洱海东区湖滨带现状及生态修复

洱海是云贵湖区的一个重要淡水湖泊.近年来由于人类活动干扰的加强,造成洱海水质恶化、水生生态环境受到破坏,尤其是作为湖泊保护屏障的湖滨带,其生态结构破坏严重、生态功能退化,急需进行生态修复.针对洱海湖滨带的现状和主要环境问题进行了较为详细的分析,探讨了洱海湖滨带生态修复的设计分区、工艺流程和设计内容,提出了洱海东区湖滨带生态修复方案.     

洱海湖滨带生态修复设计原则与工程模式

以洱海湖滨带为研究对象,探讨了湖滨带生态修复的原则和设计方法.在分析洱海湖滨带生态现状的基础上,对湖滨带类型进行了分类,提出了湖滨带的修复目标和设计方法,并对全系列和半系列的湖滨带生态修复进行了物理基底、生态恢复和景观结构设计.根据湖滨带的生态环境功能和人类对湖滨带的利用,探讨了洱海湖滨带生态修复的 8 种适用模式.     

洱海湖滨带水质的时空变化规律

对洱海全湖128km湖滨带及其外围敞水区水质进行了为期1a的调查研究.结果表明,洱海湖滨带总氮、氨氮、总磷、高锰酸盐指数年平均处于Ⅲ类水平,主要污染因子是总氮和总磷;湖滨带水质季节性变化表现为夏、秋季水质污染重于冬、春季,最重时期是11月.水质空间变化表现为北部污染重于南部,西部重于东部;临近村落、农田区湖滨带总氮、总磷、高锰酸盐指数浓度均明显高于临近林地、山地区湖滨带;强风浪水动力扰动下,湖滨带近岸(离岸0~60m范围,水深￡2.5m)区域水体总氮、总磷、高锰酸盐指数浓度均明显高于远岸(离岸70~190m范围,水深3.0~8.0m)区域,而在弱风浪下,离岸远近水质差异不明显.     

滇池湖滨生态带建设管理机制研究

为提高湖滨带管理水平,通过总结实际工作中的工作方法和经验,提出和完善滇池湖滨生态带管理的一般模式,即政府投资管理、企业投资管理、政府-企业共同管理三种模式,为构建完善的滇池湖滨生态带管理机制奠定理论研究和实践调研基础。结果表明:政府主导的管理方式有利于保障湖滨带的整体性和自然属性,促进湖滨带生态系统的自然恢复,但是资金投入比例大、管理周期长;政府-企业共同管理能产生社会效益和经济效益,降低政府投资;企业投资管理能激活湖边带的商业价值,但企业管理自主性比较大,有待进一步研究。     

洱海湖滨带茭草收割管理关键参数研究

为确定洱海湖滨带茭草收割管理的时间、频次及高度等关键参数,通过室外与现场模拟,研究了不同收割处理下的洱海湖滨带茭草再生率、株高等生长与生理指标.结果表明:8月和10月收割后茭草再生株的叶长和直径显著下降;10月份收割较8月份收割更不利茭草的再生长:其茭草再生长最大速率下降29.6%,再生株叶长和直径分别下降26.9%、25.9%.现场10月份对同一区域茭草进行重复收割,其恢复生长最大速率比单次8月收割下降37.1%;比单次10月份收割下降10.6%,故收割管理应以单次收割为宜.对浅水区(水深50cm)茭草沿水面收割更有利于其再生长(再生率为100%).     

洱海湖滨带底泥全氮、全磷及有机质空间分布特征研究

研究了TN、TP和OM在洱海湖滨带底泥中的空间分布特征。结果表明w(TN)、w(TP)、w(OM)均值分别为1 832 mg/kg、866 mg/kg、17.0 g/kg。大湖湾及周边村落密集的湖滨区总氮、有机质含量较高,周边村落密集的湖滨区总磷含量较高。洱海湖滨带沉积物污染层平均深度为14 cm,湖湾及废弃鱼塘沉积物较厚,平均达107 cm。湖湾及废弃鱼塘区底泥在表层40 cm范围内,总氮和有机质的累积约1.5倍、2倍,村落密集区湖滨带的沉积物在40cm范围内,总氮和有机质的累积近3.2倍和6.8倍。     

