巢湖湖滨带不同土地类型土壤DOM光谱研究

以巢湖北部湖滨带为研究区域,采集潮间带、植物湿地、林地和田地4种类型土地0～20cm表层土壤,利用紫外吸收光谱、三维荧光光谱结合平行因子法探讨不同土地类型土壤溶解性有机质(DOM)光谱特征。结果表明巢湖北部湖滨带4种土地类型土壤溶解性有机碳(DOC)与有色溶解性有机质(CDOM)、荧光溶解性有机质(FDOM)具有显著正相关关系(P<0.05),CDOM和FDOM也呈显著正相关关系(P<0.05);相较于其他3种类型土壤,植物湿地土壤DOC、CDOM和FDOM含量均为最高。紫外吸收光谱参数共同表明林地和田地土壤DOM分子量相对较大、疏水组分较高、芳香化程度较强。4种类型土壤光谱斜率比值(S_R)均小于0.70,荧光指数(FI)在1.40～1.90之间,表明土壤腐殖化程度较好,DOM具有内源与外源双重特征,以外源为主。植物湿地土壤自生源指数(BIX)和Fn(280)高于其他3种类型土地,且腐殖化指数(HIX)最低,表明自生源和类蛋白的组分高于其他3种土地类型,腐殖化程度最低。4种类型土地土壤DOM由类富里酸(Ex/Em=245, 320/420 nm)、类色...     

白马湖水污染特征及其成因分析

为揭示白马湖水污染特征及其成因,在历史监测数据收集的基础上,于2016年11月初对白马湖25个采样点的水质指标进行了分析。结果表明:近年来白马湖水质波动较大,2010~2014年期间,白马湖水体水质总体处于Ⅳ类;2015年好转为Ⅲ类;2016年又下降为Ⅴ类。白马湖水体富营养化综合指数(TLIc)呈显著增加趋势,由最初的轻度富营养化水平演变到目前的中度富营养化水平(TLIc:66.66)。采样期间,白马湖水体主要以氮污染物为主,其次是磷污染物和耗氧污染物。湖泊水体污染程度依次为:北部湖区东部和中部湖区南部湖区。湖水中总氮(TN)约83%以溶解性总氮(TDN)的形式存在,氨氮(NH+4-N)占TDN的65%,其次是NO3--N(25%);总磷(P)约60%以溶解性总磷(TDP)的形式存在,正磷酸盐(PO3-4-P)占TDP的55%左右。北部湖区TDN/TDP比值最高(50.51±19.16)(p0.05),P是北部湖区藻类生长的限制因子;中部、东部和南部湖区TDN/TDP比值均已适应藻类生长。陆域外源污染源输入是引起白马湖水质空间异质性和水质下降的主要因素,湖内水生植被消亡和水产养殖污染引起的生态功能退化也是造成白马湖水质下降的一个原因。研究可为当下白马湖水质演化研究及水环境治理提供新的理论基础。     

内陆水体有色溶解有机物的变化特征

有色溶解有机物(CDOM)是水体中的光学活性物质,其光化学变化对水体中碳循环过程具有重要作用。评价分析不同纬度、不同营养状况下内陆水体的CDOM吸收特性,对建立不同水体的固有光学特性数据库具有重要意义。基于太湖、石头口门水库、巢湖和鄱阳湖的现场CDOM吸收系数,分析aCDOM(412)时空变化特征,并基于不同波段拟合光谱斜率S,利用SA/aCDOM(412)判断了研究区CDOM的不同来源。结果表明,不同纬度、不同营养状况的CDOM吸光特性差异显著,高纬度水体的CDOM含量高于低纬度水体,而浮游植物大量生长的富营养化水体的CDOM吸收大于贫瘠营养水平的水体。受藻类的影响,巢湖部分样点的CDOM吸收光谱特征发生改变,在320nm和600nm处有明显的吸收峰;aCDOM(412)与SA呈较好的负相关关系;并且SA/aCDOM(412)可有效判断研究区CDOM的不同来源。     

