南四湖浮游硅藻季节性演替及其与环境因子的相关性

为研究南水北调东线工程调水对南四湖硅藻藻密度、种群结构变化的影响,于2010年5月—2013年4月在南四湖进行逐月采样,应用NMDS(non-metric multi-dimensional scaling,非度量性多元标度)分析硅藻种群组成的相似性,并通过冗余分析和Pearson相关性分析研究了硅藻种群结构和环境因子间的相关性. 结果表明:①共检出硅藻23属69种,硅藻藻密度在14.3×104~663.2×104 L-1之间,呈明显的季节性变化,表现为冬春季大于夏秋季;②硅藻种群演替呈明显的季节性变化,冬春季主要以冷水种尖针杆藻(冬春季所占比例分别为15.3%、24.0%)为主,夏秋季则以暖水种扭曲小环藻(夏秋季所占比例分别为17.8%、19.1%)为主;③氮磷营养盐水平、pH和表层水温是影响南四湖硅藻种群变化的主要环境因子. 南四湖硅藻种群对于环境因子变化的反应较为灵敏,可作为南四湖水质的潜在指示工具进行长期研究.      

长江源区浮游植物群落特征研究

为研究长江源区浮游植物群落特征,作者于2017年5月初、8月初和9月底对长江源区干流及其支流浮游植物进行了调查。结果表明:共记录浮游植物8门175种,其中硅藻门、绿藻门和蓝藻门分别占总种类数的57.1%、21.1%和16.6%;舟形藻(Navicula sp.)、桥弯藻(Cymbella sp.)、针杆藻(Synedra sp.)、等片藻(Diatoma sp.)、异极藻(Gomphonema sp.)、曲壳藻(Achnanthes sp.)等河流型硅藻为长江源区优势种。密度介于5.3×10~4～216.8×104cells/L,平均密度为67.2×10~4cells/L,整体呈现支流高于干流的趋势。浮游植物密度、Shannon-Wiener多样性指数和Margalef指数显示长江源区整体水质良好。Pearson相关性和RDA分析表明总氮是影响长江源区浮游植物分布的主要环境因子。该研究对长江源区水生态保护提供重要的理论依据和数据支撑。     

羟基自由基快速致死水华针杆藻的研究

库区、河流富营养化加剧,水华频繁爆发形成的高藻水已严重威胁饮用水的安全.本文利用大气压强电离放电高效生成的氧活性粒子(OASs),通过高压射流器将其注入到处理高藻水的主管路中,生成羟基自由基(·OH),同时·OH对引起水华的针杆藻(Synedra sp.)进行杀灭.采用荧光染色、测定光合能力等生物学方法,确定·OH致死针杆藻的阈值浓度及致死时间.结果显示,当初始藻细胞密度为10×104、50×104和100×104cells·m L-1,致死阈值浓度分别为0.25、0.71和1.18 mg·L-1,而最大光量子产率Fv/Fm的值在1 s内由0.50迅速减小为不能检出,表明可在运输高藻水的管路中完成·OH的处理过程.本研究表明,·OH快速致死的方法可高效地处理高藻水.     

