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。     

生态疏浚对太湖五里湖湖区生态环境的影响

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.     

太湖不同湖区水生真菌多样性

采用聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)的方法,研究太湖不同湖区水体及沉积物中的水生真菌多样性及环境因子对其的影响.结果表明,2009年5月份太湖水生真菌群落具有较为丰富的多样性组成.东半湖水生真菌多样性指数较两半湖高,湖心区最低.不同湖区水生真菌群落的遗传结构和主要类群组成存在空间差异,东半湖真菌类群...     

太湖西北部典型疏浚/对照湖区内源性营养盐释放潜力对比

通过采集太湖西北部闾江口、八房港、月亮湾和竺山湾疏浚区与未疏浚对照区8个样点共32根沉积物柱状样于室内进行内源负荷模拟研究和沉积物基本性质分析发现,除闾江口疏浚区沉积物总磷和可交换态磷含量高于未疏浚区外,其余指标如烧失量、总氮、可交换态氮等均表现为未疏浚区沉积物高于疏浚区沉积物的特征,说明疏浚区沉积物营养盐的释放潜力低于未疏浚对照组.八房港、月亮湾以及竺山湾疏浚区沉积物铵态氮、正磷酸盐的潜在释放速率均比相应未疏浚对照区沉积物低,疏浚区沉积物铵态氮的潜在释放速率分别是未疏浚区的65.3%、88.8%和21.9%,正磷酸盐的潜在释放速率分别是未疏浚区的-26.6%、11.3%和50.2%.而闾江口疏浚区沉积物铵态氮和正磷酸盐的潜在释放速率却远高于未疏浚区(疏浚区分别为未疏浚区的2.6倍和6.4倍),这可能与闾江口水体呈现弱还原环境及沉积物中有机质含量高有关,另外也可能与闾江口沉积物污染物的赋存深度和疏浚工程的疏浚深度有关.     

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．     

淀山湖底泥生态疏浚适宜深度判定分析

通过室内模拟实验,对淀山湖东部湖区的沉积物进行研究,测定沉积物在不同疏浚深度和疏浚温度下的铵态氮(NH₄⁺-N)、正磷酸盐(NH₄^3--P)和溶解性有机碳(DOC)的释放速率,并对该区域沉积物的理化指标进行检测.结果表明:淀山湖表层沉积物近年来总磷和有机质含量有较大增加.淀山湖东部湖区NH₄⁺-N和DOC存在着释放趋势,NH₄^3--P在夏季会从沉积物中向上覆水中释放,在年内会形成"源"和"汇"的转化.整个淀山湖东部湖区按不同研究区域划分,疏浚深度以10~20 cm最佳,疏浚季节以秋季为佳.通过对淀山湖东部湖区的沉积物在不同疏浚深度和疏浚时间下的污染物释放速率的研究,可以为淀山湖和其它类似湖泊的疏浚工作提供相应的科学依据.     

湖泊污染底泥疏浚后新生沉积物-水界面溶解氧的动态响应

借助微氧电极测试技术对太湖贡湖湾试验区疏浚后的新生界面溶解氧动态进行一年的跟踪调研,分析溶解氧在新生微米级界面的分布特征、扩散通量以及界面附近有机质矿化速率.结果表明疏浚后半年内,溶解氧在表层沉积物的侵蚀深度增大,氧化层明显加厚.氧气在新生界面表层沉积物中呈指数下降,但衰减相对较缓.在连续一年的跟踪调查中发现,仅秋季新生界面附近溶解氧浓度明显高于对照,而在其他月份无差异.污染底泥疏浚后一个月内氧扩散通量及有机碳矿化速率下降最为明显,仅为疏浚前的13%,其他月份沉积物-水界面氧的扩散通量、氧气的消耗速率、有机碳的降解速率均有不同程度下降,疏浚后新生界面氧气交换速率下降以及由此导致的有机碳矿化过程变缓可能深刻影响界面生源要素的迁移过程.     

太湖不同生态类型湖区浮游甲壳动物群落结构季节变化比较

水体富营养化会对整个水生态系统产生重要影响.为了解太湖富营养化对浮游甲壳动物群落结构的影响,于2012年3月至2013年2月对太湖3个典型湖区——藻型湖区(梅梁湾)、草型湖区(胥口湾)和强扰动湖区(湖心区)开展浮游甲壳动物群落结构季节变化比较研究.3个湖区中,湖心区营养水平最高,胥口湾最低.梅梁湾浮游甲壳动物密度和生物量最高,其次是湖心区,胥口湾最低.梅梁湾、湖心区和胥口湾的浮游甲壳动物年平均密度分别为199、150和91 ind./L,年平均生物量分别为1.950、1.557和0.743 mg/L.在整个研究期间,梅梁湾、胥口湾和湖心区的浮游甲壳动物种类数分别为13、11和11;3个湖区的浮游甲壳动物优势种均为中华窄腹剑水蚤和简弧象鼻溞,其中中华窄腹剑水蚤在梅梁湾、胥口湾和湖心区的年平均密度分别为57、25和36 ind./L,简弧象鼻溞在3个湖区的年平均密度分别为40、22和32 ind./L.胥口湾浮游甲壳动物生物多样性指数显著低于梅梁湾和湖心区.相关分析表明,浮游甲壳动物密度与叶绿素a浓度呈极显著正相关.研究表明,同一湖泊不同生态类型湖区浮游甲壳动物会对水体富营养化产生不同的生态响应.     

