中国湖泊综合分类原则、级别划分及分类程序之初探

在略述了国内外湖泊分类研究现状的基础上.探讨了开展我国湖泊综合分类的原则、级别划分以及综合分类所应遵循的程序。主导因素与综合因素相结合,建立分类的主导标志,是湖泊综合分类系统中高层次分类的关键;区域相似性(相对一致性)与差异性的对比分析是低层次分类的重要环节。在此基础上.还应充分考虑到人类经济活动的方式与强度对湖泊诸自然因素的影响,以便使湖泊综合分类工作既具有理论上的意义,同时又具有实用价值。级别划分应从以下标准衡量:分类结果是否能充分揭示或反映出湖泊所具有的区域综合特性以及地貌、水文、化学、生物等各因子之间的有机联系和相互影响;能否展示出湖泊的动态变化和今后的演变趋势;是否简明扼要,便于实际应用。工作程序可大致分解为四个相对独立又彼此有着紧密联系的阶段,即系统搜集与占有资料、资料分析整理与单因子分类、综合分类、理论诠释。     

中国湖泊综合分类原则、级别划分及分类程序之初探

在略述了国内外湖泊分类研究现状的基础上,探讨了开展我国湖泊综合分类的原则、级别划分以及综合分类所应该遵循的程序。主导因素与综合因素相结合,建立分类的主导标志,是湖泊综合分类系统中高层次分类的关键;区域相似性（相对一致性）与差异性的对比分析是低层次分类的重要环节。在此基础上,还应充分考虑到人类经济活动的方式与强度对湖泊诸自然因素的影响,以便使湖泊综合分类工作既具有理论上的意义,同时又具有实用价值。级     

基于营养盐的中国湖泊生态分区框架与指标体系初探

湖泊营养盐水生态分区是湖泊营养盐基准和富营养化控制标准制定的基础,是对湖泊富营养化进行综合评估、预防、控制和管理的科学基础和重要手段.本文通过对生态分区、水生态分区概念内涵的辨析,生态分区划分依据的探讨,及营养盐生态效应在空间表征、驱动因子、响应模式上的分异分析,剖析了基于营养盐的湖泊水生态分区概念内涵,提出了中国湖泊...     

我国常用湖泊营养状态指数研究进展与展望

湖泊(包括自然湖泊和人工水库)富营养化已成为世界性的环境问题,营养状态指数是目前最流行的富营养化水平量化方法。然而,不同营养状态指数的基本逻辑和适用水体等方面存在明显差异,不当选取可能会造成营养水平和相关水华风险的错误估计,并引发湖泊保护和修复措施的错位。鉴于此,本文对我国常用营养状态指数的构建思路、共性和差异以及不确定性来源等进行了综述。总体来看,营养状态指数基本构建思路分3种:1) Carlson指数型(如TSI),以透明度(SD)为核心参数,使用SD的2倍变化对应指数的10分差值,假定SD 为64 m时记为指数值0分;2)改良TSI指数型(如TSIm),以叶绿素a(Chl.a)为核心参数,使用Chl.a的2.5倍变化对应指数的10分差值,假定Chl.a 1000 μg/L对应该指数100分;3)营养足迹指数型(如TFI),该指数亦使用Chl.a指示藻类生物量,Chl.a的e倍关系对应藻类生物量的二倍变化和指数10分差值,假定Chl.a为10 μg/L时对应该指数50分。根据上述假设得出对应的基础参数评估方程,然后均以基础参数(SD或Chl.a)与衍生参数间的经验方程 “直接替换”获得衍生参数的评估方程。如上可知,营养状态指数均体现了数值增大表征藻类初级生产力和伴随的水华风险提高的共性,同时本文也从:1)数据集属性和基础指标评估方程获取的方法;2)衍生指标评估方程获取的统计原理;3)分项指标的权重设置方式3个方面分析营养状态指数之间的差异性。未来展望方面,首先,鉴于当前营养状态指数均属于通用性指数,因而建议未来基于上述3种基本类型开发因地制宜的营养状态指数,实现湖泊藻类生产力和水华风险的精准指示;其次,营养状态指数的生态学依据是藻类限制因子理论,营养状态指数各分项指标(即基于总氮、总磷、SD和Chl.a)的差异可以指示初级生产力的限制因子,建议未来开展营养状态指数分项指标差异机制研究,以指导藻类水华防控措施精准施策;再次,除富营养化外,湖泊生态健康受损往往也与其它压力有关,建议未来开展湖泊生态健康对富营养化和其他压力的综合响应机制研究,制定服务于湖泊生态系统健康提升的精准调控路径。本文目的并非将营养状态指数的通用属性“复杂化”,而是旨在阐明营养状态指数的“前世今生”,进而为广大湖泊富营养化相关人员使用指数时提供参考,也希望为我国湖泊营养状态精准量化、后续保护和修复措施的精准实施提供科学依据。     

