长江口外氧的亏损

1999年8月20~30日, 对黄海和东海海域进行了一次为期10 d的海洋科学考察,在长江河口外发现有一处面积达13700 km², 平均厚度达20 m的底层低溶氧区(DO<2 mg/L), 其含氧量最低值达到1 mg/L. 沿-100 m的等深线DO值低于3.5 mg/L的底部低氧海区向东南方向一直延伸到了东海大陆架. 在低溶氧区域, 表观耗氧量(AOU)为5.8 mg/L, 亏损氧总量达1.59×10⁶ t. 在这一海域存在着由于长江径流的注入以及台湾暖流造成的海水上涌形成强的温盐跃层, 限制了表层高含量氧向底层扩散, 表层浮游植物光合作用产生的大量颗粒态有机碳向底层输送, 并在底层进行化学和生物氧化是形成低氧海区底层氧亏损的主要原因. 同时, 长江径流携带的N, P污染物输入的不断增加更是为氧亏损水域表层浮游植物的生长提供了丰富的营养盐, 从而加剧了该水域氧的亏损.     

夏季长江口外缺氧频发的机制及酸化问题初探

针对夏季长江口外缺氧区,深入认识了同缺氧发生有着密切联系的特殊海底地形、流场环境、锋面和上升流等主要环境特征;特别地,夏季长江口外羽状锋和上升流这两种物理过程是耦合在一起的,羽状锋的垂向分布形态与上升流具有密切的联系.基于对夏季长江口外历史缺氧事件的回顾与分析,从统计学意义上展现了缺氧区在水平分布上的空间结构,并认识了缺氧发生区位置的细节,发现口门外内陆架区的溶解氧(DO)含量与水深之间呈"V"型关系,据此指出内陆架的缺氧水体多发生在具有陡峭海底地形的坡面上.在长江口外缺氧机制现有认知的基础上,剖析了口门外陡坡地形何以能成为夏季缺氧核心频发区的生物地球化学机制,阐释了坡面处缺氧区位置与羽状锋面和上升流的内在联系.长江口外羽状锋和上升流及其耦合作用是诱发夏季缺氧的重要驱动力,长江冲淡水羽状锋扩展和上升流交互作用影响下营养盐的持续输送和该处良好的光照条件是夏季长江口外浮游植物繁殖和底层缺氧的重要机制.通过对缺氧区耗氧作用及有机碳矿化和营养盐再生的探讨,指出夏季长江口外显著的耗氧过程亦主要发生在具有锋面和上升流特征的陡峭坡面附近,并证实底层缺氧区存在营养盐的表观丢失现象;同时,分析显示长江口外泥质区底边界层中的沉积物再悬浮也可对有机碳耗氧矿化及营养盐循环与再生产生影响.研究还指出长江口外的陡坡地形也是夏季低pH酸化环境的主要发生区,陡坡处羽状锋面和上升流的耦合亦为诱发夏季底层酸化的重要物理驱动力.最后,对今后长江口外缺氧区和水体酸化研究中予以关注的问题进行了探讨.     

三峡水库对长江N、P营养盐截留效应的模型分析

在长江流域干支流NP营养盐现场观测资料的基础上利用模式分析的方法分析了三峡水库对上游营养盐的截流效应. 三峡水库投入使用后发育出的水库生态系统可将上游输入的2%-7%溶解态无机氮和13%-42%的溶解态无机磷固定于浮游生物中库区水体中生物有机碳总量可保持在0.84109-2.65109mol的范围. 相应地三峡工程可减缓长江下游及长江口区的富营养化趋势但却在一定程度上加剧了长江中下游营养盐N/P比上升的趋势.     

