寒旱区呼伦湖水体叶绿素a含量的时空分布特征及其影响因子分析

以2015—2017年冰封期(1月),非冰封期(6月、7月及8月)的叶绿素a为研究对象,综合运用Arcgis空间插值、相关性分析、多元线性逐步回归分析与冗余分析方法,研究了近年来呼伦湖水体中叶绿素a含量的时空分布特征并确定了影响冰封期与非冰封期叶绿素a的主导环境因子,旨在揭示水体演变状况,并为呼伦湖的生态治理提供理论支撑。结果表明:呼伦湖水体叶绿素a含量在冰封期与非冰封期内呈现由湖区四周向湖心区减小的空间变化特征,且2015—2017年水体叶绿素a含量的变化范围依次在0.985-25.220、0.707-14.545及0.160-3.530mg·m~(-3)之间,呈现逐年减小的变化趋势;叶绿素a受营养元素分布与水温差异性的影响,有非冰封期含量大于冰封期含量的特征,且非冰封期内叶绿素a含量表现为8月7月6月的变化特点。通过多元线性逐步回归分析建立的叶绿素a含量与环境因子之间的回归方程R~2在0.70以上,可以很好地反映叶绿素a含量与环境因子间的定量关系。基于3种方法综合分析,明确了TP和TN在冰封期与非冰封期均是影响叶绿素a的限制性环境因子,同时冰封期内水温是影响叶绿素a的限制性环境因子,溶解氧则为受叶绿素a影响的被动环境因子,而非冰封期内pH是受叶绿素a影响的被动环境因子。     

呼伦湖冰封期N、P时空分布及富营养化特征

利用2015—2017年冰封期呼伦湖监测数据,对呼伦湖冰体(上层冰、中层冰、下层冰)及水体中N、P浓度的时空分布进行分析,并研究了富营养化状态指数、N、P以及Chl.a之间的相关关系.结果表明,近3年呼伦湖冰体中TN和TP的浓度不断增加,上层冰的水质已经超过Ⅴ类水质标准限值,同时受人类活动、外源输入以及湖体自身的影响,发现垂直方向上TN、TP浓度分布为上层冰下层冰中层冰;水体中TN、TP空间分布呈湖心区浓度低,四周浓度高的特点.由于水动力条件的原因使得DIP和DTP在冰层中浓度的垂直方向上满足先减小后增大;水体中DTP浓度范围在0.213—0.509 mg·L~(-1)之间,DIP浓度范围在0.109—0.432 mg·L~(-1)之间,空间分布与TP相似.在以Chl.a、TN和TP为参数,计算呼伦湖各个取样点水体综合富营养化状态指数后,得出其现处于轻度富营养化状态,并分析了Chl.a、TN和TP之间的相关性,发现Chl.a与TP的相关性好,相关系数为0.627,与此同时TN/TP的浓度在4.38—62.3之间,均值在24.49,表明呼伦湖属于一定程度的磷限制性湖泊.     

乌梁素海冻融前后浮游植物群落结构特征及其影响因素分析

湖泊冰封期前后水生态环境发生了巨大变化,浮游植物群落结构特征也不例外。以往对冰封期湖泊水体在冻融前后浮游植物群落特征研究鲜见报道,为探明冰封期前后湖泊水体浮游植物群落特征及其影响因素,以乌梁素海湖区为研究对象,布置12个采样点,于2016年湖泊水体结冰前的10月、11月、2017年冰封期1月和融冰后的4月和5月采集冰样和水样,分析冰封期前后该湖区浮游植物群落时空分布及其变化情况,同时利用冗余分析法(RDA)分析了浮游植物物种与环境因子的关系。结果表明,调查期间观察到的浮游植物共计6门69属120种,种类组成以硅藻为主。浮游植物种群结构结冰前蓝藻占优势;随着冰封期的到来,蓝藻占比渐少,硅藻占比渐多;融冰后蓝藻占比渐多,硅藻占比渐少。乌梁素海冰封期前后月份南部明水区浮游植物聚集,冰封期1月湖区北部入湖口附近浮游植物丰度较高。根据优势种指示情况可知,乌梁素海冻融前后水体处于富营养化状态;丰富度指数反映水体总体污染状况较轻,均匀度指数反映浮游植物分布整体较为均匀稳定;冰封期1月水体浮游植物硅藻门占比很大,群落结构相对简单。RDA排序揭示氨氮(NH_4~+-N)、总磷(TP)、温度(t)、总溶解性固体(TDS)、溶解氧(DO)和透明度(SD)为影响乌梁素海水体冻融前后浮游植物物种分布格局的主要环境因子。研究结果可为寒区湖泊浮游植物结构特征变化机理研究提供依据。     

