湖泊水质富营养化评价的模糊神经网络方法

为了探索人工神经网络用于湖泊营养化评价的可能性,提出了基于多准则学习的模糊神经网络湖泊水质营养化评价模型。该模型应用于我国五大主要湖泊水质营养化的评价结果表明,模糊神经网络用于湖泊水质营养化评价,具有简便、实用、客观性和广泛的通用性。      

洞庭湖区湿地综合资源管理与复合生态系统建设

通过对洞庭湖区湿地衰退原因与特征的分析,提出合理开发湿地资源必须强化湿地整体管理,控制湿地开发规模,适度退火还湖还蓄（洪区）,调整农业布局与种植制度,走集约持续发展之路,建设复合高效湿地生态系统;进行适应洪涝灾害发生规律的避洪、耐渍型生态设计,建立适应浅水水体、湖洲和低湖渍害田的复合高效生态工程模式。     

对长江上中游流域生态重建问题的思考

长江中上游流域灾后生态重建的重点是：在上游恢复与重建森林生态系统,实行“封山育林,退耕还林”的方针,加强定位试验研究,完善森林自然保护区网络,控制水土流失,在中游重湖泊生态系统提高调蓄功能,整治河道圩垸增强泄洪能力,落实水利工程措施确保安全度汛。     

云贵高原典型湖泊浮游植物群落结构变化及影响因素

湖泊是地球生态系统的重要组成部分,对周边地区人民群众生产生活具有重要意义,但湖泊生态系统容易受人类活动影响,高原湖泊的生态系统较平原湖泊更为敏感.浮游植物作为湖泊中最重要的初级生产者,其群落结构可以反映出湖泊水环境的变化.为了解典型高原湖泊洱海的浮游植物群落变化情况及影响因素,于2021年对在洱海的13个点位开展逐月水质及浮游植物群落结构监测.结果发现洱海水质较好、富营养化水平低,但浮游植物生物量较前几年明显偏高,这主要是由于下半年甲藻水华事件所造成的.通过分析优势浮游植物与环境因子的关系发现,甲藻暴发可能与有机质有关,低透明度及相对低温环境也有利于甲藻生长;蓝藻生物量主要受营养盐浓度和水温限制;低温季节硅藻优势度较高.这些结果揭示了在外源营养盐输入得到有效控制的情况下,有机质和气候变化可能对高原湖泊浮游植物群落结构变化造成更为强烈的影响,未来需要对这些环境条件变化投入更多关注.     

2016—2022年太湖胥口湾水质变化及对水温、水位的响应

明确太湖胥口湾水质特征及对环境变化的响应有利于维系区域水资源安全。研究追踪2016—2022年胥口湾水质变化趋势,分析了水质指标对水温和水位的响应。结果显示,胥口湾水质环境总体稳定,且总氮(TN)、氨氮(NH₃-N)、总磷(TP)浓度和COD_Mn均呈下降趋势。但胥口湾水温年均值呈现快速上升趋势,上升幅度大于0.086℃·a^-1,对该区域生态稳定性形成威胁。冗余分析显示,虽然水温和水位对胥口湾水质环境波动的贡献率低于5%,但水温变化显著影响了水质环境(P<0.01),而水位波动不能有效解释水质变化过程。尽管如此,TN、NH₃-N浓度及COD_Mn、pH值对高水温(>30℃)较为敏感,而高水位(>3.8 m)显著影响了NH₃-N、TN、TP和叶绿素a浓度。总体而言,胥口湾水环境总体稳定趋好,但受水位尤其是水温影响较大。研究结果可为极端天气下水质管理提供借鉴。     

浅水湖泊底泥细菌群落的时空分布特征及主要营养盐驱动因素

为探究富营养化浅水湖泊底泥中细菌群落的结构特征及驱动因素,本研究以安徽八里河湖为例,通过16S rRNA高通量测序手段并结合底泥的营养盐理化性质,分析了底泥细菌群落物种组成和多样性的时空分布特征以及与营养盐的相关性关系。结果显示：(1)在物种组成方面,γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria),δ-变形菌纲(Deltaproteobacteria)和拟杆菌纲(Bacteroidia)是八里河湖底泥中的优势菌纲,它们在空间上呈均质性和在季节上有稳定性;(2)在群落结构方面,底泥细菌群落整体上以季节进行聚类,呈现了季节内的相似性和季节间的差异性,且可能来自于鱼类粪便的Clostridia菌纲在八里河湖底泥细菌群落结构差异的塑造上有重要贡献;(3)从四个季节所有样品的整体角度来看,与磷相关的指标(总磷、铁铝结合态磷、钙磷、有机磷)对细菌群落变化的解释最强(r=0.23～0.45,p<0.001),且底泥细菌群落之间的差异性随各磷指标内部之间差异的增大而增大。本研究的发现为认识和理解富营养化浅水湖泊中底泥细菌群落特征及其驱动因素提供了新的信息,对湖泊生态系统健康状态的监测和评...     

