太湖主体湖区对梅梁湾藻类影响定量化研究

针对太湖梅梁湾独特的地理位置和富营养化严重的问题,利用太湖水量水质模型和梅梁湾藻类生长模型,在对模型进行了率定、验证的基础下,模拟了在东南风和西北风两种常见风向的条件下,太湖主体湖区对梅梁湾内营养盐浓度和藻类浓度的影响情况,并将其影响定量化。本次模拟较好地反映了太湖主体湖区在两种常见风场的条件下对梅梁湾内水质影响情况。模拟得到以下结果：在不考虑风场和流场的情况下,梅梁湾内部2001年8月藻类平均浓度为43.18 mg/m³,总氮浓度为2.48 mg/L,总磷浓度为0.248 mg/L,只考虑东南风引起流场的情况下,藻类浓度为41.92 mg/m3,总氮浓度为2.07 mg/L,总磷浓度为0.231 mg/L;考虑东南风风场和流场两个因素的情况下,藻类浓度为53.86 mg/m3,总氮浓度为2.06 mg/L,总磷浓度为0.229 mg/L;同期,只考虑西北风风场的情况下,藻类浓度为42.55 mg/m³,总氮浓度为2.19 mg/L,总磷浓度为0.232 mg/L;考虑西北风风场和流场两个因素的情况下,藻类浓度为50.71 mg/m³,总氮浓度为2.17 mg/L,总磷浓度为0.233 mg/L。结果表明,梅梁湾内部的氮、磷等营养盐浓度受到由太湖主体湖区的风场变化引起的湖流扰动的一定影响;太湖主体湖区对梅梁湾内部藻类浓度的影响主要是由藻类漂移引起的,由营养盐浓度改变而引起的藻类浓度变化非常小。     

太湖水质的时空分异特征及其与水华的关系

在大量调查数据的基础上,分析了太湖水质的时空分异特征,探讨了太湖不同湖区、不同季节水质差异的原因。研究结果显示：北部的入湖河口区、几个湖湾、湖心区、西南湖区、东部湖区水体的透明度、高锰酸盐指数、氮、磷、叶绿素等富营养化指标差异显著。入湖河口区的高锰酸盐指数和营养盐含量高于南部湖区数倍,也明显高于北部湖湾区,这反映出太湖西北部入湖河道污染对太湖影响显著。不同季节太湖水质指标也差异显著,冬春期(12～次年5月份)水体的氮含量高于夏秋季(6～11月份)近1倍。水质季节性的显著差异进一步说明了外源输入对太湖水质的影响。研究表明太湖水质的时空异质性既受太湖湖泊形态特征本身的影响,也更多受到外源污染的影响,解决太湖的蓝藻水华问题,首先要在太湖的外源污染控制方面取得突破.     

太湖水质的时空分异特征及其与水华的关系

在大量调查数据的基础上,分析了太湖水质的时空分异特征,探讨了太湖不同湖区、不同季节水质差异的原因。研究结果显示：北部的入湖河口区、几个湖湾、湖心区、西南湖区、东部湖区水体的透明度、高锰酸盐指数、氮、磷、叶绿素等富营养化指标差异显著。入湖河口区的高锰酸盐指数和营养盐含量高于南部湖区数倍,也明显高于北部湖湾区,这反映出太湖西北部入湖河道污染对太湖影响显著。不同季节太湖水质指标也差异显著,冬春期(12～次年5月份)水体的氮含量高于夏秋季(6～11月份)近1倍。水质季节性的显著差异进一步说明了外源输入对太湖水质的影响。研究表明太湖水质的时空异质性既受太湖湖泊形态特征本身的影响,也更多受到外源污染的影响,解决太湖的蓝藻水华问题,首先要在太湖的外源污染控制方面取得突破.     

