苏州太湖湿地芦苇生物量与水深的动态特征研究

随着城市工业化水平和人民生活水平的不断提高,城市淡水湖泊的破坏越来越严重,部分湖泊水质污染严重,湿地面积锐减、功能退化.通过对苏州太湖国家旅游度假区湿地整个生长季的芦苇群落的调查,分析芦苇生物量的季节分配规律及水深与芦苇根冠比、株高和密度的相互关系,为苏州太湖湿地生态系统的保护和恢复提供理论依据.结果表明:(1)芦苇地上生物量从2009年4月至2010年1月呈先增后减的趋势,10月下旬达到最大值((2 219.46± 280.86) g/m2);10月下旬的芦苇根冠比最高,达到了2.4,而4月底的芦苇根冠比最低(1.5);(2)季节性淹水区(简称SFF区)地上生物量明显高于干旱区(简称AF区),淹水区(简称FF区)居中;AF区根冠比稍高于FF区和SFF区;(3)10月下旬芦苇地下0～100 cm深处根系生物量最高,达到了(5 113.41± 313.86) g/m2;地下50～70 cm处根系生物量(质量分数为(28.33±4.15)%)明显高于20～40 cm处根系生物量(质量分数为(19.85±1.59)%),而0～20、80～100 cm处根系生物量质量分数较低,仅分别为(13.05±2.35)%和(15.87±3.52)%;(4)芦苇的根冠比及密度与水深呈反比,芦苇的株高与水深呈正比.     

北京南海子湖藻垫在春夏交替季节水华过程中的作用

藻垫对湖泊水体水华发生是否有影响及影响机制是目前水体富营养化研究的一个前沿课题。本文以北京南海子湖为例,研究湖底藻垫对水体水华爆发的影响。通过对干燥藻垫和水华过程新产生的藻垫进行培养对比实验,揭示不同时期形成的藻垫对水体藻生物量的影响即水华的影响。结果表明,不同干燥时间的藻垫均对水体藻生物量有影响,进入藻生长平台期,水体叶绿素a浓度范围为15~20μg/L,而灭菌后的藻垫培养水体中叶绿素a浓度低于10μg/L;水华爆发后新生成的藻垫对水体藻生物量也有贡献,培养水体叶绿素a范围也达到15-20μg/L;干燥时间对藻垫培养后水体浮游植物生物量的影响较弱。     

基于浮游植物完整性指数的阳澄湖生态健康状态评价

为探究在以中华绒螯蟹养殖为主的情况下阳澄湖浮游植物群落结构与湖泊生态系统健康状态,于2022年7月(夏)和12月(冬)进行2次浮游植物样品采集和水环境因子测定,构建浮游植物完整性指数(P-IBI)体系,评价阳澄湖健康状况。结果表明：P-IBI评价显示阳澄湖夏、冬季的健康状态分别为一般、健康状态;夏季健康状况从优至劣依次为东湖、西湖、中湖,冬季则为西湖、中湖、东湖。P-IBI与透明度、流速、硝态氮、总氮呈极显著正相关(P<0.01),与pH、水温、磷酸盐、叶绿素a和高锰酸盐指数呈极显著负相关(P<0.01)。水环境因子直接或间接驱动了浮游植物群落结构和生物完整性的变化。     

沉水植被构建对上海辰山植物园景观湖水质的影响

以辰山植物园景观湖为研究对象,研究了景观湖建成初期沉水植物群落构建对水体水质因子的影响;并应用相关性分析(correlation analysis)和主成分分析(principal components analysis)对各水质和生态因子之间的相互关系进行了研究。结果表明,景观湖沉水植被建成1年后,水体水质处于Ⅲ类,其中叶绿素a含量5.48±1.930μg/L、总氮1.40±0.136mg/L、总磷0.080±0.015 mg/L、透明度108±20 cm、高锰酸盐指数5.50±1.26 mg/L;除高锰酸盐指数(CODMn)外,其他水质指标均较构建前有显著改善;并且景观湖水质显著优于外河道补充水源水质。相关性分析表明,景观湖水体叶绿素a含量与N、P营养盐呈显著正相关,但却与水温呈极显著负相关,这显示了草型景观湖水质的显著特征;主成分分析显示,第一主成分包含硝态氮、亚硝态氮、总磷、活性磷、叶绿素、水温、透明度和pH等变量,第二主成分包括高锰酸盐指数和氨氮等变量;第一主成分中的水质参数可作为辰山植物园景观湖后续水生态管理中的主要监测对象;此外,主成分分析还显示TP对水体叶绿素的增加具有很高正权重。     

