湖泊水、沉积物氮磷的空间分析及其耦合特征研究——以大通湖为例

大通湖是湖南省面积最大的淡水养殖湖泊,冬季作为捕鱼的旺季并且水位较低,水体和表面沉积物中氮、磷容易受到渔业生产的影响。本文从地统计学出发,通过研究冬季大通湖水体和沉积物中有机质(OM)、氮(N)和磷(P)的空间结构特征及其耦合关系,探讨大通湖富营养化程度及其影响因素,为可持续水产养殖和生态修复提供科学依据。结果表明:冬季大通湖水体中总氮(TN)、总磷(TP)浓度较高,平均值分别达到了3.78mg/L和0.29mg/L,为劣Ⅴ类。水体中NH_4~+含量相对较低,平均为0.17mg/L,属于地表水Ⅱ类。与2011年数据比较,沉积物中TP浓度较高,平均升高到了1469mg/kg;而沉积物TN基本持平,平均为1224mg/kg;沉积物TP和水NO_3~-的"块金值/基台值"分别为43.4%和34.5%,表现为中等空间相关性(spatial dependence),其他N、P指标的"块金值/基台值"均低于25%,表现为强烈空间相关性。冬季大通湖沉积物OM、TN和TP在空间上呈现出有规律的带状分布,而水体N、P大体上呈现出"品"字形的斑块分布;水体中的氮磷比平均为13.03,比较适合浮游植物生长;沉积物OM只与沉积物TN和TP呈极显著正相关(P0.01),而积物中TN和TP与水体中的TN和TP相关性不显著。因此,大通湖水体修复在控制外源输入的情况下,还应考虑综合的生态系统工程措施。     

蓝藻湖靛对水稻肥效的研究

通过等氮量的沤制蓝藻湖靛、人畜粪和碳酸氢铵作为早、晚稻追肥肥效的比较试验,以及通过沤制蓝藻湖靛对早、晚稻不同施用量的追肥和基肥的试验说明,沤制蓝藻湖靛的肥效与碳酸氢铵相似;在一定数量的范围内,其施用量与水稻产量呈正相关。     

高原湖泊溶解有机质的三维荧光光谱特性初步研究

提要近年来,荧光光谱技术被广泛应用于研究天然水体中溶解有机质(Dissolved Organic Matter,DOM)的物理化学特性。为了理解高原湖泊中DOM的组成、荧光光谱特性及其在湖泊水体中的垂直分布情况,作者利用荧光发射光谱、三维荧光光谱研究云贵高原湖泊红枫湖和百花湖中的DOM。结果显示,高原湖泊DOM主要表现为类富里酸荧光,包括可见区和紫外区两种类型的荧光峰,各种天然水体中都有报道的类蛋白荧光在红枫湖DOM中并不明显,而在百花湖DOM中则有较强的类蛋白荧光。溶解有机质所含三种类型荧光峰(PeakA:紫外区类富里酸荧光峰;PeakB:可见区类富里酸荧光峰;PeakC:类蛋白荧光峰)的荧光强度与溶解有机碳之间没有明显的线性相关关系,可能与高原湖泊水体pH值、DOM在湖泊不同深度由于受到光降解、微生物降解等作用存在差异等因素有关。与有机质结构和成熟度有关的荧光峰比值r(A,C)在1.40—2.09范围内,红枫湖南湖、百花湖DOM样品的r(A,C)值随着水体深度有下降的趋势,而红枫湖北湖DOM的r(A,C)值则随着水体深度有较大起伏,揭示了高原湖泊水体中DOM的结构以及分布情况存在差异。另外,r(A,C)值与pH之间具有良好的正相关关系,其相关系数红枫湖南湖DOM为0.95,百花湖两个采样点DOM分别为0.67、0.75,而红枫湖北湖DOM则显示出一定的负相关性(R2=0.45)。     