乌梁素海叶绿素a的时空分布及其与环境因子的关系

叶绿素a是浮游植物均具有的光合色素,是评价水环境质量的重要指标之一。以叶绿素a为指示性指标对冰封期和非冰封期叶绿素a及相关环境因子含量指标进行了监测,以了解乌梁素海水体叶绿素a在治理前后(2014-2017年)在时间和空间上的分布变化特征及影响因素,尤其是针对寒区湖泊的特点,对冰封期叶绿素a、总氮、总磷的时空分布进行了深入分析,运用相关性分析和逐步回归分析方法探讨了叶绿素a与理化环境因子的关系。结果表明,绿素a总体上呈冰封期高于非冰封期的特征,2014-2016年叶绿素a呈逐年递减趋势,但2017年又略有回升,且区域性差异显著,与氮磷营养盐空间分布趋势一致,表现为湖北区总排干入水口附近大于湖心区和湖南区。影响乌梁素海的主要水化学因子依次为总磷、溶解氧、溶解无机磷、总氮、正磷酸盐、总溶解性固体;同时,透明度与叶绿素a呈极显著负相关;冰层厚度因其影响冰下水体污染物的蓄积,也是影响水域环境的关键因素。总体上,治理后叶绿素a较治理前有明显的下降趋势,表明湖北区总排干入湖水的污染物得到了有效控制,对乌梁素海水体污染控制与修复取得了一定成效,同时也显现出乌梁素海冰封期水体由于水体冻结使得污染物析出,致使冰下水体富营养化较其他时期严重。     

呼伦湖冰封期与非冰封期营养盐与离子分布特征研究

为明确近年来呼伦湖富营养化特征,同时揭示呼伦湖水化学组成、演化过程及其影响因素,连续3年对呼伦湖冰封期与非冰封期湖水进行采样,对湖冰(上层冰、中层冰、下层冰)进行分层采样,综合运用Arcgis空间插值、Piper三角图、Gibbs图等方法对总氮(TN)、总磷(TP)、阴阳离子在冰体与水体中的分布特征进行对比分析。结果表明,冰封期呼伦湖水体TN、TP平均浓度变化范围分别为1.318~3.124、0.188~0.231 mg·L~(-1);非冰封期分别为2.148~2.428、0.149~0.277 mg·L~(-1)。呼伦湖水体TN、TP浓度在时空分布上具有相似特征且迁移变化趋势一致,水体营养盐浓度主要受降水与径流影响,克鲁伦河与乌尔逊河等入湖河流对湖水营养盐浓度有良好的稀释作用。水体营养盐浓度分布呈现南部高于北部,且存在着由南向北的迁移变化过程,其中,呼伦湖小河口风景区(A10)、乌尔逊河入湖口(F9)、乌都鲁渔场(I5)采样点营养盐浓度随季节变化显著。同年冰封期水体TN、TP浓度大于冰体浓度,垂直方向上营养盐浓度表现为上层冰下层冰中层冰,不同冰层间营养盐迁移模型宏观解释了营养盐分布特征的成因。Piper三角图表明呼伦湖水化学类型以K~++Na~+-HCO_3~--CO_3~(2-)-Cl~-型为主。Gibbs图显示呼伦湖水体离子组成主要受岩石风化与蒸发作用影响,其中,水体阳离子只受蒸发作用控制,水体阴离子受蒸发作用与岩石风化共同控制。不同时期离子浓度分布特征表明,阳离子浓度分布集中且稳定,阴离子浓度存在显著的周期差异性,其中,NO_3~-与NO_2~-浓度随季节变化明显,主要受人类活动影响。     

