白洋淀沉水植物群落时空变化及影响因素

白洋淀是华北地区最大的浅水湖泊,对于维护雄安新区生态安全具有重要意义. 基于2010年、2019年白洋淀沉水植物群落和主要环境因子的采样调查数据,分析沉水植物群落组成、分布变化及其与水位和水质之间的关系,并采用沉水植物群落质量指数(SMQI)评价淀区沉水植物群落质量状况,采用综合污染指数(WQI)评价淀区水质状况. 结果表明:与2010年相比,2019年白洋淀沉水植物种类数由10种变为9种,优势种由金鱼藻(Ceratophyllum demersum)、篦齿眼子菜(Potamogeton pectinatus)、轮藻属一种(Chara sp.)变为金鱼藻、篦齿眼子菜、狸藻(Utricularia vulgaris)、穗状狐尾藻(Myriophyllum spicatum);金鱼藻出现频率无明显变化,篦齿眼子菜、狸藻、穗状狐尾藻和大茨藻(Najas marina)出现频率明显增加,马来眼子菜(Potamogeton malaianus)、轮叶黑藻(Hydrilla verticillata)出现频率有所减少;大部分淀泊沉水植物群落质量有所提升,SMQI平均值从3.87升至4.98,淀区中部和东部的沉水植物群落质量普遍好于西部府河、孝义河入淀口附近;几乎所有淀泊水质都明显好转,WQI平均值从2.80降至0.77,尤其是入淀口至北部烧车淀区域水质改善明显. 冗余分析显示,沉水植物群落分布与总磷、叶绿素a浓度均呈显著相关,其次是水深和透明度. 沉水植物与水深、透明度的关系分析表明,冬春季补水不利于沉水植物的萌芽与生物量增长,且2019年白洋淀水位超出沉水植物适生范围(水深/透明度<3). 沉水植物与水质的关系分析表明,白洋淀已无藻型浊水区,因此具备沉水植物自然修复的水质基础. 建议白洋淀在实施生态补水时考虑沉水植物的光合特性与生活史规律,并针对沉水植物生物量较高的淀泊实施平衡收割.      

雄安建设初期白洋淀水质时空差异及其对降雨和土地利用的响应

为查清雄安建设初期白洋淀水质状况,基于白洋淀2020年12月至2021年11月的6个代表性监测点的水质数据,采用土地利用类型遥感解译、 Pearson相关分析、综合污染指数和主成分分析等方法,对白洋淀水质的时空分布特征及其对降雨和不同空间尺度下土地利用结构的响应关系进行了研究.结果表明：(1)白洋淀水质在春季最好,夏季最差.入淀区南刘庄处营养物质污染最重,受府河影响较大;生活区采蒲台处有机物污染最重.(2)五点综合污染指数呈现：南刘庄>烧车淀>光淀张庄>采蒲台>圈头,主要超标污染物为TN,污染指数1.55已达到重度污染水平.白洋淀水质较雄安新区建设前明显好转.(3)1.5 km缓冲区内建设用地和耕地对浊度、 NH⁺₄-N和TP影响最大.芦苇湿地作为截流吸收污染物的“汇”的同时,在800 m缓冲区内也是污染物的“源”,释放氮营养盐.(4)雨季各指标与土地利用的相关性低于非雨季,是由于雨季上游水库泄水的稀释作用,减弱了降雨径流中污染物对白洋淀水质的影响.     

