摘要:地表水硝酸盐污染已成为全球面临的主要水环境问题之一,为了有效控制地表水中硝酸盐污染,确定地表水中硝酸盐的来源以及研究其在环境中的迁移转化过程就显得尤为重要.硝酸盐稳定氮(¹⁵N)、氧(¹⁸O)同位素作为一种有效的示踪技术在识别地表水中硝酸盐的来源及迁移转化过程中已得到了广泛的应用,但是硝酸盐在迁移转化过程中,¹⁵N、¹⁸O同位素会因为多种因素而发生分馏,同位素值发生变化使得这种技术的应用存在一定的局限性.本文系统总结了不同来源硝酸盐δ¹⁵N、δ¹⁸O值的组成特征及其影响因素,分析了在不同土地利用类型流域内,利用硝酸盐¹⁵N、¹⁸O同位素技术开展硝酸盐来源识别、负荷估算和反硝化作用评估的方法和研究进展.基于已有研究成果,提出在未来的研究过程中,一方面应以流域为单元,选择适当的研究方法并结合多种辅助指标研究多因素共同作用下NO₃^-污染源的δ¹⁵N-NO₃^-和δ¹⁸O-NO₃^-值的变化规律;另一方面应对比流域污染源详细的调查数据,分析现有负荷估算模型存在的不确定性,并构建合适的负荷计算模型;最后,应深入开展同位素在确定流域和河流中反硝化发生的范围、地点和程度方面的研究,特别是掌握河流系统中沉积物-水体中氮的循环过程.

摘要:通过模拟实验,研究了因自然或人工沉降的太湖蓝藻在厌氧条件下作为碳源对底泥微生物反硝化脱氮的促进作用.通过对底泥总氮、化合态氮素、挥发性脂肪酸(VFAs)、COD、电位和pH等指标的监测,发现藻体中大量的生物可降解碳素在厌氧消解后产生挥发性脂肪酸等一些可供反硝化菌直接利用的小分子物质,2×藻组VFAs含量可达2232.96μl/L,1×藻组可达1263.36μl/L,最高可达42.1%,为对照组(无添加蓝藻)的2.43倍,从而促进了硝态氮和亚硝态氮还原成N2和N₂O的过程,提高氮素的去除率.但底泥中沉降蓝藻需要一定的降解时间,前4天添加冷冻干蓝藻粉的处理组COD降解率较低,电位处于正值,体系中产生硝态氮,随后COD持续降低,添加2×藻组COD最大去除率为42.08%,1×藻组为32.93%,对照组仅为14.46%,表明藻细胞中的碳素已开始被利用.本研究表明沉降蓝藻细胞能够为底泥中的反硝化过程提供可利用碳源,并深入揭示了沉降蓝藻作为碳源促进底泥反硝化过程的机理和对底泥中C、N的影响,为在湖泊治理中降低氮素的内源污染提供了新的科学依据.

摘要:水质恶化是湖泊系统生态健康的主要制约因素之一,科学地判别水质变化趋势是正确认识和解决水环境问题的首要步骤.基于抚仙湖1980-2011共32年湖体水质监测数据,采用Mann-Kendall和Daniel趋势检验法分析了高锰酸盐指数(COD_Mn)、总氮(TN)、总磷(TP)、透明度(SD)、叶绿素a(Chl.a)和浮游植物丰度等6项指标的年际变化趋势;从人类活动和自然环境变化2个角度,筛选出9项水质变化的驱动指标,建立了水质指标与驱动指标之间的灰色关联模型.研究结果表明:①统计的6项指标年际波动较大,其中TP、TN和浮游植物丰度的变异系数最大,达到0.6以上;②在α=0.05显著性水平上,COD_Mn、TN、SD、Chl.a和浮游植物丰度等5项指标均有恶化趋势,Mann-Kendall和Daniel趋势检验2种方法的检验结果一致;③驱动因子与水质指标之间有较强的相关水平,其中,人口数量和水温是主要驱动因子,与主要水质指标的灰色关联系数达到0.7以上的强相关水平.

