呼伦湖水体营养状态特征及其主要影响因子研究

呼伦湖地处中高纬度温带半干旱区,属于中温带大陆性草原气候,湖泊冰封期长达6个月,冰封期和非冰封期湖泊水体的营养状态具有显著的差异性。基于2015—2017年冰封期与非冰封期湖泊水质监测数据,采用综合营养状态指数法分析冰封期与非冰封期呼伦湖湖泊水体营养状态的变化特征,同时通过非线性概率Probit模型建立了呼伦湖富营养化影响因子模型并对湖泊水体富营养化主要影响因子讨论分析,研究结果表明呼伦湖总体上呈现轻度富营养化程度,2015—2017年呼伦湖冰封期内水体富营养化程度变化特征为2015—2017富营养化程度逐年增加,而非冰封期内水体富营养化程度的变化特征呈现2016年富营养化程度最大2017年最小,且冰封期内水体富营养状态程度较非冰封期严重;建立的呼伦湖富营养化影响因子的非线性概率Probit模型表明影响水体富营养化的主要水环境因子为总磷(TP)、pH值、盐度(S)、水深(H)、总氮(TN)及溶解氧(DO),其中总磷(TP)因子的响应概率为65.7%,对呼伦湖湖泊水体富营养化程度影响最大,说明磷是呼伦湖水体富营养化的重要限制因子,并且各主要水环境影响因子与综合营养状态指数间具有显著的相关关系,表明呼伦湖水体营养状态的改善可通过调节水体内各水环境因子维持相对平衡,同时加大对湖周围人类活动的管理,加强对禁牧的宣传来实现。     

兴隆湖水生态修复前后浮游动物群落演变及水质评价

为了探究成都兴隆湖水生态修复前后浮游动物群落结构特征及水体富营养化水平关系,于2020年9月、2021年9月、2022年9月分别对兴隆湖浮游动物进行了调查研究,结果显示：1)浮游动物现存量评价结果在2021年9月生态修复完成初期富营养化情况较2020年9月生态修复前有所加重,但在2022年9月生态修复一年后,水体的营养程度得到有效控制,营养类别达到了贫营养状态;2)生物多样性指数显示,在修复完成初期,各项生物指数均有所下降,在生态修复一年后,又出现上升趋势,这也与现存量显示的营养状况变化相同;3)湖泊富营养化分级评价标准指示兴隆湖在修复前为中度富营养,修复后为轻度富营养。     

太湖不同湖区生态系统健康评价方法研究

基于长期的监测资料,计算了表征湖泊生态系统健康的系统能(Ex)、系统能结构(Exst)和生态缓冲容量(|β|)指标,以及湖泊营养状态指数(Its)。结果表明,太湖不同湖区生态系统健康状况差异明显,1998—2001年太湖典型湖区健康状况由好到差的相对顺序为:东太湖、贡湖和湖心区、梅梁湾、五里湖。在此基础上,提出了富营养化浅水湖泊生态系统健康指标阈值和湖泊系统能量健康指数(IEx)及其健康状况分级。经2002、2003年太湖不同湖区实测检验表明,所提出的湖泊系统能量健康指数及其健康状况分级适用于评价太湖不同湖区生态系统健康的区域分异状况。     

富营养化对浅水湖泊轮虫种群结构影响研究

石臼湖和固城湖是长江中下游两个浅水湖泊,富营养化问题日益突出。为探索湖泊富营养化对轮虫的影响,于2012年平水期和枯水期对这两个湖泊轮虫种群结构进行了调查,并检测水体理化因子,分析轮虫分布与水环境因子及水体富营养状况的关系。水质检测结果显示,平水期石臼湖除个别点水体综合营养状态指数（TLI）〉50为轻度富营养状态外,大多数站点TLI50,处于轻度-中度富营养化状态。水生生物调查检出轮虫35种,其中石臼湖33种,固城湖27种,平水期种类多于枯水期。出现的轮虫以臂尾轮虫（Brachionus）和异尾轮虫（Trichocerca）居多,优势种主要有螺形龟甲轮虫（Keratella cochlearis）、广生多肢轮虫（Polyarthra vulgaris）、疣毛轮虫（Trichocerca sp.）、沟痕泡轮虫（Pompholyx sulcata）、异尾轮虫属和臂尾轮虫属等。轮虫平均密度3023.19 ind·L-1,平均生物量745.72μg·L-1。现存量季节变动明显,大部分站点平水期大于枯水期。轮虫多样性指数也是平水期大于枯水期,石臼湖轮虫多样性大于固城湖。水体综合营养状态指数（TLI）与轮虫种类数和多样性成显著负相关,随着富营养化加剧,轮虫种类减少,多样性降低。典范对应分析（Canonical Correspondence Analysis,CCA）表明,影响轮虫种群分布的主要环境因子为NH4＋-N、TN、TP和CODMn。按轮虫丰度分布与水环境因子的关系排序,2次调查的24个站点可大致分成3个组。轮虫种群结构受水体富营养状态影响,每组站点的代表性种类对水体营养状态有较好的指示作用。组1的代表性种类为曲腿龟甲轮虫,指示营养级别O-β;组2代表性种类萼花臂尾轮虫,指示的营养级别为β-α;组3以O营养级种类为主。     

