基于气象条件的太湖湖泛预警研究

2007年5月与2008年5月太湖水域产生的湖泛主要是由蓝藻水华引发的,但是蓝藻水华单纯地在湖湾或岸边浅水区大量堆积并不一定引发湖泛。研究发现,2007年5月与2008年5月的湖泛现象存在相同的触发机制:3d以上时间维持高温(平均气温大于20℃),微风(平均风速小于4m/s),风向基本一致(风向平均绝对偏差小于20°);其后,冷空气过境使得风速短时增大,风向调转180°左右,气温迅速降低,并且这种气象条件持续1d以上。在此研究基础上,给出了切实可行的太湖湖泛预警方案。     

若尔盖盆地地球化学元素分布规律研究

通过对若尔盖盆地区域地质背景研究和野外取样调查与遥感解译,结合1:20万区域化探扫面成果编制的若尔盖盆地数字地球化学图研究发现,Zn、Sb、Hg、Pb、As、Au、Ag等绝大多数元素在若尔盖盆地古湖区显示为明显的低背景分布,是四川省西部典型的表生元素缺乏的地球化学区。大多数元素在若尔盖盆地内的变化系数CV<30%,呈分散状态,缺少后期地球化学作用的叠加。而具有显著不均匀分布特征的Hg、As、Sb、Mn、Au、Sr等元素的变化系数在50.5%-92.8%之间,反映出的集中分布趋势主要同金、铀等成矿作用有一定的关系。根据若尔盖盆地特殊的自然环境特征研究发现,影响元素分布特征的主要因素是气候条件中的温度与湿度以及沼泽、泥炭等有机质的强烈还原环境。     

不同补给水源的城市人工湖中异养菌耐药性及耐药菌种属分布研究

为了阐明不同补给水源的城市人工湖中异养菌耐药状况和耐药菌种属分布特征,选取分别以地表水和再生水为补水来源的XQ湖和FQ湖为代表进行研究。从2018年4—11月逐月采集水样,考察了各水样中对氨苄西林(AMP)、磺胺甲恶唑(SMZ)和四环素(TET)这3种不同种类抗生素具有耐药性的异养菌含量,并对分离菌株的耐药表型、耐药菌株的种属分布以及水质理化指标进行了分析。结果表明,2处人工湖中的AMP耐药菌和SMZ耐药菌含量约为10~2～10~4CFU·(100 m L)~(-1),而TET耐药菌含量则约10~1～10~3CFU·(100 m L)~(-1)。分离出的84株耐药菌归属于19个种,其中蜡状芽孢杆菌、大肠埃希氏菌、维氏气单胞菌、豚鼠气单胞菌和鸟氨酸拉乌尔菌为2个湖共有耐药菌。71.4%的耐药菌都是对AMP单一耐药,以蜡状芽孢杆菌为主。由于具有固有耐药性的细菌在分离出的耐药菌中占比很低,获得性耐药很可能在城市人工湖中异养菌耐药性的发展上发挥了主要贡献作用。地表水补水的XQ湖和再生水补水的FQ湖在总异养菌含量、耐药菌含量和检出率上均无显著差异。分离来源对16株耐药性气单胞菌的聚类无明显影响。     

1987-2008年南四湖湿地植被碳储量时空变化特征

利用研究区1987、1997和2008年的LandsatTM／ETM＋卫星遥感数据,结合实地采样调查和收集的资料,计算3个时期山东省南四湖湿地各植被类型的面积和碳储量;同时依照不同覆被类型（植被类型）的平均碳储量将各覆被类型的斑块划分为不同储碳等级,绘制3个时期的南四湖湿地植被碳格局图,分析植被碳储量的时空变化特征、变化产生的原因和变化对湿地的潜在影响。研究结果表明：研究前期（1987年）植被储碳格局存在着明显的植被碳储量以湖南北中心线向两岸增大的带状特征,研究中后期（1997-2008年）带状储碳格局不断破碎化并最终消失。整个研究期高储碳等级的斑块面积不断减小,低储碳等级的斑块面积增加。湿地植被碳储量呈现前期基本稳定后期显著减少的特征,1987、1997和2008年湿地植被碳储量均值分别为1．07、1．08和O．64TgC,1987-1997年湿地植被碳储量平均年增加0．001TgC,变化幅度不大;1997-2008年年减少0．04TgC,下降较明显。其中自然植被碳储量在整个研究期内持续减少,人工植被碳储量呈现先增加后减少的波动变化特征,分析认为这一变化特征产生的主要原因是南四湖地区多因子驱动的土地覆被变化活动。通过区域湿地植被的碳平衡动态分析认为,植被碳储量（碳库）的减少可能会导致整个湿地碳储量的入不敷出,使整个湿地碳汇能力下降甚至可能变为碳源。     

