太湖流域水环境演变与人类活动耦合关系

太湖流域水环境与人类活动之间存在相互制约、相互作用的关系。从 2 0世纪 6 0年代起 ,随着经济的发展、工业化与城市化进程的加速 ,流域水环境不断恶化 ,具有表征意义的太湖水体的TP ,TN ,COD浓度不断上升。本文把环境演变的人文驱动因素归纳为人口发展、经济发展、城市化、土地利用等 ,将其与太湖流域水环境耦合 ,得出探讨性结论 :太湖流域人类活动与水环境之间的互动关系大致经历了干预、干预—弱制约、干预—制约、干预—强制约四个阶段 ,每个阶段对应着不同的人类活动特征。流域水环境恶化经历了几十年 ,而水环境修复则需要人类更长时期的共同努力     

太湖流域水环境演变与人类活动耦合关系

太湖流域水环境与人类活动之间存在相互制约、相互作用的关系。从20世纪60年代起，随着经济的发展、工业化与城市化进程的加速，太湖流域水环境不断恶化，具有表征意义的太湖水体的TP、TN、COD浓度不断上升。将水环境演变的人文驱动因素归纳为人口发展、经济发展、城市化、土地利用等四个方面，将其与太湖流域水环境耦合、得出探讨性结论：太湖流域人类活动与水环境之间的互动关系大致经历了干预、干预－弱制约、干预－制久、干预－强制约四个阶段，每个阶段对应着不同的人类活动特征。太湖流域水环境恶化经历了几十年，而水环境修复则需要人类更长时期的共同努力。     

退田还湖对鄱阳湖洪水调控能力的影响

利用实测资料统计了鄱阳湖近50年来湖盆形态和洪水水情的变化,表明由于围垦的作用,1954~1992年鄱阳湖面积共减小1 300 km2,容积共减少81×108 m3,调节系数从17.3%下降到13.7%,调洪能力降低20.8%;20世纪90年代与50年代相比,年最高水位平均值抬高1.80 m。计算了退田还湖对近50年来两次特大洪水（1954年洪水和1998年洪水）最高水位的效应值,表明分别可使1954年洪水和1998年洪水的最高水位降低0.72 m和0.68 m。估算了退田还湖对鄱阳湖洪水位频率的影响,表明50年一遇和100年一遇的洪水位分别可降低0.63 m和0.68 m。计算还表明,高水还湖（单退）降低洪水位的作用与圩区还湖前夕的内涝程度密切相关,说明及时排除圩区的内涝对保障退田还湖的防洪减灾作用至关重要。分析了退田还湖面临的主要问题,分别是高水还湖圩区的内涝问题和平垸行洪（双退）圩区的血防问题;探讨解决这两个问题的具体对策,分别为单退圩堤采用“限高加固,排空待蓄”的运作方式,双退圩堤采用“敞开进洪,兼顾血防”的运用方式。     

鄱阳湖水位多时间尺度动态变化特性分析

利用鄱阳湖湖口、星子、都昌、吴城、棠荫和康山水位站多年逐日水位资料,采用统计分析法、趋势分析法、Mann-Kendall非参数检验法和Morlet小波分析法分析了鄱阳湖水位年内变化特征、年际变化趋势、极值变化、突变特征及其周期性。结果表明:鄱阳湖水位在年内具有高动态变化的特征,月最高水位一般出现在7月份,平均水位为17.75 m,最低水位一般出现在1月份,平均水位为10.8 m,年内变化幅度达6.95 m;鄱阳湖水位在多年尺度上呈现微弱的下降趋势,但是自2003年以来下降幅度较大,并多次出现极低枯水位;按年代际来对比,则2000年以后的平均水位是所有年代中最低的;鄱阳湖日、月、年最高水位出现在1954年和1998年,年最低水位出现在2011年,月和日最低水位出现时间不一致,但都主要集中在2003年之后;鄱阳湖水位有2个比较明显的突变点,即1965年附近和2006年附近,其中都昌站突变前后最大水位差达到了1.3 m;鄱阳湖水位受多种因素的影响,并没有表现出明显的周期特性,只在28时间尺度上表现出微弱的周期特性。     

