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     

湖滨带的基本概念

介绍了湖滨带的定义、分区、生态特征、服务功能以及研究概况，简述了专刊论文所依托的巢湖湖滨带修复课题的研究背景与目标     

巢湖水向湖滨带底栖动物群落结构研究

2009年6月和11月对巢湖水向湖滨带底栖动物进行群落结构调查。共采集到底栖动物33种，隶属9科29属，以寡毛类和水生昆虫为主，合计占总种类数的79%。底栖动物的平均密度和生物量分别是506 ind./m2和11534 g/m2。巢湖水向湖滨带底栖动物群落结构趋于单一化，敏感种（光滑狭口螺、长角涵螺等）减少或消失，而耐污种（苏氏尾鳃蚓、霍甫水丝蚓、环棱螺、淡水壳菜等）成为优势种。水向湖滨带底质是影响底栖动物分布及现存量的主要因素，堤岸间接影响其组成和分布，淤泥底质中底栖动物密度最高，砾石底质中生物量最高，而较硬的粘土底质中现存量最低。在功能摄食类群方面，巢湖水向湖滨带以直接收集者和过滤收集者为主。依据本研究结果，对巢湖水向湖滨带生态修复提出了建议     

高原湿地剑湖湖滨带功能作用的定量研究

采用野外采样与室内分析的方法，从水质和底泥两个方面定量研究剑湖湖滨带的功能作用。结果表明，湖滨带在水质净化和拦截泥沙等方面效果显著，特别是对水中总氮与总磷的平均去除率分别高达66．28％和45．73％，其拦截作用表现为：迎水面的泥层厚度是背水面的1．5倍；底泥的各项指标（除pH值），湖滨带背水面均比迎水面高，速效磷和全氮的增加量最为明显，其含量分别是迎水面的3．30和2．61倍，这主要与湖滨植物带大量吸收入湖矿质营养用于自身生长，其残体在背水面沉积有关，从另一角度体现了湖滨带的吸附、净化功能。因此，要重视并保护湖滨带，从而使其功能得到有效发挥。     

南四湖新薛河湖滨带湿地修复效果评价

通过对南水北调东线南四湖新薛河入湖口湖滨带人工湿地修复区的植物群落组成和物种多样性进行调查,采用Shannon-Wiener指数、Simpson指数、均匀度指数和丰富度指数对该地区的植物物种多样性进行分析,以评价退耕还湿措施对湖滨带退化湿地的生态修复效果.结果表明,经过2年的生态修复工作,湖滨带退化湿地中的植物物种数量由修复前的16科25种提高到修复后的24科47种.修复后的湖滨带湿地生态系统具有较高的生物多样性,其物种多样性明显高于未修复地区,其中,修复后的湿地高位台田区Shannon-Wiener指数、Simpson指数、均匀度指数分别为1.619、0.745和0.860,远高于未修复高位台田区的0.060、0.012和0.065.通过退耕还湿措施修复的湖滨带人工湿地系统对于恢复南四湖湿地的物种多样性、实现湖滨带湿地生态系统的自然可持续性具有重要的意义.     

洪泽湖湖滨带丰水期水质空间分异特征及其影响因素

湖滨带是陆地与湖泊水体之间的生态过渡带,具有强烈的环境异质性和丰富的生产力,同时也容易受到人类活动的威胁。洪泽湖湖滨带受人类开发利用情况严重,为探明其水质空间分异特征,于2020年8月对全湖52个点位的水质开展调查,对比4个湖区水质差异,应用逐步线性回归探究水质空间分异的影响因素。结果表明：氮磷营养盐、高锰酸盐指数(COD_Mn)与叶绿素a(Chla)是影响洪泽湖湖滨带水质的主要指标,各样点总氮(TN)浓度在0.66～4.25 mg·L^-1之间,均值为1.88 mg·L^-1,属Ⅴ类水;总磷(TP)浓度在0.02～0.24 mg·L^-1之间,均值为0.12 mg·L^-1,属Ⅴ类水;COD_Mn浓度在5.24～14.16 mg·L^-1之间,均值为7.21 mg·L^-1,属Ⅳ类水;Chla浓度在4.55～158.31 ug·L^-1之间,均值为49.30 ug·L^-1。洪泽湖湖滨带...     

