富营养浅水湖泊的退化与生态恢复

初步讨论了富营养浅水湖泊的退化现象的造成退化的主要原因，对湖泊生态恢复的目标和对策等问题也作了探讨，以武汉东湖为例，提出以水源保护地为主要功能的富营养浅水胡泊的恢复和整体优化对策，即恢复沉水植被、建立控制面源污染的半自然的人工湿地生态系统，优化水产养殖结构和恢复湖泊生物多样性等。对生物操纵在长江中下游富营养浅水湖泊恢复中的作用也进行了讨论。     

浅析轮藻植物与水体富营养化的关系

近几十年来，轮藻植被从许多富营养化的浅水湖泊中逐渐消失。然而作为浅水湖泊稳态转换模型的代表植物，轮藻植物被证明在湖泊水体的修复中有着重要的作用和功能，因为轮藻植被通过对水体浊度和营养水平的多重反馈机制能稳定湖泊清水稳态。基于此，介绍了轮藻植物及其在水体的分布和浅水湖泊稳态转换概念模型，重点阐述了轮藻与水体富营养化的关系，并介绍了影响轮藻生长繁殖的环境因子，分析了国内外轮藻生态学研究的现状及其特点     

浅谈国内外江河湖库水体富营养化状况

随着人类对环境资源开发利用活动日益增加，特别是进入本世纪以来，工农业生产大规模地迅速发展，工业化带来了“城市化”现象，使得大量含有氮、磷营养物质的生活污水排入附近的湖泊，水库和河流，增加了这些水体的营养物质的负荷量，为了提高农作物产量，施用的化肥和牲畜粪便逐年增加，经雨水冲刷和渗透，进入水体的营养物质不断增多，以上这些人为因素的影响，极大地减少了水体由贫营养向富营养过渡所需要的时间，国内外的现状调查结果表明，在全球范围内30％－40％的湖泊和水库遭受不同程度富营养化影响，我国近年来湖泊富营养化呈发展趋势，从20世纪80年代后期的41％上升到90年代后期的77％，水库富营养化问题也较严重，处于富营养状态的水库个数和库容分别占所调查水库的30．8％和11．2％，总体而言，水体发生富营养化的程度和范围呈发展趋势，城市湖泊及邻近城镇的水库水体富营养化程度较高，湖泊和水库等相对静止的水体发生富营养化现象重于河流，但河流富营养化问题也不容轻视，富营养化已成为世界范围内水环境保护中的重大环境问题。     

城市湖泊有机质氮同位素差异及其对水污染的指示作用分析

如何对湖泊生态环境修复效果进行评价是当前湖泊生态修复工作的难点所在,以武汉市内不同修复状态湖泊为研究对象,通过分析湖泊水体营养盐浓度、水质类别、综合营养状态指数TLI(Σ)与湖泊不同有机质δ~(15)N的关系,探讨以水体中某一有机质δ~(15)N指示城市湖泊水污染状态,进而作为湖泊修复效果评价指标的可行性。结果表明:武汉南湖、东湖、内沙湖水质分别为劣Ⅴ类、Ⅳ类、Ⅲ类;水体富营养化程度分别为重度富营养、轻度富营养、中营养;南湖有机质δ~(15)N均值最高为13. 193‰(8. 394‰～19. 380‰);东湖δ~(15)N次之为8. 191‰(5. 162‰～13. 488‰);内沙湖δ~(15)N最低为2. 940‰(0. 001‰～6. 433‰)。不同湖泊有机质δ~(15)N与表层水c(TN)、c(DIN)、c(NH+4-N)、c(TP)、水质类别和TLI(Σ)呈正相关趋势,其中悬浮有机质、沉水植物δ~(15)N与水污染参数的相关性最为显著,均能有效表征城市湖泊水污染状态;为了采样的简便性及样品的通用性,建议以悬浮有机质δ~(15)N作为城市湖泊水污染状态及水环境治理效果的快速评价指标。     

基于GF-1号遥感影像的武汉市及周边湖泊综合营养状态指数反演

湖泊水体富营养化的监测评价是湖泊水资源管理和水环境保护的基础性工作。基于GF-1号WFV遥感影像和综合营养状态指数法,通过82个站点实测数据建立多元线性回归和RBF神经网络模型,对武汉市及其周边地区主要湖泊综合营养状态指数进行了反演。反演的结果显示,武汉市及周边大部分湖泊水域处于轻度富营养和中营养状态,局部湖区为中度富营养状态。验证结果表明:GF-1号WFV多光谱数据用于监测大面积湖群水质变化是可行的;两种模型都可以建立实测数据与遥感信息的函数关系,根据函数可以反演湖泊水质综合营养状态指数,进而实现大面积湖泊水质动态监测;而RBF神经网络模型预测的R2为0.742 3,均方根误差为3.72,其反演精度更高,更适合于监测内陆湖泊水质变化。     