太湖梅梁湾和贡湖湾浮游甲壳动物群落结构及其与环境因子的相互关系

为了探明太湖梅梁湾和贡湖湾水体中浮游甲壳动物群落结构的时空变化特征及其与水环境因子的相互关系,运用冗余分析(Redundancy analysis,RDA)对2004年11月至2005年10月期间测定的太湖的两个典型湖湾的浮游甲壳动物的密度、生物量数据与水环境因子进行多元统计分析。结果表明:梅梁湾和贡湖湾水体中营养盐含量存在时空差异。在季节变化上,冬春季节氮含量较高,夏秋季节磷含量较高;在空间变化上,由于受到周边污染物质输入的影响,梅梁湾各种形态氮磷营养盐含量显著高于贡湖湾。两个湖湾共鉴定出浮游甲壳动物19种,枝角类12种,桡足类7种,种属组成基本相同,其中,象鼻溞(Bosmina)是第一优势种。梅梁湾和贡湖湾的浮游动物也存在时空差异性,春季以大型的溞属(Daphnia)为主,夏秋季以小型的浮游甲壳动物如象鼻溞(Bosmina)为主。浮游甲壳动物总的密度和生物量会随营养盐水平的升高而增加,但对各水环境因子的响应会随种属不同而存在差异。温度、叶绿素a和营养盐水平是影响浮游甲壳动物群落结构和时空变化特征的主要因子。浮游甲壳动物生物量会随温度升高而增加,叶绿素a也与其生物量呈正相关,并且在藻类快速生长季节,更有利于小型浮游甲壳动物的生长。     

巢湖水向湖滨带生态修复工程实践

针对巢湖湖滨带水生植物消失的问题，提出浅水区自组织生态修复技术框架，并开展工程示范。该技术框架依据湖泊水生植被恢复的环境条件需求，针对不同区域湖滨带情况，提出合理的修复目标，进而集成系列工程措施，改善湖滨带环境并恢复水生植被。根据该技术框架实施中试工程，恢复湖滨带水生植被面积5万m2，使水生植物多样性增加70%，植被盖度由30%提高到60%。该技术为巢湖湖滨带生态修复提供技术支撑，有较强的实际应用价值     

太湖铜锈环棱螺对氮磷的降解作用

太湖的五湖里湾是一个富营养湖,水质亟待改善。铜锈环棱螺是太湖的常见种群,通过在五里湖的一些室内外实验,研究了螺对水体透明度,总磷、氨氮、溶解氧的作用,发现它能交水体透明度从０．５ｍ左右提高到１．３ｍ,使室内水体浊度迅速降低,降解总磷的幅度能达到５０％,分析为铜锈环棱螺的絮凝作用所致;并且,在其水域氨氮深度大幅度降低,使实验点高达５ｍｇ／Ｌ以上的氨氮浓度降至２ｍｇ／Ｌ以下,从感观和水质指标两方面有效     

太湖日本沼虾、秀丽白虾现存量的周年动态研究——以梅梁湾、贡湖湾为例

太湖日本沼虾与秀丽白虾资源较为丰富，在太湖渔业中占有非常重要的地位，但对两种虾类资源动态的研究较少。对梅梁湾和贡湖日本沼虾、秀丽白虾现存量进行了周年调查，结果表明，梅梁湾和贡湖湾日本沼虾丰度和现存量一年内出现波动，冬季较低，春季开始增加，夏季达到高峰，9月后丰度和现存量大幅下降，随后随着个体的生长又有所上升，说明其资源量在短期内受繁殖和捕捞的影响会大幅震荡。不同湖区日本沼虾丰度和现存量存在差异，夏季沿岸带的丰度和现存量明显比敞水区大，主要是6~9月沿岸带分布量增多，说明日本沼虾繁殖季节的亲虾及当年繁殖的幼虾大量栖息于沿岸带，而非敞水区。贡湖秀丽白虾水草区丰度和现存量最高，说明秀丽白虾喜栖息于有沉水植物分布的水域。为合理利用太湖虾类资源提供依据     

