摘要:东南丘陵山区是我国水库分布最为集中的区域之一,这些水库在保障区域供水安全方面具有极其重要的作用,应该优先保护.然而,水库水环境保护正面临丘陵山区开发强度持续增加,开发方式和空间布局不合理,氮、磷污染及富营养化趋势严峻,缺乏完善监测和管理体系等众多问题.本文以2000年以来天目湖水库保护实践过程为例,从库体水环境治理、流域污染物削减和综合管理3个方面介绍天目湖沙河水库保护的措施和成效,在此基础上提出良好湖库优先保护的建议:建立具有部门协调能力的水库管理机构,实行基于湖库水生态目标的水质目标管理,治理丘陵山区茶果园的面源污染,注重流域生态系统整体的恢复,禁止上游水源涵养区和临湖地带的开发,划定生态保护红线,明确禁止和限制的开发类型与规模,加强湖库及流域的监测和预警,开展必要的水库水体治理工程,并针对性地制定湖库管理条例.天目湖十几年的保护实践中有效地解决了流域开发与水库水质保护之间的矛盾,使天目湖水质由快速恶化转为稳步好转,为东南丘陵山区经济发展过程中水库的环境保护探索了一条道路.

摘要:湖库水环境保护在保障生产与生活用水、维系生态平衡、发展旅游等方面发挥着重要的作用.水质目标管理是保护湖库水质的最佳管理办法.本文以天目湖地区沙河水库及其流域为研究区域,建立模型模拟沙河水库流域的水文与水质,评估入库污染通量和主要来源;依据水质目标测算氮、磷污染的容量和减排量,结合土地的生态保护与开发适宜性评估,提出氮、磷污染分区减排和土地管控的对策和措施.研究结果表明,沙河水库氮、磷污染物入库通量分别为206.01和3.29 t/a,面源总氮和总磷分别占总入库量的85.7%和67.5%.不同土地利用类型氮、磷输出强度有显著差异,总氮输出强度依次为茶园 >耕地 >建筑用地 >裸地 >草地 >退耕地 >林地 >河湖漫滩,总磷输出强度与地表覆盖度有关,依次为裸地 >建筑用地 >茶园 >耕地 >草地 >退耕地 >林地和河湖漫滩.从氮、磷输移过程来看,沙河水库流域总氮排放量为321.64 t/a,进入河流的为255.53 t/a,在河道输送过程中损失19.4%,最终有206.01 t/a进入水库;沙河水库流域总磷排放量为13.42 t/a,进入河流的为7.90 t/a,在河道输送过程中损失58.3%,最终有3.29 t/a进入水库.不同分区河流氮、磷滞留降解率有很大的差异,中田河总氮、总磷滞留降解能力最强,分别为34.71%和84.31%.2009年的通量计算结果显示,沙河水库总氮达到Ⅳ类水质目标需要的入湖减少量为32.01 t/a,入湖削减比例为15.50%,总氮达到Ⅲ类水质目标需要的入湖减少量为59.66 t/a,入湖削减比例为29.00%;总磷达到Ⅲ类水需要的入湖减少量为0.682 t/a,入湖削减比例为20.70%,总磷达到Ⅱ类水需要的入湖减少量为1.479 t/a,入湖削减比例为44.90%.为了实现基于土地利用的面源污染减排管控,选定植被覆盖度、水源涵养能力、地形坡度、土地利用、氮磷分区贡献量、与道路和村落距离等指标综合评估生态保护价值和开发适宜性,并划定禁止开发区、限制开发区和保护性开发区3个管理分区,最终确定各分区的开发强度限制和管控方式.