长江中下游湖区浮游植物初级生产力估算

长江中下游是我国淡水湖泊最集中的区域，也是富营养化较为严重的地区。作为湖泊系统初级生产力的主要影响因子氮、磷等营养元素增加，会显著影响湖泊系统的初级生产力。近几十年来越来越多的学者运用模型来模拟湖泊等水体的初级生产力。而VGPM模型和Talling模型综合考虑了水温、光合有效辐射、湖泊叶绿素浓度和真光层深度等因素，能较准确地模拟水柱初级生产力。1987~1991年、2001～2005年长江中下游湖区湖水中TP浓度分别为0059～0105和0070~0167 mg/L，湖泊TP浓度升高，导致湖泊藻类初级生产力增大。15 a间湖区的初级生产力由0139～0381 gC/(m2〖DK〗·d)上升到0128～0504 gC/(m2〖DK〗·d)。在VGPM模型1987～1991年、2001～2005年湖区固碳量由3 32125 tC/d上升到3 76502 tC/d，增加1336%；在Talling模型中湖区固碳量由2 39964 tC/d上升到3 27242 tC/d，增加3637%     

城市湖泊有机质氮同位素差异及其对水污染的指示作用分析

如何对湖泊生态环境修复效果进行评价是当前湖泊生态修复工作的难点所在，以武汉市内不同修复状态湖泊为研究对象，通过分析湖泊水体营养盐浓度、水质类别、综合营养状态指数TLI（Σ）与湖泊不同有机质δ15N的关系，探讨以水体中某一有机质δ15N指示城市湖泊水污染状态，进而作为湖泊修复效果评价指标的可行性。结果表明：武汉南湖、东湖、内沙湖水质分别为劣Ⅴ类、Ⅳ类、Ⅲ类；水体富营养化程度分别为重度富营养、轻度富营养、中营养；南湖有机质δ15N均值最高为13.193‰（8.394‰~19.380‰）；东湖δ15N次之为8.191‰（5.162‰~13.488‰）；内沙湖δ15N最低为2.940‰（0.001‰~6.433‰）。不同湖泊有机质δ15N与表层水 c(TN)、c(DIN)、c(NH+4-N)、c(TP)、水质类别和TLI（Σ）呈正相关趋势，其中悬浮有机质、沉水植物δ15N与水污染参数的相关性最为显著，均能有效表征城市湖泊水污染状态；为了采样的简便性及样品的通用性，建议以悬浮有机质δ15N作为城市湖泊水污染状态及水环境治理效果的快速评价指标。     

武汉城市湖泊水环境现状及综合整治途径

近十几年来,随着人口的增长,现代工业和农业的发展,湖泊的老化过程受到人类活动的影响而大大加速。过量营养物质的富集,使水体产生了一系列的变化。结合武汉市湖泊水环境现状分析,指出了武汉市湖泊当前存在的三个突出的问题,即污染严重、湖泊萎缩和水量锐减、湖泊生态系统遭破坏。在此基础上,提出了一套适合武汉湖泊整治的综合途径,具体包括以下四个方面的内容：①管理组织模式与政策法规;②提高工程的科技含量,重点实施湖泊生态修复工程;③发展水经济,形成新的产业增长点;④加强水文化建设,提高市民的环保意识。武汉市湖泊水环境作为修复对象,由此形成的适于国内城市严重富营养景观水体整治的技术和管理体系,具有十分重要的现实意义和推广应用价值。     

