引水等综合整治后杭州西湖氮、磷营养盐时空变化(1985—2013年)

经引水等综合整治后,西湖外湖、西里湖总磷(TP)浓度累计下降58%和78%,总氮(TN)浓度累计下降16.7%和7.7%,透明度提高100%~200%,富营养状态得到极大缓解.比较1986年治理前,西湖各湖区因来水、引水和排水格局差异较大,TP浓度的年内变化特点及驱动因素也存在较大差异:杨公堤以西的上游湖区因优质水源补充TP浓度总体较低,同时受流域降雨径流面源输入影响,呈现时段性升高;杨公堤和苏堤之间的中游湖区优质水源补充量最大,湖区水体更新最快,TP浓度最低且变化相对最为稳定;苏堤以东的外湖区水体更新相对最慢,在夏、秋高温季节因底泥污染释放,TP浓度出现峰值.因外来引水量大且未经脱氮处理,西湖各湖区TN年内变化基本与钱塘江取水口TN浓度变化一致,同时因流域降雨径流面源输入而出现时段性波动.基于TP质量平衡模型分析,各湖区水质空间差异主要受水体年交换次数影响,其次受单位水体的年污染负荷影响.     

太湖越冬蓝藻空间分布的初步研究

为确定2007-2008年冬季蓝藻在太湖各个湖区的分布及其变化规律,在冬季逐月对太湖主要湖区14个位点采集底泥和水样,应用荧光分析法测定样品中藻蓝素含量,以确定冬季太湖各个湖区的藻蓝素分布状况,比较冬季太湖各个湖区水体和底泥中蓝藻的分布差异.实验结果说明与夏季情况不同,相对于西南太湖水域,2007-2008年冬季北太湖水体和底泥中的蓝藻含量均较低,而西南湖区部分区域12月仍出现了蓝藻的聚集,底泥表面的藻蓝素含量也较高,说明调查期间,冬季越冬蓝藻主要分布于西太湖和南太湖.     

西湖引水前后氮 , 磷 , 叶绿素 A 含量的年周期变化

研究了杭州西湖引水前后主要湖区水体中的氮、磷、叶绿素a的年周期动态变化。结果表明:外湖等五个湖区的总氮含量在春季和秋季有两个高峰值,与引水前相比变化不大。硝酸盐氮各湖区均在1～4月呈现高峰。各湖区的总磷含量5月开始急剧上升,9月后降至最低;氮、磷在各湖区的年平均含量也略有差异,一般以岳湖和北里湖湖区的含量较高,而三潭内湖和小南湖湖区相对较低。对各湖区水样检测的相关分析表明:总磷和叶绿素a的年周期动态变化密切相关,而可溶性磷与各湖区的叶绿素a含量相关不显著,但其动态变化一致。从西湖水质改善的程度来看,引水工程只是治理西湖的一项重要措施,但不是根本措施,还需进一步加强截污、科学疏挖、控制游船数量等综合治理。     

太湖水龄分布特征及“引江济太”工程对其的影响

太湖作为典型的风生流湖泊,风场对水体运输和交换的过程起着重要的作用.基于环境水动力学模型EFDC源程序建立了染色剂模型以及水龄模型,借助水龄研究太湖水体的长期输运过程和更新速率特征,从而为太湖的调水工程管理提供科学依据.本文在研究春、夏、秋、冬季不同风场作用下太湖的水龄季节性分布特征的基础上,结合太湖实测风速、流量数据及"引江济太"工程调水运行的现状,着重分析了望虞河枢纽调水运行以及新沟河工程对太湖水龄分布的影响.数值试验的模拟结果表明:太湖水体交换受季风影响明显,春、夏季的水龄相对较大、水体交换较差;靠近湖流入口处的地方水龄较小,远离入口的地方水龄较大;水流流向与风向一致时水龄减小,水循环加快,反之则减慢.望虞河引水引工程能够减小贡湖及湖心区的水龄,加快贡湖湖区及湖心区的水循环;新沟河工程引水能够减小梅梁湖区的水龄,改善该湖区的水质.引水工程的实施对加快整个太湖的水循环做出重要贡献.     

