滆湖水华初期浮游植物群落特征及与水环境因子相关性分析

为探究滆湖水华初期浮游植物群落特征及与水环境因子的相关性,于2018年5—7月在全湖布设22个点,调查研究滆湖水华初期浮游植物群落时空分布特征,并对引起水华主导环境因子进行分析.结果表明：①共获得7门119属,优势属为绿藻门的小球藻与球团藻、蓝藻门的鞘丝藻与微囊藻,其中湖心区域浮游植物丰度与多样性小,均匀性低,属于中偏重污染区域;湖北区以北属于中污染区域,蓝藻堆积严重;西部沿岸及南端区域属于中偏轻污染区域.②冗余分析得出,湖心藻类与水温（T）有强相关性,与叶绿素a（Chl-a）、溶解性总磷（DTP）、pH、溶解氧（DO）呈一定正相关性;湖北区以北藻类与底泥有机质（OM）、水体悬浮物（SS）、Chl-a及DTP呈强相关性,与T呈一定相关性.T与多项环境因子相关,均值从26.1℃上升到32.4℃;OM与有机磷（OP）呈高度相关性（p<0.05,r=0.892）.水华发生的主导环境因子为T、DTP与pH,底泥OM及OP有一定影响.     

Three-dimensional eutrophication model and application to Taihu Lake, China

Taihu Lake, the largest freshwater shallow lake in eastern China, has suffered from severe eutrophication over the past two decades. This research developed a three-dimensional eutrophication model to investigate the eutrophication dynamics. The model fully coupled the biological processes and hydrodynamics, and also took into account the effects of sediment release and the external loads from the tributaries. After sensitivity analyses, the key parameters were defined and then calibrated by the field observation data. The calibrated model was applied to study the seasonal primary productions and its regional differences. The comparisons between model results and field data in year 2000 indicated that the model is able to simulate the eutrophication dynamics in Taihu Lake with a reasonable accuracy. From the simulation experiments, it was found that the meteorological forcing have significant influences on the temporal variations of the eutrophication dynamics. The wind-induced circulation and sediment distribution play an important role in the spatial distribution of the algae blooms.     

排列法检测围隔生态实验中加磷对浮游植物结构的影响

分析了1997和1998年3次围隔实验中的浮游生物结构和环境因子，检验加P及赤潮前后的变化和对它们的影响。采用因子分析（EA）和关联分析（CA），得出浮游植物种类集合的序列，根据因子分析和关 联分析的前两个轴建立平面坐标，并用方差分析（ANOVA）检验其差异，探讨加P及赤潮相关的群落结构模式。建立种类序列坐标轴，为确定种对结构分散的重要程度评估提供 客观方法，并用方差检验差异确立加P发生赤潮和 分浮游植物的体积进行了测量，并用经验公式计算了单个细胞的碳含量。     

Effects of sludge dredging on the prevention and control of algae-caused black bloom in Taihu Lake, China

Algae-caused black bloom (also known as black water agglomerate) has recently become a critical problem in some Chinese lakes.It has been suggested that the occurrence of algae-caused black bloom was caused by the cooperation of nutrient-rich sediment with dead algae,and sludge dredging was adopted to control black bloom in some lakes of China.In this article,based on the simulation of black bloom using a Y-shape apparatus for modeling natural conditions,both un-dredged and dredged sites in three areas of Taihu Lake,China were studied to estimate the effects of dredging on the prevention and control of black bloom.During the experiment,drained algae were added to all six sites as an additional organic load;subsequently,the dissolved oxygen decreased rapidly,dropping to 0 mg/L at the sediment-water interface.Black bloom did not occur in the dredged sites of Moon Bay and Nan Quan,whereas all three un-dredged sites at Fudu Port,Moon Bay and Nan Quan experienced black bloom.Black bloom also occurred at the dredged site of Fudu Port one day later than at the other sites,and the odor and color were lighter than at the other locations.The color and odor of the black water mainly result from the presence of sulfides such as metal sulfides and hydrogen sulfide,among other chemicals,under reductive conditions.The color and odor of the water,together with the high concentrations of nutrients,were mainly caused by the decomposition of the algae and the presence of nutrient-rich sediment.Overall,the removal of the nutrient-rich sediment by dredging can prevent the occurrence and control the degree of algae-caused black bloom in Taihu Lake.     