太湖生态修复治理工程

太湖是我国第三大淡水湖泊,也是流域的重要水体。近年来,随着人口的增长,经济高速发展,人为社会经济活动影响,水资源系统受到很大冲击,水质变劣,湖体富营养过程加剧,生态环境受到明显损害,制约了流域社会经济的可持续发展。要实现流域水资源的可持续利用,必须加快水污染综合治理。除陆域实施严格的达标治理、河网水质调控、农业面源及生活污水治理外,太湖湖体生态修复和富营养化治理已为当务之急。目前应尽早实施：①太湖重污染区底泥的生态疏浚,减少底泥释放二次污染。②利用浮床陆生植物治理太湖典型富营养化水域,利用生物吸收、降解,继而富集营养盐,净化水质。③建立环湖湿地保护带。④恢复和重建湖滨带水生植被,实现长效生态管理和调控。⑤生态渔业工程,有效控制过度养殖,恢复湖泊生态良性循环。⑥藻类采集和资源化再利用。⑦强化流域管理。     

巢湖水向湖滨带生态修复工程实践

针对巢湖湖滨带水生植物消失的问题，提出浅水区自组织生态修复技术框架，并开展工程示范。该技术框架依据湖泊水生植被恢复的环境条件需求，针对不同区域湖滨带情况，提出合理的修复目标，进而集成系列工程措施，改善湖滨带环境并恢复水生植被。根据该技术框架实施中试工程，恢复湖滨带水生植被面积5万m2，使水生植物多样性增加70%，植被盖度由30%提高到60%。该技术为巢湖湖滨带生态修复提供技术支撑，有较强的实际应用价值     

杭州地区大中型水库富营养化状况及影响因子分析

在2008年和2009年对杭州地区17个大中型水库进行了调查。结果表明：杭州地区大中型水库水质不容乐观，按照单因子指标评价法，只有3个水库符合Ⅱ类水体标准，2个水库符合Ⅲ类水体标准，2个水库为Ⅳ类水体，3个水库为Ⅴ类水体，其余7个水库均为劣Ⅴ类水体，定类指标均是总氮。根据综合营养状态指数结果：丰水期2个水库处于贫营养状态，13个水库处于中营养状态，2个水库处于轻度富营养状态；枯水期16个水库处于中营养状态，1个水库处于中度富营养状态。总氮和总磷作为营养物质是这些水库富营养化的主要影响因素。位于山区源头地区的水库水质最好，位于平原城乡附近的水库其次，位于城市下游及城区附近的水库水质最差     

基于WRF三峡地区不同区域降水中下垫面效应数值试验研究

利用具有代表性的三峡地区区域性降水个例，基于WRF模式，在模式下垫面中加入长江水体以及修改局地地形，研究局地环流和气象要素对局地下垫面变化的响应。结果表明：加入长江水体后，不同区域性降水个例空间降水变化上，没有出现明显的降水变化区，表明长江水体对区域局地性降水影响较小；同时加入长江水体和修改地形高度后，空间上降水具有明显的变化，且与修改地形后的降水空间变化较一致，表明局地地形对区域降水空间变化具有重要影响；加入长江水体后，近地面2 m高度相对湿度变化上，不同区域性降水个例表现不一，总体上对局地相对湿度影响较小；近地面2 m温度、地表向上的水汽通量和地表向上的潜热通量均为增加，在局地地形的“喇叭口”效应作用下，长江水体拐弯处增加效应明显     

江苏省耕地资源动态变化及驱动力研究

根据江苏省不同来源耕地数据差异，适当修正得到1949~2006年耕地数据序列，引入耕地变化率、耕地分布重心等指标，研究江苏省近60年来耕地资源动态变化的基本过程及其空间差异，然后运用相关分析和因子分析初步探讨了耕地数量变化的主要驱动力，并建立耕地数量变化的多元回归模型。研究表明，江苏省耕地面积经历了由增加→急剧减少→缓慢减少→快速减少的变化过程；苏北滨海平原区、中部里下河浅洼平原区及宁镇扬低山丘岗区耕地有所增加，而苏南长江三角洲平原区耕地则急剧减少，耕地重心呈现向后备资源丰富、人地矛盾较为缓和的地区移动的趋势；人口增长与农业科技进步、经济发展和农业结构调整是耕地面积变化的主要驱动因子；预测2020年江苏省耕地总量45449×104 hm2，人均耕地0053 hm2；要保护有限的耕地资源，江苏省必须转变土地利用方式，并实行严格的耕地保护政策。     