摘要:土地利用/土地覆被变化(LUCC)与区域的可持续发展密切相关,分析土地利用变化及其空间变量的关系,建立模拟模型来认识和揭示土地利用变化的特征和时空分布规律,为未来规划和政策的制定提供支持是LUCC研究的重点问题之一.本研究以太湖流域上游典型丘陵山区茶园开发作为重点研究对象,结合中高分辨率遥感影像信息、1:50000国家标准地形图数据和野外土壤采集分析数据获取2000年以来茶园及其它土地利用信息、研究区地形地貌数据和土壤数据,通过对2000年以来茶园及其新开茶园的区位分布分析,发现茶园的变化呈现快速增长的趋势,11年研究区茶园面积扩大了5倍,其中一半以上的面积是最后3年增长的;茶园在流域上不同分区的分布差异比较大,这些差异与分区自然条件、区位条件和开发条件有一定关系.根据Cramer V卡方检验结果值,比较不同的茶园区位影响因子对茶园分布的影响力,确定高程、坡度、水库、河流、村落、主干道路和茶园规模对茶园区位影响比较显著.用茶园区位影响显著性的7个因子通过迭代优化建立MLP神经网络模型,对研究区的未来茶园的分布区位进行模拟,并且用已开发茶园对模型进行验证,达到84%的区位预测精度.基于模型用现有茶园开发模式、2000年左右茶园开发模式和折中模式3种情景模拟未来茶园的分布,发现按现有的茶园开发速度,2020年茶园总面积将达到流域总面积的1/4,任何一种情景都改变不了茶园在重要功能区的增长趋势,因此迫切需要政府采取相应的措施对茶园面积的增长和区位的分布进行控制.

摘要:利用长期水质监测资料,对苏南地区天目湖沙河水库十多年来的开发与保护工作的水库水质影响情况进行了分析.结果发现:大规模放养鳙鱼等不合理的渔业开发对水库硅藻、蓝藻等浮游植物异常增殖有较大的促进作用;在营养盐处于中富营养水平下,利用不同食性鱼类的组合调控,能够较快地抑制浮游植物的异常增殖,但当浮游植物生物量下降到一定程度以后,其控制能力下降,营养盐和气候因子的影响变得更为重要;流域的旅游开发和农业开发都对水库营养盐、透明度等水质指标产生较大影响,特别是坡地大规模茶叶种植等农业开发对水库氮的影响十分明显;春季少雨等气候变化因子对水库氮等营养盐浓度影响较大,但影响是短时段的.研究表明,合理调控水库渔业养殖,控制流域农业、旅游等开发活动强度,减少农业化肥施用量,恢复和扩大湿地等流域营养盐削减途径,是沙河水库水质保护的关键,也对同类水库水质保护具有示范价值.

摘要:溶解氧(DO)是水体能否维持生态平衡的重要指标,是湖泊初级生产力与水动力条件的综合反映.研究DO及其分层的季节变化对认识湖库的富营养化过程有重要意义.本研究以天目湖沙河水库为例,运用西澳大学开发的三维水动力水质模型——ELCOM-CAEDYM对天目湖的水温、DO和总磷(TP)进行了为期1年的数值模拟.结果表明,模型较好地模拟出了水体温度和DO分层过程以及TP的时空分布,3个指标在水体表层、中层和底层的模拟值与实测值拟合良好,均方根误差分别在1.8℃、1.8 mg/L和0.003 mg/L以内,Nash-Sutcliffe有效性系数均在0.7以上,相对误差均低于10%.沙河水库不同季节的DO垂向分层与温跃层协同变化:冬季垂向混合;春季(4月)温跃层开始发育,底部出现氧不足;夏季(7月)温跃层位于4~10 m之间,同时底部低氧区(DO<2 mg/L)面积达35%;秋季(9月末)低氧区随着温跃层的消失而消失;冬季再次垂向混合.全湖DO和TP的时空分布表明,南半库区磷的来源主要是外源输入,而北半库区磷的来源主要是由水体底部低氧导致的磷内源释放.DO季节分层还有可能通过影响藻类活动而对水环境造成影响.

