异龙湖沉水植物分布格局与水环境因子相关性研究

异龙湖为中国云南九大高原湖泊之一,是处于草型向藻型湖泊转化节点上的典型高原湖泊,因历史原因,异龙湖东西湖区水环境条件差异较大,可较好的代表云南高原草型及藻型湖泊类型,因此研究异龙湖的沉水植物时空分布与水环境因子关系,对于我国高原湖泊的保护具有重要意义,且自1980年以来异龙湖沉水植物相关研究成果较少,因此,本研究在异龙湖开展为期一周年的水环境因子及沉水植物调查,对沉水植物分布格局及其与水环境因子之间相互关系进行了研究,以期为异龙湖的沉水植物研究留下珍贵的历史资料,并探索异龙湖沉水植物分布格局及其影响因子,为沉水植物恢复提供数据及技术支撑.结果表明:东西湖区沉水植物的群落结构具有显著差异,西湖区小茨藻(Najas minor All.)、狸藻(Utricularia vulgaris L)、轮叶黑藻(Hydrilla verticillata)等为优势种,东湖区篦齿眼子菜(Potamogeton pectinatus L)、狐尾藻(Myriophyllum verticilla-tum L)为优势种,且西湖区沉水植物的生物量及物种丰度显著高于东湖区.通过相关性分析看出水深、透明度、溶解氧是影响异龙湖沉水植物分布的主要环境因子,总氮、总磷、氨氮及pH是次要影响因子,异龙湖在现状条件下恢复沉水植物应针对不同湖区恢复采用不同的恢复策略,选择不同的沉水植物种类开展恢复工作.     

围垦后南汇东滩海三棱藨草的空间分布及其影响因子研究

2015年9月~10月期间对2012年底围垦后南汇嘴区域的海三棱藨草(Scirpus mariqueter)湿地系统进行了调研,运用主成分分析、典范对应分析(canonical correspondence analysis,CCA)方法,基于101个样地土壤的有机碳、总磷、总氮、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、氨氮、正磷酸盐、pH、含水率、粒径、盐度、滩涂高程等12个环境因子数据,探讨了围垦后海三棱藨草空间分布的关键影响因子。结果表明:海三棱藨草的分布与滩涂高程具有显著正相关(P0.05),海三棱藨草群落主要分布在南汇滩涂2.5~3.4 m高程范围内;海三棱藨草的密度、盖度与盐度呈显著正相关(P0.05)。结论认为滩涂高程和土壤盐度是影响海三棱藨草分布的主要环境因子。未来需要结合围垦后的水动力变化过程数值模拟,对海三棱藨草生态系统高时空分辨率的响应过程及机制进行研究,以进一步确立海三棱藨草对围垦工程响应的关键阈值。研究对围垦工程后的滨海湿地植被恢复及滩涂生态修复具有参考意义。     

浙江青山水库浮游植物群落结构变化及与环境因子的关系

于2009年按季度对浙江省临安市内的青山水库进行调查,测定了水体环境因子、浮游植物群落,采用营养状态指数法对水库水质现状进行了分析和评价,并探讨了浮游植物与环境因子之间的关系。结果表明:青山水库处于轻度富营养化和中度富营养化之间,水库入库处营养状态综合指数高于库中和大坝处。调查期间共发现浮游植物7门40属89种。不同季节浮游植物主要优势种类不同,春季以硅藻、隐藻和甲藻为主,夏季以蓝藻和绿藻为主,秋季以蓝藻、硅藻和隐藻为主,冬季以硅藻和隐藻为主。相关分析表明,青山水库浮游植物密度与出入库流量和透明度呈显著负相关,与总磷呈显著正相关。典范对应分析(CCA)表明,出入库流量、水温、溶解氧和营养盐是影响水体浮游植物分布格局的重要环境因子。     

常见沉水植物对东湖重度富营养化水体磷的去除效果

采用人工模拟方法,选取武汉市东湖的春季优势种金鱼藻、伊乐藻和菹草,夏季优势种类金鱼藻、狐尾藻和苦草,在春夏两个季节分别对东湖重度富营养化水体磷的去除效果进行了比较研究。结果显示：5种沉水植物在春夏季节生长良好,其中金鱼藻生物量增长率最高（春季为12888％,夏季为5833％）。5种沉水植物均能较好地吸收上覆水中的磷,其中金鱼藻在春夏两季对水体总磷的去除率均为最高（春季为9175％,夏季为9244％）。同时5种沉水植物还可抑止底泥中磷的释放,均使上覆水中各形态磷浓度保持较低水平。结果表明,金鱼藻在春夏季节均表现出较好的生长和净化水体磷的能力,且其耐污能力强,有可能成为以东湖为代表的重度富营养浅水湖区植物修复的先锋种之一。     

