武汉市夏季湖泊水体理化指标主成份和聚类分析

为深入了解湖泊水体理化因子的变化规律，为湖泊渔业和湖泊水质管理提供基础数据，于2007年夏季测定了武汉市梁子湖、斧头湖、柴泊湖、〖JP2〗南湖和野芷湖5个养殖湖泊的TN、NH+4 N、NO-2 N、NO-3 N、TP、〖JP〗PO3-4 P、DO、pH、CODMn、WT、SD和EC，应用SPSS软件，对测定结果从事了主成份分析和聚类分析。主成份分析结果表明，3个主成份分别为营养环境因子（包括TN、NO-2 N、NO-3 N、TP、pH、CODMn和EC）、生存因子（DC）和铵吸收因子（NH+4 N）。Q型聚类结果表明，5个湖泊的13个点可聚为4大类，即第1类为9、10、11、12、13号点；第2类是1、2、4号点；第3类是5、6、7、8号点；第4类是3号点。可将5个湖泊分为3类，即斧头湖和梁子湖为一类，柴泊湖为一类，野芷湖和南湖为一类。这一结果是城市废水、生活污水和养殖生产所致。     

江苏阳澄湖螺类群落的空间分布格局

2008年1月～2009年10月对江苏阳澄湖螺类群落结构进行了季节调查研究。共采集到螺类4科5属6种，优势种为铜锈环棱螺，次优种为长角涵螺。阳澄湖螺类平均密度为220±47 ind./m2，平均生物量为2331±469 g/m2，螺类密度和生物量在年际和季节间均无明显差异，但群落结构存在显著的空间变化，密度在东湖区和中华绒螯蟹围网养殖区较大、西湖区最小，生物量围网养殖区最高、西湖区最低；铜锈环棱螺密度围网养殖区最高、西湖区最低，长角涵螺密度东湖区最高、围网养殖区次之、入湖河流及其它湖区极低。中华绒螯蟹养殖未导致围网养殖区螺类数量下降，螺类（主要是铜锈环棱螺）的投放可能是该区螺类密度、生物量及铜锈环棱螺所占比例较高的主要原因之一。逐步回归分析表明，水深是影响螺类群落整体密度和生物量空间分布差异的主要因子；典型对应分析（CCA）表明，铜锈环棱螺主要分布在叶绿素a较高的水域，而长角涵螺和纹沼螺则主要分布在透明度较大的地方     

马颊河水系三条河流水质变化及污染物入海通量分析

分析了徒骇河、德惠新河与马颊河2003~2010年入海断面水质变化状况及入海通量的变化趋势。结果表明：徒骇河与德惠新河主要超标污染物为CODCr、CODMn、BOD5、NH3 N、石油类，主要表现为耗氧类有机污染与有机有毒类污染。马颊河主要超标污染物除CODCr、CODMn、BOD5、NH3 N、石油类外，还包括TP与VHB，以上各水质指标浓度分别超过III类水质标准的9、7、12、6、7、9、13倍，表现为耗氧类有机污染、营养盐类污染及有机有毒类污染问题。3条河流中，马颊河污染最为严重。研究期间，除德惠新河的无机无毒类与有机有毒类分类综合污染指数呈一定的上升趋势外，其它类别分类综合污染指数均呈下降趋势，表明3条河流的污染程度有所缓解。徒骇河TN、TP的入海通量总体上呈下降的趋势，其他两条河流污染物的入海通量均有所增加，至2010年，3条河流CODCr、CODMn、NH3 N、TN、TP及石油类入海通量分别为73 871、12 963、1 025、26、69、162 t，16 075、2 997、365、304、13、31 t及51 571、10 801、1 738、626、934、140 t；且3条河流主要污染物入海通量的贡献顺序为徒骇河>马颊河>德惠新河     