白洋淀水体富营养化和沉积物污染时空变化特征

雄安新区成立以后,在白洋淀流域实施了一系列污染综合整治措施.为评估白洋淀污染状况并识别主要污染来源,本文在淀内采集了30个水体样品和29个沉积物样品,分析了水体中的COD、TP、TN、NH~+_4-N和Chla这5项指标和沉积物中TN、TP和重金属(Cd、Zn、Cu、Pb、Ni、As和Cr),结合历史监测数据分析了白洋淀污染时空分布特征及其影响因子.结果表明, 2019年白洋淀淀内水体整体处于富营养化状态, 30个采样点中"轻度富营养化"点位8个,"中度富营养化"16个,"重度富营养化"6个,与1991～2017年相比,淀区北部地区多数点位的营养程度明显下降,污染整治措施基本上遏制了水体污染加重趋势.沉积物营养盐污染依然严重,TN含量在1 483.7～14 234.1 mg·kg~(-1)之间,平均值为5 054.9 mg·kg~(-1),变异系数高达46.5%,TP含量在360.3～1 964.4 mg·kg~(-1)之间,平均值为925.4 mg·kg~(-1),变异系数为25.7%.重金属地累积指数计算表明沉积物中I_(geo)平均值均小于1,属于清洁或轻度污染,主要污染物为Cd、Zn和Cu.重金属生态风险除部分点位(L3、L21、L28和L29)处于重度和严重生态风险等级外,淀区整体处于中等风险水平.整体上,白洋淀水体污染区域正在从北部向南部转移,主要影响因素从外源污染向淀中村和沉积物污染引起的内源污染转变.     

白洋淀水生态综合调控决策支持系统设计

在充分挖掘白洋淀污染源控制、富营养化与沼泽化治理、长效生态节水及流域综合管理协调相关研究成果的基础上,以流域水生态系统健康和生态安全保障为目标,设计了集水生态系统健康诊断、水生态安全预警与应急、水量调控、污染物控制、淀区净化、综合调控、知识库子系统于一体的白洋淀水生态综合调控决策支持系统,为白洋淀流域的水生态安全保障提...     

生态应急补水重放明珠光彩

3月1日下午5时,干渴的白洋淀迎来了生命之源。白洋淀1 2孔闸开闸,来自岳城水库的清清漳河水历时半个月,经4 5 7km辗转之后,奔流入淀。“引岳济淀”生态应急补水工程正式通水。1 2 0天后,补水工程输水总量预计为1 5 9×1 0 8m3,可使白洋淀达到生态水位,“华北明珠”将重放光彩。素有“北国江南”、“华北明珠”之称的白洋淀位于河北省保定市以东4 0多公里的安新县,它是大清河中游的天然洼淀,也是华北平原最大的淡水湖泊和为数不多的生态湿地之一,被称作华北地区的寒暑表。白洋淀在调节华北地区的气候,为鸟类和各种水生动植物提供栖地,以及补…     

白洋淀表层沉积物元素的空间特征、风险评价及来源分析

对白洋淀流域表层沉积物中营养元素(N和P)、重金属(Pb、Cu、Zn、Cd、Cr、Co、Ni及Sn)及粒度进行研究,分析元素的空间变化并进行污染和风险评价,在此基础上结合河流的沉积特征,利用多元统计方法分析淀内沉积物元素的来源及其变化规律.结果表明,白洋淀和河流表层沉积物重金属平均含量均高于背景值,淀内空间上呈现营养元素"西北高东南低",重金属"中部高南北低"的特征;表层沉积物中元素综合污染指数(I)大小顺序为:Cd Pb Cr Cu=Zn Ni Sn Co,其中Cd为重度污染,其它重金属为中度污染,枣林庄地区Cr为重度污染;潜在生态危害系数(Eri)大小顺序为:Cd Pb Cu Cr Ni Zn,其中Cd除采蒲台地区具有强潜在生态风险,其他元素具有轻度潜在生态风险.淀内沉积物质地差异较小,流域河流入淀后的面源污染是影响白洋淀表层沉积物元素空间变化的主要原因,但淀内村庄的点源污染也不容忽视,尤其是元素N、P、Pb及Cr.     

