武汉月湖近代沉积物中的硅藻组合与环境关系研究

采集武汉月湖2处近代沉积物,分析了沉积硅藻组合与其环境关系,共发现24属83种硅藻。结果表明：2个柱状沉积物中硅藻优势属为小环藻属、直链藻属、舟形藻属、Cyclostephanos属。Z-1钻孔共有20属61种硅藻,Z-2钻孔共有24属68种硅藻。Z-1钻孔优势种为梅尼小环藻（Cyclotella meneghiniana）、颗粒直链藻（Aulacoseira granulata）、Navicula porifera、Cyclostephanos tholifomis。Z-2钻孔优势种为梅尼小环藻、颗粒直链藻、舟形藻（Navicula sp.）、Cyclostephanos invisitatus。就硅藻密度分布而言,总趋势上层最多,平均7.14×10^5～58.65×10^5 ind.g-1,中层其次,平均0.08×10^5～13.98×10^5 ind.g-1,下层最少,平均0.24×10^5～0.64×10^5 ind.g-1。硅藻种数最少的样品出现在沉积物中层,梅尼小环藻、颗粒直链藻、舟形藻、Navicula porifera、Cyclostephanos tholifomis、Cyclostephanos invisitatus的组合可以指示湖泊水体环境出现富营养化。通过探讨分析影响硅藻分布的环境因素,为恢复月湖近代水环境演化过程提供了依据。     

武汉月湖水体主要元素与浮游植物的PCA与CCA分析

通过2007年1—12月对武汉月湖不同的取样点进行监测,并选择汉江琴台段水域作为研究对照,调查了月湖水体硅藻、蓝藻与水体主要元素的种类,采用PCA、CCA分析法探讨了月湖水体硅藻、蓝藻与水体元素种类的关系。结果表明:月湖水体中所含元素全年监测出28种;汉江琴台段水域中所含元素全年监测出27种。经PCA分析表明,月湖水体中累计贡献率较大为磷(P)、砷(As)、铁(Fe)、铜(Cu)、锰(Mn);汉江琴台段水域累计贡献率较大为硅(Si)、锑(Sb)、镉(Cd)、钒(V)、钡(Ba)、Ag(银)、钼(Mo)。月湖水体中蓝藻密度大于硅藻,汉江琴台段水域硅藻密度大于蓝藻。经CCA分析表明,月湖硅藻密度与硒(Se)、锶(Sr)、银(Ag)、Ba、铝(Al)呈正相关关系;月湖蓝藻密度与P、Cu、铬(Cr)呈正相关关系,月湖蓝藻密度与镁(Mg)、镍(Ni)、钙(Ca)、锌(Zn)、硫(S)呈负相关关系。CCA分析中,汉江琴台段硅藻密度与铅(Pb)、硼(B)、As、Cr、Zn、Al、Cu、Mn、Fe、P呈负相关关系,汉江琴台段硅藻密度与Mo、Ca、钴(Co)、V、Sr、Ag呈正相关关系;汉江琴台段蓝藻密度与钠(Na)、S、Mg、Ni、钾(K)呈负相关关系。月湖水体缺乏可溶硅(dissolved silicon,DSi),硅藻会提升对其他元素(Se、Sr、Ag、Ba、Al)的吸收能力,这些元素会起到缺乏元素(Si)近似的作用,替代性可能出现。水中各种元素的组态是导致月湖浮游植物群落发生演变的重要原因之一。     

