湖泊富营养化状态的地面高光谱遥感评价

分别于2004-06和2004-08在太湖的21个固定监测站点进行原位水质取样分析和波谱实测,进而利用地面实测高光谱数据评价太湖水体富营养化状态.水体富营养化程度的评价指标为营养状态指数(TSI).首先,根据太湖水体固有光学特性,用分析模型的方法建立水体反射率模拟模型,进而用求解优化函数的方法,利用Matlab软件反演叶绿素a浓度;其次,利用反演的叶绿素a浓度,计算采样点位的营养状态指数,并利用ArcView软件进行插值,制作太湖富营养状态评价图.结果表明,2004-06和2004-08太湖富营养化程度差     

东太湖围网养鱼后生态环境的演变

自1984年以来,东太湖围栏养殖已达到面积633.9ha,年产量2922.9t,年产值2447万元,经济效益和杜会效益十分显著。但其残余饲料和鱼类排泄物造成的年污染量已达氮425t,磷43.2t;累计污染量氮1633.46t,磷165.71t,围栏养殖污染已对水质、表层沉积物和水生植被产生了明显的影响,表层尾沉积物中TN、TP和Toc含量分别增加了83％、8.0％和593％;养殖区内沉积物污染更为严重。全湖湖水中TN、NH⁺₄、TP和COD的平均含量分别增长了55％、180％、43％和91％,东岸养殖区内NH⁺₄、TP分别比养殖区外高55％和46％,西岸养殖区NH⁺₄比养殖区外高52％,引起了严重缺氧和鱼病流行。污染引起沉积物肥力的增高,促进了全湖水生植物的生长。但过渡污染已导致西岸1446ha养殖分布区内水生植被的严重退化,丧失了饲草生产能力。必须对东太湖围栏养殖业进行优化调整,限制高污染的围栏养成鱼,发展特种水产品的养殖,以提高渔业利润和削减污染量和其它环境负效应     

太湖主要环湖河道沉积物反硝化潜力及其控制因子

河流反硝化作用是水体氮素去除的重要途径,对流域氮负荷削减具有重要意义.为探究河网区河道的反硝化脱氮能力及其主要控制因子,本研究调查了太湖14条主要环湖河道的水质和沉积物特征,通过泥浆培养实验,利用氮氩比的方法和膜接口质谱仪分析技术,测定了14条环湖河道的沉积物反硝化潜力.结果表明,太湖环湖河道的反硝化潜力为-9.93~35.71 μmol·L^-1·d^-1,均值为（20.79±14.79） μmol·L^-1·d^-1,南部河道的反硝化潜力显著低于北部河道,负值代表沉积物的吸附或固氮行为.水柱中的硝态氮浓度、溶解氧、溶解性有机碳（DOC）和沉积物中的碳含量均会对沉积物反硝化潜力产生影响.相关分析结果表明,硝态氮浓度对河道反硝化作用的影响有限,反硝化作用对硝态氮底物的响应遵从米氏动力学模型（R²=0.77）的规律.而在太湖氮负荷严重的西部和北部河道区,水体中的DOC是反硝化潜力的主要限制因素.改善氮的去除环境对促进水体氮去除过程和区域氮管理具有重要意义,在氮负荷严重的流域河道,水体的DOC应该得到更多的关注.     

常州地区太湖流域上游水系大型底栖无脊椎动物群落结构特征及其与环境的关系

2003年8月采用半定量采样法调查了常州地区太湖流域上游南河、运南、运北和洮滆水系29个样点的大型底栖无脊椎动物群落多样性,共获得113种大型底栖无脊椎动物,其中,腹足纲18种,瓣鳃纲10种,寡毛纲8种,蛭纲4种,甲壳纲6种,昆虫纲67种.优势种为霍甫水丝蚓(Limnodrilus hoffmeisteri)和梨形环棱螺(Bellamya purificata).该群落平均密度为658 m-2,其中,霍甫水丝蚓密度最高,达400 m-2.观山桥样点大型底栖无脊椎动物群落多样性最高,群落物种数、Shannon-Wiener多样性指数、均匀度和生态优势度分别为54,4.36,0.76和0.08.综合分析结果表明,群落多样性从高到低排序依次为南河水系、洮滆水系、运南水系、运北水系.出现频率在15%以上的24个物种与6种环境因子之间的典范对应分析(CCA)结果显示,总氮、总磷和溶解氧对该地区大型底栖无脊椎动物群落多样性的影响较大.     