水生高等植物-浮游植物关系和湖泊营养状态

本文根据中国一些湖泊的资料,从湖泊营养化角度分析了水生高等植物的生物量,分布和优势种以及浮游植物,透明度和湖泊营养状态的关系,表明高等植物和浮游藻类这两种初级生产者的生产在浅水湖泊中呈负相关,并反映在水质指标和湖泊营养状态下,同是,简要讨论了光限制,营养供给和生化抑制作用在浮游植物与水生高等植物关系中的作用。     

淮南采煤塌陷湖泊浮游植物优势种的营养动力学

在淮南潘谢矿区选取3个营养盐结构差异较大的塌陷湖泊,于2014—2015年4个季度分别对浮游植物群落结构组成进行调查,选取3个湖泊中的优势种(属)具尾蓝隐藻(Chroomonas caudata)、链形小环藻(Cyclotella catenata)和伪鱼腥藻(Pseudanabaena sp.)作为研究对象,设置不同的氮(N)、磷(P)浓度梯度进行营养动力学培养实验,并结合Monod方程,获得3个藻种在不同营养盐限制下的营养动力学参数.N限制下具尾蓝隐藻、小环藻和伪鱼腥藻的最大生长速率(μmax)和半饱和常数(Ks)分别为:0.66 d~(-1)、1.66 mg/L;0.37 d~(-1)、1.06 mg/L;0.71 d~(-1)、2.26 mg/L;P限制下它们的μmax和Ks则分别为:0.51 d~(-1)、0.023 mg/L;0.31 d~(-1)、0.035 mg/L;0.90 d~(-1)、0.015 mg/L.综上所述,在N充足时,伪鱼腥藻能够在竞争中形成优势,同时在P限制情况下易成为优势种,从营养动力学的角度揭示了其在塌陷湖泊中占据优势的营养盐动力学机制.研究结果可以为沉陷区水域开发利用和营养盐管理提供科学依据.     

应用聚类分析对水库营养类型分类和0—1高指标判别方法

以聚类中正相(Q)分析方法对19座水库进行了营养类型的分类,并与模糊聚类分析进行了比较。同时,建立了水库营养类型0—1高指标的判别方法。最后,设计了通用的分析和计算程序,并指出水库营养类型分类中还需进—步解决的问题。     

大布苏湖地貌——沉积类型与湖泊演化

大布苏湖地处松嫩平原南部,是一个封闭的构造断湖,湖区山貌类型复杂,沉积环境独具特色,根据地形面的分层和特征,结合^14C测年,确定大布苏湖形成于晚更新世晚期,湖泊形成的早期,曾经历了深湖的发育阶段,全新世以来,湖面波动式下降,并有两次规模较大的扩张和收缩时期,形成了两个完整的湖进、湖退沉积旋回、晚全新世以来,气候干燥,风力作用活跃,湖面明显萎缩,形成我国东部地区极为罕见的盐湖。     

中国湖泊分形特征初探

本文分形概念入手,介绍自然界（水系,云,雪,树木）普遍存在分形特征,继而用偏差法求解中国湖泊分布的分形特征,并对其进行地理意义的解释,为湖泊信息分类和湖泊数据库建设服务。     