太湖水体微囊藻毒素长期(1999—2021)变化特征及健康风险评估

基于1999～2021年期间太湖微囊藻毒素(MCs)已发表文献和近期自测数据,利用Mann-Kendall趋势检验以及风险熵指数等方法,系统分析了太湖近20年以来MCs的长期变化特征与健康风险,以期为进一步加强MCs的监测和风险评估提供支撑。结果显示,自1999年以来,太湖全湖总MC(TMC)、胞内MC(TIMC)以及胞外溶解性MC(TEMC)浓度整体均呈缓慢增加趋势,其中TMC与TEMC月平均浓度的变化范围分别为0.01～19.50μg/L和0.001～6.44μg/L。从季节的历年变化看,春季时3种MC浓度均逐年上升,夏秋两季仅在近几年呈明显上升趋势,而冬季时仅TEMC表现为逐年升高趋势。在不同湖区,TMC与TIMC浓度趋于逐年升高,特别是在湖心及南部湖区和东太湖等水域,近几年升高趋势明显;TEMC浓度仅在贡湖湾逐年升高,但其历年平均浓度在竺山湾最高(0.53μg/L),而在夏秋季节时,以梅梁湾内为最高。健康风险评估结果显示,太湖共出现3个TEMC暴露风险高峰期,其中以2013～2015年期间风险值最高;从不同湖区看,竺山湾MCs暴露风险最高,其次为梅梁湾。以上研究结果可为浅水湖泊...     

流域气候变化和人类活动对长江径流量影响的辨识

利用1956~2011年的流域气温、降水量、径流量及有关文献所载蒸发量、水库修建、用水量、水土保持等资料,探讨气候变化和人类活动对长江径流量的影响。结果表明：（1）流域气温明显上升,且上升速率大于全球平均上升速率;（2）流域平均降水量下降了约1%,年降水量与年均气温之间无显著相关性;（3）年径流量随降水量频繁振荡,最大和最小值之比达19;（4）太阳净辐射量和风速下降导致流域自然蒸发作用减弱,而水库修建、耗水增多和水土保持等人类活动则使蒸发作用加强。两方面的影响相互削弱;入海年径流量下降1%;（5）流域内分区间存在差异,北域（岷江、嘉陵江和汉江）人类活动的影响居主导地位,径流量下降约15%;中域（金沙江以下干流两翼“未测区”）则以气候变化的影响占优,径流量上升约9%;西域（金沙江流域）径流量减少4%;南域（乌江、洞庭湖和鄱阳湖流域）径流量上升2%。推断今后几十年气候要素仍将主导径流量的年际波动,而南水北调、新建水库、耗水增多和水土保持加强将可能使径流量再下降约10%     

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。     

流域气候变化和人类活动对长江径流量影响的辨识(1956～2011)

利用1956~2011年的流域气温、降水量、径流量及有关文献所载蒸发量、水库修建、用水量、水土保持等资料,探讨气候变化和人类活动对长江径流量的影响。结果表明:(1)流域气温明显上升,且上升速率大于全球平均上升速率;(2)流域平均降水量下降了约1%,年降水量与年均气温之间无显著相关性;(3)年径流量随降水量频繁振荡,最大和最小值之比达1.9;(4)太阳净辐射量和风速下降导致流域自然蒸发作用减弱,而水库修建、耗水增多和水土保持等人类活动则使蒸发作用加强。两方面的影响相互削弱;入海年径流量下降1%;(5)流域内分区间存在差异,北域(岷江、嘉陵江和汉江)人类活动的影响居主导地位,径流量下降约15%;中域(金沙江以下干流两翼"未测区")则以气候变化的影响占优,径流量上升约9%;西域(金沙江流域)径流量减少4%;南域(乌江、洞庭湖和鄱阳湖流域)径流量上升2%。推断今后几十年气候要素仍将主导径流量的年际波动,而南水北调、新建水库、耗水增多和水土保持加强将可能使径流量再下降约10%。     

