太湖流域湖荡湿地生态系统健康评价

太湖流域湖荡湿地影响着整个流域生态系统的健康运转,是湖泊水体与陆地之间的过渡带,对周边城市的生态环境起到重要的净化调节作用,对太湖流域湖荡湿地生态系统健康进行评价,有利于湖荡湿地的科学管理,从而实现湖荡湿地资源的可持续利用.本文选择太湖流域11个典型的湖荡湿地为研究对象,于2012-2015年开展周年湿地观测季度调查.利用主客观组合赋权方法,结合太湖流域自然条件和社会功能,提出了基于生态可修复性指标的太湖流域湖荡湿地生态系统健康评价体系和方法.结果表明：太湖流域湖荡湿地中生态系统健康等级为优的占27.27%,分别是傀儡湖、尚湖和钱资荡;生态系统健康等级为良的湖荡湿地占9.09%,为长荡湖;中等生态系统健康水平的湖荡湿地居多,占36.36%,分别是阳澄湖、昆承湖、元荡和淀山湖;生态系统健康等级为差的湖荡湿地占18.18%,分别是滆湖、澄湖和宜兴三氿.本研究建立的湖泊生态健康评估体系和湖泊生态健康评价结果对太湖流域湖荡湿地的后续有效管理具有重要的现实意义.     

内蒙古乌梁素海沉水植物的收割工程技术

在我国典型的草型湖泊——内蒙古乌梁素海设立试验示范基地,进行较大规模沉水植物收割工程试验,探索以机械化方式收割沉水植物转移氮、磷营养盐对草型湖泊进行生态治理的实用技术。试验表明:有计划、合理地收割沉水植物不仅能够有效地削减草型湖泊内源性营养物负荷的积累与释放,使输入与输出的营养盐趋于平衡,使湖泊生态系统逐渐进入良性循环状态;而且不影响沉水植物的繁殖与再生,不会造成藻类蔓延。从而解决了草型湖泊富营养化适度控制的生物治理技术可以长期正常运行的一个关键问题,提供了在湖泊生态治理的同时可以持续开发利用沉水植物资源的可能性。     

乌梁素海水体汞的分布特征及污染风险评估

于2011年1月采集乌梁素海表层水样,对湖水中重金属Hg含量进行分析.结合Hg的空间分布特征,利用单因子指数综合污染评价指数与健康风险评价模型对Hg污染程度与风险进行评估.结果表明,乌梁素海表层水体中Hg的平均浓度为1.04μg/L,所有监测点Hg的含量都超出地表水Ⅲ类标准和国家渔业用水标准,50%的监测点超出了地表水Ⅳ类标准.水体中Hg的分布模式与流域排污口位置、入湖口及水动力条件有一定关系,高值区域分布在入湖口相对集中的西北与东北部,湖泊南部与出口处的含量相对较低,处于中等水平.乌梁素海湖水中Hg的非致癌性污染物所致的健康危害风险度介于0.75×10-9~2.15×10-9a-1之间,Hg所致的健康危害风险度的贡献率在71.43%~92.44%之间,表明Hg污染水平与健康风险都较高,应该给予特别关注.     

基于综合指标法的鄱阳湖生态系统健康评价

由于湖泊生态问题日益突出,湖泊生态系统安全状态已经成为人们关注的热点问题,了解湖泊水生态系统的状况并根据湖泊生态系统健康状况开展精准治理和生态修复与保护尤为重要。本文基于对鄱阳湖及其流域生态环境的长期监测数据和资料收集,采用综合指标体系法,从物理形态、水文、水环境、水域生态、湿地生态和社会服务6个方面构建了鄱阳湖生态系统健康评估的指标体系,主要涵盖了湖泊口门状况、“五河”入湖径流变异程度、入湖河流水质达标率等26个指标。依据设置的阈值等级得到鄱阳湖生态系统健康评价各层次健康状况等级,通过对各湖泊生态系统各指标得分进行加权计算,得出生态系统健康评估准则层和目标层的得分,最终对鄱阳湖生态系统健康进行了客观的评价。结果表明,构建的湖泊生态系统健康评价体系针对性强、科学全面、具有可操作性,可为鄱阳湖及类似通江湖泊的生态系统健康评价提供案例和方法借鉴。评价结果表明鄱阳湖健康体征状况目标层得分为73.45分,评价结果为亚健康,鄱阳湖水生态系统健康主要受泄流能力、水文节律变化、富营养化程度和物种多样性的影响。最后根据鄱阳湖的水生态系统健康评分等级探讨了鄱阳湖水生态系统中亟需解决的问题,针对性地提出了...     