长江中下游地区湖泊水和沉积物中营养盐的赋存、循环及其交换特征

回顾了有关长江中下游地区湖泊水、生物、沉积物中营养盐的迁移、转化、循环和交换等研究工作进展.典型湖泊的研究结果显示,历史上长江中下游地区湖泊的营养本底的确较高,处于中营养和富营养状态;人类活动在最近几十年中加快了这些湖泊的富营养化进程.长江中下游地区湖泊的治理不仅要重视外源污染的削减,也要重视湖泊内源污染的控制.长江中下游地区的浅水湖泊沉积物中,一般只有30％以下的磷是以较活跃的藻类易利用态存在的,表层沉积物通过吸附-解吸等交换作用对浅水湖泊水体中磷的浓度有较大的影响.长江中下游浅水湖泊沉积物中的营养盐释放主要有静态和动态二种释放方式.前者是基于化学平衡条件下的水土界面扩散作用.决定其释放量大小的主要因子是孔隙水与上覆水之间的营养盐浓度差.后者是基于水动力扰动对水土界面物理破坏条件下的底泥悬浮释放作用.二种释放模式在浅水水体中都存在.无论是静态或动态,水土界面的氧化还原环境,铁、锰、铝等元素含量,都对释放有影响.动态释放能在短期内大大提高水体颗粒态营养盐的浓度.在动态释放的初期,将有效增加水体可溶性营养盐,但是如果沉积物中铁、铝等金属元素较丰富,水体中的溶解性营养盐将由于吸附等作用而沉淀至湖底,因此,这样的湖泊往往具有较强的自我净化能力.长江中下游地区绝大多数湖泊都属于这种类型的湖泊.用底泥疏浚方法来控制湖泊内源污染的方法只适用湖泊面积较小、还原环境强烈,或者沉积物中铁、锰含量较低、水体去除可溶性营养盐的能力较弱的水体.此外,长江中下游地区的浅水湖泊生态系统对富营养化也具有强烈的反馈作用.水华暴发期间蓝藻的暴发性生长能通过改变水体的pH而引发沉积物中磷释放数量的大幅增加,大量释放的营养盐反过来又会促使蓝藻的大量生长,从而加剧水华的暴发.研究显示污染相对较重的水域水体中营养盐的含量高,微生物的生物量及生产力也高,碱性磷酸酶的活性也高,水体营养盐的循环也就更快.这反过来又促使微生物生产力增加,营养盐循环更快,加剧富营养化的危害.今后的工作应该重点围绕生物参与下营养盐的迁移转化等方面开展工作.     

不同营养水平湖泊浮游植物吸收和比吸收系数变化特征

利用太湖和博斯腾湖8月份、天目湖6 8月份的采样数据,开展不同营养状态下浮游植物吸收和比吸收系数的变化规律研究,并探讨其影响因素.利用综合营养指数法,太湖8月42个采样点中20个点为重度富营养,标记为太湖TⅠ,22个点为中度富营养,标记为太湖TⅡ,天目湖夏季、博斯腾湖8月的富营养水平分别为轻度富营养和中营养.440 nm处浮游植物吸收系数a_ph(440)按照营养水平从高到低由重度富营养到中营养分别为1.02±0.51、0.69±0.40、0.78±0.24和0.20±0.04 m^-1,相应地675 nm处浮游植物吸收系数a_ph(675)分别为0.59±0.32、0.38±0.23、0.41±0.13和0.08±0.02 m^-1.统计检验显示,重、中度富营养的太湖以及轻度富营养的天目湖浮游植物吸收系数显著高于中营养的博斯腾湖.440 nm处浮游植物比吸收系数a_ph^*(440)分别为0.013±0.006、0.012±0.004、0.038±0.008和0.051±0.013 m²/mg Chl.a.统计检验显示,重度、中度富营养的太湖浮游植物比吸收系数显著小于轻度富营养的天目湖,而天目湖浮游植物比吸收系数又显著小于中营养的博斯腾湖.另由400~700 nm浮游植物的光谱曲线可以明显看出不同营养状态浮游植物吸收系数的变化情况,表现为:重度富营养太湖TⅠ>轻度富营养的天目湖>中度富营养的太湖TⅡ>中营养的博斯腾湖.太湖和天目湖属于富营养化湖泊,浮游植物吸收系数明显高于中营养的博斯腾湖,这充分反映了随营养程度增加,浮游植物吸收逐渐增加.天目湖浮游植物略高于太湖TⅡ是因为太湖非藻类悬浮颗粒物含量高,所以吸收系数偏小.比吸收系数的变化情况与吸收系数的变化情况恰好相反,随着营养程度的增加依次递减.随营养程度增加浮游植物吸收逐渐增加是由于水体营养盐增加促进浮游植物生长,浮游植物生物量逐渐增加所致,而比吸收系数逐渐降低则由于色素包裹效应所致.     

