疏浚对巢湖重污染入湖河流沉积物中污染物赋存及释放的影响

以巢湖重污染入湖河流双桥河为研究对象,研究了底泥疏浚对水质以及沉积物中总氮、总磷和有机质的短期影响及长期效应.结果表明,双桥河水质的季节变化显著,受上游城市污水及周边面源污染的影响,疏浚对水质改善作用不明显.表层沉积物中总氮、总磷及有机质含量在疏浚结束后1个月有所降低,但是2年后分别回复到疏浚前的189.77%、111.62%和152.87%.疏浚结束2年后,沉积物中磷主要以钙磷和有机磷的形式存在,铝磷和铁磷的含量较少,弱结合态磷的含量最低;但是表层沉积物中的弱结合态磷、铝磷和铁磷结合态磷含量较疏浚前分别升高了728.32%、13.52%和37.73%,并呈现出表层富集现象,存在较高的污染物释放风险.这可能是由沉积环境改变、外源污染未得到有效控制引起的.因此,为了维持疏浚的长期效果,应该对外源污染源进行有效控制.     

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。     

底泥疏浚效果及环境效应研究进展

底泥疏浚的效果至今仍存在很大争议,其中之一是疏浚后所产生的环境效果有可能偏离人们的期望.疏浚能够有效的削减沉积物中营养物、重金属和持久性有机物等污染物含量,但疏浚过程中会引起污染物向水体释放,疏浚后的界面过程有可能对疏浚效果产生较大影响.底泥疏浚对水体富营养化的控制有成功的经验也有失败的教训,不同的湖泊疏浚后对营养盐释放的控制效果不同.底泥疏浚往往对底栖生物产生危害,具体表现为种类、丰富度与生物量的减少,群落结构发生变化,多样性降低;疏浚后微生物胞外酶活性降低,底泥疏浚对沉积物代谢功能存在显著影响,底栖生物和酶活性的恢复需要长期的过程.底泥疏浚对湖泊水污染控制具有时效性,疏浚方式、疏浚深度与疏浚时令是疏浚工程应关注的问题.     

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.     

东巢湖湖滨农田生态拦截沟中浮游植物群落结构

在巢湖市烔炀镇西宋村农田示范基地中建立生态拦截沟来处理农业生产排放的农业面源污水,就生态拦截沟中浮游植物丰度、生物量和群落结构进行了研究.实验历时6个月,研究中共检测到浮游植物9门48属75种.研究发现尽管农田生态拦截沟中的水生植被能有效削减水体中的氮、磷营养盐,但对浮游植物群落结构产生的影响不大.生态拦截沟中主要藻类为绿藻、蓝藻和硅藻,且出水口蓝藻所占比例较进水口有显著上升.生态拦截前后浮游植物优势种类的变化不大,主要为蓝藻门的铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)、绿藻门的微球衣藻(Chlamydomonas microsphaera)和硅藻门的孟氏小环藻(Cyclotell meneghiniana)等.藻类生物多样性研究表明生态拦截沟中的水体主要为清洁或寡污型水体,仅在夏季的7月份出现了轻微的水体污染.典型对应分析发现,TN/TP对浮游植物种类分布的解释度最高.同时,发现水体总磷的对数、总溶解磷的对数与藻类的生物量呈正比,而TN/TP与藻类的生物量呈反比.研究表明农田生态拦截沟尽管具有削减农业氮、磷营养盐面源污染的作用,但不能有效地降低水体中蓝藻的生物量.农业面源污水中的藻类营养盐限制主要为磷限制,削减农田径流中的磷含量是控制巢湖流域水体富营养化和遏制蓝藻水华的关键环节.     

背角无齿蚌滤食对营养盐和浮游藻类结构影响的模拟

利用微型生态系统研究背角无齿蚌（Anodonta woodiana）高密度养殖情况下对微型生态系统水柱中不同形态氮磷浓度和浮游藻类群落结构的影响,结果显示蚌的高强度滤食：（1）减少微型生态系统中悬浮态氮的含量,明显增加厂水柱中的溶解性氮、磷含量,但是对总氮、总磷和正磷酸盐含量没有显著影响;（2）显著减少所有浮游藻类的数量和生物量,提高水体透明度,同时迅速改变微型生态系统中浮游藻类的群落结构,降低了微囊藻等蓝藻的数量及其所占的相对百分比,而绿藻所占的比例迅速上升;（3）导致微型生态系统的生态结构发生了显著变化,上行效应（Bottom-up effects）在浮游藻类与营养盐的关系方面发生了变化,实验组水柱中氮、磷含量与浮游藻类的相关关系显著降低;（4）并不能有效降低微型生态系统的富营养水平．     