包头南海子湿地冰封期污染物迁移特征分析

为研究寒旱区湿地包头南海子冰封期的污染物迁移特征,于2015年11月—2016年1月冰封期每月中旬在冰冻的湖面上破冰钻孔采集冰样和冰下水样,对样品的pH、溶解氧(DO)、总氮(TN)、总磷(TP)、硝态氮(NO_3-N)、亚硝态氮(NO_2-N)、氨氮(NH_3-N)、溶解性磷(DP)、化学需氧量(COD_(Cr))、叶绿素a(Chl(a))等指标进行检测,分析各项污染物指标在冰体和水体中的浓度特征及迁移规律,并对TN、TP、Chl(a)进行Pearson相关分析.结果表明,湿地水体在结冰过程中,污染物由冰体向水体迁移,迁移率Chl(a)TNCOD_(Cr)TP;冰封期水体中各形态氮分布差异较大,而磷元素的赋存均以不溶性磷为主;通过分析湿地冰封期TN、TP、Chl(a)的相关性,得出三者在冰体中的相关性较水体显著;与非冰封期相比,冰封期水体中污染物的含量均高于非冰封期水体中的污染物含量,过长的冰封期使湿地有机污染趋势加重.     

三峡水库浮游植物群落特征及水体富营养化评价

基于2003—2017年三峡水库浮游植物群落结构、优势种群的变化和2017年水库干支流水质数据,全面分析浮游植物群落结构和演替特征,并运用综合营养状态指数法对水体富营养化程度进行评价。结果表明,三峡水库浮游植物种类丰富,监测期间共鉴定出浮游植物7门62属,细胞密度在7.5×10~4~2.8×10~7cell/L之间变化,Shannon-Wiener多样性指数为1.0~3.0,在α-中污带和β-中污带之间,说明三峡水库水生态环境健康状况相对较好;三峡水库浮游植物季节性演替特征呈硅藻和甲藻向蓝藻和绿藻演替的趋势,年际变化特征分析发现浮游植物密度在2008年175 m实验蓄水后大量增长,且优势藻类由河道型藻类向湖泊型藻类转化。通过监测数据分析,得出三峡水库干流处于中营养状态,支流在春季主要处于轻度富营养状态,秋季支流比春季支流的富营养化程度低,主要处于中营养状态,总氮(total nitrogen,TN)、总磷(total phosphorus,TP)和透明度(transparency,SD)为水质主要影响因子。     

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。     

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.     

富营养化对浅水湖泊轮虫种群结构影响研究

石臼湖和固城湖是长江中下游两个浅水湖泊,富营养化问题日益突出。为探索湖泊富营养化对轮虫的影响,于2012年平水期和枯水期对这两个湖泊轮虫种群结构进行了调查,并检测水体理化因子,分析轮虫分布与水环境因子及水体富营养状况的关系。水质检测结果显示,平水期石臼湖除个别点水体综合营养状态指数（TLI）〉50为轻度富营养状态外,大多数站点TLI50,处于轻度-中度富营养化状态。水生生物调查检出轮虫35种,其中石臼湖33种,固城湖27种,平水期种类多于枯水期。出现的轮虫以臂尾轮虫（Brachionus）和异尾轮虫（Trichocerca）居多,优势种主要有螺形龟甲轮虫（Keratella cochlearis）、广生多肢轮虫（Polyarthra vulgaris）、疣毛轮虫（Trichocerca sp.）、沟痕泡轮虫（Pompholyx sulcata）、异尾轮虫属和臂尾轮虫属等。轮虫平均密度3023.19 ind·L-1,平均生物量745.72μg·L-1。现存量季节变动明显,大部分站点平水期大于枯水期。轮虫多样性指数也是平水期大于枯水期,石臼湖轮虫多样性大于固城湖。水体综合营养状态指数（TLI）与轮虫种类数和多样性成显著负相关,随着富营养化加剧,轮虫种类减少,多样性降低。典范对应分析（Canonical Correspondence Analysis,CCA）表明,影响轮虫种群分布的主要环境因子为NH4＋-N、TN、TP和CODMn。按轮虫丰度分布与水环境因子的关系排序,2次调查的24个站点可大致分成3个组。轮虫种群结构受水体富营养状态影响,每组站点的代表性种类对水体营养状态有较好的指示作用。组1的代表性种类为曲腿龟甲轮虫,指示营养级别O-β;组2代表性种类萼花臂尾轮虫,指示的营养级别为β-α;组3以O营养级种类为主。     