天目湖沙河水库浮游植物群落结构的时空异质性

为揭示水库浮游植物群落结构的时空异质性,以江苏省溧阳市天目湖沙河水库为例,基于8年逐月浮游植物群落结构及相关环境因子的连续监测结果,分析了水库河流区、过渡区及湖泊区浮游植物群落结构的季节差异及影响因素.结果表明,空间上营养盐、浊度和悬浮颗粒物等关键水质指标及浮游植物叶绿素a含量均呈现河流区过渡区湖泊区的现象,透明度呈现河流区过渡区湖泊区的现象,其中河流区的各环境因子与过渡区和湖泊区的空间差异显著(ANOVA,P0.05),而过渡区与湖泊区之间仅在透明度、浊度、悬浮颗粒物等物理参数方面差异显著;同样,浮游植物生物量上也呈现河流区过渡区湖泊区的现象,其中河流区与过渡区、湖泊区之间差异显著(ANOVA,P0.05),而过渡区与湖泊区之间则无显著性差异;但在浮游植物的优势属方面,河流区、过渡区、湖泊区基本一致,仅隐藻门生物量在河流区、过渡区、湖泊区具有显著性差异(ANOVA,P0.05),呈现河流区过渡区湖泊区的特征.不同季节之间浮游植物群落结构差异较大:生物量在夏季最高,冬季最低;优势属在春季以针杆藻(Synedra)、小环藻(Cyclotella)、隐藻(Cryptomonas)和曲壳藻(Achnanthes)为主,夏季以针杆藻、隐藻、尖头藻(Raphidiopsis)、席藻(Phormidium)为主,秋季以隐藻、针杆藻、尖头藻、束丝藻(Aphanizomenon)为主,冬季以隐藻、针杆藻、曲壳藻和小环藻为主;其中针杆藻、隐藻为全年优势属.统计分析表明,水温、总磷、透明度是浮游植物时空差异的主要影响因子.研究表明,对于沙河水库这种换水周期为4个月的大(Ⅱ)型水库,虽然浮游植物总生物量在空间上有显著性差异,但群落组成上仅隐藻属的空间差异显著,多数浮游植物群落结构在空间分布差异较小,当浮游植物群落结构调查时可以适当减少观测点位,提高采样频次,以提高水库环境监测的样品代表性.     

南水北调东线山东境内调蓄湖库蓝藻种群分布特征及环境驱动因子

为掌握南水北调东线山东境内调蓄湖库在工程运行前后蓝藻种群的分布情况及其环境驱动因子,于2010～2019年的5～11月对南四湖、东平湖、大屯水库、东湖水库和双王城水库进行藻类和水环境调查.共检出浮游蓝藻44种,其中丝状蓝藻23种.湖泊假鱼腥藻、拉氏拟柱孢藻、铜绿微囊藻和惠氏微囊藻在各调蓄湖库的检出频次和密度均较高,是主要有害蓝藻种.通过分析各调蓄湖库蓝藻种群的分布特征,发现丝状蓝藻在水力扰动较大水体中的生长优势较为明显,应成为日后调蓄湖库蓝藻风险防控的重点.Pearson相关性分析和广义线性拟合曲线结果显示,总氮、总磷、水温和水深是影响调蓄湖库主要有害蓝藻种生长的主要环境驱动因子.氮磷营养盐对于有害蓝藻种的生长具有显著的促进作用.湖泊假鱼腥藻具有良好的温度适应性,在夏初秋末仍能成为优势种,而当水温大于25℃时,拉氏拟柱孢藻、铜绿微囊藻和惠氏微囊藻具明显的生长优势.此外,较小的水深更利于拉氏拟柱孢藻的生长.建议在加强控制湖库氮磷营养盐输入的基础上,在夏初和秋末对湖泊假鱼腥藻进行重点监控,并在高温时期密切关注浅水区拉氏拟柱孢藻的生长情况,保障水质安全.     

