湖泊环境研究的数据质量保证——以巢湖为例

本文以“巢湖富营养化研究”为例, 阐述了湖泊环境科学研究工作中监测数据质量保证工作的程序与技水要点。     

中国湖泊数据库结构特点

中国湖泊数据库是将全国湖泊面积大于10km², 按其形态特征和各种属性数据, 按一定的标准和规范, 录入计算机存储和应用, 湖泊数据具有数据量大、类型多、以湖泊代号为关键字、交叉平行式的数据分类、动态变化快和具有空间分布等特点。湖泊数据库逻辑结构严谨, 由全国湖泊分布, 湖泊图形库与属性库, 湖泊专题数据, 模型英语等部分组成。程序结构在主控程序控制下分层次执行, 由图形、属性、专题和应用模型四大模块为第一层次。在它们控制下进入第二层次, 低层可顺利地返回高层, 形成操作简单, 使用方便的程序结构。     

论中国湖泊渔业发展趋势

由封闭到开放、从无序到有序演进, 是中国湖泊渔业发展的客观规律。目前中国湖泊渔业已迈过广封闭式的原始渔业, 半封闭式的传统渔业, 向开放式的耗散结构渔业前进.中国湖泊渔业巧妙利用多维空间进行立体开发的多种开放经笄模式, 如根据水层深浅开展立体利用, 根据地形特点进行不同形式的围栏养殖, 根据而积大小分别采取保护、增殖、养殆措施, 这些都取得r初步成功。现代开放式湖泊渔业继续向纵深发展, 呈现向耗散结构渔业逼近的趋势。     

南四湖滨湖洼地生态工程三种模式研究

自1984年起, 在我国北方最大淡水湖泊——山东省南四湖的滨湖洼地上, 创建丫生态工程的三种模式, 即台田-鱼池联合生产甩、果林-蔬菜-鱼塘分层多级利用胡、农-牧-渔再循环利用沏, 经五年的调查研究, 现场实验及生产实践, 结果证明其生态环境条件得到了改善, 促进了物流的良性循环, 实现了物质及能量的多层分级利用, 在生产上减少了投入、增加了产出。同步取得经济、生态环境及社会效益。这些生态工程模式提出了改良和利用湖泊滩地的一些途径, 并树立了典型, 现在在南四湖地区较广泛地推广中。     

我国城市湖泊空间分布格局特征分析及影响因素探讨

城市湖泊作为城市与自然之间进行水气交换的蓝色空间,具有供水、防洪、休闲、气候调节以及改善城市生态环境等诸多生态服务功能。中国地域辽阔、城市众多,不同区域的城市湖泊受自然地理环境和社会经济发展等因素的影响而具有显著的空间差异特征。目前已有研究对我国省会城市和个别大型城市的湖泊空间分布及变化特征等开展研究,但全国范围内各行政等级单元内城市湖泊分布的空间格局及其影响因素仍缺乏综合分析。本研究基于中国城市湖泊数据集,从城市分布的地域单元、行政等级、城市规模3个方面对城市湖泊分布特征进行统计分析和比较,并结合自然和人类活动要素,初步探讨影响城市湖泊分布规模和丰度的主控因子。结果表明,2020年全国共有约11万个面积大于0.001km²城市湖泊(不包括太湖、滇池等大型湖泊),总面积约2112 km²,约占全国城市(遥感城市不透水层区域)面积的1.1%。城市湖泊的分布具有显著的集聚和分异特征,数量超过70%的城市湖泊分布在约20%的县(区)级行政单元,约21%的县(区)级行政单元基本没有(<10 m遥感影像分辨率下10个像元)城市湖泊分布。城市湖泊数...     