太湖和滇池表层水体水质与水华蓝藻生物质生化性状的关系

根据2010年5～8月对滇池海埂和太湖竺山湖监测点的逐月监测结果,对同时期不同地域湖泊水体的污染状况进行比较研究,并评估了表层水体水质与水华蓝藻生化性状指标之间的相关性。结果表明：滇池水体的富营养化程度较太湖高,从取样月份之间差异来看,滇池表层水体水质指标均呈现先升高后降低再升高趋势,以6月份为最高,而太湖则呈逐月升高趋势。滇池蓝藻生物质中凯式氮、全磷和总养分（N+P2O5+K2O）含量均与太湖相当,但是滇池蓝藻C/N较太湖高,且除As、Cd元素超标外,各样品中其余重金属元素的含量均低于有机肥料行业标准（NY525 2011）。通过进一步的相关性分析表明,无论滇池还是太湖水域,其水华蓝藻中的Pb和Cr之间表现出明显的同源性;此外,表层水体NH+4 N水平可以作为水体富营养化程度的快速指示指标     

大型水生植物对骆马湖氮磷元素及磷酸酶活性的影响

在骆马湖中选择有大型水生植物生长区域及无草对照区，测定主要水质指标，采集沉积物柱状样，分层测定沉积物氮磷元素含量及磷酸酶活性，探讨大型水生植物对骆马湖生态系统中氮磷元素及磷酸酶活性影响特征，结果表明：（1）大型水生植物生长区上覆水透明度明显高于对照(CK)，是对照(CK)19倍；但有草区凯氏氮(KN)、可溶性氮(DN)含量低于对照(CK)，方差分析表明二者差异极显著(〖WTBX〗p〖WTBZ〗≤001)；（2）大型水生植物生长能降低磷酸酶的活性，有草区不同深度沉积物酸（碱）磷酸酶活性总体小于对照(CK)，但沉积物表层磷酸酶活性最强；（3）有草区不同深度沉积物TP含量低于对照(CK)，但有草区表层沉积物凯氏氮(KN)含量高于对照(CK ).     

望虞河引清调水改善太湖水环境定量分析

以望虞河引清调水实践为背景，利用引水调水现状及实测数据，建立适合太湖的二维水量水质数学模型，并模拟计算调水前后湖体各项水质因子浓度的空间变化规律。结果显示：水利调度影响下太湖湖体中高锰酸盐指数、氨氮、和总氮的浓度大体上有所减小，改善率分别为60%、160%和92%，总磷稍有反弹，其指标恶化了44%，太湖湖体水质总体改善面积37%，主要集中在贡湖、梅梁湖及东部湖区这些引排水水流流经的区域，表明“引江济太”调水工程对改善太湖局部湖区水质、保障太湖供水安全具有重要意义，可为其他类似水域的水污染治理提供科学参考和依据     

Effect of water-loving bird colonies on zooplankton in littoral zones of water bodies of different types

Changes in zooplankton developing under the effect of waste products from water-loving bird colonies were studied in water bodies of different types. The trophic status index in the nesting area showed no difference from its background values in an oligomesotrophic water body but was decreased in mesoeutrophic and eutrophic-hypertrophic water bodies. The abundance and biomass of zooplankton in the oligomesotrophic and mesoeutrophic water bodies were consistently higher than background values, while in the eutrophichypertrophic water body they were higher only at the beginning and in the middle of the nesting period. Irrespective of the trophic state of water body, the species diversity of zooplankton in the zone of impact from bird colonies was increased, but the number of dominant species remained unchanged, and no mass development of species indicating high organic load was observed; the proportion of Rotifera in the total abundance and biomass of zooplankton was decreased, that of Copepoda was increased, and the abundance of Cladocera was found to increase with the degree of overgrowing. Among possible explanations, this specific response of zooplankton is most likely due to changes in the ratio of nitrogen and phosphorus in the water.     