乌梁素海冰封期营养盐及浮游植物的分布特征

乌梁素海地处我国内蒙古自治区乌拉特前旗境内,位于我国北方干旱半干旱地区,属温带大陆性气候,每年的11月至翌年3月为冰封期,湖泊面积现为273 km2,其主要补给水源是河套灌区的农田退水。目前,整个湖区呈Ⅴ类水质,且呈现富营养化状态。以往对营养物质与浮游植物群落结构特征的研究都是在常温水体条件下进行的,而在冰封条件下,水体和冰体中的营养盐与浮游植物群落特征的研究尚不多见。因此,本研究以冰封期的乌梁素海为研究对象,于2012年11月至2013年2月在湖区的10个采样点分别采集冰样和水样,并将水样分成冰水界面水、中层水、水底泥界面水,冰样分成表层冰、中层冰、冰水界面冰,从冰体和水体两个不同的角度出发,探究该期间冰、水营养盐浓度和藻类密度分布及其结构的变化情况,以期为该方向的研究提供理论基础。研究结果显示:冰封期乌梁素海的冰厚介于0.22~0.74 m之间,水深在0.28~2.45m之间,且水深和冰厚存在较好的负相关性;由于冰体的排斥作用,在冰体的形成和生长过程中,营养盐和浮游植物逐渐从冰层迁移至水体中,监测结果显示,冰封期乌梁素海水体中的TN、TP、COD含量和藻类密度均值分别是冰体中的1.65、2.42、3.07、1.92倍,大量的营养物质迁移至水体中,从而加剧了水体的富营养化程度,因此,冰封期的湖泊更需要治理;另外,针对湖冰对污染物的排斥效应这一特点,可将其利用于降低有机物含量的相关研究中。研究还对监测点位进行了藻类监测,共采集到浮游植物共计7门67属105种(含变种),统计结果显示绿藻和硅藻的种类数分别占总种数的33.3%和26.7%,冰封期乌梁素海浮游植物种类组成呈绿藻—硅藻型。     

中国典型湖区湖泊富营养化现状、历史演变趋势及成因分析

通过现场调研及资料收集,对中国典型湖区25个湖泊的富营养化现状及演变趋势进行分析,并对其成因进行探讨。结果表明,2009—2010年,有52%的调研湖泊处于富营养状态,其中内蒙古呼伦湖和江苏湖泊富营养化最为严重,东北地区湖泊富营养化程度中等,新疆湖泊富营养化程度最低,而云南湖泊富营养化程度则呈现两级分化趋势。近30 a来,有16个湖泊的富营养化水平有所上升,占调研湖泊总数的80%,表明这一阶段是我国湖泊富营养化的快速发展期。其中云南高原湖泊富营养化趋势最为严重,而江苏湖泊的富营养化趋势也不容乐观。人类活动是导致我国湖泊富营养化的主要原因,但是随着点源污染得到逐步治理,农业面源污染已成为江苏、云南和东北3个地区湖泊营养物的主要来源,必须加以重视。     