河南封丘曹岗湖的底栖动物

水文报道1987年河南封丘曹岗湖底栖动物的调查结果。该湖底栖动物主要由寡毛类8种, 水生昆虫47种和腹足类2种组成, 其中克拉泊水丝蚓和刺铗粗腹摇蚊群为优势种类, 平均密度为2087个/m², 生物量为4.8690g/m², 并与长江中游浅水湖泊中的底栖动物作了比较, 对某些环境因素与底栖动物种类组成、数量分布的关系也作了扼要的分析。     

巢湖形成演变与现代沉积作用

通过地质调查, 钻孔样品分析及历史资料对比, 得出:1.巢湖位于在中新生代形成的巢湖断陷盆地南部, 形成于更新世发育的河谷平原上, 由于全新世受气候及相应海平面变化和长江河道演变等三者共同影响而积水成湖。成湖历史大约2000年左右, 属河成型浅水湖。2.湖底沉积物平均中值粒径5-6ф, 并形成有三角洲沉积, 开阔湖沉积等五种沉积类型, 东、西、中三湖区的沉积物中分別为0.21, 0.37, 0.14cm/a, 全湖年淤积总量为93×l0⁴t/a。3.湖泊污染加重起始于70年代, 磷除来自外源外, 内负荷引起的释放量达220.56t/a, 这对巢湖富营养化亦有着重要的影响。     

太湖流域水管理的实践与思考

太湖流域北抵长江,南邻钱塘江,东濒大海,面积3.69×10⁴km²,人口 3887万.流域内河流纵横交错, 河网如织,湖泊星罗棋布.素有'苏湖熟,天下足'和"赋出天下,江南居什九"之说,是历朝历代重要的税赋之地.2003年全流域国内生产总值15100亿元,占全国的13%;财政收入4123亿元,占全国的19%;城镇化率达66.5%,是我国经济最发达、城市化程度最高的地区之一由于太湖流域重要的经济社会地位,因此历朝历代对太湖流域治理都极为重视六朝相继建都南京,将太湖流域作为重要经济区域,做了不少有名的水利工程,如开挖江南运河、頓塘等河道,修建鉴湖、练湖等灌溉工程;隋唐五代,兴筑大量塘坝,修建吴江塘路,拓浚整治河道,发展农业灌溉;北北宋时期,治理吴凇江,浚治支河、支港;元明清时期,基本是继承宋代疏导为主的治水方针,致力于下游排水出路整治,开挖范家浜, 冲出黄浦江;民国时期,战乱频繁,社会动荡,水利设施长期失修,削弱了抵御洪涝灾害的能力.新中国成立后,各级政府高度重视水利建设,流域内各地大规模兴建水库塘坝,拓浚整治河道,修建改造圩堤涵闸,新修排灌系统,区域防洪、除涝和供水能力有了很大的提高,水利建设成就斐然,为经济社会发展创造了条件.     

鄱阳湖流域南昌市城市湖泊水体抗生素污染特征及生态风险分析

采用固相萃取-超高效液相色谱-质谱法对南昌市5个城市湖泊——艾溪湖、瑶湖、青山湖、象湖和东西湖水体的抗生素进行监测,并分析其污染来源和生态风险.结果表明,南昌市5个城市湖泊水体中四环素类、磺胺类、喹诺酮类、林可霉素及大环内酯类5类抗生素的检出浓度范围分别为ND~6.3、ND~32.0、ND~97.2、ND~54.7和ND~98.4 ng/L;红霉素和林可霉素是5个城市湖泊水体中的主要抗生素类型;相比于其他湖泊,南昌市城市湖泊水体中主要检出抗生素浓度总体处于中等水平,其中恩诺沙星的检出浓度高于其他对比湖泊.南昌市城市湖泊中6种主要抗生素的风险商均小于0.1,表明均为最低生态风险;5个城市湖泊的主要生态风险因子分别是艾溪湖为红霉素,瑶湖为磺胺二甲嘧啶,青山湖为罗红霉素,象湖为红霉素,东西湖为磺胺嘧啶.本研究可为南昌市城市湖泊水环境管理,特别是新型污染物的环境管理提供基础依据.     