鄱阳湖鱼类群落结构及其时空动态

为系统阐明鄱阳湖鱼类群落特征及其影响因素,以便为鄱阳湖的鱼类资源保护及可持续利用提供理论依据,2010年4~11月对鄱阳湖鱼类群落空间差异和季节动态进行了调查。结果表明,共调查到鱼类72种,隶属于7目14科46属。在群落结构上,江湖洄游型鱼类占鱼类种数的25.00%,河流型鱼类占鱼类种数的19.44%,湖泊定居型鱼类占鱼类种数的55.56%。在空间结构上,沿岸带共采集到鱼类49种,其中鲫(Carassius auratus)、鲤(Cyprinus carpio)、鲇(Silurus asotus)、黄颡鱼(Pelteobagrus fulvidraco)等10个种类在数量上占优势;敞水区共采集到鱼类68种,其中刀鲚(Coilia ectenes)、鲫(Carassius auratus)、贝氏(Hemiculter bleekeri)、似鳊(Pseudobrama simoni)等10个种类在数量上占优势;沿岸带鱼类密度和生物量在各样点间存在显著差异。在季节变化方面,敞水区物种数和生物量在月份间存在显著差异。鱼类群落组成与环境因子的CCA分析发现,影响鄱阳湖沿岸带鱼类群落的环境因子为水温、支流影响、离长江距离和透明度,而影响敞水区鱼类群落的环境因子为离长江距离和透明度。     

鄱阳湖区氮磷污染物分布、转移和削减特征

根据入湖污染负荷监测、调查资料和不同水文条件下流场-水质同步监测资料,应用数理统计方法,研究了鄱阳湖氮磷营养物质分布、转移和削减特征。研究结果显示:(1)总磷、总氮是影响鄱阳湖水环境质量的主要污染物,入湖污染负荷与入湖径流水量紧密正相关。(2)鄱阳湖换水周期短,水流更换频繁,氮磷污染物在湖区不会充分混合;氮磷超标水域随着水体流动,逐步向下游转移、扩散;湖水位处于消落状态,通江水道部分水域氮磷浓度超标。(3)湖相状态水环境比河相好,湖相状态一般不会出现大面积的总氮和总磷同时超标。(4)鄱阳湖水环境勉强维持Ⅲ类标准,如果出现损害环境的人类活动,脆弱的水环境将会恶化。针对这些特征提出了保护鄱阳湖"一湖清水"的对策建议。     

鄱阳湖蓝藻时空分布特征及其驱动因子研究

富营养化引起的局部水体蓝藻水华问题给鄱阳湖水生态环境保护带来挑战。为弄清鄱阳湖蓝藻时空分布特征及其影响因素,于2019～2020年对鄱阳湖蓝藻进行了现场监测,并通过冗余分析(RDA),探讨了影响蓝藻时空分布的主要驱动因子。结果表明：调查期间,共检出浮游植物7门128种,其中蓝藻15种,占总种类数量的11.72%,蓝藻种类数呈丰水期>平水期>枯水期,主湖区>入江水道>东湖区的分布规律。蓝藻细胞密度为0～2.19×10⁷ cells/L,各点位蓝藻占比为0%～83.98%,其中蓝藻细胞密度主湖区>东部湖区>入江水道,丰水期>平水期>枯水期,2020年>2019年。假鱼腥藻(Pseudanabaena sp.)为东部湖区蓝藻优势种,微囊藻(Microcystis sp.)、假鱼腥藻为主湖区和入江水道蓝藻优势种。水温(T)、悬浮物(SS)、高锰酸盐指数(COD_Mn)、风速(VW)是主湖区蓝藻群落分布的主要影响因子,特殊的湖流和风场也是影响该湖区蓝藻分布格局的重要因素;透明度(SD)、SS和COD<...     

