淀山湖浮游藻类增长的氮磷限制性营养研究

2009年1月至12月对淀山湖浮游藻类生物量及主要营养元素N、P含量进行了监测,并利用藻类增长的生物学评价（NEB）方法对浮游藻类增长的限制性营养元素进行了研究,采用双变量相关性分析了水体中N、P含量与浮游藻类生物量的相关性.结果表明,磷含量与藻类生物量有显著的正相关（Rmax=0.980）,添加磷能明显促进藻类生物量...     

三峡库区典型消落区土壤氮磷的动态变化特征

在三峡库区干流段忠县石宝寨与支流段汝溪河涂井设置固定采样点,研究1年内不同月份、不同高程出露表层土壤氮、磷含量随水位变化特征.结果表明,干流石宝寨点(未淹区/消落区)土壤中全氮、全磷年均含量分别为(0.68/0.74)、(0.56/0.54)g·kg-1,而支流涂井点为(0.67/0.80)、(0.52/0.65)g·kg-1,其中,干支流采样点消落区全氮含量在7月累积量最明显,全磷含量在9月最高;相应干流采样点的速效氮、速效磷年均含量分别为(39.81/40.42)、(11.75/14.22)mg·kg-1,而支流采样点为(35.63/48.89)、(6.72/7.68)mg·kg-1,其中,干支流采样点消落区速效氮含量在9月累积量最明显,速效磷含量在7月最高,与相应全量特征不同.可见,消落区土壤氮磷全量高,其相应速效态含量未必高.较于未淹区,干流石宝寨与支流涂井消落区土壤氮磷含量在落干期间均表现出一定的积累,且涂井点的累积量明显高于石宝寨点,待水位上涨时,汝溪河的潜在富营养化风险更大.     

基于藻类生长潜力评估调水对藻类生长的影响

为评估水体生态健康,量化和确定供水输入的浮游藻类群落对受水水体浮游藻类生长的影响程度具有重要意义。该研究在不同季节的调水期测定了供、受水水体的理化因子,同时利用藻类生长潜力试验比较和分析了不同比例的供、受水水体混合处理后浮游藻类细胞密度和群落结构变化。结果显示,调水期间受水水库的氮磷营养盐浓度没有显著变化(P>0.05)。不同季节的藻类生长潜力试验显示,夏、冬季处理组的浮游藻类细胞密度峰值时间比对照组提前了4 d,且密度峰值随着混合比例的提高而增大;但夏季培养末期(20 d)处理组的浮游藻类密度均低于对照组,同时夏、秋和冬季处理组的实际藻类密度峰值均低于理论估算值,分别低10%、17%～24%和31%。处理组的群落结构变化表现为夏季受水水库的绝对优势种转变为输入的优势种,秋、冬季绝对优势种的相对丰度随调水比例的提高而增加,明显受到供水优势种生长的影响。供、受水水体的营养盐浓度差异是影响藻类生长的主要因素,持续调水显著影响受水水体浮游藻类的群落结构,但在一定程度上降低了发生藻类水华的风险。     

典型感潮河网浮游藻类功能群时空变化特征及水质评价

将形态、生理和生态特征相似的浮游藻类归为一组提出的功能群理论,可以从物种功能性的角度评价,更好预测水生态系统的变化。然而,目前该理论多应用于湖泊和水库,在复杂且受潮汐影响的感潮河网,浮游藻类功能群的研究相对不足。以中国大型感潮河网区珠江三角洲河网的腹地为研究区域,分析不同水期和涨退潮对该区域浮游藻类功能群的影响,探讨其时空变化特征及指示作用。结果显示,研究区域水体中共鉴定出浮游藻类127种,隶属于25个功能群,对应枯水期(1月)和丰水期(7月)的平均丰度分别为24.0×10⁵ ind·L^-1和52.7×10⁵ ind·L^-1。枯水期的优势功能群为P、J、MP,而丰水期的优势功能群为J、P、S1。浮游藻类的群落结构在不同水期有显著差异,但在涨退潮无显著差异,优势功能群组成一致。冗余分析结果表明,优势功能群与高锰酸盐指数、总磷、总氮、浊度、渠道化程度呈正相关,与溶解氧、透明度、植被覆盖度呈负相关。各样点浮游藻类功能群组成的相似性在枯水期主要受样点间的距离和潮汐的影响较大,而在丰水期受闸坝阻隔的影响更显著...     

