不同实验规模下底栖藻垫的磷含量变化及其形态组成

底栖藻类的磷滞留作用是影响浅水富营养化湖泊磷循环的重要因素,为了探究浅水湖泊沿岸带不同规模围隔中底栖藻类滞留磷的潜力及磷的组成形态,应用连续提取法测定了东湖不同围隔及大湖水体(对照)中底栖藻垫的磷含量及其赋存形态.试验期间(一年),所有样点底栖藻垫的无机磷占总磷的百分比例(质量分数)均大于60%,是底栖藻垫中磷的主要存在形态;而无机磷主要由钙磷和铁/铝磷组成,其中围隔底栖藻垫的钙磷含量比对照高,但铁/铝磷含量低于对照.各样点藻垫有机磷占总磷的百分比例相对较低.各样点底栖藻垫的总磷浓度均在秋季达到最高,大于5 200μg/g(DW),不同季节之间没有显著差异,对照底栖藻垫的总磷浓度均值(4 983μg/g,DW)高于大、小围隔.综合分析表明,围隔中底栖藻垫滞留的磷及其赋存形态更有利于浅水高营养化湖泊沉水植物的恢复.     

武汉严东湖近代沉积物中总氮、总磷与生物硅沉积及营养演化的动态过程

选择武汉近郊一中型浅水湖泊——严东湖为研究对象,对其进行了2个柱状沉积物的总氮、总磷、生物硅含量测试。结果表明：严东湖表层沉积物中总氮、生物硅含量总体均有所上升,而总磷近代含量有所下降。近代以来,硅藻的生长消耗了水体大量的硅与磷,表现为生物硅含量的显著上升,严东湖的营养程度有所上升。硅藻的生长与沉积影响到湖泊的沉积系统与过程,使营养盐比例与结构发生了变化,导致严东湖水体出现硅限制。     

泉州城区浅水湖泊生物有效磷分布特征及其与叶绿素a的相关性

通过对泉州城区浅水湖泊水体生物有效磷及叶绿素a的采样分析,探讨水体中生物有效磷的分布特征及其与叶绿素a的相关性,结果表明:泉州东湖水体生物有效磷浓度在0.25 mg·l-1-0.38 mg·l-1之间,西湖水体生物有效磷浓度在0.05mg·l-1-0.10mg·l-1之间.东、西湖溶解态生物有效磷和颗粒态生物有效磷均与总生物有效磷的浓度有着相似的空间分布趋势.东湖水体叶绿素a与西湖水体叶绿素a含量相差悬殊.除东湖颗粒态生物有效磷之外,东湖和西湖各种生物有效磷浓度与叶绿素a含量之间有显著的线性相关关系.湖泊周边的地形、风浪和船只运行扰动是影响生物有效磷浓度和叶绿素a含量的重要原因.     

生态修复对浅水湖泊沉积物磷形态特征及湖水磷浓度的影响

以恢复沉水植物为主要手段在浅水富营养化湖泊修复中得到广泛应用,但修复后水质差异很大,可能与沉积物特征有关.暨南大学南湖是浅水富营养化湖泊,在削减外源负荷后,实施了沉水植物恢复等修复工程.本研究选择具有不同水质的区域,采集水样与沉积物,分析沉积物NH4Cl-P(弱结合态磷)、Fe-P(铁结合态磷)、Al-P(铝结合态磷)、Bio-P(细菌可利用性磷)、Ca-P(钙结合态磷)和Ref-P(残渣磷)6种形态的磷,并检测水质差异,以探讨生态修复对沉积物磷形态及水体磷浓度的影响.结果显示,沉水植物较丰富的2号点沉积物密度显著高于沉水植物较少的1号点,2号点沉积物中Fe-P、Al-P和Ref-P含量较高,沉积物磷最大释放潜力(P-MSP)为4.87 mg/L,大幅高于1号点的2.58mg/L,然而2号点水体磷浓度却低于1号点,1号点水体的总磷、颗粒态磷、总溶解性磷和溶解活性磷浓度分别为2号点的1.29倍、1.11倍、1.17倍和1.14倍,水质较2号点差.本研究说明沉水植物能抑制沉积物中磷的释放,提高沉积物对磷的滞留能力,从而降低水体磷含量,改善水质.     