乌梁素海冰封期溶解氧的平衡性分析

为探明中国北方浅水湖泊乌梁素海冰封期水体溶解氧平衡的内在机理,于2021年1-2月在湖心处布设了一台水质在线监测浮标,收集到包括溶解氧等在内的水质数据.通过对溶解氧数据的小波降噪处理,结合气象资料,模拟分析了冰生长及稳定期内水体溶解氧的变化趋势,定性分析了水体溶解氧的平衡机理.结果表明:湖泊的日均最高产氧速率为7.19 mg/(L·d),最低产氧速率为2.01 mg/(L·d);日均最高耗氧速率为7.13 mg/(L·d),最低耗氧速率为2.37 mg/(L·d).24 h的单位时间平均最高产氧速率为0.55 mg/(L·h),最低产氧速率为0 mg/(L·h);单位时间平均最高耗氧速率为0.36 mg/(L·h),最低耗氧速率为0.08 mg/(L·h).由此说明小时间尺度下溶解氧的补充消耗不均衡导致了大时间尺度下的溶解氧不平衡,进而产生了冬季湖泊的亏氧现象.通过进一步溶解氧驱动因素与水环境因子响应关系的分析发现,浊度、水温与产氧速率呈显著负相关,叶绿素a与产氧速率和耗氧速率均呈显著正相关,表明了这些限制性水环境因子在一定程度上影响了冰下水体的溶解氧平衡.     

太湖湖泊生态系统健康评价

五里湖作为太湖富营养化最严重的区域,内源污染和生态退化成为困扰五里湖最主要的两个问题.生态清淤工程的特点是对所要疏浚污染底泥污泥厚度通过采样分析后精确测定,并且在施工过程中的控制精度也高于一般的工程疏浚.所以生态清淤既可以清除五里湖的内源污染,又能为其生态恢复创造条件.本文通过对五里湖生态疏浚对生态系统的影响,疏浚区底泥、水质质量的改善的效果以及对原位培养生物的抗氧化系统组分变化等多个方面进行分析评价,发现,五里湖生态疏浚区底泥中磷含量下降了30%,左右,重金属含量升高的地质积累指数小于1级.疏浚后半年内水体中总磷和溶解磷含量比疏浚前下降10%-25%左右,叶绿素a含量下降40%,左右,其它水质理化参数保持正常.作为生物标志物原位培养生物的抗氧化系统组分在疏浚前后变化较小所以认为,五里湖疏浚达到了一定的效果,并且控制了对生态的压力,为下一步生态修复创造了条件.     

评价漓江健康的RIVPACS预测模型研究

RIVPACS类河流健康评价模型是广泛应用的河流健康评价工具.利用漓江流域48个样点的底栖动物和环境数据,按照建立RIVPACS模型的方法和步骤,开展预测模型试点研究.48个样点中有32个参照样点,随机选取其中27个用于模型构建.余下的5个参照样点、10个轻至中度干扰样点和6个严重干扰样点用于模型验证.首先通过Bray...     

乌梁素海冰封期分层与混合特征及对氧代谢速率的影响

为探究寒旱区浅湖冰封期分层动态与其对湖泊新陈代谢速率的影响,于2016-2019年对乌梁素海气象与冰雪条件、冰下水体环境开展原位观测,分析水温和溶解氧变化特征、冰下混合层的出现与发展动态及其对代谢速率的影响.结果显示:观测期内乌梁素海整体水温较高(可接近10℃),冻结期水温结构主要由稳定的上部逆温层和下部弱逆温层构成,...     

乌梁素海湖冰晴天反照率日变化特征的统计模型比较和分析

乌梁素海湖冰晴天反照率日变化具有双峰特征,利用当地太阳高度角同经纬度和儒历的关系,归一化到北京时,依此表达湖冰反照率日变化规律.基于具有指数函数形式的拉普拉斯、高斯、耿贝尔和柯西4种概率密度分布函数建立线性组合模型,对日出后到日落前太阳高度角大于5°时段内的反照率日变化数据进行拟合,发现拉普拉斯密度分布函数组合是最佳统计模型.它既能拟合太阳高度角大于5°时间范围内反照率日变化曲线的双峰特征,又能反映太阳高度角大于15°时间范围内反照率日变化曲线双峰之间的U型分布.该模型不仅形式简单,而且意义明确：尺度参数约为日长的一半,双峰位置与日出时刻关系密切;同时能体现2个反照率峰值的不对称性.为发展不同地区湖冰反照率日变化参数化方案奠定基础.     