摘要:以2011年7月份鄱阳湖实测数据为参考,对鄱阳湖丰水期总氮(TN)、总磷(TP)空间分布特征及其影响因素进行了分析,并就鄱阳湖氮、磷营养盐结构特征及其与叶绿素a的相关性进行了探讨.结果表明:鄱阳湖氮、磷含量已经达到了发生富营养化的条件,且TN含量呈现由东向西、由南向北逐渐降低的趋势;TP在几个主要的采砂区,尤其是南北湖交界处污染最严重.鄱阳湖以磷限制为主,氮污染相对比较严重,且氮、磷不是鄱阳湖藻类生长的限制性因素.TN同时受悬浮泥沙和水流作用的影响,在上游航道受水流影响较大,在入江水道则主要受陆源污染的影响.TP含量则主要受悬浮泥沙和采砂活动的影响,受水流作用影响相对较小.

摘要:丹江口水库是国家南水北调中线工程的水源地,水质是决定工程成败的关键因素之一,而始终困扰着水库水质的是入库河流的水污染治理问题.本文以丹江口水库上游的武当山剑河流域为研究对象,在水环境调查基础上,选择有代表性的水质参数及人为干扰因子对剑河进行水质空间差异性分析.根据河流地理特征,将剑河划分为上游、中游、下游和太极湖河段调查单元,其水环境管理目标分别为地表水Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅲ类标准(GB/T 3838 2002).结果表明:在投肥养鱼、污水管网缺损和污水处理率低等因素的影响下,剑河全河段总氮(TN)超标比较严重,4个调查单元均达不到水环境管理目标要求.总磷(TP)、化学需氧量(COD_Cr)、氨氮(NH₃-N)在上游、中游河段分别达到地表水Ⅱ类和Ⅲ类管理要求,但在下游分别只有64%、64%和18%达到Ⅳ类水质要求,在太极湖河段Ⅲ类水质达标率分别为71%、29%和0.污染物浓度整体呈现下游 >太极湖河段 >上游 >中游的趋势,其中TN的污染最为严重,浓度范围为2.27~13.51 mg/L,其次为NH₃-N(0.25~13.31 mg/L)、COD_Cr(7.0~95.5 mg/L)和TP浓度(0.01~0.79 mg/L)相对较低,并不构成剑河的核心污染.通过水质空间差异性分析,提出了针对性的污染源削减方案,可以为河流水污染控制和丹江口水库水质管理提供科学依据.

摘要:针对洱海富营养化问题,本文在深入分析洱海流域营养物输运转移特征的基础上,应用VENSIM-DSS构建了洱海流域的社会、经济、技术、环境SD耦合模型.模型由7个子系统组成,确定了一套适用于洱海流域的耦合模型特征参数.对入湖TN、TP进行追根溯源,模拟结果表明洱海流域入湖TN主要来源于种植业子系统、畜牧业子系统、生活污水子系统和干湿沉降子系统,以上4大子系统占入湖TN的88%;入湖TP主要来源于种植业子系统、畜牧业子系统、生活污水子系统和水土流失子系统,以上4大子系统占入湖TP的89%.以此为基础通过设置4种不同的营养物削减情景,模拟未来10年入湖TN、TP的变化,并通过构建的政策评价子系统和DILLON模型定量评价不同削减方案的可行性,提出最优洱海流域营养物削减方案.

摘要:基于环境流体动力学模型EFDC(Environmental Fluid Dynamic Code),建立了洱海湖泊及湖湾的三维水动力水质模型.利用洱海2001 2011年连续11年的水动力水质监测数据对模型进行了率定和验证,模拟结果与实测资料吻合度较好,表明水动力水质模型计算结果较为合理.在考虑水质环境背景浓度的前提下,通过水质模型量化各个入湖排污口对水质控制点的贡献率,并对各水质控制点和入湖排污口的浓度进行约束限制,最终利用单纯形法求解得到各入湖排污口的允许排污量.计算结果表明,北区三条河流弥苴河、永安江、罗时江本身流量相对较大,所以允许排放总量也较大,总氮、总磷和COD_Mn的允许排放总量分别占到整个洱海允许排放量的47%、53%和49%.洱海主要污染物允许排放总量的控制分配研究对于洱海流域的环境综合整治具有十分重要的意义.

