丹江口水库不同水文期真光层深度特征及影响因素分析

丹江口水库是南水北调中线工程的引用水源地。于2011~2012年对水库不同水文期的水下光合有效辐照度及引起光衰减的3种主要物质(无机颗粒悬浮物、藻类叶绿素a、溶解性有机碳)进行调查,分析了真光层深度的时空动态及影响因素。结果表明,丹江口水库真光层深度的变化范围为：1036~15350 m;丰水期、平水期和枯水期的均值分别为：6084 m、5353 m、7647 m。丹江库区、汉江库区沿库尾至坝前均有上升的趋势。在丹江库区的敞水区真光层深度较大,水质较好。逐步回归分析表明,丹江口水库水体真光层深度主要受到无机颗粒悬浮物及浮游植物影响,但在不同水期、不同库区影响因素表现不同：在丰水期、平水期,无机颗粒物与浮游植物对真光层深度的深浅起主导作用;枯水期真光层深度波动不大,其主要影响因素为藻类叶绿素a与溶解性有机碳     

长江中下游湖区浮游植物初级生产力估算

长江中下游是我国淡水湖泊最集中的区域,也是富营养化较为严重的地区。作为湖泊系统初级生产力的主要影响因子氮、磷等营养元素增加,会显著影响湖泊系统的初级生产力。近几十年来越来越多的学者运用模型来模拟湖泊等水体的初级生产力。而VGPM模型和Talling模型综合考虑了水温、光合有效辐射、湖泊叶绿素浓度和真光层深度等因素,能较准确地模拟水柱初级生产力。1987~1991年、2001～2005年长江中下游湖区湖水中TP浓度分别为0059～0105和0070~0167 mg/L,湖泊TP浓度升高,导致湖泊藻类初级生产力增大。15 a间湖区的初级生产力由0139～0381 gC/(m2〖DK〗·d)上升到0128～0504 gC/(m2〖DK〗·d)。在VGPM模型1987～1991年、2001～2005年湖区固碳量由3 32125 tC/d上升到3 76502 tC/d,增加1336%;在Talling模型中湖区固碳量由2 39964 tC/d上升到3 27242 tC/d,增加3637%     

阳澄西湖叶绿素a的时空分布及其与环境因子的关系

根据2015年3月~2016年2月对阳澄西湖水体叶绿素a和水质理化因子的逐月监测结果表明,阳澄西湖叶绿素a浓度存在着明显的季节变化,其全年变化范围为11.93μg/L~66.67μg/L,平均值为27.54μg/L±20.34μg/L。最小值出现在2016年1月,最大值出现在2015年8月。叶绿素a在空间分布上也存在着差异,叶绿素a在断面Ⅰ浓度最高,其次是断面Ⅱ和断面Ⅳ,断面Ⅲ最低。根据综合营养状态指数法计算阳澄西湖营养状态,得出综合营养状态指数范围为50.7~59.3,年平均值为55.6,水体总体处于"轻度富营养"状态。综合pearson相关系数和逐步回归方程,结果表明叶绿素a与水温呈极显著正相关,与溶解氧呈极显著负相关,与透明度呈极显著负相关。结合生产实践对阳澄西湖总氮(TN)、总磷(TP)和氮磷比(N/P)取对数进行pearson相关性分析并建立一元线性回归方程,结果表明叶绿素a浓度与总氮无相关关系,与总磷呈极显著正相关,与氮磷比呈极显著负相关,阳澄西湖可能是一定程度的磷限制湖泊。     

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     

基于实测光谱分析和MODIS数据鄱阳湖叶绿素a浓度估算

基于遥感的大面积水体监测技术为水环境监测提供了一种有效手段。以鄱阳湖为研究区,以反映水体营养状态的重要指标叶绿素a为研究对象,在测定研究区水体光谱及叶绿素a浓度和收集了相应时间的MODIS数据的基础上,采用浮游藻类指数法（Floating Algae Index,FAI）提取鄱阳湖水体范围,对鄱阳湖水体实测光谱数据进行剔除异常、归一化及光谱微分处理,构建波段差值、比值、归一化差值等光谱指数,利用最小二乘原理迭代分析水体叶绿素光谱响应特征,得出敏感波段范围：673～680 nm与650～665 nm、680～710 nm与650～670 nm、662～671 nm与700～720 nm光谱区间组合。选择最佳通道组合,建立基于MODIS影像的鄱阳湖叶绿素a浓度反演模型,相关系数为067。应用该模型得到2011年秋季鄱阳湖的叶绿素浓度估算值,反演结果显示湖区水体叶绿素浓度总体不高,且在空间分布上湖区水体周边与陆地交界处比湖中心区浓度偏高。分析认为：通过对实测光谱的定量分析,获得对鄱阳湖地区水体叶绿素浓度的光谱特征认识,揭示出其反射光谱的长波漂移现象,为鄱阳湖这一富营养化程度底,且水体分布不均匀区域建立一种叶绿素浓度反演方法,可为该区域长期的水环境管理提供方法借鉴     

