用生态修复调控浮游植物种群局部控制富营养化——以贵州红枫湖水质生态修复工程为例

利用物理生态工程在水深10 m左右,水位变幅7 m左右的贵阳红枫湖/水库(正常水位时57.2 km2)右二湾富营养水体进行局部(围隔水体面积1.33 hm2)生态修复.对工程前后和内外水体浮游植物的群落结构、丰度、生物量等进行比较,结果表明,当植物浮岛覆盖率超过1/5～1/3时(可视为阈值),物理生态工程可以调控浮游植物种群结构和丰度,浮游植物优势种群由生态修复前的微囊藻属、角甲藻属及同期外环境的蓝藻门蓝纤维藻属转变为硅藻门的直链藻属.工程内与工程外比较,种属数减少了29.4%,特别是减少了蓝藻中可能释放藻毒素的微囊藻、鱼腥藻等属,蓝藻丰度和生物量分别减少了55.5%和57.9%;而硅藻的种属数则增多120.0%,且其丰度和生物量分别增加了56.4%和60.3%.从藻类总体统计资料看,工程内与工程外比较,藻类丰度减少53.6%,生物量减少39.1%,透明度提高了数十厘米以上,稳定在120～220 cm.当工程区外浮游植物优势种群是蓝藻,暴发蓝藻水华,且可释放藻毒素的种属有多次检出时,工程区内仍然以硅藻为优势种,未曾检测出可释放藻毒素的种属,从而在红枫湖局部水体实现了水质改善和富营养化控制.在目前高污染负荷下恢复浅水湖泊沉水植被时,本项目发展的可全年镶嵌式种植包括香根草、杞柳等高杆植物在内的多种水面植物的浮岛可作为防浪削浪、遏制蓝藻、改善水质、提高透明度的先锋性措施,以保障局部水面植被覆盖面积超过上述阈值,成为保护沉水植物生长、遏制暴发蓝藻水华的可操作途径.     

河道坡岸生态修复的土壤生物工程应用

土壤生物工程是一项利用存活植物构筑边坡,以实现河道坡岸稳定和生态修复等生态功能的集成工程技术本文给出了我国第一个大规模采用土壤生物工程修复河道坡岸的工程实例,工程选取本土植被,采用活枝扦插、活枝柴笼和灌丛垫三种主要的土壤生物工程技术构筑河道边坡.考察了工程实施前后河道坡岸植物新生根生物量、植物多样性、土壤剪切力、土壤紧实度和土壤湿度等生态参数,结果表明,工程实施10个月后,与裸露坡岸相比,施加土壤生物工程技术的河道坡岸稳定性大大提高,土壤抗侵蚀能力增强,物种增加,生物栖息环境和人居环境得到改善.该工程及研究为上海市浦东新区河道整治和坡岸生态修复提供了示范,也为我国各类边坡的侵蚀控制和生态修复提供了新的工程技术和方法.     

滇池东北部沿岸带生态修复技术研究及工程示范——生态修复目标的确定及其可行性分析

连续6年对星湖仙女湖区水生植被种类、分布、生物量、水体状况进行了调查研究;共采集到水生植物24种,隶属于18科23属,可分为挺水植被、漂浮植被、浮叶植被和沉水植被4种生活型和8个植物群丛,其中苦草群丛占水生植被生物量70％以上,密齿苦草为绝对优势种;2004年与1999年比较,星湖仙女湖水体叶绿素a增加142％,透明度下降54％,水生植被盖度和生物量减少99％,水生植被群落结构趋于简化、多样性下降;星湖仙女湖水生植被发生逆向演替的主要原因是水体污染负荷增加和渔业生产的影响,削减污染负荷和控制渔业生产是促进星湖仙女湖水生植被恢复的重要途径．     

