富营养化湖泊围隔中重建水生植被及其生态效应

水体富营养化导致水生植被衰退、蓝藻水华暴发、水质恶化和水生生态系统崩溃.恢复水生植被被认为是改善受损水体水质和提高其生态系统稳定性的重要手段.本研究通过构建大型围隔,根据水生植物的耐污程度及其对水质和底质等条件的需求,选取几种适宜的水生植物在围隔内进行移栽与群落构建,并以不移栽水生植物的围隔和围隔外水体作为对照.实验期间(2011年4月至2012年6月),围隔内移栽的几种水生植物全部存活,并建立了相对稳定的群落.同时还跟踪监测了3个处理组的水质情况,结果显示,移栽水生植物的围隔内水质明显优于围隔外,与未移栽水生植物围隔相比,也有很大程度的改善,其中移栽水生植物围隔内水体的总氮、铵态氮、总磷、水下消光系数相比于围隔外水体分别低30.55%、44.09%、36.04%和42.13%,相比于未移栽水生植物围隔内水体分别低5.96%、13.40%、6.70%和7.60%,透明度分别比围隔外水体和未移栽水生植物围隔水体高74.59%和8.70%,浮游植物生物量也大大低于围隔外,而浮游动物生物量却明显高于后者.此外,实验后移栽水生植物围隔内沉积物氮、磷含量及其间隙水总氮、总磷、铵态氮浓度明显低于围隔外和未移栽水生植物围隔.研究表明,在富营养化浅水湖泊中通过建立围隔进行合理的群落配置,进而逐步恢复水生植物是完全可行的,而水生植物恢复后加强对其管理和维护至关重要.     

浅水湖泊生态系统恢复的理论与实践思考

随着我国湖泊生态环境越来越严峻,湖泊生态恢复也逐渐被人们所重视．实际上,湖泊生态恢复应该是一项系统工程、是通过一定程度地减缓或改善环境压力,结合某种或多种水生生物的种养措施,逐步使得生态系统向良性的或者是被改变前的状态发展,目前．湖泊生态恢复不是被单纯地理解为种草、养鱼等,就是被解释为生物群落的人为搭配或镶嵌．由于这种认识上的偏差,导致湖泊治理中有关生态修复的实践长期以来鲜有成功的实例．最后、以太湖为例,给出了湖泊局部水体生态修复达致净化水质的技术思路——通过改善环境来恢复水生植物,通过水生植物恢复来引导乍态系统向草型湖泊转变,通过水生系统恢复达到改善水质的目的．这种思路能否成功用于指导湖泊水生植物与生态系统恢复、还有待于进一步实践的检验．     

湖泊藻型富营养化控制——技术、理论及应用

湖泊富营养化防治走过了从控制营养盐、直接除藻、到生物调控、生态工程及生态恢复等艰难历程,各国为此投入了巨额资金、然而收效甚微,富营养化依然是全球性重大水环境问题。回顾和分析富营养化湖泊治理研究与实践的成功经验与失败教训,无疑将有助于采取更切实可行的技术有效控制湖泊富营养化。综观全球营养养化治理研究成果,不难看出,富营养化是一个典型的生态问题,生态问题只有用生态学方法解决。在全湖性富营养化难以快速根治的情况下,如何集中技术优势和有限财力,优先解决对人类生活影响较大的局部水域富营养化问题,逐步修复受损的湖泊生态系统,提高水体自净能力、改善水体环境质量并建立湖泊健康生态系统。     

富营养化浅水湖泊沉水水生植被的衰退与恢复

对国外近年来有关富营养化浅水湖泊的退化与恢复方面的研究进展以及生物操纵作用作了述评,对有关富营养化湖泊沉水植被衰退的有代表性的３种假说也作了介绍。根据“八五”期间武汉东湖水生植被重建的研究工作和多年积累的湖泊水生植被调查资料,提出了长江中下游浅湖富营养化过程中沉水植被演替的模式。     

大型浅水湖泊富营养化国际研讨会在南京举行

2005年4月24日至26日,大型浅水湖泊富营养化国际研讨会在南京顺利召开.包括国际理论与应用湖沼学会执行副主席Brian Moss教授、《Ecological Modelling》主编S.E.J φrgensen教授、《Ecological Engi- neering》主编Williams Mitsch教授等来自美、德、奥、丹、荷等20余国的代表约200人出席了会议.大会共收到论文136篇.大会邀请了三位教授作了大会主题发言,分别是刘正文教授(太湖生态环境状况)、Brian Moss教授(湖泊生态修复的发展现状)和Williams Mitsch教授(湿地与浅水湖泊的模拟与管理)会议按五个主题进行专题交流,大会报告有:(1)湖泊物理过程及其生态环境效应:David Hamilton(物理要素对蓝藻     