2011年春季东海赤潮演替过程中海水中的游离态多胺

利用高效液相色谱法测定了2011年东海赤潮演替过程中海水中的主要的游离态多胺腐胺、亚精胺和精胺的浓度.调查海区腐胺、亚精胺和精胺的浓度范围分别为0~48nmol/L,3~11nmol/L和2~17nmol/L,其中腐胺的平均浓度最高,亚精胺次之,精胺的浓度最低.从平面分布看,在4月份以中肋骨条藻为主的硅藻赤潮爆发期,和5月份以东海原甲藻为主的甲藻赤潮爆发期,赤潮爆发的区域多胺浓度相对较高;各个断面的多胺浓度随着赤潮爆发的过程发生变化,并且与DOC、POC、DON以及C/N等呈较明显的相关性.     

蓝藻暴发对巢湖表层沉积物氮磷及形态分布的影响

以巢湖表层沉积物及上覆水体为对象,于蓝藻暴发前(4月)和蓝藻暴发期(7月)采集水样及沉积物样品,分析了氮磷及其形态赋存特征,并探讨了沉积物氮磷及其形态与蓝藻暴发的关系.结果发现,蓝藻暴发时,巢湖表层沉积物总磷减少,总氮增加,同时削弱了磷在空间上分布的异质性.从氮磷形态来看,蓝藻暴发未造成巢湖表层沉积物氮形态(NH4+-N、NO3--N和Org-N)含量和比例的明显波动,但却造成了活性磷(弱吸附态磷和铁铝结合态磷之和)含量及比例的下降,钙结合态磷(Ca-P)以及有机磷(OP)含量及比例增加,生物有效性磷(AAP)的含量的减小.相关性分析表明,上覆水中叶绿素a(Chl-a)的浓度与铁铝结合态磷(Fe/Al-P)以及有机磷(OP)的含量显著相关(P<0.05),却与氮形态(铵态氮,硝态氮和有机氮)相关性不显著.巢湖沉积物磷(Fe/Al-P及AAP)对巢湖水体蓝藻暴发具有促进作用,而氮及其形态对蓝藻暴发作用较弱.     

太湖地区太阳辐射与水温的变化特征及其对叶绿素a的影响

基于中国科学院太湖湖泊生态系统研究站1993年以来的常规监测资料,利用比较与数理统计相关分析方法对太湖地区的太阳辐射和水温变化特征及其对水体叶绿索a浓度的影响进行分析.结果显示,太湖地区太阳总辐射、光合有效辐射、光合有效辐射占总辐射的比例及水温总体上都呈上升的趋势.其中,光合有效辐射的增长速率大于总辐射的增长速率,年际水温增长率春季秋季>夏季.太阳辐射及水温的年内变化呈夏季大,春秋季次之,冬季最小的特征.此外,太阳辐射和水温与叶绿素a呈显著正相关关系(P<0.01),太阳辐射特别是光合有效辐射和水温的增加为藻类的大量生长和水华暴发提供了良好的物理条件,太湖蓝藻水华初始暴发时间有逐年前移的趋势且水华持续时间逐年增加.     

全球气候变化对太湖蓝藻水华发展演变的影响

对太湖周边4个常规气象观测站的47年观测资料进行分析,以探讨全球气候变化对太湖蓝藻水华演变的影响.结果表明,20世纪80年代之前,太湖流域气象条件的年代际尺度变化趋势不利于蓝藻的生长和水华的形成,而在20世纪80年代以后,尤其是20世纪90年代以后,气温、风速、降水变化都较大,且都有利于蓝藻的生长和水华的形成,这与蓝藻水华的观测事实一致.据此定义了蓝藻水华气象指数,每年太湖蓝藻水华气象指数能够很好地反映蓝藻水华的发展变化情况.进而,分析了反映ENSO循环变化的Ni?o3指数与太湖流域气象条件变化的相关性,结果表明ENSO循环与太湖流域风速、降水在年代际尺度上有着非常好的相关性.据此预测,2000年以后10~20年中,太湖蓝藻水华气象指数将继续在高位振荡,若蓝藻生长所需的营养盐浓度得不到有效的控制和明显的降低,蓝藻水华在气候条件的影响下,仍将可能大面积暴发.     