太湖水体中悬浮物研究

为了全面了解太湖水中悬浮物的物质组成、变化规律,选取了太湖站近10年来各测点的连续观测资料及2次定点观测资料,分析了太湖水体中悬浮物的无机和有机颗粒成份、时空分布、垂直变化、与风速、风向的关系以及与重要光 学参数的关系。研究结果表明：太湖悬浮物中有机物大概占30%;浓度大小的湖区分布大致是：湖心区＞河口区、梅梁湖、贡湖、五里湖＞东太湖;悬浮物浓度的季节变化是：湖心区冬季、春季＞秋季＞夏季,东太湖冬季＞春季、夏季、秋季,其他湖区则没有明显季节变化;垂直分布是：深层＞表层并且底泥悬浮的临界风速在5~6.5 m/s之间;悬浮物浓度的增加是引起湖水透明度降低和光学衰减系数增大的主要原因。     

乌江中上游水库-河流体系夏秋季N、Si分布特征

测定了乌江中上游的洪家渡至乌江渡水库段水体中总氮、氨氮和溶解态硅等营养物质含量,并现场测定水深、温度、溶解氧和叶绿素浓度等理化参数。研究结果表明：在夏秋水库分层现象不断减弱期间,氮、硅的空间分布受水库生物地球化学作用差异的影响,在空间上具有明显不同的分布特征。流域内地表水总氮含量变化不大,水库内垂直分布也较均一;7至9月份河流和水库表层水体总氮含量平均值呈下降趋势,分别为347、317和 3.00 mg/L。7、8月份水库表层水溶解态硅含量明显低于上下游水体,说明水库生物吸收作用强而导致水库滞留溶解态硅;在垂直剖面上,0～30 m 水体溶解态硅含量随水深增加而增加,30～60 m 溶解态硅含量变化不大,这反映了水库上层水体生物对硅的吸收,和下层水体溶解态硅的吸收和释放平衡。     

洪泽湖湖滨带丰水期水质空间分异特征及其影响因素

湖滨带是陆地与湖泊水体之间的生态过渡带,具有强烈的环境异质性和丰富的生产力,同时也容易受到人类活动的威胁。洪泽湖湖滨带受人类开发利用情况严重,为探明其水质空间分异特征,于2020年8月对全湖52个点位的水质开展调查,对比4个湖区水质差异,应用逐步线性回归探究水质空间分异的影响因素。结果表明：氮磷营养盐、高锰酸盐指数(COD_Mn)与叶绿素a(Chla)是影响洪泽湖湖滨带水质的主要指标,各样点总氮(TN)浓度在0.66～4.25 mg·L^-1之间,均值为1.88 mg·L^-1,属Ⅴ类水;总磷(TP)浓度在0.02～0.24 mg·L^-1之间,均值为0.12 mg·L^-1,属Ⅴ类水;COD_Mn浓度在5.24～14.16 mg·L^-1之间,均值为7.21 mg·L^-1,属Ⅳ类水;Chla浓度在4.55～158.31 ug·L^-1之间,均值为49.30 ug·L^-1。洪泽湖湖滨带...     

天目湖溶解氧分布特征及环境影响因子

在2006年1~12月进行的对天目湖水质监测资料的基础上,探讨了溶解氧的分布特征并对其环境影响因子进行了分析。天目湖溶解氧水平较2001~2002年下降了1~2个等级。全年溶解氧水平符合Ⅱ~Ⅲ类水质,局部符合Ⅳ~Ⅴ类水质,甚至劣Ⅴ类水质。溶解氧的分布特征有明显的季节变化与垂向差异。冬季溶解氧最好,无显著垂向差异;春、秋两季湖体溶解氧垂向差异小,底层溶解氧浓度总体偏低;夏季溶解氧最低,且垂向差异最大,底部出现＜1 mg/L的低氧区。水温、水深、叶绿素、pH对溶解氧都有一定的影响。其中,温度是影响水体溶解氧的关键因素。非夏季月份,温度的升高导致溶解氧浓度降低;在夏季月份,温度分层是影响溶解氧浓度的关键因素,尤其是对中下层水体的影响较大。水深与溶解氧呈负相关关系;叶绿素在夏季对溶解氧的影响最显著,反映出生物活动对水体溶解氧的影响。     