太湖贡湖湾人工湖滨带水生植物恢复及其富营养化控制

以太湖贡湖湾人工湖滨带为对象,研究湖滨水生植物修复过程及其富营养化控制效果.人工湖滨区域内的消浪带、岸上护坡措施为水生植物修复提供了良好的生境条件,形成了包括荇菜（Nymphoides peltatum（Gmel.）Kuntze）、睡莲（Nymphaea tetragona Georgi）、菱（Trapa bispinosa Roxb.）为主的浮叶植物群落,以及以黑藻（Hydrilla verticillata（Linn.f.）Royle）、狐尾藻（Myriophyllum verticillatum L.）、小眼子菜（Potamogeton pusillus L.）、竹叶眼子菜（Potamogeton malaianus）为主的沉水植物群落.通过设置研究区、对照区,持续监测溶解氧、总氮、总磷、氨氮、叶绿素a浓度等水体指标,烧失量、氮含量、磷含量等沉积物指标,水生植物生物量、覆盖度,浮游藻类等指标.不同时期、不同区域间的时空分布显示：随着水生植物的恢复,水体营养状态指数（TLI）、沉积物生物生产力指数（BPI）显著下降,水体透明度显著提升;较高浓度的总氮（>3.0 mg/L）、氨氮（>0.6 mg/L）环境不利于浮叶植物的生长,沉水植物对其则表现出更好的适应性,同时水生植物在成长过程中直接从水体/沉积物中吸收氮;颤藻（Cyanophyta oscillatoria）、直裂藻（Cyanophyta merismopedia）等浮游藻类吸收了水体磷,水生植物利用了沉积物磷,共同缓解了磷在湖滨区域的累计.总结以上,湖滨带的水文水质条件可以影响水生植物群落结构,进而决定氮、磷的控制效果,所以在湖滨带修复中构建合适的生境条件是水生植物发挥氮磷控制效果的重要前提.水生植物在恢复过程中对浮游藻类群落结构的影响是显著的,并且以此影响到湖滨水体中磷的分布.     

从生物力学角度诠释富营养化引发的水生植物衰退机理

水体富营养化诱发的水生植物衰退机理已成为近年来水域生态学领域的研究热点.本文系统阐明了目前有关水生植物生物力学性能及其对水体富营养化的响应和其在该进程中水生植物衰退过程中的作用等研究进展.现有研究表明水生植物生物力学性能主要包括茎/叶/叶柄的抗拉性能(挺水植物为茎/叶柄的抗弯性能)和根的锚定性能;受水体富营养化主要环境变量(富营养底泥、水体高浓度氮磷和可利用光缺乏)的显著影响且具种间差异;还与生长、形态、生物量分配、组织结构、代谢等其他受水体富营养化显著影响的指标密切相关,且在应对水体富营养化时与生物力学间具有一定的协同作用;此外,生物力学性能受损不仅阻断植株的"生命进程",还严重削弱断枝后植株的资源获取能力和断枝的扩散定植能力,极大降低其适合度.根据野外调查和现有研究结果,生物力学性能的改变的确在富营养化水体水生植物衰退进程中起到关键作用.生态系统是多因子共同作用的综合系统,但目前的水生植物生物力学性能研究主要集中在水体富营养化的3大特征因子,亟需进一步深入系统开展随水体富营养化而改变的溶解氧、藻毒素、食草动物等其他因子的影响研究,以便更加全面真实地诠释水体富营养化造成水生植被衰退的生物力学机理.     