摘要:水库近岸湿地(消落区)温室气体(CO₂、CH₄)产汇是水库温室气体效应问题的重要组成部分.本文以三峡水库支流澎溪河的白家溪、养鹿两处大面积消落区为研究对象,于2010年6 9月水库低水位运行期间,对近岸消落区土-气界面CO₂、CH₄通量进行监测.白家溪消落区土-气界面CO₂通量均值为12.38±2.42 mmol/(m²·h);CH₄通量均值为0.0112±0.0064 mmol/(m²·h).养鹿消落区CO₂、CH₄通量均值分别为10.54±5.17、0.14±0.16 mmol/(m²·h).总体上,6 9月土-气界面CO₂通量呈增加趋势,而CH₄通量水平呈现显著的递减趋势.消落区土地出露后植被恢复,在一定程度上促进了土壤有机质含量的增加,使得6 9月CO₂释放通量的总体趋势有所增加.消落区退耕后,其甲烷氧化菌的活性得到恢复,加之在土地出露曝晒过程中土壤透气性增强,使得消落区土壤对大气中CH₄吸收氧化潜势增强.尽管如此,仍需进一步的研究以明晰消落区土-气界面CO₂、CH₄产汇的主要影响因素.

摘要:2011年5、7、10月在纳帕海湖滨湿地选择3种不同人为干扰生境类型,每个干扰生境布设3个固定样方,对湖滨湿地植物群落中主要种群的空间生态位和季节特征进行研究.结果表明:在3种干扰水平维度上,春、夏、秋3个季节湖滨湿地植物生态位宽度指数前4位由大到小变化的顺序分别是:春季:绵毛酸模叶蓼(0.9731) >华扁穗草(0.8040) >平车前(0.6468) >毛果弹裂碎米荠(0.5021);夏季:平车前(0.8674) >荠(0.8581) >华扁穗草(0.8440) >绵毛酸模叶蓼(0.7814);秋季:华扁穗草(0.9698) >绵毛酸模叶蓼(0.7730) >平车前(0.6650) >西南委陵菜(0.6647).因此,湖滨湿地植物的生态位宽度在不同干扰水平上会随着季节的变化出现显著的改变.同样,生态位重叠和生态位分化随着季节的变化也会发生明显的改变,其中春、秋季的生态位重叠程度低,分化程度高,且春季较秋季略强,而夏季的生态位重叠程度高且分化程度低.这些结果为揭示纳帕海湖滨湿地植物群落格局与动态及人为干扰影响生物多样性的生态过程提供了基础资料,同时为进一步深入研究不同人为干扰下湖滨湿地植物群落中主要种群敏感性反应的规律提供了科学依据.

摘要:本研究应用Phyto-PAM荧光仪测定滆湖和骆马湖春季浮游植物的光合活性,包括浮游植物最大光量子产量Fv/Fm(可变荧光与最大荧光之比)、有效光量子产量Φ_PSII(实际光合作用效率)和快速光响应曲线(RLC);同时,采用显微镜对浮游植物进行镜检和计数.结果表明:滆湖蓝藻和硅藻的最大光量子产量分别为0.36~0.52和0.27~0.53,实际光量子产量分别为0.25~0.37和0.25~0.36,没有检测到绿藻的光合活性,RLC曲线表明蓝藻有较高的光合作用效率,更易形成优势种群;骆马湖绿藻和硅藻的最大光量子产量分别为0.45~0.65和0.41~0.49,实际光量子产量分别为0.25~0.32和0.19~0.25,没有检测到蓝藻的光合活性;滆湖浮游植物丰度在530×10⁴~4200×10⁴cells/L之间,平均值为2918×10⁴cells/L,群落组成以蓝藻门、硅藻门、隐藻门和裸藻门为主;骆马湖浮游植物丰度在260×10⁴~510×10⁴cells/L之间,平均值为379×10⁴cells/L,群落组成以硅藻门和绿藻门为主.综合滆湖和骆马湖水体的营养水平、浮游植物丰度和光合作用活性表明,湖泊富营养化能提高浮游植物种群丰度和蓝藻的光合作用活性,进而有利于蓝藻在浮游植物群落中占有竞争优势.