湖泊营养类型的FUZZY聚类分析

通过1985—1988年对洱海水体的水质、生物等参数的观测分析,研究其富营养现状及变化规律。结果表明,洱海已从1985年的贫中营养型湖泊向中营养型湖泊过渡。其营养状况的变化与流域气候、湖水水位以及非点源污染有关。     

Oligochaete distribution patterns in two German hardwater lakes of different trophic state

We investigated the effect of contrasting trophic conditions on the distribution and dominance patterns of Oligochaeta species assemblages in lake sediments and their relation to the environmental variables depth, season, and substrate. The study was performed on the highly eutrophic Lake Haussee and the oligotrophic Lake Stechlin, both hardwater lakes in the Baltic Lake District of Northern Germany. Quantitative monthly and seasonal sampling took place over one year at 14 representative sites, covering littoral and profundal sediments of both lakes. Between-lake differences in the profundal were clearcut with an absence of any zoobenthos in Lake Haussee and a peculiar meiobenthic species assemblage in Lake Stechlin (Collado et al. 1999). Between-lake differences in the littoral, however, were small and mainly attributable to a small number of species exclusive to Lake Stechlin and an overall higher abundance of oligochaetes, especially naidids, in Lake Haussee. Species-richest family in both lakes were Naididae; Tubificidae were dominant in Lake Stechlin; in Lake Haussee Tubificidae and Naididae were equally abundant. Most striking were diversity of habitat types and species distribution patterns in the littoral. Multivariate analysis (CA, CCA) showed that the distribution patterns of oligochaete species assemblages are significantly correlated with depth, season and substrate. Depth is the major factor when the whole water body is considered. When confining to the littoral, species abundance and distribution are strongly related to seasonality and substrate type. Naididae show, in general, maximal abundances in autumn and summer and a preference for plants, plant debris and soft sediments; Tubificidae are more abundant in spring and prefer mineral substrate. The relation between seasonality, substrate and food availability is discussed.     

基于色度角的岱海水体营养状态遥感评估

湖泊富营养化已经成为水资源领域的研究焦点,是水环境领域面临的长期严峻挑战.为探明干旱半干旱区域湖泊营养状态,以典型岱海水体为例,利用2019—2020年6次野外实测数据为基础,针对Sentinel_2A和Landsat_8 OLI遥感数据,基于营养状态指数TSI_SDD与色度角之间的相关关系,建立了岱海水体营养状态评估模型,并利用1986—2020年遥感影像数据,得到了长时间序列的水体营养状态.结果表明:(1)本文建立的营养状态评估模型,根据精度检验结果显示模型精度较好,决定系数(R²)为0.74,均方根误差(RMSE)为3.66,平均绝对百分比误差(MAPE)为4.84%.(2)将算法应用到时间序列MSI、TM、ETM+和OLI数据,得到了岱海水体1986—2020年的营养状态动态特征.结果表明,岱海水体面积逐年减少,且多数时间处在轻度富营养化状态.水体富营养化现象大体上从边缘逐渐向湖中心趋于缓和,离岸边越近富营养化现象越严重,通常趋向湖中心以中营养为主,整体上贫营养化现象极少.(3)岱海营养状态时空变化与气温、风速和降水量等气候因子的相关性并不显著,对其解释率为13%.气候因子对营养状态的月变化影响显著,对其解释率为93%.     

