武汉东湖主要湖区的藻类与营养型评价

对东湖９个湖区藻类的群落结构、生长潜力、初级生产力和营养状况进行了比较研究。结果表明,９个湖区藻类的种类组成无明显差异,绿藻为主,蓝藻和硅藻次之;藻类的生长潜力和初级生产力各湖区差异较大,均以茶港湾重污染区最高和牛巢湖最低。根据各项指标综合分析,９个湖区水质优劣的顺序是：牛巢湖、汤林湖、后湖、郭郑湖、菱角湖、筲箕湖、庙湖、喻家湖和茶港湾重污染区。对东湖的大水面郭郑湖４０年来藻类的有关参数进行比较发     

大通湖及东洞庭湖区生物体重金属的水平及其生态评价

于2005年11月采集了大通湖及东洞庭湖区湖水和水生生物样品,并测定了水和水生生物样品中重金属(Cd、Pb、Hg、As)的含量,并对湖区生物体重金属进行了污染评价.研究结果表明,大通湖及东洞庭湖区湖水中重金属含量较小,绝大部分采样点水质都属于国家Ⅰ类水标准;水生生物体内CD、Pb含量为虾＞螺＞鱼,Hg的含量为鱼＞螺＞虾,As的含量为螺＞虾＞鱼;而鱼类重金属含量则为底栖鱼类＞中上层鱼类,肉食性鱼类＞植食性鱼类.大通湖及东洞庭湖区生物体中CD、Pb的污染指数为虾＞螺＞鱼,Hg的污染指数则为鱼＞螺＞虾,As的污染指数则为螺＞虾＞鱼.     

太湖东部不同类型湖区底泥疏浚的生态效应

为研究底泥生态疏浚对太湖东部不同类型湖区水生生态系统的影响,2012年8月于东太湖养殖湖区和胥口湾草型湖区采集沉积物和生物样品,分析疏浚对底泥污染控制、水质改善以及各生物群落结构的影响.结果表明,底泥疏浚能有效去除表层沉积物中的营养物质,降低底泥重金属含量及其潜在生态风险,但底泥疏浚对不同类型湖区水质和生物群落结构的影响存在明显差别.在富营养化较严重的东太湖养殖湖区,底泥疏浚达到了一定的改善水质的效果,浮游植物密度、生物量均不同程度降低,且群落中蓝藻所占比例下降;水生植物和底栖动物群落也在较短时间内得到恢复;胥口湾草型湖区的底泥疏浚则破坏了原先良好的水生植物群落,造成湖区整体水质下降,各主要生物类群的恢复相对缓慢.     

武汉东湖水生植被的恢复试验研究

本文报道了在武汉东湖所作的水生植被恢复的研究结果,分别在东湖水果湖、汤林湖和后湖等三个湖建立水生植被恢复示范区。     

邛海入湖河流水质及其湖区响应特征(2011—2021年)

邛海是云贵高原水域面积>25 km²的11个天然湖泊之一。基于邛海入湖河流与湖区水质监测数据,揭示入湖河流水质特征,并探究其湖区响应。结果表明:2021年,邛海入湖河流水质空间异质性显著,且分为自然型、农业型和城镇型3种类型河流。官坝河等3条自然型河流水质优良,而高仓河等8条城镇型和农业型河流(R4～R11)水质较差,污染物浓度超标严重。2011—2021年,邛海主要入湖河流(官坝河、鹅掌河、小青河)的营养盐浓度呈下降或先增加后下降趋势,水质逐渐改善。流域土地利用变化是导致邛海入湖河流水质空间异质性的主要因素,同时也是河流水质在2011—2021年改善的原因之一。受湖泊水文环境与入湖河流污染类型影响,2017—2021年邛海湖区水环境及其与河流水质响应关系差异性明显:高枧湾水域(L5)水深浅、水环境容量小,主要受纳城镇污水,因而湖区营养盐与叶绿素a浓度高,在2021年达富营养状态;官坝河、鹅掌河与小青河入湖影响区(L1～L3)与小渔村(L4)水域湖水深、水环境容量大,污染物浓度与营养状态指数低,但因汇入的河流污染类型不同,湖区营养水平与河流水质响应存在季节性...     