红色中缢虫赤潮衰亡过程中营养盐的循环和利用及对浮游植物种群组成的影响

高生物量赤潮频繁地发生在香港的半封闭海湾,但这些海湾水体中的营养盐不足以支持如此高生物量的浮游植物生长.这些高生物量赤潮在衰亡期会释放大量无机营养盐到环境水体.我们假设这些来自赤潮衰亡释放的大量无机营养盐将加速其他种类浮游植物的生长,进而影响浮游植物种群组成.我们在香港的一个半封闭的海湾——牛尾海,利用由红色中缢虫(Mesodinium rubrum)引发的一次赤潮事件来检验这一假设.在赤潮发生水域,水体中细胞密度的达到5.0×10~5cells L~(-1),叶绿素a高达63.71μg L~(-1).在赤潮和非赤潮水域,水体中无机营养盐(硝酸盐:NO_3,铵盐:NH_4~+,磷酸盐:PO_4~3,硅酸盐:SiO_4~3)的浓度均较低.将营养盐添加到赤潮和非赤潮水体中,进行为期9天的营养盐加富培养实验.实验发现:赤潮水体中,无机营养盐的添加不能维持高细胞密度的红色中缢虫生长,第1天后红色中缢虫细胞密度迅速下降;非赤潮水体中,无机营养盐的添加并不能促使红色中缢虫细胞密度达到赤潮水体中的密度.这证实了营养盐并不是此次赤潮事件的形成或衰亡的主要驱动因素.红色中缢虫赤潮在第1天衰亡后,释放出了高浓度的NO_3、PO_4~3、SiO_4~3、NH_4~+和尿素.细菌丰度和异养活性明显增加,在第3天或第4天达到最高,并随红色中缢虫细胞密度的下降而降低.赤潮衰亡释放出来的营养盐刺激了诸如:角毛藻变种(Chaetoceros affinis var.)、卷曲鱼腥藻(circinalis)、伏氏海毛藻(Thalassiothrix frauenfeldii)和菱形藻属(Nitzschia sp.)等硅藻生长,这种刺激作用在添加SiO_4~3的处理组中更明显;同时也刺激其他藻种的生长.这些结果表明,海湾中的红色中缢虫赤潮不是直接由营养盐驱动引发的.然而,赤潮衰亡时释放的大量无机营养盐会引起寡营养环境水体中藻华的二次爆发,进而影响浮游植物种群的组成.     

南亚热带典型调水型水库—广东大镜山水库的富营养化特征分析

调水型水库是一种以抽水入库为主要来水水源的水体,是沿海地区重要的供水水源地.为了解这类水库的富营养化特点,于2005年全年每月2次对地处我国南亚热带地区(广东珠海市)的大镜山水库进行采样和监测.监测和测定指标主要包括氮、磷营养盐浓度、水温、透明度及叶绿素a浓度等,结合水库水文数据对水库富营养化特征和主要的影响因素进行分析.结果表明,2005年,大镜山水库的富营养化状态TSI_M指数在45-53之间,水库处于中富营养状态,多数时间处于富营养状态.水体富营养化主要参数表现出明显的季节变化,即叶绿素a浓度和富营养化状态指数在早春和晚秋出现两个峰值,明显地与温带富营养化水体在夏季出现单个峰值的特征不同.调水入库增加了水库营养盐负荷的同时,也在很大程度上影响了水库水动力学过程,与夏季的集中强降雨一起成为影响该水库富营养化的关键因素,这些因素改变了浮游植物群落对营养盐的直接响应,导致叶绿素a浓度与总磷、总氮浓度之间呈弱相关关系,降水和调水量在时间上相对配置重要性决定了叶绿素a浓度与营养盐浓度的关系.     

三十年来长江中下游湖泊富营养化状况变迁及其影响因素

为弄清长江中下游通江/历史通江湖泊富营养化现状、成因及修复策略,对该区域27个大型湖泊和水库开展了4个季度的水质调查,并结合部分湖泊1988-1992年及2008年两个时段富营养化调查成果,分析近30年来长江中下游地区大型湖泊富营养化关键指标变化的特征及其驱动因素.结果表明,目前该区域绝大多数湖泊处于富营养水平,较1980s有明显加重,浮游植物叶绿素a及总磷是最主要的营养状态指数贡献因子;湖泊的富营养化状况与湖泊的江湖连通状况、换水周期等流动性状况、渔业养殖及管理、流域纳污、治理强度等人类活动方式和强度密切相关;与历史调查结果相比,氮、磷的增幅相对较小,而有机质污染程度明显加重、浮游植物叶绿素a浓度大幅增高,表明营养盐之外的其他因素,如水文节律的变化、江湖阻隔、不合理的渔业养殖活动等,对该区域湖泊的富营养化问题加剧、浮游植物生产力增高起到更为重要的作用.因此,从治理途径和策略上来看,增加湖泊的流通性、恢复部分湖泊的自然水文波动节律、优化湖泊渔业管理、提升湖泊流域营养盐的有效截留能力、实施湖泊生态修复工程是控制长江中下游湖泊富营养化、提升区域湖泊生态质量的关键.     