水生态修复对莲花湖底栖动物群落的影响

武汉莲花湖是典型的富营养化城市浅水湖泊．通过对其进行16mo的监测后发现，治理后的小莲花湖比大莲花湖水质有明显改善．监测期间小莲花湖底栖动物密度和生物量均值明显高于大莲花湖，Shannon多样性指数与Margalef多样性指数也高于大莲花湖．将大、小莲花湖的10种环境因子和底栖动物密度进行典型相关分析后，发现总磷、温度、总氮、叶绿素a、氨离子是对底栖动物群落具有显著性影响的环境因子．图8表3参20.     

罗非鱼-附着藻-沉水植物相互关系研究进展

在浅水富营养化湖泊中,沉水植被是决定湖泊清水态或混水态的关键因子。而附着藻对沉水植物强烈的遮阴作用以及对碳源、营养盐等资源强烈的竞争,成为限制沉水植物群落生长和发展的关键因子。罗非鱼作为一种杂食性鱼类,具有牧食附着藻的能力,其下行效应（top-down effect）可以在一定程度上减轻附着藻对沉水植物生长的这种不利影响。因此,作为我国南方水体中的优势种类,适当种群密度的罗非鱼在富营养化浅水湖泊生态修复过程中是可加以利用,并在一定程度上抑制了附着藻的生长和发展,有利于浅水湖泊的生态修复和管理。同时,罗非鱼也具有通过摄食、排泄等活动加速水体氮、磷营养盐再生,牧食浮游动物、沉水植物等不利的一面。因此,在综合考虑多种因素条件下,需要对罗非鱼-附着藻-沉水植物三者之间的相互关系进行深入研究,探讨生态系统对罗非鱼的响应,这对我国南方浅水富营养化湖泊的生态恢复与管理,尤其是沉水植被的重建与保护具有重要的理论意义和实践价值。     

长江中下游浅水湖泊沉积物磷释放动力学

在室内模拟条件下,通过沉积物磷释放动力学实验,研究了长江中下游浅水湖泊13个沉积物的磷释放动力学特征,并分析了沉积物组成特征对磷释放动力学的影响,结果表明:(1)指数动力学模型可以很好地拟合长江中下游浅水湖泊沉积物磷释放动力学特征,前20h为快反应,磷释放速度较大,随后进入慢反应,逐渐达到最大释放量;(2)沉积物磷释放动力学特征与其组成有关,其中与总氮、总磷和有机质含量呈显著正相关,与沙粒含量呈显著负相关,而与粘粒含量没有达到显著水平,与Olsen-P(0.5mol·L-1NaHCO3,pH8.5提取的磷)和易解吸态磷(RDP)含量达极显著正相关水平;(3)可以根据总磷和有效磷含量来比较和预测湖泊沉积物磷释放动力学特征,且根据有效磷含量可以得到比根据总磷含量更可靠的结果。研究成果可为系统揭示浅水湖泊富营养化发生机制提供依据。     

安徽省石塘湖过去百余年湖水总磷浓度的定量重建

湖水总磷浓度对湖泊富营养化有很好的预警作用,历史湖水总磷浓度的定量重建能揭示湖泊营养演化历史.依据安徽省石塘湖沉积物钻孔的高分辨率硅藻研究结果,结合长江中下游湖泊硅藻-总磷转换函数模型,定量重建了其过去百余年来硅藻组合演替与历史湖水总磷浓度的变化过程.结果表明:石塘湖硅藻经历了从颗粒直链藻(Aulacoseira granulate)优势组合(1867-1981年)向富营养属种高山直链藻(Aulacoseira alpigae)优势组合(1981年以来)的变化.1981年以前,水体ρ(总磷)为50～60μg.L-1,湖泊一直维持在中等营养水平;1981年之后水体ρ(总磷)呈现明显升高趋势(＞100 μg·L-l),硅藻组合以高山直链藻占绝对优势,同时伴有喜好富营养环境的属种如极微小环藻(Cyclotella atomus)、梅尼小环藻(Cyclotella meneghiniana)、谷皮菱形藻(Nitzschia palea)和汉斯冠盘藻(Stephanodiscus hantzschii)等的增加,标志着湖泊富营养化的发生.20世纪80年代以来,农业及城市生活污水排放、农业化学肥料的大量使用以及过度养殖是硅藻种群转变和富营养化发生的主要根源.增温在一定程度上也影响着硅藻群落变化和富营养化的加重.根据重建的硅藻-水体总磷浓度结果,提出石塘湖治理的营养物基准水体ρ(总磷)为60 μg·L-1,为该湖整治和修复方案的制定提供可参考的目标,也为当地大量类似湖泊的治理提供重要参考.     

