浮游植物和水质表征:从瑞典梅拉伦、哈马伦、韦特恩和维纳恩湖等大湖泊中获得的经验

自20世纪60年代以来,瑞典梅拉伦湖、哈马伦湖、韦特恩湖和维纳恩湖等大湖泊的浮游植物和环境变量一直处于监测之下.20世纪70年代政府出台了一些减少磷和工业废品排放的措施,于是水体磷的含量降低了90%～95%,结果大多数污染湖盆磷的浓度减少了一半.体现在浮游植物群落的变化是夏季蓝藻细菌、春季硅藻和隐鞭毛藻的生物量迅速降低,另一个反应是藻华期变短,生长季节的物种丰富度和生物量均匀度增加,浮游植物群落内物种数量和组成发生变化.此外,大湖泊物种丰富度相应与湖泊的特征有关.本文对湖泊中有毒蓝藻细菌的发生作了介绍,结合哈马伦湖和梅拉伦湖的藻华,确定在13～0.1 μg/L之间的微藻素最大和最小值;给出利用浮游植物作为监测指标确定水质量变化的基本框架,并提出了评价标准.     

从富营养化状态中复原：减少对瑞典四大湖磷输入的经验

自20世纪60年代以来,人们一直在研究随着输入的减少韦特恩湖、维纳恩湖、梅拉伦湖以及哈马伦湖中磷(P)和氮(N)的浓度变化.在前两个水更新速度较慢的深水、贫营养湖中,自70年代以来磷输入的急剧减少只是造成较长一段时间内磷浓度的少量减小.同时在水团中出现了非有机氮的积累现象,本文对这一现象的可能原因进行了探讨.在后两个中等营养到高营养的湖中,哈马伦湖中的两个浅盆地由于沉积物释放的氮而显示出恢复较慢.这两个盆地以及梅拉伦湖中的两个盆地有氮缺乏现象,特别是在磷输入减少之前的数年中、而且表明存在固氮现象.在梅拉伦湖的两个盆地中,湖内磷浓度的恢复与用于湖泊从营养物污染中恢复的IMSA模型相比较预期的要好.在其他的5个湖泊/盆地中,20年之后的叶绿素浓度与那些模拟的情况相比类似.     

瑞典四大湖泊的形态测量学与水文学特征

瑞典的四大湖泊,维纳恩湖、韦特恩湖、梅拉伦湖和哈马伦湖,都属于构造成因,具有多种方向的断层裂缝,极大地影响着湖泊底部的地形特征与次级湖盆的形成.这四大湖泊都多次受到冰川活动的影响,其中最近一次冰川活动大约在10000年前开始从瑞典中部退缩.同时,这四大湖泊之间还存在着许多明显的差异,主要表现在湖泊的形状、大小以及流域面积和湖体大小之间的关系等方面.本文主要讨论这些湖泊中与水生生物有关的一些过程,包括水量平衡、滞水时间、水温、各大湖次级湖盆之间的水交换及其内部水流运动等.并以维纳恩湖为例,讨论了污染、水交换和养分保持之间的联系.     

持久性有机污染物(POPs)的监测:来自瑞典韦特恩湖的例子

位于瑞典南部的韦特恩湖是一个大的贫营养化湖泊,它具有高的水面与流域面积比率(大约为0.4)和60年的驻水时间.此湖结合了对大气POP污染的敏感性、对POPs影响的普通敏感性和较慢的浓度降低.提出了鱼体内PCBs和DDT从20世纪60年代一直到1996年的时间系列,以及韦特恩湖沉积物中TCDD的数据,并和其它大湖泊进行了比较.有关北极红点鲑(Salvelinus salvelinus)体内POPs的长期数据集显示每年PCBs有大约5%,DDT有13%的减少.这些速度和其它研究相一致.也讨论了营养物质及其生物效应,以及影响具有长驻水时间的贫营养化湖泊命运的因素.我们提出贫营养的干净湖泊是对于监测生物区中POPs的重要生态系统.     

影响瑞典最大湖泊中冰河时代残余体片脚类动物Monoporeia affinis (Lindstrom)数量波动的因素

在瑞典最大的三个湖泊中人们研究了影响冰河时代残余体片脚类动物Monoporeis affinis的长期(1982-000年)种群密度的因素.在所有的三个湖泊中,Monoporeia数量都有较大的波动,在维纳恩和拉伦湖中还出现了明显的密度峰值.在维纳恩湖中,片脚类动物的显示出在一年期间内它和春季最大硅藻的生物体积有非常重要的关系.韦特恩湖中硅藻生物体积和Monoporeia密度间没有这种关系可能是由于此湖泊较深及其营养浓度比较低.在富营养的梅拉伦湖中.夏季氧不足(＜4mgO2/L)可能是一个重要的调节因素.均温层的温度显示在1989～1994年间深湖水存在一个明显的温暖周期.维纳和韦特恩湖均温层温度和总的太阳照射有关.然而和北大西洋波动冬天指数有关的既不是均温层水温也不是硅藻的生物体积.我们推测温度和接近湖底的氧气浓度的变化通过作用于种群的补充幼体成功率(繁殖)和幼体(年轻的)存活率来对种群密度起负面影响.     