长湖水生植物多样性与生态位的季节性变化研究

根据2015年1、4、7、10月对长湖水生植物的调查结果,按季节分析了长湖水生植物的优势种、物种多样性、生态位宽度和重叠值的季节性变化.菹草(Potamogeton crispus)、微齿眼子菜(P.maackianus)和狭叶香蒲(Typha angustifolia)是冬、春季相对重要值前3的物种;夏、秋季荇菜(Nymphoides peltatum)和凤眼莲(Eichhornia crassipes)的相对重要值增加.长湖水生植物多样性指数夏季最高(H'=2.946、D=0.940),冬季最低(H'=0.931、D=0.428).菹草的生态位宽度最大,分别为冬季0.523、春季0.363和夏季0.273,其他物种的生态位均小于0.2,长湖水生植物倾向于特化种,其分布具有一定局限性.长湖发生生态位重叠的物种较少,冬季为7对,春季为19对,夏季为23对,秋季为17对.其中轮叶黑藻(Hydrilla verticillata)与马来眼子菜(P.malaianus)、菱(Trapa bispinosa)与穗花狐尾藻(Myriophyllum spicatum)、满江红(Azolla imbricate)和槐叶萍(Salvinia natans)以及红蓼(Polygonum orientale)与水蓼(P.hydropiper)的生态位重叠值较高,表明其生态习性相近,对资源的生态要求相似性较高.菹草是发生生态位重叠最多的物种,冬季4对,春9对,夏季7对,秋季1对,这与其生态位宽度较宽一致.生态位能较好地解释长湖水生植物的物种组成、分布特点及多样性变化,结果表明长湖处于水生植物种类组成较简单,种群结构稳定性较差的状态.     

鄱阳湖主湖区与碟形湖水位变化及其对水质的影响

水位作为鄱阳湖重要的水文因子,对鄱阳湖水动力过程和水质变化具有重要影响。根据2014~2015年鄱阳湖主湖区和碟形湖水位、水质监测数据,分析了主湖区和碟形湖水位及主要水质指标的年内变化特征,阐述了主湖区和碟形湖水质对水位的响应特征。结果表明:(1)丰水期碟形湖与主湖区联通,碟形湖水位与主湖区水位呈直线型相关,枯水期碟形湖水位高于主湖区,主湖区年内月平均水位变异系数为0.13,而碟形湖年内月平均水位变异系数为0.08;(2)丰水期,主湖区和碟形湖的氮磷比分别为19.29和46.27,枯水期主湖区和碟形湖水体的氮磷比分别为17.88和40.39;(3)鄱阳湖主湖区水质主要指标与水位的相关性显著强于碟形湖,主湖区总氮、氨氮、总磷和溶解氧均与水位呈负相关性,而碟形湖中只有p H与水位有相关性;(4)枯水季节,碟形湖水体具有较高的总氮,而鄱阳湖主湖区则具有较高的总磷和氨氮。总之,枯水期进行合理的水位调控能够有效降低富营养化风险。     

长江干流宜昌-监利段洲滩湿生植物群落特征及其驱动因子分析

为了解长江干流洲滩湿地植物的群落结构特征及其驱动因子,于2018年3～5月对干流宜昌-监利5个江段洲滩的湿生植物开展了调查。共采集湿生植物88种,隶属于26科73属,其中菊科(Compositae)、禾本科(Gramineae)、蓼科(Polygonaceae)占优势,狗牙根、薹草、牛鞭草、虉草为主要优势种。采集样方平均种类数为6种,平均密度为88.9 ind/m~2,平均生物量(地上部分干重)为55.8 g/m~2。采集洲滩湿生植物群落结构时空差异较大。枝城江段洲滩样方物种数、密度和生物量均为最大,荆州洲滩均最小。样方密度在3～5月间呈下降趋势,生物量则呈上升趋势。划分了薹草、狗牙根、牛鞭草-紫菀等10个稳定群落。典范对应分析表明湿生植物群落组成主要受到黏粒比例、相对水面高程、土壤含水率以及土壤总有机质含量的影响,其中影响最大的是黏粒比例。样方总生物量沿相对水面高程、总有机质、土壤含水率的变化趋势一致,即先增大后减小;而与黏粒含量的关系不明显。分析认为洲滩湿生植物分布格局是在水文过程影响下,由底质、水分及营养共同作用的结果。     

微齿眼子菜与马来眼子菜对水深变化的适应性比较研究

水深与水位波动是影响湖泊中沉水植被分布格局和物种多样性的重要因子。在洱海开展为期2个多月的原位实验，从大型浮台上悬挂吊盆模拟不同的水位梯度（2、4和6 m）和水位变化模式（水位上升、水位下降和水位波动）对微齿眼子菜和马来眼子菜生长的影响。实验结果表明：水深梯度和水位变化模式对两种植物的生物量、株高、节数和叶片数具有显著影响，推测微齿眼子菜在洱海的临界生长水深约为5 m，马来眼子菜的临界生长水深为35 m；超过临界水深后两种植物生物量和叶片数下降、株高和节数不增长。在2 m初始水深处光照相对充足，生物量随时间稳定增长，水深增加（20 cm/6 d×60 d）对两种植物的生物量均未造成显著影响，株高和节数随水深显著增加，具有响应空间增长的潜力。在初始水深为4 m时，进一步增加水深（20 cm/6 d×30 d）会抑制微齿眼子菜生长，继后减少（-10 cm/6 d×30 d）水深仍无法使其恢复生长；但先减少水深后增加水深可以小幅促进其生长。在初始水深为4 m时，3种水位变化模式对马来眼子菜的生物量影响不大，但减少水深后增加水深可以小幅促进其生长。初始水深6 m抑制两种植物的生长，并导致马来眼子菜死亡。实验结果表明，微齿眼子菜比马来眼子菜对弱光耐受性更好     