长江流域近50年来的气温变化特征

分析了1951~2000年长江流域（上、中、下游）的平均气温、平均日最低气温、平均日最高气温随时间的变化趋势特征。结果表明：长江流域近50年来年平均气温、年平均日最低气温、年平均日最高气温在20世纪50年代明显偏高,60~80年代波动下降,80年代中后期以后有所上升,90年代较80年代增温0.3℃~0.6℃之间;同时不同季节、不同区域气温呈现不同的态势,冬季平均气温、平均日最低气温在60年代以后呈上升趋势,而平均日最高气温呈下降趋势,夏季平均气温、平均日最低气温、平均日最高气温均以降温为主。     

环境污染与经济增长——基于省际面板数据的区域差异研究

由于经济增长导致越来越严重的环境污染,且随着社会对环境质量要求的提高,环境已经成为经济社会的重要稀缺资源,使得在经济活动对环境变化产生影响的同时,环境变化也对经济产生了影响.采用构建产出方程与污染方程的方法,使用1998-2006年中国30个省市6类环境指标的面板数据,通过面板单位根检验、协整检验和Granger因果检验等方法来考察国内东、中、西三大地区的环境污染变量与人均收入之间的关系,并在此基础上进行方程估计.实证结果为三地区的人均收入与环境污染变量之间均存在协整关系,但各地区的产出方程与污染方程的估计结果则存在人口,资本投资,进出口贸易额,外商直接投资,环保投资等方面的差异.表明:①经济增长与环境污染存在双向作用:②经济增长与环境污染之间的关系存在着显著的区域差异.     

东太湖的由来及其演变趋势

在太湖的历史中,洞庭东山仅仅是太湖中的一个孤岛,由于它周围逐步被淤后和太湖平原连结在一起形成了东山半岛,东山半岛把整个大太湖水面分隔成“东太湖”与“西太湖”。“东太湖”的面积只占整个大太湖总面积的5.6%,而汛期时,其行洪水量却占整个太湖行洪总量的71.9%。治理东太湖,延长太湖的衰亡过程,对太湖地区的防洪抗灾工作有很重要的积极意义。     

长江中下游湖泊沉积速率的测定及环境意义——以洪湖、巢湖、太湖为例

对长江中下游洪湖、巢湖和太湖沉积物采用210Pb和137Cs相结合的方法测定沉积速率。洪湖钻孔中210Pbex随深度的增加没有呈现指数衰减分布,因此获得的平均沉积速率并不可靠;而根据137Cs蓄积峰计算得出洪湖钻孔在1963~1986年沉积速率最大,这可能是因为当时大规模开垦导致湖区周围水土流失,大量的侵蚀物质被带入湖中,从而导致沉积速率上升。对巢湖钻孔用210Pb法和137Cs得到的沉积速率具有可比性,研究发现20世纪70年代以来随着深度的减少,巢湖钻孔中沉积通量在增加,说明巢湖流域内水土流失逐步加重,可能与土地开发、植被破坏等人为活动有关。对太湖钻孔利用137Cs 1963年对应的蓄积峰进行校正,采用210Pb计年的CRS模式获得不同时段的沉积速率发现在80年代末尾沉积物堆积通量最高,达到0.6 g·cm-2·a-1。两种计年方法的结合有助于认识沉积速率的变化情况。     

