太湖大型水生植物的管理探讨

太湖是我国的第三大浅水湖泊,其东、西太湖两部分的水体状况、水生植被差异甚大。西太湖大部分水域出现严重的藻型富营养化,许多水生植被消失,水质恶化;东太湖水生植物群落结构发生变化,沼生植物比例增大,湖泊沼泽化严重。针对东、西太湖的具体情况,参考国内外湖泊治理的经验,本文提出了对东、西太湖水生植被采取相应管理措施的建议。     

东太湖渔业养殖对沉积物营养盐的影响

湖泊渔业是我国淡水渔业的重要组成部分.传统的渔业养殖模式对湖泊生态系统产生了严重的负面影响.近年来,东太湖的围网养殖模式进行了优化调整.本文通过对比东太湖不同区域(养殖网围内、养殖网围外,蟹草养殖区、混养养殖区、恢复区与对照区),不同时间(1、3、4、8与11月),以及沉积物不同深度(0~1 cm与9~10 cm)的理化指标数据,来分析湖泊水产养殖对沉积物理化性质的影响.结果表明,养殖网围内沉积物中总氮、总磷含量略高于网围外;与蟹草养殖区相比,混养养殖区沉积物中总氮、总磷含量更低,造成的污染更小;恢复区生长和分布大量水生植物,对已污染湖泊的生态恢复有一定的帮助;在水生植物生长的旺季,沉积物中总氮、总磷含量最低,说明水生植物能有效控制沉积物中的氮磷.     

东太湖生态环境的演变与对策

 分析了40多年来东太湖生态环境的演变,随时间的推移,东太湖的水质逐渐恶化,水体营养状态由中-富营养型向中-富-富营养型过渡,并接近富营养状态.淤积层厚度逐步上升,沼泽化趋势明显.藻类密度不断增加,种类不断减少,浮游生物和鱼类的小型化趋势明显.20世纪50年代马来眼子菜为沉水植物的优势种,但进入20世纪90年代后,挺水植物、浮叶植物的扩展和湖底的沉积物迅速於积导致了沼泽化进程的加速.东太湖的渔业产量一直呈上升趋势,自1984年网围养殖出现后,网围养殖经历了由粗放型到精养型和效益型的转变,从污染型向生态型方向发展.目前必须加强对东太湖的综合治理,进行生态恢复与重建,以维持东太湖资源的可持续发展.     

太湖湖体富营养化治理工程方案初步研究

太湖湖体富营养化治理工程主要有大型水生植被恢复，底泥疏浚，水源地水质保护的物理－生态工程，人工养殖污染控制，藻类收集与利用，环湖绿化生态保护，五里湖，梅梁湖截污和换水等。上述工程的实施每年约需投资１０１３４万元，每年可从水体中去除氮１２７６．６ｔ，磷１８２．６ｔ；从底泥中去除氮３１９６ｔ，磷３４０８ｔ；拦截湖周地表径流携入的氮２３５０．８ｔ，磷４２．１７ｔ。太湖水体富营养化得到明显改善，水源保护区     

高原湖泊富营养化发生机制与防治对策初探

通过对云南省九大高原湖泊水环境现状分析,指出人类活动中工业、农业及生活源不断向湖泊中排放,以及围湖造田、水产养殖等破坏自然生态环境是导致云南高原湖泊富营养化的主要原因。在内外源营养盐控制、生态调控、生态修复等防治对策措施分析的基础上,指出富营养化湖泊的治理必须营养盐控制与水生植被恢复并拳。     

高原湖泊富营养化发生机制与防治对策初探

通过对云南省九大高原湖泊水环境现状分析,指出人类活动中工业、农业及生活源不断向湖泊中排放,以及围湖造田、水产养殖等破坏自然生态环境是导致云南高原湖泊富营养化的主要原因。在内外源营养盐控制、生态调控、生态修复等防治对策措施分析的基础上,指出富营养化湖泊的治理必须营养盐控制与水生植被恢复并拳。     

太湖渔业环境优化技术初探

根据对东太湖养殖区主要水化学指标进行的跟踪监测结果,系统分析研究了N、P等主要营养物质的变化趋势。结果显示,TP网围内的周年平均值为0.034mg/L,网围外周年平均值为0.042mg/L,TN网内周年平均值为0.72mg/L,网外周年平均值为0.73mg/L。并依据试验及监测结果,估算了太湖养殖渔业对水体的营养贡献份额(N、P),现有养殖状况每年通过水产品可带出湖中19.51tN和6.62tP。通过调整、优化养殖模式,大力推广应用轮牧式网围养殖,大幅降低放养量,合理搭配滤食性鱼类,在养殖区普及种植太湖优势水生植物,移植本湖底栖动物,利用水生植物和底栖动物既可有效净化养殖环境,又能作为养殖对象的适口饲料这种作用和功能,同时充分利用湖区低值鱼资源作为河蟹的饲料,最终将水草、螺、低值鱼等转化成水产品,并通过水产品的形式将营养物质带出湖区,从而达到优化改善渔业环境的目的。     