鄱阳湖主湖区与碟形湖水位变化及其对水质的影响

水位作为鄱阳湖重要的水文因子,对鄱阳湖水动力过程和水质变化具有重要影响。根据2014~2015年鄱阳湖主湖区和碟形湖水位、水质监测数据,分析了主湖区和碟形湖水位及主要水质指标的年内变化特征,阐述了主湖区和碟形湖水质对水位的响应特征。结果表明:(1)丰水期碟形湖与主湖区联通,碟形湖水位与主湖区水位呈直线型相关,枯水期碟形湖水位高于主湖区,主湖区年内月平均水位变异系数为0.13,而碟形湖年内月平均水位变异系数为0.08;(2)丰水期,主湖区和碟形湖的氮磷比分别为19.29和46.27,枯水期主湖区和碟形湖水体的氮磷比分别为17.88和40.39;(3)鄱阳湖主湖区水质主要指标与水位的相关性显著强于碟形湖,主湖区总氮、氨氮、总磷和溶解氧均与水位呈负相关性,而碟形湖中只有p H与水位有相关性;(4)枯水季节,碟形湖水体具有较高的总氮,而鄱阳湖主湖区则具有较高的总磷和氨氮。总之,枯水期进行合理的水位调控能够有效降低富营养化风险。     

长江重庆段主城水体沉积物溶解性有机质(DOM)的光谱特性

应用荧光发射光谱、荧光激发 发射光谱矩阵（EEMs）结合紫外 可见光吸收光谱对长江重庆段主城水体沉积物溶解性有机质(DOM)的光谱特性进行了研究。通过应用吸收指数E2/E3、荧光指数〖WTBX〗f450/f〖WTBZ〗500和三维荧光光谱特征指纹等参数,对长江重庆段主城水体沉积物溶解性有机质(DOM) 的来源、组成和空间分布规律进行了探讨。结果表明：沉积物溶解性有机质以类胡敏酸为主,其他的类富里酸、水体微生物代谢物质和类蛋白物质均有检出,陆源输入为水体沉积物溶解性有机质(DOM)主要来源,并且荧光强度在空间分布上呈现先升高后降低再升高的趋势     

盐沼枯落物碳氮和有色溶解有机物淋溶过程研究

盐沼枯落物的短期淋溶过程对东滩沿岸的水质有重要影响.采用东滩3种典型盐沼植物的茎和叶的枯落物为材料进行为期48h的室内浸泡模拟实验.利用有机碳探测分析仪测定不同时间的可溶性有机碳(DOC)和总可溶性氮(TDN)浓度然后转换为累积释放量,通过紫外可见光光谱参数表征有色溶解有机物(CDOM)浓度,结合三维荧光光谱(EEMs)和平行因子(PARAFAC)分析推断CDOM的荧光组分的变化特征.结果 表明在淋溶释放的最初48 h,DOC、TDN、CDOM、两个类腐殖质荧光组分和两个类蛋白荧光组分的释放过程呈对数曲线状,最初8h增长迅速,8～48 h则增幅减缓或出现小幅下降趋势.不同种类的植物以及同种植物的不同部位的初始基质对枯落物的DOC和TDN释放量有显著影响.TDN最大累积释放量与初始基质有机碳和氮含量呈显著的正相关.枯物体中的氮比有机碳更容易淋失.各个荧光组分的贡献率变化不大,但不同植物种类之间存在显著差异,由此可以推断枯落物的初期淋溶以物理性过程为主.我们的研究结果表明,盐沼枯落物的淋溶对潮滩水水质有着显著的影响.     