长江中下游湖泊水体氧同位素组成

通过长江中下游45个湖泊不同季节水体δ18O分析,对湖泊水体演化过程进行了研究。结果表明,湖泊水体δ18O主要反映了湖泊水源变化及湖泊水体与长江洪水期/枯水期交替演变的特征关系。受江湖关系随季节变化影响,处于长江中下游中段安徽省境内的巢湖、石塘湖等湖泊各季节水体δ18O都相对较高,处于上段和下段的鄱阳湖群和太湖湖群湖泊水体δ18O相对较低。因此,长江中下游上段和下段湖泊水体交换受长江影响较大,中段较小。对不同季节湖泊水体δ18O比较分析表明,长江对湖泊水体的影响主要在夏季,秋、冬季节湖泊水体稳定。黄盖湖、大冶湖等湖泊夏、秋两季水体δ18O大幅度变化与长江的水位波动直接有关,在长江洪水期,湖泊与长江相连;在长江枯水期,湖泊与长江分离。玄武湖水体δ18O的大变幅是人为换水造成的。     

杭州西湖治理后的浮游动物现状

作者等曾于1978—1980年在西湖进行过治理前浮游动物的调查研究。从1981年开始,有关部门对污染严重的西湖水体进行了全面的综合治理。其主要措施有:整修湖岸,制止陆地的污物、尘土随雨水流入湖中;截污、环湖埋设近10公里的污水截流管道,使沿湖的生产和生活污水不再排入西湖;疏浚、清除湖底污泥五万立方米,增大蓄水量两倍多;打捞湖面废弃物,平均每天打捞废弃物200余公斤,减少了污物的沉积;改用直流电机游船,代替柴油机动游船,防止油垢污染;引流,从钱塘江引2000万吨清水入湖。由于采取上述治理措施,特别是引流的结果,近年来已逐渐降低了西湖水体的富营养化程度。治理后,西湖浮游动物有何变化,亦是各方关注的一个问题。为此,作者于1984年1—12月再度进行了西湖浮游动物的调查。按钱塘江水流入湖后的水路方向,布设了四个采样点,即小南湖和西里湖点(进水区)、湖中心点(敞水区)和少年宫点(出水区)。     

微小辐环藻, 我国硅藻藻华的新记录种

2016年5月4日—10日, 海南省海口市红城湖发生了一起硅藻藻华。为明确该起藻华的肇事生物, 于藻华期间采集了水体样品, 经过光镜和电镜下的形态学观察, 确认藻华原因种为微小辐环藻Actinocyclus exiguus Fryxell & Semina, 该种是我国硅藻的新记录种, 其藻华在我国也是首次报道。微小辐环藻隶属于中心纲硅藻, 细胞单独生活或形成胶质状群体, 细胞个体较小, 壳面直径为6.4~11.1μm, 有2个或3个壳缘唇形突, 壳缘处具有眼斑结构。水体中丰富的氨氮(平均值为2880μg•L^-1)和较高的水温(31℃)条件可能是藻华事件的环境诱因。藻华事件导致红城湖40余吨花鰶死亡。经过鱼体检测, 初步排除因为藻毒素、鱼鳃机械性损伤或水体缺氧而致死的可能, 水体盐度剧烈变化等物理应激反应导致鱼类死亡的可能性较大。     

少井区基于地震属性聚类的沉积相分析方法——以白云凹陷始新统文昌组为例

始新统文昌组是白云凹陷的潜在烃源层系,为了解决沉积研究中基础资料少和多地震数据体联合研究的难题,提出了基于K-means方法的地震属性聚类分析方法。在可靠的层位解释基础上,针对不同地层接触关系,合理的进行地震属性的提取、优选和聚类分析,结合单井相分析、地震相识别和邻区资料的类比研究,综合进行文昌组沉积相分析工作。研究选取了均方根振幅、校偏带宽比和能量半衰时等3种地震属性进行聚类分析,划分了蓝色、亮绿色和红色3类区域,分别对应于亚平行—平行中高频中强振幅中好连续相、亚平行中弱振幅差连续相、楔状强振幅差连续—杂乱相等3类地震相。白云凹陷文昌组主要发育滨湖、浅湖、中深湖和(扇)三角洲等沉积相类型;文昌SQ1层序时,周缘隆起在凹陷内发育多个扇三角洲,凹陷内水体相对较浅,以滨湖和浅湖亚相发育为主;文昌SQ2层序时水体加深,在主洼东、西2个深洼区中深湖亚相已连片展布,总面积近600km~2。该方法合理可靠,有力支持了白云凹陷资源潜力评价工作。     