武汉月湖水体主要元素与浮游植物的PCA与CCA分析

通过2007年1—12月对武汉月湖不同的取样点进行监测,并选择汉江琴台段水域作为研究对照,调查了月湖水体硅藻、蓝藻与水体主要元素的种类,采用PCA、CCA分析法探讨了月湖水体硅藻、蓝藻与水体元素种类的关系。结果表明：月湖水体中所含元素全年监测出28种;汉江琴台段水域中所含元素全年监测出27种。经PCA分析表明,月湖水体中累计贡献率较大为磷（P）、砷（As）、铁（Fe）、铜（Cu）、锰（Mn）;汉江琴台段水域累计贡献率较大为硅（Si）、锑（Sb）、镉（cd）、钒（V）、钡（Ba）、Ag（银）、钼（Mo）。月湖水体中蓝藻密度大于硅藻,汉江琴台段水域硅藻密度大于蓝藻。经CCA分析表明,月湖硅藻密度与硒（Se）、锶（sr）、银（Ag）、Ba、铝（A1）呈正相关关系;月湖蓝藻密度与P、Cu、铬（Cr）呈正相关关系,月湖蓝藻密度与镁（Mg）、镍（Ni）、钙（ca）、锌（zn）、硫（S）呈负相关关系。CCA分析中,汉江琴台段硅藻密度与铅（Pb）、硼（B）、As、Cr、Zn、A1、Cu、Mn、Fe、P呈负相关关系,汉江琴台段硅藻密度与Mo、ca、钴（Co）、V、Sr、Ag呈正相关关系;汉江琴台段蓝藻密度与钠（Na）、S、Mg、Ni、钾（K）呈负相关关系。月湖水体缺乏可溶硅（dissolvedsilicon,DSi）,硅藻会提升对其他元素（Se、Sr、Ag、Ba、A1）的吸收能力,这些元素会起到缺乏元素（si）近似的作用,替代性可能出现。水中各种元素的组态是导致月湖浮游植物群落发生演变的重要原因之一。     

月湖近代生物硅沉积测定与营养演化的动态过程

在综合了国内外实验方法基础上,完善了湖泊沉积生物硅实验室测定方法.利用此方法,首次对一富营养化小型浅水湖泊--武汉市汉阳区月湖进行了2个柱状沉积物的生物硅含量测试.结果表明,生物硅可以反映月湖的营养演化的动态过程,130 a前,湖泊受到的环境压力为轻;20世纪初期,月湖生物硅沉积缓慢上升,为水体富营养化开始发生时间;20世纪30年代至50年代,月湖已成为一富营养化湖泊;20世纪60年代至80年代,月湖水质持续恶化;20世纪80年代至月湖清淤前这段时期入湖污水增多,这加速了生物硅的沉积,正是这段时期使月湖最终沦为劣五类水质的湖泊.     

武汉东湖秋季水体中光合自氧生物膜的生长特性

利用一种自行设计的光合自氧生物膜采样装置,在武汉东湖(重富营养化湖泊)20和100 cm水深处自然培养和收集光合自氧生物膜,研究其生长发育及活性特点.结果表明:富营养化水体中光合自氧生物膜生长经历了潜伏适应期、增长期、脱落期和恢复生长期4个阶段;光合自氧生物膜生物量、胞外多糖含量、COD含量和脱氢酶活性随培养时间延长呈稳定增长趋势;20 cm水深处光合自氧生物膜生长总体上快于100 cm水深处,并且其生物量和活性也较高;光合自氧生物膜的生理特征与一般天然水体中生长的相似,说明重富营养化水体对生物膜的胁迫作用不明显.     

草、藻型湖泊水体生态及理化特性的实验对比

2006年9月,根据营养水平和种植水草的差异设计了6个浅水湖泊模拟系统,实验用水草为菹草(Potamogeton crispusLinn.)和马来眼子菜(Potamogeton malaianus-Miq).在15个月实验期间,通过多次监测各系统的景观外貌和水质,对草、藻型湖泊生态及理化特性的差异进行研究,得出以下结论:(1)草、藻型系统分别对应清水和浊水2种状态,景观外貌差异很大.(2)水草可使湖泊系统维持在清水状态,在一定条件下,甚至可使富营养化湖泊维持在清水状态;但是水草腐烂分解等也可使水质迅速恶化,甚至引起湖泊草、藻状态的转变;关键在于,对于不断变化的环境条件,系统内水草能否健康生长.(3)由于营养和生产力水平低,贫营养系统的水质指标随时间变化较小,草、藻型系统间的差异不明显,DO变化范围分别为8.1～14.4 mg·L~(-1)、7.5～11.6 mg·L~(-1),pH 8.71～9.89、8.25～9.22,TP 0.006～0.012 mg·L~(-1)、0.006～0.053 mg·L~(-1),TN 0.11～0.71 mg·L~(-1)、0.10～0.83 mg·L~(-1),NH_4~+-N 0.01～0.17 mg·L~(-1)、0.01～0.26 mg·L~(-1),PO_4~(3-)-P 0.002～0.012 mg·L~(-1)、0.000～0.008mg·L~(-1).(4)由于水草和藻类的大量生长等,中营养与富营养系统湖水的DO、pH、水温和NH_4~+-N的日变化明显,日变化曲线呈“⌒”形,且具有季节性变化规律;由于水草向底泥中输氧气等原因,与藻型湖泊相比,草型湖泊水中TP、TN和NH_4~+-N的浓度较低,PO_4~(3-)-P浓度较高,草、藻型系统的TP均值分别为0.16、0.51 mg·L~(-1),TN 1.30、8.32 mg·L~(-1),NH_4~+-N 0.19、0.43mg·L~(-1),PO_4~(3-)-P 0.07、0.01 mg·L~(-1).     