滇池东北部沿岸带生态修复技术研究及工程示范--环境恶化、生态退化现状及其成因

本文作为“滇池沿岸带生态修复技术研究及工程示范”系列研究论文之一,主要研究了滇池东北部沿岸带环境恶化与生态退化现状、成因及妨碍自然生态恢复的主要限制因素．风浪强烈侵蚀、湖底坚硬贫瘠、水质严重污染、大型水生植物和底栖动物消失,滇池东北部沿岸带已经蜕变成了“水域荒漠”．湖滩湿地围垦、人工岸堤修建和水质污染是导致沿岸带环境恶化、生态退化的主要原因,强烈的风浪冲刷和严重的水质污染是阻碍沿岸带自然生态恢复的主要限制因素．生态恢复必须从基础环境改造入手,实施生态修复．     

小流域水污染治理示范工程——杭州长桥溪的生态修复

长桥溪是杭州西湖上游四大溪流之一.长桥溪生态修复工程利用长桥溪流域的微地貌和水动力作用,通过地埋式污水处理系统与人工湿地相结合的方法,将污水处理工艺与景观园林紧密结合,综合运用物理、化学、生物等手段对长桥溪流域内污水进行处理,从而减少该溪向西湖的污染物排放.工程经过两年运行,2006年其入湖湖水的TP、TN、NH4 -N和CODMn浓度分别降至0.067±0.041mg/L、3.54±1.23 mg/L、0.59±0.46mg/L和2.11±0.38mg/L,较2003年依次降低了88.5%、68.8%、89.1%和68.0%.     

太湖湖滨带类型划分及生态修复模式研究

太湖湖滨带岸线总长405 km,73%以上被防洪大堤所包围,其余部分临近山体,属于典型的大堤型湖滨带.按照湖滨带地形地貌分为大堤型、山坡型、河口型三类,根据水文条件和露滩情况,又将大堤型分为长期露滩、间歇露滩、无滩地型,山坡型分为有滩地型、无滩地型,形成6种类型的湖滨带.根据以上太湖湖滨带划分类型,结合湖滨带生境、气候、水文条件以及植被分布现状等因素,分别采取生态保育、生态修复、生态重建的对策,设计了不同类型的太湖湖滨带生态修复模式,并分别提供了形象的修复模式示意图,以期为太湖及其类似湖滨带的生态修复提供一定的借鉴.     

太湖流域水污染控制与生态修复的研究与战略思考

为了探明太湖水体中胶体磷含量,更深入认识营养盐在大型浅水湖泊中的循环过程和机理,分别从太湖的梅梁湾和贡湖湾两个不同类型的湖区采集水样,利用切向流超滤方法分离出胶体物质,对太湖水体中胶体磷含量进行了初步研究．结果表明:太湖水体春季胶体磷含量在0．017-0．029 mg／L间,其中梅梁湾藻型湖区胶体磷含量范围是0 023- 0．029 mg／L,贡湖湾草型湖区胶体磷含量在0．017-0．022 mg／L间．梅梁湾水体胶体磷占总磷比例平均为28．6%;而贡湖湾胶体磷占总磷比例平均达到39．3%．梅梁湾水体真溶解态磷含量显著高于贡湖湾水体,达贡湖湾的4倍．与澳大利亚的17个湖泊相比,太湖属胶体磷含量偏低的湖泊,但相对于海洋的研究结果,太湖胶体磷含量明显偏高．     

湖泊生态修复基准环境的制定:古生态学面临的机遇

全球范围内的湖泊生态环境均出现了不同程度的退化,对其进行生态修复的最终目的,就是要将受损的生态系统尽量恢复到人类干扰前或接近人类干扰前的生态状况,即基准环境.湖泊生态系统是长期演化的产物,其形成及演化机制必须从历史的视角加以考察,因此基于湖泊沉积物的古生态学技术在制定基准环境方面有着独特的优势.本文从基准环境的定义、建立的常用方法、基本特征和典型应用几个方面介绍了古生态学手段在湖泊生态修复中的应用,提出中国今后利用古生态学手段在水环境治理工作的应用前景.     