吉林市小型景观水体夏季浮游植物群落特征及水质评价

2016年7月,对吉林市北山湖、落马湖、江南公园、乌拉公园、卢瓦尔小镇等5处景观8个小型景观水体的浮游植物群落及其主要水环境因子进行调查,并利用生物多样性指数法(Shannon指数H、Margalef指数D和Pielou指数J)和综合营养状态指数法分别对水体水质和水环境因子进行评价。结果表明:8个水体共鉴定浮游植物7门68属125种,主要优势种为蓝藻和绿藻;北山湖、江南公园、卢瓦尔、落马湖、乌拉公园浮游植物平均细胞丰度变化范围分别为2.75×10~6-3.18×10~6cells·L~(-1),11.87×10~6-38.82×10~6cells·L~(-1),16.80×10~6-25.12×10~6cells·L~(-1),7.63×10~6-8.78×10~6cells·L~(-1);0.25×10~6-5.40×10~6cells·L~(-1);北山湖、江南公园2个水体、卢瓦尔2个水体、落马湖、乌拉公园2个水体的H值分别1.41-2.16、0.56-1.17、1.99-2.05、0.77-0.87、2.22-2.42,D值分别为3.21-4.80、2.78-3.25、4.44-5.62、3.25-3.31和5.27-5.40,J值分别为0.48-0.72、0.17-0.37、0.54-0.57、0.13-0.25、0.63-0.86。综合评价结果表明,8个小型景观水体处于中营养、β-中等污染水平。     

杭州城区水域中PAEs分布特征及黄颡鱼(Pelteobagrus vachelli)体内残留消除研究

采用气相色谱(GC-FID)检测技术,对杭州城区水体以及黄颡鱼(Pelteobagrus vachelli)肌肉和脑等可食性组织中5种PAEs类化合物进行检测,确定杭州城区水体中PAEs分布特征,并分析了PAEs在黄颡鱼肌肉和脑中含量随时间动态变化规律。研究结果表明,杭州城区水体中5种PAEs化合物含量均较高,但每种化合物含量差异较大,其中DEHP含量在不同水域中含量均最高。黄颡鱼体内残留检测结果显示,5种PAEs类化合物在黄颡鱼肌肉和脑等可食性组织中均有分布,其中脑和肌肉中的消除半衰期处于17.33—32.54h之间。结果表明,PAEs在杭州城区不同水体中广泛分布,在鱼体肌肉和脑等可食性组织中消除较缓慢。     

液化土床中氮、磷向水体中释放的水槽试验研究

湖泊、河流及海岸沉积物会长期吸附来自水体的氮(N)、磷(P)等营养物质,同时氮磷营养盐也会从沉积物中释放出来,进入上覆水体,成为水体富营养化的物质来源。本文利用波浪水槽试验,研究了沉积层中N、P在静置固结阶段(I)、加波未液化阶段(II)和加波液化阶段(III)的释放规律。结果表明,阶段III活性磷酸盐(SRP)的释放速率相比阶段I和阶段II均提高了数倍;无机氮的释放受到生物作用的影响,但在阶段III,硝态氮(NO_3~-—N)和氨氮(NH_4~+—N)的释放速率均明显提高。亚硝态氮(NO_2~-—N)浓度在阶段II出现急剧下降,之后基本不再增加,因此动力扰动对沉积物中氮磷的释放有明显的促进作用,而海床液化能显著提高SRP、NO_3~-—N和NH_4~+—N的释放速率。     

中型浅水湖泊人工施化肥技术及其效果研究

本文根据1986—1988年3年来对珊珀湖人工施化肥的效果和对水体N、P运动的动力学观察写成,论述中型、浅水、有机质丰富的老年湖泊的浮游生物繁殖高峰期(6、7、8、9月)进行人工定点、定时、定量、分批施化肥,是改善湖泊水质,使水体从严重缺磷(N∶P=223.8∶1)改变为缺磷(N∶P=6.6∶1)的有效途径。可以增加N、P含量、改变浮游生物群落结构,加快浮游生物的繁衍,从而提高水体的初级生产力及其对滤食性鱼类的负载力,进而提高湖泊的经济,社会效益。     