洱海沙坪湾湖滨带不同植被带中细菌分布特征

湖滨带是湖泊保护的重要屏障,其不同植被带中的细菌对入湖污染物降解起重要作用.为研究不同植被带中的细菌分布,以洱海沙坪湾湖滨带为研究对象,采用Illumina HiSeq高通量测序方法,对其中AG(乔草植被带)、EP(挺水植被带)、SP(沉水植被带)和UV(无植被带)的土壤或沉积物中的细菌多样性和群落结构进行研究.结果表明:湖滨带植被带中细菌种类丰富,共有54个门、106个纲、192个目、334个科和503个属被检测到,细菌的OTUs从高到低依次为EP(3 162个)、AG(2 926个)、UV(2 709个)和SP(2 427个),Shannon-Wiener多样性指数从高到低依次为EP(10.14)、AG(9.75)、SP(9.44) 和UV(9.26);湖滨带植被带中主要细菌类群是变形菌门(Proteobacteria)(AG,48.55%;EP,47.83%;SP,40.36%;UV,44.00%)、酸杆菌门(Acidobacteria)(AG,19.30%;EP,5.31%;SP,5.67%;UV,6.30%)、厚壁菌门(Firmicutes)(AG,6.01%;EP,8.24%;SP,3.96%;UV,13.13%)和绿弯菌门(Chloroflexi)(AG,3.98%;EP,8.91%;SP,8.95%;UV,7.59%),主要类群在不同植被带中占比不同;植被带类型对细菌的群落结构特征影响不大,但对细菌种群的多样性影响较大.典型对应分析(CCA)结果显示,w(TP)、pH和w(OM)(OM为有机质)是影响不同植被带细菌种群结构的主要环境因子.      

抚仙湖湖滨带的生态治理

通过实地调查和资料收集，就普遍关注的工程必要性和可行性问题进行全面分析后认为，进行抚仙湖湖滨带生态治理可以消除湖滨带内部的污染，构筑起湖泊拦截净化面源的天然屏障，工程不仅可行而且十分必要和紧迫。     

新丰江水库湖滨带的生态恢复措施

水是基础性的自然资源和战略性的经济资源,是支撑人类2l世纪可持续发展的最重要的资源。近年来,随着国民经济的健康快速发展、人民生活水平的稳步提高,以及国家对湿地保护力度的增加,人们对改善生存环境,提高生活质量的要求越来越高,人们崇尚自然,回归自然的心情越来越迫切。本文介绍了湖滨带的定义及功能,阐述了湖滨带生态系统恢复的不同工艺,并对新丰江水库湖滨带的生态恢复参考工艺进行了综述。     

论湖滨带的结构与生态功能

湖滨带作为陆地和湖泊之间的过渡带,是健康湖泊生态系统不可缺少的有机组成部分,属于生态交错带的一种. 明晰湖滨带的结构与生态功能对湖滨带及湖泊的水环境改善与生态修复十分重要. 随着水环境因子的梯度变化,湖滨带的空间结构在横向、纵向和轴向分布上都表现出明显的圈层结构特点. 横向结构由陆向辐射带、水位变幅带和水向辐射带组成;纵向结构由空气、水体、底泥构成;轴向结构则是不同岸段湖滨带的景观变化和层次结构,体现整个湖滨带的全貌和湖滨带类型的组合. 湖滨带的时间结构体现在湖滨带生物及其生境条件随着时间推移的演化规律上,并在“时-空结构”中和人的积极存在紧密联系在一起. 影响时间结构的因素包括生物节律、气候因子、水动力等. 湖滨带在生态环境方面的功能可归纳为6项:污染物截留与净化、捕集和抑制藻类、提高湖滨带的生物多样性、提供野生动植物栖息地、控制沉积和侵蚀、调蓄洪水.      

2008-2010年洱海水质及藻类初步分析

根据2008～2010年洱海水质和藻种监测数据,得出洱海水质现状及藻类的变化状况。监测结果表明:近3年洱海水质总体呈好转趋势,三个监测站点水质好转表现为海东>才村>团山;总藻细胞密度则恰恰相反,其大小为团山>才村>海东。藻类种属方面,洱海共检出8门61属;蓝藻、绿藻门数目占总数的80%以上,其次为硅藻,约10%左右,洱海的藻类植物群落组成主要为蓝藻-绿藻-硅藻类型。此外,2010年以前三个监测点以蓝藻居多,2010年后绿藻及硅藻比重跃增,其他藻种出现频率升高,导致洱海藻类浮游植物群落组成有所变化,洱海藻类丰度提高,其原因可能与2010年云南气候的反常引发环境变化造成。     

洱海地面水环境监测优化布点研究

根据１９８７年以后五年洱海水质监测数据的数理统计分析，选择污染指数大的ｐＨ、ＣＯＤ＿（Ｍｎ）、ＢＯＤ＿５、Ｔ－Ｎ、Ｔ－Ｐ进行单项方差分析，进而再进行灰色关联聚类分析和年际相关分析，确知洱海三个水质监测断面可归于一类。考虑水下地形、湖流、环湖工农业布局，水质监测点优化为两个即可保证其准确性、可控性和代表性。     

西太湖典型河口区湖滨带表层沉积物营养评价

测定了典型西太湖入湖河口区湖滨带中表层沉积物的有机质、总氮、总磷的含量,平均含量分别为2.417%、1.049mg/g、0.402mg/g,其分布都是沿湖滨带水向辐射带、水位变幅带、陆向辐射带呈逐渐增大趋势。底泥中C/N值为12.4。底泥中有机质及营养盐来源于湖中藻类和高等水生植物。利用有机指数和有机氮评价表层沉积物,整个区域属于尚清洁范畴。     