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.     

滇池典型区域磷与铁的形态分布规律

通过调查滇池三个湖湾不同深度水层磷与铁的形态分布,研究三个湖湾内源磷的释放规律,结果表明,在海埂湾间隙水中,磷的释放强度远高于另外两个湖湾,根据水体中各种形态磷和铁的关系,推测出在这三个湖湾中,铁结合态磷是湖水悬浮物和沉积物中一种重要的可释放磷。     

泉州城区浅水湖泊生物有效磷分布特征及其与叶绿素a的相关性

通过对泉州城区浅水湖泊水体生物有效磷及叶绿素a的采样分析,探讨水体中生物有效磷的分布特征及其与叶绿素a的相关性,结果表明:泉州东湖水体生物有效磷浓度在0.25 mg·l-1-0.38 mg·l-1之间,西湖水体生物有效磷浓度在0.05mg·l-1-0.10mg·l-1之间.东、西湖溶解态生物有效磷和颗粒态生物有效磷均与总生物有效磷的浓度有着相似的空间分布趋势.东湖水体叶绿素a与西湖水体叶绿素a含量相差悬殊.除东湖颗粒态生物有效磷之外,东湖和西湖各种生物有效磷浓度与叶绿素a含量之间有显著的线性相关关系.湖泊周边的地形、风浪和船只运行扰动是影响生物有效磷浓度和叶绿素a含量的重要原因.     

富营养化水体治理的实践与思考——以滇池水生植物生态修复实践为例

从国内外水体治理的理论与实践2个方面,阐述了近年来富营养化水体治理的方法与效果。结果表明,水生植物生态修复的理论和方法已随着大水面围栏控养技术、机械化高效打捞和资源化利用技术的大规模实践而日臻成熟,漂浮植物水葫芦(Eichhornia crassipes)泛滥与不能及时打捞而引起水质二次污染的风险已得到有效规避。通过在滇池控制性种养凤眼莲,滇池水体总氮和总磷质量浓度从入湖口的13.47和1.34 mg·L-1降低到出湖口的2.93和0.10 mg·L-1。上述结果表明只要经过周密的规划和采用合适的生物技术,如凤眼莲控制性种养水体生态修复技术,湖泊富营养化可得到有效抑制。     

兰州市银滩湿地小生境沉积物中硅藻的属种分布及特征

通过采集兰州市银滩湿地秋（10月）、冬（12月）两季不同水环境中的表面沉积物,分析鉴定硅藻属种的分布和组合特征。结果表明硅藻优势种随采样点和采样时间发生变化。10月份以Gyrosigma scalproides、Cymatopleura solea var.regula、Navicula viridula var.rostellata、N.simplex、N.exigua、Nitzschia palea、N.angustata var.acuta、Cymbella affinis为相对优势种。12月份以Gyrosigma Parkerii、G.acuminatum、Navicula veneta、N.viridula var.rostellata、Nitzschia angustata var.acuta、N.palea、Cocconeis placentula为相对优势种。银滩湿地在秋季和冬季以指示淡水环境硅藻为主,底栖种和附着型种为特征。出现了一些指示中营养的有机污染种,表明了水质的营养化程度升高。有机质含量、pH、Cl-和P是中营养有机污染种主要的影响因素,表明银滩湿地的富营养化趋势较为明显。     