富营养化高原浅水湖泊持续多年生态修复工程效果分析——以滇池大泊口为例

大泊口位于滇池草海南部,水域面积0.52 km²,平均水深约2 m,作为滇池草海重富营养化水域生态修复示范区,大泊口分别于2015和2019年开展了两期生态修复工程,经过近年来的系统治理,大泊口水生态治理效果初步显现。为分析探究成功修复湖区水质改善、生态系统企稳向好的原因,本研究选择2015年2月—2021年12月共7年的连续监测数据,根据工程开展情况以及水生态状况将大泊口水域划分为4个部分(A1～A4水域),首先分析4个区域内主要的水质指标(悬浮物(SS)、化学需氧量(COD_Cr)、总磷(TP)、总氮(TN)和叶绿素a(Chl.a))的变化趋势和相关性,其次探究不同类型生态工程的修复效果,最后与草海和外海水域进行对比,分析大泊口的治理效果。结果表明,治理后大泊口A1～A4水域的COD_Cr、TP和Chl.a稳定下降,COD_Cr分别降低18.65、27.96、25.26、40.92 mg/L,TP分别降低0.11、0.10、0.11、0.14mg/L,Chl.a分别降低0.037、0.068、0.06...     

滇池东北岸生态修复区的环境效应--Ⅰ.抑藻效应

研究了滇池东北沿岸带生态修复区抑制蓝藻水华的功能,对比监测了修复区内外水体中chl.a浓度,通过原位围隔试验研究了修复区内聚集藻类的降解过程,测定了水生植被的遮光率及其对藻类光合作用的影响。结果显示,修复区具有捕获富集和分解消除漂浮性蓝藻的作用,同时能通过水生植物的遮荫作用抑制藻类光合作用。在蓝藻水华暴发期(7-10月)修复区内蓝藻大量聚集,chl.a最高浓度达到修复区外的29倍;聚集在修复区内的藻类在微生物作用下迅速降解,chl.a降解过程符合一级反应动力学方程,反应系数为k=0.2173(时间单位为天);修复区内挺水植被的遮光率可以达到90％以上,能降低植被区内水体中藻类光合作用强度60％左右。     

太湖湖滨带的生态建设

太湖湖滨带是太湖流域重点污染控制区之一。本文根据流域生态学与流域管理学的原理,提出了太湖湖滨带生态建设的途径。（1）发展生态农业,减少农田污染。（2）入湖河道沿岸两侧建设河岸林带,成为农田与河流间的缓冲带。（3）加强沿岸丘陵的水土保持。（4）充分利用湖泊湿地的净化功能,作为治理太湖富营养化的有效措施。（5）选择入湖河道河口,在试验基础上建立人工湿地。推动太湖湖滨带生态建设工程顺利开展的措施：（1）提高全社会的环境保护意识。（2）从组织和制度上加强湖滨带污染控制管理。（3）建立环境监测和信息管理系统。（4）开展湖滨带污染控制工程的试验研究。     

滇池水生植物恢复计划

The specific methods used for recovery of the aquatic ecological system in the shallow lake are proposed. This research has been done from three aspects:1) the design of the species used for the ecological recovery; 2) the design of optimization and allocation of the aquatic communities; and 3) the design of regional arrangement of the aquatic communities. On the basis of research, the pioneer plant and the species used to establish the communities are proposed. The aquatic plant allocation focuses on the emergent aquatic plant and submergent aquatic plant. Meanwhile, the regional arrangement has been done in the aquatic plant recovery area in the Caohai Lake and the east west bank of the outer lake.     

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．     

武汉东湖超微藻生态学的初步研究

论述了武汉东湖超微藻年数量,叶绿素含量,生产量分布,于室内模拟了不同光强与不同浓度Ｐ营养对超微藻光合性能的影响,同时与国外海洋与淡水超微藻的生产力,生物量和各自所占百分比进行了比较。文中还就东湖超微藻分布与生态环境之间关系进行了讨论。     

