杭州西湖底泥疏浚工程的生态效应

杭州西湖一直被富营养化问题所困扰。迄今为止,先后采用了多种工程措施进行治理。通过对杭州市政府1999-2002年对西湖实施的底泥疏浚工程前后沉积物中营养物质含量、水质以及水生生物群落各主要类群等方面的研究,评价了此次工程对减轻西湖的营养盐内负荷、控制湖泊富营养化的效果,探讨该工程的生态风险及对西湖水生生态系统重建的影响。研究结果表明：疏浚工程降低了西湖各层沉积物中的有机物、氮和磷含量,尤其是沉积物表层10cm中的有机质、总氮和有机磷含量均有明显的下降;疏浚后西湖水体与富营养化相关的主要指标均有不同程度的改善;水体中浮游植物密度、生物量有不同程度的降低,群落中蓝藻比例下降;浮游动物群落的种类有所增加;疏浚后底栖大型无脊椎动物群落快速恢复;疏浚后的水生生物群落指示水体富营养化程度有所减轻。     

杭州西湖湖底附泥藻群落

杭州西湖在 ２０世纪 ４０年代湖底附泥藻群落以蓝藻门静水隐杆藻为优势,占 ９８％－ ９９％,而 ９０年代本次调查时发现随着水体富营养化底栖性的附泥藻群落由蓝藻型转变为以硅藻门放射针杆藻为优势的群落．根据１９９１年４月及１２月调查全湖各湖区该群落分为三个组合：（ １）放射针杆藻组合：外湖及北里湖,藻密度高,（ ３０２－ ５７５） ｘ １０_４个· ｇ~（-１）．放射针杆藻占总藻量的４１２％－５２８％．（２）凸腹脆杆藻－放射针杆藻组合：分布在西部三个湖区．藻密度低,仅为前一组合的 １１３或 １１８．（３）静水隐杆藻组合：仅存在于三潭印月内湖．     

杭州西湖湖底附泥藻群落

杭州西湖在 20世纪 40年代湖底附泥藻群落以蓝藻门静水隐杆藻为优势,占 98%-99%,而 90年代本次调查时发现随着水体富营养化底栖性的附泥藻群落由蓝藻型转变为以硅藻门放射针杆藻为优势的群落.根据1991年4月及12月调查全湖各湖区该群落分为三个组合:(1)放射针杆藻组合:外湖及北里湖,藻密度高,(302-575) × 10₄个· g^-1.放射针杆藻占总藻量的412%-528%.(2)凸腹脆杆藻-放射针杆藻组合:分布在西部三个湖区.藻密度低,仅为前一组合的 113或 118.(3)静水隐杆藻组合:仅存在于三潭印月内湖.     

杭州西湖总磷动态变化预测

建立了西湖污染物分析和浓度变化的水质对流扩散模型,并利用该模型对西湖水体引水后７ｄ内总磷浓度的变化进行了预测,然后对预测结果作了较为详细的分析。     

杭州西湖底泥磷分级分布

采用磷分级分离法对在杭州西湖采集的柱状泥样进行了磷分级提取,结果发现：HCl-rP即钙矿磷占据了西湖底泥总磷含量的30％－70％,其余依次为NaOH-rP(16%-40%)和NH4Cl-rP(0.6%-10%);活性磷由NoOH-rP和NH4Cl-rP构成,占总沉积磷的20％－40％,各磷分级组分和活性磷的垂直分布与总磷基本一致,含量随泥层深度的降低逐级增加,在10－30cm处形成峰值,但表层的蓄积量又出现逐层下降的趋势。     

近2000年来杭州西湖藻类种群的演替与富营养化的发展过程

于１９９１年在西湖底作１５个深度１ｍ左右的钻孔,根据其内微分石藻的垂直分布探索西湖近２０００年藻类种群的演替,并藉此反映湖泊的古生境及其富营养化发展的历程,结果显示淡水西湖形成后藻类的垂直分布由下而上可分为３带：（１）附生藻带（短缝藻－桥穹藻－异极藻组合）：－８５ｃｍ至－４５ｃｍ,以喜酸性及真酸性的附生藻为主,适应于当时的沼泽生境。（２）附生藻向浮游藻过渡带（水花束丝藻－直链藻组合）：通常在－３０     

杭州西湖轮虫的群落结构及与水体环境因子的关系

2007年1月-2010年10月,对杭州西湖进行调查研究,利用综合营养状态指数对西湖的营养状况进行评价,通过种类组成、优势种、多样性指数等指标探讨西湖轮虫的群落结构与水体营养状况之间的关系.结果表明,西湖总体处于中-富营养状态.调查期间共检出轮虫29种,以角突臂尾轮虫(Brachionus angularis)、螺形龟甲轮虫(Keratella cochlearis)等最为常见;总数量处于较低的水平,多样性水平不高;各采样点在不同年份表现出不同的季节变化规律.相关性分析结果表明,西湖轮虫密度与水温、TLI指数、总氮、高锰酸盐指数、透明度和pH值的相关性高度显著;Margalef多样性指数和Shan-non-Wiener多样性指数与水体环境因子表现出不同的相关性.研究发现,西湖轮虫结构不仅与水体的营养状况关系密切,还受引水过程引起的水动力学的影响,从引水入湖口到出水口存在一个以水动力学过程为主导的生态梯度.     