鄱阳湖网箱养殖对水环境的影响——以都昌水域为例

为了探讨网箱养殖对水体的影响,选取了位于鄱阳湖北岸的都昌县网箱养殖水域为研究对象,于2017年10月和2018年3月对网箱区、外围区和对照点的水体环境进行了分析调查,探讨了网箱养殖对养殖区水体水环境(水温、DO、pH、Chla、TN、TP等)的影响,并利用综合营养状态指数对水体的富营养化状态进行了评价.结果表明,网箱养殖活动对养殖区水体水温和pH几乎没有影响;而对DO、Chla和营养盐含量的影响较明显.3月和10月研究区水体的DO明显低于对照点,Chla明显高于对照点.3月和10月网箱区水体的TN变化范围分别为2.26—2.40 mg·L~(-1)和2.05—2.72 mg·L~(-1),对照点分别为1.49 mg·L~(-1)和1.14 mg·L~(-1);TP的变化范围分别为0.24—0.42 mg·L~(-1)和0.11—0.23 mg·L~(-1),对照点分别为0.18 mg·L~(-1)和0.11 mg·L~(-1);TN和TP含量的最大值均出现在网箱区;网箱区水体NH~+_4-N的变化范围分别为0.66—1.05 mg·L~(-1)和0.18—0.39 mg·L~(-1);NO~-_3-N的变化范围分别为0.72—1.01 mg·L~(-1)和0.38—0.62 mg·L~(-1);3月研究区水体的NH~+_4-N、NO~-_3-N、TN和TP含量整体高于10月.养殖水体处于中营养,尚未出现富营养化.     

骆马湖夏季水质空间分布特征及评价

开展人类活动影响下骆马湖水质状况调查,明确水体理化指标分布特征,有助于城郊过水性湖泊的有效保护和开发利用。2017年夏季(6—8月)对骆马湖水体理化指标开展调查,分析水质现状和水体营养状态变化特征,并结合Piper三角图和等值线图法分析骆马湖理化指标空间分布规律。结果表明,夏季骆马湖透明度、ρ(DO)和pH值较1991—2014年平均水平无明显变化,但N、P和有机污染物浓度以及主要离子组成变化显著。骆马湖ρ(TN)、ρ(TP)及COD_(Mn)达V类水标准,大部分湖区处于中度富营养化状态,小部分湖区处于重度富营养化状态,湖区东北部主要离子组成由Ca~(2+)+HCO_3~-转变为Na~+(K~+)+HCO_3~-,其余湖区则转变为Na~+(K~+)+Cl~-。水体中HCO_3~-、Ca~(2+)、Mg~(2+)和PO_4~(3+)浓度以及pH、总碱度和总硬度等具有显著空间差异性(P0.05)。骆马湖水质指标空间分布复杂, Ca~(2+)和Mg~(2+)浓度以及总碱度、总硬度呈现东北部高、西南部低的特点,而TN、TP和叶绿素a浓度以及COD_(Mn)总体呈现北部高、东部低的特点。不同理化指标空间分布主要与入湖径流中污染物、湖泊内生产活动和湖泊净化能力有关,人类活动对骆马湖水质的干扰已不容忽视。     

水生生物群落所揭示的湖泊水环境状况——以东平湖为例

东平湖作为国家南水北调工程东线的调蓄湖和山东省西水东送的水源地,在国家水资源配置战略中起着重要的作用.为了解其水生生物、水环境质量及湖泊富营养状态,在收集、整理和总结前人历年积累的东平湖水生生物等调查研究资料的基础上,并结合表层沉积硅藻和湖泊水质数据,分析东平湖目前的水环境状况及湖泊环境的潜在威胁.2011-2012年东平湖表层沉积物硅藻属种鉴定显示优势属为Aulacoseira、Synedra、Cyclotella、Navicula和Fragilaria,营养型属种居多,表明湖泊整体营养水平较高.由Shannon-Wiener多样性指数和Pielous种类均匀度指数分析得到东平湖硅藻门生物多样性指数为3.30和0.80,处于轻度污染水平.因此,由水生生物群落所揭示的东平湖环境状况为营养状态从富营养化转变为中营养-轻度富营养化状态,水体由中度污染转变为轻度污染甚至部分区域水体良好,整体处于Ⅲ类水标准.     