瑞典维纳恩湖的沉积物和鱼类种群中的汞:污染后的恢复状况

过去流入维纳恩湖的含汞废水颇多.通过连续测定沉积物和鱼体中的汞来监测其影响和恢复状况.汞的主要源头来自湖北岸的一座氯工厂.尽管60年代从源头流出的废水中汞水平有了根本性的减少,附近湖泊沉积物中汞的水平从70年代中期以来只下降了一半多.狗鱼(Esox lucus)体内汞的水平在同期下降的幅度相似.湖泊受影响最大的部分比受影响最小的部分要高出30%.湖泊中的鲈鱼(Percafhviatilis)和三文鱼鱼体内汞水平不高.尽管维纳恩湖沉积物中汞水平有所增加,比起位于同一地区而没有受当地汞废水污染湖泊内的鱼来说,维纳恩湖鱼体内汞的水平相对来说并不算高.据估算,湖内鱼类总生物量所含的汞不到湖泊底部沉积物上层活性生物层所含汞总量的千分之一.这显示了各种环境因子的潜在影响,并促使我们将来要继续对汞水平进行监测.     

瑞典梅拉伦、哈马伦、维纳恩和韦特恩湖外来种的环境影响

在梅拉伦、维纳恩、韦特恩、和哈马伦湖已经有了20个外来种.有意引入的种类有来自北美洲的鱼类、信号小龙虾、观赏植物以及加拿大大雁.非有意引入的有,随被感染的小龙虾而来的小龙虾瘟疫,随压舱水而来的斑马贻贝和中国绒螯蟹.病原体、寄生虫,特别是小龙虾瘟疫的引入,给各大湖带来很大的环境和社会经济影响,造成了本地贵重小龙虾的大批死亡.放养起源于不同生物地理区的鳟鱼和大哈鱼,使得维纳恩湖残留的本地鱼种类消失了.尽管除了小龙虾瘟疫外由于外来种的引入造成的主要生态系统的破坏没有在瑞典的4大潮发生,但局部问题已时有出现.     

衡水湖湿地水生植物生长对水质的影响

为探究衡水湖水生植物生长腐解对湿地水动力水质影响,调查研究衡水湖大型水生植物优势种芦苇(Phragmites australis)、香蒲(Typha latifolia)的生长腐解动力学参数,基于EFDC(Environmental Fluid Dynamics Code)模型构建了衡水湖水动力-水质-水生植物模型,模拟了2018～2022年衡水湖水生植物生长过程和水质变化,定量分析了植物生长对水体水质变化的时空影响及影响机制,并提出适应植物生长过程的衡水湖水质精细化管理保障措施.结果表明,利用植物生长积累量(以C计)表征植物生长腐解动力学相关参数,植物生长期生长系数和腐解期代谢系数分为0.01d-1,0.05d-1,用于建立衡水湖生态水质模块实现系统模拟研究;有植物生长区较无植物大湖心区在植物生长期对氨氮、总磷浓度降低可达40%～60%,腐解期增加可达60%～80%,且植物对原位及周边500～1000m范围内作用显著;在成熟期(10月)对植物70%茎叶量进行收割,氨氮浓度峰值最大由1.833mg/L降至1.095mg/L,下降率达到40.25%,总磷浓度由0.172mg/L降至0.1...     

异龙湖湿地大型水生植物群落特征分析

根据现状调查和历史资料收集,对异龙湖湿地大型水生植物进行了特征分析。结果显示:20世纪50年代以来,异龙湖水生植物群落发生了结构性变化,大型水生植物之前为广泛分布的芦苇群落、薏苡群落、水葱群落,以及种类繁多的沉水植物群落。目前,湖泊中沉水植物已消失殆尽,异龙湖由草型湖泊转变为藻型湖泊;湖滨湿地大型水生植物群落类型相对较单调,为挺水植物类型,主要以荷花群落和香蒲群落为主,建议在湖滨湿地恢复工程中选择植物物种时可优先考虑此2种植物。另外,近期调查显示异龙湖湖滨已有少量眼子菜科植物出现,在一定程度上显示其沉积物种子库中仍存在具有活力的沉水植物繁殖体,对于水质改善后恢复水体中的沉水植被具有一定指导意义。     

杞麓湖生态安全综合评估

在对杞麓湖近20年来的水生态、流域社会经济、服务功能、生态灾变等进行调查研究的基础上,以20世纪70年代末80年代初杞麓湖的生态安全状况为背景,运用评估模型对杞麓湖1994—2013年湖泊生态安全状况进行了综合评估。结果表明:杞麓湖2013年生态安全状态已处于第5级、"很不安全"的黑色预警状态;生态安全程度近20多年处于较差状况,安全分级多为"一般"和"不安全"。