入洱海河流临湖段底泥氮的分布

于2013年7月在洱海流域采集了17条主要入洱海河流临湖段的底泥和上覆水样品,测定分析样品中TN、NH₃-N和NO₃--N的含量,揭示底泥中氮素的分布特征,并探讨底泥与上覆水中氮素含量的相关性. 结果表明:①17条入洱海河流临湖段底泥中w(TN)为23.10～310.60 mg/kg,平均值为141.66 mg/kg. ②对w(TN)有显著性差异的河流进行分组,并按照w(TN)由低到高排序为清碧溪、双鸳溪<白石溪<灵泉溪、龙溪、阳溪<桃溪、梅溪、隐仙溪、弥苴河<莫残溪、波罗江<永安江<锦溪<中和溪、罗时江、白鹤溪. 其中,各组之内河流间w(TN)无显著差异,而各组之间w(TN)差异显著(P=0.05). ③底泥中w(NH₃-N)、w(ON)与w(TN)呈极显著正相关,氮存在形态以ON为主. 其中,“北三江”临湖段底泥的厌/缺氧程度高,底泥中w(NO₃--N)占w(TN)的比例明显低于西部入洱海河流;上覆水中ρ(TN)与底泥中w(TN)、w(ON)呈极显著正相关.      

“绿色流域建设”的湖泊富营养化防治思路及其在洱海的应用

虽然经过“十一五”阶段的治理,但我国湖泊富营养化形势依然严峻,湖泊富营养化治理仍然是目前我国水环境领域最为艰巨的任务之一. 根据长期在湖泊富营养化治理领域的研究与实践经验,提出我国应“立足流域进行统筹规划和治理,建设湖泊绿色流域”的湖泊富营养化防治思路. 通过梳理和提炼,提出了湖泊绿色流域构建的六大体系,即“产业结构调整控污减排、污染源工程治理与控制、低污染水处理与净化、清水产流机制修复、湖泊水体生境改善、流域系统管理与生态文明建设”. 同时,将“湖泊绿色流域建设”思路应用在洱海水污染防治工作中,针对洱海水污染特征与治理定位,提出了洱海水污染防治的技术路线,构建了洱海绿色流域建设的六大体系.      

洱海沉积物中磷的赋存形态

利用磷连续提取方法浸提洱海沉积物弱吸附态磷、Fe P、Al P、Ca P和残渣磷,采用石灰性土壤无机磷形态分级法对Ca P进行了分级〔Ca2 P、Ca8 P和惰性钙磷(主要为Ca10 P)〕. 结果表明,洱海沉积物中w(TP)(710.30~1 961.23 mg/kg)较高,以无机磷(占64.44%~82.04%)为主,其中较易释放到上覆水中的弱吸附态磷含量〔占w(TP) 1%以下〕、w(Ca2 P)(14.63~29.66 mg/kg)和w(Ca8 P)(14.62~31.24 mg/kg)均较低,并且洱海目前环境条件不利于其沉积物中Al P和Fe P的释放. 沉积物中w(Ca P)及w(残渣磷)均较高,Ca P中惰性钙磷所占比例(＞85%)也较高,导致洱海沉积物磷不易被释放到上覆水中. 沉积物无机磷赋存形态是洱海目前水质较好的原因之一. 如果污染进一步加剧引起洱海水体pH增加和ρ(DO)降低等变化,其沉积物中Al P、Fe P的释放风险将可能增加. 近30年来,洱海沉积物w(Ca2 P)和w(Ca8 P)变化较小,但w(惰性钙磷)变化较大,Ca P各组分之间存在相互转化机制,这与洱海沉水植物的生长以及其对Ca P的吸收、转化有关.      

洱海流域城镇化对农村生活污水排放量的影响

为揭示城镇化对流域内农村生活污水排放量的影响程度,以洱海流域为研究对象,采用综合指标评价法,选取城镇人口所占比例、农民年人均纯收入、农村水冲厕普及率及建成区面积4项指标,从人口、经济、社会生活方式、空间4个维度建立洱海流域城镇化综合评价体系,综合评价了流域城镇化水平,并采用相关分析法和多元回归分析法研究洱海流域城镇化4项指标对流域农村生活污水排放量的影响. 结果表明:2006—2012年,洱海流域的城镇化水平不断提高,大理市城镇化综合水平领先于洱源县. 大理市农村生活污水的排放量与城镇人口所占比例相关关系不明显,相关系数为0.246;与农民年人均纯收入、农村水冲厕普及率和建成区面积呈显著正相关,相关系数分别为0.951、0.980、0.969;洱源县农村生活污水的排放量与这4项指标的相关性较大理市明显,相关系数分别为0.754、0.973、0.998、0.975. 4项指标对大理市农村生活污水排放量的影响权重为农村水冲厕普及率>农民年人均纯收入>建成区面积>城镇人口所占比例,对洱源县农村生活污水排放量的影响权重为农村水冲厕普及率>城镇人口所占比例>建成区面积>农民年人均纯收入. 研究显示,在现有城镇化水平下,对洱海流域农村生活污水排放量最主要的影响因素为农村水冲厕的普及率,社会生活方式城镇化对洱海流域农村生活污水排量的影响最突出.