热带富营养化湖泊中浮游植物的脂肪酸组成与分布

星湖位于广东省．是一个热带地区的湖泊．本文测定和分析了该湖的两个子湖仙女湖和中心湖浮游植物群落的脂肪酸组成,探讨了浮游植物群落特征与脂肪酸组成之间的关系．两个子湖的富营养化程度较高,其中中心湖更严重．仙女湖的浮游植物群落以蓝藻为主导,而在中心湖则蓝藻或金藻占优势．浮游植物样品中检测到的脂肪酸碳链长为16碳到22碳．其中饱和脂肪酸和单不饱和脂肪酸种类较少,均有3种;而高不饱和脂肪酸的种类相对较多．两个子湖的脂肪酸均以饱和脂肪酸为主,高不饱和脂肪酸浓度相对较低．对于单一的脂肪酸种类来说,C16：0浓度最高,其浓度与蓝藻数量有很高的相关性(R^2=0．955,P=0．001),表明样品中的C16：0主要来源于蓝藻．而富含EPA(二十碳五烯酸)的硅藻和隐藻生物量高时其浮游植物的EPA浓度也较高;在中心湖中高浓度的DHA(二十二碳六烯酸)主要来源于金藻总之．两个子湖泊的脂肪酸组成与浮游植物群落结构特征基本一致．     

原生动物纤毛虫对太湖梅梁湾水质富营养化的响应

１９９３年４月－１９９４年１月研究了太湖梅梁湾湖区纤毛虫的群落分布,共检出７目１９属,根据ＴＳＩ指标,该湖区可分为富营养型和中营养型水域,在富营养型水域中分布着特有的纤毛虫种类。     

城市富营养化湖泊生态恢复--南京莫愁湖物理生态工程试验

在分析了太湖及其流域所面临的水环境质量问题及其原因基础上,回顾总结了“十五”太湖水环境治理经验,认为源头控制需要长期不懈的努力,太湖流域的湖泊治理要针对太湖平原河网与湖荡水系特色,要重视太湖东部草型湖区生态环境恶化的严重性,必须加强生态修复单项技术间的效应优化和有效集成．根据太湖流域的社会经济发展规划,提出了太湖流域水污染控制技术与水体生态修复工程示范的总体思路是:从污染源头到湖泊出口,依次通过污染源控制、河道截污、湖荡调节、河口净化、湖泊生态修复、出湖疏导等多道防线,有效促使太湖水环境向良性方向转化．在此基础上提出了具体实施建议:全流域污染源削减和太湖水源地典型水域生态修复技术集成与工程示范,同时进行全流域水环境治理强化管理政策与决策支持技术的研究与示范．     

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。     

湖滨带芦苇恢复过程中沉积物氮赋存形态及含量变化:以巢湖为例

水生植被对于维持水生态系统结构和功能稳定性具有举足轻重的作用,而重建水生植物被认为是污染湖泊生态修复的重要手段.氮素是水生态系统重要的限制性元素之一,根着挺水植物生长发育无疑将深刻地影响着沉积物氮的迁移转化过程,但水生植物不同生长阶段对沉积物氮的需求和植物代谢强度均不同,目前对挺水植物完整生长过程中沉积物氮组分及含量变...     

美国Apopka湖的富营养化及其生态恢复

本文系统地回顾了美国佛罗里达州大型浅水湖--Apopka湖富营养化和生态恢复的过程.流域水文状况的改变,围湖种植和向湖排放农业污水是Apopka湖从"草清型"转变为"藻浊型"湖泊的根本原因.50多年来,尽管内源控制的手段几经改变,但是,控制外源营养输入一直是Apopka湖整治的主要措施之一.Apopka湖富营养化的研究主要包括Apopka湖原始状态分析,浮游植物区系,生长限制因子,初级生产力,沉积物的理化特征和再悬浮,碳、氮、磷蕴藏量和释放率,富营养化的古湖沼学证据,外源磷负荷和恢复指标等.目前,Apopka湖生态恢复主要采取降低外源磷输入,通过人工湿地清除湖中悬浮物和颗粒磷,捕鱼除磷和生物操纵,种植水生植物和提高水位变动幅度等措施.最后介绍了围绕Apopka湖的富营养化及其恢复的学术争论.最后,还讨论了该湖研究和整治一些可能的存在问题和建议.     