太子河流域硅藻群落与驱动因子的定量关系

定量研究水生生物对水环境参数的适宜值是评估栖息地质量和维持生物完整性的主要途径. 以辽宁省太子河流域为研究范例,选择Y(优势度指数)大于0.000 1的硅藻为研究对象,结合水环境参数,采用CCA(典范对应分析)、CART(分类回归树)和WA(加权平均回归分析)等方法,分析硅藻与水环境因子的关系,并计算硅藻对驱动因子的最适值. CCA结果表明,IOS(底质指数)、ρ(TDS)(TDS为总溶解固体)和ρ(COD_Mn)是硅藻群落的驱动因子;CART预测结果表明,IOS高的水环境硅藻密度高于IOS低的水环境,ρ(TDS)和ρ(COD_Mn)低的水环境硅藻密度高于ρ(TDS)和ρ(COD_Mn)高的水环境;WA结果显示,96种硅藻对IOS、ρ(TDS)和ρ(COD_Mn)的最适值范围分别为1.00~6.44、60.29~820.30 mg/L和0.46~2.89 mg/L. 钝端菱形藻解剖刀变种和尖端菱形藻适宜栖息于IOS较低而ρ(COD_Mn)较高的水环境, Gomphonema trancatum和肿大桥弯藻则适宜栖息于IOS较高的水环境;缠结异极藻二叉变种和尖细异极藻适宜栖息于ρ(TDS)较高的水环境,弧形峨眉藻和克洛钝脆杆藻则适宜栖息于ρ(TDS)较低的水环境;弧形峨眉藻和隐头舟形藻威蓝变种适宜栖息于ρ(COD_Mn)较低的水环境. 针杆藻和桥弯藻对IOS的最适值高于舟形藻和菱形藻以及其他藻种,96种硅藻对ρ(TDS)和ρ(COD_Mn)的最适值均表现为菱形藻和异极藻较高、针杆藻和桥弯藻较低.      

羟基自由基快速杀灭典型水华藻的研究

以典型水华藻铜绿微囊藻、针杆藻和四尾栅藻为研究对象,利用大气压强电离放电高效生成的羟基自由基(·OH)对3种藻进行杀灭.采用荧光染色、流式细胞仪和光合活性等生物学方法,确定?OH杀灭的阈值浓度和时间,并观察细胞形态变化.结果表明,当混合藻中铜绿微囊藻、针杆藻和四尾栅藻的初始藻密度分别为19.5×104、21.8×104和4.90×104cells/m L时,?OH杀灭的阈值浓度为1.07mg/L,致死时间为4.5s;形态观察结果表明,处理后各种藻的形态是完整的,无内溶质溢出.因此,采用·OH可实现高效快速杀灭水华藻,有效保障饮用水安全.     

2015~2020年洪泽湖浮游植物群落结构及其环境影响因子

洪泽湖是南水北调东线工程的重要调蓄湖泊,在气候调节、防洪防汛等方面起着重要的作用.为研究洪泽湖浮游植物群落结构演替及与环境因子的关系,了解“十年禁渔”前洪泽湖生态系统状况,于2015～2020年进行了逐月监测.研究期间,总氮(TN)年平均浓度从2017年之后呈显著下降趋势,总磷(TP)和化学需氧量(COD)总体呈下降趋势,水温无明显变化趋势,水深和透明度从2015～2018年上升,之后显著下降.调查期间共鉴定有浮游植物8门102属310种,浮游植物优势门类主要包括绿藻门和硅藻门,其次为蓝藻门和甲藻门.主要优势属为栅藻(Scenedesmus)、直链藻(Aulacoseira)、隐藻(Cryptomonas)、小环藻(Cyclotella)、四角藻(Tetraedron)、微囊藻(Microcystis)和长孢藻(Dolichospermum).非度量多维尺度分析方法(NMDS)表明,洪泽湖浮游植物群落结构组成在不同年份、不同季节和不同采样区域有显著差异,其变化主要是浮游植物的优势种属间再分配.NMDS分析结果显示,洪泽湖浮游植物群落结构变化与水温、 TN、 TP、水深和透明度等因素有关...     