摘要:天目湖丘陵山区农业综合开发持续推进,大量林地转变为茶园,迫切需要认识茶园扩张对流域氮流失的影响.本研究选取茶园、次生马尾松林和毛竹林开展自然降雨条件下的径流小区实验,分析天目湖丘陵山区典型用地类型径流氮流失规律,为评估丘陵山区综合开发的水环境影响提供实测参数.研究表明:茶园、次生马尾松林和毛竹林地表径流TN浓度分别为11.25、2.83和3.60 mg/L,均以溶解态为主;壤中流TN浓度分别为27.16、3.59和1.06 mg/L,茶园和次生马尾松林均以溶解性无机氮(尤其是硝态氮)为主,毛竹林以溶解性有机氮为主;茶园、次生马尾松林和毛竹林的小区尺度地表径流系数均不到0.03,壤中流是丘陵山区径流的主要来源;茶园开发加剧了丘陵山区的氮素流失,茶园径流TN流失强度高达103.08 kg/(hm²·a),分别是次生马尾松林和毛竹林的7.6和23.2倍,壤中流贡献了流失总量的86.7%~99.7%.防治茶园径流氮流失需重点关注壤中流输出,在减量施肥的基础上,采取坡脚构建毛竹林生态缓冲带/在小流域出口布设塘坝等原位拦截措施,实现流域氮流失综合防控.

摘要:为探索新安江水库(千岛湖)水质的变化规律及其影响因素,利用2009-2010年的逐月水质监测数据,结合文献资料,对新安江水库水质时空变化进行了综合分析.结果表明:在时间分布上,透明度、总氮、总磷及叶绿素受水文季节变化过程、浮游生物生长及人类活动等的综合影响,具有明显的季节变化特征,特别是上游街口断面各指标季节差异显著.空间分布上,上游水质明显劣于下游水质,上游水域透明度低,氮、磷及叶绿素含量高,反映出外源供给和人类活动对新安江水库水质的决定性贡献,控制外源污染是新安江水库水质提升的关键.统计分析表明,新安江水库主要感官指标透明度主要受控于藻类生物量,而藻类生物量变化与氮、磷营养盐的含量关系密切.严格控制入库营养盐通量,控制浮游植物生物量的季节性异常增殖已成为解决新安江水库水环境问题的核心.另外,新安江水库经济鱼类赋存量与捕捞量对水质有一定影响,年度捕捞量与水体透明度具有反相关关系,不能排除鱼类密度过高导致的生态系统失调的可能.因此,要进一步开展渔业养殖的水质效应研究,加强渔业管理,确定科学合理养殖模式,保证新安江水库水质的改善.

摘要:通过分析太湖流域的中小型湖泊富营养化指标近20年的变化趋势,探讨流域富营养化特征的总体演变趋势.从全流域看,总氮浓度在近20年里呈稳中略降的趋势;而总磷浓度在近20年里有较明显上升趋势;作为营养物上升的直接响应指标叶绿素a呈快速上升趋势,平均值从1991年的7.0μg/L上升至2010年的27.5μg/L,20年间上升了近3倍,叶绿素a数据离散程度出现大幅上升,标准差从1991年的1.25μg/L上升至2010年的19.06μg/L,说明各湖富营养化程度的空间分异性在加大,藻华风险增加;透明度在近20年中虽有波动,但整体仍呈下降趋势.综合营养状态指数(TLIc)计算结果显示,近20年过水型湖泊淀山湖和昆承湖的TLIc指数明显高于封闭型湖泊水源地尚湖和傀儡湖.典型过水型湖泊(淀山湖)、封闭型湖泊水源地(尚湖和傀儡湖)以及典型的渔业生产型湖泊(长荡湖)的富营养化演变过程有所差异,主要受湖泊本身自然属性、污染控制强度、管理模式、功能定位等影响.

摘要:依据文献报道的洱海水质、水文(水位)和沉水植被(物种组成、生物量及分布面积)数据,分析了近50年来洱海的水质变化、水位波动情况以及沉水植被的演替过程,探讨了驱动洱海沉水植被演替的主要环境因子.分析表明,洱海沉水植被群落经历了原生、过渡、顶级和衰退等主要阶段;自1980s以来,流域入湖营养盐增加、水质持续下降、藻类生物量逐年升高、沉水植被群落结构简单化和抑藻功能退化等因素是驱动洱海沉水植被演替与分布的原动力,水位大幅波动加速了洱海水生态系统由清水态向浊水态转变,并导致沉水植物大量衰退和某些特有物种消失.因此,在洱海水生态系统的治理以及沉水植被的恢复过程中,应优先考虑降低外源营养盐输入和优化水位调控.