水生生物群落所揭示的湖泊水环境状况——以东平湖为例

东平湖作为国家南水北调工程东线的调蓄湖和山东省西水东送的水源地,在国家水资源配置战略中起着重要的作用.为了解其水生生物、水环境质量及湖泊富营养状态,在收集、整理和总结前人历年积累的东平湖水生生物等调查研究资料的基础上,并结合表层沉积硅藻和湖泊水质数据,分析东平湖目前的水环境状况及湖泊环境的潜在威胁.2011-2012年东平湖表层沉积物硅藻属种鉴定显示优势属为Aulacoseira、Synedra、Cyclotella、Navicula和Fragilaria,营养型属种居多,表明湖泊整体营养水平较高.由Shannon-Wiener多样性指数和Pielous种类均匀度指数分析得到东平湖硅藻门生物多样性指数为3.30和0.80,处于轻度污染水平.因此,由水生生物群落所揭示的东平湖环境状况为营养状态从富营养化转变为中营养-轻度富营养化状态,水体由中度污染转变为轻度污染甚至部分区域水体良好,整体处于Ⅲ类水标准.     

太湖不同湖区生态系统健康评价方法研究

基于长期的监测资料，计算了表征湖泊生态系统健康的系统能（Ex）、系统能结构（Exs1）和生态缓冲容量（｜β｜）指标，以及湖泊营养状态指数（Its）。结果表明，太湖不同湖区生态系统健康状况差异明显，1998-2001年太湖典型湖区健康状况由好到差的相对顺序为：东太湖、贡湖和湖心区、梅梁湾、五里湖。在此基础上，提出了富营养化浅水湖泊生态系统健康指标阈值和湖泊系统能量健康指数（IEx）及其健康状况分级。经2002、2003年太湖不同湖区实测检验表明，所提出的湖泊系统能量健康指数及其健康状况分级适用于评价太湖不同湖区生态系统健康的区域分异状况。     

粤北2座不同营养水平水库浮游植物功能类群的季节演替

于2011年1—12月对广东省韶关市白水礤水库和苍村水库这2座中型居民供水水库进行每月1次、为期1a的采样,利用营养状态指数(TSI)进行水质综合评价,将水库中的浮游植物按功能类群进行分类,并结合水库的水文、水质和浮游植物的生境特征,分析全年优势功能类群的演替特点及其主要的环境影响因子。结果表明,白水礤水库为贫营养型水库,苍村水库为低中营养型水库,全年共检出浮游植物7门45属(种),可划分为16个功能类群,其中,白水礤水库全年以适应低营养盐环境的功能类群占优势,耐富营养化的功能类群仅在丰水期有检出;而苍村水库全年都能监测到耐富营养环境的功能类群,且在丰水期明显占优势,但在枯水期和平水期因营养盐含量的降低,演变为以适应低营养盐环境的功能类群为主。营养盐含量的不同是导致2座水库浮游植物功能类群产生差异的根本原因,而因降水季节的变化所致水体环境因子的变化则是造成2座水库浮游植物功能类群演替不可忽视的因素。     

广州市区人工湖泊PFU原生动物群落群集过程及其对水质差异的指示作用

应用PFU法(GB／T12990-91)对广州市区主要湖泊——流花湖、荔湾湖和麓湖的原生动物群落与水质进行研究．结果表明：用PFU法所测定和计算的原生动物群集的种类数、植鞭虫指数、群集参数(SeqG、T90%)、群落多样性指数d和群落污染值(CPV)等都能较好地指示3个人工湖泊水质的差异，水质由优到劣的排列顺序为麓湖＞荔湾湖＞流花湖．流花湖、荔湾湖和麓湖目前虽仍处于富营养状态，但清污截流等对城市湖泊污染的综合治理措施可以减少湖泊外部营养物负荷及沉积物内负荷，降低水体的营养盐含量，有助于原生动物群落的恢复．图3表3参16     