太湖北部滨岸区水生植被自然修复观测研究

1997－1999年连续3年对太湖北部围隔实验区水生植被自然修复过程的观测表明,大型富营养化浅水湖泊滨岸水域,通过实施围隔保护等途径,土著水生高等植物如荇菜、菱等能够在次生裸区水域自然修复生长。1998年夏季荇菜、菱种群覆盖面积分别达到围隔保护区总面积的14．3％和12．7％。伴生种群有马来眼子菜、狐尾藻和苦草等。分析了人为刈割、水产养殖对水生高等植物自然修复进程的影响。据此提出治理太湖等大型浅水湖泊富营养化污染的对策。     

Restoration of submerged vegetation in shallow eutrophic lakes – A guideline and state of the art in Germany

One of the most serious problems caused by eutrophication of shallow lakes is the disappearance of submerged macrophytes and the switch to a turbid, phytoplankton-dominated state. The reduction of external nutrient loads often does not result in a change back to the macrophyte-dominated state because stabilising mechanisms that cause resilience may delay a response. Additional internal lake restoration measures may therefore be needed to decrease the concentration of total phosphorus and increase water clarity. The re-establishment of submerged macrophytes required for a long-term stability of clear water conditions, however, may still fail, or mass developments of tall-growing species may cause nuisance for recreational use. Both cases are often not taken into account when restoration measures are planned in Germany, and existing schemes to reduce eutrophication consider the topic inadequately. Here we develop a step-by-step guideline to assess the chances of submerged macrophyte re-establishment in shallow lakes. We reviewed and rated the existing literature and case studies with special regard on (1) the impact of different internal lake restoration methods on the development of submerged macrophytes, (2) methods for the assessment of natural re-establishment, (3) requirements and methods for artificial support of submerged macrophyte development and (4) management options of macrophyte species diversity and abundance in Germany. This guideline is intended to help lake managers aiming to restore shallow lakes in Germany to critically asses and predict the potential development of submerged vegetation, taking into account the complex factors and interrelations that determine their occurrence, abundance and diversity.     

Possibilities and limitations of lake restoration: Conclusions for Lake Lugano

In most lakes eutrophication is linked to an excessive input of phosphorus. Lake restoration by reduction of P-input (external measure) has led to a considerable drop of the P-concentration in all major Swiss lakes as well as in many other lakes. Internal restoration measures such as artificial mixing, drainage of hypolimnetic water, flushing, aeration, biomanipulation and others serve to improve and accelerate the response of a lake to external measures. For the case of Lago di Lugano, a simple two-box model is employed to demonstrate that a reduction of the P-input to about 25% of the present values is necessary to reach the P-criterion (P-concentration below 30 µg/l). Internal measures could possibly accelerate the extremely slow response of the northern basin.     

秋冬季环境下固定化氮循环细菌净化湖泊水体氮污染动态模拟

本文依据太湖秋冬季水体氮污染的特点,应用辐射增殖氮循环细胞进行了净化湖水氮污染的动态模拟实验,研究结果表明,富营养化湖水经固定化氮循环净化后,总氮下降７２．４％,氨氮下降８５．６％,出水水质得到明显改善,固定化氮循环细茵在冬季低温（７℃）条件下仍保持了较高的降氮能力,总氮和氨氮去除率分别为５５．６％,５８．９％,降氮效果与湖水滞留时间有关,探讨了固定化氮循环细茵的降氮机理。     

Nutrient Budgets,Dynamics and Storm Effects in a Eutrophic,Stratified Baltic Lake

Between 1989 and 1998 the small eutrophic stratified Lake Belau was investigated intensively and multidisciplinarily. This article is a short, comprehensive summary and re‐evaluation of the hydrochemistry of the lake, with focus on nitrogen and phosphorus. In several aspects the lake can be regarded as a typical example of the glacial north German lakes. The 1960's and 1970's are characterised by heavy nutrient inputs and fast eutrophication. During the last two decades the external nutrient load, especially the phosphorus load into Lake Belau was significantly reduced. But phosphorus‐rich sediments and large areas with summerly anoxic sediment surface conditions cause intensive release of phosphorus from older deeper sediment layers. Annual budgets reveal that despite an average sediment accumulation of 3 mm a^?1 the lake has lost its function as net phosphorus sink and it is very likely that internal eutrophication by the sediments will keep the lake in its eutrophic state during the next decades. Despite that, monthly budgets of five vertical layers show that the main phosphorus supplier for the phosphorus depleted epilimnion during summer is the creek Alte Schwentine. The annual nitrogen budget indicates groundwater and interflow water as well as atmospheric input as additional important nitrogen sources. 36% (98 μmol m ^?2 h^?1 N) of all nitrogen input is lost to atmosphere mainly due to denitrification. The example of a heavy storm shows that about 10% of the annual nitrogen loss to the atmosphere can take place during a single day and in form of ammonia. The storm further made obvious that these unpredictable events can have strong impact on nutrient cycling and ecology in Lake Belau and the lake can become an unexpected nutrient source for downstream systems.