冰封期乌梁素海不同形态氮、磷和叶绿素a的空间分布特征及其响应关系

湖泊水体中氮、磷和叶绿素a空间分布特征及其响应关系对辨识水环境质量具有重要意义。尤其对于冰封期典型的水文气候条件,将表现出特殊的环境地球化学行为,冰封期结冰过程使水体不同形态的氮、磷由冰层向水体迁移,导致冰下水体中营养盐浓度、叶绿素a浓度大于冰层,冰下水体污染物浓度增加。为量化不同污染物质在冰-水介质中迁移规律,于2020年1月14日采集乌梁素海12个样点的冰样和冰体,检测了各采样点不同形态氮磷和叶绿素a浓度。结果表明:冰样中高值ρ_((TN)) 0.838 mg·L~(-1)、ρ_((NH_4~+-N)) 0.109 mg·L~(-1)、ρ_((NO_3~--N)) 0.347 mg·L~(-1)分别位于湖心区的Q8采样点和北湖区的J11采样点。TN、NH_4~+-N、NO_3~--N集中分布在中层冰、下层冰和上层冰,冰下水体中北湖区的ρ_((TN))、ρ_((NH_4~+-N))、ρ_((NO_3~--N))、ρ_((NO_2~--N))出现高值。在冰样和冰下水体中总磷(TP)和溶解性总磷(DTP)的分布规律均为北湖区最高,南湖区最低。并且TP和DTP集中分布在下冰层。冰样中Chl-a在北湖区、湖心区和南湖区的平均质量浓度分别为2.455、1.407和1.210 mg·L~(-1),41.6%采样点的中层冰和下层冰中含有高浓度的Chl-a。冰下水体中Chl-a的质量浓度范围是1.530—12.280mg·L~(-1),均值为7.874mg·L~(-1)。冰封期乌梁素海的氮、磷和叶绿素a集中分布在冰下水体中。线性回归分析表明冰层和冰下水体中不同形态的氮、磷对叶绿素a的响应存在不同程度的差异。研究结果可为乌梁素海进一步的污染治理提供参考和借鉴。     

台风强降雨输入水源水库的泥沙沉降模拟分析

台风强降雨作用能够引起湖泊水体中悬浮泥沙含量升高、水体营养盐浓度改变、透明度降低,使得藻类生长受到影响。目前关于水体中悬浮泥沙静态沉降的研究主要集中在正常条件下,而有关极端气候台风强降雨后泥沙自然沉降过程对水质的影响研究还相对较少。因此,进行台风强降雨输入水源水库的泥沙静态沉降实验研究,对于分析识别极端气候条件对水源水库水质和富营养化的影响具有重要意义。该研究于2015年10月强台风"彩虹"登陆粤西期间,采集台风强降雨后高州水库含悬浮泥沙的原水,通过实验模拟台风强降雨期间水库含沙原水自然沉降过程中水环境因子的变化情况,分析台风强降雨输入的泥沙沉降对高州水库水质的影响。结果表明,泥沙沉降过程中水体水质变化明显,随沉淀时间延长,水体溶解氧、pH、泥沙含量、浊度、氮磷浓度、叶绿素a、综合营养状态指数(Trophic Level Index,TLI)降低,透明度增大,氮磷比呈先增加后降低趋势;水体叶绿素a浓度与浊度、泥沙含量、总磷、pH和溶解氧呈显著正相关(P0.001),且与浊度的相关系数最高(r=0.941,P0.001),与透明度呈显著负相关(P0.001),与总氮、电导率、CODMn的相关性未达到显著水平(P0.01);台风后约9d时间,水体pH、电导率、溶解氧、透明度、浊度和泥沙含量可以恢复至正常水平;台风强降雨输入高州水库的泥沙沉降作用降低了水体磷营养盐和叶绿素a浓度,使得综合营养状态指数TLI由中营养水平的41.6降低至贫营养水平的23.4,减缓了高州水库富营养化进程。     