乌江中上游水库-河流体系夏秋季N、Si分布特征

测定了乌江中上游的洪家渡至乌江渡水库段水体中总氮、氨氮和溶解态硅等营养物质含量，并现场测定水深、温度、溶解氧和叶绿素浓度等理化参数。研究结果表明：在夏秋水库分层现象不断减弱期间，氮、硅的空间分布受水库生物地球化学作用差异的影响，在空间上具有明显不同的分布特征。流域内地表水总氮含量变化不大，水库内垂直分布也较均一；7至9月份河流和水库表层水体总氮含量平均值呈下降趋势，分别为347、317和 3.00 mg/L。7、8月份水库表层水溶解态硅含量明显低于上下游水体，说明水库生物吸收作用强而导致水库滞留溶解态硅；在垂直剖面上，0～30 m 水体溶解态硅含量随水深增加而增加，30～60 m 溶解态硅含量变化不大，这反映了水库上层水体生物对硅的吸收,和下层水体溶解态硅的吸收和释放平衡。     

九龙江流域河水溶解态碳的时空变化

为了研究九龙江流域河流中溶解碳变化规律,分别于2017年7月与2018年1月对九龙江河水溶解无机碳（DIC）与溶解有机碳（DOC）进行了分析。丰水季河水DIC浓度为7.50~49.04 mg/L,平均值为22.12 mg/L,枯水季DIC浓度为8.84~84.91 mg/L,平均浓度41.17 mg/L,丰水季河水中的DOC浓度为0.54~2.89 mg/L,平均值为1.04 mg/L,枯水季河水中DOC浓度变化在1.34~3.56 mg/L之间,平均值为2.34 mg/L,据此计算了九龙江河水DOC、DIC的入海通量。研究结果表明九龙江河水中溶解碳具有显著的时空变化特征,通过与中国其他河流溶解碳数据对比,解释了碳酸盐岩的风化、气候变化、河流中浮游植物以及人类活动对九龙江河流溶解碳浓度的影响。     

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。     

澎溪河回水区水体叶绿素a含量与流速相关关系研究

以三峡库区支流澎溪河回水区为特征区域,研究三峡水库回水区水动力条件对水体富营养化的影响。根据三峡水库的调蓄过程,在175 m高水位、小流量、低污染负荷和145 m低水位、大流量、高污染负荷两种设计条件下模拟澎溪河水体断面平均高锰酸盐指数（CODMn）、总氮（TN）、总磷（TP）浓度和叶绿素a（Chl a）含量。研究表明：澎溪河回水段从上游到下游的CODMn、TN、TP浓度有增加的趋势,在接近河口处有趋同于长江水污染物浓度的趋势。145 m低水位的大流量、高污染负荷设计条件下Chl a含量较高,在弯道下游和河道水面开阔的高阳、双江大桥断面的流速减缓区段,出现Chl a含量峰值。拟合澎溪河水体流速及Chl a含量相关关系,在枯丰两种设计条件下建立水体流速(V)与Chl a含量(S)的相关关系式,分别为S=0186 0〖DK〗·V-0353 6(相关系数r2=0838 0)和S=10844 9〖DK〗·V-0293 9(相关系数r2=0825 4)。模拟结果表明：加大水体流速有利于抑制Chl a含量。通过改变水动力条件控制水体富营养化具有可行性     

Quantitative evaluation of XAD-8 and XAD-4 resins used in tandem for removing organic solutes from water

The combined XAD-8 and XAD-4 resin procedure for the isolation of dissolved organic solutes from water was found to isolate 85% or more of the organic solutes from Lake Skjervatjern in Norway. Approximately 65% of the dissolved organic carbon (DOC) was first removed on XAD-8 resin, and then an additional 20% of the DOC was removed on XAD-4 resin. Approximately 15% of the DOC solutes (primarily hydrophilic neutrals) were not sorbed or concentrated by the procedure. Of the 65% of the solutes removed on XAD-8 resin, 40% were fulvic acids, 16% were humic acids, and 9% were hydrophobic neutrals. Approximately 20% of the hydrophilic solutes that pass through the XAD-8 resin were sorbed solutes on the second resin, XAD-4 (i.e., they were hydrophobic relative to the XAD-4 resin). The fraction sorbed on XAD-4 resin was called XAD-4 acids because it represented approximately 85–90% of the hydrophilic XAD-8 acid fraction according to the original XAD-8 fractionation procedure. The recovery of hydrophobic acids (fulvic acids and humic acids) and the hydrophobic neutral fraction from XAD-8 resin was essentially quantitative at 96%, 98%, and 86%, respectively. The recovery of XAD-4 acids from the XAD-4 resin was only about 50%. The exact reason for this moderately low recovery is unknown, but could result from π-π bonding between these organic solutes and the aromatic matrix of XAD-4. The hydrophobic/hydrophilic solute separation on XAD-8 resin for water from background Side A and Side B of the lake was almost identical at 65 and 67%, respectively. This result suggested that both sides of the lake are similar in organic chemical composition even though the DOC variation from side to side is 20%.     