高原深水湖泊程海氮磷形态分布特征及其与叶绿素a的相关性

湖泊水体氮、磷形态分布特征及其与藻类生长的关系是湖泊富营养化研究的重要方面。采用GPS定位,在程海湖设置了3个断面9个采样点,研究了氮、磷形态分布特征,并分析了各形态氮磷与叶绿素a的相关性。结果表明：总氮（TN）质量浓度为0.773 mg.L-1,总磷（TP）质量浓度为0.046 mg.L-1,叶绿素a质量浓度为0.024 mg.L-1。氮素的赋存形态特征是以溶解态总氮（DTN）占大部分,DTN中又以溶解态有机氮（DON）占绝大部分;磷素的存在特点是溶解态无机磷（DIP）含量比重较大。各形态氮、磷都有明显的季节性波动但区域性差异不明显,叶绿素a则有明显的季节节律和时空差异。叶绿素a很好地响应了总氮（TN）、总磷（TP）、溶解态总氮（DTN）、溶解态总磷（DTP）、颗粒态总氮（PTN）、颗粒态总磷（PTP）的变化。程海富营养化受氮和磷共同限制,控制富营养化必须同时削减氮和磷。     

武汉月湖水体营养物质的分布与硅藻的生态指示

通过对武汉月湖2007年1-12月水体理化指标(电导率、溶解氧、pH值、水温、透明度、无机氮、无机磷、可溶硅)、生物指标(硅藻、蓝藻、叶绿素a)的监测,结果表明:月湖水体中无机氮、无机磷含量较丰富,可溶硅含量较低;月湖水体初级生产力较高,湖泊中蓝藻密度远大于硅藻密度;月湖水体中浮游植物与生境因素有着复杂的生态网络关系.月湖水体营养盐结构不合理,在硅藻消亡后,湖泊水域中的营养组合(丰富的氮与磷,但缺乏可溶硅),这种特殊生境刺激蓝藻的生长,进一步导致硅藻的减少,使月湖浮游植物的优势种转变成蓝藻类.可溶硅在湖泊浮游植物群落由硅藻型向蓝藻演变的过程中起着重要的作用,可溶硅起始浓度水平不仅决定硅藻生产量最大值的程度,而且制约着硅藻持续时间,补偿湖泊可溶硅可能是防治湖泊富营养化的新路.     

太湖表层沉积物中多磷酸盐检出的环境意义

在氮限制型富营养化湖泊中,沉积多磷酸盐(Poly-P)可以用来示踪营养盐磷的输入和湖泊的富营养化过程。太湖是一个典型的磷限制型富营养化湖泊,通过对太湖表层沉积物中总有机碳(TOC)、总氮(TN)、总磷(TP)、氢氧化钠可提取磷(NaOH-P)以及Poly-P的提取分析,初步探讨了太湖营养盐磷输入的历史记录,并揭示了该湖Poly-P的主要来源和保存机制。太湖Poly-P的质量浓度较低,变化范围为0.004~0.065mg·g-1。NaOH-P占TP组成的22%,是太湖沉积物总磷的主要组成部分之一。结果显示,在湖泊水体藻类生物量较大和NaOH-P是沉积物TP重要组成部分的磷限制型湖泊中,Poly-P也是沉积物磷汇组成的一个重要部分,同时还是一个可以反映由人为磷输入增大导致湖泊富营养化程度加剧的敏感指标。     