太湖水域叶绿素a浓度的遥感反演研究

利用太湖水域MODIS遥感数据的各波段反射率组合计算值,与实测的叶绿素a浓度进行相关性分析,找到相关性最好的反射率组合,建立反演太湖叶绿素a浓度的遥感模型.结果表明,利用MODIS数据可以较好地实现对太湖水域叶绿素a浓度的定量反演计算,并以MODIS数据第3、第17波段的反射率组合作为遥感指数建立了反演叶绿素a浓度的模型.第3、第17波段的波长范围分别为459nm～479nm、890nm～920nm,这一波段选择与以往使用TM数据得到的结论有所不同.     

太湖底泥蓄积量估算及分布特征探讨

根据１９９７－１９９９年现场调查资料，分析了太湖污泥淤泥平面和垂直分布特征，估算了太湖各湖区及不同泥厚的底泥淤积面积和蓄积量。结果表明：全湖有６９．８３％面积为污染淤泥所覆盖，厚度最大达５ｍ以上，底泥总蓄积量为１２９．１５亿ｍ＾３，全湖平均底泥厚底为０．８２ｍ。     

太湖总磷、总氮宏观水环境容量的估算与应用

在2000—2011年水量水质数据的支持下,估算了各种水质约束条件下太湖TP和TN的宏观水环境容量.基于宏观水环境容量,估算了2015年和2020年太湖TP和TN的允许入湖负荷和允许排放量,并将允许排放量分配到相应的行政区,为各行政区制订污染物控制方案提供依据.在上述研究的基础上,评估了2015年和2020年太湖水环境质量目标的合理性和可行性,结果表明,实现上述目标的可能性是存在的,但需要付出极大努力.在2020年以后,太湖的水质将长期维持在Ⅲ类(TP)和V类(TN),这是藻类易于暴发的浓度区间,保障太湖水质安全的各种应急措施,如"引江济太"、蓝藻打捞等要长期常抓不懈.     

太湖流域水环境污染现状与治理的新建议

太湖流域是我国经济最发达的地区之一,流域社会经济发展迅速,经济总量在全国占重要地位。由于长期以来主要依靠增加资源和劳动力投入,过度消耗自然资源和破坏生态环境来发展经济,已导致生态环境急剧恶化,特别是水体污染与富营养化日趋严重。通过对太湖流域主要湖泊、主要入湖河道及出湖河道野外采样化验分析,掌握了太湖流域河湖水质的最新状况,河湖富营养化的空间分布、河网之间、河湖之间相互关系。研究表明,太湖流域河流、湖泊富营养化现象依然十分严重,湖泊水质优于河道水质,出湖河道优于入湖河道。污染治理措施不足,太湖“零点”行动未从根本上改善太湖水质等是太湖流域水环境污染的根本原因。提出建立太湖流域新的河网水系、治湖与治河相结合、加大引江入湖的力度等治理太湖流域水环境的建议。     

Significance of dredging on sediment denitrification in Meiliang Bay, China： A year long simulation study

An experiment for studying the effects of sediment dredging on denitrification in sediments was carried out through a one-year incubation of undredged (control) and dredged cores in laboratory. Dredging the upper 30 cm of sediment can significantly affect physico-chemical characteristics of sediments. Less degradation of organic matter in the dredged sediments was found during the experiment. Denitrification rates in the sediments were estimated by the acetylene blockage technique, and ranged from 21.6 to 102.7 nmol N2/(g dry weight (dw)·hr) for the undredged sediment and from 6.9 to 26.9 nmol N2/(g dw·hr) for dredged sediments. The denitrification rates in the undredged sediments were markedly higher (p0.05) than those in the dredged sediments throughout the incubation, with the exception of February 2006. The importance of various environmental factors on denitrification was assessed, which indicated that denitrification was regulated by temperature. Nitrate was probably the key factor limiting denitrification in both undredged and dredged sediments. Organic carbon played some role in determining the denitrification rates in the dredged sediments, but not in the undredged sediments. Sediment dredging influenced the mineralization of organic matter and denitrification in the sediment; and therefore changed the pattern of inherent cycling of nitrogen.     

太湖地区湖水与河水中溶解N2O及其排放

水体是N₂O排放的重要来源.2000-09～2001-09,每月2次采样(重复3次)连续监测太湖地区太湖和大运河水体N₂O排放通量和水中溶解的N₂O浓度,还同时监测不同深度水样中的N₂O浓度.结果表明,太湖N₂O-N的年均排放通量为3.53 μg/(m²·h),而大运河已高达122.5,μg/(m²·h).太湖湖水中溶解N₂O-N浓度为0.36μg/L,大运河河水中浓度高达11.31μg/L,浅水型水体是N2O排放的源.结果还表明,不同深度水中N2O浓度差异不明显,而时间差异显著.水面N2O的排放通量和水中溶解的N2O浓度呈显著正相关关系,二者又都与水温呈显著正相关. .