五里湖富营养化过程中水生生物及生态环境的演变

五里湖是太湖西北部一个小型浅水湖湾,是无锡市的饮用水源和主要风景游览区。50年代时,该湖基本保持着原始状态,全湖以大型水生植物占优势。湖水清澈见底,水质为中营养水平,溶氧接近饱和,对外来的N、P污染冲击具有很强的缓冲能力。底泥的氧化程度较高,磷和有机物含量仅为0.023％和0.75％。浮游藻类受到了大型水生植物的强烈抑制,年均数量为26.7×10~4个/L,以硅藻和隐藻为主;从春季至秋季,随着大型水生植物的增长,浮游藻类数量大幅度减少。浮游动物多达190种,年均数量为5660ind./L。大型底栖动物较多,以日本沼虾和螺、蚌类为主。鱼类资源十分丰富,63种鱼中以凶猛性鱼类占优势,并有较多的底栖性鱼类。 自50年代以来,大约有1/2的湖面被围垦,沿岸带生态条件被破坏,失去了最适合于大型水生植物生长的浅水区。加之60年代后期在全湖放养草鱼,水生植被遭到彻底毁灭。外源污染加剧,引起了水质的严重富营养化。围垦和修建水闸隔断了五里湖与太湖间的通道,限制了两个水体间的水流交换,妨碍了污染物的稀释扩散,使得来自无锡市区的污水成了五里湖的主要补给水源,加速了富营养化的进程。五里湖水质已达重富营养水平,透明度小于0.5m,缺氧较为严重。营养物在底泥中大量积累,TP和TOC含量分别增高了4.17倍和1.87倍。在春末     

浅型富营养湖泊的生态恢复——五里湖水生植被重建实验

依据浅型湖泊生态系统的多稳定态理论,在富营养湖泊治理过程中,当外来污染得到有效控制时,通过人工重建水生植被可以加速湖泊的生态恢复。在五里湖中,挺水植物和浮叶植物都能很好地生长,水底光照不足是沉水植物难以生长的主要原因。在自然条件下建成了永久性挺水植物群落和浮叶植物群落,在人工控制的围隔环境中改善了水底光照条件,建成了沉水植物群落。但这些沉水植物仍不能渡过夏季,主要原因是湖水过深和水温较高,降低水位和建造人工浅滩可为五里湖沉水植被恢复创造有利条件。本研究可为富营养水体的水质控制和植被恢复提供多种实用技术,但在水生植被的结构与环境功能等方面仍需开展深入的定量研究。     

太湖梅梁湾与五里湖浮游植物群落的比较

富营养化和风浪是影响大型浅水湖泊浮游植物群落的重要因素,本文于2003年10月至2004年9月对太湖梅梁湾和五里湖理化环境因子(水温、透明度值、悬浮质浓度和氮、磷营养盐浓度)和浮游植物群落进行了逐月监测,通过对两个湖区理化因子和浮游植物群落结构在周年内季节变化的比较研究,探讨富营养化程度以及风浪对浮游植物群落结构的影响,结果为:(1)梅梁湾由于受风浪影响悬浮物含量较高,五里湖则富营养化水平更高.(2)周年内五里湖浮游植物平均生物量(6.85 mg/L)高于梅梁湾的平均生物量(4.99 mg/L),两个湖区都呈现夏秋高峰、冬季低谷的变化特征.梅梁湾浮游植物群落季节演替的模式基本为:冬季硅藻(小环藻属Cyclotella spp.)和隐藻(隐藻属Cryptomonas spp.)-春季绿藻(细丝藻属Planctonema sp.)-夏季绿藻(绿球藻目Chlorococcales种类)和蓝藻(微囊藻属Microcystis spp.和浮游蓝丝藻属Planktothrix spp.)-初秋蓝藻(微囊藻属)和硅藻(浮游直链硅藻Aulacoseira spp.)-秋季隐藻(隐藻属).五里湖的季节演替模式没有梅梁湾明显,全年隐藻(隐藻属)都占优势,在此基础上,秋冬季硅藻(小环藻属和浮游直链硅藻属)占优势,裸藻(裸藻属Euglena spp.)在冬春季占优势,绿藻(绿球藻目种类和团藻目衣藻属Chlamydomonas spp.)在整个春季和初夏的优势地位在夏季被蓝藻(微囊藻属和浮游蓝丝藻属)所取代.群落构成的差异是浮游植物对两个湖区不同风浪条件和富营养化水平的响应结果.(3)通过与PEG(Plankton Ecology Group)模式的比较,梅梁湾和五里湖浮游植物群落的季节演替主要受水温、光照、营养盐(氮、磷)浓度和浮游动物牧食等因子的影响,因此,大型富营养化浅水湖泊浮游植物群落演替规律需要进一步的研究.     