Distribution of tritium in estuarine waters: the role of organic matter

Tritium is an important environmental radionuclide whose reactivity with ligands and solids in aquatic systems is assumed to be limited. We studied the fractionation and sorption of tritium (added as tritiated water) in river water and seawater, and found that its distribution appears to be influenced by its affinity for organic matter. Tritium rapidly equilibrates with dissolved organic ligands that are retained by a reverse-phase C18 column, and with suspended sediment particles. Significantly, a measurable fraction of sorbed tritium associates with proteinaceous material that is potentially available to sediment-feeding organisms. These characteristics have not been reported previously and cannot be accounted for solely by isotopic exchange with hydrogen. Nevertheless, they are in qualitative agreement with available measurements of tritium in estuarine and coastal waters where its principal discharge is as tritiated water. Further research into the estuarine biogeochemical behaviour of tritium is required and radiological distribution coefficients and concentration factors that are assumed for this radionuclide may require reconsideration.     

鄱阳湖流域水化学环境参数的变化特征

分别于2010年2月和7月,对鄱阳湖湖区和入湖河流的pH、TDS以及主要离子浓度进行了测定,分析了主要离子组成的时空变化特征及其影响机制。结果表明,鄱阳湖流域水体属于弱矿化度软水,Ca2+是湖水和河水的主要阳离子,分别占阳离子总数〖JP〗的5935%、4989%;HCO-3是湖水和河水的主要阴离子,分别占阴离子总数的5337%、5937%,水质类型为Ca-HCO-3型水;主要离子组成和TDS浓度具有明显的季节和沿程变化特征,这与降雨季节性变化以及不同水系的地质背景有关;从河流水系上游至湖区的水化学特征依次为HCO-3型、HCO-3-SO2-4和SO2-4型。从水化学控制机制上看,鄱阳湖丰水期受大气降水作用和地质条件影响显著,而枯水期降雨量大大减少,主要受岩石风化、蒸发沉淀作用和人为输入的影响。除此之外,SO2-4型水的增加与长江干流酸化以及丰水期长江顶托倒灌现象有密切关系     

城市湖泊有机质氮同位素差异及其对水污染的指示作用分析

如何对湖泊生态环境修复效果进行评价是当前湖泊生态修复工作的难点所在,以武汉市内不同修复状态湖泊为研究对象,通过分析湖泊水体营养盐浓度、水质类别、综合营养状态指数TLI（Σ）与湖泊不同有机质δ15N的关系,探讨以水体中某一有机质δ15N指示城市湖泊水污染状态,进而作为湖泊修复效果评价指标的可行性。结果表明：武汉南湖、东湖、内沙湖水质分别为劣Ⅴ类、Ⅳ类、Ⅲ类;水体富营养化程度分别为重度富营养、轻度富营养、中营养;南湖有机质δ15N均值最高为13.193‰（8.394‰~19.380‰）;东湖δ15N次之为8.191‰（5.162‰~13.488‰）;内沙湖δ15N最低为2.940‰（0.001‰~6.433‰）。不同湖泊有机质δ15N与表层水 c(TN)、c(DIN)、c(NH+4-N)、c(TP)、水质类别和TLI（Σ）呈正相关趋势,其中悬浮有机质、沉水植物δ15N与水污染参数的相关性最为显著,均能有效表征城市湖泊水污染状态;为了采样的简便性及样品的通用性,建议以悬浮有机质δ15N作为城市湖泊水污染状态及水环境治理效果的快速评价指标。     

长江口大洋山近岸水域浮游植物群落及其与环境因子的关系

2012年对上海大洋山近岸水域浮游植物的群落结构和物种多样性的周年动态进行了逐月的研究。结果表明:浮游植物共有141种,隶属6门62属。以硅藻为主,共43属110种,占物种总种类的78.01%。该水域浮游植物的年平均细胞密度为(37.86±39.79)×104cell/L。中肋骨条藻(Skeletonema costatum)和具槽帕拉藻(Paralia sulcata)为第一和第二优势种,细长列海链藻(Thalassiosira leptopus)、肋缝菱形藻(Nitzschia frustulum)和梅尼小环藻(Cyclotella meneghiniana)为该水域常见种。从水质参数和物种多样性指数综合评价:大洋山近岸水域水质总体属于轻中污染。冗余分析(RDA)表明对大洋山近岸水域浮游植物影响较大的是悬浮物浓度、盐度、水温和溶解氧。     

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.