有一定影响.20世纪70年代以来,工农业以及生活污水排放是硅藻种群转变和富营养化发生的主要根源,而巢湖闸的建立引起的水文条件的改变也是水体营养富集的诱因.21世纪开始富营养化进一步加重可能与生活污水排放、营养内负荷释放以及增温有关.

摘要:采用单调趋势的非参数统计检验Mann-Kendall(M-K)法和灰色关联分析方法对青海湖流域及周边地区1961-2007年20cm小型蒸发皿蒸发量及其影响气候因子的变化趋势进行了分析.结果表明,近47a来青海湖流域及周边地区的蒸发皿蒸发量平均每年减少4.47mm,各季节的蒸发皿蒸发量除秋季变化不显著外,其它各季以0.55-1.83mm/a的速率减小,其中春季减幅最大,其次是夏季,冬季减幅最小;日照时数的减少导致了气温日较差变小和空气饱和差的减小,是造成该研究区域蒸发皿蒸发量减小的主要原因.

摘要:根据洱海流域1998、2004-2006年入湖、出湖水量监测成果,通过实测流量、降水量、蒸发量对入湖、出湖水量进行对比计算,结果发现,应用水文巡测方法与水量平衡方法计算出的2004-2006年洱海水资源量绝对误差最大值为0.2427×10⁸m³,相对误差为4.8%,<5%,说明两种方均可行.分析水量平衡方法的误差来源是枯期受湖面蒸发和农业提水灌溉的影响,提高洱海水资源量计算精度所需解决的问题是提高湖面蒸发量观测精度和还原水量计算精度.分析水文巡测方法的误差来源主要是巡测的监测断面距入湖口有一定距离,主要以面积比拟与降水修正进行计算,以及点据数量较少.针对两种方法的优缺点,提出四种措施:加强环洱海水量监测能力建设;加强洱海水面蒸发观测手段和方法;加强环湖生产生活用水的监督性监测;加强入湖河流水质水量并重监测与分析,以期更好地为洱海水环境、水资源保护和出入湖水量预测分析提供更准确的科学技术支撑.

摘要:湖泊现代特征的调查和对比研究是湖泊学和古湖泊学研究工作的基础,青藏高原大部分湖泊目前仍缺少详细的基本特征考察资料.基于2009年9月实地考察,本文报道藏北高原腹地的两个内陆封闭大湖——扎日南木错和当惹雍错的水深分布和现代湖水基本特征.测深结果显示扎日南木错大部分湖区水下地形较为平坦,最大水深为71.55m;当惹雍错实测最大水深为214.48m,是青藏高原上已知最深的湖泊,也是我国已知的第二深水湖.湖水理化性质显示在垂直方向上两湖都呈现明显的分层结构,温跃层的温度梯度分别为1.1℃/m和0.57℃/m,当惹雍错底层水温最低仅为1.6℃;两湖表水层的电导率分别高达18500μS/cm和12900μS/cm;两湖表水层pH都超过10,而底层水的pH都降低到5左右,上下层湖水显示了不同的酸碱性质.湖水电导率和溶解氧在温跃层都具有同步跃变特征,反映了温度对湖水性质的影响.