太湖五里湖水环境综合整治的设想

在分析太湖五里湖水环境现状和污染成因的基础上,提出生态清淤、污水截流、退渔还湖、动力换水、生态修复、护岸整治等一系列水环境综合整治工程措施,并分析各项工程实施对污染物去除量的估算,预测对五里湖水质改善的影响和效果,进行五里湖、梅梁湖水环境综合治理的探索,为全太湖和其他湖泊水环境综合治理提供科学依据.     

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.     

几种水陆交错带植物对湖滨带底质的稳固作用

为了研究几种常见水陆交错带植物对底质稳固性的影响,选取太湖贡湖湾水陆交错带内的双穗雀稗(Paspalum distichum)、李氏禾(Leersia hexandra)、香菇草(Hydrocotyle vulgaris)、黄花水龙(Ludwigia peploides)和黄菖蒲(Iris pseudacorus)5种水生/湿生植物植物,并利用长江下游常见沙壤土和湖滨带新生底质两种土壤,开展了5种植物对底质稳固作用的室内研究.结果表明底质孔隙度减少、细小粒径(50μm)增加有利于底质稳固,改善上覆水指标,减少扰动给上覆水所带来的悬浮颗粒物.直径≤1 mm的须根量、须根长度和须根面积与底质孔隙度和粒径分布增益值之间存在线性回归关系,双穗雀稗、李氏禾、香菇草的根系参数与增益值之间存在斜率为0.006~1.727的线性正相关关系;黄花水龙、黄菖蒲植物根系参数与增益值之间则存在斜率为-0.091~-0.011的线性负相关关系.黄菖蒲与黄花水龙的根长密度分别为11.495和9.475 cm/cm~3,根表面积密度分别为0.368和0.294 cm~2/cm~3,根重密度分别为1.844和0.944 mg/cm~3,两种植物对底质孔隙度的增益值分别为15%和9%,对底质粒径分布的增益值分别为92%和47%;双穗雀稗、李氏禾、香菇草的根长密度分别为1.057、7.368和0.651 cm/cm~3,根表面积密度分别为0.033、0.228和0.022 cm~2/cm~3,根重密度分别为0.678、2.537和0.160 mg/cm~3,3种植物根系参数对底质孔隙度的增益值分别为6%、36%和1%,3种植物根系参数对底质粒径分布的增益值分别为16%、17%和-13%.5种植物通过根系提高底质的稳定性,减少底质在水力扰动下悬浮物质以及营养盐的释放,从效能上表现为李氏禾双穗雀稗黄菖蒲黄花水龙香菇草.     

无锡五里湖环境综合整治对旅游价值的影响评估

条件价值法是目前环境经济价值货币化评估中最为广泛应用的方法.以无锡市五里湖环境综合整治为例,在对条件价值法回顾总结的基础上,通过对受益周边地区居民及外地游客的面对面直接问卷调查,对周边旅游环境的改善所带来的旅游支付意愿及影响因素进行了评估和分析,结果表明:(1)游客对五里湖综合整治后总的支付意愿为2.49亿元/年,比整治前多0.68亿元/年,占当地旅游总收入的1.49%;(2)游客的支付意愿与其收入成正比,与其年龄也基本为正相关关系,而与其受教育程度的关系比较复杂;(3)游客对五里湖景区满意度表现最差的是娱乐设施,其次是购物、住宿的便利性和水面的表观形象,表现最好的是空气质量和其安静的氛围.本文最后对本次采用的调查方法与国内外广泛应用的双边界二分式CVM进行了有益的对比和讨论,并对环境综合整治为当地带来的经济和社会绩效提出了期望,以期为其相应的政策措施的制定和环境资源资本的运作及管理提供理论依据.     

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。     

生态疏浚对太湖五里湖湖区生态环境的影响

五里湖作为太湖富营养化最严重的区域,内源污染和生态退化成为困扰五里湖最主要的两个问题.生态清淤工程的特点是对所要疏浚污染底泥污泥厚度通过采样分析后精确测定,并且在施工过程中的控制精度也高于一般的工程疏浚.所以生态清淤既可以清除五里湖的内源污染,又能为其生态恢复创造条件.本文通过对五里湖生态疏浚对生态系统的影响,疏浚区底泥、水质质量的改善的效果以及对原位培养生物的抗氧化系统组分变化等多个方面进行分析评价,发现,五里湖生态疏浚区底泥中磷含量下降了30%,左右,重金属含量升高的地质积累指数小于1级.疏浚后半年内水体中总磷和溶解磷含量比疏浚前下降10%-25%左右,叶绿素a含量下降40%,左右,其它水质理化参数保持正常.作为生物标志物原位培养生物的抗氧化系统组分在疏浚前后变化较小所以认为,五里湖疏浚达到了一定的效果,并且控制了对生态的压力,为下一步生态修复创造了条件.     