大溪水库水体营养现状分析

于2008年6月—2009年5月对大溪水库水体氮磷营养盐(总氮(TN)、总磷(TP)、硝态氮(NO3-N)、亚硝态氮(NO2-N)、氨态氮(NH4-N)、磷酸根(PO4-P))和pH、透明度(SD)、温度(T)、化学需氧量(CODMn)、叶绿素a含量(Chla)等理化指标进行了测定。结果表明:大溪水库水体水质总体状况良好,水温季节变化明显,pH为中性至弱碱性,水体理化指标时空变化不明显;综合营养状态指数法评价结果表明大溪水库水体总体为中营养型,水体水质接近或优于地表水Ⅲ类水质要求;最后对水体水质的管理和保护提出了相应的建议。     

冬季西太平洋雅浦海山(Y3)区次表层叶绿素最大值层分布及其对悬浮体粒度的影响

2014年冬季对西太平洋雅浦(Y3)海山区两条相交断面进行水文和悬浮体调查。利用温盐深仪(CTD)和深水型原位激光粒度仪(LISST-Deep)获取调查区各站位水体剖面的温度、盐度、叶绿素a浓度以及悬浮体体积浓度和粒度分布数据,对上层(350m以浅)水体的水文和悬浮体调查结果进行分析。结果表明:Y3海山对流经该海区的洋流产生影响,在海山顶部水体中形成具有上凸形态的温、盐跃层,在局部海域形成呈下凹形态的涡旋水文结构;受温、盐跃层的影响和控制,Y3海山上层水体中次表层叶绿素最大值层(SCML)的分布与温、盐跃层的水深范围(约50—160m)相一致,其荧光叶绿素a浓度总体小于1μg/L;Y3海山上层水体的悬浮体总体积浓度在0—120μl/L之间变化,其中悬浮体体积浓度的高值水层集中分布在SCML中,且悬浮体粒度分布存在5个峰值粒级,分别为15.4、68.6、95.5、185和304μm;其中15.4μm粒级的悬浮体体积浓度最低,但其与水层中荧光叶绿素a浓度的相关性最好,反映了水层中微型浮游植物的浓度与荧光叶绿素a浓度关系比较密切;其他4个较大峰值粒级悬浮体可能由小型或中型浮游生物(及其絮凝集合体)等构成,体积浓度较高,对水体叶绿素a浓度的影响很小;Y3海山区东侧Y3-14站的悬浮体组成和分布不同于其他站位,可能有未知的环境因素影响该站位的悬浮体组成和分布。本文研究结果可为进一步开展海山区沉积和生态环境研究提供参考和依据。     

从浮游动物评价水体自然净化的效能

城市部分工业废水和生活污水虽经处理厂治理后排放入江、湖、河、海等自然水体中,但仍有一定浓度的各种污染物进入这些水体。这些污染物经水体自然净化后,浓度显著降低。因此,从理化、生物方面研究水体自然净化的效能,从而阐明水体自净的机理、了解水体对污染物的负荷,以便制定污染物的排放标准,这是水体污染生态研究工作的重要内容之一。目前国内已开展了河流自净以及寡毛类、藻类作为指示生物的研究。本文仅从浮游动物来评价两个地区的水体自然净化的效能。     

基于拉格朗日方法的洪泽湖与巢湖河流出入湖水体追踪计算

利用耦合北斗和GPS双定位系统的拉格朗日随体法水质点追踪仪,在2018年9月至2019年10月期间开展了总数为18次的洪泽湖和巢湖主要河流河水入湖后表层、中层和底层水体运移同步追踪观测,研究了两个湖泊河水入湖后的运移轨迹和速度特征。结果表明：淮河主河道河水入洪泽湖后流向南北两侧;徐洪河河口处水体表层流速在洪泽湖5条河道出入湖口处为最大;巢湖双桥河河口处水体流速受巢湖闸运行影响强烈,各层流速在7条入湖河流中最大。洪泽湖、巢湖入湖水体流速由表层至底层逐渐降低,洪泽湖各层水体流速大于巢湖。洪泽湖河口处表层水体8次测量平均流速为6.11cm/s;巢湖为5.51cm/s;二者中层流速分别为5.32和3.85cm/s;底层则分别为4.96和3.67cm/s。     