水文气象因素对东南山区水库硅藻异常增殖的影响

硅藻异常增殖是影响我国许多水库水质安全的生态灾害.为揭示水库硅藻异常增殖的影响因素,以我国东南丘陵地区大(Ⅱ)型水库天目湖沙河水库为例,基于8年逐月浮游植物群落结构及相关环境因子的监测,分析了硅藻(Bacillariophyta)及其优势属生物量与温度、降雨、水位、营养盐等环境因子之间的关系.结果表明,春季硅藻及其优势属的生物量主要受温度的影响,与水文、营养盐关系较弱;不同硅藻优势属与水温的关系差异较大:针杆藻(Synedra)的最佳生长温度为27℃,小环藻(Cyclotella)与曲壳藻(Achnanthes)的最佳生长温度为19℃,直链藻(Melosira)适合在低温下生长,生物量随温度升高而降低;硅藻生物量与环境因子的多元统计分析表明,硅藻总生物量、针杆藻和曲壳藻等优势属生物量峰值与降雨量显著性正相关(P0.05),小环藻生物量峰值与总磷、降雨量和水位显著性正相关,而与换水率显著性负相关,直链藻生物量峰值与总磷显著性正相关.年度硅藻峰值强度可以用降雨量强度和时间、冬春季的积温和溶解性总磷浓度等综合因素拟合预测.研究表明,对于我国东南丘陵山区中营养水平的水库而言,硅藻优势属的异常增殖事件受水文气象因素异常事件的影响较大,相比较而言对氮磷营养盐响应偏弱;在防控水库硅藻异常增殖灾害方面,除了积极开展流域营养盐削减措施之外,应当密切关注极端天气综合影响,采取相应的水文调节措施,开发切实有效的灾害预警技术.     

温带季节性分层水库浮游植物功能类群的时空演替

为探究我国北方温带季节性分层水库浮游植物群落结构的时空演替特性,于2014年7月~2015年6月对山东枣庄市水源水库周村水库进行每月2次的分层采样分析,采用Renolyds和Padisák等提出的功能类群划分方法对水库浮游植物群落进行分类,并结合水库水文、水质,分析优势功能类群时空演替规律及其主要环境影响因子.结果表明:周村水库共检出浮游植物112种,隶属于7门63属,可划分为18个功能群类.周村水库浮游植物功能类群演替具有明显的季节性分布特性:其中夏秋季热分层期主要以鞘丝藻(Lyngbya sp.)、螺旋藻属(Spirulina sp.)等丝状蓝藻为代表的S₁功能类群占优势,而冬季混合期以梅尼小环藻(Cyclotella meneghiniana)、针杆藻(Synedra sp.)等能适应低温、弱光的C+D功能类群为优势群落;浮游植物功能类群分布在垂向上并无较大差异.冗余分析(RDA)显示:热分层、降雨量和水温是影响浮游植物功能类群时空演替的主要环境因子.     

中国主要淡水湖泊沉积物中重金属生态风险研究

根据我国主要湖泊表层沉积物中重金属Cr、Cd、Hg、As、Pb、Zn、Cu的污染情况,对沉积物中的重金属分别采用潜在生态风险指数法与地积累指数法进行评价。结果表明:两种方法评价结果基本一致。滇池、红枫湖重金属污染最严重,鄱阳湖、洞庭湖与洪泽湖次之。严重的生态风险不存在,但是Cd在鄱阳湖、滇池和太湖中具有一定的潜在威胁;太湖、巢湖、南四湖重金属潜在生态风险较低。     

南四湖表层底泥有机质及氮磷时空比较分析

依据2006、2007、2010和2011年4次南四湖水质与底质空间分布监测数据,采用综合统计与比较方法对南四湖表层底泥有机质及氮磷的时空变化特征进行分析研究。结果表明,南四湖湖区底泥有机质、TN和TP含量的平均值依次为4.12%、0.27%和0.088%,南四湖底泥有机质、TN和TP含量总体处于较高水平。2010-2011年比2006-2007年枯水期南四湖湖区底泥有机质和TN含量有所下降,但底泥TP含量有所升高;南四湖分湖区底泥有机质、TN和TP含量的平均值都呈现由北向南递减趋势,但底泥有机质和TN含量在昭阳湖(下)出现最小值而后回升再递减,底泥TP含量递减幅度较小;老运河和洸府河口底泥有机质、TN和TP含量的平均值远高于其它河口及湖区平均值;2011年监测南四湖入湖河口底泥有机质、TN和TP含量的平均值与湖区底泥相应含量的比值依次为0.63、0.50和0.96,湖区平均高于入湖河口底泥的相应含量,说明南四湖湖内底泥对有机质、TN和TP的富集作用比较突出。     