白洋淀水文特征变化对湿地生态环境的影响

近半个世纪以来,由于自然气候条件的变化、工农业的开发、城市化崛起和水利工程的修建等,白洋淀湿地水文特征发生了巨大变化。主要表现在流域降雨量、入淀水量的减少,蒸发、渗漏损失增加,淀水位下降,入淀泥沙量减少等。论文在分析湿地水文特征与生态系统结构和功能关系的基础上,深入探讨了白洋淀水文特征变化对湿地生态环境的影响,并以生态、社会、经济协调发展为目的,提出了白洋淀湿地可持续发展管理对策。     

白洋淀府河影响区沉积物营养盐和重金属污染特征及风险评价

根据府河入淀水流的扩散,将府河影响区分为6个片区,2020年10月分层采集48个样点的沉积物,测定并研究白洋淀府河影响区沉积物营养盐和重金属污染特征及风险.结果表明,研究区域沉积物中平均ω（TN）、ω（TP）和ω（TOC）分别为1 841 mg·kg^-1、 769 mg·kg^-1和1.77%.沉积物重金属污染的主要元素为Cd、 Cu、 Zn、 Hg和Pb,分别是区域土壤背景值的3.73、 1.50、 1.42、 1.31和1.31倍.由府河入淀区、南刘庄至下游枣林庄方向,沉积物中TP和重金属（Cd、 Cu、 Zn、 Hg和Pb）含量呈现明显减少规律,而TN和TOC含量没有明显规律.沉积物中TN、 TP、 TOC和重金属（Cd、 Cu、 Zn、 Hg和Pb）主要蓄积在表层0～10 cm.府河入淀、府河-南刘庄和南刘庄片区沉积物TP属于重度污染等级,王家寨和光淀片区沉积物TP属于中度污染等级,枣林庄片区沉积物TP属于轻度污染等级. Cd和Hg是重金属主要污染贡献因子,分别为较重污染和中等污染等级.府河入淀、府河-南刘庄和南刘庄片区沉积物重金属属于...     

多元分析方法在白洋淀水质监测中的应用

应用国家标准《水质一微型生物群落监测-PFU法》获得原生动物群落的特征参数，结合化学指标的监测得到的数据，运用主成分分析和聚类分析等多元分析方法，对枯水期白洋淀水质进行了综合评价。结果表明，枯水期影响白洋淀水质的主要因子是NH3-N、COD、BOD。等。通过聚类分析发现，府河入淀口南刘庄与圈头两个采样点污染最重．表明府河污水仍是白洋淀的重要污染源．同时淀内的人口大村圈头的内源性污染也已产生重要影响。上述结果表明，多元分析方法在PFU法监测中应用能够使监测结果更加明确、简单。     

雄安新区-白洋淀冬季冰封期水体溶解性有机物的空间分布、光谱特征及来源解析

运用三维荧光光谱(EEMs)技术结合平行因子分析法(PARAFAC)以及紫外-可见光谱技术(UV-vis),对雄安新区-白洋淀冬季冰封期不同特征区域水体溶解性有机物(DOM)的空间分布、光谱特征以及来源进行解析.结果表明,冬季冰封期白洋淀水体DOM吸收系数无特征峰,不同特征区域的差异显著;表层水体DOM与底层水体DOM的吸收系数差异不明显;冰封期白洋淀水体的E3/E4均大于3. 5,说明DOM以低腐殖质成分为主,E2/E3为6. 35±0. 72,表明DOM中小分子量的居多,而且SR为1. 33±0. 14均大于1,显示DOM主要为生物源;三维荧光通过PARAFAC解析出3种组分,分别为类酪氨酸(C1)、类色氨酸(C2)和陆源腐殖质(C3);对3个组分进行相关性分析,结果显示C1与C2之间具有显著的相关性(P 0. 001);白洋淀各个特征区域间的DOM总荧光强度和各荧光组分荧光强度呈现显著的差异(P 0. 01); DOM的总荧光强度以及各组分的荧光强度均呈现出唐河入淀口高、烧车淀低的特征,C1+C2是DOM的主要成分;冰封期白洋淀水体的DOM生物源指数(BIX)为1. 23±0. 18,荧光指数FI为2. 30±0. 16 ( 1. 8),表明白洋淀DOM来源于生物活动并且以自生源为主,与腐殖程度指标(HIX)的结果相吻合; PCA结合Adonis分析显示,白洋淀不同区域水体DOM的光谱特征差异明显(P 0. 05),表层与底层的DOM光谱特征相近(P 0. 05);并且组分C1、C2、C3与DOM特征参数(HIX、BIX、Fn280、Fn355)以及水质参数(总氮、高锰酸盐指数、溶解性总磷)构建的多元线性回归方程显著相关性(P 0. 001).综上,通过对冬季冰封期白洋淀各个典型淀区水体DOM光谱特征进行研究,可以为分析白洋淀水体有机物污染特征和白洋淀的水质管理提供技术支持.     