北京红领巾湖的富营养化状态与水质分析

红领巾湖位于北京朝阳门外,以再生水为补给水源,在调节湖区小气候、改善周围生态环境、提供居民休闲等方面具有重要功能.2008年3～10月的浮游藻类和理化指标监测结果显示,该湖为重富营养型水体,浮游藻类平均细胞密度为24.73×106个/L,叶绿素a平均质量浓度为84.67μg/L;优势种群是微囊藻(Microcystis...     

底泥释磷及其对西湖富营养化的影响

杭州西湖底泥由上部藻骸腐泥和下部泥炭层构成,含有丰富的碳和氮,含磷属中等水平。通过实验室模拟和现场模拟两种方法,测定了西湖底泥的释磷量和释磷速率,获得了pH、DO、温度及上复水组成等因子与释磷通量的相关关系。室内模拟底泥最大释磷量为0.368μg/g;夏季现场模拟底泥平均释磷速率为1.02mg/m~2·d,估算西湖底泥释磷量达1.346t/y,相当于年平均外部入湖磷负荷的36.4％。底泥释磷对西湖富营养化有着不客忽视的影响。     

太湖流域小型水源性湖泊氮、磷时空分布及营养状态评价

2009年11月至2010年10月,对太湖流域小型水源性湖泊20个采样点水体的TN、TP、NO3--N、NH4+-N、NO2--N以及PO43-等水质因子进行测定分析,讨论了氮、磷时空分布特征,并评价其富营养化程度。结果表明,TN、TP年均值分别为1.50、0.05mg/L;TN、TP的季节性变化规律具有一定差异,TN浓度为冬、春季高于夏、秋季,而TP浓度为2009年11月至2010年3月高于其他月份。由于受入湖河流的影响,TN、TP的空间分布格局较为相似,均表现为西南部高于东北部、入湖口分别高于湖中心和出湖口。NO3--N年均值为0.68mg/L,浓度变化趋势呈双峰型(2010年3、9月为峰值),基本同TN的变化趋势一致,空间分布表现为入湖口分别低于湖中心和出湖口(除冬季外),显示水体硝化过程对硝酸盐的贡献。NH4+-N年均值为0.23mg/L,从2010年4月开始浓度逐渐升高,到2010年7月达到全年最高值,其浓度空间分布特征表现为入、出湖口均高于湖中心(除秋季外)。NO2--N和PO43-的年均值都较低,均为0.01mg/L(以P计),时空差异不明显。根据CARLSON提出的营养状态指数法计算分析可知,该湖泊冬、春季处于中营养状态,夏、秋季营养状态略高,且磷是全年初级生产力的限制因子。     

杭州西湖底栖动物群落结构及其水质生物学评价

2017年对西湖9个点位的底栖动物进行季度调查,共采集到3门7纲25种底栖动物。底栖动物年均密度为280.3个/m~2,主要类别为水生昆虫、寡毛类、软体动物,优势种为羽摇蚊(Chironomus plumosus)和圆田螺(Cipangopaludina)。空间分布上,不同湖区的底栖动物组成存在不同,在主湖区(少年宫、外湖心)底栖动物主要为水生昆虫,摇蚊幼虫为绝对优势种,而湖西区(西里湖、茅家埠、金沙港、乌龟潭、浴鹄湾)底栖动物主要为软体动物。季节变化上,底栖动物密度分布为冬季秋季夏季春季。寡毛类全年采样出现频次较低,作为耐污染种,这表明西湖水环境质量变好。西湖的Shannon-Wiener生物多样性指数(H’)年均值为1.27,西湖水质为轻污染,其中茅家埠、金沙港和乌龟潭点位H’较高,与所在湖区生长大量沉水植物,生境更加稳定有关。H’与加权营养状态指数(TLI(∑))在对西湖个别点位水质评价结果上存在差异,鉴于西湖底栖动物生境易受外界影响导致群落波动较大,因此认为TLI(∑)的评价结果更为准确。     