春季香溪河库湾CODMn时空分布及其影响因子初探

于2012年春季在香溪河库湾合理布置断面观测，分析水体高锰酸盐指数(CODMn)的时空分布特征，并对CODMn与水体中叶绿素a、溶解氧(DO)、水体垂向稳定系数、总氮(TN)和溶解性硅酸盐(D Si)进行相关分析，以期为香溪河流域有机污染的治理提供支持和指导。结果表明：春季香溪河库湾CODMn浓度变化范围为1.40～5.36 mg/L，4月CODMn均值明显高于3月和5月，为366 mg/L，整个春季CODMn浓度从下游至上游呈现明显增大的趋势。相关分析发现，春季水华暴发期间，CODMn与叶绿素a显著正相关(分别为072和074)，而在未暴发水华的3月二者的相关性不显著。浮游植物和水体稳定系数是影响CODMn变化的主要因素。倒灌异重流使得高含氮、低CODMn浓度的长江干流水体进入库湾下游并稀释CODMn浓度。CODMn与DO在3月和5月的弱相关关系为香溪河CODMn特殊的分布特征提供了其它合理的解释,其分布特征受多种因素的共同影响。春季库湾上游有机污染趋于恶化，限制支流特别是上游污染物的排放是改善有机污染现状的有效途径     

太湖流域典型土地利用方式下入湖河流水质污染特征研究

为探究太湖流域典型土地利用类型下水质污染特征,选取了太湖流域两类具有典型代表性的区域作为研究对象,一类是城市化进程高、人口高度密集的太湖北部重污染汇水口区域,一类是以耕地与涵养林为主导、人类活动强度相对较弱的浙西小梅港区域。选取TN、DTN、PN、NH+4 N、NO-3 N、TP、DTP、PP、CODMn等主要指标,通过区域差异和季节差异分析,以期明确太湖流域典型土地利用格局下河流水质污染特征。研究表明：（1）汇水口水质劣于小梅港水质,但两区域均有相对较高的TN污染,因此两地河流TN污染控制依然是重要内容;（2）汇水口和小梅港区域水质差异分析结果表明,土地利用格局、水循环过程、涵养林的生态功能是两区域水质差异产生的重要原因,差异指标体现在DTN、NH+4 N、TP、DTP、PP、CODMn;（3）汇水口区域水质污染特征体现出较强的点源污染特征;小梅港区域水质污染则体现出以TN、PN、TP、PP为主要污染物的面源污染特征。因此在以建设用地为主导的汇水口区域需加强点源污染控制,优化产业结构;以耕地为主导的小梅港区域则需加强农业面源污染控制,进而缓解太湖富营养状态     

上海城市河岸带对降雨径流氮垂直去除研究

在上海市城市河岸带人工绿地建设了微区径流场,进行了5次模拟降雨径流实验,研究了人工绿地岸带下渗流中氮浓度和去除率的时空变化。结果表明：人工绿地岸带对垂直下渗流中氮有显著的净化作用,且主要集中于土壤的0~30 cm以内,TN和NH4+去除率在399%和398%以上,NO3-+NO2-去除率除11月为负值外,其余月份均在100%以上;在30~60 cm深度,由于土壤氮的析出导致径流中氮浓度增加,去除率降低;而60~90 cm深度的去除率增加。径流场内下渗流中氮浓度具有明显的水平空间变化,随距入水端距离的增加,30 cm深度下渗流中氮浓度先上升后下降;人工绿地岸带对下渗流中氮的净化作用均随淹水时间的延长呈降低趋势,且季节变化明显,在10月和4月具有较高的去除率,0~30 cm内TN、NH4+和NO3-+NO2-的去除率可分别达635%、891%和416%以上     

水样不同处理方式对高锰酸盐指数测定值的影响

研究了水样不同处理方式对三峡水库干流江段高锰酸盐指数（CODMn）测定值的影响。结果表明,悬浮颗粒物浓度（〖WTBX〗SS〖WTBZ〗）是澄清样和浑样之间、清样和浑样之间、清样和澄清样之间高锰酸盐指数差别的主要影响因子;用非线形回归方法得出了水样不同处理方式下高锰酸盐指数间的经验关系,并用实测数据进行了验证,结果表明,计算值和实测值吻合良好。依据〖WTBX〗SS〖WTBZ〗和所得经验关系,可计算高锰酸盐指数所表征有机物(CODMn)即OS(CODMn)）作为一个整体在水－固两相之间的分配,及其在粗颗粒物和细颗粒物上的赋存比例。河床上覆水体中溶解态、颗粒态OS(CODMn)所占比例皆随〖WTBX〗SS〖WTBZ〗而发生显著变化。〖WTBX〗SS〖WTBZ〗大于1 000 mg/L时,80％以上的OS(CODMn)赋存于悬浮颗粒物,澄清30 min能去除60％以上的OS(CODMn)。     