摘要:于2008-2009年按照季节调查了西藏尼洋河浮游植物群落的组成、丰度和多样性,并运用多元统计方法定量分析了浮游植物的空间和季节变化特征及其与主要环境因子之间的关系.结果显示,尼洋河浮游植物共计7门29科48属,其中硅藻为优势浮游藻类.浮游植物Shannon-Wiener多样性指数(Pielou均匀度指数)在尼洋河中游(尼洋河下游)最高,其他河段呈下降趋势,符合中间高度膨胀假说.尼洋河沿程浮游植物的总丰度、物种丰富度、Shannon-Wiener多样性指数以及Pielou均匀度指数不存在显著差异,夏季的浮游植物物种丰富度与其他季节的存在显著差异,夏季总丰度与秋、冬季的存在显著差异,冬季的浮游植物Shannon-Wiener多样性指数与春季的存在显著差异,冬季的均匀度指数与其他3个季节的存在显著差异.尼洋河浮游植物季节演替依赖于外源性水源补充,沿程演替则与河道底质有着很大关系.典范对应分析(CCA)表明,尼洋河硅藻门舟形藻科的藻类与理化因子铵态氮、表层pH、表层水温相关,部分蓝藻以及绿藻与水质理化因子也存在着关联.分类回归树(CART)模型预测了尼洋河着生藻类时空分布与主要环境因子之间的定量关系,尼洋河浮游植物群落总丰度和均匀度指数受pH值影响较大,pH值低于8.0的水域浮游植物均匀度指数比pH值高于8.0的水域大,尼洋河浮游植物Shannon-Wiener多样性指数受到河道底质影响较大,底质为黏土的水域浮游植物Shannon-Wiener多样性指数较底质为砂石的大.这些关键环境因子对尼洋河水域浮游植物的时空变化有着重要的指示作用,建议加强对浮游植物及这些环境因子的关注,保障尼洋河水域生态环境的可持续发展.

摘要:基于时间序列Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer(MODIS)植被指数,结合野外实测生物量及水文气象等数据,分析了2001 2010年退水期鄱阳湖国家自然保护区湿地植被生物量的空间格局及其时间变化规律,并在此基础上探讨了水位变化的影响.研究结果表明:(1)湿地植被生物量密度多年均值处于0~1402 g/m²之间,除蚌湖四周生物量沿湖心向四周逐渐升高外,其他区域呈现南高北低的分布格局,且其分布与研究区高程密切相关;(2)湿地植被生物量密度多年均值在退水初期为901 g/m²,随时间变化先上升后降低;植被分布面积则随着滩地出露而逐渐增大,随后基本稳定;总生物量呈现单峰变化,在11月初达到最高值.2001 2010年研究区年均生物量变化呈现波动状态,多年均值为18.3×10⁷kg;最高出现在2006年,达到28.2×10⁷kg,2010年最低,仅有8.37×10⁷kg;(3)年均生物量与洲滩出露天数以及植被分布面积呈显著正相关,相关系数分别为0.719和0.865.水位变化为湿地生物量变化的重要影响因素.

摘要:水生植物是湖泊生态系统的重要组成部分,沉积物-水界面是湖泊生态系统中营养盐循环的重要界面,因而研究水生植物对沉积物-水界面微观剖面的影响具有重要意义.本文利用轮叶黑藻作为研究对象,研究了来自于香溪河、太湖和东湖3个样点的沉积物及上覆水中N、P等理化性质,并利用微电极研究轮叶黑藻对3种沉积物-水界面微观剖面是否有影响.实验结果表明:轮叶黑藻生长迅速.增长率因沉积物不同而不同,有一定的耐污能力;轮叶黑藻使水体和沉积物中总氮、总磷含量减少,对水体和底泥有一定的净化作用;轮叶黑藻可使水体溶解氧升高,并使沉积物有氧层厚度增加,改变沉积物的氧化还原电位;轮叶黑藻可能改变了根际微环境中微生物的数量和种类,而使沉积物和上覆水中的pH、N₂O和H2S等发生变化.