鄱阳湖不同湖区营养盐状态及藻类种群对比

在平水期、丰水期和枯水期对鄱阳湖典型天然碟形湖、人控湖汊和主湖区进行了水质、藻类和蓝藻毒素等对比调查,结果表明鄱阳湖各个湖区的水质与藻类种群等差异较大,蓝藻毒素浓度和底泥中铁含量的分布具有一定关联性.在各水文季节蓝藻均为人控湖汊藻类的主要优势种之一.平水期鄱阳湖藻类生物量(叶绿素a浓度)与水体的pH呈正相关关系,与采样点的水深呈负相关关系,碟形湖区水体营养盐浓度和藻类细胞密度均较其他湖区水体低.丰水期各湖区的水质差异相对较小,碟形湖藻类细胞密度仍低于其他湖区,但蓝藻已成为各湖区的优势种,该时期藻类生物量与水体总磷浓度及浊度呈正相关关系.枯水季鄱阳湖各水体藻类生物量与水体总氮浓度、铵态氮浓度及电导率呈正相关关系,碟形湖与主湖区发生了完全分离,水体流动性差,暴发蓝藻水华的风险较高.高温丰枯季节鄱阳湖水体蓝藻毒素浓度与底泥铁含量呈现一定的相关分布关系,底泥铁含量高的地方,其水体蓝藻毒素浓度通常比较高,应警惕鄱阳湖流域富铁红壤流失带来的湖区蓝藻水华风险加剧后果.上述研究结果将为鄱阳湖水环境的预警和污染控制提供科学指导.     

蘑菇湖水库富营养化发生机制和治理途径的探讨

通过对蘑菇湖水库的水质、底质和水生生物等的调查,分析了该水库富营养化的发生机理,并对恢复生态平衡、防治富营养化的途径进行了探讨。     

水体富营养化改善过程中浮游植物群落对非生物环境因子的响应:以武汉东湖为例

针对武汉东湖存在营养状态梯度的5个子湖（郭郑湖、汤菱湖、团湖、庙湖、水果湖）,结合"空间换时间"理论,研究湖泊富营养状况改善过程中浮游植物群落对环境因子的响应.全年调查期间,各子湖综合营养状态指数分布范围为45.4~76.8,浮游植物密度及生物量变化范围分别为2.03×10⁶~245×10⁶ cells/L和0.819~19.9 mg/L.冗余分析结果显示,浮游植物的物种分布与水温、总氮、透明度、总溶解性固体、氨氮呈显著相关.采用多元逐步回归分析构建浮游植物密度、生物量与环境因子之间的最优响应方程,结果显示,总氮、水温是影响浮游植物密度的主要因子;对于浮游植物生物量而言,总磷、总氮浓度降低能够降低浮游植物生物量.通过对富营养程度改善进程中浮游植物群落组成的动态变化进行分析,发现浮游植物密度及生物量显著下降,但物种组成及生物多样性并未发生明显转变.此外,浮游植物物种多样性与水体富营养水平梯度并不呈现简单的线性相关.因此,在对富营养化湖泊进行修复时,应制定短期修复与长期维护双重措施,同时应重视生物多样性的重建,进而达到理想的修复效果.     

环太湖江苏段入湖河道污染物通量与湖区水质的响应关系

基于2008-2018年环太湖江苏段入湖河道污染物通量及湖区水质数据,从时空变化及相关关系两个方面探讨了入湖污染物通量与湖区水质的响应关系,并分析了污染物进入湖体影响水质的主要因子.结果表明:太湖污染减排已见成效,氨氮、总氮、高锰酸盐指数和化学需氧量入湖污染物通量整体呈下降趋势,年均下降率分别为8.0%、2.0%、1.6%和2.2%,湖体氨氮和总氮时间格局响应较好,年均下降率分别为2.1%和2.3%.湖体氨氮、总氮、总磷、高锰酸盐指数和化学需氧量与入湖污染物通量整体由西北部、西部湖区向东南部、东部湖区递减,空间格局上响应基本一致.全湖区年尺度总氮、氨氮浓度与入湖河道污染物通量分别呈显著正相关、极显著正相关关系;影响湖区总氮、氨氮的主要因子为入湖河道的总氮、氨氮浓度,其次为入湖河道浓度与原湖区水质差值,因此亟需加强入湖河道水质浓度的控制.     