2016—2020年长江中游典型湖泊水质和富营养化演变特征及其驱动因素

“十三五”时期,长江流域水环境质量改善明显,但湖泊水质和富营养化状况改善滞后. 长江中游作为我国淡水湖泊集中分布区域之一,部分湖泊存在水环境质量恶化和富营养化加重问题. 本文以长江中游区域国家开展监测的洪湖、斧头湖、梁子湖、大通湖、洞庭湖和鄱阳湖这6个典型湖泊为研究对象,科学评价其2016—2020年水质和富营养化时空变化特征及关键驱动因素,探讨其成因及治理对策. 结果表明,“十三五”时期长江中游湖泊水质和富营养化程度存在较大差异,与2016年相比,2020年大通湖水质改善最为明显,梁子湖水质变差,总磷是影响长江中游湖泊水质类别的主要因子; 洪湖富营养程度恶化最为严重,斧头湖次之,TLI(SD)对长江中游湖泊富营养化评价贡献最大. 目前长江中游湖泊呈有机污染加重和叶绿素a浓度升高现象,洪湖、斧头湖和梁子湖主要与氮、磷营养盐浓度升高有关,而大通湖、洞庭湖和鄱阳湖受水文过程、流域纳污量和湖泊管理等非营养盐因素影响较大. 总氮和总磷仍然是影响“十三五”时期长江中游湖泊水质和富营养化的最主要驱动力,且各湖泊总氮和总磷浓度变化均具有较强正相关性,建议开展河湖氮、磷标准衔接工作,提出河湖氮、磷标准限值或考核目标,以完善河湖水环境质量标准和生态健康影响评价技术规范. 同时,建议长江中游湖泊在开展截污控源、内源控制和生态修复的同时,进一步深化流域管理,特别是对洞庭湖、鄱阳湖、梁子湖和斧头湖等跨行政区湖泊,以提高湖泊治理与修复的系统性和整体性.     

长江口悬浮颗粒物中有机质来源及厌氧氨氧化活动的季节性变化

人类活动导致的富营养化与赤潮爆发致使近年来长江口缺氧区日益扩大,厌氧氨氧化过程已经被指出在缺氧区的氮循环中发挥着重要作用.梯烷脂作为一种生物标志物已被用来指示不同生态系统中厌氧氨氧化活动,但悬浮颗粒物中厌氧氨氧化菌和梯烷脂的来源尚不明确.本文通过对春、夏季节长江口悬浮颗粒物中多参数生物标志物进行分析,来研究梯烷脂的来源及其对厌氧氨氧化活动和缺氧区的指示.陆源生物标志物(长链正构烷烃和直链醇)、海源生物标志物(菜子甾醇和甲藻甾醇)和相对陆源有机质指标TMBR(terrestrial and marine biomarker ratio)、BIT(branched and isoprenoid tetraether)的时空分布结果表明,海源有机质在春季(55%)和夏季(86%)都占主要地位.梯烷脂与海源和陆源生物标志物的相关性表明,梯烷脂主要在水体中原位产生,长江口悬浮颗粒物中梯烷脂的浓度主要反映了水体中厌氧氨氧化活动的强度,但梯烷脂的浓度也会受到厌氧氨氧化菌种群结构的影响.本文研究结果表明,厌氧氨氧化活动在长江口海域广泛存在,夏季较高的梯烷脂含量(特别是在上升流区)对应着较低的溶解氧的含量,表明其指示缺氧区的可能性.     