摘要:针对兴凯湖富营养化的问题,应用生态动力学模型DELFT-3D对兴凯湖进行数值模拟,确立了一套适用于兴凯湖的特征参数,将模拟结果与实测数据对比进行准确性检验,结果显示DELFT-3D耦合模型较好地模拟了兴凯湖水质情况和藻类浓度动态,与实测数据基本吻合.在此基础上设置不同控制情景,模拟长时间序列下兴凯湖营养物投入与湖泊水质、藻类的响应关系.结果表明,小兴凯湖在惯性发展模式下TN、TP和Chl.a浓度迅速增加,Chl.a浓度的初始值为8.96 mg/m³,到2015年和2020年分别提高了32.37%和65.51%,尤其是在5月和8月的两个峰值区,小兴凯湖面临严峻的藻类水华风险;相对于TP,大、小兴凯湖Chl.a浓度随TN入湖量的变化趋势更显著.在满足Dillion模型计算的兴凯湖承载力基础上进一步加大削减力度,可以使小兴凯湖水质保持在Ⅲ类水水平,大兴凯湖保持在Ⅱ类水水平,小兴凯湖对大兴凯湖起到了缓冲带的作用,应增加Chl.a为兴凯湖富营养化控制标准,为藻类水华提供预警.

摘要:湖泊湿地是鸟类的重要栖息地,湖泊湿地鸟类是湖泊生态系统重要的监测生物,湖泊湿地鸟类多样性及其影响因素的研究对湿地管理具有重要意义.2011年7-8月,采用样线法对长江中下游安庆沿江7个湖泊湿地的夏季鸟类资源进行了调查,以期为湖泊湿地资源管理提供依据.共记录到安庆沿江湖泊湿地鸟类14目35科82种,其中留鸟27种(占32.9%),夏候鸟37种(占45.1%);水鸟28种(占34.6%);肉食性、食虫和杂食性鸟类占多数,分别占30.5%、30.5%和23.2%;须浮鸥、夜鹭、丝光椋鸟、黑脸噪鹛、树麻雀、家燕等6种鸟类为优势种.物种数以黄大湖最高(50种),白荡湖和破罡湖最低(各28种);Shannon-Wiener指数以黄大湖最高(2.123),白荡湖最低(1.918);均匀度指数以龙感湖最高(0.865),菜子湖最低(0.739).进一步分析显示,鸟类物种数、多样性指数与湖泊面积呈显著正相关,鸟类物种数、多样性指数与干扰强度呈显著负相关.采取退田还湖、恢复湿地等途径增加湿地面积、生境类型和植被资源对于保护湖泊湿地的鸟类资源具有积极意义.

摘要:利用2012年9月5日在官厅水库采集的水体吸收系数数据,对总悬浮颗粒物、浮游植物色素颗粒物、非色素颗粒物和有色可溶性有机物的吸收特性进行研究.结果表明:秋季官厅水库的颗粒物吸收以浮游植物色素吸收为主,总颗粒物吸收光谱与浮游藻类吸收光谱相似;非色素颗粒物和有色可溶性有机物的吸收系数随波长的增大接近指数规律衰减;a_d(440)、a_d(675)与C_Chl.a呈显著相关,表明官厅水库秋季的非色素颗粒物主要来源于浮游藻类降解产物,陆源性输入较少;a ph(440)、a ph(675)与C_Chl.a存在显著线性关系,但其比吸收系数较为恒定,与C_Chl.a基本无关;不同采样点的不同组分吸收系数对总吸收系数的贡献不同,大致有4种表现类型.在富营养程度较高的妫库区,浮游植物色素是水体光谱吸收的主导因子;在富营养程度较低的中库区,颗粒物与有色可溶性有机物共同主导水体光谱吸收.

摘要:总悬浮物浓度(C_TSM)是水质评价的重要参数.为了提高内陆Ⅱ类水体总悬浮物浓度估算的精度,利用主成分分析方法对2009年4月太湖水体实测高光谱数据进行降维处理,进而以不同数量的主成分作为变量,分别构建总悬浮颗粒物浓度的多元线性回归估算模型并比较这些模型的效果,从而确定最优的主分量个数;结合近年运行的高光谱传感器,对模型的适用性进行评价.结果表明:①前三个主成分(PC₁、PC₂、PC₃)从不同侧面涵盖了悬浮物浓度信息,它们与ln(C_TSM)的相关系数分别为0.728、0.401和0.403;②当主成分个数为6时,模型达到最优;模型的精度高于4个传统经验模型;③在400~850 nm之间,波段数大于45的高光谱传感器数据都能利用主成分分析的方法构建精度较高的总悬浮物浓度估算模型;此外,MERIS、HJ1-HSI、Hyperion和CHRIS这些常用的高光谱传感器的波段设置,都适合于主成分建模.