湖泊底泥疏浚对沉积物再悬浮及营养盐负荷影响的模拟

选取太湖梅梁湾污染底泥为研究对象,利用沉积物再悬浮发生装置,通过室内模拟实验研究太湖夏季常规风情下底泥疏浚对沉积物再悬浮及上覆水营养盐动态变化的影响.结果表明,在模拟的风情扰动过程结束时(5 h),扰动过程未疏浚与疏浚处理水柱总悬浮颗粒物(TSS)含量变化差异显著,未疏浚对照水柱TSS含量是初始值的7.7倍,而疏浚水柱TSS在第2 h达到峰值,为初始值的3.8倍;未疏浚水柱TSS含量沉降过程最初1 h迅速降低了84.0%,而疏浚水柱TSS含量在沉降3 h后趋于平衡.伴随着沉积物的再悬浮过程,疏浚与未疏浚对照水柱中TP含量均在第5 h达到最大,分别增加负荷78.6和92.2 mg/m2.就短时效而言,底泥疏浚后沉积物的再悬浮过程显著受到抑制,并能够显著地减小沉积物再悬浮过程中溶解性磷酸盐的释放;但对水柱中总磷、总氮、铵氮、硝酸盐和亚硝酸盐含量变化影响较小.     

洪泽湖养殖网围拆除生态效应

为研究湖泊网围养殖对湖泊生态系统的影响,2018年全年3次于洪泽湖养殖网围及主要出入湖河道开展调查,通过对比洪泽湖不同区域(河口、湖心、网围区、外围区和拆除区)水质及水生生物的空间分布特征,分析养殖网围拆除后湖泊生态系统的响应机制.结果表明,洪泽湖不同区域的水质及水生生物群落结构存在明显差异,其中养殖区水体总氮、总磷及悬浮颗粒物浓度明显低于河口和湖心,但浮游动植物密度及生物量则整体高于河口和湖心,且养殖区蓝藻、轮虫所占比重较高,这种分布差异很大程度上受外源输入及水动力条件影响.与之相对,养殖区内网围区、拆除区和外围区的水质及水生生物群落结构差异并不明显,表明养殖网围拆除后的短期时间内水质并未明显改善,且高藻类密度、低透明度的水体环境也不利于沉水植物的萌发生长与群丛恢复,有必要进一步采取合理有效的生态修复措施促进养殖迹地生态系统的恢复.     

太湖水体生态环境历史演变

根据１９５０￣１９９５年期间对太湖水体进行的各次综合性研究结果分析：太湖水质和营养程度大致每１０￣１５年上升一个级别,近期变化尤为明显ＣＯＤＭｎ含量３５年来增加了１３６％,总磷近年来以９．９％速度上升,浮游藻类８０年代以来一直以蓝藻和硅藻占优势,但种群数趋于减少,细胞数据增,局部水域蓝藻水华频发;浮游动物和底栖动物中耐污染类增多,枝角类、桡足类和环节动物、节肢动物数量则降低;鱼类种群数减少,银鱼捕     

太湖贡湖湾水生植被分布现状(2012年)

贡湖湾是无锡和苏州两市的重要水源地,随着近些年太湖水质的急速恶化,贡湖湾蓝藻暴发现象日益严重,危及饮水安全.为提供贡湖湾水资源管理的理论依据,于2012年开展贡湖湾水生植被野外调查.对8个断面进行为期5天的调查,结果表明:(1)共记录贡湖湾水生植物20科27属34种,单子叶植物和沉水植物分别为优势分类群和生态型;(2)贡湖湾水生植被分布区面积占总水域面积的45.35%,为典型半草型湖泊;(3)共有8种水生植物群落分布,其中马来眼子菜群落分布区面积和生物量最大;(4)贡湖湾水生植被总体表现出北部无水生植被分布,东部生物量高、群落及物种组成复杂,其他区域生物量小、群落组成单一的分布格局.水质恶化和插网捕鱼对贡湖湾水生植被分布现状存在影响,过度清淤可能是造成北部水域裸露的原因.结合贡湖湾水生植被分布现状分析结果,建议在贡湖湾水生植被管理中要开展北部裸水区植被修复,促进湾口区域马来眼子菜群落生长,加强对"引江济太"工程上游来水和贡湖湾水质的监测,并注重外来入侵植物尤其是水盾草群落的监测.     