三峡水库小江回水区溶解有机物的三维荧光光谱特征

为了解三峡水库水体中溶解有机物(DOM)的特征及来源,以小江回水区为研究对象,对其DOM的三维荧光光谱进行了测定与分析,探讨了荧光强度与DOC、CODMn和叶绿素a的关系。结果显示：小江回水区DOM的三维荧光光谱主要表现出3个峰,类腐殖质荧光峰A、类蛋白荧光峰B和C;DOM荧光强度与DOC、CODMn相关性较好,表明荧光溶解有机物质的含量可以较好反映水体中有机碳和可被氧化有机物的含量;在8月份非水华暴发时期荧光强度和叶绿素a相关性较差,表明DOM荧光物质主要不是由浮游植物产生。综合分析可以推断小江回水区DOM的来源既有外源输入,也有内源输入,且外源输入对DOM荧光物质的贡献大于内源输入.     

鄱阳湖区氮磷污染物分布、转移和削减特征

根据入湖污染负荷监测、调查资料和不同水文条件下流场-水质同步监测资料,应用数理统计方法,研究了鄱阳湖氮磷营养物质分布、转移和削减特征。研究结果显示:(1)总磷、总氮是影响鄱阳湖水环境质量的主要污染物,入湖污染负荷与入湖径流水量紧密正相关。(2)鄱阳湖换水周期短,水流更换频繁,氮磷污染物在湖区不会充分混合;氮磷超标水域随着水体流动,逐步向下游转移、扩散;湖水位处于消落状态,通江水道部分水域氮磷浓度超标。(3)湖相状态水环境比河相好,湖相状态一般不会出现大面积的总氮和总磷同时超标。(4)鄱阳湖水环境勉强维持Ⅲ类标准,如果出现损害环境的人类活动,脆弱的水环境将会恶化。针对这些特征提出了保护鄱阳湖"一湖清水"的对策建议。     

杭州西湖水体光学状况及影响因子分析

2004年10月8日在杭州西湖6个不同湖区共布设10个采样点进行水下光场的测定,并采集水样分析悬浮物、叶绿素a、有色可溶性有机物（CDOM）浓度。结果表明,3类主要光衰减物质总悬浮物、叶绿素a和DOC的浓度分别为3.68~42.76 mg/L、4.64~85.95 μg/L、5.19~9.22 mg/L;CDOM在440 nm波长处吸收系数为0.30~1.46 m-1;PAR衰减系数在1.13~6.04 m-1间变化,均值为4.00±1.69 m-1;对应的真光层深度为0.76~4.08 m,均值为1.54±1.11 m;仅南湖和茅家埠两个湖区真光层深度大于水深,其他湖区由于水深远大于真光层深度,在现有的光照条件和水位下要恢复沉水植物困难较大。对PAR衰减系数、真光层深度、透明度等表观光学参数与主要水色因子进行相关分析发现,水体中浮游藻类和有机颗粒物对西湖水体光学性质影响最大。     

仙女湖富营养化特征与水环境容量核算

以典型的亚热带大型水库——江西省仙女湖为例,于2011~2013年季节性监测了仙女湖水体理化指标。采用综合营养状态指数法对其富营养化状态进行了评价,并采用沃伦威德尔模型(Vollenweider)和狄龙模型(Dillon)计算了COD、NH₃-N、TN和TP的水环境容量。结果表明:仙女湖水质总体处于地表水Ⅱ类~Ⅲ类标准,TN 0.32~0.91 mg/L、平均0.59 mg/L,NH₃-N 0.012~0.59 mg/L、平均0.31 mg/L,TP 0.017~0.080 mg/L、平均0.028 mg/L,COD_Mn 1.61~5.59 mg/L、平均2.85 mg/L,Chl-a 0.37~0.95 μg/L、平均0.56 μg/L。从湖区上游到下游,各指标尤其是总氮、总磷、透明度和氨氮呈现明显的趋优变化特征,除TP出现Ⅲ类水质外,其余指标多年持续处于Ⅱ类水质状态;从单因子状态指数来看,采用透明度评价的营养状态最高,大部分湖区持续处于轻度富营养状态;TN和TP评价的营养状态次之,处于中营养水平。仙女湖COD、NH₃-N、TN和TP水环境容量分别为21 208.0、3 528.8、4 991.2和248.1 t/a,分别剩余容量比率56.88%、68.25%、62.89%和13.67%,影响仙女湖水环境容量最突出的环境因子为TP。同时,基于对水环境容量影响因素的分析,最后提出了提高仙女湖区水环境容量的建设性方案。     

