太湖生态环境演化及其原因分析

太湖地处长江下游三角洲,水域面积为2338km2,平均水深1.9m,最大水深不足2.6m,为一典型的大型浅水湖泊。太湖流域地势平坦,河网密布,河湖水力关系复杂。其主要补给径流来自西南部的天目山区及西部的宜溧河流域。每年夏天,大部分入湖洪水通过位于东太湖的太浦河及东北部的望虞河分别排入黄浦江与长江,由于出入湖河道的特殊位置,使得太湖南部的换水周期较短而北部较长。近几十年来,太湖由于污染而逐步呈现富营养化特征,污染物主要来自北部的无锡市和常州市,通过河道排入太湖北部的五里湖与梅梁湾,因此上述两地的水质较南部差。在东太湖,水产养殖对水环境的影响很大,亦呈现出富营养化特征,并殃及该地区的供水,加之该地区为太湖主要的泄洪通道,因此泥沙淤积严重,而且水生植物生长旺盛,呈现出明显的沼泽化趋势;在太湖四周地区,由于湖泊围垦和水利工程建设,其污染净化能力将降低,从而加速水环境恶化的趋势。太湖所面临这些问题,有待于强化湖泊科学管理来解决。     

水文巡测方法对太湖水量平衡计算的影响分析

太湖位于太湖流域中央,对太湖流域汛情起着控制作用。根据环太湖周边地区江苏、浙江水文部门1998-2002年间的水文巡测资料,本文对太湖水量的平衡进行了计算,并对水文巡测方法对太湖水量平衡计算过程产生的误差进行了分析;根据水量平衡计算结果,讨论了在平原河网地区采用辅助站和巡测站相结合的水文巡测方法控制环太湖出入湖水量的可行性,提出了提高水文巡测工作精度方法的建议。     

太湖水量平衡影响因素分析及误差控制措施研究

本文在搜集2001~2008年太湖水量平衡中各个计算要素的基础上,分析计算太湖水量平衡的绝对误差及相对误差。究其原因,误差产生的影响因素主要有测验手段、风浪、巡测线内的产流、农业用水等。根据对影响因素分析,本文有针对性地提出了误差控制措施,重点是要加强测验手段及频次,从而减小水量平衡误差,为太湖水量分配方案提供更加精准的数据基础和依据。     

太湖底泥的空间分布和富营养化特征

太湖是一个大型的浅水湖泊,周围有数十条入湖河流,陆地风化物质被携带入湖即形成了底泥.由于湖底地形的差异,底泥在湖中的分布并不均匀.根据浅地层剖面仪的测量,在湖的西部存在一条南北向分布、宽度不等的古河道,底泥主要分布于古河道,在湖的沿岸和东太湖也有分布.根据估算,太湖底泥的蓄积量约为13.5亿m3.太湖周围人口密集,工农业发达,二十多年来经济的快速发展引起了湖泊的富营养化,太湖底泥中的营养元素不断增高,并在一定的条件下向水体释放,加剧了水体的富营养化,引起连续多年春夏季节的蓝藻爆发.经过政府的源头控制和治理,目前富营养化状况初步得到遏止,并有改善的迹象.但底泥中的营养元素可以在很长时间内释放,因此富营养化的治理将是一个长期的过程.     

太湖水体氮、磷赋存量的逐月变化规律研究

基于中国科学院太湖湖泊生态系统研究站2005~2009年对太湖逐月叶绿素a、氮、磷各形态因子及水深的监测,结合太湖大浦水文站的逐日水位数据,估算出2005~2009年太湖的逐日水量,并运用泰森多边形法,估算出太湖水体总氮（TN）、总磷（TP）、溶解性总氮（TDN）、溶解性总磷（TDP）、硝态氮（NO3）、铵态氮（NH4）、亚硝态氮（NO2）、反应性活性磷（PO₄）、颗粒态总氮（TPN）、颗粒态总磷（TPP）、浮游藻类叶绿素a（Chla）的逐月动态变化过程。结果表明:（1）太湖2005~2009年TN、TDN、NO₂、NO₃、NH₄、TP、TDP、PO₄、TPN、TPP、Chla的平均赋存量分别为1.36×104t、1.02×104t、0.02×104t、0.37×104t、0.25×104t、514.34 t、147.30 t、51.44 t、0.34×104t、367.04 t、7.92 t,不同月份、年际之间变化剧烈,变幅分别为106%、142%、657%、252%、233%、95%、196%、276%、236%、131%、276%;（2）2007年6月无锡贡湖水厂"饮用水危机"事件之后,截止到2009年12月,太湖水体各形态氮及总磷赋存量的下降趋势不明显,溶解性总磷、反应性活性磷的赋存量反而增高,反映出营养盐控制任务的艰巨性。本研究表明,对于年水量变幅巨大的大型湖泊,全湖水体营养盐赋存量在评估水体营养盐污染状况中是一个有价值的指标;对于太湖流域的污染控制效果,仅从浓度角度评价具有一定的缺陷,有必要从水体营养盐赋存量的变化规律上探讨其治理效果。     