白洋淀污染的主成分分析

在上游多种污染物排放的影响下,白洋淀的污染呈现了富营养化和沼泽化等多种表象。文章以白洋淀为研究对象,采用基于因子分析的主成分分析方法,将白洋淀水质监测数据概括为5个主成分,即:富营养化特征指标、有机物污染指标、藻类生物量指标、生物生长环境指标、水体酸碱度指标。经分析得出:富营养化污染最严重,有机污染次之。文章进一步分析讨论了各主成分的内涵和湖泊的污染净化机理,为白洋淀水体污染的科学治理提供依据。     

白洋淀流域地表水化学特征及控制因素

为探究半干旱区地表水化学特征及物质来源,以白洋淀流域为研究对象,利用Piper三线图和Gibbs水岩模型,对地表水的主要离子组成特征及其来源进行分析。结果表明:白洋淀流域地表水pH为7.56~8.23时,呈弱碱性,且溶解性总固体（TDS,100~650 mg/L）在流域的不同空间区域表现为淀区 > 下游 > 上游。白洋淀流域地表水阳离子以Na+和Ca2+为主,离子总量占比76.60%;阴离子以HCO₃-为主,约占阴离子总量61.52%。地表水的水化学类型为HCO₃-Ca型（上游水体）和HCO₃·SO₄·Cl-Na·Ca型（下游河流和淀区）。白洋淀水文地球化学过程受到人类活动和自然作用的双重控制;自然作用下,白洋淀流域地表水中的离子来源于岩石风化（碳酸盐岩及硅酸盐岩的风化溶解）,同时受到蒸发-结晶作用影响。     

白洋淀典型水域COD的组成及各组分贡献

化学需氧量（COD）是我国评估有机耗氧污染的关键指标,为探究白洋淀湖心区和沼泽区天然水体COD构成组分,通过物理连续分级和三维荧光等方法揭示水体中的耗氧有机物质主要组成、来源和影响因素.结果表明,白洋淀COD主要由类蛋白质和类腐殖质溶解性有机物质贡献（59%~93%）,无机物（如Cl^-和NO₃^-等）对COD产生的贡献甚微,可忽略不计;上覆水有机物主要受内生植被降解、沉积物释放［TOC释放通量1.55~2.28 mg ·（m² ·d）^-1］等内源［生物源指数（BIX）>0.8］和人为污染、芦苇台田等陆源的共同影响（1.4<荧光指数（FI）<1.9）,沉积物有机质以陆源（芦苇台田）为主.研究水域COD的组分主要受难生化降解有机物质（RDOC）控制,RDOC在天然环境中降解周期较长,重铬酸钾法会在短时间内迅速氧化大部分RDOC,因此高估了水体的有机耗氧污染水平.     