太湖水质的时空分异特征及其与水华的关系

在大量调查数据的基础上,分析了太湖水质的时空分异特征,探讨了太湖不同湖区、不同季节水质差异的原因。研究结果显示：北部的入湖河口区、几个湖湾、湖心区、西南湖区、东部湖区水体的透明度、高锰酸盐指数、氮、磷、叶绿素等富营养化指标差异显著。入湖河口区的高锰酸盐指数和营养盐含量高于南部湖区数倍,也明显高于北部湖湾区,这反映出太湖西北部入湖河道污染对太湖影响显著。不同季节太湖水质指标也差异显著,冬春期(12～次年5月份)水体的氮含量高于夏秋季(6～11月份)近1倍。水质季节性的显著差异进一步说明了外源输入对太湖水质的影响。研究表明太湖水质的时空异质性既受太湖湖泊形态特征本身的影响,也更多受到外源污染的影响,解决太湖的蓝藻水华问题,首先要在太湖的外源污染控制方面取得突破.     

鄱阳湖蓝藻时空分布特征及其驱动因子研究

富营养化引起的局部水体蓝藻水华问题给鄱阳湖水生态环境保护带来挑战。为弄清鄱阳湖蓝藻时空分布特征及其影响因素,于2019～2020年对鄱阳湖蓝藻进行了现场监测,并通过冗余分析(RDA),探讨了影响蓝藻时空分布的主要驱动因子。结果表明：调查期间,共检出浮游植物7门128种,其中蓝藻15种,占总种类数量的11.72%,蓝藻种类数呈丰水期>平水期>枯水期,主湖区>入江水道>东湖区的分布规律。蓝藻细胞密度为0～2.19×10⁷ cells/L,各点位蓝藻占比为0%～83.98%,其中蓝藻细胞密度主湖区>东部湖区>入江水道,丰水期>平水期>枯水期,2020年>2019年。假鱼腥藻(Pseudanabaena sp.)为东部湖区蓝藻优势种,微囊藻(Microcystis sp.)、假鱼腥藻为主湖区和入江水道蓝藻优势种。水温(T)、悬浮物(SS)、高锰酸盐指数(COD_Mn)、风速(VW)是主湖区蓝藻群落分布的主要影响因子,特殊的湖流和风场也是影响该湖区蓝藻分布格局的重要因素;透明度(SD)、SS和COD<...     

太湖水质的时空分异特征及其与水华的关系

在大量调查数据的基础上,分析了太湖水质的时空分异特征,探讨了太湖不同湖区、不同季节水质差异的原因。研究结果显示：北部的入湖河口区、几个湖湾、湖心区、西南湖区、东部湖区水体的透明度、高锰酸盐指数、氮、磷、叶绿素等富营养化指标差异显著。入湖河口区的高锰酸盐指数和营养盐含量高于南部湖区数倍,也明显高于北部湖湾区,这反映出太湖西北部入湖河道污染对太湖影响显著。不同季节太湖水质指标也差异显著,冬春期(12～次年5月份)水体的氮含量高于夏秋季(6～11月份)近1倍。水质季节性的显著差异进一步说明了外源输入对太湖水质的影响。研究表明太湖水质的时空异质性既受太湖湖泊形态特征本身的影响,也更多受到外源污染的影响,解决太湖的蓝藻水华问题,首先要在太湖的外源污染控制方面取得突破.     