巢湖西湖心底泥蓝藻对水体蓝藻生物量的贡献

2018年10月-2019年10月对巢湖西湖心水体浮游藻类群落结构以及水体和底泥蓝藻生物量进行了月度调查.结果表明:巢湖西湖心浮游藻类的主要优势种属为微囊藻属、席藻属、十字藻、卵形隐藻和鱼腥藻属.蓝藻优势种属在5-10月为微囊藻属,11-12月为鱼腥藻属,1-4月为席藻属.巢湖水体和底泥蓝藻生物量峰值分别出现在9月和2月,水体蓝藻的衰亡下沉会导致底泥蓝藻生物量的上升.巢湖蓝藻主要分布在水体,底泥蓝藻生物量相对较低,单位面积水柱与底泥蓝藻生物量6月的比值大于100,在11-3月相对较低,最低值小于2.底泥蓝藻主要分布在底泥表层0～2 cm.通过安装原位捕获器,监测了蓝藻在西巢湖湖心水柱和底泥中的垂直迁移过程和通量.结果表明:11月和2月蓝藻有明显从水柱向底泥迁移的过程;底泥蓝藻全年向水体的静态迁移量都很低,而动态迁移在11月和6月出现两个峰值,主要受底泥蓝藻生物量和再悬浮的影响.本研究结果表明削减巢湖西湖心底泥种源的最佳时期为10月至来年2月,但是由于底泥蓝藻生物量远远小于水柱蓝藻生物量,底泥蓝藻向水体复苏迁移的通量也较低,即使削减了底泥种源,也不能有效降低水体蓝藻生物量.     

鄱阳湖都昌自然保护区浮游甲壳动物群落时空分布特征及其驱动因子

江西省都昌候鸟省级自然保护区作为鄱阳湖流域内占地面积最大的自然保护区,承担着保护世界性和国家重点保护濒危越冬候鸟资源等重要责任。探究都昌候鸟自然保护区浮游甲壳动物群落结构及其主要影响因子,可为都昌保护区内鸟类栖息地的生境保护与动态评估提供科学依据。2019—2021年1、4、7和10月对都昌保护区内4个区域的浮游甲壳动物的密度、生物量和水环境因子进行采样调查,运用多样性指数、Pearson相关性和冗余分析(RDA)等对都昌保护区水质情况以及浮游甲壳动物与水环境因子和叶绿素a之间的关系进行解析。结果显示,调查期间共鉴定出浮游甲壳动物31种,其中枝角类(20种)和桡足类(11种)。都昌保护区浮游甲壳动物年均密度213.81 ind./L,年均生物量为1.51mg/L。都昌保护区浮游甲壳动物群落结构时空变化较大,季节上,夏季或秋季浮游甲壳动物的生物量达到峰值,冬季浮游甲壳动物种类最少;空间上南矶一般区(D4)浮游甲壳动物密度和生物量较大,其次是撮箕湖一般区(D3),小矶山核心区(D1)和三山核心区(D2)差异较少。根据多样性指数和均匀度指数分析都昌保护区水质情况,结果表现为撮箕湖一般区(D3...     

湖泊底泥疏浚环境效应:Ⅳ.对沉积物微生物活性与群落功能多样性的影响及其意义

通过为期一年的疏浚模拟试验,在试验室培养疏浚与对照柱样研究了底泥疏浚对沉积物微生物活性和群落功能多样性的影响。研究结果表明,太湖梅梁湾研究区模拟疏浚表层30cm对沉积物物理、化学和微生物性质影响较大。疏浚沉积物微生物活性显著低于未疏浚沉积物的微生物活性,疏浚对沉积物微生物活性影响较大且在一年的试验周期内难以恢复。底泥疏浚对沉积物微生物功能多样性产生影响,疏浚后初期新生表层沉积物的微生物群落多样性指数显著低于未疏浚沉积物,底泥疏浚改变了沉积物中微生物群落组成,并会导致微生物群落功能多样性降低。底泥疏浚对微生物活性与微生物群落功能多样性产生影响,从而对沉积物中生源要素的循环产生影响。     