1960年以来太湖水生植被演变

太湖的富营养化污染日益严重,针对太湖水生植被的研究工作非常重要,然而全面的太湖水生植被调查已经有将近二十年未见报道.基于2014年夏季全湖水生植被调查结果,结合历史资料,比较分析1960年以来太湖水生植被演变情况.结果表明,1960年以来,共有23种水生植物从太湖消失,其中1981、1997和2014年分别消失7、4和12种.从分布区面积来看,1960年以来太湖水生植被总体呈北部湖区水生植被消失,东北部、东部及南部湖区水生植被分布区面积持续扩张的态势,1981年全湖水生植被分布区面积占8%,到2014年已经有33.82%的水面有水生植被分布.从生物量组成来看,太湖水生植被先升后降,从1960年的10×10⁴ t,持续上升到1988年的44.72×10⁴ t,1997年下降到36×10⁴ t,2014年进一步下降到29.09×10⁴ t.但挺水植被以外的水生植被,尤其是浮叶植被的生物量一直保持上升态势.总生物量的下降与东太湖挺水植被大面积消失有关,到2014年全湖挺水植被生物量比重仅占5.15%,东太湖沼泽化问题已不复存在.从群落组成变化情况来看,苦草（Vallisneria natans）群落分布区面积锐减,马来眼子菜（Potamogeton malaianus）和荇菜（Nymphoides peltatum）分布区持续扩张.目前太湖水生植被管理面临的主要问题是北部湖区水生植被恢复和东部湖区水生植被过量生长.     

环太湖江苏段入湖河道污染物通量与湖区水质的响应关系

基于2008-2018年环太湖江苏段入湖河道污染物通量及湖区水质数据,从时空变化及相关关系两个方面探讨了入湖污染物通量与湖区水质的响应关系,并分析了污染物进入湖体影响水质的主要因子.结果表明:太湖污染减排已见成效,氨氮、总氮、高锰酸盐指数和化学需氧量入湖污染物通量整体呈下降趋势,年均下降率分别为8.0%、2.0%、1.6%和2.2%,湖体氨氮和总氮时间格局响应较好,年均下降率分别为2.1%和2.3%.湖体氨氮、总氮、总磷、高锰酸盐指数和化学需氧量与入湖污染物通量整体由西北部、西部湖区向东南部、东部湖区递减,空间格局上响应基本一致.全湖区年尺度总氮、氨氮浓度与入湖河道污染物通量分别呈显著正相关、极显著正相关关系;影响湖区总氮、氨氮的主要因子为入湖河道的总氮、氨氮浓度,其次为入湖河道浓度与原湖区水质差值,因此亟需加强入湖河道水质浓度的控制.     

太湖不同营养水平湖区沉积物磷形态与生物可利用磷的分布及相互关系

采用EDTA螯合剂法和不同的化学提取法,研究了太湖3个不同营养水平湖区中8个位点表层沉积物总磷、各组分磷及生物可利用磷的含量分布,探讨了太湖不同营养水平湖区表层沉积物的释磷潜力和生物可利用磷的来源．结果表明,太湖不同营养水平湖区表层沉积物总磷、无机磷和生物可利用磷含量分布差异较大,且与各湖的营养水平相一致．有机磷含量与有机质和含水率显著相关;沉积物中Fe-P和Ca-P对生物可利用磷的贡献较大,这部分磷具有较大的潜在释放风险．     

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.     

太湖不同湖区风浪的季节变化特征

为明晰太湖风浪的空间分布及季节变化,在湖心区设立波浪观测站,利用其记录的波浪数据证明SWAN模型能够较好地模拟太湖风浪.基于所建模型,对2013年自然风场条件下太湖不同湖区风浪季节动态进行模拟分析,结果表明:受岸线、地形和岛屿等地理因素影响,大太湖的风浪总是最强,其有效波高均值为0.523 m;而东太湖风浪最小,有效波高均值为0.305 m.受盛行风场季节变化影响,太湖春、夏季有效波高均值明显大于秋、冬季.太湖波浪的能量主要来源于风场,其有效波高随风速增大而增大,两者呈极显著正相关.而风向则可以通过改变风区长度来影响风浪生消.在偏东风作用下,太湖湖西区的风浪大于东部湖区;而受盛行于冬季的偏北风影响,太湖南部水域风浪要大于北部.同时,太湖风浪的时空分布特征是造成太湖水质参数、沉积物和水生植物空间分布差异的重要原因之一.