太湖富营养化与蓝藻水华引起的饮用水危机——原因与对策

[ZW（*][HT6H]〓收稿日期：. 〓作者简介：[HT6SS]（1963 ）,男,江苏苏州人,研究员,主要从事水环境研究.[WT6HZ]E mail:[WT6BZ]qinbq@niglas.ac.cn[ZW)] [HT4F][HT5K]()[JZ）] [HT5H][GK2] 摘〓要：[HT5K]2007年5月份发生在无锡太湖蓝藻水华引起的自来水危机事件进一步凸现我国湖泊富营养化的严峻局面和蓝藻水华频发的现状。从分析太湖富营养化发生、发展,蓝藻水华爆发的原因和机制入手,提出湖泊富营养化治理和蓝藻水华控制的途径和措施。研究表明,太湖富营养化之所以如此严重而且治理起来异常艰难,主要是由于太湖发育于长江中下游洪泛平原,营养本底高;由于水浅和沉水植被的退化使得频繁的风浪扰动造成内源营养盐负荷维持在一个非常高的水平;而流域内社会经济的高速发展,进一步加剧了太湖富营养化进程。蓝藻水华爆发一方面与蓝藻本身的生理特征有关,如固碳、伪空泡、光吸收及营养盐利用的能力;另一方面则与系统内物理、化学、生物环境有关,如独特的浅水湖泊水下光场结构和低的捕食压力。太湖的富营养化治理需遵循控源截污、湖泊生态修复和流域管理的原则,具体措施包括前置库和人工湿地的面源污染物控制技术;物理机械和生物去除内源营养盐削减技术;沉水植被恢复的湖泊生态修复技术。而蓝藻水华的控制技术则包括围隔拦截和导流的物理工程方法、絮凝沉降和抑藻物添加的化学工程方法以及生态浮床和生物操纵的生态工程方法。具体使用时,需要先诊断、后治理。       

"引江济太"工程对太湖及周边地区的影响分析

引江济太是近年来太湖流域实施的一项重要调水工程。本文应用监测资料,分析了太湖流域实施引江济太工程对太湖及其周边地区水资源量和质的影响,说明了引江济太工程有效增加了太湖流域水资源的供给,改善了太湖水体水质和用边河网地区的水环境,提出了需加强引水期水资源量质监测,并建议研究增加新的调水线路,扩大引江济太效果。     

太湖大浦湖区近百年来湖泊记录的环境信息

通过对太湖TJ-2钻孔的137Cs、粒度、总有机碳(TOC)、总氮(TN)、总磷(TP)及化学元素等多指标综合分析,探讨了太湖大浦湖区近百年来的环境演变特征。研究结果表明,20世纪50年代以前,沉积物中大部分金属元素如Al、Mn、Cu、Cr、Ni、Zn与粘土含量具很好的相关性,相关系数在0.74～0.82之间。此阶段湖泊生产力不高,水环境较好,沉积物以较低的营养元素含量为特征。50—90年代,是太湖向现代湖泊环境转化的显著时期,湖区生产力大幅提高,人为活动对湖泊系统严重干扰,湖区迅速达到富营养化。在沉积物中表现为Fe/Mn值下降,有机碳、总氮、总磷与重金属元素急剧上升,且重金属元素变化明显不同于沉积物粒度及Al元素变化曲线。90年代以后,湖区一直持续着富营养化状态,富营养趋势渐缓,沉积物中粘土含量上升、营养元素稍降及重金属指标变化不明显的趋势很好地体现了这一特征。TJ-2钻孔显示的环境信息与湖泊实际环境监测结果基本一致。     

太湖及其主要入湖河流沉积磷形态分布研究

选择了我国第三大浅水湖泊--太湖及其主要入湖河流进行沉积磷形态的连续提取研究.太湖湖区沉积磷中不稳态磷(LP)及铝结合态磷(Al-P)含量很低,其余形态磷为铁结合态磷(Fe-P)＜钙结合态磷(Ca-P)＜有机磷(Org-P).河流沉积物中有机磷的相对含量高于湖泊沉积物,绝对含量平均值约为湖泊沉积物的3.9倍,铁结合态磷的绝对含量约为湖泊沉积物的3/4,湖区沉积物Fe-P含量与水体中PO3-4-、Chla呈显著正相关关系,同时与间隙水的氧化性呈显著负相关关系.太湖各湖区沉积物的磷形态表现为空间差异较大,活性组分的差异性要大于活性较差的组分.总的来说北部湖区沉积物中Fe-P和Org-P含量高于其他湖区,这与太湖北部湖区水体高营养级和藻类爆发关系密切.湖区沉积磷的垂直分布规律较复杂,既有随深度增加的,也有随深度降低的,河流沉积物同样如此.这与太湖及河流生态条件、污染物排放以及沉积动力学条件不同有关.     