城市湖泊时空演变的遥感分析——以武汉市为例

在GIS技术支持下,以多时相Landsat TM/ETM 遥感影像为数据源,利用NDWI指数提取武汉市1991年、1995年、2000年、2002年的湖泊水域面积信息,引入湖泊萎缩强度等测度指标,从时空两方面对主城区湖泊水域变化和26个主要湖泊的发展演化特征进行了系统地分析.结果表明,从1991年到2002年,武汉市主城区湖泊水域面积急剧减少,达38.67km2;主要湖泊水域的面积变化具有时空分异特征,湖泊萎缩变化与湖泊所处地区的城市建设水平、道路交通规划、政策导向等因素密切相关.分析认为,城市湖泊转变为公园后,萎缩现象得到明显遏制,通过立法加强湖泊保护力度并尽早制定城市湖泊的规划管理措施,是保护武汉幸存湖泊的有力手段.     

水质较好湖泊环境保护的理论基础及中国实践

目前,我国湖泊富营养化及蓝藻水华问题十分突出,国家高度重视湖泊的生态环境保护.自“九五”以来,国家就投入太湖、巢湖、滇池“老三湖”等重污染湖泊的治理,但成本巨大,且历经近30年才初见成效.按照湖泊污染程度,湖泊治理与保护可分为“污染治理型”“防治结合型”“生态保育型”3大类.“老三湖”的治理是典型的“先污染、后治理”的模式,水质较好湖泊主要属于生态保育型湖泊,因此,“老三湖”治理模式不适用于水质较好湖泊的保护.本文系统总结了我国水质较好湖泊优先保护理念的形成和水质较好湖泊专项实施的历程.根据水质较好湖泊的特点,及其生态系统退化与修复的一般过程,提出了水质较好湖泊保护的基本思路.从热力学角度,阐明了氮磷营养盐输入湖泊生态系统中是熵增过程,也是湖泊生态系统退化的根本原因,湖泊氮磷污染负荷源头控制是关键.湖泊流域生态安全格局是确保湖泊生态系统健康的基础,从景观生态学角度,阐明了优化湖泊流域水土资源利用、优化发展模式是减轻湖泊环境压力的重要途径.在浅水湖泊生态系统,以沉水植物占优势的“清水态”和以浮游植物占优势的“浊水态”转换过程不是沿着同一条途径,存在上临界阈值和下临界阈值,水生态修复过程表现出一种迟滞的现象.从湖泊水生态系统稳态转换理论角度,阐明了湖泊生态修复工程应在湖泊生态系统发生退化转变之前实施,才能获得较高的环境效益.通过国家财政专项对81个水质较好湖泊的支持,既能促进湖泊流域经济社会发展,又能确保湖泊水环境质量变好,湖泊水生态系统逐步改善.建议加强不同类型湖泊保护模式的总结,深入对水质较好湖泊生态系统演替理论和保护技术研究,支撑国家系统开展水质较好湖泊保护.     

中国湖泊营养类型的分类研究

对我国１３０余个主要湖泊的营养状况进行了分类研究。结果表明,目前处于协调营养型湖泊１１６个,占调查湖泊数量８７．９％,占调查湖泊面积的９６．０％;非协调营养型湖泊１６个,占调查湖泊数量１２．１％,占调查湖泊面积的４．０％;在协调营养型湖泊中,影响湖泊资料开发利用的主要障碍是;富营养化问题;非协调营养型湖泊中,主要是超营养化和盐碱化问题,它们有的已经严重地影响了湖区经济的发展,是我国当前亟待解决的重     