中国湖泊富营养化影响因素研究——基于中国22个湖泊实证分析

基于1：25万河流水系和数字高程（DEM）数据制备了选取湖泊的流域边界,据其集成了流域社会经济数据,并据中国科学院资源环境数据中心提供的1990、1995、2000、2005年4个时段土地利用数据形成了流域反映人类活动强度的表征指标,选取了全国湖泊富营养化区域差异性调查课题获取的案例湖泊的水质数据,集成了中国湖泊富营养化影响因素计量分析的面板数据集,研究了1990-2005年间中国湖泊营养状态的发展趋势与差异特征,探讨了湖泊富营养化的自然气候与社会经济影响机制,构建了中国湖泊富营养化影响因素分析的计量模型,厘定了1990-2005年间影响湖泊营养状态变化的重要因素,测度了其对湖泊富营养化的影响方向和作用强度。基于面板数据的计量分析结果表明,近15年人类活动强度对湖泊营养状态呈显著的正影响,其表征指标人均GDP与建设用地所占流域面积比均具有较强的显著性,而在人类扰动较小的情况下,湖泊的营养状态与湖泊补给系数成正比,与湖泊蓄容量成反比,补给系数较小且其他因素也相同时,水体营养状态应与流域土壤本底值相关;以林、草地的面积比重所测度的流域自然生态系统发育程度与湖泊营养状态呈显著负相关关系,表明林地与草地生态系统对流域的氮、磷营养物的人湖量具有一定的削减作用,论文研究结果将为流域管理措施方案制订提供科技支撑。     

长沙综合枢纽蓄水后望城饮用水源地水质变化及其评价

为了解长沙综合枢纽蓄水后对望城饮用水水源地水环境的影响,于2014年1月—2017年12月测定了望城饮用水水源地监测断面水体中化学需氧量等23个指标,运用综合指数法、污染物分担率、营养状态综合指数法分析了长沙综合枢纽蓄水后望城饮用水水源地水环境中6类水环境参数的变化.结果表明,长沙综合枢纽蓄水后望城饮用水水源地水环境质量整体呈下降趋势,水环境污染水平呈逐年上升的趋势,主要受NH_3-N、TP、生化需氧量、As、Pb和粪大肠菌群影响;无机污染物中TN、TP、COD_(Mn)营养物质的综合营养状态指数在2015—2017年呈上升趋势,与污染物超标状态、综合污染指数和污染物分担率变化趋势一致.健康风险评价发现,望城饮用水水源地2014—2017年水体总健康风险分别为7.93×10~(-5)、4.89×10~(-5)、3.80×10~(-5)、3.63×10~(-5),呈逐年下降趋势,仅2014年高于国际辐射防护委员会(ICRP)的最大可接受风险水平.总体上讲,降低饮用水源地水环境中致癌物质Cr~(6+)与As以及非致癌物质中NH_3-N与氟化物能有效地控制饮水途径的总健康风险.研究结果对促进长沙综合枢纽库区水环境安全进一步提升提供了科学指导.     

长江中下游湖泊沉积物酶活性及其与富营养化的关系

为揭示富营养化湖泊沉积物营养物分解合成过程的生物化学机制,研究了长江中下游6个浅水湖泊沉积物氮、磷、有机质和铵氮含量,水解酶、氧化还原酶活性,微生物种类与数量及之间的关系.结果表明:大通湖、珊珀湖、赛城湖和军山湖等养殖型湖泊,污染严重,其沉积物脲酶活性明显高于污染程度轻的大型湖泊鄱阳湖和洞庭湖,且与沉积物总氮(TN)、有机质(OM)含量呈极显著正相关(r=885,P<0.01;r=0.900,P<0.01);沉积物碱性磷酸酶(APA)活性与总磷(TP)含量呈极显著正相关(r=0.986,P<0.01).湖泊沉积物过氧化氢酶、多酚氧化酶与过氧化物酶活性变化趋势相近,分布状况与湖泊污染程度、人类活动干扰程度等紧密相连.湖泊沉积物微生物以细菌为主,放线菌次之,真菌最少.各湖泊氨化细菌数量差异较小,而反硝化细菌数量差异较大,反硝化细菌可能是导致该区域湖泊沉积物氮素累积的重要生物指示因子,可以作为反映湖泊富营养化程度的生物指示因子.