藻类有机质的组成结构对菲和壬基酚生物吸附的影响

对不同来源藻及其有机级分进行元素分析,利用高级核磁共振技术(multi/CP13C NMR)来准确地定量其有机官能团,并研究它们对菲和壬基酚的生物吸附行为和机理。结果表明游离脂和非水解有机碳级分对菲和壬基酚有最高的吸附能力,其吸附容量与脂肪结构呈极显著的正相关,而与极性官能团呈极显著的负相关;而且对壬基酚的吸附容量都大于对菲的吸附容量,可以用专性作用(如π-π键作用和氢键作用)来解释。     

基于宏基因组学的三峡库区重庆主城段水体浮游微生物群落的组成和功能分析

三峡水库建成以来,水生环境发生了显著的变化,水库浮游微生物在关键生源要素循环中发挥关键驱动作用。为了分析三峡库区重庆段水体浮游微生物的功能及多样性,于2015年5月对三峡库区重庆主城段(北碚、朱沱、木洞)表层水环境总DNA样本进行了提取。调查水域总磷(total phosphorus,TP)、总氮(total nitrogen,TN)已分别达到IV、V类水标准,水体污染主要是由TN,TP造成的,各调查水域均处于中营养至重富营养状态。基于宏基因组学技术在Illumina HiSeq 4000平台上对总的浮游微生物进行了序列测定,分析了重庆主城段水环境浮游微生物的物种以及功能结构特征。结果显示,朱沱和木洞点位水体优势门为放线菌门(Actinobacteria)、变形菌门(Proteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes)。北碚点位水体优势门为放线菌门、变形菌门、拟杆菌门和蓝细菌门(Cyanobacteria)。在属水平上,颤藻属(Oscillatoria)和微鞘藻属(Microcoleus)只出现在北碚点位的嘉陵江表层水体,其余两处几乎没有。在对3组样本一共99 472条基因进行通路分析时,有54 340条有功能注释结果。由直系同源聚类(cluster of orthologous group,COG)注释结果得知,浮游微生物物种基因的主要功能为翻译、核糖体结构和生物合成、氨基酸转运和代谢。Pearson相关分析结果显示:水温(T)、总碳(total carbon,TC)、溶解有机碳(dissolved organic carbon,DOC)是影响三峡库区重庆段浮游微生物群落结构的重要环境因子。     

三峡库区支流系统治理的问题和对策

三峡工程是举世瞩目的水利工程,在防洪、发电、航运等方面产生了巨大的综合效益,但同时也带来了一定生态环境问题,尤其在库区支流,其水环境问题已引发越来越多的关注.本文梳理了三峡库区支流生态环境现状和存在的主要问题,遵循"山水林田湖草沙"系统治理理念,提出三峡库区支流系统治理的思路与措施,促进库区支流水资源涵养、提高水环境质...     

投饵养鱼对潘家口水库藻类生长影响的围隔试验研究

设置投饵、投饵单养花鲢（Aristichthisnobilis）、投饵单养鲤鱼（Cyprinuscarpio）、投饵混养花鲢和鲤鱼以及空白对照5个围隔及水库背景水体,研究投饵养鱼对潘家口水库浮游藻类生长和群落结构的影响。结果发现,试验期间水库水体和空白对照围隔中总藻平均密度分别为2.60×10^6L^-1和3.38×10^6L^-1,均以蓝藻和绿藻为主且基本保持稳定状态;投饵能有效促进藻类生长,只投饵围隔中总藻平均密度达到1.17×10^8L^-1,藻种组成向单一鱼腥藻（Anabaena）方向演替;养殖花鲢抑制藻的生长,参照只投饵围隔,抑制率接近80%,绿藻占据极大优势,其中栅藻（Scenedesmussp）、芒锥藻（Errerellabornhemiensisconr）和空星藻（Coelastrumsp）成为优势藻种;投饵养殖鲤鱼也能有效降低藻生物量,总藻平均密度为4.07×10^7L^-1,绿藻占总藻的比例由27%增加到95%,其中空星藻和小球藻（ChlorellavulgarisBeij）为优势藻种;投饵混养花鲢和鲤鱼围隔中总藻密度稍高于单养花鲢和鲤鱼围隔,为4.37×10^7L^-1,栅藻和鱼腥藻为优势藻种。     