洞庭湖退田还湖及其生态恢复过程分析

洞庭湖曾是我国第一大淡水湖泊,盛期面积达6000km2以上,具有调蓄长江中游洪水的巨大生态服务功能.但经过近百年来的沧桑变迁,湖泊发生了巨大变化,由于泥沙的严重淤积和围湖垦殖活动,湖泊面积已萎缩至2625km2,为我国第二大淡水湖泊.湖泊萎缩削弱了其生态服务功能,并由此引发了江湖洪水愈演愈烈的形势.1998年长江流域洪涝灾害之后,中国政府及时提出了"退田还湖"等洪水治理的32字指导原则,湖区各地随即积极开展了"退田还湖、平垸行洪和移民建镇"等工程.本文针对湖区退田还湖双退堤垸的生态恢复过程,选择湖南省汉寿县的青山垸进行了跟踪研究.结果显示了湖泊湿地恢复的阶段性特征,并为我国日益严重的湖泊富营养化问题的治理,提供了新的途径和可供参考的科学依据.     

洞庭湖区湖洲生态建设初探─以沅江市湖洲为例

根据１９９２年以来的调查研究,以沅江市湖洲为例,将洞庭湖区湖洲生态建设的模式归结为４种;以芦为主的芦,林（鱼）模式,以林为主的林,草禽,鱼模式,以草为主的草,禽畜牧模式和湖草资源开发利用的其它模式。同时,分析了湖洲生态建设中尚存在的问题。最后在分析４种茭伯基础上提出了湖洲生态建设的发展方向,同时建议建立湖洲开发利用领导小组。文章为更好地开发利用湖洲资源提供了理论依据。     

太湖富营养化污染源及其生态控制方法

In accordance with the natural, geographic, and ecological characteristics of the Taihu Lake Basin, and the relation between the water body of Taihu Lake and its surrounding environment, an area, which has tight relevance with the water environment of Taihu Lake, was token as the main investigation region. The area was named as the Taihu Lake Region. Some factors, such as TN, TP, COD_Cr that characterized the main environmental problem, the eutrophication were selected when conducted the pollution sources investigation on in Taihu Lake Region. The categories, distribution, pollution contribution to the Lake of dijferent pollution sources, as well as the routes of pollutants entering the Lake were basically made clear. Pollution sources that must be preferentially controlled and the direction of controlling those main pollutants, such as TN, TP, CODCr, were proposed. Base on the investigation, a series of eco-systematic approaches for controlling Taihu Lake eutrophication were put forward. They are ecosystem regulation, nutrient substances transferring along food chain, trophic masse degrading step by step along the route from a pollution source to the Lake, building ecological preventive zone of the Lake, as well as the ecological measures for point sources treatment and so on.     

太湖藻类生长模型研究

本文提出了一改进的藻类生长模型及其新颖的计算机模拟算法,该模型不但考虑了不温、总氮、总氮、总磷、浮游动物的辐射等因素对藻类生长率的影响,而且根据水量,总磷和藻类浓度等因素对藻类死亡率进行了修正和计算精度至关重要的,因此,本文建立了具有绝对稳定性和二阶精度的数值算法求解藻类生长模型中的偏微分方程组,此外,为了进一步验证该藻类生长模型的实测值进行模拟,由于实测值为每个月中某一天的测量值,为了模拟过程能正确进行,本文采用样条插值的方法估计出每用插值等方法,本文提出了一种广义拟结果与测量数据基本符合,而在有明显的差异的地方,文中作出了相应的解释,结果表明,本文提出了藻类生长模型及其算法是有效的,各采样点藻类浓度的模拟值能较好地拟合实测值。     

太湖污染控制及水生态系统的恢复对策

Taihu Lake is a mutiple-function fresh water lake situated in the delta of Yangtze River. Nowadays, the serious pollution mainly created by industry and residents'' life has made the water quality of the lake decline continuously. Eutrophication is the main characteristic of the water pollution. The water pollution not only affect the several functions of the lake, but also cause the changes of the aquatic biological community.The pollution control strategies to be adopted include the treatment of the industrial waste water and residents'' life sewage, as well as the agricultural non-point polluting source. Ecological engineering is the useful measure for diminishing the nutrition salts in water. On the basis of pollution control, the ecological restoration methods include the transplanting of the emerged and/loading anchored aquatic plants at first and the restoration of the submerged plants in the next.