摘要:在东太湖网围养殖区进行不同放养密度(3000、6000、9000只/hm²)饲喂太湖水草与螺蛳的中华绒螯蟹(Eriocheir sinensis)养殖实验,各处理组均设投喂鱼肉与玉米等外源性饵料的对照,以获得不同养殖模式对中华绒螯蟹生长、品质及养殖水环境的影响,以及利用浅水草型湖泊内源性饵料养殖中华绒螯蟹的适宜放养密度.结果表明,规格和增肉倍数虽然均显著小于相同养殖密度下投喂外源性饵料的对照组,但是各实验组商品蟹体重均能达到150 g;低密度养殖组(3000只/hm²)的产量与对照组无显著差异,其余两组显著低于对照组;而低密度养殖组的河蟹回捕率显著低于对照组,其余两组则无显著差异.实验养殖区水质状况优于投喂外源性饵料的对照区,其TP含量显著低于对照区,投喂外源性饵料会增加水体N、P含量,导致水体富营养化.投喂太湖水草与螺蛳等内源性饵料进行中华绒螯蟹养殖不但可以有效地抑制浅水湖泊水草的疯长,还可通过中华绒螯蟹收获从水体输出N、P营养盐,起到净化水质的作用.不同密度养殖的生态与经济效益对比结果显示,利用草型湖泊内源性饵料养殖中华绒螯蟹的适宜放养密度为6000只/hm²左右.

摘要:选取了两种常见的沉水植物狐尾藻和金鱼藻,通过测定其单株生物量、株高、根生物量/单株生物量、茎生物量/单株生物量和叶生物量/单株生物量,研究这两种沉水植物在2 mg/L的铵态氮持续处理4 d以及铵态氮胁迫解除后的生长情况.结果表明:铵胁迫阶段,与对照组相比,处理对狐尾藻各测定参数均无显著影响,而使金鱼藻株高显著增加.在铵胁迫解除阶段,与对照组相比,处理组狐尾藻单株生物量增加不显著,而金鱼藻单株生物量显著增加;处理组2种沉水植物株高均显著增加;处理组狐尾藻叶生物量/单株生物量显著增加,而根生物量/单株生物量显著减少,茎生物量/单株生物量保持不变.认为高光照环境下(约400μmol/(m²·s)),水体中铵态氮浓度短时间内(4 d)适当增加对沉水植物生长没有抑制作用;金鱼藻对高铵态氮浓度水体的适应能力较狐尾藻强.

摘要:为了解于桥水库富营养化状况,于2011年7月对于桥水库水质、浮游生物进行了调查.结果表明,于桥水库综合营养状态指数(TLI(∑))为45.8,属于中营养水平.浮游植物共计8门59种,平均丰度为312.40×10⁴cells/L,平均生物量为5.30 mg/L,以蓝、绿藻为主,优势种为铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)、水华微囊藻(Microcystis flos-aquae)和单角盘星藻具空变种(Pediastrum simplex var.duodenarium).浮游动物共计16种,平均丰度为53.2 ind./L,平均生物量为11.58 mg/L,以长额象鼻蚤(Bosmina longirostris)和近邻剑水蚤(Cyclops vicinus)为优势种.依据多样性指数、均匀度指数和丰富度指数对于桥水库浮游生物进行评价,表明于桥水库处于中~重污染水平,这与采用TLI(∑)的评价结果较为一致.与历史同期调查结果对比得出,于桥水库浮游植物丰度、生物量增加,浮游动物种类减少,而生物量增加,于桥水库由硅-蓝藻型水库过渡为硅-绿藻型水库,最终向蓝-绿藻型水库演变.