湖北四湖流域水环境现状分析研究

四湖流域是中国典型的湿地农业区域,其水环境恶化已影响到当地群众的生产生活。在四湖流域水污染源调查的基础上,对水环境质量现状进行了分析,结果表明:两大湖泊长湖和洪湖因围网养鱼和投入大量的饲料和农药已受到污染,水质Ⅲ到Ⅳ类,甚至Ⅴ类;内河水系普遍为Ⅳ、Ⅴ类水;农业面源污染的监控与防治是四湖流域水环境保护的重点。根据区域水环境现状分析,显见加强四湖流域水环境监测体系建设十分重要,整合区域内环境监测力量,从属地监测向流域监测、区域监测发展。     

滇池流域水污染防治收费政策实施绩效评估

分析了滇池流域现行的排污收费制度、污水处理收费制度和阶梯水价政策的实施效果,采用DEA方法的C2R模型和BC2模型对2001~2012年滇池流域水污染防治收费政策实施绩效进行了评估.结果表明:排污收费制度、污水处理收费制度和阶梯水价政策对降低滇池流域废水和污染物的排放以及提高流域用水效率均起到了较好的促进作用,且各政策实施绩效水平较高,综合效率值均值为0.902;影响滇池流域水污染防治收费政策的主要因素为单位COD排放工业增加值,可通过提高排污费征收标准或者排污费改税等措施,以进一步降低企业污染物的排放量;作为有效实施的环境经济政策,适当调整政策的征收标准,有利于提高各政策的实施效率.     

太湖重点污染控制区综合治理方案研究

太湖流域是中国人口和城镇最为密集的经济发达地区，同时也是富营养化和生态破坏严重的大湖流域之一。太湖的水质污染目前已严重影响流域的可持续发展，并对人们的身体健康造成潜在危险。如何治理太湖、保护太湖已成为当地政府的科技人员的紧迫任务。笔者通过对太湖近１５ａ来水质发展趋势及污染物来源的分析，提出了太湖污染治理的重点污染控制区及相应的治理工程方案。     

基于流域尺度的农业非点源污染物空间排放特征与总量控制研究

农业非点源污染是导致流域水质恶化的重要原因之一.依据农业污染源主要污染物空间排放特征和排放强度分析,划分农业非点源污染空间管理分区,并研究设计分区污染物总量控制方案,是提高农业非点源污染控制成效的重要途径之一.以湖北省四湖流域为研究案例区,系统开展了流域尺度的农业非点源污染空间排放特征识别与总量控制研究.结果表明,四湖流域水环境COD、总氮、总磷、氨氮负荷主要来自于农业非点源污染,4类非点源污染物分别占到流域污染物排放总量的67.6％、 82.2％、 84.7％和50.9％.对四湖流域非点源污染物空间排放特征分析结果表明,水产和畜禽养殖业发达的洪湖、监利、潜江、沙洋地区是流域非点源污染物的主要贡献源区.根据污染物在流域空间上的排放特征和源强评价结果,将四湖流域划分为3个农业非点源污染管理分区,即长湖上游水产和畜禽养殖污染重点控制区、四湖干渠农村非点源污染综合控制区和洪湖水产养殖污染重点控制区,针对不同管理分区分别提出了污染控制措施.基于水质改善和水体纳污能力综合考虑,设计了针对3个非点源污染管理分区的总量控制方案,分阶段实现监测断面全指标达标和满足水体纳污能力要求.主要污染物中,COD主要削减区域为四湖干渠区和洪湖区,分别占到流域COD削减量的43％和42％;氨氮主要削减区域为四湖干渠区,占到氨氮总削减量的66％;总氮主要削减区域为四湖干渠区和洪湖区,分别占到流域总氮削减量的42％和31％;总磷主要削减区域为四湖干渠区,占到流域总磷削减量的53％.     

太湖流域水污染对太湖水质的影响分析

从太湖地区(苏州、无锡、常州、杭州、嘉兴和湖州)的污染物排放量、水质监测结果，以及工农业发展、人口变化、人民生活水平的提高、东太湖萎缩，底泥中营养物的变化和湖泊生态系统失衡的特点入手，分析了太湖流域水污染现状。结果表明，工业废水排放量高于城镇生活废水排放量；太湖湖体、环湖河流水质与省、市边界断面主要超标项目分别为：总磷、总氮和氨氮；水体水质演变是由工农业迅速发展、人口过度增加、污染防治措施相对滞后，以及太湖水生态系统失衡等原因造成的。