鄱阳湖蝶形湖泊水体氮磷等的变化及污染初步评价

分别于2014年夏季7月和冬季12月对鄱阳湖蝶形水域的9个湖泊进行了采样,并对湖泊水质基础性指标TN、TP、NH_3-N、NO_3~--N、NO_2~--N、溶解性磷酸盐、TOC、COD_(Mn)和叶绿素a进行了测定与分析。据此同时运用单因素评价法、均值型指数综合评价法和营养状态指数法对鄱阳湖蝶形水域的地表水水环境的污染现状和污染程度进行了评价,以更全面和准确地反映鄱阳湖蝶形水域的水质状况。结果显示:(1)鄱阳湖蝶形水域水质总体符合GB3838-2002III类水标准;(2)7月水质总体优于12月水质。12月总氮含量和总磷含量基本都高于7月,叶绿素a含量除中湖池12月值略低于7月外,其它点位12月值均高于7月。7月总氮值为0.6~1.3 mg/L,总磷值为0.02~0.15 mg/L,叶绿素a为2.2~6.7 mg/L;12月总氮值为0.6~2.0 mg/L,总磷值为0.04~0.19 mg/L,叶绿素a为3.8~34.7 mg/L;(3)7月和12月水质营养状态介于中营养和轻度富营养,水体主要污染物质为总氮和总磷。7月蚌湖营养状态为轻度富营养,其它点位为中营养,12月除常湖、梅溪湖和大汊湖营养状态为中营养,其它点位均为轻度富营养;(4)位于南部的象湖、常湖、白沙湖和大汊湖水质整体较其它蝶形湖泊差,主要是受到工业废水、生活污水和农业面源污染的赣江和饶河的污染输入影响所致。基于以上调查测试结果提出保护和改善鄱阳湖水环境的可行性措施,以促进鄱阳湖蝶形水域水资源的开发利用,实现经济与环境及资源的协调可持续发展。     

三峡库区藻类种群结构与密度变化及其与氮磷浓度的相关性分析

2003年1月~2004年12月对三峡湖北库区江段5个采样点及其一级支流——香溪河流域6个采样点的浮游藻类进行了为期2周年的调查,共采集和鉴定浮游藻类定性和定量水样1 000余个,获得有效数据2 000多个。数据显示,蓄水前（2003年1月~2003年6月）、蓄水1周年（2003年6月~2004年5月）和蓄水1.5年（2004年6月~2004年12月）3个时间段之间,被调查水域的浮游藻类群落结构、细胞密度和水质状况均存在一定的差异。总体而言,藻类的群落结构干流江段以硅藻为主,绿藻次之;支流水域以绿藻占据首位,硅藻次之。被调查水域藻类的细胞密度随蓄水时间的延长呈增长趋势,并显示一定的季节性差异;藻类细胞密度与TP的相关性比与TN的相关性更为密切。目前干流江段和支流水域的水质状况分别为中营养型和中－富营养型,较建坝蓄水前的水质有所下降。在分析导致藻类种群结构和细胞密度变化原因的基础上,建议加强对库区水质的检测和保护,以杜绝和防止库区的水域环境进一步恶化。     

基于降雨和地形特征的输出系数模型改进及精度分析

降雨是非点源污染产生的主要驱动条件,地形是非点源污染输移的重要影响因素,两者均与非点源污染紧密相关。输出系数模型是大尺度流域非点源污染模拟的常用模型,从降雨和地形对非点源污染产生、迁移的影响出发,对现有输出系数模型进行了改进,并给出了改进模型中降雨影响因子和地形影响因子的确定方法,以提高模型在大尺度流域的模拟精度。最后,以长江上游1990和2000年TN负荷估算为例,分析了模型改进前后的精度变化。精度对比表明,通过模型改进,流域综合相对误差从4502%和4249%减小到2393%和1838%,直门达站、沱江大桥站和罗渡溪站控制流域的相对误差有明显减小。改进后的输出系数模型结构更合理,模拟更符合实际。     