皖江城市带3个典型城市地表灰尘中多环芳烃的分布特征、来源和健康风险

测定了皖江城市带合肥、芜湖、池州3个典型城市夏、冬两季的地表灰尘中多环芳烃(PAHs)含量,分析了PAHs的时空分布特征、与黑碳(BC)的相关性,并在对PAHs进行来源解析的基础上进行了健康风险评价。结果表明：总PAHs平均质量浓度以芜湖(5.20μg/g)最高,合肥(2.98μg/g)次之,池州(2.30μg/g)最低;商业区(4.22μg/g)、交通区(3.89μg/g)、工业区(3.48μg/g)的质量浓度高于绿地区(3.24μg/g)和住宅区(2.75μg/g);冬季(3.75μg/g)高于夏季(3.14μg/g)。地表灰尘中PAHs与BC的相关性不大,主要来源于交通的油类高温燃烧和石油挥发泄漏,以及煤和生物质的高温燃烧。3市的地表灰尘PAHs健康风险总体较低,只有皮肤接触途径存在潜在的健康风险。     

微气泡曝气条件下仿生水草生物接触氧化池对污水的处理效果

采用仿生水草作为生物接触氧化池填料,在微气泡曝气环境下处理模拟生活污水。结果表明,微气泡曝气下,稳定期生物接触氧化池对COD、氨氮、TN的平均去除率分别为86.1%、78.7%、69.8%,明显高于传统曝气(COD、氨氮、TN的平均去除率分别为76.2%、60.9%、54.1%)。仿生水草具有较强的生物富集能力,微气泡曝气下仿生水草表面挂膜生物量达16.45μg/g,生物活性达81.16μg/g,硝化细菌数量达2.8×10~(10)个/g,硝化菌群的平均相对丰度达29.7%。微气泡曝气可以提高氧传质效率,仿生水草表面富集的高浓度硝化细菌可以强化硝化反硝化过程,两者均有助于提升生物接触氧化池的出水水质。     

城市人工湖的生态治理

为探究城市人工湖生态治理方式,依据水生生物食物链及生物操纵理论,人为对成都锦城湖2号湖进行水生态系统构建;对建成后2号湖的水质及水生植物群落演替进行跟踪监测和分析,评价生态治理效果。结果表明,采用以人为构建各营养级的水生态修复技术,对人工湖水质净化具有良好的效果,运行第1年(2013年)去除氮磷量分别达到7.28 t和0.25 t,水体透明度一直维持在较高的水平,未出现藻类水华现象;运行第2年1—7月削减氮、磷量也分别达到5.6 t和0.29 t,但由于人为因素及高污染负荷的影响,水质出现恶化现象。锦城湖2号湖水体生态建设对于类似人工水体的水质改善和生态工程建设有重要的参考意义。     

水生植物配植对景观水体藻类水华的抑制

针对湖岸和湖底进行了硬化处理的景观水,采用盆栽的方法进行沉水植物种植,并与种植池内的挺水植物配植来抑制藻类水华的暴发。野外实验选择在玉渊潭公园的北门和新建小湖进行,种植的沉水植物有穗花狐尾藻(Myriophyllum spicatum)、大茨藻(Najas marina)和小茨藻(Najas minor),挺水植物有菖蒲(Acorus calamus)、水葱(Scirpus validus)、千屈菜(Lythrum salicaria)、再力花(Thalia dealbata)和荷花(Lotus)。结果表明,在2016年采取水生植物生态修复后,北门、新建小湖的叶绿素a浓度总体低于未进行水生植物修复的东西湖,尤其是在8月,东西湖叶绿素a高达131.8μg/L时,北门和新建小湖的叶绿素a分别为45.4、28.6μg/L。与东西湖相比,只种植挺水植物的引水湖的叶绿素a有时会低于东西湖,但抑藻效果不稳定。4个湖水的COD、TN和TP处于《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)的Ⅳ至Ⅴ类,修复后改善不明显,但水体透明度显著提高。湖水的三维荧光测定结果显示,只有种植沉水植物的湖水在激发波长(Ex)/发射波长(Em)=255nm/410nm附近出现荧光峰,显示沉水植物在藻华抑制中发挥了主要作用。     