江苏西部湖泊沉积物营养盐赋存形态和释放潜力差异性分析

为了探索湖泊沉积物对上覆水中氮磷营养盐特别是磷(P)浓度的影响,研究了江苏西部10个湖泊沉积物P形态、吸附解吸作用和间隙水、上覆水之间扩散通量.对P形态的分级提取研究表明,各湖泊沉积物中P以无机磷为主,无机磷中生物可利用P占总磷(TP)比例较低.与苏北西部湖泊相比,苏南西部湖泊沉积物中Fe-P含量相对较高.江苏西部湖泊沉积物中氮主要以NH4+-N扩散为主,且大部分湖泊氨由上覆水向沉积物扩散,而洪泽湖、石臼湖和玄武湖NO3--N由沉积物向上覆水扩散.偏酸(pH<4)和偏碱(pH>10)条件下均有利于湖泊沉积物P的释放,除玄武湖外,其他湖泊在偏碱条件下P的释放量大于偏酸条件.沉积物对P吸附量随着温度的升高而增大,通过修正的Langmuir方程对湖泊沉积物磷吸附等温线进行拟合得到最大吸附量(Qm)、Langmuir吸附常数(k)与原有吸附态P(QNAP)参数,结果显示洪泽湖和玄武湖沉积物对P的最大吸附量较小,较易发生内源P释放.     

环境因子对湖泊沉积物碱性磷酸酶活性的影响

文章对云龙湖和骆马湖2种不同类型湖泊沉积物的碱性磷酸酶进行了测定,分析了水体理化特性、季节变化及水生植物对湖泊沉积物碱性磷酸酶活性的影响,结果表明:pH值、温度对沉积物碱性磷酸酶活性影响较大,呈显著正相关(r=0.220,P70.05;r=0.478,P70.01),而DO值的影响较小,相关不显著;随着季节的变化,云龙湖沉积物碱性磷酸酶活性变化较明显,其变化规律为夏季>秋季>冬季>春季,夏季最高,为330.27 mg/(kg·h),春季最低,为154.65 mg/(kg·h);随着季节的变化,水体pH、DO变化较小,分别为8.12～8.50、6.84～8.47 mg/L,温度变化较大,为3.3～26.5℃;水生植物对骆马湖沉积物碱性磷酸酶活性影响较大,有草区均大于无草区且有草区碱性磷酸酶活性随季节变化显著。因此,水体理化特性、季节变化及水生植物等环境因子对不同湖泊沉积物中碱性磷酸酶活性有重要影响。     

淮河下游湖泊表层水和沉积物中PPCPs分布特征及风险评估

为了解淮河下游湖泊(洪泽湖和高邮湖)表层水和沉积物中药品及个人护理品(PPCPs)的赋存特征及生态风险,采集了23个采样点的43个表层水和沉积物样品,检测了样品中的61种PPCPs,分析了洪泽湖和高邮湖PPCPs的浓度水平空间分布,计算了典型PPCPs在研究区水/沉积物系统的分配系数,并利用商值法对目标PPCPs的生态风险进行评价.结果表明,洪泽湖和高邮湖表层水中∑PPCPs浓度分别是1.56～2 534.44 ng·L^-1和3.32～1 027.47 ng·L^-1,沉积物中∑PPCPs含量分别是1.7～926.7 ng·g^-1和1.02～289.37 ng·g^-1,其中表层水中林可霉素(LIN)浓度最高,沉积物中强力霉素(DOX)含量最高,都以抗生素类药物为主要组分;PPCPs空间分布呈现洪泽湖高、高邮湖低的特征;分配特征表明研究区域典型PPCPs更倾向停留在水相,lgK_oc和lgK_d之间具有显著相关性,表明沉积物中总有机碳(TOC)对典型PPCPs在水...     

