南四湖湖泊湿地生态健康评价

通过对南四湖湿地生态系统的现状特点的诊断分析,建立了湿地自身组织结构、整体功能和外部社会经济环境3个亚类21个指标的生态系统健康评价指标体系,并设立了4级评价等级,以模糊综合评判模型作为研究方法,对南四湖湿地生态健康状况进行评价,南四湖湿地生态系统的健康度为0.535。表明南四湖湿地生态系统处于亚健康状态,其主要病因在于工农业及生活废水污染、水产养殖及泥沙淤积、人工围垦和修筑桩台等活动。随着南四湖流域水污染治理与管理力度不断加大,湿地生态系统健康状况已有所好转。     

南四湖流域产水量空间格局与驱动因素分析

流域生态系统产水服务功能的空间化和定量化评估,对流域水资源管理、优化配置以及提高流域水生态保护效率具有重要意义。以山东省南四湖流域为研究对象,基于1990-2013年土地利用、降水、蒸散以及土壤属性等基础地理数据,以InVEST模型为基础,评估和模拟南四湖流域近25 a的产水量,并采用ArcGIS分析产水量的空间分布格局以及变化趋势,探讨了降水、地形等自然地理要素以及人口、土地利用和国内生产总值（GDP）等社会经济因素与产水量空间格局动态变化之间的关系,并在此基础上划分出南四湖流域生态系统产水功能区。研究结果表明：流域产水量在空间格局上呈现出由东向西递减的趋势,东部、东北部等山区、丘陵地区产水量高,西部平原地区产水相对较低;受自然地理要素影响,流域产水量空间分布与社会经济发展水平即GDP、人口密度的空间分布格局有较大差异。近25 a来,流域产水量呈现减少趋势,且产水量峰值区域由东北部向偏南地区转移,最低值区由西部向中部地区转移。降水、海拔和坡度等地理环境与产水量的空间变化呈显著正相关,其中降水量的相关程度最强;人口、GDP等社会经济数据与产水量变化也呈显著正相关,主要原因在于城市化的发展,城市建设用地等不透水层增加,促进了流域产水量。研究结果可以为流域水资源政策制定以及社会经济发展规划等宏观决策提供科学支撑。     

山东省南四湖生态工程设计

以南水北调东线工程重点污染源控制点南四湖为例调查了湖区生态系统的现状，结果表明湖区污染状况较为严重，对南水北调水质安全造成威胁。为了保证调水工程顺利实施，设计切实可行的湖区生态系统恢复工程具有重要意义。依据现状调查结果，按照生态学和生态经济学的基本原理，以保证湿地生态系统结构与功能的完整性为主要目标，在对湖区进行重点规划的基础上，提出了重点地段生态工程建设的设计方案，并对方案的预期目标进行了讨论。     

南四湖表层沉积物重金属的赋存形态及底部界面扩散通量的估算

采用"SOFIE"模拟装置,研究了南四湖污染程度不同的两个湖区(南阳湖及独山湖区)表层沉积物中重金属元素的形态组成,间隙水及界面上覆水中重金属浓度的变化特征.结果表明,南阳湖区沉积物间隙水及界面上覆水中Cr,Cu,Ni,Zn和Pb的浓度均高于独山湖区,这与沉积物中重金属元素的有效结合态含量变化一致,主要与人为污染有关.南阳湖及独山湖区沉积物-水界面±0.5 cm范围内重金属元素具有较高的浓度梯度,间隙水中Fe与Mn浓度明显高于界面上覆水;Cu,Ni,Zn,Pb的浓度均低于界面上覆水;独山湖区沉积物间隙水中Cr浓度与界面上覆水相似,而南阳湖区沉积物间隙水中Cr浓度略高于界面上覆水.采用Fick第一定律,计算得到南阳湖及独山湖区沉积物-水界面附近Cu,Ni,Zn,Pb的扩散通量,分别为-0.23,-1.47,-2.57,-0.04 mmol.m-.2d-1和-0.34,-0.67,-0.48,-0.01 mmol.m-.2d-1,沉积物表现为重金属元素的"汇";而Cr的扩散通量分别为0.03 mmol.m-.2d-1和-0.02 mmol.m-.2d-1,说明污染较重的南阳湖区沉积物中Cr已表现出向上覆水体扩散的特征.     

基于LUCC的南四湖流域面源污染输出风险评估

基于1990-2015年土地利用和统计数据,运用输出风险模型、CA-Markov模型及回归模型,结合GIS技术,对南四湖流域的1990-2015年间土地利用覆盖变化情况和面源污染输出风险空间变化情况进行分析,模拟了2020年土地利用变化和输出风险空间分布。结果表明：研究期间,南四湖流域主要的土地利用类型为耕地和建设用地,共占总研究面积的85%以上;TN、TP有明显的风险变化对比,TN风险值分布在0~0.65,TP风险值约在0~0.12之间,氮为流域内主要污染物;在1990-2005年间,TN风险呈先增加后减少的趋势,2010年之后急剧增大。TP风险随着时间的增加一直下降;从空间分布上来看,风险较高的污染区多位于南四湖区以西的平原地带,南四湖东部的山地地区污染风险型较低,多为低风险污染区。较2015年,2020年的未利用地面积变化不大,除建设用地数量增加外,其他用地面积均有不同幅度的减少,TN风险略有减小,TP风险变化不大。为了控制研究区域面源污染的发展,相关部门需把提高农业科技、减少肥料施用作为当下的工作重心,从源头上控制污染发生。     

济宁南四湖水质富营养化评价及防治对策研究

以2012年南四湖水质监测数据为依据,采用修正的卡森指数法（TSIM）对南四湖水质进行评价。结果表明,修正卡森指数的评价结果为TSIM=56．04,南四湖已达到富营养化的标准。根据评价结果,从工业废水、生活污水排放、底质、农业生产、渔业养殖的影响方面分析了水体富营养化的原因,从减少外源污染物、应用生物措施和发展健康水产养殖模式三个方面提出了南四湖水体富营养化的防治对策。     

南四湖入湖、入干线河流与输水干线的水质动态分析

根据南四湖流域主要入湖、入干线河流和输水干线23个监控断面2000—2010年的水质监测数据,从年际、年内和不同年份,对流域内的水环境质量变化趋势进行了综合分析,并筛选出2010年与2000年水质最差与最好的河流进行了对比分析。结果表明:2000—2010年间,各监控断面CODCr和NH3-N浓度的年平均值总体呈下降趋势,它们的5年平移平均值也呈下降趋势;受水文情势、面源与点源污染的影响,流域内所有监控断面在年内水质呈现一定的变化规律;2010年与2000年相比,流域内CODCr值和NH3-N浓度总体下降率分别达到74.4%和93.1%,2010年与2005年相比,73.9%的监控断面污染物浓度下降,总体上水质有了大幅度的改善,但所有监控断面的CODCr年平均值仍未达到Ⅲ类水质标准;流域内水质最差河流主要分布在工业、城镇集中的地区。     

南四湖表层底泥重金属和营养元素的多元分析

对南四湖不同湖区的20个表层底泥样品的重金属和营养元素浓度做了实验分析,并采用主成分分析等数理统计的方法对底泥重金属和营养元素进行了研究,揭示出南四湖不同湖区重金属和营养元素空间分布的特征.结果表明,整个南四湖的上级湖已经受到金属和营养元素的污染.其中南阳湖的汞和营养元素污染严重,铅、砷等次之;独山湖的营养元素污染最重;昭阳湖污染较轻.