近40年来山东省南四湖水生植被演变及其驱动因素

基于2019年南四湖水生植被调查结果,结合历史资料,分析了1983～2019年全湖水生植被演变情况。结果表明:1)近40年来,南四湖优势种数量下降,结构发生改变,耐污种菹草代替不耐污种轮叶黑藻、微齿眼子菜等成为优势种;2)物种丰富度急剧下降,由74种下降为16种;3)水生植被总面积大幅缩减,挺水植物面积减少93.7%;4)单位面积生物量减少,植被生产力降低。造成这种水生植被演变的主要因素包括:1)湖泊水位波动对植被生长影响显著,2002年的极度干旱压缩了水生植被的生存空间;2)湖泊营养水平变化诱发优势种演变更替;3)人类活动干扰水生植被的生长与分布等。建议控制湖区内不当的人类活动,更好地保护南四湖湿地生态系统的健康,促进水生植被的恢复。     

东太湖茭草植被改造实验研究

东太湖的茭草和浮叶植物有显著的加速湖泊淤积和二次污染效应。1993年开展了面积5ha的植被改造实验,当年剔除原有植物,培育成为沉水植被,平均生物量达3kg/m2。由茭草残体形成的腐殖层对沉水植物生长发育有不利影响,在实验区大部分面积上表层沉积物中TOC含量低于30％,沉水植物能正常生长;TOC含量超过30％时沉水植物生长较为缓慢。对东太湖46.6km2湖面上由茭草和浮叶植物组成的植被进行全面改造,可获得显著的环境生态效益,起到延缓湖泊衰亡和改善水质的作用。     

富营养水体中常绿水生植被组建及净化效果研究

1992～1993年在富营养湖泊五里湖中开展了常绿型人工水生植被组建实验,在面积为2000m²的半封闭式围隔实验区中,选用耐寒植物伊乐藻和喜温植物菱及风眼莲,组建成了常绿型人工水生植被。这种常绿型人工水生植被不仅使实验区内常年保持较好的水质,而且对外来污染冲击有很强的缓冲能力。它可用于水源保护、局部性水质控制、污水净化生态工程、小型富营养水体的生态恢复等。如能解决耐寒型沉水植物伊乐藻与喜温型沉水植物种类间的衔接过渡,这种常绿型人工水生植被技术还可望用于富营养水体中天然水生植被的恢复。     

大型浅水湖泊水质模型边界负荷敏感性分析

为探究太湖水质对外源负荷削减的时空响应分异性,阐明不同入湖水量和污染来源条件下对应的外源削减侧重点,基于EFDC模型构建太湖水质模型,将太湖入湖边界划分为7组,以COD和氨氮为输出目标,采用局部敏感性分析方法进行太湖水质边界敏感性分析.结果表明,各湖区的COD和氨氮改善响应特点为自削减边界向外围递减,边界敏感性指数均为西北湖区最高.枯水期削减条件下COD浓度改善率比丰水期低28.40%~34.71%,边界敏感性排序为西北湖区边界 > 竺山湖边界 > 贡湖边界 > 梅梁湾边界 > 西南湖区边界 > 东部湖区边界 > 东太湖边界;枯水期削减条件下氨氮浓度改善率比丰水期高41.59%~42.34%,边界敏感性排序为西北湖区边界 > 梅梁湾边界 > 竺山湖边界 > 贡湖边界 > 西南湖区边界 > 东太湖边界 > 东部湖区边界.因此,在进行大型湖泊外源污染防控决策时,需要根据不同水质考核指标综合考虑削减的时期和入湖河流位置.     

太湖氮素出入湖通量与自净能力研究

为了探索太湖氮素迁移转化过程,对2009～2010水文年环太湖25条主要河流及太湖梅梁湾、东太湖等典型区域的各形态氮素进行分析,并利用太湖出入湖水量、蓝藻人工打捞量和鱼产量等相关数据,分析计算太湖氮素流动和转化潜力.结果表明太湖全年河道输入氮素总量约7.00×104t,河道出湖氮素总量约4.01×104t.整个水文年中,太湖氮素自净量约3.22×104t,其中反硝化约3.02×104t,沉积物吸附约0.20×104t.在反硝化潜力上,太湖西湖区(如梅梁湾)反硝化潜力远高于东部湖区(如东太湖),而夏季太湖反硝化潜力又高于其它季节.因此,太湖氮素自净作用在湖泊氮素迁移转化中发挥重要作用.     