巢湖四条入湖河流硝态氮污染来源的氮稳定同位素解析

采用氮稳定同位素技术对巢湖四条主要污染输入河流(南淝河、十五里河、派河和双桥河)的氮污染状况和硝态氮来源进行研究.结果表明,巢湖四条入湖河流氮污染最严重的是十五里河,其次是南淝河和派河,双桥河的污染相对较轻.硝态氮的稳定同位素分析结果表明,巢湖四条入湖河流的硝态氮污染物在季节上受到不同因子的影响.十五里河和南淝河的硝态氮污染主要来源于城市生活污水和工业废水;派河的硝态氮污染在冬季主要来源于工业废水,春季来源于农业面源,而在夏季主要受到雨水的影响;双桥河的硝态氮污染冬、春季主要来源于农业面源,夏季主要受雨水的影响.此外本研究结果还表明巢湖四条主要入湖河流的氮污染源主要为铵态氮,因此今后要对铵态氮的来源进行同位素示踪.     

环境因子对浮游甲壳动物群落功能多样性的影响

基于功能性状的生物多样性分析是当前生态学研究中的常用方法之一.浮游动物作为水生态系统食物网的重要组成成分,其功能多样性受关注的程度远不如其重要性.本文通过对14个水体浮游甲壳动物群落结构的研究,分析了环境因子对其功能多样性指数,包括功能丰富度(FRic)、功能均匀度(FEve)、功能离散度(FDiv)和功能分散度(FDis),以及功能群分布的影响.结果显示,亲缘关系近的物种(在分类学上相近)由于具有相似的功能性状,均很好地聚为一类.相关分析显示,FRic、FEve和FDiv与环境因子之间不存在显著的相关关系;FDis与总溶解性氮、总溶解性磷、氨氮和悬浮物C/P比存在显著的相关关系.回归分析发现,随着水体总溶解性磷浓度的上升,浮游甲壳动物的物种数表现出下降趋势,功能群数量、功能群Shannon-Wiener指数和FDis均显著下降;另外,FRic和FDis与功能群数量均呈显著正相关.这些结果表明水体富营养化能促进浮游甲壳动物群落功能性状的趋同,环境选择是群落结构变异的主要驱动力之一.     

Distribution of heavy metals in water and sediment of an urban river in a developing country: A probabilistic risk assessment

River water and sediment embody environmental characteristics that give valuable eco-environmental information.Due to rapid industrialization,the aquatic environment of any urban river can be seriously polluted by heavy metals（HMs）.The global concern is caused by heavy metal pollution because of its potential harm to aquatic ecosystems and human health.In the Bhairab River,Bangladesh,surface sediment concentrations of globally alarming toxic metals such as arsenic（As）,chromium（Cr）,cadmium（Cd）,an...     

Modeling the effect of artificial flow and sediment flux on the environment and plankton of an estuary

Estuarine environments are influenced by both river flows and oceanic tidal movement of water, sediment, and nutrients, often forming ecosystems that are rich in resources and biodiversity. The Yellow River once carried the world’s largest sediment load, but artificial structures have transformed its hydrodynamic processes. An annual Water-Sediment Regulation Scheme(WSRS) was introduced to flush accumulated sediment from the Xiaolangdi Reservoir, which provides flood control and water storage.Ho...     

食物和理化因子对浮游甲壳动物群落结构的影响

食物质量和数量对浮游动物群落结构的影响在野外研究中较少涉及.本文通过对湖北省境内14个水体的春季采样,分析了食物质量和数量以及理化因子对浮游甲壳动物群落结构的影响.结果显示,浮游甲壳动物的密度和生物量以及Daphnia的相对生物量百分比与光照漫射衰减系数(Kd)呈显著负相关,与营养盐和叶绿素a(Chl.a)浓度无显著相关性;群落的平均体长随Chl.a浓度的增加而减小.典范对应分析显示,7个因子共解释了优势浮游甲壳动物群落结构变异的37.4%,贡献率排在前4位的是Kd、Chl.a浓度、悬浮物C/N比和C/P比,分别解释了总变异的11.5%、8.9%、5.6%和4.9%.近邻剑水蚤(Cyclops vicinus vicinus)喜好生活在Chl.a浓度高、水下光照弱的水体中,而汤匙华哲水蚤(Sinocalanus dorrii)喜好生活在水下光照较好、Chl.a浓度和悬浮物C/N比较低的水体中.透明蟤(Daphnia hyalina)喜好生活在Chl.a浓度较低、光照良好、悬浮物C/P比较高的水体中,但简弧象皮蟤(Bosmina coregoni)喜好生活在Chl.a浓度高、光照较好、悬浮物C/P比较低的水体中.整体来看,食物因子解释了群落结构总变异的19.4%,理化因子解释了18.0%,还剩下62.6%的变异未被解释,表明还有其他更为重要的环境因子未被纳入到分析之中.     