中国五大湖秀丽白虾地理种群的形态差异与判别分析

测量了326尾采自鄱阳湖、洞庭湖、太湖、巢湖和洪泽湖5个地理种群的秀丽白虾的8个形态学特征,经过校正后形成10个形态学比例参数。运用3种多元统计方法对不同地理种群间的形态差异进行了比较研究。主成分分析构建的前3个主成分的方差贡献率依次为31216%、21577%、15239%,累积贡献率为68032%,主成分分析结果表明5个地理种群间的形态差异主要取决于腹部宽/体长、腹部宽/腹部长和头胸甲宽/体长3个形态学特征;聚类分析结果表明,太湖种群最先和鄱阳湖种群聚成一类,随后与巢湖种群、洪泽湖种群聚集,最后才和洞庭湖种群聚集,说明太湖种群和鄱阳湖种群形态差异最小而和洞庭湖种群形态差异最大;建立了5个种群的判别函数,判别准确率为767%~967%,综合判别率为807% 。计算了差异系数,根据Mayr等提出的75%规则,认为不同地理种群间的形态差异还没有上升到亚种水平的差异。推测遗传差异和环境因子是不同种群秀丽白虾产生形态变异的主要原因.     

引水调控改善太湖湖湾水环境及其效果预测

在总结太湖水污染问题的基础上,分析得出水流缓慢、动力掺混能力弱、水流交换不畅、水体自净能力差、纳污能力小、入湖污染负荷量大且远超过湖湾的纳污能力是梅梁湖湾水污染严重的主要原因,提出区域水污染综合治理、入湖污染物总量控制、引水调控等水污染防治策略及其关键控制技术,利用数值模拟技术给出了太湖梅梁湖湾入湖污染物排放总量控制定额,并结合引江济太调水试验,采用平面二维水流水质数学模型模拟预测引水调控对梅梁湖湾的水环境改善效果及大流量集中调水和小流量维持性调水的水环境     

太湖流域湖荡湿地沉积物砷汞的空间分布及污染评价

以太湖流域湖荡湿地表层沉积物作为研究对象,用双道氢化物原子荧光光谱法分析了太湖流域湖荡湿地沉积物中重金属砷（As）和汞（Hg）的空间分布特征,用地累积指数法（Geoaccumulation Index,Igeo）对太湖流域湖荡湿地As和Hg的污染状况进行了分析和评价。结果表明：湖州和无锡地区湖荡湿地沉积物As的含量相对较高,且高于太湖流域As的环境背景值,各研究区域湖荡湿地沉积物均未受到As的污染;常州地区湖荡湿地沉积物中Hg的含量相对较低,0＜Igeo＜1,湿地沉积物受到了重金属Hg轻度污染;其它4个区域Hg含量均较高,且高于太湖流域Hg环境背景值,1＜Igeo＜2,均达到偏中度污染水平。由此可见,5个研究区域湖荡沉积物均受到不同程度的重金属Hg的污染,而湖荡沉积物中As的含量仅在局部区域（如无锡,湖州）有增加的趋势,表明人类活动的干扰可能是太湖流域湖荡沉积物中Hg和As含量增加的主要因素     

太湖和滇池表层水体水质与水华蓝藻生物质生化性状的关系

根据2010年5～8月对滇池海埂和太湖竺山湖监测点的逐月监测结果,对同时期不同地域湖泊水体的污染状况进行比较研究,并评估了表层水体水质与水华蓝藻生化性状指标之间的相关性。结果表明：滇池水体的富营养化程度较太湖高,从取样月份之间差异来看,滇池表层水体水质指标均呈现先升高后降低再升高趋势,以6月份为最高,而太湖则呈逐月升高趋势。滇池蓝藻生物质中凯式氮、全磷和总养分（N+P2O5+K2O）含量均与太湖相当,但是滇池蓝藻C/N较太湖高,且除As、Cd元素超标外,各样品中其余重金属元素的含量均低于有机肥料行业标准（NY525 2011）。通过进一步的相关性分析表明,无论滇池还是太湖水域,其水华蓝藻中的Pb和Cr之间表现出明显的同源性;此外,表层水体NH+4 N水平可以作为水体富营养化程度的快速指示指标     