丹江口库区典型小流域水体氮素分布特征研究

丹江口水库水质总体良好,但总氮浓度超标问题突出。为明确不同类型小流域氮素的分布和输出特征,优化制定库区控氮措施,选择库周典型小流域,开展水体氮素浓度系统观测和分析。结果显示:(1)余家湾(养殖型)总氮浓度平均为21.23 mg/L,五龙池(村落型)总氮浓度平均为4.00 mg/L,高于钱家沟(自然型)和张沟(农田型);五龙池(村落型)硝态氮浓度最高,平均为2.37 mg/L,张沟最低,平均为1.06 mg/L;余家湾(养殖型)氨氮浓度远高于钱家沟(自然型)、五龙池(村落型)和张沟(农田型)。(2)钱家沟(自然型)氨氮浓度沿程下降趋势显著(p0.05);张沟(农田型)硝态氮(p0.01)和总氮浓度(p0.01)沿程上升趋势显著,坑塘湿地等微地形结构可能是影响小流域氮素的沿程变化的主要因素。(3)钱家沟(自然型)和五龙池(村落型)氮素冬季(12～2月)浓度较高,夏秋季(6～11月)浓度较低,春季(3～5月)波动最大;张沟(农田型)氮素高值出现在6月;余家湾(养殖型)氮素浓度高值出现在8月。(4)余家湾(养殖型)氮素以氨氮为主,五龙池(村落型)、张沟(农田型)和钱家沟(自然型)以硝态氮为主。基于上述结论,后续丹江口库区氮素控制应系统梳理不同类型小流域的分布和数量,重点关注养殖型小流域的氨氮污染和村落型小流域的硝态氮污染。     

丹江口水库典型消落区不同土地利用类型土壤养分分布

丹江口水库是南水北调中线工程的取水口,调水工程的实施使新增淹没区土壤由于淹没浸泡可能使其中氮磷等营养盐释放,对水库水质构成威胁。采集丹江口水库典型消落区不同土地利用类型的表层土壤,测定现有消落区(149~160m)和新增消落区(160~172m)不同土地利用类型土壤的氮磷含量,分析消落区土壤养分分布特征。结果表明:土壤有机质含量在滩地和农田混杂区最高,分别为43.9、49.8g/kg,有机质易在扰动强烈或生物多样性丰富的区域累积。现有消落区(149~160m)和新增消落区(160~172m)土壤中总氮、总磷均值无显著性差异(p0.05)。消落区不同土地利用类型中,果园土壤的总磷、裸地土壤水溶性磷含量均为最高。现有新增消落区土壤磷流失率(0.564%)高于现有消落区(0.378%),需防范新增消落区的磷流失风险。消落区土壤总氮含量与有机质含量呈极显著相关(p0.01);总氮含量范围为0.044%~0.167%,农田、果园等受人为耕作作用强烈的土地利用类型土壤总氮含量相对较高。在消落区实施退耕还林等措施,恢复消落区的植被群落,可有效降低土壤的氮磷的流失。     

基于MIKE21和灰色模式识别模型的洪湖水质模拟与评价

认识自然和人为因素驱动下湖泊水环境质量的响应和变化规律，有利于更精确地进行湖泊水质模拟和评价。运用二维水质模型和灰色模式识别模型评价了不同污染源削减方案对洪湖水质的影响。基于2012年实测地形、水文、气象、水质和污染源定量输入，建立了洪湖二维水动力和水质耦合模型。模拟结果显示：水位率定和验证的均方根误差分别为0.10和0.08 m，总氮、总磷、铵态氮和高锰酸盐指数的率定误差分别为0.171、0.009、0.110和0.627 mg/L，验证误差分别为0.191、0.020、0.079和0.689 mg/L，水动力模型和水质模型的模拟结果满足精度要求。不同管理措施方案下洪湖水质的恢复效果比较显示，洪湖蓝田和下新河入水口各污染物指标浓度减少50%方案下，水质的恢复效果最好，全湖总氮、总磷、铵态氮和高锰酸盐指数均值减少率分别为37.2%、35.1%、37.3%和21.3%，全湖Ⅴ类水质水域基本不存在，全湖90%的区域水体水质综合等级达到Ⅲ类。影响洪湖水质恶化的驱动因子中，关键因素是径流入湖所携带的四湖流域上游地区的非点源污染物。应大力控制上游地区的非点源污染，积极开展洪湖东北部和西北部的湿地水生植被生态修复工程，恢复水体的截污和自净能力。     