太湖地区砂岩中石英变形特征：太湖冲击假说探讨

       太湖冲击成因假说作为众多太湖成因说之一,于20 多年前被提出至2009 年的再次复兴,颇受争议。本文从冲击的关 键证据之一石英变形特征入手,以新的实证研究重新审视前人的工作,并对太湖冲击假说展开探讨。主要通过光学显微镜 观察太湖地区泥盆系砂岩中石英受应力而致的不均匀消光、碎裂、变形纹等变形特征;利用费氏台测量石英变形纹的定向 特征,研究薄片中大量的人字形微裂隙现象;同时对比分析了九江地区同类砂岩及太湖地区菱铁矿结核体中石英碎屑的变 形特征。研究显示太湖地区砂岩中发育的石英变形纹并非典型的击变页理纹（PDF）, 石英变形特征主要为较低应力下的变 形特征,其成因具有多解性。因此太湖冲击成因假说以及太湖的形成机制值得多角度进一步研究。     

太湖五里湖表层沉积物中不同形态磷的分布特征

利用连续提取法(SEDEX)详细调查了太湖五里湖表层沉积物中不同形态磷的组成和分布特征。结果显示：其中磷的含量较高，受人为污染输入的影响较大，并且已经有了一定的释放。总磷的变化范围为2．05～4．05mg/g。平均约为2．80mg/g。总磷主要由无机磷组成(70％～90％)，大多数无机磷为CDB溶液提取的铁结合态磷(75％～85％)。CDB溶液的n(Fe)／n(P)都较小(2．0～5．3)。说明CDB溶液提取的铁主要是以无定形态存在的，并且铁与磷酸盐之间的吸附可能已经达到了平衡状态。除底部个别样品以外。多数样品n(Gorg)／n(Norg)较小(8．8～10．6)，所有样品的n(Gorg)／n(Porg)都较大(135～320)，表明沉积物在早期成岩作用过程中，湖泊内源自生有机质降解时有机磷优先释放。无机磷，特别是铁结合态磷，在氧化还原条件变化的情况下。能够通过沉积物一水体界面被再次释放到水体中去，这可能对湖泊的水体质量和营养状况有一定的影响。     

鄱阳湖流域农业生态环境变迁及其启示

为研究农业开发与生态环境的关系,总结不同历史时期鄱阳湖流域农业生态环境特征及其演变特征.其总体特征反映在森林、土地、水、生物资源和生态环境建设方面.生态环境变迁历史对该流域农业发展具有重要的启示.     

太湖流域营养盐产量演变和趋势的数值模拟研究

认识流域湖泊水体富营养化的演变和趋势是湖泊污染控制和治理中的重要研究课题。本文将在分析和论证太湖流域营养盐自然本底、人类活动作用急剧增加的近50年来太湖流域营养盐的变化情况、以及全球气候变化和流域经济发展未来30年太湖流域营养盐变化趋势等三方面的基础上,对太湖流域营养盐产量变化做出评估和预测。研究表明,在未来气候变化概率分析和区域经济发展规划基础上,太湖流域未来30年营养盐流域产量将比现代（2000s）增加25%～33%,这将增大太湖水体污染的压力。     

卧龙湖湿地环境演化及其成因分析

以卧龙湖湿地的基本概况和有关监测资料为基础,对卧龙湖湿地的历史演变规律以及1975~2004年湖水位观测数据和调查资料进行分析,研究近29年来卧龙湖水位的变化趋势和水位下降的成因.运用水量平衡计算方法,得出气候、水文等自然因素和人为因素是导致近30年来入湖水量减少和水位下降的根本原因.     