三峡水库浮游植物群落特征及水体富营养化评价

基于2003—2017年三峡水库浮游植物群落结构、优势种群的变化和2017年水库干支流水质数据,全面分析浮游植物群落结构和演替特征,并运用综合营养状态指数法对水体富营养化程度进行评价。结果表明,三峡水库浮游植物种类丰富,监测期间共鉴定出浮游植物7门62属,细胞密度在7.5×10~4~2.8×10~7cell/L之间变化,Shannon-Wiener多样性指数为1.0~3.0,在α-中污带和β-中污带之间,说明三峡水库水生态环境健康状况相对较好;三峡水库浮游植物季节性演替特征呈硅藻和甲藻向蓝藻和绿藻演替的趋势,年际变化特征分析发现浮游植物密度在2008年175 m实验蓄水后大量增长,且优势藻类由河道型藻类向湖泊型藻类转化。通过监测数据分析,得出三峡水库干流处于中营养状态,支流在春季主要处于轻度富营养状态,秋季支流比春季支流的富营养化程度低,主要处于中营养状态,总氮(total nitrogen,TN)、总磷(total phosphorus,TP)和透明度(transparency,SD)为水质主要影响因子。     

呼伦湖冰封期N、P时空分布及富营养化特征

利用2015—2017年冰封期呼伦湖监测数据,对呼伦湖冰体(上层冰、中层冰、下层冰)及水体中N、P浓度的时空分布进行分析,并研究了富营养化状态指数、N、P以及Chl.a之间的相关关系.结果表明,近3年呼伦湖冰体中TN和TP的浓度不断增加,上层冰的水质已经超过Ⅴ类水质标准限值,同时受人类活动、外源输入以及湖体自身的影响,发现垂直方向上TN、TP浓度分布为上层冰下层冰中层冰;水体中TN、TP空间分布呈湖心区浓度低,四周浓度高的特点.由于水动力条件的原因使得DIP和DTP在冰层中浓度的垂直方向上满足先减小后增大;水体中DTP浓度范围在0.213—0.509 mg·L~(-1)之间,DIP浓度范围在0.109—0.432 mg·L~(-1)之间,空间分布与TP相似.在以Chl.a、TN和TP为参数,计算呼伦湖各个取样点水体综合富营养化状态指数后,得出其现处于轻度富营养化状态,并分析了Chl.a、TN和TP之间的相关性,发现Chl.a与TP的相关性好,相关系数为0.627,与此同时TN/TP的浓度在4.38—62.3之间,均值在24.49,表明呼伦湖属于一定程度的磷限制性湖泊.     

近25年广西北部湾海域营养盐时空分布特征

营养盐含量和结构的变化可反映海域潜在的生态安全。为广西北部湾经济区实施差别化的分区可持续发展战略提供数据基础,找出广西不同海湾营养盐的时空变化差异特征及影响因素,在全面梳理1990─2014年广西北部湾近岸海域水质监测数据的基础上,采用富营养化指数法对该水域主要海湾的湾内、湾口、湾外的富营养化状态、营养盐及无机氮组成的时空变化特征进行研究。结果表明,广西北部湾近岸海域富营养化状态总体良好,时空分布受入海径流及海域水团的影响,年际随入海径流量波动,营养盐质量浓度呈湾内-湾口-湾外递减趋势,位于沿岸水团的湾内采样点,出现中度/重/严重富营养,富营养化指数范围4.5~17.2,位于混合水团的湾口、湾外采样点,处于贫营养,富营养化指数低于0.5。溶解态无机氮与溶解态无机磷高值区的空间分布与富营养化指数基本一致,以硝态氮为主的无机氮污染比无机磷污染严重。多数点位氮磷比常年大于Redfield比值,处于磷限制状态。钦州湾内、廉州湾内、廉州湾口和大风江口是富营养化最为严重的水域,无机氮磷质量浓度长期劣于四类海水标准限值,而呈磷限制状态,氮磷比分别高达202、132、142、224,容易在磷污染增高时,爆发富营养化,应特别加以监测与控制。     

洞庭湖封闭河口区与湖心区的基本生态特征——以六门闸至小西湖样带为例

通过对洞庭湖六门闸至小西湖样带的调查,研究了封闭河口区和湖心区水体、土壤和植物等基本生态特征及其相关关系。结果表明,河口区水流缓慢,透明度低,而湖心区水流速度较高,透明度也高;河口区水体具有较高的营养水平和电导率,而湖心区水体营养水平和电导率相对较低;湖心区土壤有机质和氮含量较高,而河口区有机质和氮含量相对较低;河口区不适合水生植物的生长繁殖,而湖心区是植物生长繁殖的主要生境。相关分析结果表明,河口区和湖心区生物、土壤和水文特征之间存在相互作用,透明度与水流速度之间在α=0.05水平上相关显著,物种丰富度、生物量和多样性指数分别与水流速度和透明度在α=0.01水平上相关显著,与土壤全氮含量之间在α=0.05水平上相关显著,水流速度是调控生态特征变化的关键因子。     