巢湖东部水源区湖滨带植物群落结构及植被修复策略研究

采用样带法研究了巢湖东部水源区湖滨带植物群落的分布规律，从而探索受损湖滨带植被的修复途径。研究表明：巢湖东部水源区湖滨带共有植物47种，隶属于23科、40属。TWINSPAN分类把45个样方划分为12个群丛，结合各样方实际水面以上高程，将其归并为5个群落类型。DCA排序结果表明水分和土壤基质类型是决定湖滨带植物群落分布的主导因子。结合巢湖多年水文数据分析了湖滨带优势物种与水文的关系，并建议竹叶眼子菜作为沉水植物恢复的先锋物种，荇菜作为浮叶植物恢复的先锋物种，苔草、芦苇等植物作为近岸区域恢复的主要物种     

巢湖陆向湖滨带常见野生植物对磷缓冲能力的影响

湖泊陆向湖滨带缓冲磷扩散的机制尚未得到充分地研究。系统分析了2011年4~7月巢湖陆向湖滨带5种野生植物的生长状况与根际土不同形态磷的含量和吸附行为。结果表明土壤磷的吸附行为可用Langmuir方程加以描述。与对照相比，艾草和小飞蓬根际土总磷含量明显较低，磷的最大吸附量（Qmax）明显较高，而小蓟和狗尾巴草根际土速效磷含量明显较高，Qmax与磷吸附强度明显较低。植物根与茎长均随季节增加，相应的土壤磷饱和度下降。因此，植物吸收与土壤吸附是陆向湖滨带缓冲磷扩散的重要机制。有机质可通过增加速效磷含量和Qmax值调节土壤磷平衡浓度（EPC0）。小飞蓬和艾草根际土的EPC0值明显较低，磷吸附能力较强。而小蓟和早熟禾根际土的EPC0值明显较高，故易成为向湖泊扩散的磷源     

洪湖湖滨带植被现状以及近五十年的变化分析

洪湖湖滨带是洪湖湿地的重要组成部分,具有涵养水源、保持水土、截污缓冲、维持生物多样性的功能。为了解洪湖湖滨带植被现状及变化过程,进行了洪湖湖滨带植被调查,结合土地利用实地勘察和卫片分析,结果显示空心莲子草、马唐、狗尾草、葎草、小飞蓬、菰、莲、芦苇、凤眼莲和浮萍综合优势比高,是洪湖湖滨带优势种。物种数较20世纪60年代明显减少。其中入侵种空心莲子草和凤眼莲在各样地出现的频率很高。以全部植物种计算,湖滨带植被Shannon-Weaver指数在1.50~2.98之间,Simpson指数在0.7~0.9之间,但以水生植物种计算,多样性明显降低,其Shannon-Weaver指数处在0.69~2.29之间,大多数均小于2,Simpson指数在0.50~0.89范围变动。根据卫片分析,2011年湖滨带水位变幅区面积为62.72km2,与60年代相比缩减71.4%,实地勘察证实洪湖原有湖滨带大部分已被开发成鱼塘和居住地。综合调查结果和历时资料表明,洪湖湖滨带植物种类减少,多样性降低,生态功能显著降低。     

湖滨带湿地截磷研究进展及问题探讨

湖滨带湿地是面源污染汇入湖泊的过渡区域，也是湖泊天然的保护屏障。磷素是面源污染的主要组成，同时也是水体中最难被去除的污染物之一，其过量输入是造成湖泊富营养化的重要原因。湖滨带湿地的截磷作用能大大削减进入湖泊的外源磷负荷，研究湖滨带湿地的截磷机制对于水污染防治和湖泊生态系统保护具有显著意义。简述了湖滨带湿地截磷研究进展，并分析了目前研究中的关键问题。采用宏观分析与微观机理研究相结合的方法，发展宏观大尺度分析、微观协同作用与模型研究，强化湖滨带湿地的截磷效率，提升湖滨带湿地的整体生态功能，是解决湖泊富营养化问题的关键。     

巢湖迎风面直立堤岸生态修复技术研究

针对巢湖直立堤岸生态系统受损的现状，研发了适合于巢湖迎风面的直立堤岸基底改善与生态修复技术。考虑到直立堤岸迎风面风浪较大且淘蚀严重的特点，首先对传统的生态混凝土配方进行改良，从而较大程度地提高了生态混凝土的物化性能，使其具备高透水性、高稳固性、植生性等诸多优点。同时，以巢湖湖滨带现场调查与野外模拟实验结果为依据，确定巢湖湖滨带最适的基底类型为灰壤（植入深度10 cm），并适当添加铁盐和铝盐；确定最适的植被类型为飞蓬草。在此基础上，确定生态混凝土最适配比为江砂〖DK〗∶碎石〖DK〗∶水泥=10〖DK〗∶3〖DK〗∶2，进而集成研发了生态混凝土 原位土壤 植被混合护坡技术。该技术应用到迎风面的直立堤岸后，植被覆盖率超过70%，土壤中有效磷削减67%以上     