福建敖江流域水域生态系统健康评估

以敖江流域为研究区,通过采集底栖动物、鱼类等样品,结合监测数据分析流域水域生态系统健康状况,并采用指标体系评估方法对水域生态系统进行评估.结果表明:敖江流域水质总体良好,但山仔水库总氮、总磷浓度长期超标,水体存在富营养化和藻类水华暴发生态环境问题;底栖动物种类呈现支流多于干流、河流多于水库的规律;鱼类种类上、中、下游各科物种组成差异不显著,鱼类区系特点具有较明显的热带、亚热带区系特点;流域上游、中游水域生态健康良好,下游水域生态健康一般.     

乌梁素海沉积物腐殖质的组成及分布特征

以乌梁素海为研究对象,应用化学方法对乌梁素海湖泊表层沉积物有机质含量、腐殖质组成、影响腐殖质的环境因子及腐殖化程度进行了研究,结果表明:乌梁素海表层沉积物有机质含量变化范围为1.06%~5.38%.有机质分布特征与表层沉积物所处的水力条件、水生植物分布、人为活动有关;腐殖质组成中,胡敏酸含量为0.65~2.78 g/kg,富里酸含量为2.19~8.72 g/kg,胡敏素是主体,含量在3.28~20.92 g/kg之间;腐殖质与环境因子的相关性分析中,各组分含量与有机质含量呈极显著相关.pH值与胡敏素含量呈显著负相关.溶解氧与富里酸、胡敏素含量分别呈极显著正相关、显著正相关.腐殖化程度分析中,随着有机质含量的上升,可提取腐殖质的相对含量下降.PQ值介于9.50%~27.06%之间,平均值为21.47%,变异较大,且腐殖化程度较低.     

应用底栖动物完整性指数评价太湖生态健康

依据2010年春季至2012年秋季,太湖32个样点的底栖动物和环境变量共11次的季节性调查结果,采用干扰程度最小系统法定义构建底栖动物生物完整性指数的参照系统,提出了确定参照系统的4个基本条件,进而按非湖心区和湖心区两个生态区分别构建太湖底栖动物完整性指数(LTB-IBI).通过对候选生物参数的分布范围筛选、判别能力分析、与理化因子的相关性和参数间的冗余分析,获得了非湖心区LTB-IBI的4个构成指数:总分类单元数、Simpson多样性指数、前3位优势单元%和BMWP指数,以及湖心区LTB-IBI的5个构成指数:总分类单元数、Simpson多样性指数、甲壳+软体分类单元数、前3位优势单元%和BMWP指数.采用比值法统一构成指数量纲,分别构建了非湖心区和湖心区LTBIBI指数,评价太湖水生态健康的等级.2010-2012年,太湖生态健康总体上呈现逐步提升的趋势.影响太湖底栖动物完整性的重要环境变量是水体中的氮含量.研究表明,连续观察数据可较大程度上提高太湖LTB-IBI指数的可靠性和评价结果的合理性.     

内蒙古乌梁素海浮游动物与底栖动物调查

乌梁素海是全球荒漠半荒漠地区极为少见的大型草原湖泊,是我国北方侯鸟重要的迁徙和繁殖地,2002年被国际湿地公约组织正式列入国际重要湿地名录.为了对乌梁素海的浮游动物及底柄动物进一步深入的研究,从2004年4月至2005年1月共进行了4次监测.浮游动物共检出34属62种,比20年前减少3种.其中原生动物11属16种;轮虫17属33种;枝角类4属4种;桡足类5属9种.大型浮游动物(包括枝角类、桡足类及轮虫)全年平均丰度为687ind.、L,平均生物量为3.4985mg、L;原生动物平均丰度为2.508×104 ind/L.平均生物量为0.1254mg/L.底栖动物共检出4科11种,比20年前减少39种.底栖动物两次调查的平均丰度为3031.4ind/m2.平均生物量为71.67g/m2.调查结果显示,随着季节的变化,浮游动物丰度及生物量变化幅度很大,夏季最高,春季次之,秋冬两季极低.利用浮游动物和底栖动物生物量作为水体状况评价指标对乌梁素海营养状况进行初步评价,得出乌梁素海水体处于富营养化状态.     

2005-2014年乌梁素海湖泊水质变化特征

为了确定乌梁素海湖泊水质变化特征,选取乌梁素海2005-2014年6-9月长序列的水质实测数据,分析溶解氧、化学需氧量、总氮、总磷及氟化物的年际变化特征.采用灰色模式识别模型对乌梁素海2005-2014年的水质进行评价,并结合乌梁素海的实际状况,从外源污染、入湖污染物负荷量及入湖水量3个方面对其水质变化的影响因素进行分析.结果表明：2005-2014年间,水质状况转好;除总磷外,各污染指标浓度均有不同程度的下降;灰色综合指数表明乌梁素海水质正向良性方向发展;总磷治理应成为乌梁素海污染治理的主要方面;外源污染的削减、入湖污染物负荷量的降低及入湖水量的增加是乌梁素海水质转好的主要影响因素.     