东湖、汤逊湖和梁子湖沉积物磷形态及pH对磷释放的影响

文章采用淡水沉积物中磷形态标准测试程序(SMT)研究了东湖、汤逊湖和梁子湖沉积物中磷的形态分布,并比较了不同pH条件下沉积物磷释放特征的差异性。结果表明:东湖沉积物总磷质量分数最高,平均值1.232 mg.g-1,其次为汤逊湖(0.762mg.g-1),梁子湖沉积物总磷质量分数最低(0.572 mg.g-1);3个湖泊上覆水总磷质量浓度也表现出类似的变化规律,线性相关性分析显示上覆水中总磷质量浓度与沉积物总磷质量分数显著正相关。东湖和梁子湖沉积物总磷中无机磷和有机磷所占比例较接近,汤逊湖无机磷所占比例远低于有机磷。不同湖泊之间磷形态的分布并没有一定的规律性,湖泊的地理分布以及人为因素可能是造成磷形态差异的主要因素。当pH为2.0~7.0时,3个湖泊沉积物中溶解性活性磷(SRP)释放量均呈先增加后减小的趋势;当pH为7.0~12.0时,SRP释放量呈增加趋势。相关分析结果表明,SRP的释放与有机质的质量分数无显著相关性。方差分析结果显示3个湖泊沉积物在黏粒和粉粒组成上均没有显著差异(P>0.1),表明实验样品的粒径组成不是造成各个湖泊间磷释放差异的原因。不同pH条件下,SRP释放量与沉积物总磷质量分数显著正相关;酸性环境下,SRP释放量与酸式磷(HCl-P)的相关性优于碱式磷(NaOH-P),碱性环境下则刚好相反。     

富营养化水体磷阈值的动态AGP模拟研究

采用流动原水来培养水体混合藻的动态AGP试验,模拟富营养化条件下藻类的生长过程,并以密云水库为实例,结合MATLAB 7.0数值分析软件,拟合了密云水库富营养化发生的磷阈值.结果表明,该水库达到富营养化的磷阈值随水环境条件和水体生态特征变化;蓝藻(Cyanobacteria)在低质量浓度磷酸盐条件下较绿藻(Chlorophyta)更具有生长竞争力;初始藻密度大小影响藻生长达到最大值的时间.在平均温度为28.8、26.5、25.1℃和初始藻密度为9.2×10~6、10.0×10~6、8.0×10~6个条件下,密云水库发生富营养化的总磷阈值分别为0.053、0.062、0.064mg·L~(-1).     

呼伦湖水体营养状态特征及其主要影响因子研究

呼伦湖地处中高纬度温带半干旱区,属于中温带大陆性草原气候,湖泊冰封期长达6个月,冰封期和非冰封期湖泊水体的营养状态具有显著的差异性。基于2015—2017年冰封期与非冰封期湖泊水质监测数据,采用综合营养状态指数法分析冰封期与非冰封期呼伦湖湖泊水体营养状态的变化特征,同时通过非线性概率Probit模型建立了呼伦湖富营养化影响因子模型并对湖泊水体富营养化主要影响因子讨论分析,研究结果表明呼伦湖总体上呈现轻度富营养化程度,2015—2017年呼伦湖冰封期内水体富营养化程度变化特征为2015—2017富营养化程度逐年增加,而非冰封期内水体富营养化程度的变化特征呈现2016年富营养化程度最大2017年最小,且冰封期内水体富营养状态程度较非冰封期严重;建立的呼伦湖富营养化影响因子的非线性概率Probit模型表明影响水体富营养化的主要水环境因子为总磷(TP)、pH值、盐度(S)、水深(H)、总氮(TN)及溶解氧(DO),其中总磷(TP)因子的响应概率为65.7%,对呼伦湖湖泊水体富营养化程度影响最大,说明磷是呼伦湖水体富营养化的重要限制因子,并且各主要水环境影响因子与综合营养状态指数间具有显著的相关关系,表明呼伦湖水体营养状态的改善可通过调节水体内各水环境因子维持相对平衡,同时加大对湖周围人类活动的管理,加强对禁牧的宣传来实现。     