摘要:为研究广州市海珠区地表水中的致嗅物质及其毒性,在海珠区珠江前后航道与湖泊池塘采集了21个水样,采用液液萃取气质联用法对其中的土臭素、二甲基异茨醇等5种致嗅物质进行含量检测,并根据水样相关富营养化指标,探究这些致嗅物质的分布和来源.研究结果表明:海珠区地表水中含量最高的两种致嗅物质依次是土臭素(4.0~69.0 ng/L)和二甲基异茨醇(4.1~24.9 ng/L);异臭味问题最严重的地表水体是珠江水,其次为湖泊池塘,水厂取水口的异臭味问题不明显;珠江前航道中致嗅物质的含量高于后航道,其中含量最高的河段为鳌洲码头段至广州大桥段,含量高达40.2~69.0 ng/L;致嗅物质的含量和分布与水体的污染和富营养化程度密切相关,广州市海珠区地表水的净化和治理形势严峻.另外,在可检出的浓度范围内,土臭素和二甲基异茨醇对发光细菌抑制率较高.

摘要:本文于2008-2009年按照季节调查了西藏地区尼洋河着生藻类群落的组成、丰度和多样性,并运用多元统计方法定量分析了着生藻类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,尼洋河着生藻类共计6门30科49属,其中硅藻为优势着生藻类.着生藻类的Shannon-Wiener多样性指数在尼洋河中游最高,在中上游河段和中下游河段呈下降趋势,符合中间高度膨胀(mid-altitude bulge)假说.着生藻类的总丰度、物种丰富度以及Shannon-Wiener多样性指数在尼洋河沿程不存在显著差异,总丰度在各个季节之间不存在显著差异,但物种丰富度在秋季和冬季存在显著差异,夏、秋季着生藻类的Shannon-Wiener多样性指数显著高于冬、春季.主成分分析(PCA)表明,随着海拔的升高,着生藻类的物种丰富度和总丰度呈递减趋势;典范对应分析(CCA)表明,尼洋河部分硅藻与理化因子相关联,如:双壁藻(Diploneis)的丰度与总磷相关联,窗纹藻(Epithemia)的丰度与铵态氮相关联,双菱藻属(Surirella)的丰度与pH值相关联;部分绿藻与理化因子相关联,如:小球藻属(Chlorella)、栅藻属(Scenedesmus)、溪菜属(Prasiola)的丰度与水温相关联,小椿藻(Characium)的丰度与硬度相关联,转板藻(Mougeotia)的丰度与表层溶氧、矿化度相关联,新月藻属(Closterium)的丰度与碱度相关联;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,即低海拔水域的着生藻类总丰度较高海拔高,高矿化度水域的着生藻类总丰度较低矿化度的高,不能用影响尼洋河着生藻类种类和数量的环境因子来解释着生藻类的Shannon-Wiener多样性指数.这些关键环境因子对尼洋河水域着生藻类的时空变化有着重要的指示作用,建议加强对着生藻类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:选取两淮采煤沉陷区内3个不同营养水平的水域为研究站点,即淮北南湖站(HBNH)、淮南潘谢顾桥站(PXGQ)和潘谢谢桥站(PXXQ),首先分析了水体营养盐含量、比例结构和营养状态指数,3个站点TP浓度的年均值分别为0.056、0.064和0.092 mg/L,TN浓度年均值则为1.00、0.94和2.67 mg/L,3个站点水体呈现"中营养-轻度富营养"和"中度富营养"2种营养状态,总体上表现出P相对N缺乏的特征.设置对照组、加氮组、加磷组和加氮磷组开展秋季氮、磷限制模拟实验研究.结果表明:HBNH、PXXQ两个站点为P限制,而PXGQ站点则为N限制.尽管水体正磷酸盐浓度较低,但由于藻类具有利用有机磷或储备P库的能力,3个研究站点依然保持了较高的初级生产力,HBNH、PXGQ和PXXQ 3个站点的叶绿素a浓度年均值分别为13.07、26.95和46.25 mg/m³,与各水体的营养水平保持一致.两淮采煤沉陷区水体富营养化控制关键可能在于调控磷元素的水平.