我国东部轻度富营养化湖泊（元荡湖）介形类组成及其生态意义

元荡湖是我国东部平原的一个浅水湖泊,原系淀山湖的一个湖湾,后因芦滩封淤而成,其形成历史短,是探讨动物类群组成与湖泊生态系统演化间关系的理想场所。近年由于人类活动频繁,该湖已处于轻度富营养化状态。研究首次对该湖泊中的介形类进行了研究,共发现9种,它们分别是Cypretta turgida、Cypria kraepelini、Cypridopsis vidua、Cypris subglobosa、Dolerocypria taalensis、Fabaeformiscandona myllaina、F. subacuta、Fabaeformiscandona sp.和Ilyocypris salebrosa。这些介形类均非地方性物种,且都对生态环境有较强的耐受性。结合元荡湖母体湖泊-淀山湖水动力大、无介形类生存的实际情况,研究认为元荡湖中的介形类应由周边迁移而来,且其组成已受到人类活动的干扰。优势度（Y）分析结果也显示,C. kraepelini、F. myllaina、F. subacuta和Fabaeformiscandona sp.共4种出现频率相对较高的介形类中,以富营养化指示物种C. kraepelini的优势度最高。而典型对应分析结果（Canonical correspondence analyses,CCA）发现,自然环境因素水深仍是影响介形类分布的主要环境因子,其次是总氮、叶绿素a、水体透明度和溶解氧。通过分析介形类动物的生活习性和摄食方式发现,元荡湖的介形类分属于底栖动物栖息类型中的游泳型（如C. kraepelini和C. vidua）、攀爬型（如C. subglobosa和C. turgida）和蔓生型(其他5种),其中蔓生型介形类占比最高,达56%,这也解释了为什么在元荡湖这样一个浅水湖泊中水深却成为影响介形类分布的主要环境因素。总结发现,元荡湖中的介形类组成和丰度分布受到湖泊形成时间的长短、自然环境因素和人类干扰等方面的共同影响,这为今后深入开展介形类组成与湖泊演化间的关系提供了理论证据。此外,研究首次报导了F. myllaina在中国的分布。 关键词： 元荡湖;介形类;水深;人为干扰;优势度Y;栖息类型     

武汉沉湖湿地水鸟群落特征及其与富营养化关系研究

富营养化是水中氮、磷等营养物质大量积累引起的水质污染现象,直接导致水体群落结构的改变,这一定程度上引起了以水生生物为食的水鸟的群落特征的变化。为找寻水鸟群落特征与富营养化两者的关系,2010年1月~2013年1月3年内按春夏秋冬4季对武汉沉湖湿地自然地保护区水鸟进行了调查,沉湖和张家大湖的水鸟多样性有明显的周年变化规律,多样性指数冬季最高,最高值分别为12.19和9.89;春夏季最低,最低值分别为7.53和2.45;对比分析了两个子湖,沉湖湖区与张家大湖湖区富营养化指数TLI分别为64和78,沉湖水鸟种类、数量和多样性指数皆高于张家大湖,湖泊富营养化会影响水鸟多样性。     

江苏天目湖表层沉积物中多环芳烃污染特征与来源

区别于长江三角洲地区众多的大型天然浅水湖泊,江苏天目湖是一个较深的水库型湖泊,也是重要的城乡生活及工农业水源地之一。为了解天目湖表层沉积物中多环芳烃（PAHs）污染状况, 2006年在天目湖全湖采集7个点位的表层沉积物样品,利用GC/MS分析了16种优控PAHs。结果表明：天目湖表层沉积物中16种优控PAHs总量介于28750~71393 ng/g（干重）,平均值为45852 ng/g;在空间分布上,北部受污染程度高于南部,主要是北部旅游业快速发展导致污染物排放的影响;沉积物中总有机碳含量与PAHs总量呈显著相关;利用特征化合物指数对PAHs的来源进行判别,指示天目湖表层沉积物中PAHs的主要来源是木材、煤的不完全燃烧。与不同地区水体沉积物PAHs含量对比表明,天目湖PAHs污染处于一个低至中等程度。基于沉积物中多环芳烃的环境质量标准,仅有1个样点芴浓度超过风险效应低值,但远小于毒性风险效应中值,因此沉积物中多环芳烃的生态风险较小。然而天目湖表层沉积物中的PAHs的污染程度已超过南水北调东线所经过的南四湖,而且天目湖湖水较深,湖水交换周期比较长,其PAHs污染应引起重视,需制定切实措施保护江苏“最后一泓净水”。     