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。     

江苏滆湖北部湖区综合整治后夏季水体光环境研究

选取滆湖为研究对象,探究这一开放水体的北部湖区水体光环境是否有利于沉水植物的恢复.通过对整治后的2013年夏季(7月和8月)滆湖北部整治湖区(A湖区)和临近未整治区(B湖区)水体光环境的监测,发现在夏季7月A湖区透明度(SD)平均达39 cm,显著高于B湖区,同时7月A湖区SD较8月高.夏季悬浮物和叶绿素a(Chl.a)是影响水体光环境的主要因子.7月两个湖区无机悬浮物的浓度差异是造成SD和Kd差异的原因;7月与8月A湖区Chl.a的浓度差异,是造成A湖区两个月份水体光环境差异的主要因素.与整治时(2009年)相比,7月水体光环境显著提高.整治后A湖区水深的显著增加,在一定程度上不利于沉水植物的恢复.     

鄱阳湖不同湖区营养盐状态及藻类种群对比

在平水期、丰水期和枯水期对鄱阳湖典型天然碟形湖、人控湖汊和主湖区进行了水质、藻类和蓝藻毒素等对比调查,结果表明鄱阳湖各个湖区的水质与藻类种群等差异较大,蓝藻毒素浓度和底泥中铁含量的分布具有一定关联性.在各水文季节蓝藻均为人控湖汊藻类的主要优势种之一.平水期鄱阳湖藻类生物量(叶绿素a浓度)与水体的pH呈正相关关系,与采样点的水深呈负相关关系,碟形湖区水体营养盐浓度和藻类细胞密度均较其他湖区水体低.丰水期各湖区的水质差异相对较小,碟形湖藻类细胞密度仍低于其他湖区,但蓝藻已成为各湖区的优势种,该时期藻类生物量与水体总磷浓度及浊度呈正相关关系.枯水季鄱阳湖各水体藻类生物量与水体总氮浓度、铵态氮浓度及电导率呈正相关关系,碟形湖与主湖区发生了完全分离,水体流动性差,暴发蓝藻水华的风险较高.高温丰枯季节鄱阳湖水体蓝藻毒素浓度与底泥铁含量呈现一定的相关分布关系,底泥铁含量高的地方,其水体蓝藻毒素浓度通常比较高,应警惕鄱阳湖流域富铁红壤流失带来的湖区蓝藻水华风险加剧后果.上述研究结果将为鄱阳湖水环境的预警和污染控制提供科学指导.     

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。     

“引江济淮”工程对安徽菜子湖水龄分布的影响

菜子湖是"引江济淮"工程的重要输水通道,其水体输运和物质交换将因输水工程发生改变.本文基于环境流体水动力学模型（EFDC）建立了菜子湖水龄模型,在将模型与实测水文数据验证满足精度的前提下,设计14种方案计算菜子湖在季风影响下的水龄,工程实施期间菜子湖在丰、平、枯季的水龄与流场,以及枯水季调水情景下同风速8种风向和强风向3种风速时的水龄.数值试验的模拟结果表明：菜子湖湖体水龄分布具有时空差异性,无风条件下,春、夏、秋、冬季的湖体的平均水龄分别为120.93、33.19、92.92、101.48 d,而在季风影响下,春、夏、秋、冬季平均水龄分别为75.23、32.45、81.80、66.16 d;西部L2湖水龄较长,东部L1湖和南部L3湖水龄较短;输水工程将改变L1和L3湖的流场,对L2湖流场几乎无影响;输水工程实施后,菜子湖水龄分布主要受风场及输水影响,不同风向对菜子湖各湖区影响不同,西南风有助于L1湖水体交换,北风有助于L2湖水体交换,东风有助于L3湖水体交换,而当风向为东北风时,3个湖区水龄均较小;枯水季调水有利于L1湖和L3湖水体交换,但对L2湖水体交换作用不明显.     

