泥沙起动临界状态对底泥内源释放的影响研究

通过波浪水槽试验,研究了泥沙起动临界状态时太湖贡湖湾底泥内源释放的特点。结果表明,当底泥处于泥沙起动临界状态时,底泥以上1cm处上覆水中溶解氧在前15min内呈降低趋势,由初始7.5mg/L左右降低至7.0mg/L以下;约20min后,溶解氧总体呈升高趋势,最高达到8.12mg/L;底泥以上1cm处上覆水中硝态氮、亚硝态氮、氨氮和磷酸根等营养盐浓度仅在过程中有不同程度的波动,试验前后基本保持不变。初步研究结果可见,在波浪水槽试验的条件下,泥沙起动临界状态在短时间内能降低水-沉积物界面上覆水的溶解氧浓度,而从环境效应角度看对太湖贡湖湾底泥内源释放没有影响。     

太湖日本沼虾、秀丽白虾现存量的周年动态研究——以梅梁湾、贡湖湾为例

太湖日本沼虾与秀丽白虾资源较为丰富,在太湖渔业中占有非常重要的地位,但对两种虾类资源动态的研究较少。对梅梁湾和贡湖日本沼虾、秀丽白虾现存量进行了周年调查,结果表明,梅梁湾和贡湖湾日本沼虾丰度和现存量一年内出现波动,冬季较低,春季开始增加,夏季达到高峰,9月后丰度和现存量大幅下降,随后随着个体的生长又有所上升,说明其资源量在短期内受繁殖和捕捞的影响会大幅震荡。不同湖区日本沼虾丰度和现存量存在差异,夏季沿岸带的丰度和现存量明显比敞水区大,主要是6~9月沿岸带分布量增多,说明日本沼虾繁殖季节的亲虾及当年繁殖的幼虾大量栖息于沿岸带,而非敞水区。贡湖秀丽白虾水草区丰度和现存量最高,说明秀丽白虾喜栖息于有沉水植物分布的水域。为合理利用太湖虾类资源提供依据     

基于BP人工神经网络和模糊理论的太湖蓝藻水华发生风险评价

目前,湖泊蓝藻水华是我国乃至世界的重大环境问题之一。蓝藻水华的暴发机制复杂,具有明显的不确定性。以太湖为例,根据近5 a水环境和水华发生的实测数据,结合BP（Back Propagation）人工神经网络和模糊理论,建立了蓝藻水华发生风险的模糊风险评价方法。对太湖9个水环境功能区的评价结果表明：西部沿岸区、梅梁湖蓝藻水华发生风险最大,为重度蓝藻水华风险区;竺山湖、五里湖次之,为中度蓝藻水华风险区;南部沿岸区、贡湖、湖心区为轻度蓝藻水华风险区,东太湖和东部沿岸区水华发生风险最小,为轻微蓝藻水华风险区。建立的评价方法和评价结果,可为蓝藻水华的预测、预警以及风险管理提供参考和依据。     

Composition analysis of colored dissolved organic matter in Taihu Lake based on three dimension excitation-emission fluorescence matrix and PARAFAC model, and the potential application in water quality monitoring

Taihu Lake is one of the five biggest lakes in China. Surface water samples from 26 sampling sites of Taihu Lake were collected. Furthermore wet chemical analysis （CODCr and BOD5） and measurement of three dimensional excitation-emission matrix （3DEEM） spectra in the laboratory have been conducted. Using parallel factor analysis （PARAFAC） model, three components of colored dissolved organic matter （CDOM） have been identified successfully, based on the analysis of 3DEEM data. The characteristics of the three components also have been described by comparing them to some components of CDOM, identified in earlier researches. Meanwhile, spatial variations of concentration for the three components in Taihu Lake have been analyzed, and the result indicates that the concentration of component 1 depends more on the situation of wastewater pollution and can be used as the indicator of wastewater pollution. The relationship between the concentrations of the three components and results of the wet chemical analysis show that none of the three components can be used as indicators of gross organic matter in water. However, the concentrations of all the three components have obvious linear relationships with the BOD5 value, especially for component 1 （r = 0.72878）. Finally, the potential applications of the composition analysis based on 3DEEM and PARAFAC model in water quality monitoring have been illuminated.     