Cyanobacterial bloom dynamics in Lake Taihu

<正>Lake Taihu is the third largest freshwater lake in China and serves as an important drinking water source for the local populace;however,decades of excessive nutrient loading fueled by anthropogenic activities have resulted in hypertrophic conditions,promoting the annual formation of nuisance phytoplankton blooms(Chen et al.,2003;Duan et al.,2009)     

巢湖藻华暴发对沉积物典型重金属空间分布格局的影响

为探究湖泊富营养化过程对沉积物中重金属空间分异及生态风险的影响,本研究以大型浅水湖泊—巢湖为研究对象,剖析了藻类暴发前、后巢湖表层沉积物中典型重/类金属（Cr、Ni、Cu、As、Cd、Pb）含量及其赋存形态的空间分布特征,并采用次生相与原生相比值、潜在生态风险指数法评估了沉积物重/类金属的污染程度与生态风险的变化规律.结果表明：(1)藻类暴发前6种重/类金属含量空间分布特征均表现为西部湖区显著高于中部和东部湖区（p<0.05,p<0.01）,而暴发后沉积物中重金属含量均有所增加,且空间上呈现均一化趋势;(2)藻类暴发前Cr、Ni、Cu、As和Pb均以残渣态为主,Cd以弱酸提取态为主;藻类暴发后6种重/类金属的残渣态相对质量分数均有所降低,可氧化态相对质量分数均有所增加;(3)藻类暴发后沉积物重金属综合污染程度由暴发前的中等污染程度提升为较高污染程度,且单一重金属污染程度表现出空间分布均一化的趋势;(4)潜在生态风险指数结果表明藻类暴发增加了沉积物重金属污染（As除外）的生态风险.本研究阐明了藻类暴发对巢湖沉积物重金属空间分异及其生态风险的影响,可为大型浅水湖泊生态健康评估与...     

基于ELCOM-CAEDYM模型的太湖蓝藻水华早期预测探讨

结合太湖蓝藻水华形成的"四阶段理论", 基于澳大利亚西澳大学水研究中心开发的ELCOM-CAEDYM耦合模型框架构建了太湖水华蓝藻生态动力学模型,对蓝藻水华的形成进行模拟,分析了太湖蓝藻水华早期预测的可行性.结果表明:该模型在较长时间尺度上对春季复苏阶段及生长上浮阶段蓝藻水华的形成模拟效果较好,蓝藻生物量模拟值与站点调查值的误差变化范围在1.0%~70.4%,平均误差为28.0%,与MODIS卫星反演值的误差变化范围在3.8%~83.9%,平均误差40.5%;但越冬阶段蓝藻生物量模拟输出值与站点调查值的误差变化范围在3.0%~143.6%,平均误差为40.1%,与MODIS卫星反演值的误差变化范围在9.7%~118.4%,平均误差为48.8%,表明模型对蓝藻越冬过程模拟能力还不强,应在蓝藻越冬机制模拟计算方面进一步改进,以满足蓝藻水华早期预测的需要.     

太湖蓝藻水华灾害风险分区评估方法研究

通过对太湖蓝藻水华灾害风险分析,构建太湖蓝藻水华风险评估指标体系,结合风险评估概念,建立太湖蓝藻水华灾害风险评估方法.在此基础上,以2008年为基准年,结合太湖9个分区,评估各湖区蓝藻水华灾害危险性、易损性、脆弱性和综合风险.结果表明,综合风险最大的区域集中在太湖的北部,尤其作为水源地的贡湖风险最大,为重度风险;竺山湖、梅梁湾和西部沿岸由于其危险性较大,而总体风险较大,为中度风险;其他湖区风险较小,胥湖、南部沿岸和大太湖为轻度风险;太湖的东南部湖区箭湖东茭咀和东太湖由于水体富营养化程度较低,植物覆盖率较高,蓝藻水华发生危险性较小,综合风险指数较小,为轻微风险.     

湖泊水质模型SALMO在太湖梅梁湾的应用

改进了湖泊水质模型SALMO,针对太湖梅梁湾,利用2005年实测数据进行模型参数率定,并模拟了2006年水质.结果发现,绿藻、蓝藻、硅藻3种藻类的模拟结果与藻类的实测年变化格局一致,反应了3种藻类的季节性演替,其中,硅藻、绿藻在冬末春初占优势,蓝藻在夏秋季占优势;溶解氧模拟结果与实测数据非常一致,年平均相对误差为14.3%;NO-3-N和PO3-4-P的变化趋势与实测结果基本一致.研究结果表明,SALMO能很好地模拟藻类和营养盐的浓度动态,并在一定程度上揭示水华机制.     