广州市流花湖表层底泥磷的形态与生物可利用性

应用经改进的Psenner连续提取法对广州市流花湖表层底泥中的磷进行了连续提取和测定。结果表明,流花湖底泥中总磷含量在1.28~2.15 mg/g,流花湖总磷含量最高在L2点,最低在L3点。湖泊表层底泥总磷主要由金属氧化物结合态磷、有机磷和钙结合态磷组成,可还原态磷和弱吸附态磷仅占很少部分。不同形态磷的含量顺序是金属氧化物结合态磷NaOH-P>有机磷Org-P>钙结合态磷HCl-P>可还原态磷BD-P>弱吸附态磷NH4Cl-P。底泥中生物可利用性磷的含量达0.76~1.00 mg/g,平均含量为0.91 mg/g,占总磷的45.47%~64.71%。说明流花湖底泥的磷有较好的生物可利用性,将为水体藻类大量繁殖提供潜在的有利条件,因此在湖泊治理恢复过程中,应该采样有效的措施来控制底泥磷的内源释放。     

聚合氯化铝与黏土的改性对富营养水体磷和蓝藻的同步去除

为了解决富营养化水体原位除藻、除磷同步安全进行的问题,采用黏土(凹凸棒土,AT)与聚合氯化铝(PAC)的复合改性,研究了原料本身(AT、PAC)、原料直接复配(AT+PAC)与复配后再改性处理(PHAT)之间的除磷与除藻效果、铝离子与氯离子的残留风险,并对其中的机理进行了初步探讨.结果表明,改性的PHAT和PAC除磷效率高,总磷去除率可达99.14%±0.31%,显著优于AT+PAC,但PHAT的成本仅为PAC的71.10%.PAC去除无机磷(IP)和可溶性总磷(DTP)的效果更优,PHAT去除有机磷(OP)和颗粒态磷(PP)的效果更优.投加PHAT后水体Al3+和Cl-残留量均符合国家饮用水标准.PHAT对蓝藻的去除率显著高于PAC和AT+PAC,去除率可达97.15%±1.35%,且对低密度蓝藻和高密度蓝藻的去除率差异不显著.比表面积测定结果显示,来源于PHAT中的AT比来源于AT+PAC中的AT单点比表面积提高了19.10%,孔表面积提高了11.13%.且来源于PHAT中的AT在处理富营养化水体前、后的Al含量明显减少.这些结果表明,由黏土结构的优化与络合沉淀的协同所增强的架桥网捕作用可能是PHAT更高效除磷、除藻的原因.     

广州城郊菜地土壤磷素特征及流失风险分析

通过化学分析和土壤淋洗试验对广州城郊菜地土壤磷素特征和流失风险进行了研究和分析。结果表明.广州城郊菜地土壤全磷含量极高;与自然土壤相比较,菜园土壤无机磷比例增大、有机磷比例降低;无机磷中的AI-P、Fe-P比例增加.O-P比例降低,Ca-P比例基本一致;土壤Olsen P、Bray-1 P、Mehlich-1 P、0.01mol/L CaCl_2和H_2O提取的磷含量相当高;土壤淋洗液中溶解态磷和总磷持续保持很高的浓度,土壤磷供应强度大。菜园土壤中磷进入水体引起水体磷浓度增加,导致水体富营养化风险大;土壤磷的测定值可作为土壤磷流失风险和对水环境影响程度的评估依据。菜地应作为农业非点源磷污染的优先控制区、应通过严格控制磷肥的投入和合理施肥等控制磷的流失。     