综合营养状态指数(TLI)在夏季长江中下游湖库评价中的局限及改进意见

综合营养状态指数(TLI)在中国湖库富营养化评价中应用非常广泛.对于该指数的各分项指标,基于叶绿素a的评估结果是富营养化风险的直接体现,是最终指示;而基于理化指标(总氮、总磷、透明度和高锰酸盐指数)的评估结果是间接指示.如果两者TLI评估结果存在显著差异,则说明基于理化参数的TLI评估结果低估或者高估了实际富营养化水平和相关风险.本文针对长江中下游湖库的基于水质理化指标和基于叶绿素a的TLI结果是否匹配的问题开展了调查分析.结果表明,对于非通江浅水湖泊而言,基于总氮、总磷、高锰酸盐指数的TLI评估结果均低估了富营养化水平和相关风险;对于通江浅水湖泊而言,基于总氮、总磷和透明度的TLI评估结果高估了富营养化水平和相关风险,而基于高锰酸盐指数的结果低估了富营养化水平;对于深水水库,基于总氮的TLI指数评估结果高估了富营养化水平,而基于总磷、透明度和高锰酸盐指数的结果低估了富营养化水平.上述水质理化指标和叶绿素a评估结果不匹配的原因为以下两点:第一,部分物理化学指标失去了对富营养化风险(叶绿素a)的指示意义,如通江浅水湖泊的总氮、总磷、透明度和高锰酸盐指数以及深水湖泊的总氮;第二,部分富营养化理化指标和叶绿素a原有关系发生错位,比如对于深水湖泊总磷对叶绿素a的响应比TLI指数构建所采用的关系更加敏感.针对TLI理化指标评估在长江中下游湖库应用中存在的问题提出如下改进建议:1)结合长时间序列历史数据,基于分位数回归等方法构建特定湖泊的叶绿素a和理化参数的响应关系,开发“一湖一策”的评估公式;2)根据换水周期和湖泊面积水深比对进行湖泊分类,建立特定湖泊类型的叶绿素a和理化参数的响应关系,构建“一类一策”的评估公式;3)在富营养化评估结果中应分别量化富营养化状态参数(营养盐水平)和富营养化风险参数(叶绿素a)以及两者比值,但生物指标是富营养化评估的最终指示.现阶段我国富营养化评价和管理多为“全国一策”,可能很难满足经济高效的管理需求.因此,本研究所建议和综述的“一类一策”和“一湖一策”的湖泊富营养化评估方法对未来的湖泊生态管理可能具有重要意义.     

白令海盆pCO2分布特征及其对北极碳汇的影响

利用中国首次北极科学考察期间所观测到的白令海及楚克奇海表层海水CO2分压(pCO2)的变化及其异常, 研究了白令海盆pCO2的分布特征及与周围水文环流的相关关系. 结果表明, 与具有高生产力的白令海陆架区不同, 在白令海盆观测区内, 叶绿素整体水平较低, 生物作用不是pCO2空间分布的主要调控因子, 而水文环流要素呈现出重要影响, 是典型的高营养盐低叶绿素(HNLC)海区. 研究表明, 白令陆坡流(Bering Slope Current; 后变性为阿纳德尔流, Anadyr Current)对白令海盆pCO2空间分布也产生了重要影响. 从HNLC的白令海盆流过来的白令海亚北极水, 将补充西北冰洋夏季几乎耗尽的表层营养盐, 有利于浮游植物的生长, 增强对大气CO2的吸收能力, 形成有机碳汇; 另一方面, 注入白令海的淡水来源的无机碳在白令海没有向深海输出, 多数会通过阿拉斯加沿岸流注入北冰洋, 形成一个重要的无机碳汇, 这两大碳汇都在北极对全球变化的响应中起着十分重要的反馈作用.     