长江中游典型湖泊沉积物重金属分布特征、生态风险评估及溯源

集中采集洞庭湖、洪湖和赤湖表层沉积物样品并检测其中10种重金属含量,使用地理信息系统表征空间分布,利用地累积污染指数法（I_geo）、富集因子法（EF）和潜在生态风险指数法（RI）协同评估重金属积累的潜在风险,并利用相关性分析（Pearson）和主成分分析（PCA）溯源.结果表明,Cd元素的污染状况和潜在生态风险最为严重,东洞庭湖、洪湖和赤湖中ω（Cd）的平均值分别为2.85、1.59和3.57 mg·kg^-1,分别是对应省份土壤背景值的25.87、11.36和37.58倍,均超出风险筛选值（0.6 mg·kg^-1）,其中赤湖超出风险管制值（3.0 mg·kg^-1）.除Cd外,洪湖中的As值得关注,赤湖中的Cu、As、Zn和Pb都不容忽视.三湖的潜在生态风险排序为：赤湖（RI=1 127）>东洞庭湖（RI=831）>洪湖（RI=421）.重金属来源主要是工矿业冶采、农业生产和水产养殖等,部分重金属（Mn和Cu）为自然源.研究对长江中游典型湖泊沉积物重金属防控具有重要意义.     

水位波动和植被恢复对三峡水库消落带土壤原核微生物群落结构的交互影响

水库消落带是典型的生态脆弱敏感区.水位波动是影响消落带土壤环境的主要因素,植被恢复是消落带土壤保育的重要手段.然而,在水库消落带中,水位波动和植被恢复对土壤微生物群落结构的交互影响尚不清楚.为此,选取三峡水库消落带中不同水位高程的撂荒草地和人工林地为研究对象,利用16S rRNA高通量测序技术探究土壤原核微生物群落组成和多样性,并探讨驱动土壤原核微生物群落结构的主要环境因子.结果表明,消落带的低水位高程中土壤原核微生物α多样性最高,其中163 m高程的Pielou_e指数、Shannon指数和Simpson指数显著高于168 m高程,Chao1指数和Shannon指数显著高于173 m高程.但撂荒草地和人工林地的土壤菌群α多样性并无显著差异.同时,水位波动和植被恢复均对土壤原核微生物的群落组成产生显著影响,不同样地中生物标志物类别具有明显差异.值得注意的是,植被恢复模式差异对土壤原核微生物群落结构的影响强于水位波动.此外,层次分割结果显示土壤pH是三峡水库消落带土壤原核微生物群落结构变化的主要驱动因子.以上结果可深化对水库消落带土壤微生物群落结构的认识,并为水库消落带生态系统的恢复重建提供科学参考.     

典型养殖型湖泊中的重金属含量及健康风险特征——以宿鸭湖为例

为评估典型水产养殖型湖泊中的重金属含量水平及其人体健康风险特征,系统采集并测定了宿鸭湖湖水、周边地下水、沉积物及鱼体中的重金属含量.在此基础上计算了不同重金属在不同介质间(湖水-鱼体、湖水-沉积物及沉积物-鱼体)的转移因子,并通过健康风险指数计算定量分析了宿鸭湖水生态系统中重金属对人体的健康影响,以及不同暴露途径的风险贡献率.结果表明:Zn、Ba和Sr在不同介质体内含量均较高,而Sn和Cd的含量均比较低.Cr和Zn在鱼体中的均值含量超过WHO鱼类产品中重金属的含量限值,具有潜在毒性;湖水和地下水中的所有重金属浓度均低于饮用水标准中的相关限值;部分沉积物样品中Cr、Ni、Cu、Zn、Cd和Pb含量超出环境保护部《土壤环境质量标准》(GB15618—2008)自然背景值,但低于美国华盛顿州沉积物化学标准(WAC 172-204-320)中的含量限值,已构成轻微污染.不同介质间的转化因子分析表明,鱼体对湖水中的Zn、Sr、Ba、Cu、Cr、Ni、Co、Sn和Cd均存在富集作用;但除Zn以外,鱼体对沉积物中的其他重金属无明显的富集作用;宿鸭湖水生态系统中的重金属Cr对人体的HRI值为1.6,其健康危害效应不可忽视;食用鱼类是导致Cr人体健康危害的主要途径,贡献率高达94%;最后,与非养殖型湖泊相比,宿鸭湖水库中鱼体内Pb和Cr的含量明显偏高,且重金属从湖水到沉积物的转移因子明显偏高,而从湖水到鱼的生物浓缩因子相对较低.     

风浪对湖泊沉积物再悬浮的影响及工程抑制研究

风浪引起沉积物再悬浮会直接影响水体光照条件,促进沉积物中污染物的释放,对湖泊生态系统的构建产生着重要影响。采用已发表数据验证了风浪要素和风浪切应力经验计算公式在浅水湖泊中的适应性,并从浅水湖泊风浪扰动机理出发,提出了临界起动应力简化计算方法和适用条件并加以验证。最后,基于简化模型和风致再悬浮影响评估方法研究了风浪对金湖水生态修复的影响,结合生态围隔、综合底质改良剂和复合微生物菌剂等综合措施,恢复金湖沉水植物150万m²。研究结果可用于评估风浪对浅水湖泊沉积物再悬浮的影响,为浅水湖泊水生态修复、内源污染治理工程设计提供理论参考。