抚仙湖北部沉水植被演变规律及其生态指示意义(1987—2020年)

抚仙湖有近210亿m³的优质淡水资源,具有重要战略价值,但是近年来出现水质退化的现象.沉水植被是湖泊生态系统功能维持的重要生物门类,其演变过程能反映和影响整个生态系统的变化,目前还缺乏对抚仙湖沉水植被长期连续地观测记录.本文基于Landsat遥感数据分析了抚仙湖北部沉水植被面积的动态变化,结合气候变化和水质水文要素分析发现：抚仙湖北部湖区沉水植物在1987—2020年间存在先减少后增加的变化趋势;1987—1995年,沉水植物分布面积约占北部湖区面积的1.64%;1996—2010年北部湖区沉水植被分布面积缩减,湖泊处于高水位低营养状态,水位上升是此时期沉水植物面积减少的主要原因;2011—2020年,水位降低,营养增加,营养和水位的共同作用导致抚仙湖北部湖区沉水植物面积显著增加.沉水植物覆盖度变化伴随着沉水植被以苦草为优势种群转为以穗花狐尾藻为优势种群,沉水植被结构转向耐污染性更强的属种.通过抚仙湖北部湖区沉水植被发育与营养、水位等驱动因子的关系分析,建议现阶段需要严格限制入湖氮磷排放,强化水生植被的长期动态监测,构建水量、水质、水生态一体化监测体系,并开展抚仙湖生态系统演变的模拟和预测,防止抚仙湖生态系统出现突变,以维持抚仙湖生态系统功能多样性.     

洪泽湖养殖网围拆除生态效应

为研究湖泊网围养殖对湖泊生态系统的影响,2018年全年3次于洪泽湖养殖网围及主要出入湖河道开展调查,通过对比洪泽湖不同区域(河口、湖心、网围区、外围区和拆除区)水质及水生生物的空间分布特征,分析养殖网围拆除后湖泊生态系统的响应机制.结果表明,洪泽湖不同区域的水质及水生生物群落结构存在明显差异,其中养殖区水体总氮、总磷及悬浮颗粒物浓度明显低于河口和湖心,但浮游动植物密度及生物量则整体高于河口和湖心,且养殖区蓝藻、轮虫所占比重较高,这种分布差异很大程度上受外源输入及水动力条件影响.与之相对,养殖区内网围区、拆除区和外围区的水质及水生生物群落结构差异并不明显,表明养殖网围拆除后的短期时间内水质并未明显改善,且高藻类密度、低透明度的水体环境也不利于沉水植物的萌发生长与群丛恢复,有必要进一步采取合理有效的生态修复措施促进养殖迹地生态系统的恢复.     

近60年鄱阳湖东部湖湾水文连通变化及其对湿地植物与候鸟的影响

鄱阳湖碟形湖生物群落分布特征很大程度上受区域与主湖区水文连通性影响。由于水位波动,东部湖湾水文连通性受鄱阳湖主湖体水位影响较为敏感。本文以东部湖湾为例,分析主湖区水位变异程度及其影响,并从连通天数和发生时间等方面定量表征东部湖湾与主湖区的水文连通性,进而讨论水文连通性变化及其对湿地植物生境和候鸟栖息地的潜在影响。结果表明,当水位在13～16 m时,东部湖湾与主湖区存在着良好的水文连通关系,湿地植物适宜生境面积最大。2003年以后,鄱阳湖主湖区水位普遍降低,低枯水位持续时间延长,IHA/RVA法分析表明主湖区水位发生了中等程度改变,整体改变度为40.2%,东部湖湾与主湖区的连通关系发生明显改变,年连通天数减少了46.2 d,变化幅度为15.9%,而非连通期发生时间提前约1个月且年内时间跨度更长。水文连通性减弱造成3 10月东部湖湾平均水位下降了0.6 m,其中9 10月减少了约1 m,使薹草（Carexsp．）和苦草（Vallisneria natans）适宜水深对应的水面面积在多数月份呈增加趋势,特别是9 10月（幅度超过40%）,但枯水提前导致沉水植物面积减少,湿生植物生物量增加。水...     