夏季富营养化滆湖中沉水植物群落重建及水质净化效果

通过滆湖原位围隔试验分析了不同单种及混种沉水植物群落随环境变化的生长状况及对水质的净化效果.结果表明:(1)夏季,沉水植物生物量的平均值与透明度/水位存在显著线性相关性,进一步表明沉水植物的生长在很大程度上依赖于光强和水深.(2)各植物区(除马来眼子菜区外)的高锰酸盐指数、TN高于空白对照区.(3)对比空白对照区,苦草...     

长荡湖沉积物重金属污染特征及生态风险评价

为明确长荡湖重金属污染特征及生态风险,于2018年9月至2019年8月采集长荡湖入湖河流、湖泊水体及表层沉积物样品,分析8种重金属(Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Pb和Hg)含量,采用正定矩阵因子(PMF)模型和主成分分析多元线性回归(PCA-MLR)模型对湖泊重金属污染来源进行解析,评估长荡湖沉积物重金属污染程度及风险等级。结果表明,8种重金属有7种超出江苏省土壤环境本底值,秋季长荡湖沉积物中重金属含量普遍较低。Cr、Cd、Zn和Ni的分配系数较高,现阶段不易从沉积物中释放到水体中,但由于Cd多为可交换态且在沉积物中含量较大,因此仍具有从沉积物中释放到水体中的潜力;Cu、As和Hg的分配系数较低,具有从沉积物中释放到水体中的潜力。Hg、Cd、As和Cu污染来源中农业生产占比最高,Pb和Zn交通污染占比最高,Ni自然来源占比最高,Cr工业活动占比最高。长荡湖春季和夏季受重金属污染程度更高,Cd和Hg的生态风险较高,需重点关注。     

Cd、Pb复合污染下柠檬酸对龙葵修复效率及抗氧化酶的影响

植物修复土壤重金属被普遍认为是清洁、经济的生物修复方法。为了提高生物修复土壤重金属污染的效率,在室内盆栽实验中添加柠檬酸作为螯合剂促进龙葵对重金属的吸收,并研究其生理活性的变化。结果表明:当添加柠檬酸浓度为10 nmol/kg时,龙葵生物量显著提高(P<0.05),各部分生物量表现为:茎>叶>根;随着柠檬酸浓度的增加,龙葵对重金属Cd的吸收量显著(P<0.05)增加,在10 nmol时总吸收量最大,为229.85μg/g DW;龙葵对Cd、Pb的富集系数均在柠檬酸浓度为5 nmol/kg时达到最大;Pb吸收量随柠檬酸浓度增加表现出先增大后减小的趋势;添加柠檬酸促进了龙葵对Cd的吸收,增强了抗氧化酶活性,而对Pb的吸收效果不明显。     

螺、蚌对污水处理厂再生水环境的改善稳定作用

通过选用昆明市第五污水处理厂的一级A标出水和水处理厂外排污泥作为静态实验环境,研究不同混养密度下铜锈环棱螺、椭圆背角无齿蚌对污水处理厂再生水环境的净化性能,筛选出净化效果较好的放养密度。结果表明:放养30 d,铜锈环棱螺、椭圆背角无齿蚌对污水处理厂再生水环境的水质、底质均有一定的净化作用,扣减空白对照影响,水中COD、TP、NH3-N及底泥有机质平均去除率分别为22.26%、26.10%、25.60%和25.69%,底泥厚度平均减少3.8 cm;与对照相比,放养螺蚌45 d内水均能清澈见底,透明度均>70 cm,能明显稳定水体透明度,改善水环境。综合螺蚌生长适应性和净化效果考虑:污水处理厂再生水静态环境中,螺蚌混养密度应≤3 000 g/m3,在2 000～2 500 g/m3为宜,其中铜锈环棱螺的最适放养密度在400 g/m3,椭圆背角无齿蚌为1 600～2 100 g/m3。     