辽河流域太子河流域N、P和叶绿素a浓度空间分布及富营养化

通过对太子河流域46个采样点溶解性无机氮、溶解性无机磷、总氮、总磷、电导率、p H、溶解氧和叶绿素a浓度及相关环境因子的测定,分析氮、磷浓度与叶绿素a浓度的空间分布特征,利用回归分析判别氮、磷与叶绿素a浓度的相关性,冗余分析判别河流水质与环境因子的关系,并初步评价太子河流域水体富营养化状况.结果表明:太子河流域氮、磷浓度具有明显的空间异质性,表现为上游浓度较低且变化较平稳,辽阳段浓度逐渐上升且波动增大,鞍山段浓度最高.冗余分析显示氮、磷浓度的空间分布特征与土地利用方式、海拔、河岸缓冲带宽度、植被多样性密切相关.叶绿素a浓度与氨氮、硝态氮、溶解性无机氮、溶解性无机磷、总氮、总磷和电导率呈显著正相关,说明营养盐的增多在一定程度上会促进浮游藻类的增长.太子河流域水体富营养化评价综合指数显示,太子河流域"中"营养状态点位有27个,占58.7%,"富"营养状态点位有19个,占41.3%,没有"贫"、"重富"和"极富"营养状态.     

崇明岛"闸控型"河网水体富营养化特征及其影响因素

为研究崇明岛"闸控型"河网水体富营养化特征及其与环境因子的相互作用,以2010年各季节崇明岛河网水质数据为基础,探讨了环境因子与藻类的变化规律及其相互作用机制.结果表明:崇明岛河网水环境中营养盐水平较高,氮污染尤为严重.长江引水进入岛内河网水环境后,营养盐(除SiO₃-Si)、Chl.a含量和营养状态都出现了明显的升高.与长江引水相比,河网内藻类群落Chl.a贡献比例的变化主要表现为硅藻比例的下降以及蓝藻和绿藻比例的上升.尽管水温、pH、浊度以及营养盐中的TN、TP、NO₃^--N、DOC的变化均与Chl.a含量显著相关,但藻类群落对环境因子的响应关系存在较大差异.蓝藻的增加主要与水温和TP含量的升高有关;绿藻与TN、NO₃^--N的关系最为密切;硅藻的变化只与浊度存在明显正相关,营养盐并不是硅藻生长的促进因子.     

改性当地土壤技术修复富营养化水体综合效果研究:Ⅱ.底栖动物群落结构和多样性的响应

从2010年10月开始在太湖梅梁湾围隔内实验区实施了改性当地土壤技术,在研究其对水体富营养化和蓝藻水华长效控制作用的同时,重点研究了底栖动物群落对此技术的响应.研究发现:经过11个月的处理,相比对照区,实验区内软体动物的平均密度和生物量分别增长了124%和33.8%,底栖动物Margalef和Shannon-Wiener多样性指数分别增长了41.1%和18.5%.环境因子和底栖动物群落的典范对应分析发现叶绿素a、温度、溶解氧和总磷对底栖动物群落有显著影响.本研究表明通过改性当地土壤技术降低水体营养盐含量和叶绿素a含量、增加底泥表层溶解氧含量,可以在一定程度上改善底栖动物生境,提高其物种多样性.     

太湖蓝藻碎屑对水质及附着藻和水丝蚓生物量的影响

富营养化是现今各国面临的主要水环境问题,其中蓝藻水华暴发是全球富营养化水体最常见的现象之一.蓝藻水华将产生大量的蓝藻碎屑,其对水质及生物的影响还尚不清楚.本研究通过向中宇宙系统添加微囊藻碎屑,分析其对水体不同形态营养盐及水生生物生物量的影响.结果表明:微囊藻碎屑加入后,水体不同形态的营养盐浓度均在短期内迅速增加,其中水体总氮和总磷平均浓度最高分别达到3.86和0.36 mg/L;浮游植物生物量(用叶绿素a表示)在前9天随营养盐浓度的升高而增加,随后逐渐下降至实验初始水平.此外,附着藻类生物量在微囊藻碎屑加入后呈逐渐下降趋势,这可能与浮游植物快速增殖引起的水体透明度下降有关.微囊藻碎屑加入后,水丝蚓生物量随微囊藻碎屑的分解持续增长,在第20天达到生物量最大值.本研究通过模拟太湖梅梁湾生态系统,探讨微囊藻碎屑对水质及水生生物生物量的影响,结果有助于进一步了解蓝藻水华对水生态系统影响的途径及机理,为富营养化湖泊管理提供理论依据.     