青藏高原陆相介形类的分布特征及其对生态环境的响应

统计分析了青藏高原不同区域水体环境表层沉积物陆相介形类的属种分布特征,探讨了介形类在不同水环境下（盐度、pH值及水深）对生态环境的响应.结果显示,青藏高原现生介形类共计21属67种,其中Candona candida、Ilyocypris bradyi、Eucypris inflata、Limnocythere dubiosa、Limnocythere inopinata、Paracypricerus angulata、Leucocytherella sinensis和Leucocythere mirabilis为青藏高原地区的常见种.湖泊、河流、洼地和湿地4类水体环境中,湖泊中介形类最为丰富,达19属62种;青藏高原东北部（祁连山和柴达木盆地）、北部（昆仑山）、西部和南部不同区域的介形类常见种存在较大差异,可能是区域海拔、pH值和盐度综合作用的结果.淡水和微咸水环境介形类属种数量较咸水及盐湖中丰富,分别有17属41种和13属42种,Limnocythere dubiosa （0.52~90.6 g/L）和Leucocythere mirabilis（0.51~174.63 g/L）在淡水、咸水及盐湖中均有出现,适应盐度范围较广;pH值在8.0~10.0范围内介形类属种多样性最丰富,表明大部分介形类具有嗜碱性的特征;青藏高原陆相介形类属种多样性随水深的增加而降低,浅湖（0~15 m）中介形类属种最为丰富,达到17属52种,其中Candona candida（0.2~80 m）和Leucocythere dorsotuberosa（0.3~110 m）从滨湖至深湖区均有分布,二者均具有较大的水深适应范围.     

巢湖快速变化风浪场及其环境效应

浅水湖泊风浪过程对于湖泊生态系统具有重要的意义.基于巢湖风场、风浪和水环境参数同步高频观测结果,详细分析了快速变化风场下的风浪快速变化特征及其对湖泊水环境的影响特征.浅水湖泊风浪的有效波高和平均波周期均随风速的快速变化有较好的同步响应规律.在风速快速衰减阶段,相较有效波高,波周期有更好的稳定性.湖泊水体pH、水温、溶解氧会快速响应风浪的变化,随着风浪强度增强,对水体浊度、总磷浓度以及藻密度和生物量的扰动影响逐渐呈现.强烈的风浪扰动引起水体浊度变化的滞后时间可达3 d.快速变化的风浪场下,风浪的强烈扰动会改变水体固有的理化参数分布特征,扰动藻类常规的水体分布规律,风浪强度是造成差异的主要因子.     

富营养湖泊中的微囊藻优势：原因—后果—对策

Cyanobacterial dominance in lakes has received much attention in the past because of the great success and frequent bloom formation in lakes of higher trophic levels. In this paper underlying mechanism of cyanobacterial dominance are analyzed and discussed using both original and literature data from various shallow mixed and deep stratifying lakes from temperate and (subtropical regions. Examples include all four ecotypes of cyanobacteria sensu MUR et al. (1993), because their behavior in the water column is entirely different.Colony forming species (Microcystis) are exemplified from the large shallow Lake Taihu, China. Data from a shallow urban lake, Alte Donau in Austria are used to characterize well mixed species (Cylindrospermopsis) while stratifying species (Planktothrix) are analyzed from the deep alpine lake Mondsee. Nitrogen fixing species (Aphanizomenon) are typified from a shallow river-run lake in Germany.Factors causing the dominance of one or the other group are discussed as well as consequences for restoration measures. Existing knowledge on cyanobacterial dominance is summarized.     

青藏高原盐湖类沉积及盐湖矿物

上新世盐类沉积仅分布于柴达木盆地两部、昆仑山和唐古拉山北坡;晚更新世-全新世盐类沉积广布于羌塘和柴达木盆地。盐湖沉积只有蒸发岩和碎屑沉积物互层特点, 系干湿交替的内陆气候和动荡浅水环境下的湖相沉积。迄今已发现62种盐类矿物, 其析出具有阶段性特征, 青藏更新世-全新世盐湖自析阶段的起始时间分别为¹⁴C 24000和9000a B.P., 钾盐和硼酸盐各有两种典型的矿物共生组合。丰富的盐湖矿物资源是该区走向繁荣的物质基础之一。