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。     

五里湖营养状况及治理对策探讨

1990—1991年对五里湖的调查表明,该湖已发展到富营养一重富营养阶段。湖水中TN、TP、Chla、BOD_5和COD_(cr)的平均含量分别达到2.25mg/L、111μg/L、31.8μg/L、4.9mg/L和17.5mg/L,平均透明度只有0.51 m。表层底泥中氮、磷和有机质的含量分别高达0.181％,0.071％和2.51％,成为巨大的内营养源;而外源营养物则主要来自梁溪河和五里湖北岸各支流。以硅藻为主的浮游藻类年生产力约为5200 t/km~2(鲜藻),是该湖有机污染的主要来源。治理应从污染源控制入手,在东北端河道上建闸拦污,在北岸建立环湖集污河道;废止航运和局部清淤以削减内污染源;在沿岸带恢复水生植被以固持底泥;在东部湖区建立拥有水生植被的水源保护区以改善中桥水厂的水源水质。     

2007年太湖五里湖浮游植物生态学特征

研究了2007年太湖五里湖浮游植物的生态学特征.结果表明:五里湖共检出浮游植物8门123种;其中绿藻种类最多,共57种,占浮游植物总种数的46.3%;硅藻次之,共23种,占浮游植物总种教的18.7%;浮游植物种数以冬春季多、夏秋季少.调查期间.浮游植物数量和生物量分别变化在386.2×10~4-5581.9×10~4cells/L和0.541-3.491mg/L,均以绿藻最高;浮游植物数量的季节变化表现为夏季>春季>秋季>冬季;且除绿藻外,浮游植物的季节演替规律与PEG模型基本一致.相似性分析显示,五里湖1、3、4、5月份的生境相似,6、7、8、9、11月份的生境相似.优势度分析显示,五里湖各个月份的浮游植物优势种都在2种以上,优势种主要有小球藻(Chlorella vulgaris)、小球衣藻(ChLamydomonas microsphaera)、尖尾蓝隐藻(Chroomonas acuta)、铜绿微囊藻(Microcystis aeruginisa)等14种,优势种种数较多且优势度不高,变化在0.02-0.78之间;多样性和均匀度分析显示,五里湖浮游植物多样性指数和均匀度指数分别变化在1.5-2.7和0.26-0.59之间,多样性和均匀度都较好:表明2007年五里湖浮游植物群落结构比较复杂、处于较完整状态.     

环境因子对五里湖沉积物磷释放的影响

本文论述了溶解氧、pH、温度和沉积物中微生物作用对太湖五里湖区沉积物磷释放的影响,以及在pH为8.4、好氧和厌氧二种状态下沉积物释放试验后滤液对斜生栅列藻(Scende es(?) obliq(?))和羊角月芽藻(Selena(?) ca(?))增长的影响.结果表明:溶解氧降低、pH和温度升高、微生物作用有利于沉积物磷向水体释放,与湖水组相比,厌氧状态下沉积物磷释放后滤液能显著促进斜生栅列藻增长,但不能促进羊角月芽藻增长,好氧状态下沉积物磷释放后滤液均不能促进二种藻类的增长。     

太湖五里湖生态重建示范工程—大型围隔试验

五里湖是太湖北部富营养化程度最为严重的一湖湾．从2004年1月起,为了改善水质,重建五里湖生态环境,在五里湖南岸建立了一个面积为10×104m2示范工程试验区,采用多技术措施集成应用,开展湖泊生态重建技术研究．经过近2年的生态重建研究与实践,在示范工程试验区内建立了挺水植物、浮叶植物和沉水植物群丛23个,水生植物种类从生态重建前的零上升至15科、22属、32种,水生植物的多样性指数(Shannon-Wieher index)达到2．33,覆盖度达到40％- 55％．水质监测结果表明,示范工程区内水体的TN、TP、NH4-N、NO3-N、NO2-N及PO4-P的平均值分别比示范工程区外下降了20．7％、23．8％、35．2％、21．1％、45．6％和54．0％,TN、TP分别下降至2．50mg／L、0．080mg/L以下,水质得到明显改善,达到或低于“浅水湖泊稳态转换理论”指出的向“稳定清水态”转换的临界值,水体透明度(SD)平均值也有较大幅度提高,平均从0．39m提高至0．70m;初步实现湖泊水体从藻类占优势浊水态向大型水生植物占优势的清水态转变．因此重建与恢复湖泊生态系统要从沿岸带着手,首先重建湖滨带结构与功能,通过湖滨带水生生物一系列反馈机制, 逐步改善湖泊水质,最终实现沉水植被恢复;湖泊敞水区应主要采用生物操纵技术措施来实现湖泊生态恢复．     

