武汉东湖湖水的藻类生长潜力(AGP)测试

在东湖湖水样品中添加排入东湖的主要污水或营养物（氮和磷）进行藻类测试,观察它们对斜生橱藻（Scenedesmus obliquus）的生长促进作用.生长反应与添加的污水浓度成正比,其SC₂₀（促进20％增长的浓度）为0.5—4％.单独添加氮或磷,在高浓度情况下也很少促进藻类生长,但共同添加时大多有促进作用.东湖为一严重富营养型湖泊,为了控制其富营养化进程,污水截流应是首先要采取的一项措施.     

Assessing Retrospective National Water Model Streamflow with Respect to Droughts and Low Flows in the Colorado River Basin

Streamflow monitoring in the Colorado River Basin (CRB) is essential to ensure diverse needs are met, especially during periods of drought or low flow. Existing stream gage networks, however, provide a limited record of past and current streamflow. Modeled streamflow products with more complete spatial and temporal coverage (including the National Water Model [NWM]), have primarily focused on flooding, rather than sustained drought or low flow conditions. Objectives of this study are to (1) evaluate historical performance of the NWM streamflow estimates (particularly with respect to droughts and seasonal low flows) and (2) identify characteristics relevant to model inputs and suitability for future applications. Comparisons of retrospective flows from the NWM to observed flows from the United States Geological Survey stream gage network over 22 years in the CRB reveal a tendency for underestimating low flow frequency, locations with low flows, and the number of years with low flows. We found model performance to be more accurate for the Upper CRB and at sites with higher precipitation, snow percent, baseflow index, and elevations. Underestimation of low flows and variable model performance has important implications for future applications: inaccurate evaluations of historical low flows and droughts, and less reliable performance outside of specific watershed/stream conditions. This highlights characteristics on which to focus future model development efforts.     

Federal Decentralization and Adaptive Management of Water Resources: Reservoir Reallocation by the U.S. Army Corps of Engineers

Reservoir operations must respond to changing conditions, such as climate, water demand, regulations, and sedimentation. The U.S. Army Corps of Engineers (Corps) can reallocate reservoir storage to respond to such changes. We assembled and analyzed a database of reservoir reallocations implemented and proposed by the Corps. While only a small portion of total reservoir storage nationwide has been reallocated, there are substantial differences in reallocation frequency and magnitude across the nation: some Corps Districts and Divisions use reallocation while others do not, relying more on discretion and small‐scale adaptation of operations. This difference illustrates how water resource agencies like the Corps decentralize management decisions to allow responding to disparate conditions. Decentralized decision‐making provides a responsive approach to water management, while centralized and hierarchical decision‐making is a slower, more deliberative approach. Decentralized decision‐making may lead to the accumulation of short‐term, local decisions over time to the point that the system is managed differently than anticipated. Reallocation, which is a form of planned adaptive management, can be accommodating of multiple competing demands and different stakeholders, yet expensive and less temporally responsive. The challenge for any large water resource management agency is to balance between local‐level, responsive discretion vs. centralized, planned decision‐making.     

官厅水库上游河流营养物参照状态的制定

采用参照河流百分位法、一般河流百分位法和多元线性回归法,制定了官厅水库上游流域河流雨季和旱季的营养物参照状态,探讨季风气候对河流营养物参照状态的季节性影响,并识别影响官厅水库上游河流营养物浓度的主要人类活动.结果表明：参照河流点和一般河流点总氮（TN）和总磷（TP）浓度在雨季和旱季均表现出明显的季节性差异.参照河流百分位法、一般河流百分位法和多元线性回归法制定的营养物参照状态在雨季和旱季也均存在季节性差异,取3种方法的平均值作为官厅水库上游河流的营养物参照状态：TN在雨季和旱季参照状态的建议值分别为1.580和1.672mg/L; TP在雨季和旱季参照状态的建议值分别为0.075和0.055mg/L.影响河流TN浓度的人类活动按贡献大小依次为：畜禽养殖污染负荷强度、耕地（坡度0~8°）比例和城市用地比例.影响河流TP浓度的人类活动按贡献大小依次为：耕地（坡度0~8°）比例和畜禽养殖污染负荷强度.     