河流氮磷和水量输入对太湖富营养化的影响机理研究

针对河湖氮磷控制标准不衔接问题,以大型浅水湖泊太湖为例,基于2013—2018年环太湖主要入湖河流和湖体总氮浓度〔ρ(TN)〕、总磷浓度〔ρ(TP)〕、叶绿素a浓度〔ρ(Chla)〕、水量等监测数据资料,采用湖盆模型(Bathtub模型),构建太湖主要入湖河流与湖体ρ(TN)、ρ(TP)和ρ(Chla)的响应关系,分析了主要入湖河流ρ(TN)、ρ(TP)和水量对湖体富营养化的影响,探讨了太湖主要入湖河流水量及其与湖体氮磷协同控制限值. 结果表明:①太湖主要入湖河流氮磷的输入仍显著影响湖体ρ(TN)、ρ(TP),尤其是对西北部湖区的富营养化水平产生了显著影响;②在入湖水量方面,湖西区入湖水量增加可导致太湖富营养化程度增加,而“引江济太”水量输入在一定程度上改善了太湖水质. 建议分区域控制直接入湖河流水量,其中,湖西区直接入湖水量控制在60×108~70×108 m3之间,望虞河“引江济太”水量控制在15×108~20×108 m3之间;③针对太湖流域而言,现行《地表水质量标准》(GB 3838—2002)在协同控制河、湖氮磷方面存在一定的不足,仅通过控制入湖河流ρ(TN)、ρ(TP),太湖ρ(TN)、ρ(TP)难以达到Ⅲ类水质标准;④与全湖平均值相比,湖西区要达到同一标准限值,入湖河流协同控制限值要更为严格. 在河湖氮磷衔接目标制定上,建议湖西区单独设定协同控制目标浓度值. 另外,建议结合《地表水质量标准》(GB 3838—2002),开展太湖流域水质、水量协同控制,有效约束入湖通量,达到河湖氮磷协同控制目的.      

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和科技人员的紧迫任务。笔者通过对太湖近15 a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。      

东部平原地区湖泊富营养化的演变及区域分析

从区域的角度系统分析了东部平原地区主要湖泊富营养化的现状，重点湖泊富营养化的演变过程（列举东湖、淀山湖、巢湖和太湖），阐述东部平原地区湖泊富营养化的形态及区域特征，并对富营养化区域政策及产业作了分析，最后有针对性地提出了湖泊富营养化防治的区域对策和建议，为寻求生物治理湖泊富营养化提供有效途径。     

水环境容量约束下的太湖流域产业集聚空间优化

以产业集聚发达、水网密集但水环境敏感性强的太湖流域为例,采用环境地理学的理念,选择地貌特征、水质目标、水体通达性、清水通道、现状水质等要素作为表征水环境容量的评价因子,运用GIS空间分析方法,对水环境容量进行分区评价;通过空间叠加分析,依据水环境容量支撑强度和产业集聚污染压力的对应关系,分别划分农业、工业集聚空间优化类型区.结果表明,太湖流域水环境容量地域差异性大,呈现从东北沿江地区向西南沿湖地区逐步递减的格局,而产业集聚引起的污染总体上以太湖、滆湖及长荡湖沿岸乡镇分布较多,与水环境容量的空间分布格局不相吻合.农业集聚空间优化要重点调整太湖一级保护区、滆湖、长荡湖沿岸区域的农业发展,优化调整太湖二级保护区及南部山丘岗地区,一般调整常州、无锡、苏州的市区的农业发展;工业集聚空间优化要重点调整常州、无锡和苏州中心城区,优化调整太湖一、二级保护区范围内以及重点调整区的外围,一般调整乡镇工业集中区.     

太湖水体及表层沉积物磷空间分布特征及差异性分析

通过对水体不同程度富营养化湖泊——太湖全湖40个位点的高密度采样分析,得到太湖水体及表层沉积物各污染因子在太湖的空间分布特征图,结果表明,太湖水体中SRP、TP、TN及沉积物中TOC、TN、TP及P的各形态等在空间上表现出明显的分异性,水体中污染物主要分布于竺山湾、五里湖、梅梁湾及太湖西部等湖区,TN、TP最低值为0.05、0.88mg·L-1.沉积物中Fe-P的分布与水体中TP类似,含量在29.13～258.31mg·kg-1之间变化.Ca-P除主要分布于南部太湖及东太湖外,西北部湖区也见大量蓄积,最高值达357.68mg·kg-1.OP的高值分布于西北部湖区,最高值达371.91mg·kg-1.沉积物中IP占TP的含量高于OP,最高值高出OP含量约50%.IP中Fe-P的比例虽然低于Ca-P,但与水体中SRP、TP之间的高度相关性(R为0.49、0.64),指示Fe-P的内源释放为太湖水体中磷的重要来源之一.而沉积物中TOC与C/N、TN、TP及P的各形态之间的显著相关性,表明了高有机质含量更利于对营养盐的蓄积埋藏.太湖水体及表层沉积物各指标空间上表现出如此明显的区域性差异,除受不同湖区入湖污染源直接作用外,还和各参数不同的生物地球化学行为有关.