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。     

湖泊饮用水源地水环境健康风险评价

根据某湖泊饮用水源地水环境质量监测资料,采用美国环境保护署(US EPA)推荐的水环境健康风险评价模型,对2处饮用水源地原水通过饮水途径引起的水环境健康风险进行了评价.结果表明:在2处饮用水源地水环境质量监测项目中,对人体有健康风险的有毒污染物主要是化学致癌物As和Cr(Ⅵ);个人化学致癌物总年风险远大于非致癌物总年风险;2003─2007年2处饮用水源地水环境健康个人总年风险均超过国际辐射防护委员会(ICRP)推荐的标准,主要原因是化学致癌物As和Cr(Ⅵ)的质量浓度过高;因此,加强治理和控制化学致癌物特别是As和Cr(Ⅵ)是降低该湖泊饮用水源地水环境健康风险的有效途径.      

基于水环境约束的抚仙湖流域农业结构调整研究

农业面源污染严重污染水体,是水体富营养化和水质恶化的主要污染源. 在考虑水环境容量农业分配量、农业面源污染削减、粮食及副食品安全的基础上,建立抚仙湖流域农业产业结构优化调整的系统动力学模型,并设置惯性发展和目标导向2种发展方案进行仿真模拟. 结果表明:目标导向发展方案可以有效降低流域内污染物入湖量,TN和TP分别削减了221.45和24.74 t,处在允许的水环境容量农业分配量范围内. 根据调整优化结果,建议在抚仙湖流域大力发展绿色有机生态农业,形成观光休闲农业产业;建立集中养殖小区,采用立体式生态饲养畜禽模式.      

我国若干湖泊磷转化率的区域差异性研究

湖泊生态分区有利于其富营养化控制,湖泊营养盐流动特征是湖泊生态分区的重要指标之一,通过线性回归和模型分析相结合的方法,对表征我国湖泊营养盐流动特征的磷最大转化率指标开展了研究.结果表明,我国湖泊总磷(TP)向叶绿素a(Chl-a)转化的最大转化率(Rmax)模型为Rmax= k0/(1-η)(k0和η分别代表TP与Chl-a现存量线性回归方程的斜率和生态系统中磷传递效率),不同湖泊磷最大转化率与所在地多年平均积温显著相关,显著影响磷转化率的积温阈值范围为3400~4730oC·d,该积温阈值可判定我国不同区域湖泊生态系统中磷流动速率的快慢,表征我国湖泊磷的流动速率区域差异性.     

湖泊沉积柱中的高溴联苯醚及其在环境中的降解

采用GC/MS方法分析了5个内陆湖泊(巢湖、滇池、红枫湖、青海湖和四海龙湾)钻孔沉积物中HB-PBDEs(高溴联苯醚,包括九溴和十溴的联苯醚)的垂直分布状况,并对它们的组成特征及其在环境中的降解进行了分析.结果显示,5个内陆湖泊表层沉积物中有机碳归一化后的w(ΣHB-PBDEs)为17.5～977.9 ng/g,其中滇池、红枫湖和巢湖HB-PBDEs的污染相对较为严重;与国内外其他研究相比,我国内陆湖泊沉积物中BDE-209的污染状况相对较轻.沉积物中HB-PBDEs的组成特征显示,BDE-209不但在大气传输过程中发生了明显降解,而且在进入湖泊沉积物后也发生了明显降解.由于BDE-209在不同环境介质中都可发生降解,并且降解产物为毒性更大的低溴代单体,因此进一步研究BDE-209在环境中的降解具有重要意义.      

进化蚁群算法及其在湖泊富营养化评价中的应用

蚁群算法是近年提出的一种新型的仿生算法,已在许多组合优化问题中得到成功应用,但是传统蚁群算法解决连续优化问题的能力较差.为提高其解决连续优化问题的能力,拓宽应用范围,引入带可变邻域搜索项的进化策略对其进行改进,进而提出进化蚁群算法.随后从2个方面对进化蚁群算法的性能进行测试:①采用多个经典测试函数测试进化蚁群算法用于解决连续优化问题的效果;②将进化蚁群算法应用于千岛湖的富营养化程度评价,以测试该方法解决实际问题的效果.函数测试结果表明,进化蚁群算法可以成功用于解决连续优化问题,并且优化过程所需初始个体的数量少,优化速度快;千岛湖富营养化程度评价实例的结果表明,进化蚁群算法应用于湖泊富营养化评价是可行的,可用于解决实际问题.