秸秆直接还田和炭化还田对红壤酸度、养分和交换性能的动态影响

为比较秸秆直接还田和炭化还田对亚热带典型红壤酸度、养分及交换性能的动态影响,试验以水稻和油菜秸秆为材料,设置7个盆栽处理:空白(CK)、水稻秸秆直接还田(R1B0)、水稻秸秆350℃炭化还田(R1B1)、水稻秸秆550℃炭化还田(R1B2)、油菜秸秆直接还田(R2B0)、油菜秸秆350℃炭化还田(R2B1)和油菜秸秆550℃炭化还田(R2B2),秸秆按1%和相应的生物质炭施入土壤,进行水稻培育试验.在水稻秧苗期、分蘖期、灌浆期和成熟期这4个时期采集土壤,分析土壤酸度、养分和交换性能的动态变化.结果表明,红壤pH、 NH~+_4-N和NO~-_3-N含量随生长期呈现减小的趋势,而有机质、CEC和各交换性盐基离子呈现增加的趋势.秸秆直接还田和炭化还田均提高土壤pH,降低交换性酸总量,同时提高有机质含量及交换性能,且作用效果随生长期增大.成熟期时秸秆炭化还田对各项指标的作用效果均好于秸秆直接还田,秸秆原料和炭化温度对各项土壤性质的影响不同,油菜秸秆生物质炭在提高土壤pH、有机质和CEC含量方面略好于水稻秸秆生物质炭.土壤酸度、养分含量和交换性能等因子的相关分析表明,土壤交换性酸与有机质呈极显著负相关关系(R=-0.912,P0.01),与CEC呈显著负相关关系(R=-0.866,P0.05),CEC和有机质呈显著正相关关系(R=0.833,P0.05),说明三者之间密切相关.研究表明,秸秆直接还田和炭化还田均可以达到改良土壤酸性和提高养分含量的效果,在等量秸秆情况下,秸秆炭化还田对阻控土壤酸化、提高有机质含量和CEC的效果比秸秆直接还田较为明显.     

城市河道表层水及沉积物中微塑料的污染现状与污染行为

河流是微塑料从陆地向海洋传输的关键路径,在近年来得到了越来越多的研究重视.但实际上,目前关于城市不同区域河道表层水及沉积物中微塑料的污染现状及污染行为研究仍十分有限,相关问题依然不甚清晰.本文以上海市中心城区及郊区城镇区域的8条河道作为研究对象,共采集16个河道表层水及沉积物样品,采用高速摄像仪和傅立叶红外变换光谱仪鉴定样品中微塑料的丰度、尺寸、颜色、形状和类型等特征.结果表明,上海市城市河道表层水中微塑料的平均丰度为(7.5±2.8)个·L~(-1),而沉积物中微塑料的平均丰度(以湿重计)则达到了(1 575.5±758.4)个·kg~(-1).微塑料尺寸越小丰度越高.其中,低于500μm、纤维状、透明色和聚酯类的微塑料始终在上海市城市河道中占据主导地位,但沉积物中的微塑料分布更具多样性.相对于国内外其他城市河道中的微塑料污染,上海市城市河道中的微塑料污染较为严重.不同城市河道中,微塑料的形状和聚合物类型分布受到来源(主要为洗衣废水、个人护理产品和塑料废弃物等)、水动力学条件和本身理化性质等各种因素的较大影响.还进一步讨论了城市河道中微塑料的污染行为(来源、传输与归趋),并解析了各种环境因子对其造成的潜在影响.     