长江中下游草型湖泊浮游植物群落及其与环境因子的典范对应分析

2011年9月对长江中下游的4个草型清水湖泊(龙感湖、梁子湖、斧头湖及保安湖)的浮游植物群落进行了调查,共检出浮游植物7门231种,浮游植物主要由蓝藻、硅藻和绿藻组成.4个湖泊均处于中营养状态,出现的主要浮游植物有窝形席藻、肘状针杆藻、小席藻、小型黄丝藻等.运用典范对应分析(canonical correspondence analysis,CCA)对调查范围内的每个湖泊所有采样点的主要浮游植物与8个环境因子关系进行研究.结果表明,pH值和总磷是影响长江中下游4个典型草型湖泊浮游植物群落分布的主要环境因子.     

江苏省西部湖泊水环境演变过程与成因分析

根据江苏西部主要湖泊水环境质量实测数据,采用综合营养状态指数〔TLI(Σ)〕法对其富营养化程度进行综合评价,结果表明,目前江苏西部大部分湖泊处于富营养化状态.其中,白马湖富营养程度最低〔TLI(Σ)为45.16〕,处于中营养;玄武湖营养程度最高(61.93),属于中度富营养.洪泽湖和邵伯湖的水质为劣Ⅴ类,其他湖泊除白马湖外水质均处于Ⅳ～Ⅴ类之间.从近年江苏西部湖泊的水质变化看,只有骆马湖和玄武湖水质呈现转好的趋势,ρ(TN)和ρ(TP)有所下降.大部分西部湖泊水质呈恶化趋势,洪泽湖、高邮湖和固城湖ρ(TN)不断上升,邵伯湖和石臼湖ρ(TP)也不断上升.不同湖泊水环境变化的成因有所不同,洪泽湖水质受上游河流污染以及农业面源污染影响较大.由于江苏西部湖泊的地理、水文和环境条件的差异,不同湖泊存在不同的营养盐基准.相对于非过水性湖泊,洪泽湖等过水性湖泊的氮磷营养物基准相对较高.      

洪泽湖湿地生态系统特征及存在问题

洪泽湖我国五大淡水湖之一,其湿地生态系统对淮河下游以及南水北调东线工程的水环境质量有重要的调节功能,由于受过境客水和季风气候的影响,形成5种湿地类型,且湿地生物多样性和生物资源极其丰富。文章在分析洪泽湖湿地生态多样性特征的基础上,分析了洪泽湖湿地存在生物多样性减少、湿地功能减退、水质下降等多种生态环境问题,认为洪泽湖湿地水位剧变、水质恶化等人为因素和自然因素是导致洪泽湖湿地功能和生物多样性退化的主要原因。     

洪泽湖浮游动物时空分布特征及其驱动因素

洪泽湖是我国第四大淡水湖,承担着周边的工农业用水以及为人类提供渔业资源等重要功能.研究洪泽湖浮游动物群落结构变化可为洪泽湖生态环境的科学管理提供理论依据.通过2017年3月至2018年2月的逐月调查数据,结合洪泽湖浮游动物的种类组成、密度和生物量的时空变化,以及群落多样性和优势种的季节变化特征,并运用典范对应分析等方法探讨了洪泽湖浮游动物的时空变化与环境因子的相互关系.群落结构分析表明,洪泽湖浮游动物年均密度为383.87 ind·L^-1,年均生物量为1.36 mg·L^-1.洪泽湖浮游动物群落结构时空变化较大,时间上夏季浮游动物群落结构波动较大,秋季浮游动物密度与生物量均达到最大值,冬季浮游动物群落结构最为简单;空间上成子湖和溧河洼浮游动物较为丰富,差异较小,过水区浮游动物较少且变化较大.典范对应分析表明,洪泽湖浮游动物群落结构的时空变化与水位、总磷、水温和总氮等因素显著相关.不同时间浮游动物群落结构变化的主导因素不同,夏季主导因素是水位与水温;秋冬季主导因素是水温、营养盐及叶绿素等.不同湖区点位集中程度不同,过水区分布的更为分散,浮游动物群落结构差异较大,成子湖和溧河洼分布的相对集中,浮游动物群落结构差异较小.水位波动对浮游动物群落结构的变化影响最大,表现在水位波动会直接影响浮游动物群落结构,同时也会通过影响水质而间接影响浮游动物群落结构.