水量衡算条件下人工湿地对有机物的去除

构建了芦苇和无植物人工湿地,在系统水量衡算的基础上比较了两种湿地对生活污水中有机物的去除效果。结果表明,在植物收割后的冬季,有植物湿地对有机物的去除率低于无植物湿地2.2%;在其他季节,芦苇湿地对污水CODCr的去除率比无植物的高出3.2%～4.2%,但对BOD5的去除率却比无植物的低了1.8%～3.4%。有植物湿地对有机物的去除效果比无植物湿地有所改善,但是提高不多。比较了两种系统的氧化还原电位,有植物湿地比无植物湿地高（P<0.05）,这种提高主要集中在湿地水面以下约15 cm的范围,从整体来看,两块湿地内部氧化还原状态大体相同,主要是强还原环境。比较了两块湿地基质中降解有机物的细菌、放线菌和真菌的数量,二者没有明显的差别,但是,有植物湿地的根际效应明显。考察了湿地进水有机负荷与去除量的关系,二者呈现显著的线性相关性(R2>0.96)。      

复合垂直流人工湿地氧化还原特征及不同功能区净化作用研究

研究了复合垂直流人工湿地系统氧化还原电位（Eh）的时空变化规律及不同功能区中污染物的净化效果。结果表明：湿地系统下行流池表层、两池底层、上行流池表层Eh的变化范围分别为402～585、-87～-130、308～432 mV，沿水流方向依次形成了好氧A区/缺氧、厌氧区/好氧B区3个功能区。好氧A区是污染物去除的主要区域，BOD₅、COD_Cr、NH⁺_4- N的去除率分别为430%、484%、541%，特别是NH+4 N去除率占总去除率的79%；缺氧、厌氧区主要是进行反硝化反应和有机物的厌氧分解；好氧B区则主要是去除厌氧分解后的有机物以及进一步脱氮。另外，NH+4 N的去除率与系统各功能区Eh呈显著相关关系（〖WTBX〗p〖WTBZ〗＜001），而BOD₅、COD_Cr、NO^-_3-N的去除率与系统各功能区Eh相关性不显著。     

基于PCA和SOM网络的洪泽湖水质时空变化特征分析

2010年分4个季度对洪泽湖全湖20个样点的水质理化特征进行了定期监测,采用修正的卡尔森营养状态指数法（TSIm）综合评价了洪泽湖水质的营养状况,同时应用主成分分析（PCA）和自组织特征映射网络（SOM网络）分析了洪泽湖水质的时空变化特征。结果显示：除了水深（WD）和透明度（SD）,洪泽湖的pH、EC、NH+4 N、TN、TP、和CODMn等水质参数季节差异显著。TSIm综合评价结果表明洪泽湖4个季节的水质均呈富营养化状态,夏季富营养化程度最严重。PCA分析表明洪泽湖水质主要受离子和氮盐的控制,磷不是控制洪泽湖水质的最主要因素。SOM网络将全湖20个样点聚为G1、G2和G3三类,G1代表洪泽湖相对封闭的北部区域,有沉水植被分布,水质主要受围网养殖污染的影响;G2代表洪泽湖东部和南部区域,〖JP2〗航运繁忙,直接承接淮河入湖河水,水质主要受淮河入湖河水和航运的影响;G3代表洪泽湖西部水域,沿岸密布养殖池塘且人口密度大,水质主要受养殖废水和城镇生活污水的影响。研究认为,控制外源污染和恢复沉水植被是防治洪泽湖富营养化的有效途径     

月湖底栖动物的空间格局及其对水草可恢复区的指示

底质适宜是富营养湖泊恢复沉水植物(水草)的重要前提。大型底栖动物可综合指示底质的污染程度，于2002~2003年在武汉月湖开展了底栖动物水平分布对水草可恢复区指示作用的研究。首先通过月湖底栖动物与环境的相关分析，选择颤蚓科寡毛类作为底质营养状况的指示类群，然后利用同类湖泊群颤蚓与水草数据分析阈值，初步确定颤蚓密度≤100 ind/m2的底质适合水草生长，最后绘制月湖颤蚓分布的水平等值线，显示水草恢复的合适区域。在此基础上构建了应用底栖动物空间格局指示水草恢复区的技术原理框架。     