密闭培养对纤细角毛藻稳定同位素组成的影响

为研究碳源对赤潮藻生长的影响,以赤潮藻纤细角毛藻（Chaetoceros gracilis）为研究对象,在密闭条件下进行培养,模拟赤潮发生时碳源缺乏的生长环境;分析碳源不足对纤细角毛藻不同生长阶段的差异影响,采用密闭培养的方法,分别在正常组和缺氮组的营养条件下培养纤细角毛藻,测定生物量、营养盐浓度和碳氮稳定同位素组成等重要监测指标.结果表明:不同营养条件对纤细角毛藻的生物量存在显著影响.在正常组,c（NO₃--N）（NO₃--N为硝酸盐）随着培养时间呈下降趋势,ρ（NO₂--N）（NO₂--N为亚硝酸盐）和ρ（NH₄+-N）（NH₄+-N为铵盐）与藻类生物量呈显著正相关,ρ（PO₄3--P）（PO₄3--P为磷酸盐）和c（SiO₄2--Si）（SiO₄2--Si为硅酸盐）与藻类生物量呈显著负相关;在缺氮组,c（NO₃--N）、ρ（NO₂--N）、ρ（NH₄+-N）、ρ（PO₄3--P）和c（SiO₄2--Si）均与藻类生物量呈显著负相关.整个试验周期中,正常组和缺氮组δ13C和δ15N值越来越正.其中,正常组的δ13C值比缺氮组的更正,平均高2.286‰;缺氮组的δ15N值比正常组的更正,平均高3.307‰.正常组和缺氮组的δ13C、δ15N值与生物量均呈显著正相关.研究显示,碳源和氮源的不足分别会导致更正的δ13C和δ15N值,推测赤潮发生会导致δ13C和δ15N值偏正,赤潮藻的碳氮稳定同位素组成可以作为赤潮监测的指标和方法.      

抚仙湖硅藻群落的时空变化特征及其与水环境的关系

抚仙湖是我国重要的深水型淡水湖泊且水体水质总体处于I类水平,近年来在流域开发、全球变暖等影响下其生态环境功能呈现退化的趋势,需要对湖泊生物的群落组成、分布模式及其驱动因子进行系统评价.本研究于2015年选取抚仙湖的南、中、北湖区共3个采样点开展了表层水体硅藻群落和水环境特征的逐月分析.样品中共发现硅藻31个属、166个种且以浮游类型为主,其中云南特有硅藻种Cyclotella rhomboideo-elliptica基本消失.硅藻群落结构的逐月变化在3个采样点中均呈现明显的季节演替特征,其中1、2月优势种主要为Fragilaria crotonensis,3月优势种为Aulacoseira granulata,4月C.ocellata与F.crotonensis同为优势种,而在其余月硅藻群落结构较为单一且优势物种皆为C.ocellata(相对丰度占~80%).而空间尺度上,硅藻优势属种分布和群落结构具有较高的一致性.主成分分析显示,不同湖区的硅藻群落结构组成和水体环境在时间尺度上存在较大差异,而在空间尺度上差异较小;冗余分析和变差分解等分析结果进一步表明,影响群落结构时空变化的主要驱动因子是气象与物理因子(包括水温、风速和透明度),共解释了硅藻群落变率的27.6%,表明了该深水湖泊水体热力分层的厚度与持续时间是影响硅藻群落构建的重要过程.同时,湖泊营养水平与水体离子浓度也对硅藻群落结构产生了明显影响,分别解释了硅藻群落变率的21.2%和9.4%.因此,持续的区域变暖和流域开发明显影响了抚仙湖的生物群落构建与生态系统健康,对抚仙湖的生态保护不仅需要控制营养盐等流域污染物的输入,同时应该积极应对气候变化的长期影响.     

闽江福州段与城市内河表层沉积物重金属污染特征研究

为了探讨城市内河对闽江福州段重金属污染的影响特征,本文对闽江福州段和福州城市主要内河表层沉积物中的Cr、Ni、Cu、Zn、As和Pb 6种重金属元素进行了系统的分析,并采用地累积指数法和潜在生态风险评价法进行污染情况和潜在危险评估.研究结果表明,表层沉积物中重金属Cr、Ni、Cu、Zn、As和Pb含量范围分别为:5.55~131.35、0.74~138.82、2.45~95.84、24.24~609.72、2.82~95.90、13.91~108.45mg·kg~(-1),各重金属含量平均值明显高于福建省土壤环境背景值,但低于国家土壤环境质量Ⅱ类标准值(除As略高于Ⅱ类标准).地累积指数法评价结果表明,表层沉积物中重金属大多为无污染或中污染程度,受人类活动影响强烈.潜在生态风险评价法表明,表层沉积物中重金属Cr、Ni、Cu、Pb和Zn存在轻微潜在风险,As以中等潜在风险为主,总体存在轻微潜在风险.重金属污染物的空间分布与福州市的发展格局相适应,人类活动集中的老城区和工业密集区,是闽江与内河重金属污染物含量相对较高的区域.城市内河汇入闽江后,携带的大量重金属污染物加剧了闽江重金属污染.建议加强对闽江重金属含量较高的晋安河段、光明港段-磨溪河段的污水排放监控.