丹江口水库生态系统健康综合评价

2007年7月～2008年5月按季度对丹江口水库4个库区(丹江库区、汉江库区、取水口和五青入库区)的水环境和浮游生物进行了调查,采用生态系统健康指数(EHI)法和营养状态指数(TSI)法对该水库的生态系统健康状态进行定量的综合评价.结果表明:2007年7月～2008年5月,丹江口水库整体处于中营养状态,健康状态中等,健康状态总趋势是丹江库区>取水口>汉江库区>五青入库区;各库区生态系统健康状态存在季节性差异,丹江库区、取水口两库区全年为中等,汉江库区在夏季为较差,其它季节中等,五青入库区在冬季最差,其它季节较差.此外,对两种评价方法进行了比较,表明丹江口水库属于响应型生态系统,生态系统健康指数(EHI)适用于丹江口水库生态系统健康的评价.     

中国湖泊富营养化影响因素研究——基于中国22个湖泊实证分析

基于1：25万河流水系和数字高程（DEM）数据制备了选取湖泊的流域边界,据其集成了流域社会经济数据,并据中国科学院资源环境数据中心提供的1990、1995、2000、2005年4个时段土地利用数据形成了流域反映人类活动强度的表征指标,选取了全国湖泊富营养化区域差异性调查课题获取的案例湖泊的水质数据,集成了中国湖泊富营养化影响因素计量分析的面板数据集,研究了1990-2005年间中国湖泊营养状态的发展趋势与差异特征,探讨了湖泊富营养化的自然气候与社会经济影响机制,构建了中国湖泊富营养化影响因素分析的计量模型,厘定了1990-2005年间影响湖泊营养状态变化的重要因素,测度了其对湖泊富营养化的影响方向和作用强度。基于面板数据的计量分析结果表明,近15年人类活动强度对湖泊营养状态呈显著的正影响,其表征指标人均GDP与建设用地所占流域面积比均具有较强的显著性,而在人类扰动较小的情况下,湖泊的营养状态与湖泊补给系数成正比,与湖泊蓄容量成反比,补给系数较小且其他因素也相同时,水体营养状态应与流域土壤本底值相关;以林、草地的面积比重所测度的流域自然生态系统发育程度与湖泊营养状态呈显著负相关关系,表明林地与草地生态系统对流域的氮、磷营养物的人湖量具有一定的削减作用,论文研究结果将为流域管理措施方案制订提供科技支撑。     

秦皇岛主要入海河流污染及其对近岸海域影响研究

利用饮马河、洋河、汤河和戴河的水文和水质监测资料,分析了各河流的污染状况、营养状态、污染物入海通量及其对海域水质的影响。结果表明：秦皇岛市入海河流中饮马河和洋河污染较重;通过污染分担率分析,秦皇岛入海河流的首要污染物为DIN、COD,其次为PO43--P;采用综合营养状态指数法评价,汤河处于轻度富营养状态,戴河处于中度富营养状态,而洋河和饮马河都已达到重度富营养化状态,可见秦皇岛入海河流的富营养化现象非常严重;秦皇岛主要河流污染物入海通量近年来基本呈减小趋势,饮马河和洋河年均入海污染物量占到秦皇岛市陆源入海污染物总量的94.91%;通过相关分析表明,秦皇岛近岸海域的水质主要受入海河流影响,尤其是CODMn、DIN、PO43--P在河、海间存在线性关系,具有强相关性。因此应加强对入河污染物的管理,重点应放在生活污水、农业面源污染的治理上,从而改善近岸海域的水质状况。     

太湖北部夏季浮游藻类多样性与水质评价

于2004年7月对太湖北部浮游藻类的种群组成进行了调查,分析了藻类种属组成的空间分布,利用多种多样性评价指数对水体的污染情况进行了评价,初步探讨了太湖藻类种群组成的变化特征。太湖北部浮游藻类的密度较大,介于2.54×107～8.53×108个·L-1,主要由蓝藻、绿藻、硅藻、甲藻、裸藻和隐藻等组成,以微囊藻为优势种。自湖岸向湖心,单位体积内藻类的个数及生物量逐渐递减,种属逐渐增加。其中含较多指示污染及富营养化程度的藻类种属,各种评价指数显示水体的污染程度较为严重,属中营养—富营养化范畴。     