太湖14000年以来古环境演变的湖泊记录

本文根据东西太湖短柱岩芯的沉积物的物理、化学、生物指标的综合分析,讨论了该区距今14ka来的古气候变化过程,结果表明14.3-13.3kaBP,太湖水位低,环境指标甚至表现为暴露特征,反映了气候干旱:13.3-12.4kaBP,为偏暖湿的过渡阶段;该孔柱270-280cm (11.5kaBP左右)各类指标均明显反映冷干特征,可能是YoungerDrays事件的记录,与我国东部其它地区有可比性;约10.9-10kaBP,这一时期是整个研究时段内一个较显著的温暖期。表现为还原沉积环境和水位相对较深;约10-7.2kaBP为冷暖交替的过渡带;7.2-5.737kaBP为暖湿气候;5.05kaBP多项分析指标发生突变,反映物源发生显著变化,可能存在沉积间断;表层沉积物则呈现现代环境的特征,西太湖藻类生长茂盛,偏氧化的沉积环境。目前湖泊生产力较高,富营养化程度高,表现为藻型湖泊特征;东太湖有机质来源以东太湖中生长较为茂盛的维管水生植物为主,目前湖泊生产力较低,富营养化程度低,表现为典型的草型湖泊特征。      

太湖地区石英晶粒的某些超微构造及其成因意义

 应用超高压电子显微镜对太湖及其附近的五通组石英岩中的石英晶粒进行研究,发现它们在自由位错密度、位错壁、亚晶粒和出熔构造等特征上存在着明显差别。据此推论,太湖和其附近地区的五通组石英岩曾遭受过不同的应力作用历史,太湖的标本曾受到高应力的瞬时高压影响。因此,太湖环形构造可能与小天体的撞击有关。     

1823年太湖流域极端雨涝事件的重建和特征分析

清道光三年(1823年)太湖流域发生了严重的雨涝灾害。利用《管庭芬日记》保存的降水信息复原了海宁地区逐月降水量,进而综合日记、档案和地方志中天气、雨情、水情、灾情等记录系统梳理太湖流域由春至秋的降水过程、水位变化和水灾分布特征,并探讨此次大涝的天气气候背景。主要得到以下结论:1)该年太湖流域雨期长,集中降水始于2月16日,到9月22日才基本结束,流域由春至秋大致经历10次降水集中期和10场暴雨过程。海宁汛期5月、6月、7月、9月雨日和雨量尤多,较平湖地区1954~2009年分别增加52.2%~72.7%和100.5%~321.5%,5月、汛期和年降水量重现期均达到200年一遇。2)本年的梅雨期相对典型,海宁6月7日入梅,较常年提前8天,春雨梅雨无明显间歇;7月4日出梅,梅期雨日23天,梅期长27天,梅雨量571.9mm,梅雨降水异常偏强,期间至少有3场暴雨过程。3)流域汛期水位历经3次显著上涨阶段,8月7~14日台风暴雨期间太湖以东地区水位普遍达到峰值,吴江地区洪水位估算为4.38m,接近1954年和1999年最大值。4)水灾持续约4个月,主要分布于流域中东部低平原区,以阳澄淀泖区、东苕溪一带灾情最重,雨带长期维持、梅期降水异常偏强、台风接连入侵和太湖下泄水道年久淤塞致使排涝功能萎缩是流域性大涝的重要原因。5)流域1822/23年冬季、春季早期气温与常年相仿,但期间天气复杂多变,气温冷暖波动频繁,春季后期温度偏低。     

中国湖泊沉积记录的环境演变:研究进展与展望

综合分析了８０年代后期以来中国湖泊沉积与环境演变研究的新进展,着重对湖泊沉积记录与亚洲古季风变迁、青藏高原湖泊沉积与环境演变、人与自然相互作用的湖泊响应等方面进行了扼要综述,指出今后研究的方向是：湖泊沉积环境指标与气候要素关系的定量研究、高分辨率环境演化时间序列与空间分异规律、现代湖泊沉积动态过程与环境、中国第四纪湖泊数据库与全球变化研究、科学交叉及与其它地质记录的比较研究。     

基于反射率的太湖典型湖区溶解性有机碳的反演

2004年4月基于野外水下辐照度的测定及实验室溶解性有机碳(DOC)的分析,通过研究典型湖区水体中DOC浓度与反射率之间的关系,选择DOC浓度反演的最佳波段,建立了DOC浓度的遥感定量反演模型。结果表明,DOC浓度在6.60～17.17 mg/L（均值为9.99 mg/L,方差为2.48 mg/L）之间;反射率的峰值出现在560～590 nm;红光波段与绿光波段反射率的对数值能较好的估计DOC浓度,其中又以lg(R670/R530)与lg(DOC)相关程度最高,决定系数为0.82;DOC浓度反演的经验模型为：lg(DOC)=0.654(±0.012)lg\[R(670)/R(530)\]+1.007(±0.086)。对模型进行检验,最小误差为6.7%、最大误差为20.3%,平均误差为12.3%。