固城湖生物资源潜力及其生态渔业探讨

根据 1999年对固城湖生物资源的周年综合调查 ,推算出固城湖的生物资源可供养鱼虾蟹能力在 65～ 75万kg ,其中河蟹产量可达 2 .5万kg。分析了固城湖近年河蟹产量不高的原因并提出解决办法。为保证固城湖作为饮用水源区等多重功能的发挥 ,提出了固城湖主要生态功能区划和污染负荷量计算模型及渔业生态对策     

基于生态足迹方法的武汉市自然资本分析

生态足迹方法是目前研究自然资本状况的常用方法之一,能够较好地体现区域可持续发展态势.文章运用生态足迹方法对武汉市1995年、2000 年、2005年自然资本消长情况进行了量化研究、对比分析,研究结果表明:武汉市1995年、2000 年、2005年的自然资本需求和供给比例分别达到18.402∶1、20.765∶1、27.276∶1,供需矛盾显著;人均生态赤字分别达到2.4206 hm2·人-1、2.5163 hm2·人-1、2.9009 hm2·人-1,呈逐年上升趋势,成为制约武汉市可持续发展的瓶颈之一.生态用地类型分析显示,耕地、水域、化石能源用地赤字明显,应作为武汉市改善自然资本状况重点关注的对象.文章提出了倡导市民合理消费,同时健全绿色保障制度体系、优化城市生态服务功能等对策和措施,旨在为武汉市实现可持续发展提供依据.     

城市湖泊流域面源污染的源-汇效应研究--以武汉市东湖为例

随着城市点源污染控制不断完善,城市面源污染已成为危害中国城市水体的重要污染源.由城市土地利用变化引起的地表径流污染是导致湖泊水质恶化和富营养化的主要因素,加强面源污染的源-汇效应研究是控制、管理流域污染的重要途径之一.研究选取中国最大的城市湖泊武汉市东湖为研究对象,运用遥感和GIS技术,进行流域划分和地类解译,建立土地利用基础数据库,后对水质统计数据进行定量化处理,通过建立了地类——湖泊水质关系模型,科学地分析了用地与水质的关系,并对城市湖泊水质的季节动态、影响因素进行了初步探索.研究结果表明土地利用和气候变化对流域内湖泊水质的影响显著.其中,农田和建设用地是城市湖泊面源污染的主要来源,绿地和坑塘水面能够有效的截流、吸收污染物,起到保护湖泊水质的作用;受降水、温度等气候因子的影响,湖泊水质状态呈现季节性波动.研究选取东湖为研究对象,研究面源污染的源-汇效应,具有代表性,对于更好保护城市湖泊,合理利用湖泊资源提供了理论依据.     

武汉市城市绿化树种结构与分布特征分析

针对武汉市城市森林的抽样调查分析表明,城市树木树种构成集聚性明显而多样性相对较差、长势一般;城市扰动因素明显影响了树木的自然生长过程。在所调查的93种植物中,其总体多样性指数为0.727 8;行道绿地为0.187;公园绿地为4.296。结果表明武汉市城市森林的基本格局、树种结构,以及树种分布上均有待于改善。     

春、夏季长江口海域营养盐的时空分布特征及营养结构分析

2009年春季（5月）和夏季（8月）分别对长江口海水中的营养盐（DIN、SiO32--Si、PO43--P）进行调查,分析其时空分布特征,探讨其影响机理,并对富营养化水平进行了评价。结果表明：春、夏季表、底层DIN、SiO32--Si的平面分布有从近岸向离岸逐渐降低的特点,而PO43--P则表现出一种缓冲现象;各营养盐在表、底层的质量浓度春季均小于夏季,且DIN的主要存在形式均为NO3-_N;DIN、SiO32--Si主要来源于径流输入,PO43--P则有多种来源。春、夏季表、底层SiO32--Si/PO43--P、DIN/PO43--P均远大于Redfield值,具有营养盐比例不平衡的特征,且DIN/PO43--P、SiO32--Si/DIN、SiO32--Si/PO43--P在长江口海域的分布不均匀;从浮游植物吸收DIN/PO43--P的配比分析,PO43--P是春、夏季长江口海域潜在性营养限制因子;春、夏季E值均远大于富营养化阀值,该海域富营养化现象严重。