人工介质富集附着生物对富营养化水体的净化作用

研究了人工介质富集附着生物对富营养化水体中藻类及氮、磷营养物质的去除特性,以及不同水深、水体流速和溶解氧、温度、pH等理化性质对去除效果的影响.结果表明,在静态水体条件下,组合人工介质富集附着生物对于NH4+ -N、TN、TDN、NO3- -N、TP、TDP和PO43- -P平均去除率分别为98.90%、45.15%、42.78%、38.13%、76.18%、80.11%和87.02%,藻类叶绿素a(Chl-a)含量则降低了63.53%.随着水深的增加,藻类Chl-a含量下降速度减缓,但对氮、磷营养物质的去除影响不大.随着水体流速的增加,即由静态水体转变为流速为200 L·h-1的动态水体,藻类Chl-a含量降低程度有所增加,TP和TDP去除率也有所增加,其中,静态和动态水体中Chl-a含量分别降低了63.53%和72.17%,TP去除率由76.18%增至85.13%,TDP由80.11%增至83.76%;TN去除率由45.15%降至32.02%,TDN由42.78%降至28.73%;对于NO3- -N,静态对照去除率为38.13%,而动态处理去除效果不佳;而NH4+-N和PO43--P去除率变化不大,NH4+-N由98.90%变为98.59%,PO43--P由87.02%变为86.13%.水体DO、温度、pH等理化性质特别是p(DO)对净化效果亦有一定影响.     

三峡水库蓄水后开县消落带植物群落数量分析

为了解三峡水库蓄水后消落带植物群落的特征,于2008年7-9月对重庆市开县消落带进行现场调查,并应用双向指示种分析法(TWINSPAN)和除趋势对应分析法(DCA)对三峡水库156 m蓄水后消落带植物群落进行数量分类和排序.结果表明,TWINSPAN将170个样方划分为19类,其中具代表性的主要植物群落为水蓼(Po-lygonum hydropiper)群落、苍耳+狗牙根(Xanthium mongolicum+Cynodo dactylon)群落、苍耳(X.mongolicum)群落、双穗雀稗(Paspalum paspaeoides)群落和白茅(Imperata cylindrical)群落,反映了因海拔变化(145～156 m)而导致的淹水时间的差异.DCA排序结果显示,淹水时间、土壤湿度和土壤质地是消落带植物群落组成和空间分布的主要限制性影响因子.     

复合强化净化生态浮床对污水中N、P的去除效果

研究了复合强化净化生态浮床[黄菖蒲(Iris pseudacorus)+组合填料+三角帆蚌(Hyriopsis cumingii)]和传统生态浮床(仅种植黄菖蒲)对污水中N、P的去除效果.结果表明,三角帆蚌和填料附着微生物与浮床植物间存在颉颃作用,植物生长受到限制;处理30 d,复合强化净化生态浮床使污水中p(TN)和p(TP)分别由9.23和2.16mg·L-1降至0.59～ 1.32和0.83～ 1.20 mg·L-1,去除率分别达到85.70％～93.61％和44.44％ ～ 61.57％,比传统生态浮床平均提高19.86和17.90百分点,最高达24.05和24.53百分点,并且随着时间的推移,去除率保持在更稳定状态;三角帆蚌投放密度宜控制在15 ～ 28个·m-3之间,此时复合强化净化生态浮床系统具有最佳复氧和N、P去除效果.     