不同生态修复措施下太湖西五里湖沉积物氮磷形态的时空分布

以太湖西五里湖为研究对象,研究了生态修复工程实施两年后,疏浚区、疏浚并水生植被重建示范区、退渔还湖区及对照区沉积物中氮、磷形态的季节变化及垂直分布特征,同时分析了各区上覆水的氮磷含量.结果表明:生态修复措施的实施对沉积物中氮磷形态分布及上覆水的氮磷含量影响显著.示范区和退渔还湖区水体中氮磷含量较低;沉积物中不同磷形态的垂直分布变化较复杂;疏浚基础上进行的水生植被重建对Lab-P、Al-P、Fe-P的吸收作用显著,对Ca-P、Org-P的影响较小;退渔还湖区沉积物磷形态以Ca-P、Org-P为主,Fe-P所占比例较低,与疏浚区不同.生态修复措施对沉积物中TN的影响较小;示范区NH 4 -N含量在秋季突增,可能与植物残体形成的有机质的分解有关.疏浚区水体中氮磷含量与对照区差别不大,沉积物中TN的平均含量还略高于对照区,因此单一的疏浚措施对水环境改善的长期作用需要进一步研究.而示范区水体及沉积物中的TN、TP含量均比较低,水生植被恢复较好,可见在减少外来污染的前提下,对湖区底泥进行疏浚并开展水生植被恢复工程应该是控制湖泊富营养化的有效途径.     

滇池流域近20年社会经济发展对水环境的影响

滇池是我国著名的高原淡水湖泊,滇池流域是云南省社会经济发展最为活跃的区域.通过对1988-2009年流域社会经济发展和水环境变化情况进行系统调查,分析流域水环境问题的主要影响因素,并在此基础上进行趋势分析.结果表明,近20年来滇池流域人口数量年均增长3.3%,GDP年均增长18%,城市化率提高了17%;伴随着社会经济的快速发展,流域用水总量及污染物排放总量持续增加,由此导致流域主要河流水体水质恶化趋势明显,Ⅴ类水质河流占比增长了近4倍,滇池草海、外海水体水质恶化为劣Ⅴ类,水体水质恶化及湖泊富营养化已成为滇池面临的重要水环境问题,且短期内难以有大的改变.最后从产业结构优化、污水处理系统建设、污水再生利用、农村环境保护、生态补偿机制等方面探讨了解决目前滇池流域水环境问题的主要措施及建议.     

太湖五里湖水体悬浮物中水溶性有机质(WSOM)的荧光光谱组分鉴别及其与氮形态的关系

采用三维荧光光谱-平行因子法(EEMs-PARAFAC)分析太湖五里湖水体悬浮物中水溶性有机质(WSOM)的荧光光谱特征,研究其组分类型、分布规律以及来源,进一步探讨悬浮物中水溶性有机氮和无机氮含量与WSOM荧光组分之间的关系.结果表明,悬浮物中WSOM荧光组分主要由2个类腐殖质(C1、C2)和1个类色氨酸类蛋白质(C3)组成.总荧光强度在57.56~200.01 R.U./g之间,平均为115.42 R.U./g,其中C1、C2、C3的相对比例分别为35.55%、34.05%和30.40%;空间上由西向东逐渐增强,东五里湖高于西五里湖,沿岸区高于湖心区.荧光指数和生物源指数变化范围分别在1.48~2.34和0.65~0.87之间,反映了悬浮物中WSOM主要来源于微生物、藻类的自生生物源.多元回归统计分析结果表明,悬浮物WSOM与氮元素的迁移转化密切相关,且有机氮与WSOM荧光组分的相关系数大于无机氮.     

洱海湖滨带水生植物多样性及分布现状

湖滨带水生植物对湖泊生态系统健康的维持具有重要作用。为了解当前洱海湖滨带水生植物现状,本研究于2020—2021年间每季度对洱海湖滨带水生植物进行调查。调查结果表明:(1)洱海湖滨带现有水生植物206种,属56科156属,其中湿生植物149种,挺水植物24种,沉水植物21种,漂浮植物7种,浮叶植物5种;常见种有狗牙根(Cynodon dactylon)、菰(Zizania latifolia)、苦草(Vallisneria natans)、菱(Trapa bispinosa)等,偶见种为忍冬(Lonicera japonica)、披碱草(Elymus dahuricus)等。(2)从区系分布来看,洱海湖滨带物种主要为世界分布(83种)和热带分布(55种)两种类型,分别占总物种数比例的40.28%和26.71%。(3)在植物群落方面,洱海湖滨带共有18个主要植物群落类型,其中湿生植物群落4种,挺水植物群落3种,沉水植物群落9种,浮叶植物群落2种;以狗牙根群落、菰群落、苦草群落、菱群落为主。通过与历史文献结果的对比分析得出,近年来洱海湖滨带水生植物多样性有了显著提高,但目前存在挺水植物群落...