长江中游大型通江湖泊湿地景观格局演变特征

鄱阳湖和洞庭湖湿地是长江中游仅有的两个天然通江湖泊湿地,具有不可替代自然和人文价值。近年来,尤其是三峡工程运行以后两湖湿地景观格局发生改变,对区域生态系统平衡和社会经济发展产生重要影响。以Landsat 7为数据源,通过决策树分类及高斯回归的方法定量评估了三峡工程运行前后两湖湿地景观格局的演变特征及其差异性,旨在正确认识大型水利工程的生态效应,为湿地保护与重建提供科学依据。结果表明:2000~2014年,洞庭湖枯水期水位变化不明显。从历史演变特征来看,虽然有少部分植被挤占泥滩和水体,但总体上3种湿地景观类型面积变化不大。相比之下,三峡工程运行后鄱阳湖枯水期水位显著下降,水体面积萎缩近14%,植被面积增加约8%。与2000年相比,2014年鄱阳湖植被分布高程下降了1 m多。不同程度的干旱胁迫是形成两湖湿地景观格局差异性演变特征的主要原因。     

鄱阳湖水生植被30年演变及其驱动因素分析

基于1983和2013年两次鄱阳湖综合科学考察植被调查结果发现，30年来鄱阳湖水生植被呈退行性演变。主要体现在：（1）水生植被面积大幅缩减，沉水植被面积减少37.7%，菱等敏感物种面积减幅为87.6%；（2）群落结构简单化，组成物种由5～8种下降至3～5种，苦草替代竹叶眼子菜成为优势物种；（3）生物多样性降低，单位面积生物量减少。驱动此演变的主要因素包括：（1）长期持续的低枯湖水位压缩了水生植物的生存空间；（2）湖水氮磷浓度增加恶化沉水植被的生境；（3）洪水灾害干扰沉水植物正常生长发育，诱发沉水植被演替；（4）过度的人类活动直接或间接损害沉水植被。为了遏制退行性演变趋势、保护湿地植被生态系统的健康，建议采取有力的湖泊管理措施，将人类活动控制在湿地生态系统可承受范围之内。     

太湖生态修复治理工程

太湖是我国第三大淡水湖泊 ,也是流域的重要水体。近年来 ,随着人口的增长 ,经济高速发展 ,人为社会经济活动影响 ,水资源系统受到很大冲击 ,水质变劣 ,湖体营养过程加剧 ,生态环境受到明显损害 ,制约了流域社会经济的可持续发展。要实现流域水资源的可持续利用 ,必须加快水污染综合治理。除陆域实施严格的达标治理、河网水质调控 ,农业面源及生活污水治理外 ,太湖湖体生态修复和富营养化治理已为当务之急。目前应尽早实施 :①太湖重污染区底泥的生态疏浚 ,减少底泥释放二次污染。②利用浮床陆生植物治理太湖典型富营养化水域 ,利用生物吸收、降解 ,继而富集营养盐 ,净化水质。③建立环湖湿地保护带。④恢复和重建湖滨带水生植被 ,实现长效生态管理和调控。⑤生态渔业工程 ,有效控制过度养殖 ,恢复湖泊生态良性循环。⑥藻类采集和资源化再利用。⑦强化流域     

不同富营养状态下沼蛤的存活与行为特性研究

通过设计不同富营养状态下沼蛤的行为特性的控制实验,探讨了不同富营养状态下沼蛤的生存、运动和粘附特性。研究结果为:(1)富营养状态最优(贫营养)水质不适宜沼蛤的粘附,但是适宜其生存,因此移动距离最短,运动能力最差。轻度富营养水质适宜沼蛤的生存。富营养状态最差(重度富营养)不适宜沼蛤的生存,因此移动距离最远,能生存下来的沼蛤运动能力最强。(2)在不同营养盐浓度下的重度富营养状态水质中,沼蛤适宜在营养盐浓度较低的水体中生存,营养盐浓度越高越不适宜沼蛤生存;营养盐浓度越高越不适宜沼蛤粘附,营养盐浓度相对而言较低的水体适宜沼蛤粘附。(3)在不同藻浓度下的重度富营养水质中,沼蛤适宜在藻浓度较低的水体中生存,藻浓度越高越不适宜沼蛤生存;藻浓度越高越不适宜沼蛤粘附,藻浓度相对而言较低的水体适宜沼蛤粘附;低藻浓度水体相对而言更适宜沼蛤生存,因此移动距离最短,运动能力最差,高藻浓度水体不适宜沼蛤生存,因此移动距离最远,能生存下来的沼蛤运动能力最强。富营养状态是影响沼蛤生长、粘附和运动的关键要素,轻度富营养化状态最适宜沼蛤生长和粘附。水体中营养盐浓度和浮游植物浓度也是影响沼蛤生长、粘附和运动的关键要素,重度富营养化状态中营养盐浓度和浮游植物浓度越低,越适宜适宜沼蛤生长和粘附。     