Microbial colonization and decomposition of invasive and native leaf litter in the littoral zone of lakes of different trophic state

Riparian invasion by non-native trees may lead to changes in the quality of leaf litter inputs into freshwater ecosystems. Different plant species may affect the community of decomposers and the rate of litter decay in different ways. We studied the microbial colonization and decomposition of leaf litter of the invasive to Lithuania Acer negundo and native Alnus glutinosa during 64-day litterbag experiments in the littoral zones of mesotrophic and eutrophic lakes. The decomposition of A. negundo leaf litter proceeded faster than that of A. glutinosa irrespective of differences in the trophic conditions of the lakes. The amount of terrestrial and cellulose-degrading fungi (during the initial period) and bacterial numbers (during the experiment) were higher on A. negundo leaves than on A. glutinosa in both lakes. Differences in the assemblages of aquatic fungi colonizing the leaves of both types might be one of the reasons causing variation in their decay. The trophic conditions of the lakes did not significantly determine the extent of differences in decomposition rates between the two leaf species, but affected the microbial decomposers. The sporulation rate and diversity of aquatic fungi, especially on A. glutinosa leaves, was higher in the mesotrophic lake than in the eutrophic lake, while heterotrophic bacteria were more numerous on the leaves in the eutrophic lake. Generally, differences in the colonization dynamics of heterotrophs and the faster decay of A. negundo litter than of A. glutinosa suggest that the replacement of native riparian species such as the dominating A. glutinosa by invasive A. negundo may cause changes of organic matter processing in the littoral zones of lakes.     

贫、富营养湖泊中苦草的形态解剖结构比较

比较了生长于贫营养的大溪水库(江苏)和富营养的太湖梅梁湾苦草的根系形态性状特征和叶片与匍匐苇的解剖结构差异,结果表明:生长于贫营养状态的大溪水库中的苦草根系形态性状的总根长、表面积、截面积、体积、平均直径和总分叉数等特征参数都显著高于生长于富营养状态的太湖梅梁湾的苦草.大溪水库的苦草叶片表面光洁,受附着生物影响明显较来...     

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     

鄱阳湖流域饶河鱼类稳定同位素比值和营养级的空间变化

由于水文特征的变化和栖息生境的异质性,河流食物网结构存在着一定的空间变化.认识人类活动对河流食物网结构空间变化的影响能够为河流生态系统的科学管理提供有效指导.利用稳定同位素分析技术,测定枯水季节饶河不同地区初级生产者和鱼类的碳、氮稳定同位素比值(δ13C和δ15N),比较饶河下游鄱阳和中游海口河段4种常见鱼类的δ13C、δ15N值和营养级,并分析导致不同河段食物网结构差异的原因.结果表明,鄱阳与海口两个地区鱼类的δ13C值无显著差异,但δ15N值差异显著.鱼类的δ13C值变化范围在鄱阳河段大于海口河段,鳜(Siniperca chuatsi)和贝氏(Hemiculter bleekeri)在鄱阳河段的δ15N值要显著高于海口河段,而黄颡鱼(Pelteobagrus fulvidraco)和鲫(Carassius auratus)的δ15N值在鄱阳河段却表现更低.另一方面,除黄颡鱼外,鳜、贝氏和鲫在鄱阳河段的营养级均显著高于其在海口河段的营养级.研究认为,由于颗粒有机物和附着藻类的δ13C值在鄱阳与海口河段没有显著差异,因而导致鱼类的δ13C值也没有明显变化.不同生境下初级食物源δ15N值的差异及人为扰动的程度可能是影响饶河不同河段鱼类的δ15N值存在明显差异的主要原因.     

基于MODIS数据的全国144个重点湖库营养状态监测:以2018年夏季为例

随着经济社会的快速发展和进步,我国湖库水体富营养化情况越来越严重.卫星遥感在水体营养状态监测方面具有重要潜力,但基于卫星遥感的全国范围内湖库水体营养状态监测和分析方面还鲜有研究.本文基于2018夏季的MO-DIS卫星遥感数据生产FUI指数产品,构建基于FUI水色指数的湖库营养状态评价方法,监测全国范围内144个重点湖库...