湖沼型血吸虫病疫区钉螺空间自相关的样点尺寸效应

钉螺是血吸虫的唯一中间宿主,与众多地理因子一样,钉螺的空间自相关具有明显的尺度效应。在湖沼型血吸虫病疫区典型洲垸型草洲选择一块50 m×50 m的试验样地,采用推扫式全覆盖方法进行了钉螺普查。用全局空间自相关Moran I指数、局部空间自相关Moran散点图和局部Moran’s I指数,进行了钉螺分布空间自相关的样点尺寸效应研究。结果表明:所有样点尺寸钉螺数目的全局Moran’s I均为极显著空间正相关(P0.001);不同样点尺寸下的钉螺样点在局部自相关Moran散点图上绝大多数集中分布在象限1和象限3内,表明试验样地的钉螺呈空间聚集分布;钉螺样点尺寸越小,用局部Moran’s I指数对单个钉螺样点附近的空间自相关表现得越细微,表明全局Moran’s I指标会掩盖实际存在的局部空间自相关与全局不一致的现象。     

人工重建的水生植物群落演替动态研究

水生植物群落在湖泊生态修复过程中作用显著，但目前人工重建的水生植物群落抗外界干扰能力弱，群落稳定性差，这就需要我们对人工重建的水生植物群落结构及其演替的生态学过程进行研究，从而探索受损群落的修复途径。于2003年在富营养化水体中采用物理生态工程进行了水生植物群落的重建研究，对群落演替动态变化过程进行了持续3年的观测。结果表明：水生植物之间发生生态位重叠时，其结果往往是以一个物种取代另一个物种，随着生态位重叠程度下降，种间关系和群落结构趋于稳定；而当物种空间位置错开时，生长期相近的物种共存则变为可能，因此在群落的构建过程中应当避免同时引入生态位重叠较高的物种，应注意植物间时间序列及空间结构的分离；此外还通过物种间的竞争表现，对几种常见水生植物构建的群落稳定性做了初步探讨.     

城市道路典型绿带结构对总悬浮颗粒物的净化效应

机动车道和非机动车道之间的隔离绿化带（简称机非隔离绿化带）对由机动车辆造成的空气总悬浮颗粒物（TSP）有较显著的净化效应。以典型结构类型的机非隔离绿化带为研究对象，通过布点采样测定空气中TSP浓度，定量地研究了道路绿化带对TSP的净化效益。同时，用郁闭度和疏透度表征了道路绿化带的配置情况，并研究其与TSP净化效率的相关性；采用灰色关联分析方法，初步探讨了TSP净化效率与温度、相对湿度、风速的相关性。结果表明：主干道机非隔离绿化带的最优结构是乔灌结构、次干道最优结构是乔灌草结构、支路3种结构类型的道路绿化带对TSP净化效率差异不明显；绿化带疏透度在10％~20%时，郁闭度在75％~90%，绿化带对TSP净化效率较高；相对湿度对TSP净化效率的影响较风速和温度大     

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。     

太湖湖滨带浮叶植物菱(Trapa quadrispinosa Roxb)对氮素再悬浮的影响

大型浅水湖泊沉积物的再悬浮是湖泊生态系统的重要过程之一,也是影响湖泊内源负荷的主要因子之一。大型水生植物在抑制沉积物再悬浮方面有重要作用。通过测定浮叶植物生长区内外的沉积物再悬浮速率、沉积物总氮含量和水中总氮浓度,探讨太湖湖滨带浮叶植物菱（Trapa quadrispinosa Roxb）对沉积物中氮素再悬浮的影响。研究结果发现菱对沉积物的再悬浮有良好的抑制作用,在研究期间,菱生长区内的平均沉积物再悬浮速率为218.46 g dw m-2d-1,生长区外为658.13 g dw m-2d-1。随着沉积物的再悬浮,在生长区内平均每天每平方米有719.63 mg N（每年每平方米262.66 g）被带入水中,在生长区外相应的数字为1 536.14 mg（每年每平方米560.69 g）。另外在研究中发现上层沉积物总氮含量受风浪影响较大,与沉积物再悬浮速率呈负相关。恢复浮叶植物能有效控制湖泊沉积物再悬浮,降低湖水氮负荷。     