摘要:浮游植物是水生生态系统中重要的初级生产者,其生物量是反映其现存量的关键指标.本文利用具有3个处理组的围隔实验中的浮游植物数据,对文献中常见的计算浮游植物种群生物量和群落生物量的4种方法:标准法、细分法、粗分法和资料法进行比较,并分析采用这4种不同方法得到的浮游植物生物量与叶绿素a浓度的相关性.结果表明:粗分法是计算浮游植物生物量的高效方法,能够保证准确度和节省时间;提高浮游植物生物量计算准确度不是影响浮游植物生物量与叶绿素a浓度相关性显著程度的关键.通过比较剔除稀有种(生物量不超过群落生物量5%的种类)前后浮游植物生物量的差异,发现忽略稀有种会导致种类均匀度较高的浮游植物群落生物量严重偏低,建议浮游植物生物量的计算不能一概忽略稀有种.

摘要:2010年9月到2011年9月分4次对太子河流域的藻类植物群落组成、丰度及优势种进行调查分析.共设置17个采样点,经鉴定共有藻类植物8门120属328种(包括21种变种).藻类植物群落以硅藻最多,有36属144种,占总体的43.77%;其次是绿藻,有49属117种,占总体的35.56%;蓝藻居第3位,有22属38种,占总体的11.85%.调查期间,太子河流域藻类植物细胞丰度在夏、秋季较高,丰度平均值分别为6.80×10⁷和3.29×10⁷cells/L;在春季较低,丰度平均值为1.36×10⁷cells/L.优势度分析显示,太子河流域各季节的藻类植物优势种都在5种以上,主要优势种有巨颤藻(Oscillatoria princeps Vauch.)、链丝藻(Hormidium flaccidum(Kütz.)Br.)、偏生毛枝藻(Stigeoclonium subsecundum(Kütz.)Haz.)等.藻类植物的Jaccard种类相似性指数在0.19~0.46之间.太子河流域藻类植物种类组成及细胞丰度均有明显的季节变化.

摘要:通过静态模拟实验,研究不同浓度(0.005、0.01、0.025、0.05和0.1 mg/L)菲暴露96 h后,对斜生栅藻的生长、自由基含量、抗氧化系统以及脂质过氧化产物(MDA)的影响.结果表明,0.01 mg/L菲开始对藻细胞生长产生显著抑制作用,在此浓度下电子自旋共振检测到的自由基信号(g=2.0033,幅宽10.15 mT)显著增强;在浓度设置范围内,超氧化物酶歧化酶、过氧化物酶、谷胱甘肽-S-转移酶活性均被显著诱导,显示出抗氧化系统的应激机制.谷胱甘肽和MDA含量均在0.025 mg/L时被显著诱导.这说明斜生栅藻对菲暴露比较敏感,0.01 mg/L即已显示胁迫效应,自由基的诱导是斜生栅藻产生损伤的重要原因,藻细胞的生长量是比较敏感的损伤指标.

摘要:在压力-状态-响应(Pressure-State-Response,PSR)模型的基础上,诊断了内蒙古乌梁素海不同湖区的生态系统健康状态.从湖泊生态环境特征、生态功能和社会环境3个方面筛选出25项诊断指标,在专家打分法的基础上,采用层次分析法确定每项指标的权重.根据湖区生态环境特征差异,将湖泊划分为Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ3个不同的区域,分别诊断各个区域的健康状态.结果显示,乌梁素海生态系统综合健康指数在0.3~0.5之间,属于警戒或者较差的状态.Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ区域的综合健康指数分别为0.3395、0.3866和0.4494.基于湖泊的生态系统健康存在区位上差异,为恢复湖泊健康提出有针对性的措施.本研究的开展,可为湖泊生态系统恢复和管理政策的制定提供科学依据.