消浪工程对太湖底泥再悬浮及营养盐释放的影响

为了解863消浪工程对太湖底泥再悬浮及营养盐释放的抑制作用,于2005年7月15～17日在工程区投放悬浮物捕获器测定沉积物的再悬浮通量,并分层采集水样进行水体营养盐浓度的垂向分布研究。16日平均风速3 m/s时,测得的再悬浮通量上层最大值为7.22 g/d·m2,下层最大值为41.8 g/d·m2;17日平均风速5 m/s时,测得的再悬浮通量上层最小值24.7 g/d·m2,下层最小值为48.4 g/d·m2,沉积物再悬浮通量与风浪扰动强度关系密切。对比消浪工程区内外沉积物的再悬浮通量表明,消浪工程能够显著减弱风浪对底泥的扰动,抑制沉积物再悬浮,减轻营养盐的内源释放通量。实验结果还表明,太湖水体悬浮物浓度越高,悬浮物的有机质含量就越低,相应地,单位悬浮物中磷的含量也越低。随着风浪扰动的持续和增强,尽管能够将更多的沉积物间隙水中的溶解性磷带入水体,但是,野外观测中发现水体溶解性的磷含量并未相应增高甚至降低,这可能是由于水体中悬浮物浓度越高,对水体溶解性磷的吸附能力也越高,从而使得水中溶解性磷的含量增高不显著甚至降低。     

太湖梅梁湾和贡湖湾浮游甲壳动物群落结构及其与环境因子的相互关系

为了探明太湖梅梁湾和贡湖湾水体中浮游甲壳动物群落结构的时空变化特征及其与水环境因子的相互关系,运用冗余分析(Redundancy analysis,RDA)对2004年11月至2005年10月期间测定的太湖的两个典型湖湾的浮游甲壳动物的密度、生物量数据与水环境因子进行多元统计分析。结果表明:梅梁湾和贡湖湾水体中营养盐含量存在时空差异。在季节变化上,冬春季节氮含量较高,夏秋季节磷含量较高;在空间变化上,由于受到周边污染物质输入的影响,梅梁湾各种形态氮磷营养盐含量显著高于贡湖湾。两个湖湾共鉴定出浮游甲壳动物19种,枝角类12种,桡足类7种,种属组成基本相同,其中,象鼻溞(Bosmina)是第一优势种。梅梁湾和贡湖湾的浮游动物也存在时空差异性,春季以大型的溞属(Daphnia)为主,夏秋季以小型的浮游甲壳动物如象鼻溞(Bosmina)为主。浮游甲壳动物总的密度和生物量会随营养盐水平的升高而增加,但对各水环境因子的响应会随种属不同而存在差异。温度、叶绿素a和营养盐水平是影响浮游甲壳动物群落结构和时空变化特征的主要因子。浮游甲壳动物生物量会随温度升高而增加,叶绿素a也与其生物量呈正相关,并且在藻类快速生长季节,更有利于小型浮游甲壳动物的生长。     