乌梁素海水体透明度分布及影响因子相关分析

根据2006-2008年间5-10月对乌梁素海的连续监测资料,分析了乌梁素海水体透明度的时空分布状况和季节变化规律,对影响透明度的5个理化因子,包括浊度、悬浮物、叶绿素a、氮磷比和pH值进行相关分析.三年内有监测资料的月份中,乌梁素海水体透明度变化范围在0.33-1.62m,平均值为0.93m,透明度分布的总体趋势是芦苇区及靠近芦苇区较低,西南端开阔水面区较高.从相关分析结果来看,浊度是乌梁索海水体透明度的主要影响冈素,其与透明度的关系是SD=1.48x~(-0.471)(R=0.83,N=100,P<0.0001);悬浮物是乌梁索海水体透明度的直接影响者,与透明度的关系是S~(1/4)=-3.9481nSD+12.055(R=0.65,N=100,P<0.0001):pH值和N/P对透明度的影响是间接的.     

内蒙古乌梁素海不同形态氮的时空分布

为揭示不同形态氮在乌梁索海空间分布特征及变化规律,运用ArcGIS统计模块分析了2006-2007年乌梁素海不同形态氮浓度的时空变异.研究表明:乌梁素海水体中各监测点总氮浓度夏、冬季高,秋季低,季节性差异较为明显;秋、冬季氨氮平均浓度明显高于夏季;不同季节亚硝态氮平均浓度明显高于硝态氮.在空间分布上,乌梁索海不同形态氮浓度分布呈现出由北向南逐渐降低的趋势.总之,乌梁索海氮素污染问题已十分严重,主要污染源为河套灌区农田排水、沿总干渠区域的工业废水和生活污水,随水体的流动氮污染减少,但某些区域因芦苇、水革密集而使不同形态氮有不同程度的增减.     

乌梁素海悬浮颗粒物和沉积物有机碳同位素特征及来源

悬浮颗粒物和沉积物是湖泊有机污染物的主要承载物质,其稳定同位素研究对有效识别有机质污染导致的湖泊富营养化具有重要意义.本研究选取乌梁素海为研究区,于2019年4月（融冰期）、7月（夏灌期）和10月（秋灌期）对湖区及入湖渠道的表层沉积物和悬浮颗粒物中有机碳的δ¹³C、C/N比及总有机碳（TOC、POC）和总氮（TON、PON）含量进行测定分析,联合采用δ¹³C、C/N及同位素多元混合模型研究湖泊有机碳来源及其贡献率.结果表明,乌梁素海悬浮颗粒物有机碳δ¹³C_POC的变化范围为-23.29‰~-29.75‰,呈现10月>4月>7月、入湖渠道>湖区的趋势,悬浮颗粒物POC/PON比变化范围为4.10~21.35,呈现出4月<7月<10月的时间变化,悬浮颗粒有机质主要来源于浮游植物（51.59%）、入湖渠道泥沙（34.60%）和大型水生植物（13.76%）.沉积物有机碳δ¹³C_TOC变化范围为-27.58‰~-22.68‰,呈现4月<10月<7月的变化,沉积物TOC/TON比变化范围为3.06~23.77,时空变化明显,沉积物有机质则主要源于入湖渠道挟带的泥沙,贡献达72.79%以上,而浮游植物与大型水生植物的贡献率相差较小,分别为11.85%和15.36%.本研究可以初步判定受入湖渠道影响的富营养化湖泊中悬浮颗粒物和沉积物有机碳来源,为改善湖泊有机污染和研究有机碳来源提供更多理解.     

基于生态—社会服务功能协调发展度的湖泊健康评价方法

本文首先运用频度分析法构建湖泊生态系统健康评价指标体系;其次,应用变异系数法与信息熵权法相结合的组合赋权法计算指标权重;在此基础上提出了基于生态—社会服务功能协调发展度的湖泊生态系统健康评价方法,并给出从湖泊综合发展水平和湖泊协调发展度两方面度量湖泊生态系统健康水平的等级划分标准.应用此评价方法,以白洋淀生态系统为研究对象,开展其健康状况及协调发展状况的模型实证研究.结果显示:白洋淀生态系统综合发展水平处于不健康病态萎缩状态,湖泊协调发展度属于临界协调发展.该方法综合考虑了生态完整性和社会服务功能两个方面的协调性和发展性进行湖泊健康评价,从协调、发展的角度为湖泊管理建设提供建议.同时研究表明协调发展度湖泊健康评价法具有计算简单、适用性强的特点,同样适用于其他湖泊健康评价.