神农架大九湖泥炭地孔隙水溶解有机碳特征及其影响因素

溶解性有机碳（Dissolved Organic Carbon, DOC）是泥炭地碳循环的重要组成部分。以往的研究大多集中在北方泥炭地,而对亚热带季风区泥炭地DOC动力学的认识十分有限。利用紫外可见光光谱（UV-Vis）和三维荧光光谱结合平行因子分析法（EEM-PARAFAC）研究了神农架大九湖泥炭地孔隙水的DOC浓度与化学组成及其影响因素。EEM-PARAFAC的结果表明：大九湖泥炭地孔隙水DOC主要包含3种类腐殖质组分。紫外可见光和荧光指标表明,泥炭孔隙水DOC表观分子较小,而芳香度较高。深度剖面数据表明,泥炭孔隙水DOC浓度随深度降低,0~10 cm深度浓度最高为24.16 mg/L,150~160 cm深度浓度最低为9.72 mg/L,并且深层DOC以微生物代谢产生的新鲜有机物为主,具有较低的腐殖化度。此外,氧化还原电位（ORP）与DOC浓度及化学性质关系密切。以上结果表明,在亚热带泥炭地中,微生物来源或受微生物改造的有机物是泥炭孔隙水DOC的重要组成部分;垂向输送或选择性保存是影响该亚热带亚高山泥炭地DOC动力学的重要因素。     

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     

芭蕉湖-南湖连通工程的连通性评价

江湖水系连通是改善水环境、修复水生态和提高人居环境的重要措施,但有关城市内湖水系连通工程的动态连通性定量评价不够完善。基于岳阳城区芭蕉湖-南湖连通工程方案,从长江引水至芭蕉湖通过王家河流域新开挖河道自流至南湖,以改善王家河和南湖水质状况与修复水生态功能。采用MIKE21水动力模型分别模拟汛期和非汛期时6、12和24 m~3/s的流量条件下,南湖出口最低控制水位为25.86 m和26.06 m的12种工况,分析不同引水条件下两湖的连通性,并提出一个定量评价指标。结果表明:引水初期流量取24 m~3/s和控制南湖出口最低水位为25.86 m时,汛期和非汛期连通性均达最佳状态,此时换水周期分别缩短至5.59、5.17 d。从连通性指数的变化来看,"引江济湖"和"两湖连通"增强了水系连通性,可提高水体自循环能力。     

基于探索性数据分析的汉丰湖富营养化驱动因子研究

为了探究汉丰湖富营养化驱动因子和营养状况,基于2014年水质监测数据,应用探索性数据分析方法初步研究了汉丰湖水动力条件与环境因子的相关性、水质主成分、相关环境因子熵权和营养健康指数。回归分析结果表明：水位与透明度呈正相关,流量与DO呈负相关,与流速呈负相关的因子为Chla、CODMn、NH+4-N和DTP;主成分分析提取的3个主成分分别反映了营养盐、有机污染以及藻类信息;DO、TN和TP的熵权表明汉丰湖水体的富营养状况受制于耗氧有机污染和氮、磷营养盐;营养健康指数S1>S3>S6（湖心）>S7（湖尾）>S5（湖首）>S4>S2。汉丰湖水体营养状况介于中营养到轻富营养,其中南河营养状态较高,湖心营养程度高于湖首和湖尾。减少有机污染物、营养盐的输入和改善局部水域的水动力条件可抑制藻类生长,有利于防治富营养化。 关键词： 探索性数据分析;汉丰湖;富营养化;驱动因子;水动力条件;主成分;熵权;营养健康指数