太湖介形类动物丰度与生物量

2004年9月~2005年8月对太湖介形类动物进行了季节性调查分析,结果表明：太湖中共有15种介形类动物,其年均丰度为1 590 ind/m2,年均生物量为46 495 μg(dwt)/m2,丰度和生物量在9个湖区的分布状态相似,受介形类自身食性及行为方式的影响,高丰度和高生物量主要出现在夏秋两季的太湖东半部分（包括东太湖、东部沿岸带和贡湖）。9个湖区中,除梅梁湖和贡湖外,其它几个湖区中介形类丰度和生物量的周年变化规律较为一致,而太湖中终年出现物种克氏瘤丽星介（〖WTBX〗Physocypria kraepelini〖WTBZ〗）、豆形豆形玻璃介（〖WTBX〗Fabaeformiscandona〖WTBZ〗 cf. 〖WTBX〗fabaeformis）和塔尔薄丽星介（Dolerocypria taalensis〖WTBZ〗）的自身繁殖力是造成梅梁湖和贡湖中介形类丰度和生物量间存在差异的主要原因,但两湖区中介形类丰度和生物量在整个太湖中所占比重有限,所以不影响太湖总体介形类季节变化趋势,四个季节中介形类的丰度和生物量均值总体呈现出秋＞夏＞冬＞春的规律。在15个物种中克氏瘤丽星介和豆形豆形玻璃介的丰度和生物量最高,所以两者为太湖介形类的建群种。介形类丰度、生物量与环境因子间的相关关系分析结果显示,水体中的植被密度、透明度、温度和溶氧量对介形类丰度和生物量分布和变化的影响较其它环境因子大,但因季节不同而有所变化。     

长期施肥条件下水稻土磷素分布特征及对水环境的污染风险

对太湖地区稻麦轮作黄泥土进行23 a长期施肥试验,设14种处理:不施肥(C0)、氮肥(CN)、氮钾肥(CNK)、氮磷肥(CNP)、磷钾肥(CPK)、氮磷钾肥(CNPK)、稻草加氮肥(CRN)、有机肥(M0)、有机肥加氮(MN)、有机肥加氮钾(MNK)、有机肥加氮磷(MNP)、有机肥加磷钾(MPK)、有机肥加氮磷钾(MNPK)、有机肥加稻草加氮(MRN)。结果表明:(1)与无磷处理比较,耕层(0—15 cm)全磷(TP)、有效磷(O lsen-P)和无机磷(I-P)含量均显著增加,有机磷(O-P)含量仅在MNP、MPK、MNPK和CPK处理中显著增加;耕层以下O-P无显著增加,MNPK、MNP、MRN和MN处理中I-P下移可达25 cm,而MNPK处理中TP及MNPK、CNP处理中O lsen-P下移可达30 cm;耕层磷素积累量及磷素下移深度与施磷量、施肥模式(化肥磷、有机肥磷;单施、混施)和磷素形态有关。(2)有机肥I-P下移深度比化肥I-P深。(3)不同施肥处理对水体环境存在不同的污染风险,其中以MNPK处理下土壤磷素对水体环境的污染风险最大;地表水的污染风险大于地下水,稻季的污染风险大于麦季,丰水年的污染风险大于平水年。     

冬季净化湖水的效果与机理

为了做到全年改善饮用水水质,需要研究在冬季怎样有效净化水质的问题为此,在太湖重富营养化水域进行了人工生态系统工程改进试验．结果表明,采用若干措施后,能大大地改善水质;滞留时间<2d时,工程内净化效果不明显;滞留时间延至7d左右时,水质指标能改善50％－80％;工程内水质净化的机理为高等水生植物及其共生细菌的共同作用,使人工生态系统工程成为抵抗环境变化的稳定生态系统,使水质变化处于良性循环;而滞留时间<2d或在人工生态系统工程外,水质变化处于恶性循环     

太湖水体散射特性及其与悬浮物浓度关系模型

水体散射特性与水环境参数如悬浮颗粒及其浓度密切相关.利用Wetlabs公司研制的水体固有光学特性测量系统,于2006-10～2006-11对太湖水体的散射系数和后向散射系数进行了测量.在对水体散射特性分析的基础上,建立了太湖水体颗粒物后向散射系数的光谱模型.此外,利用后向散射率计算水体折射系数,根据折射系数的变化范围,将水中颗粒物的主导因子分为3种类型：①浮游植物主导;②无机颗粒物主导;③两者共同主导.在对散射系数与无机悬浮物、有机悬浮物、总悬浮物浓度相关性分析的基础上,针对颗粒物主导因子的不同,分别建立了散射系数与无机悬浮物浓度的乘幂关系模型.