长江口泥螺的种群特征及其生态学意义

2000年5月中、下旬对长江口南汇边滩泥螺种群进行了调查和统计分析,结果表明：泥螺种群呈聚集型分布;泥螺种群密度分别为21.2%/m^2和32.8/m^2;生物量分别为25.60g/m^2WW和44.89g/m^2WW或2.05g/m^2DW和3.49g/m^2DW;平均壳高分别为1.19cm和1.34cm,壳高日生长量为98.7um,月生长率达24.9%;种群分别以壳高1.00-1.20cm(47.06%)和1.20-1.40cm(40.90%)的种群占绝对优势;性成熟个体比例分别占32.4%和78.3%,整个泥螺种群处于生长期向繁殖期过渡阶段,壳高（H）与壳宽（B）、湿重（WW）、存水量（F1）、相对存水量（F2）与WW之间回归方程分别为：H=0.18043 1.2750*B、WW、0.4475*H^2.5128、F1=0.7602*WW-0.4661、F2=34.021*WW-8.666,相关显著,平均肥满度（0）和鲜出肉率（PF）分别为299.27%和62.15%,它们与WW呈负相关,回归方程分别为：0=347.08-38.11*WWt PF=105.74-34.72*WW,前者相关性较差,后者显著,2000年5月初泥螺旺发与水动力条件、营养盐累积及饵料密切相关;目前的人工捕捞水平不会导致泥螺资源种群的数量下降,反而有助于发挥泥螺种群的环境净化功能。     

附着生物对富营养化水体氮磷的去除效果

以太湖梅梁湾“863示范工程”水草恢复区原位湖水以及该区渔网围隔上的附着生物为材料，通过室内静态培养试验，研究了附着生物对富营养化湖水的氮、磷去除效果。结果表明，附着生物对水体中的氮有显著的去除效果，半个月内，附着生物对水体中总氮的累积去除率可达60%，在有附着生物的水体中总氮浓度从5 mg/L左右下降到2 mg/L左右；附着生物对水柱中氮的累积去除率和水柱中氮的浓度、附着生物的生物量以及附着生物作用时间密切相关。从培养过程中水体磷的浓度变化来说，培养初期，水体中磷的浓度比较高，附着生物对其有一定的去除作用；培养后期，水柱中磷的浓度比较低，附着生物不但不去除水中的磷，而且还向水柱中释放磷，这可能与附着生物向水体分泌碱性磷酸酶密切相关。     

血吸虫病生态学及其中国疫区分类的地理解释

血吸虫病医学地理学与血吸虫病空间流行病学研究涉及到大量与血吸虫及其寄生宿主有关的生态环境知识与参数，这些方面为从地理学角度解释过去由实践经验和调查总结得到的中国血吸虫病疫区分类提供了丰富的信息。参阅了大量有关方面的研究成果，系统分析总结了血吸虫生活史中与生态环境关系密切的虫卵、毛蚴、尾蚴阶段和寄生宿主钉螺、哺乳动物的生态特点与流行机理。结果认为：生态环境条件能同时满足血吸虫及其寄生宿主的生态要求是血吸虫病流行传播的基本条件，血吸虫生活史的大部分时间都在终宿主哺乳动物和中间宿主钉螺体内度过，钉螺生态条件的苛刻性是血吸虫病流行传播空间分异的主要原因，钉螺的空间分异规律与特征成为血吸虫病疫区类型的划分的主要依据。最后从地理学角度分析了钉螺孳生地有关地理环境因子（植被、土壤、地貌、高程、水文、水力因子）之间的相互关系。结论是：大的地貌类型决定了不同的水文条件，从而形成不同的钉螺空间分布格局，结果产生了不同的血吸虫病易感地带分布特点，最终决定了血吸虫病疫区的类型，与中国卫生部地方病防治司的分类结果一致。