全球变化下青藏高原湖泊在地表水循环中的作用

青藏高原是地球上最重要的高海拔地区之一,对全球变化具有敏感响应.青藏高原作为"亚洲水塔",其地表水资源及其变化对高原本身及周边地区的经济社会发展具有重要的影响.然而,在气候变暖的情况下,构成高原地表水资源的各个组分,如冰川、湖泊、河流、降水等水体的相变及其转化却鲜为人知.湖泊是青藏高原地表水体相变和水循环的关键环节.湖泊面积、水位和水量对西风和印度季风的降水变化非常敏感,但湖泊面积和水量变化在不同区域和时段的响应也不尽相同.湖泊水温对气候变暖具有明显响应,湖泊水温和水下温跃层深度的变化能够对水—气的热量交换具有明显影响,从而影响了区域蒸发和降水等水循环过程.由于湖泊水量增加,高原中部色林错地区湖泊盐度自1970s以来普遍下降.根据60多个湖泊实地监测建立的遥感反演模型研究发现,2000—2019年湖泊透明度普遍升高.对不同补给类型的大湖水量平衡监测发现,影响湖泊变化的气象和水文要素具有较大差异.在目前的暖湿气候条件下,青藏高原的湖泊将会持续扩张.为了深入认识湖泊变化在青藏高原区域水循环和气候变化中的作用,需要全面了解湖泊水量赋存及连续的时间序列变化,需要深入了解湖泊理化参数变化及对湖泊大气之间热量交换的影响,需要更多来自大湖流域的综合连续观测数据.     

Application of a wind-driven hydrodynamic model for the quantification of transport in an open boundary canal-lakes system in sw Friesland,The Netherlands

The south western lake district is a part of the boezem, a system of interconnected lakes and canals in the province of Friesland. The lake district has open boundaries with the other part of the boezem system. However, discharges in the boundary canals are unknown. These discharges are needed for modelling the phosphorus dynamics in the study area. Incidental water flow measurements gave a good indication of the complex water transport in the study area, but continuous water flow recording was not possible. Consequently, discharges could not be measured directly. In order to quantify the discharges, the water transport in the area was modelled by the application of a detailed wind-driven hydrodynamic model. In the model hourly mean values of wind data and water levels at the boundary locations were used as forcing functions. Model tuning was done by comparing observed and computed water levels of three stations within the system. This approach is new in surface water systems in The Netherlands. Therefore, a sensitivity analysis was done and it was verified whether the model results were reliable.The sensitivity analysis showed that the sensitivity was low for modifications of the wind exponent value and rather high for the bottom roughness coefficient. Simulations with daily or weekly mean wind and water level data resulted in an undesirable loss of detail. The sensitivity for noise at the imposed water levels at the boundary locations was moderate. The calculated discharges were used as forcing functions for a chloride mass balance model. Calculated chloride concentrations coincided with measured concentrations in three lakes, during three periods. From this it was concluded that the discharges were reliable. The simulations also lead to the quantification of the water balance and water residence times in the lakes.     

鄱阳湖水质现状及变化趋势

根据鄱阳湖1990年监测资料,对水质污染现状进行分析,同时利用1981—1990年资料,分析了水质变化趋势。分析表明:湖体、河口水质均属较清洁水或尚清洁水。但是,随着入湖污染负荷量的增加,湖区水体污染呈上升趋势,宜引起有关部门高度重视。     

耦合营养负荷的查干湖全季节适宜生态水位阈值研究

适宜生态水位作为反应湖泊水文情势的重要指标,是维持湖泊生态系统稳定的关键要素。已有研究大多集中于水文过程对生态系统影响,缺乏耦合考虑湖泊营养负荷的全季节生态水位阈值研究。本研究在刻画恢复天然水位情势的基础上,综合考虑了人类活动导致湖泊营养负荷的季节性波动以及冰封期的最小生态水位,构建了适用于季节性冰封湖泊全季节的适宜生态水位阈值获取的综合框架,确定了年内不同时期适宜生态水位阈值。结果表明,查干湖入湖口非冰封期的总氮(TN)浓度与平均水位均呈上升趋势,总磷(TP)浓度呈下降趋势;6月湖内TN和TP滞留量最高,分别达到1044.36和23.61 t;确定了查干湖全季节不同时期的适宜生态水位,冰封期(11月—次年4月)为129m,汛期(6—9月)为130.15～130.86 m,非汛期(5和10月)为130.08～130.57 m。研究结果可为季节性冰封湖泊的适宜生态水位研究提供方法支撑,也可为湖泊的水环境管理提供理论支撑。     