鄱阳湖氮磷营养盐变化特征及潜在性富营养化评价

根据2008-10至2009-07之间4次的记录资料,阐述了鄱阳湖区氮磷营养盐的时间以及空间变化特征,并对硝氮、氨氮、磷酸盐和pH进行了相关分析,对鄱阳湖区进行了潜在性富营养化评价.结果表明:该湖区氮磷营养盐随时间和空间的不同呈现不同的变化规律,湖区水质受河流径流以及浮游植物的影响较大.在时间分布上表现出4月份的N/P比值最小,说明该季节正是浮游植物生长和繁殖最主要时期.在空间分布上表现出鄱阳湖的上游污染物浓度远小于下游污染值,湖区向出湖口浓度有增高趋势.N/P值从10月份的7.8上升至1月份的31.2,随后下降到4月份的7.4,在7月份又上升至8.9.氮磷营养盐和pH表现出不同的相关关系,如在4月份无机氮和pH的相关系数达0.5.综合各项因子的分析可以得出,潜在性富营养化评价结果是鄱阳湖在调查期间为磷污染比较严重.     

前期风场控制的太湖北部湖湾水动力及对蓝藻水华影响

为明确前期风场对太湖北部湖湾水动力及蓝藻水华分布的影响,对2008年9月梅梁湾及贡湖湾水文、水质及气象开展了同步观测,结果表明:受前期东北风影响,梅梁湾及贡湖湾表层、中层及底层湖流流向均顺风向自湾内流向湾外,两个湖湾均不存在补偿流.表层湖流对风场变化响应敏感,而中场及底层流场对风场变化响应存在显著滞时.在偏南风作用下,梅梁湾表层湖流能快速形成顺时针环流.在偏西风作用下,贡湖湾表层湖流流向虽未发生偏转,但是湖流流速显著减小并导致流速沿水体垂向呈递增分布.观测期间水动力强度对太湖北部湖区叶绿素a浓度垂向分层及蓝藻水华水平漂移均具有重要影响.在水动力滞缓水域,蓝藻水华易在水表发生漂移堆积.在水动力强度较大水域,强烈的垂向混合作用能使蓝藻沿水深方向混合均匀,降低水华暴发风险.相对于水动力条件,营养盐对叶绿素a浓度空间分布的影响较弱.     

Prior wind field induced hydrodynamics and its influence on cyanobacterial bloom in northem bays of Lake Taihu, China

为明确前期风场对太湖北部湖湾水动力及蓝藻水华分布的影响,对2008年9月梅粱湾及贡湖湾水文、水质及气象开展了同步观测,结果表明:受前期东北风影响,梅梁湾及贡湖湾表层、中层及底层湖流流向均顺风向自湾内流向湾外,两个湖湾均不存在补偿流.表层湖流对风场变化响应敏感,而中场及底层流场对风场变化响应存在显著滞时.在偏南风作用下,梅梁湾表层湖流能快速形成顺时针环流.在偏西风作用下,贡湖湾表层湖流流向虽未发生偏转,但是湖流流速显著减小并导致流速沿水体垂向呈递增分布.观测期间水动力强度对太湖北部湖区叶绿素a浓度垂向分层及蓝藻水华水平漂移均具有重要影响.在水动力滞缓水域,蓝藻水华易在水表发生漂移堆积.在水动力强度较大水域,强烈的垂向混合作用能使蓝藻沿水深方向混合均匀,降低水华暴发风险.相对于水动力条件,营养盐对叶绿素a浓度空间分布的影响较弱.     

末次冰期东海陆架平原上的长江古河道

根据高分辨率浅地层剖面探测资料, 划分出虎皮礁凸起东南部浙东-西湖凹陷区末次冰期古河道体系.古河道充填沉积体的分布表明, 在末次冰期低海面时期, 长江主要途经长江凹陷进入外部陆架低地平原, 由于平缓地形的缓冲作用, 流入冲绳海槽的大型古河道难以发育, 但对低海面时期冲绳海槽北部的淡化起到了重要作用. 进一步分析认为, 在长江口外有6条大型古河道系统(A~F), 是末次冰期长江在东海陆架平原上的主要流路, 古河道分布与现在海底带状高地形有对应关系.     