江苏省不同营养状况湖泊底栖动物群落结构与多样性比较

为了解江苏省湖泊底栖动物群落结构和多样性并研究其对水环境质量变化的响应,于2012年春秋两季对江苏省16个湖泊51个采样点湖泊底栖动物群落结构与多样性以及湖泊综合营养状态指数进行调查,分析水质指标与底栖动物指数间Pearson相关关系。结果表明,江苏省16个湖泊营养状态指数范围为35.5~66.4,其中约81.2%的湖泊处于轻度-中度富营养状态,表明水质从好到中度污染;湖泊底栖动物优势种为寡毛类的霍甫水丝蚓(Limnodrilus hoffmeisteri),优势度为13.0%;香浓多样性指数(Shannon-Wiener diversity index)范围为0.00~2.20,级别范围由极贫乏到较丰富状态,表明水质污染程度从重度到轻度污染。从全省尺度看,水质评价结果与生物学(香浓多样性指数、Pielou均匀度指数和Biotic Index(BI)指数)评价结果存在一定差异。与历史数据相比,江苏省湖泊底栖动物清洁敏感物种减少甚至消失,总体群落结构趋于小型化。16个湖泊水体总氮和总磷与底栖动物密度呈显著负相关,而综合营养状态指数与底栖动物指数(香浓多样性指数、Pielou均匀度指数和BI指数)间关系不显著。上述研究结果表明综合营养状态指数无法完全客观反映湖泊水生态健康状况,因此需要综合水质、水文、水生生物、生境状况等因素发展新的评价指标体系。     

绿潮藻类暴发对天鹅湖水体和沉积物磷含量的影响

在荣成天鹅湖藻类暴发区域采集新鲜沉积物和丝状硬毛藻（Chaetomorpha spp.）,进行室内模拟试验,监测了生长过程中硬毛藻的生物量、磷富集量以及不同处理水体总磷（TP）和可溶性磷（SRP）质量浓度的变化,并分析了藻类生长对沉积物中各形态磷含量的影响。结果表明,当水体磷含量较高时,硬毛藻生长较快,相对生长速率高达14.88%,之后随着水体磷浓度的下降,生长速率逐渐减小。不同处理间硬毛藻的生物量相差很大,高磷含量处理显著高于低磷处理,最大差值可达26.50 g。随着藻类的生长,水体TP和SRP含量明显降低,其中高磷含量处理的TP质量浓度由0.93 mg·L-1降至0.01 mg·L-1,低磷含量处理水体SRP质量浓度均降至0.006 mg·L-1以下。当水体磷含量降至一定水平,沉积物中磷可向水体释放,其中可还原态磷和铁铝结合态磷的降幅分别为23.98%和12.61%。在高磷含量处理组,藻体中磷的富集量显著升高,且当水体磷含量相同的条件下,有沉积物处理的富集量显著高于无沉积物处理。相关分析表明,藻体生物量与水体TP和SRP的相关性较好,其中高磷含量处理组生物量与水体TP、SRP呈高度负相关,而相对生长速率与之呈显著正相关。结果说明,水体及沉积物中磷均可作为硬毛藻生长的营养来源;另一方面,藻类生长可明显降低水体磷含量,并促进沉积物中磷的释放。     

水体氮质量浓度升高对附着藻生长和元素计量特征的影响

附着藻是浅水湖泊重要的初级生产者,水体氮磷质量浓度升高会影响附着藻的生物量和元素计量特征,从而改变牧食螺类的食物数量和质量,进而影响牧食螺类生长及其与沉水植物之间的相互关系。为了探索氮负荷升高对附着藻生物量和质量的影响,基于受控实验研究了水体氮质量浓度升高(总氮2、4、6、8和10 mg·L~(-1);总磷各处理组均为0.1 mg·L~(-1))对附着藻生长和元素计量特征的影响。实验前测定湖水氮、磷本底质量浓度,通过添加配置的营养盐溶液(氮为KNO_3,磷为KH_2PO_4),使其达到实验设计的质量浓度。每3天换1次水以控制营养盐质量浓度。在每个玻璃缸中放置5片聚乙烯附着基用于采集附着藻。实验结束时测定附着藻生物量、氮及磷含量,并计算附着藻的生长率。结果表明:随着氮质量浓度升高,附着藻的生物量和生长率呈先增加后降低趋势,在氮质量浓度为6 mg·L~(-1)时达到最大值。附着藻氮含量和氮磷比随水体氮质量浓度的升高,亦呈现先增加后降低的趋势,氮含量最大值出现在8 mg·L~(-1)处理组,氮磷比最大值出现在6 mg·L~(-1)组。附着藻氮含量与水体氮质量浓度呈显著正相关(r=0.614,P0.001)。分析认为,附着藻生长率、氮含量及氮磷比在一定范围内随着水体氮质量浓度升高而增加,当氮质量浓度超过一定范围时,三者反而降低。