龙感湖表层沉积硅藻探究

以长江中下游典型草型湖泊龙感湖为研究对象,借助生物指标(沉积物表层硅藻),通过硅藻分析、DCA分析、聚类分析以及硅藻属种指示的湖泊营养特征分析,探究龙感湖沉积物表层硅藻属种分类、影响硅藻的潜在环境梯度、表层沉积硅藻属种的空间分布特征以及分析表层沉积硅藻属种指示的湖泊营养特征。研究表明:龙感湖表层沉积硅藻属种分布存在空间差异;表层硅藻属种的分布主要由第一轴的环境因子所解释,反映的样点的排列受第一轴的控制,第二轴反映的环境意义不显著;龙感湖硅藻组合是以富营养的浮游种为优势,已经接近富营养态,以半浮游种Aulancoseira granulata为最大优势种,而Aulancoseira granulata在中营养湖泊中占绝对优势。主要出现在富营养湖泊中能较好指示富营养化的浮游、半浮游种Cyclotella atoms和C.meneghiniana、Aulacoseira alpigea、Cyclostephanos dubius、Stephanodiscus parvus、S.hantzschii出现在龙感湖内;以浮游种为优势种的东部湖区比以附生底栖种为优势种的西部湖区富营养化更严重,研究以期为湖泊治理提供一定的理论依据。     

城市湖泊富营养化对水生植物叶片C、N、P化学计量特征的影响

为研究城市湖泊富营养化对水生植物叶片元素组成的影响,在植物生长季,对南京3个湖泊的6种常见水生植物进行碳(C)、氮(N)、磷(P)生态化学计量学研究,并分析驱动水生植物叶片元素变化的关键环境因子。结果表明:(1)水生植物叶片C、N、P含量变化范围分别为397.03～672.70、10.63～39.16及1.15～13.30 mg/g,叶片C/N、C/P及N/P变化范围分别为13.15～50.36、31.39～458.60及1.88～19.06,其中叶片P含量变异最大,叶片C含量变异最小;(2) Spearman相关性分析表明,芦苇(Phragmites australis)、睡莲(Nymphaea tetragona)和金鱼藻(Ceratophyllum demersum)叶片元素组成与湖泊富营养化综合指数具有显著相关性,叶片P含量随湖泊富营养指数升高而增加,叶片C/P及N/P随之减小;(3) RDA分析表明,春季水生植物叶片C、N、P含量及C/N/P变化主要受水体高锰酸盐指数(COD_(Mn))和底泥总有机碳(SOC)含量的共同影响,夏季主要受水体总磷(TP_W)浓度的影响,秋季主要受底泥总磷(TP_S)含量的影响。     

蓝绿空间冷岛效应时空变化及其影响因素——以苏州市为例

水体和植被组成的"蓝绿空间"能够有效减缓城市热岛效应,探究其时空变化特征和影响因素对于改善城市环境和促进区域绿色低碳发展具有重要意义.以2004、2010和2014年三期Landsat遥感影像为数据源反演地表温度表征热环境,构建冷岛效应强度和冷岛指数定量分析苏州市蓝绿空间降温作用的时空变化特征,利用分类统计、剖面趋势法和线性拟合等方法分析蓝绿空间面积、土地利用变化和其它社会经济因素对冷岛效应的时空影响,结论如下:(1)2004～2014年苏州市冷岛效应面积不断减小,减少比例高达24.04％;空间上看,苏州北部和东部冷岛区域减少尤为明显,南部湖泊为主的地区变化相对较小.(2)从冷岛强度数值大小看,蓝绿空间的降温能力不断增强,2004、2010和2014年的冷岛强度分别为6.3℃、7.1℃和9.6℃;但考虑到其面积变化,苏州市蓝绿空间冷岛效应对于热环境的调节作用呈现出减弱趋势.(3)水体构成的"蓝色空间"降温能力(10.5℃)远大于植被"绿色空间"的冷岛强度(4.8℃);流动河渠的冷岛强度要明显高于静止的湖泊.(4)土地利用变化:尤其城市扩张侵占大量水田为影响苏州市冷岛效应时空变化的重要驱动因素,反观苏州市湖泊总面积在研究时间范围内有小幅增长,推断出政府决策者对于蓝绿空间类型的优先保护程度.