浅水湖泊内源磷负荷季节变化的生物驱动机制

由于磷是重要的生源要素,过量的磷促进浮游植物(包括有毒蓝藻)的生长而使水质恶化,水-泥界面的磷交换机制受到广泛关注.一般认为沉积物的磷释放模式在浅水湖泊和深水湖泊之间有很大的差异.在探讨沉积物中磷释放机制时,人们一直最关注的要素为铁和氧及其相关的环境因子(如扰动、分解),但是浅水湖泊中磷含量变化的大部分结果仍然无法解释.通过对欧洲温带浅水湖泊和亚热带气候的长江中下游浅水湖泊中有关沉积物磷释放模式的野外和实验研究结果的分析,认为在浅水湖泊内源磷负荷季节变动模式的驱动因子中,pH可能比溶氧更为重要,即浮游藻类的光合作用增强时导致水体pH值的上升,这又可改变沉积物表面的pH,从而促进沉积物中磷(特别是铁磷)的释放并基于藻类水华对沉积物中磷的泵吸作用,首次提出了浅水湖泊中内源磷负荷的季节波动与营养水平密切相关主要是由于藻类光合作用驱动的新的观点.此外,浅水湖泊中藻类水华对沉积物磷的选择性泵吸作用,一方面圆满地解释了为何在超富营养的武汉东湖通过非经典的生物操纵于20世纪80年代中期消除了东湖的蓝藻水华后水柱中总磷和活性磷含量均显著下降,另一方面也解释了为何在许多欧洲湖泊的群落季节演替过程中出现的春季浮游植物较少的清水期或通过经典的生物操纵降低浮游植物的现存量均可显著地降低湖水中的磷含量.相对于深水湖泊来说,浅水湖泊生态系统结构的改变引发的浮游植物的兴衰,能对水-泥界面磷的交换能产生更显著的影响.也就是说,生物的生命活动同样可以驱动沉积物中营养盐的释放,而且在浮游植物丰富的富营养化浅水湖泊中,这种静态释放作用更为明显.     

2005-2017年北部太湖水体叶绿素a和营养盐变化及影响因素

利用国家生态观测网络太湖湖泊生态系统研究站对北部太湖14个监测点2005-2017年的营养盐和叶绿素a浓度逐月监测数据,分析了北部太湖2005年以来水体营养盐和叶绿素a变化特征,探讨了叶绿素变化的影响因素.结果表明,2015年以来,北部太湖水体叶绿素a浓度呈现显著增高特征,特别是5-7月的蓝藻水华灾害关键期,水体叶绿素a浓度增幅更加明显;营养盐方面,氮、磷对治理的响应完全不同：水体总氮、溶解性总氮、氨氮的降幅很明显,甚至在春末夏初的蓝藻生长旺盛期出现了供给不足的征兆;但水体总磷降幅却不明显,加之蓝藻水华的磷"泵吸作用",近3 a来水体总磷浓度反而有升高趋势,溶解性总磷浓度也无明显下降趋势.不同湖区的营养盐变化也不相同：西北湖区溶解性总氮、溶解性总磷浓度显著高于梅梁湾、贡湖湾和湖心区,而且后3个湖区的水质呈现均一化趋势.统计分析表明,北部太湖水体叶绿素a浓度与颗粒氮、颗粒磷、总磷、高锰酸盐指数均呈显著正相关,与溶解态氮呈负相关;5-7月水华关键期北部太湖水体叶绿素a浓度与上半年（1-6月）逐日水温积温、总降雨量、年平均水位均呈显著正相关关系.从研究结果可以看出,近年来北部太湖水体叶绿素a浓度的波动很大程度上受水文气象因子的影响;2007年以来太湖流域一系列生态修复工程的实施,虽然明显降低了湖泊氮浓度,但由于流域和湖体的氮磷本底较高,磷的缓冲能力大,致使水体营养盐水平仍未降到能显著抑制蓝藻生长的水平,年际之间的水文气象条件差异成为蓝藻水华暴发强度差异的主控因素.为此,仍需加大对太湖流域氮、磷负荷的削减,使湖体氮、磷浓度降低到能显著影响蓝藻生长的水平,才能摆脱水文气象条件对蓝藻水华情势的决定作用.