底泥释磷及其对杭州西湖富营养化的影响

杭州西湖是一个小型浅水湖泊,底泥由上部藻骸腐泥和下部泥炭层构成,其显著特点是有机碳含量特别高,氮含量也相当高,而磷的富集程度相对较低。通过实验室和现场模拟研究,考察了pH值、温度、溶解氧、氧化还原电位及上覆水种类等环境因素对底泥释磷量和释磷速率的影响。上覆水pH值在6.5—7.0范围内底泥释磷量最低;在较高或较低pH值时,释磷量倍增。升高水温或降低上覆水溶解氧浓度均能加速释磷。实验室模拟西湖底泥最大释磷量为0.368μgP/g。夏季现场模拟平均释磷速率为1.02mg P/m~2·d;由此估算底泥释磷量达1.346tP/a,相当于年平均外部入湖磷负荷的36.4％。底泥释磷对西湖富营养化起着不容忽视的影响。     

基于回声探测监测沉水植物盖度的插值方法研究:以杭州西湖沉水植物盖度监测为例

沉水植物作为水生态系统的重要组成成分,在水生态系统物质循环和能量流动中发挥着重要作用,其覆盖度和生物量是评价湖泊等浅水水体系统稳定性的关键参数随着高效和无损伤监测的回声探测仪在沉水植物盖度监测中的应用,其精确度算法也受到了越来越多的关注本研究以成功恢复沉水植物的浅水湖泊杭州西湖为研究对象,利用BioSonics便携型回声探测仪——MX采集沉水植物回声样本同时结合人工样方设置,采集与回声探测对应位点的沉水植物样本,验证回声探测结果的精确性通过建立回归模型分析回声探测得到的沉水植物体积百分比(PVI)与人工样方获得的对应平均鲜重关系,结果表明二者具有较好的相关性分别采用普通克里金法、反距离权重法、径向基函数法3种插值方法对同一季节的不同湖泊和同一湖泊的不同季节未采集区域沉水植物的盖度数据进行插值分析,并对插值结果进行交叉验证,以确定方法的精确度交叉验证结果表明,插值精确度反距离权重法径向基函数法普通克里金法研究结果为回声探测与插值分析方法结合在大尺度浅水水体中沉水植物监测应用提供了技术支撑.     

京都十渡西湖港

明朝万历三十四（1607）年,著名旅行家、地理学家徐霞客由江南来到京都西南,在风光秀丽的十渡,他沿拘马河上溯踏勘。看到此处拘马河碧波如镜,岸柳依依,山形奇异多姿,百花争相吐艳,顿觉似曾相识,又感相见恨晚。徐霞客想到：杭州西湖原是一处浅海湾,由于泯沙阻塞湾口,千百年来形成独特的江南景色。而苏东坡吟颂西湖的诗句“水光潋滟晴方好,山色空蒙雨亦奇,欲把西湖比西子,     

西湖叶绿素a周年动态变化及藻类增长潜力试验

通过1999年1－12月对杭州西湖主要湖区叶绿素a含量及水量理化指标的逐月测定,分析了西湖主要湖区叶绿素a含量周年动态变经特征及各种环境生态因子对叶绿素a的影响,并对湖水进行了藻类增长潜力试验,研究结果表明,西湖主要湖区叶绿素a含量总体保持在同一水平,年变化在41．16－191．26mg/m^3之间,年均值为为99．98mg/m^3。叶绿素a妗有明显的季节变化特征,夏季和初秋为高峰、冬季最低,水体总磷浓度与叶绿素a年周期动态变化一致,叶绿素a含量的季节变化与水温变化呈显著正相关,西湖为典型的蓝藻型湖,叫氮年均值为2．08mg/L总磷年均值为0．121mg/L,N:P大于17,水体中磷对藻类增长的促进作用比氮更加明显。     

三峡大坝运行前后西洞庭湖鱼类群落结构特征变化

鱼类是湿地生态系统中重要的组成部分,鱼类的群落结构动态直接反映湿地生境及外部驱动力的变化.三峡大坝运行后,长江中游江湖水文情势发生了变化,西洞庭湖地处洞庭湖西部,是受此变化影响最为直接的区域之一.为监测西洞庭湖鱼类群落结构变化特征,分析其变化原因,于2002年9月-2003年8月和2012年7月-2014年1月,在西洞庭湖进行了两次鱼类群落调查.共鉴定到鱼类7目17科91种,其中鲤形目最多,为58种,占总种数的63.7%.两次调查结果显示,三峡大坝运行后西洞庭湖鱼类物种数由85种下降到66种,Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数分别由5.00和1.11下降为4.14和1.00,鱼类个体小型化趋势明显.两次调查物种数和个体数量最多的类群均为底层、定居性、杂食性鱼类,且其比例有增加的趋势,而肉食性鱼类、中上层鱼类、半洄游性鱼类和产粘性卵、沉性卵鱼类个体数量占比均有减小的趋势,其中中上层鱼类变化有显著性差异.三峡大坝运行后10年间,西洞庭湖鱼类多样性呈现下降趋势.研究表明,西洞庭湖鱼类生境丧失、捕捞胁迫,加剧了一些特定类群的生存压力,并反映于鱼类群落结构的变化.     

白洋淀浮游植物群落及其与环境因子的典范对应分析

在对湖泊生态系统健康评价研究的基础上,提出用营养状态-综合指数法（TSI-CI）对西湖进行生态系统健康评价．首先选用Chl．a、SD、TP和TN四个指标用相关加权指数法进行营养状态评价,再选择物化和生物指标无量纲化处理后计算综合指数进行综合评价．结果表明：西湖生态系统健康状况与营养状态水平的变化趋势是一致的,1—3月健康状况相对较好,7-9月相对较差．该结果客观反映了西湖的实际情况,为西湖水质管理提供科学依据。