空心菜浮床栽培对集约化养殖鱼塘水质的影响

以叶绿素a(Chla)、TN、NH4+-N、NO2-N、NO3-N、TP、PO43-P、CODMn等为主要水质指标研究浮床栽培空心菜对集约化养殖鱼塘的净化作用。结果表明,通过4次收获,空心菜产量可达69618.0～73161.6kg.hm-2;空心菜覆盖率为10%和20%处理组通过收获空心菜直接从1hm2养殖池塘中移出的TN分别为27.51、52.35kg,TP分别为2.83、5.39kg。在相同监测时间下,Chla、TN、NH4+-N、NO2-N、NO3-N、TP、PO43-P、CODMn等各项水质指标按对照组、10%处理组、20%处理组的顺序均呈逐渐降低趋势;其中20%处理组对Chla、TN、NH4+-N、NO2-N、NO3-N、TP、PO43-P、CODMn的去除率分别为15.16%～49.02%、9.04%～36.56%、19.23%～46.34%、22.76%～47.74%、13.33%～56.52%、33.33%～45.10%、27.27%～48.15%、3.13%～19.05%。与对照塘相比,处理塘鱼类成活率明显提高,说明在主养鱼为鲫鱼的苗种养殖池塘中采用浮床栽培空心菜能够促进水体物质循环,加强...     

基于BP神经网络算法的密云水库水质参数反演研究

密云水库是北京市重要的地表饮用水源地,在保障首都水源安全方面起着重要作用,而密云水库水质参数的区域监测已成为当前亟待解决的问题。为了实现密云水库水质参数大范围、实时获取,该文基于遥感和GIS技术,采用BP神经网络算法,结合地面监测数据和Landsat 8遥感影像,分别建立了反演总磷、总氮、氨氮和COD(化学需氧量)4个水质参数的BP神经网络模型,并反演了密云水库2013-2018年非结冰期主要水质参数,分析了密云水库主要水质参数的年际变化特征、季节变化特征和空间分异特征。结果表明,(1)水质参数的Landsat 8敏感波段分别为:总氮为1、4波段,氨氮为1-7波段,总磷为1、3-7波段,COD为2-5波段。(2)密云水库主要水质参数在2013-2018年总体呈下降趋势,氨氮和COD为Ⅰ类水质,总磷为Ⅱ类水质,总氮为Ⅲ类水质。(3)4个水质参数指标春季最高、秋季次之、夏季最低,总氮、总磷、氨氮和COD的春季值分别是夏季值的1.08、1.36、1.6、1.45倍。(4)密云水库不同水质参数的空间差异性较大,总体来看,水库北部和东部的4个水质参数含量相对较高,这种分布与北部和东部村庄密集以及密云水库两大入库河流有关。综上所述,基于BP神经网络算法的密云水库水质反演研究是可行的,且得到了较为可信的研究结果,该研究可为密云水库水质管理与政策制定提供重要的科学依据。     

太湖典型河网区地表水与沉积物氮、磷和重金属含量空间分异

将无锡城乡交错区河网分为城镇生活区水巷、工业区主河道、农业区主河道、农业区支流和鱼塘5种类型区.通过秋季(旱季)和夏季(雨季)2次采样,研究氮、磷和Cu、Zn、Pb、Cr、Cd在地表水和沉积物中的含量及其空间变化.结果表明:(1)城乡交错区地表水氮、磷来源于生活污染和工业污染的比例大于农田,同时具有来源分散、污染面广的特征.(2)由于城镇地表径流和工业活动影响,各类型区地表水重金属含量均有不同程度提高.但地表水重金属主要沿主河道迁移,旱季和雨季主河道重金属含量均大于农业区支流,而且随着与城镇距离增加,主河道沉积物重金属含量迅速降低,重金属污染影响范围较小.(3)与重金属相比,地表水氮、磷污染仍是太湖水网区主要的环境问题.但城镇及其周围河流沉积物中富集的重金属含量很高,其潜在环境风险不容忽视.     

南水北调中线水源区浮游植物与水质研究

2003~2005年对南水北调中线水源区水体浮游植物的调查结果表明,该水域共有浮游植物96种及变种,隶属于8门63属,其中种类最多的藻类植物依次是硅藻、绿藻和蓝藻.藻类的细胞密度表现出夏季最高、冬季最低的明显季节变化.运用Margalef和Menkinick多样性指数对该水域的水质进行评价,结果显示,水体为寡污型,基本处于中营养状态.图3表3参14     