太湖东部不同类型湖区底泥疏浚的生态效应

为研究底泥生态疏浚对太湖东部不同类型湖区水生生态系统的影响,2012年8月于东太湖养殖湖区和胥口湾草型湖区采集沉积物和生物样品,分析疏浚对底泥污染控制、水质改善以及各生物群落结构的影响.结果表明,底泥疏浚能有效去除表层沉积物中的营养物质,降低底泥重金属含量及其潜在生态风险,但底泥疏浚对不同类型湖区水质和生物群落结构的影响存在明显差别.在富营养化较严重的东太湖养殖湖区,底泥疏浚达到了一定的改善水质的效果,浮游植物密度、生物量均不同程度降低,且群落中蓝藻所占比例下降;水生植物和底栖动物群落也在较短时间内得到恢复;胥口湾草型湖区的底泥疏浚则破坏了原先良好的水生植物群落,造成湖区整体水质下降,各主要生物类群的恢复相对缓慢.     

保安湖沉水植被恢复及其渔业效益

通过消除对沉水植物生长有破坏作用的草食性鱼类和杂食性鱼类,在低水位的早春选择无风浪的天气移栽水草,于１９９年保安湖一个面积为３．３ｈｍ＾２网栏湖汊成功地恢复了绝迹８个月的水草群落,秋季水草覆盖盖达５０％,同时研究了在无鱼类摄食破坏的条件下苦草和黄丝草的生长动态。     

西洞庭湖沉水植物分布格局对环境因子及水文情势差异的响应

沉水植物是湖泊生态系统的重要组成部分,其生产力和分布格局受环境因子特别是水文情势决定.洞庭湖是长江流域重要的大型通江湖泊,近年来受人为干扰和气候变化影响,水文节律与水质等环境因子发生改变,导致沉水植物出现衰退现象,急需开展科学恢复,因此有必要对洞庭湖沉水植物深入研究.本研究选取西洞庭湖为研究区域,于2018年和2019年夏季调查了12处典型生境、98个样点的沉水植物与水深、透明度等11个环境因子,采用独立样本T检验和冗余分析方法对沉水植物与环境因子的关系进行分析,对比年际水文情势变化的影响.结果表明：1）西洞庭湖沉水植物主要在水深较浅、水质更优、水体更为稳定的半阻隔子湖和自由连通的湖湾区分布,在河道及水位波动较大的区域分布较少,有、无沉水植物分布样点间存在显著差异的环境因子为水深、透明度、底泥总磷和pH;2）在有沉水植物分布的样点,沉水植物生物量与pH、水深和水体总磷呈显著相关关系;3）自然连通的季节性淹没湖泊沉水植物生物量在2018年高于2019年,可能与2019年5—8月沉水植物关键生长期出现的涨水过程有关,持续的高水位对沉水植物的生长产生了不利影响.维持自然水文节律、湖泊生境异质性与自由连通性、健康的水质等是恢复西洞庭沉水植物的关键,建议在水深低于3 m、营养盐浓度适中、流速及风浪较小的湖湾区或半阻隔湖泊开展沉水植物恢复.     

太湖康山湾示范区水生植物对水体氮、磷控制的适用性分析

为重建湖泊水生植被,改善太湖局部水域水质,在太湖康山湾示范区两个大型围隔进行了两种类型水生植物重建.通过2010年8月-2011年8月的现场采样及分析测定发现,人工控制条件下,浮叶植物荇菜和菱以及沉水植物马来眼子菜的重建效果较好,在其生长季节具有较高的覆盖度;研究表明,控制风浪及提高透明度是恢复水生植被的前提;植被重建区沉水植物氮、磷含量与浮叶植物差别不大,但浮叶植物重建区水体氮、磷浓度的控制比沉水植物重建区好;从经济及水环境效益角度来看,太湖敞水区的沿岸带由于风浪的控制比较困难,恢复水生植被时,应选择浮叶植物荇菜、菱、沉水植物马来眼子菜等抗风浪能力强的物种.本研究为太湖敞水区沿岸带的生态恢复方案制定提供了理论依据.     