Efficient management of eutrophic coastal zones in theory and practice: an application on nitrogen reduction to the Stockholm archipelago

This study estimates efficient nitrogen load reductions to the Stockholm archipelago, a Swedish coastal zone in the Baltic Sea, and compares these with politically determined and implemented nitrogen abatement programs. The region is relatively well equipped with necessary data, and a simple programming model is constructed. The results show a large divergence in efficient nitrogen reductions, mainly due to the divergences in benefit estimates from water quality improvements in the archipelago. However, the results need to be interpreted with caution due to all uncertainties related to predicting net values from changes in nitrogen load to a coastal zone. In spite of this, it is still of policy relevance to infer results which show that the politically determined target coincides with an efficient nitrogen reduction at relatively low benefit estimate, but that actual net benefits could be increased from a reallocation of abatement measures towards more low cost measures.     

三峡库区消落带农用坡地氮素流失特征及其环境效应

三峡库区消落带坡地的自发农用较为常见,消落带的这种利用方式可能加剧养分流失并对库区水环境造成影响.通过对库区2011～2013年3个落干期消落带农用坡地的地表径流、壤中流中氮素形态与浓度进行定位监测,研究消落带农用坡地氮素流失特征及其环境效应.结果表明:常规施肥下,消落带农用坡地侵蚀模数为1 443 kg/(hm2·a),落干期内坡地平均径流量为230 mm,径流系数为0.58,其中壤中流流量占总径流量的77％.历次降雨产流事件中常规施肥处理时,地表径流、壤中流中TN平均浓度分别是4.85±0.85、20.73±2.05 mg/L,落干期地表径流(泥沙)和壤中流的TN流失量分别为6.63± 1.19、35.22±3.38 kg/hm2,分别占当季施肥量的2.2％、11.7％.可见,随壤中流流失是三峡库区消落带农用坡地氮素流失的主要途径.与常规施肥处理相比,减量施肥处理使地表径流(泥沙)、壤中流TN流失通量分别显著降低了25％、48％,表明减少氮肥用量可以显著降低消落带农用带来的环境风险,建议消落带农用地氮肥进行减量施肥,使其既不影响作物产量,也显著降低氮流失.     

仙女湖富营养化特征与水环境容量核算

以典型的亚热带大型水库——江西省仙女湖为例,于2011~2013年季节性监测了仙女湖水体理化指标。采用综合营养状态指数法对其富营养化状态进行了评价,并采用沃伦威德尔模型(Vollenweider)和狄龙模型(Dillon)计算了COD、NH₃-N、TN和TP的水环境容量。结果表明:仙女湖水质总体处于地表水Ⅱ类~Ⅲ类标准,TN 0.32~0.91 mg/L、平均0.59 mg/L,NH₃-N 0.012~0.59 mg/L、平均0.31 mg/L,TP 0.017~0.080 mg/L、平均0.028 mg/L,COD_Mn 1.61~5.59 mg/L、平均2.85 mg/L,Chl-a 0.37~0.95 μg/L、平均0.56 μg/L。从湖区上游到下游,各指标尤其是总氮、总磷、透明度和氨氮呈现明显的趋优变化特征,除TP出现Ⅲ类水质外,其余指标多年持续处于Ⅱ类水质状态;从单因子状态指数来看,采用透明度评价的营养状态最高,大部分湖区持续处于轻度富营养状态;TN和TP评价的营养状态次之,处于中营养水平。仙女湖COD、NH₃-N、TN和TP水环境容量分别为21 208.0、3 528.8、4 991.2和248.1 t/a,分别剩余容量比率56.88%、68.25%、62.89%和13.67%,影响仙女湖水环境容量最突出的环境因子为TP。同时,基于对水环境容量影响因素的分析,最后提出了提高仙女湖区水环境容量的建设性方案。