低溶解氧对苦草生长的影响

针对太湖梅梁湾生态净化示范区内重建的沉水植物存在的腐烂死亡问题及伴随的底层水体溶解氧偏低现象，在室外模拟生态系统内进行了低氧对沉水植物（苦草）生长的影响试验。结果表明：无论沉积物类型如何，一个月的低氧处理（溶解氧平均值为1.6 mg/L）对苦草株重、株高、分蘖数及叶片数等指标的影响均不明显，对块茎的影响则较显著，表现为块茎数量与重量显著下降。对岸边沉积物处理组而言，低氧对苦草根系的影响显著，表现为根须变细且数量增加，根系活力明显下降，中心沉积物处理组则不显著。同时，低氧处理使岸边沉积物处理组的沉积物氧化还原电位显著下降、水体营养盐浓度上升，尤其是磷酸盐浓度显著增加，中心沉积物处理组的环境理化因子变幅则相对较小。分析认为，低氧对苦草生长的影响虽不明显，但对其种群扩张有潜在的不利作用；梅梁湾生态净化示范区内沉水植物的腐烂死亡，低氧的作用是次要或间接的。     

以植被生物完整性评价梁子湖湖滨湿地生态系统健康

湖滨湿地植被是湖滨带生态系统的主要特征,以湖滨湿地植被为对象可评价湖滨带生态系统健康状况。通过对梁子湖湖滨湿地植被的详细调查,共鉴定出植物182种,隶属于52科128属,其中湿生植物147种,水生植物35种。水生植物中有20种挺水植物,6种浮叶植物和9种沉水植物。采用植被生物完整性(VIBI)方法评价梁子湖湖滨湿地生态系统健康,对21个备选指标进行筛选分析,建立了以挺水植物物种数、多年生植物物种数、外来物种百分比、香农多样性指数、植物区系质量指数FQAI、耐受性物种百分比、敏感性物种百分比为核心指标的评价体系,三分法对指标进行赋值,将梁子湖湖滨湿地划分为健康、良好、一般和较差4个等级。评价结果表明,梁子湖湖滨湿地22个调查位点中,处于健康状态的有3个位点,良好6个,共占总位点数的41%,一般和较差分别为7个和6个,共占59%。总体上看,东梁子湖和牛山湖湖滨湿地位点健康状况较好,而西梁子湖湖滨湿地差异性较大,山坡湖南部湖湾和前江大湖北部位点健康状况良好,张桥湖湖滨湿地健康状况一般,评价较差的6个位点集中在宁港湖周围和前江大湖南部沿岸。底质和人类活动如水位调控、围网养殖、放牧等是影响梁子湖湖滨湿地植被生物完整性的主要原因。     

水生高等植物对悬浮泥沙的去除研究

根据自然水体湿生植物（挺水植物）、浮叶植物以及沉水植物的空间分布规律，利用风车草（Cyperus alternifolius）、石菖蒲（Acorus tatarinowii）、菱（Trapa japonica）、金鱼藻（Ceratophyllum demersum）、轮叶黑藻（Hydrilla verticillata）和苦草（Vallisneria spiralis）等水生植物构建由挺水植物、浮叶植物到沉水植物的串联系统，含沙水依次流经挺水植物、浮叶植物和沉水植物，测定各级植物对泥沙的去除效果。结果显示，输入悬浮泥沙浓度依次为21.76、37.04、45.09、71.18 mg/L，水力停留时间（HRT）分别为12、16、24、24 h，水生高等植物串联系统对悬浮泥沙的去除率分别为68.1%、71.7%、77.5%、74.0%，表明水生高等植物可有效去除水体中的悬浮泥沙，改善了透明度。水力滞留时间对植物去除悬浮泥沙的效果有较大的影响，水力滞留时间长，即使输入悬浮泥沙浓度很高，去除率和单位时间的净去除量也较高;浅水区的挺水植物对进水高浓度悬浮泥沙的有效过滤作用减缓了悬浮泥沙对深水区沉水植物的胁迫压力;沉水植物能进一步去除悬浮泥沙，抑制再悬浮作用，对水生生态系统的稳定有十分重要的作用。     