西湖北里湖沉积物磷形态分布及其与间隙水磷的关系

杭州西湖是典型的富营养化浅水湖泊。经过环湖截污等工程措施,影响西湖的外污染源得到有效的治理,但西湖仍处于富营养化状态。在外污染源得到控制后,富含营养盐的沉积物成为西湖水质改善的主要限制因子。通过研究西湖北里湖沉积物中磷的赋存形态和丰度、间隙水磷含量垂向时空分布特征,分析沉积物磷形态与间隙水磷含量的相关性,探讨内源磷对西湖北里湖营养盐的贡献作用。结果表明,北里湖沉积物中活性磷含量较低,不同磷形态及其含量在垂向上呈现一定的波动,没有表现出明显的规律。间隙水总可溶性磷(TDP)和PO34-含量随沉积物深度的变化不明显,但其含量总体在垂向上都有先升高后降低的趋势,与沉积物中各形态磷均具有一定的正相关性。因此,沉积物磷对水体富营养化具有一定的贡献。     

基于环境流体动力学模型的蠡湖补水方案数值模拟

为提高蠡湖水体透明度,无锡市拟将太湖水处理后对蠡湖进行生态补水。利用环境流体动力学(EFDC)模型,通过建立悬浮物浓度和透明度的关系,模拟不同补水工况下蠡湖悬浮物浓度随时间变化规律,预测生态补水对蠡湖透明度的改善效果。分别对不同进水流量(7.5、15.0、22.5 m³/s)、出水点(梅梁湖泵站与曹王泾泵站)流量分配比例(1.0∶1.0、1.5∶1.0、2.0∶1.0)下的补水效果进行了模拟。结果表明,在同一进水流量下,分配比例为1.5∶1.0时效果最佳,此时全湖悬浮物平均浓度下降较快,在此分配比例下若达到相同透明度0.71 m,进水流量7.5、15.0、22.5 m³/s工况下分别需要补水27、13、9 d;如果在蠡湖A区(退渔还湖区)建设挡水墙,可以大幅提升补水效果,缩短补水时长,平均透明度可提高至1 m左右,研究结果为确定补水工程建设规模和运行方式提供了依据。     

长江口及其附近海域底栖生物生态调研

对长江口及其附近海域底柄生物的种类、生物量及栖息密度的分布和群落结构进行了叙述和讨论.调查结果表明,调查海域共获底栖生物100种;主要底栖生物的生物量平均为9.55 g/m~2,生物量组成以棘皮类、多毛类占绝对优势,分别占50.3%、29.5%;栖息密度平均为71.8个/m~2.底柄生物种类组成,按生态特征划分为白虾群落、织纹螺群落.分析各站位Shannon-Weaver指数的结果显示,调查海域表现出生物多样性低及分布不均匀等特点.     

腐殖填料生物滤池氨氮降解特征

根据腐殖填料生物滤池及石英砂普通生物滤池的氨氮去除效率、表面水力负荷及微生物量差异,比较两者氨氮降解速率及比降解速率,对腐殖填料生物滤池的氨氮降解特征进行分析。结果表明,在相同运行方式及外界环境下,腐殖填料滤池表面水力负荷数倍于石英砂普通生物滤池;腐殖填料生物滤池单位体积平均氨氮降解速率高达31.5 g NH4+-N/(m3.d),是石英砂普通生物滤池的5.4倍;腐殖填料生物滤池氨氮比降解速率为4.1×10-2μg NH4+-N/(g微生物碳.d),约为石英砂普通生物滤池的4倍。腐殖填料生物滤池能负载较高的生物量,抗堵塞性能较强,系统内特异微生物对氨氮降解能力较高,是一种优良的降解氨氮的生物滤池。