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.     

黄河干流浮游植物群落特征及其对水质的指示作用

2008年5-6月和9-10月对黄河干流13个河段和4座水库的浮游植物群落及其环境进行了全面调查.共鉴定浮游植物8门83属150种,其中有硅藻59种,绿藻55种,蓝藻24种,甲藻4种,裸藻4种,金藻2种,黄藻1种和隐藻1种,平均细胞密度和生物量分别为126.90×104cells/L和0.940mg/L.从大的格局上看,浮游植物群落在种类数、种类组成和现存量上均存在较明显的空间分异,这种分异性可从河流流速、泥沙含量和受污染程度得到解释.根据浮游植物污染指示种和Shannon-Wiener多样性指数分析,黄河干流各河段多受到不同程度的污染.与1986年的资料相比,黄河干流浮游植物组成发生了明显变化,属数下降了9.8%,而平均生物量升高了128.7%,且在种类组成上也发生了明显的变化,表明河流污染程度的加剧.     

济南市不同区域水生生物与水环境因子的响应关系

水生生物与水环境因子是水生态系统中重要的组成部分,研究水生生物与水环境因子的响应关系对制定水生态系统修复方案具有重要意义.于2014年5、8和10月,对济南市水生态系统进行野外采样调查.共设36个采样点,采集鱼类、底栖动物、浮游动物和浮游植物四种生物,并测定了26个水环境因子.采用Spearman相关分析法、小提琴图法和冗余分析法,筛选主要的水环境因子,分析济南市水生生物丰富度和主要水环境因子的分布特征,以及两者间的相互关系.结果表明,共筛选出6个主要的水环境因子,分别为流量（Flow）、溶解氧（DO）、栖息地质量指数（QHEI）、电导率（Cond）、化学需氧量（COD）和总氮（TN）.黄河区Flow、DO、QHEI和水生生物丰富度均较高,小清河区COD、TN、Cond和水生生物丰富度最低.黄河区Cond与鱼类丰富度呈显著相关,城区TN与底栖动物丰富度呈显著相关,小清河区COD、DO和QHEI对水生生物丰富度有显著影响,徒骇马颊河区TN对水生生物丰富度有显著影响.该研究为济南市水生态修复方案的制定提供参考,也为其他城市水生态文明建设提供一种思路.     

Re-establishment of zooplankton communities in temporary ponds after autumn flooding: Does restoration age matter?

In temporary ponds, reestablishment of zooplankton communities depends on recruitment from the egg bank, the arrival of dispersers from within the region, and on successful establishment of newly arrived species following interaction with local abiotic and biotic factors. When the ponds dry up, zooplankton species may survive as dormant eggs, and since not all eggs hatch in the next season, eggs will accumulate in the sediment over time, representing an archive of the pond's historical biodiversity.To study the effect of “restoration age” (the time since a water body was restored), we studied groups of ponds that were restored in different years (1998, 2003 and 2007). The restoration process involved extensive dredging of sediments which were used to bury the ponds in the 1960s. Our expectation was that the oldest ponds would have the richest zooplankton community, as they have been accumulating biodiversity over a longer time period. We took weekly quantitative samples of zooplankton during four consecutive weeks after flooding to compare taxon richness and zooplankton community composition between ponds of different restoration age during an early stage of zooplankton community re-establishment.Taxon richness was high and similar to regional levels in all the ponds under investigation, suggesting restoration success and unlimited dispersal. Although cumulative richness at the end of the period was not significantly different between ponds, we observed temporal changes within the study period and certain age-related trends in relation to differences in zooplankton composition. These results suggest a difference in the succession of zooplankton communities depending on restoration age (which could be due to historical or local factors) and that this effect becomes evident from the beginning of the pond hydroperiod.