鄱阳湖湿地植被退化原因分析及其预警

2003年以来,鄱阳湖长期处于低枯水位状态,湖盆植被面积减少600km2;洲滩土壤含水量降低,旱生植物物种入侵,占据高程15m以上洲滩,湿地植被演变成中生性草甸,使物种大幅度增加;湿生和水生植物向湖中心下移,生长空间缩减;对水深、污染物敏感的植物群落的物种、生物量减少,生物多样性退化;对水深适应性强和耐污染的植物迅速扩张。无序采砂、防火烧荒、牲畜放牧加剧了这一局面。在气候变化和人类活动影响下,鄱阳湖湿地植被正在逐步退化。为了遏制这一退化现象,正在建立鄱阳湖健康评价体系与标准,加强植物群落固定断面和针对稀有物种、对水深和污染物敏感物种、危害湖泊健康物种进行专项监测,针对发现的问题,用遥感影像辨识、实地勘测研究分析全湖变化状况,判断其危害程度,提出防治对策,向相关部门和地区提出预警建议。     

鄱阳湖水生植被30年演变及其驱动因素分析

基于1983和2013年两次鄱阳湖综合科学考察植被调查结果发现，30年来鄱阳湖水生植被呈退行性演变。主要体现在：（1）水生植被面积大幅缩减，沉水植被面积减少37.7%，菱等敏感物种面积减幅为87.6%；（2）群落结构简单化，组成物种由5～8种下降至3～5种，苦草替代竹叶眼子菜成为优势物种；（3）生物多样性降低，单位面积生物量减少。驱动此演变的主要因素包括：（1）长期持续的低枯湖水位压缩了水生植物的生存空间；（2）湖水氮磷浓度增加恶化沉水植被的生境；（3）洪水灾害干扰沉水植物正常生长发育，诱发沉水植被演替；（4）过度的人类活动直接或间接损害沉水植被。为了遏制退行性演变趋势、保护湿地植被生态系统的健康，建议采取有力的湖泊管理措施，将人类活动控制在湿地生态系统可承受范围之内。     

底质营养盐对菹草生长及养分分配的影响

在野外池塘中，利用3种不同营养状况的底质研究底质营养盐对菹草生长及养分分配的影响，结果表明：沉水植物菹草面对底质营养盐的胁迫出现了急性的生理生化反应，在生长初期叶片总的可溶性糖含量在肥沃的底质上高于贫营养底质上；根、茎、叶和石芽各构件都具有异速生长现象，并且表现规律不一样；菹草的根冠比随底质营养盐的不同而变化；随着营养条件对菹草生长胁迫加重，根、冠的异速生长愈明显，同时石芽的N∶P和C∶N比率显著受底质营养盐的影响，而菹草叶片和茎N∶P和C∶N比率不受底质肥力的影响，这些响应将改变石芽第2年的命运和影响种群的维持；在胁迫生境下，菹草首先分配资源到无性繁殖体——石芽上以便维持种群的延续，以回避策略应对底质营养盐胁迫。     

基于综合指数法的鄱阳湖流域水资源安全评价研究

从“状态 压力 响应”指标系统框架出发,建立了鄱阳湖流域水资源安全评价指标体系。采用综合指数法,构建变异系数对指标权重进行客观赋值,对鄱阳湖水资源安全进行评价。结果表明：河网密度和农业生产化肥农药施用量等指标对鄱阳湖水资源安全有较大影响。在2000～2010年鄱阳湖流域水资源安全经历了由一般状态（状态Ⅲ）到良好状态（状态Ⅳ）,再到一般状态（状态Ⅲ）,最后发展为较差状态（状态Ⅱ）的过程。从警源上分析发现,这种变化主要由区域经济不断增长,人口压力增大,工农业生产生活用水增加,化肥农药施用量增加所致。从总体趋势上看,鄱阳湖流域水资源安全状态呈现恶化的趋势,虽然近年环保意识逐渐增强,在环保投资方面有所增加,并且提高了污水处理率,加强了工业废水排放管理,但还是难以承受经济社会发展的压力,使得水资源安全暴露出逐渐恶化的趋势,最后定量地分析了水资源安全状态变化原因,并针对水资源保护提出了具体保护措施,给出经济发展的用水约束条件以保障鄱阳湖流域水资源安全。对水资源安全做出合理定量的评价,可为鄱阳湖流域水资源合理开发和可持续利用提供科学依据