The importance of aquatic macrophytes in a eutrophic tropical shallow lake

Inlay Lake is the second largest natural lake in Myanmar. Located in Shan State, in the eastern part of the country, it is a known biodiversity hotspot. The lake is negatively affected by an increasing local human population and rapid growth in both agriculture and tourism. In recent decades, several studies have listed faunistic and floristic groups in Inlay Lake, but there is still a general lack of knowledge about the aquatic macrophyte and phytoplankton community composition and abundance, and their interactions. To fill this knowledge gap, field surveys of biological and physical and chemical parameters were carried out in the period 2014–2017. They show that Inlay Lake is a shallow, clear water and calcareous lake, with nutrient concentrations indicating mesotrophic-eutrophic conditions. However, close to the shore, nutrient concentrations are generally higher, reflecting pollution from inflowing rivers, shoreline villages and floating gardens. Both the richness and abundance of aquatic macrophytes in Inlay Lake were high, with several species forming extensive stands in most of the lake over the whole survey period. Total phytoplankton and cyanobacterial biomass were low, but cyanobacteria included toxin-producing strains of Microcystis, suggesting that cyanobacterial and total phytoplankton biomass need to be kept low to avoid potentially harmful cyanobacterial blooms. Submerged macrophyte abundance and phytoplankton biomass were inversely correlated in the heavily vegetated northern lake area. Our survey suggests a great importance of the submerged macrophytes to the general water quality and the clear water state in Inlay Lake. Maintaining high macrophyte abundances should therefore be a goal in management strategies, both for Inlay Lake and other lakes in Myanmar. It is highly desirable to include macrophytes and phytoplankton in the lake monitoring in Myanmar.     

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．     

浅水草型湖泊除草技术的实验

滆湖位于江苏南部,面积为164km~2,是一个典型的草型湖泊,其中80X以上的面积为黄丝草(Pataraogeton maackianus)所覆盖。针对该湖水生植被中草食性鱼类喜食性水草资源逐渐衰竭,非喜食性水草群落逐渐扩张的状况,1988—1990年,进行了湖泊水草群落的定向改良试验和抑制相关水草发生和蔓延的试验。结果表明,采用生物防治,以鱼除草,无论是网拦放牧式除草技术,还是网围养殖式除草技术,对各种沉水植物都可彻底清除,而且直接将水草转化为鱼产品,并且有利于湖泊水域生态环境的改善。     

滆湖水体光学性质初步研究

基于2009年7月至2010年6月滆湖全湖15个采样点的水体光学参数及相关水质理化因子数据,分析滆湖水体周年光合有效辐射(PAR)衰减特性,以期为滆湖沉水植物生态修复提供相关水体光学资料.结果表明,滆湖水体PAR衰减系数(Kd)周年变化范围为1.32～17.42 m-1.秋季Kd相对最小,平均值为2.35 m-1,变化范围为1.32 ～3.70 m-1;夏季Kd相对最大,平均值为6.23 m-1,变化范围为3.68～17.42 m-1.春、秋、冬季,滆湖水体真光层平均深度均满足沉水植物的生长需求,而在夏季滆湖水体真光层平均深度仅为0.84m,小于全湖平均水深(1.20 m),因此夏季PAR是限制沉水植物恢复的因子之一.滆湖水体Kd与透明度(SD)在秋、冬季的关系为:Kd =2.089 +0.705/SD.叶绿素a浓度和悬浮物浓度是影响滆湖水体Kd的重要因子之一.     

Ecological engineering in a eutrophic lake: A case study of large aquatic macrophyte enclosures in Baima Lake,China

Ecological restoration of eutrophic lakes using aquatic macrophytes is an important and practical technology. Here, we investigated the response of phytoplankton and zooplankton to a large-scale 2015-built aquatic macrophyte enclosure (AME, 200,000 m²) screened of by a PVC net in Baima Lake, a eutrophic lake, from spring to autumn of 2019. AME significantly improved water quality by increasing water transparency, and reducing total nitrogen, total phosphorus, and chlorophyll-a content during the growing season. AME significantly decreased phytoplankton abundance and biomass and marginally increased zooplankton abundance and biomass. Phytoplankton and zooplankton communities were closely related to environmental factors, such as water temperature, conductivity, total phosphorus, chemical oxygen demand, and chlorophyll-a inside and outside the AME. The zooplankton:phytoplankton biomass ratio inside was slightly higher than outside the AME. Zooplankton and phytoplankton biomass were significantly positively correlated inside and outside the AME, as were chlorophyll-a and total phosphorus. We found phosphorus to be a key factor limiting primary productivity in Baima Lake, and that bottom-up effects were the main driver to control phytoplankton in the AME. Using aquatic macrophytes to reduce nutrient loads is an effective way to manage eutrophication in Baima Lake.     

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