水库湖泊水面蒸发的分析计算

前言水体的蒸发是自然界水分循环过程中的一个重要环节,它是江、河、湖、库等水体水量损失的一个重要部分,在水文水利计算、水利工程调度运用及水资源的开发利用等项工作中都需要蒸发资料。特别在水源不足的情况下,为水资源的合理开发利用,对水体蒸发的研究将日益迫切。水体蒸发量多数情况下难以取得直接实测资料,一般是通过间接资料分析计算取得。我国目前主要采用蒸发器(池)直接观测陆上水面蒸发量,再换算为大水体的水面蒸发     

鄱阳湖大水体蒸发实验研究

本文根据1980—1987年的实验资料,分析了鄱阳湖单站水面蒸发与水文气象因素的关系,在此基础上建立了计算鄱阳湖单站水面蒸发量的经验公式。统计分析了陆地三种常用蒸发器的折算系数。分别采用折算系数法与经验公式法计算了鄱阳湖大水体的水面蒸发量和蒸发水量,总结了水面蒸发的时空分布特征及蒸发水量的特点。并对钢、铜质E_(601)型蒸发器的差异作了比较,认为以铜质E_(601)型蒸发器代替钢质E_(601)型蒸发器无明显的改进意义。     

珠江口盆地珠—坳陷原油密度分布及其成因

珠一坳陷是珠江口盆地的主要产油区,本次研究选取该区79口井共计261个原油样品的密度分析数据,剖析了其分布特征,探讨了其成因。研究结果显示:研究区原油密度以轻质油(140样品)和中质油(57样品)为主,含有少量凝析油(13样品)和重质油(51样品)。其中,轻—中质油在区内各个油田分布广泛;凝析油仅在惠州凹陷惠州26油田珠江组上段油层中分布;重质油主要分布在恩平凹陷、西江凹陷、惠州凹陷流花油田珠江组上段及其上覆地层,油藏埋深以2 000m为主,且现今油藏温度低于85℃。珠一坳陷所发现的凝析油主要为凹陷内浅湖—沼泽相烃源岩成熟阶段产物,其密度偏轻主要受油源所控制;轻—中质油密度主要受油源和成熟度控制,与浅湖—半深湖相原油、混源油及浅湖—沼泽相原油相比,半深—深湖相原油具有相对较高的密度,随着原油成熟度增加,其密度降低趋势明显;重质油密度主要受生物降解和水洗作用控制,生物降解和水洗作用导致原油轻组分丧失,原油密度变大。本研究成果可为珠一坳陷不同区域、不同层析原油类型、油品特征、资源量计算及产能预测提供可靠的基础数据。     

长江口水体胶体有机碳的季节变化

为了探讨长江口水体胶体有机碳含量的季节变化, 按季度采集长江口南支表层水样, 利用切向流超滤技术(TFF)分离水样中小胶体物质(1—5kD)、中胶体物质(5—500kD)和大胶体物质(500kD— 0.45μm), 测试分离后样品的有机碳浓度。结果表明: 长江口水体中总胶体有机碳浓度有明显的季节变化, 表现为冬季>夏季>秋季>春季, 其原因可能是冬季长江流域陆源输入增加, 水生生物生物量和生物活性减弱双方面的共同作用使得含量最高, 而春季流域陆源有机碳含量输入较少, 且流域内春汛雨量多水量大对水体中有机碳浓度具有稀释作用, 从而导致该季节胶体有机碳含量较少。总胶体有机碳在不同分子量的分配上季节差异不大, 中胶体有机碳浓度及其在总胶体有机碳中所占的比例均高于小胶体有机碳和大胶体有机碳。由于长江口胶体有机碳的含量较高, 并有明显的季节变化, 对有机碳的入海通量和生物地球化学循环发挥重要的作用。     

铀浓度和不平衡U234╱U238比值在厦门湾海洋水文学研究中的应用

应用水中U~(234)╱U~(238)此值研究地下水的运动、湖泊水体流动方向、内陆海湖成因和年龄在文献已有报道。本文是应用铀浓度和U~(234)╱U~(238)此在表层水的分布以研究水动力学的特征。讨论海湾区咸淡水混合程度和规模。