长江中下游湖泊沉积速率的测定及环境意义——以洪湖、巢湖、太湖为例

对长江中下游洪湖、巢湖和太湖沉积物采用210Pb和137Cs相结合的方法测定沉积速率。洪湖钻孔中210Pbex随深度的增加没有呈现指数衰减分布,因此获得的平均沉积速率并不可靠;而根据137Cs蓄积峰计算得出洪湖钻孔在1963~1986年沉积速率最大,这可能是因为当时大规模开垦导致湖区周围水土流失,大量的侵蚀物质被带入湖中,从而导致沉积速率上升。对巢湖钻孔用210Pb法和137Cs得到的沉积速率具有可比性,研究发现20世纪70年代以来随着深度的减少,巢湖钻孔中沉积通量在增加,说明巢湖流域内水土流失逐步加重,可能与土地开发、植被破坏等人为活动有关。对太湖钻孔利用137Cs 1963年对应的蓄积峰进行校正,采用210Pb计年的CRS模式获得不同时段的沉积速率发现在80年代末尾沉积物堆积通量最高,达到0.6 g·cm-2·a-1。两种计年方法的结合有助于认识沉积速率的变化情况。     

巢湖区域主要环境问题及其整治对策的初步研究

系统地论述了巢湖区域环境背景现状，分析了流域内存在的主要环境问题以及湖区水环境污染的特点。在此基础上，从区域自然综合体的角度出发，提出了整治巢湖区域环境，重建区域生态平衡的措施。     

巢湖流域土地景观格局变化及生态风险驱动力研究

健康的流域生态系统是区域经济社会可持续发展的重要基础。探讨流域土地景观格局变化及生态风险驱动机制有助于生态系统状况诊断与风险来源认识,为有效制定生态风险管控措施提供决策依据。应用空间信息技术平台及计量分析方法,探讨了基于县域行政单元的快速城市化阶段巢湖流域土地景观格局变化及生态风险驱动力。研究表明:(1)2000~2013年,巢湖流域土地景观类型变化表现出农地、林地、水体景观面积下降,建设用地景观面积显著增加的趋势;流域景观水平上多样性和均匀度呈下降、优势度呈上升趋势,景观空间异质性下降;(2)近15 a来,巢湖流域9个行政单元内生态风险均呈上升趋势,生态风险整体恶化,需加强对流域生态风险上升的管控;(3)生态风险驱动力分析表明,快速城市化阶段巢湖流域生态风险的主要驱动因子为第二产业值、城市化率、人口密度和固定资产投资,而人均GDP的增加在一定程度上会降低生态风险水平。     

巢湖水资源开发和水环境保护

巢湖是我国五大淡水湖之一,也是安徽省最大淡水湖,对安徽省的工农业生产和人民生活起着举足轻重的作用。本文分析了对巢湖水资源开发中产生的主要环境问题,并提出了在保护生态环境的前提下开发巢湖水资源的战略措施。     

基于Landsat影像巢湖蓝藻水华暴发时空变化特征及其驱动因素分析

为研究巢湖蓝藻水华暴发的规律,该文以Landsat影像作为数据源,采用AFAI指数对藻华进行提取,分析1983～2017年巢湖蓝藻暴发的时空动态变化特征,并探讨巢湖藻华暴发的驱动因素。结果表明：1983～2017年巢湖藻华暴发频次、持续时间都在增加,历年最早暴发时间逐渐提前,藻华覆盖面积总体呈增加趋势。巢湖藻华主要分布在西北入湖口,西北部是巢湖藻华暴发的核心区。从其驱动力分析发现,风速、气温和大气压力是导致巢湖暴发重要影响因子,人口增长、GDP快速发展、施肥增加以及生活污水排放量增加是导致巢湖藻华现象日益严重的重要人为因素。     

巢湖水及沉积物中总磷的分布变化特征

磷是导致巢湖水体富营养化的主要营养物质。采集大量巢湖表层水和沉积物样品,通过检测上覆水和沉积物中总磷含量,分析巢湖水体中磷的时空变化及赋存特征。结果显示:巢湖南淝河和裕溪河河口的上覆水中总磷含量值时间变化特征为8月5月3月12月;且南淝河口总磷含量年均值超过地表水Ⅴ类水质标准,明显高于裕溪河口值;表层水和沉积物中总磷含量在空间分布上呈西高东低趋势,最高值均出现在靠近合肥市河口处。巢湖周边土壤及湖区磷的等值线分布表明:杭埠河流域农业污染、东巢湖东南部水土流失可能是巢湖磷面源污染的主要来源。巢湖上覆水和沉积物中总磷的相关系数为0.515,蓝藻爆发期全湖表层沉积物中总磷含量显著减少,揭示目前内源磷释放已是巢湖富营养化的主要因素。结果将对巢湖流域的污染综合防治及蓝藻治理工作提供科学依据。