覆盖旱作水稻的生物效应及吸氮特征

研究了田间条件下旱作水稻半腐解秸秆覆盖、蚕豆秆覆盖、地膜覆盖、纸膜覆盖、生稻草覆盖 5种覆盖方式的吸氮特征 ;水稻水作与旱作的产量及其构成因素 ;水稻水作与旱作条件下灌溉水的利用效率。结果表明 ,旱作条件下水稻各部位的含氮量均大于水作 ;旱作水稻的氮素吸收、累积主要在拔节期以后 ,而水作水稻从移栽后就大量吸收氮素 ,灌浆期后很少吸收氮素 ;旱作水稻的产量以半腐解覆盖处理的最高 ,为 8415kg/hm2 ;旱作水稻耗水量只占水作耗水量的 7 14% ,旱作水稻的水分利用效率是水作的 12倍以上     

湄洲湾浮游植物群落结构特征与水质污染关系分析

通过湄洲湾水质状况和浮游植物群落结构及特征指数的分析,认为湄州湾目前总体上仍属轻污染寡营养型,但中、内湾有机污染物排放已使浮游植物群落结构和稳定性发生改变,存在富营养化和产生赤潮可能性。     

富营养化水体降磷对浮游植物群落结构特征的影响

浮游植物是水生态系统中物质循环和能量流动的基础,作为初级生产者,浮游植物的群落结构直接影响着水生态系统的结构和功能。在水产养殖生产中,如何根据养殖生物对生活环境的需求开展精准培水、定向培水,培养养殖生物所需要的浮游植物,在维持养殖水域生态平衡的同时又能为养殖生物提供一定的饵料资源,这一直是摆在水产科技工作者面前的重要难题和研究热点。已有的资料大都是通过添加磷的方式研究磷改变对浮游植物生长的影响,而有关富营养化水体降磷对浮游植物群落结构影响的研究尚未见报道。为此,试验通过向取自富营养化湖泊的水体中加入磷去除剂,采用Pielou均匀度指数、Mcnaughton优势度指数和Shannon多样性指数,研究自然水体中的磷被降低后水体浮游植物群落结构的变化情况。结果表明,所取富营养化水体中共检出绿藻（Chlorophyta）、硅藻（Bacillariophyta）、蓝藻（Cyanophyta）、裸藻（Euglenophyta）、隐藻（Cryptophyta）、甲藻（Pyrrophyta）6门29种（包括变种和变型）;其中绿藻、蓝藻、硅藻、隐藻、裸藻、甲藻分别有7、4、2、1、1种,分别占总种数的24.13%、13.79%、6.90%、3.45%、3.45%。富营养化水体降磷后,虽然试验组和对照组在浮游植物种类组成上没有差异,但浮游植物群落结构特征发生了很大变化,浮游植物数量明显降低,由13 238.8×104cells·L-1降低至3 997.5×104cells·L-1,下降了69.8%;浮游植物优势种从1门（蓝藻（Cyanophyta））6种增加到3门（绿藻（Chlorophyta）、硅藻（Bacillariophyta）、蓝藻（Cyanophyta））12种,优势度指数从97.29%降低至86.30%,优势种门数和优势种种数远远高于对照组,优势度明显低于对照组;同时,浮游植物多样性指数和均匀度分别从1.85和0.38升高至2.60和0.54,显示出试验组浮游植物多样性和均匀度优于对照组。研究表明富营养化水体降磷对浮游植物群落结构产生了明显影响,使群落结构处于更加复杂、完整和稳定的状态。     

序批式生物膜法同步除磷脱氮特性研究

对淹没序批式生物膜法去除有机物和磷及同步部分脱氮的特性进行了研究。其适合的载体装填密度为30％，水力停留时间为9h，其中厌氧3h，好氧6h，进水COD负荷从0．27kg/(m^3.d)到1．32kg/(m^3.d)均可使除磷率达90％以上，脱氮率达50％－60％。淹没式生物膜法除磷脱氮工艺中的优势菌属为假单胞菌属，其次依顺序为气单胞菌属，芽孢杆菌属，微球菌属，硝化矸菌属，生物膜具有生物量大（MLVSS达5531．7mg/L)，脱落污泥含磷量高（达5．67％），沉降性好（SVI为101．7）的特点，污泥产率为0．1996kg干泥／kgCOD。