基于底泥再悬浮试验的太湖水质模拟

为探索浅水湖泊水动力扰动作用对底泥再悬浮影响的规律,在室内矩形水槽内模拟了各种水动力条件下太湖底泥的起动规律,得到了太湖底泥在3种不同起动标准下的起动流速,通过考察上覆水中悬浮物浓度的变化,建立了底泥沉积物再悬浮通量与水体流速的定量化关系。结果表明:太湖底泥在个别动、少量动、普遍动3种标准下的起动流速分别为15、30和40 cm/s,且底泥沉积物再悬浮通量与流速呈现线性正相关关系,再悬浮通量随流速增大而增大,且相关性较好。将该试验结果应用于太湖的水量水质数学模型中,并和太湖实测资料进行了对比,取得了比较满意的效果。该模拟装置能够在室内可控条件下较好地反映太湖沉积物再悬浮特征,对太湖的富营养化治理具有重要意义。     

太湖水环境演变与流域经济发展关系及趋势

运用多元线性回归分析,定量研究了1990~2000年太湖水环境演变与流域内社会经济发展之间的关系,并根据此相关关系对未来30年太湖水质的污染状况进行了预测。根据研究成果推断：太湖地区的污染物来源在未来30年内可能将发生较大变化,农业及生活污水所占的比重可能会持续增加,并成为主要的污染来源。因此,建议在开展针对工业点源污染而采取的达标排放的同时,还必须加强农业面源污染的治理力度,“点源与面源相结合”,以利于太湖水环境的有效改善。     

近30年来太湖围湖利用及东太湖网围养殖动态变化研究

利用多期遥感影像从时间、空间和利用类型3个方面分析了近30 a来太湖围湖利用及东太湖网围养殖的时空变化特征。结果表明：1979～2008年,太湖围湖利用面积总计达 16.004 2 km2;其中1979～2001年,太湖围湖利用面积 9.509 0 km2,年均围湖利用面积 0.432 2 km2,围湖利用的主要用途为水产养殖,鱼塘用地占该段期间围湖利用面积的5653%;2001～2008年,围湖利用面积 6.495 2 km2,年均围湖利用面积 0.927 9 km2,围堰取土用地占该段期间围湖利用面积的5228%。1979年以来,东太湖网围养殖规模逐渐增大,1979年东太湖网围养殖面积 8.343 4 km2,2001年网围养殖面积达 100.272 6 km2,占东太湖水面面积的7465%,网围养殖区域的分布逐渐从湖岸边沿处向湖心处扩展,至2006年,除主航道外,东太湖整个湖面几乎遍布网围,并呈现向西太湖扩展的趋势,随着东太湖水环境问题日益突出及太湖整治力度的加大,东太湖网围养殖面积从2006年的 105.873 2 km2 下降为2008年 92.969 1 km2,网围养殖区域的逐渐缩小及自由水域面积的逐渐增大,将真正实现太湖流域经济 资源 环境的可持续发展     

太湖西岸出入湖河口氮磷消减特征

河流水体污染物消减作用是降低其入湖通量的重要方式,为探明太湖河流氮磷污染物消减速率时空变化特征,研究采用自主研发的原位培养装置,开展了太湖西岸出入湖河口总氮绝对消减速率(TNR_绝)、总氮相对消减速率(TNR_相)、总磷绝对消减速率(TPR_绝)、总磷相对消减速率(TPR_相)的变化特征研究。结果表明:西北部和西部河流夏、秋季TNR_绝和TPR_绝高于春、冬季,南部河流则为秋、冬季高于春、夏季。夏季西部和西北部河流TNR_绝和TPR_绝高于南部,冬季则相反,春、秋两季空间差异不明显。颗粒态总氮(PTN)浓度及水温是TNR_绝时空差异性的主要影响因素。TP浓度是TPR_绝的季节差异性的主要原因,不同季节TPR_绝空间差异的主要影响因素不同,春、夏、秋、冬四季主要影响因素分别为p H等水体物理性质、TP浓度和SS浓度、SS浓度、TP浓度。TNR_绝和TPR绝及其初始浓度是TNR_相和TPR_相时空差异的主要原因。