摘要:大通湖是湖南省最大的养殖湖泊.随着河蚬经济价值的提升,大通湖河蚬Corbicula fluminea(Müller,1774)的开发强度逐年增加.为实现河蚬资源的合理开发,本研究在对大通湖河蚬形态特征、现存量及其时空分布调查分析基础上,重点探讨了养殖和软体动物捕捞对其资源的影响.结果显示,壳长大于6 mm河蚬的平均湿重(BW)、壳长(SL)、壳高(SH)和壳宽(SW)分别为1.41±0.03 g、14.82±0.09 mm、13.73±0.09 mm和9.72±0.06 mm,平均相对高度、圆度和凸度分别为0.930±0.001、0.660±0.001和0.710±0.001.河蚬壳长、壳高、壳宽与湿重的关系分别为:lg BW=-3.45+3.00 lg SL、lg BW=-3.23+2.89 lg SH、lg BW=-2.87+2.97 lg SW,表明河蚬为等速生长.2010 2011年,大通湖河蚬平均密度和生物量均较2009年显著增加.2009年,河蚬主要分布于中北部的蜜蜂夹湖区域,2010年开始,几乎遍布整个大通湖,但整体上呈现由东北向西南逐渐递减的趋势,密度和生物量高值均出现在大通湖中部,蜜蜂夹湖、大西湖与尼古湖交界区域.推测养殖过程中物化产品投入的增加是导致大通湖河蚬现存量快速增加的主要原因之一,软体动物捕捞加速了河蚬分布区域的扩展.据此提出了大通湖河蚬合理开发和有效保护的建议.

摘要:为掌握梅州市长潭水库富营养化状态与浮游植物分布特征,为控制藻类水华暴发提供科学依据,2011年10月至2012年7月,在长潭水库关键断面选取10个监测点,测定水体理化特征、浮游植物种类、丰度等指标,采用营养状态指数(TLI)和Shannon-Wiener多样性指数法对水质污染现状进行评价,并分析浮游植物类群分布特征.结果表明:长潭水库水体富营养状态在4、10和12月处于中营养级,7月份处于富营养级,营养指数从库区中游上游逐渐降低;观测期间共检出浮游植物4门11科16属,通过丰度比较,发现长潭水库以蓝绿藻为优势种,并且季节变化明显,总体表现为7月 >4月 >10月 >12月;藻类多样性指数分析显示,水库水体污染水平为中度,中游和库区(除7月)为轻度污染,与综合营养指数结果一致;长潭水库污染源调查分析结果表明,该水库主要为氮、磷污染,污染源主要为上游禽畜养殖废水.

摘要:本文对六盘山天池长11 m的GSA孔湖泊沉积岩芯样品进行了磁化率、非磁滞剩磁、等温剩磁测试.结果表明GSA孔岩芯磁性矿物主要是亚铁磁性及反铁磁性矿物.六盘山天池湖泊沉积物的磁性参数变化主要受控于两种模式:整体而言,高(低)粉尘输入指示了夏季风弱(强),成壤作用强(弱)指示夏季风强(弱).质量磁化率χ等参数清晰地记录了6200年来六盘山天池地区的气候变化历史,可分为6200 1300 cal a B.P.及1300 cal a B.P.至今两个阶段.6200年来的六盘山天池湖泊沉积物磁学数据在千年时间尺度上基本与东部季风区变化趋势相似.但是在百年时间尺度上有着较大的差异,这是由于六盘山天池地区的气候变化不仅仅受控于夏季风,同时还受到人类活动导致的黄土高原植被覆盖变化、冬季风变化等因素的影响.

摘要:全球增温引起的降水变化是否引起极端洪水的增加,发生在不同气候背景的极端洪水事件可提供不同参照系;而不同驱动因子下气候、水文数值模拟为认识洪水发生和归因提供了有效途径.本文结合机理数值模拟和随机统计模拟两种途径,针对1990s和1880s的太湖流域特大洪水,通过GCM气候模拟驱动的流域水文模拟和不确定性的阈值模拟,分析19世纪末和20世纪末极端洪水的发生强度和频率的变化,从而论证极端洪水发生的风险系数.结果表明,1990s的极端洪水流量(0.1%的极端洪水流量(Q0.1%)为2929~3601 m³/s,0.5%的极端洪水流量(Q0.5%)为1842~1893 m³/s)比工业革命前大气温室气体状况下(Q0.1%为2069~3119 m³/s,Q0.5%为1436~1561 m³/s)显著增大.与19世纪末相比,由于太湖流域人类活动改变的流域下垫面在1999年特大洪水中引起最大增量占35%,本文模拟和分析的20世纪末气候下的洪水最大增量占60%.去除人类活动影响的下垫面变化,估计特大洪水风险的最大增量为25%,因此认为20世纪末气候变化引起的太湖极端洪水风险在增加;这将为认识与全球增温相关联的洪水灾害预测预警提供科学依据.