湖泊营养物基准的候选变量和指标

湖泊营养物基准指标变量是可用于衡量水质、评价或预测水体的营养状态或富营养化程度的变量,是构成建立区域和湖泊营养物基准的基础。详细介绍和分析了氮、磷两个营养物变量和有机碳、叶绿素、透明度、溶解氧、大型植物、生物群落结构等生物学指标,以及营养状态指标、自养指数、温度、pH值、电导率以及土地利用等一系列相关变量（度量或指标）,并总结了当前美国各州在湖泊营养物基准指标选取方面的基本情况。归纳出选择营养物基准指标时应遵循的若干原则,即综合考虑富营养化控制关键因子和区域差异性,所选指标应具有相对稳定、早期预警和易于监测等特点。最后针对我国湖泊营养物基准指标的选取提出了几点建议。     

2014—2019年焦岗湖水质时空变化与影响因子分析

焦岗湖是淮河流域重要的浅水湖泊和淮河中游最大的生态湿地,基于2014—2019年焦岗湖和2017—2019年入湖河流水质逐月监测数据,利用Mann-Kendall(M-K)趋势检验、主成分分析(PCA)和相关性分析等方法分析焦岗湖水质时空变化规律,探讨入湖河流水质和环境因子对焦岗湖水质和富营养化状态的影响。结果表明：(1)2014—2019年焦岗湖整体属于GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅲ～Ⅳ类水之间,富营养状态为中营养和轻度富营养状态之间,主要污染区域在湖区西部和北部。高锰酸盐指数(COD_Mn)呈轻微下降趋势;TP和TN浓度年均值处于较高水平,主要原因可能是水产养殖。(2)入湖河流中N、P污染物的外源输入是导致湖区污染物浓度超标的关键因素。(3)主成分分析和相关性分析表明,降水量(P)、温度(T)、溶解氧(DO)和水深(D)对湖区水质有重要影响。降雨增加了外源输入,高温易造成藻类爆发,而水深的增加对水质有所改善。调整养殖产业结构,削减污染物外源输入,是改善焦岗湖水质的关键。     

水体富营养化评价和防治的一些进展

本文综述了近年来水体富营养化评价的一些进展,其中包括模型制作、营养和生物指数的应用。同时,提出了一些防治水体富营养化的新措施。富营养化的综合评价和综合治理是当前的主要趋势。     

长江口及邻近海域富营养化趋势分析及与环境因子关系

依据2007-2009年春、夏季在长江口及邻近海域（包括长江口、杭州湾和舟山渔场）的调查监测资料,采用富营养指数法、潜在性富营养化法和有机污染指数法对该海域的富营养化状况、时空分布特征及与环境因子的关系进行了分析评价。富营养指数法计算结果表明：富营养化覆盖比例很高,达到70%以上;在春季,该海域的富营养化程度呈现上升趋势,所占比例从2007年的77.0%上升到2009年的89.8%,在夏季最低达到89.3%,最高到100.0%。3年来,富营养化在春、夏2季基本上处于逐年增加趋势,富营养化趋势越来越明显。在春季富营养指数平面分布呈由近岸向远海逐渐递减的趋势,梯度分布明显,其中,杭州湾富营养化情况较严重;夏季其平面分布与春季类似,但长江口和杭州湾两个水域的富营养指数的等值线都比较密集,夏季的富营养化情况较为严重。潜在性富营养化法计算结果表明：该海域富营养级主要集中在III级（富营养）和V P级（磷中等限制潜在性富营养）;春、夏2季时,长江口V P级所占比例均从0.0%增加到66.7%,受磷限制性富营养化程度越来越高。另外,营养盐结构显示,N/P比值从9.1到50.9,营养盐比例明显不平衡,势必影响浮游生物的生长。有机污染指数法计算结果表明：该海域有机污染指数主要处于5级（重污染）,水质污染严重;长江口春、夏2季5级的比例均从50.0%分别上升到83.3%和100.0%,杭州湾分别从60.0%和80.0%均上升到100.0%;舟山渔场分别从22.2%和66.7上升到66.7%和77.7%,说明受污染程度逐年上升。另外,3年来春、夏2季长江口有机污染指数达5级的占50%以上,杭州湾60%以上,舟山渔场20%以上,杭州湾受污染情况最为严重,其次是长江口,舟山渔场最小。在春、夏2季有机污染平面分布表现为污染程度从西向东、从北向南逐渐降低?