太湖浮游植物生物量的周期性变化

于2002年定点观测了太湖梅梁湾水体5个层位上的悬浮质和叶绿素含量,同时比较了太湖近6年的叶绿素和悬浮质检测结果.将叶绿素及其与悬浮质的比值的平均数作为对生物量的衡量指标.结果表明,浮游植物生物量呈现相同的多峰型变化,2个峰之间平均间隔约为50d.在太湖水华优势种微囊藻(Microcystis spp.)室内分解试验的基础上,检测到的生物量波动周期与微囊藻细胞分解和生长过程所需的时间之和(43～50d)是一致的.讨论了生物量波动周期与多种环境因子的相关性.     

太湖蓝藻水华灾害程度评价方法

通过对太湖蓝藻水华灾害分析,借鉴赤潮灾害评价指标,采取蓝藻水华面积和Chla浓度作为灾害程度分级评价指标,应用层次分析法确定权重,结合隶属度函数,采用模糊综合评价建立太湖蓝藻水华灾度分级评价方法,定量描述蓝藻水华灾害程度.结合2008年太湖蓝藻水华灾害事件对该方法进行验证.结果表明,2008年太湖蓝藻水华灾害规模主要为小型、中型和大型,无重大和特大蓝藻水华灾害发生;其中小型蓝藻水华灾害在各月都有分布,中型和大型蓝藻水华灾害主要分布在5月和7~9月.评价结果表明该方法具有一定的科学性和适用性.     

太湖蓝藻暴发治理存在的问题与治理思路

2007年5月29日太湖供水危机以来,由于采取了一系列治理措施,太湖治理取得明显成效,但太湖仍存在入湖污染负荷量大幅度超过水环境容量,芦苇湿地面积大幅度减少,蓝藻水华现象频发等问题。总结太湖治理的经验与教训,提出太湖治理应创新三类技术集成思路:“双减双增”技术,即流域点源、面源及湖内底泥与蓝藻造成的内源的“双减”技术,增加环境容量与水体自净能力的“双增”技术;打捞蓝藻和抑藻杀藻的“双除藻”技术;恢复湿地及生物多样性的“双恢复”技术。同时,通过深入推进和全面建立湖长制,加大应用型科技支撑力度和资金投入等保障治理效果,最终达到蓝藻暴发消除、湿地和生物多样性“双恢复”的目标。建议再次修编《太湖流域水环境综合治理总体方案》,设置控制、消除蓝藻水华暴发相关的研究课题,并将消除蓝藻水华暴发目标列入其中。     

湖泊草、藻来源溶解性有机质及其微生物降解的差异

太湖生态类型多样,存在着水环境差异比较显著的草、藻型湖区,其水体中溶解性有机质(DOM)的来源及组分特征也存在较大差异.为了检验草、藻来源的DOM组分特征及其微生物降解机制的差异性,分别选取太湖藻型湖区的蓝藻水华及草型湖区的优势水生植物马来眼子菜进行室内细菌降解实验.结果表明,浮游植物及沉水植物的细菌降解都能快速释放营养盐和有机质,而且释放的DOM均以极具活性的类蛋白荧光组分为主.草源和藻源DOM在组分构成上存在显著差异,藻源DOM以类色氨酸组分为主,而草源DOM荧光物质则基本上以类酪氨酸组分C3为主,草、藻来源DOM的荧光组分差异与野外调查结果相似.经过细菌的降解利用,草、藻来源的DOM类蛋白荧光强度都迅速减弱,藻源性溶解物质相对容易被细菌降解利用,在2 d之内就能降解约70%,而草源性DOM的降解速率则较低,通常降解转化周期则为更长时间.     

三峡库区优势藻类聚集参数与水华状态函数

在三峡库区最大次级河流嘉陵江现场采集水样,并进行藻类生长试验,探讨了藻类在氮磷比、光照强度和流速条件下的聚集行为.在不同TN/TP和光照强度的静水表层中主要藻类为蓝、绿藻.优势种为蓝藻门的水华微囊藻,总体上蓝藻的聚集参数θ大于绿藻;在流速大于0.03m·s-1的动态水体中蓝绿藻聚集参数迅速下降,优势藻类不再明显.对水质的生态学评价结果表明,水华微囊藻聚集参数θ与生物多样性指数d拟合的可决系数R2在0.81以上,反映出优势藻聚集能力与水体环境质量的反比关系.作为水质污染和营养水平评价依据的指数d不能直接表征水华污染状态,因此.在参数θ的基础上构建了描述水华污染状态的函数G,将函数G应用于对实验结果和实际流域水华污染的评价,结果表明,水华状态函数G确实能有效和半定量刻划水华污染程度.