Estimating daily inflows of large lakes using a water‐balance‐based runoff coefficient scaling approach

Daily river inflow time series are highly valuable for water resources and water environment management of large lakes. However, the availability of continuous inflow data for large lakes is still relatively limited, especially for large lakes situated within humid plain regions with tens or even hundreds of tributaries. In this study, we choose the fifth largest freshwater Lake Chaohu in China as our study area to introduce a new approach to reconstruct historical daily inflows at ungauged subcatchments of large lakes. This approach makes use of water level, lake surface rainfall, evaporation from the lake, and catchment rainfall observations. Rainfall–runoff relationship at a reference catchment was analysed to select rainfall input and estimate run‐off coefficient firstly, and the run‐off coefficient was then transferred to ungauged subcatchments to initially estimate daily inflows. Run‐off coefficient was scaled to adjust daily inflows at ungauged subcatchments according to water balance of the lake. This approach was evaluated using sparsely measured inflows at eight subcatchments of Lake Chaohu and compared with the commonly used drainage area ratio method. Results suggest that the inflow time series reconstructed from this approach consistent well to corresponding observations, with mean R² and Nash–Sutcliffe efficiency values of 0.69 and 0.6, respectively. This approach outperforms drainage area ratio method in terms of mean R² and Nash–Sutcliffe efficiency values. Accuracy of this approach holds well when the number of water‐level station being used decreased from four to one.     

苏北骆马湖大型底栖动物群落结构及水质评价

2014年1-12月,对苏北骆马湖水质和大型底栖动物进行了逐月调查.根据湖区的生境特征将骆马湖划分为3个区域:采砂区域、植被区域和其他区域.对比分析不同区域水质参数和底栖动物群落结构,并利用《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)、综合营养状态指数和生物学指数对水质进行评价.结果表明,采砂区域的水深显著高于植被区域,而透明度显著低于另外两个区域;采砂区域的总氮、总磷、硝态氮和正磷酸盐浓度均显著高于植被区域,生物多样性显著低于另外两个区域.骆马湖内共采集到大型底栖动物41种,其中环节动物8种,软体动物15种,节肢动物18种.铜锈环棱螺(Bellamya aeruginosa)、苏氏尾鳃蚓(Branchiura sowerbyi)、霍甫水丝蚓(Limnodrilus hoffmeisteri)、长角涵螺(Alocinma longicornis)是现阶段的优势种.10个监测点底栖动物的年均密度和年均生物量分别为77.19±43.59 ind./m~2和37.62±28.31 g/m~2,呈现出较高的空间异质性.生物量较密度空间差异更大,生物量在湖泊四周的监测点较高,而在湖心开阔水域较低.水质评价结果表明骆马湖水质处于中营养状态,总体属于中度污染,作为南水北调东线工程重要的调蓄湖泊以及饮用水源地和水产养殖基地,加强水环境保护不容懈怠.     

1987—2022年新安江水库（千岛湖）水面面积时空变化及其与水位、蓄水量的响应关系

水面面积、水位、蓄水量是水库水资源管理的重要基础数据,遥感是湖库水体提取、水位和蓄水量估算的重要技术手段。由于不同水体提取方法的适用性差异、测高卫星数据的有限时间覆盖度和开源数据集的时空分辨率不足等原因,湖库水面面积、水位、蓄水量的长时序、高频率时空变化监测仍存在一定挑战。本研究以新安江水库为研究区,结合多源遥感、气象、水文和土地利用等数据,基于Google Earth Engine云平台,运用水体指数法,分析1987—2022年新安江水库水面面积时空变化特征,构建水位—水面面积、水位—蓄水量和水面面积—蓄水量响应关系,探究水面面积时空变化成因。结果表明:(1)Landsat 5、Landsat 8和哨兵2号数据的最佳水体提取指数分别为AWEI_sh和GNDWI,F1-score分别为91.93%、91.03%和93.14%。相比于开放数据集GSWED(32.61%)、JRC GSW(76.17%)和ReaLSAT(69.76%),基于最优水体指数的水体提取结果具有最高的F1-score(91.26%);(2)时间上,1987—2022年新安江水库水面面积呈显著上升...