太湖西南部河流流域的营养盐排放

以MONERIS河流系统模型为基础,建立了由农业土地营养盐平衡模型、流域营养盐排放模型及河道营养盐滞留模型3个模型组成的模型系统.该系统被用来计算太湖西南部河流流域的营养盐排放量.利用实测的河流系统的负荷数据,对模型系统进行验证.验证结果表明,N、P计算负荷与实测负荷的偏差分别在10%及30%以内.利用该系统,对1992-1996年及1997-2001年间的营养盐排放量进行计算.计算结果表明,1997-2001年间的氮的年平均排放量为5646 t/a,该排放量比前5年的年均排放量减少827 t/a.从磷的排放量来看,1997-2001年间的年排放量为554 t/a,比前5年的均值减少45 t/a.分析结果表明,与1992-1996年相比,1997-2001年间的点源排放量及农业土地营养盐剩余量的减少是流域营养盐排放量减少的主要原因.     

浅水湖泊湖沼学与太湖富营养化控制研究

自2007年无锡暴发饮用水危机事件以来,太湖经历了前所未有的高强度、大规模治理,各种治理措施累计投资已经超过千亿元.监测显示,在治理初期太湖的氮、磷浓度下降明显,水质有所好转,但最近几年关键水质指标总磷与浮游植物叶绿素α浓度出现了波动,蓝藻水华有所反弹.研究表明,太湖的外源负荷并没有减少,这与城镇用水量增加、污水排放标准偏低、面源污染削减不足有很大的关系;同时,内源负荷也因为蓝藻水华的持续而加重,浅水湖泊水深浅、扰动强的特点强化了磷的循环利用效率,加剧了内源负荷对湖泊富营养化和蓝藻水华的影响.气候变暖叠加营养盐富集的复合效应、流域风速下降以及暴雨事件频次和强度增加等气象水文条件变化,都促进了太湖蓝藻水华的暴发;蓝藻水华的时空分布特征则受湖泊水动力的决定性影响.太湖治理的曲折过程,凸显了大型浅水湖泊湖沼学研究的不断深入与发展,未来需要继续加强多学科交叉研究,特别是基于湖泊-流域系统的气象水文、生物地球化学和生物生态学的学科交叉.对于太湖生态环境的综合治理和管理,既要注重湖泊与流域相结合,更需要重视自然科学和人文科学的有机融合,才能真正达到控制太湖富营养化、维护流域水环境安全与社会经济可持...     

太湖梅梁湾富营养化过程的同位素地球化学证据

以浅水湖泊太湖为研究对象,通过湖泊水体、水生生物同位素以及相应湖泊水体营养指标的比较分析,并根据梅梁湾钻孔沉积物TN,TP,TOC,C/N,δ15N,δ13C等多项指标记录,恢复了湖泊富营养化过程.研究结果表明,不同湖区植物碳、氮同位素值和水体NH4+的δ15N值变化反映了植物组成和营养水平的差异.梅梁湾水体NH4+的δ15N和水环境参数不同月份的变化反映了外部营养载荷的输入对湖泊环境有明显的影响.1950～1990年湖泊沉积物有机质碳、氮同位素同步变化的趋势说明湖泊初级生产力的增长和湖泊逐渐富营养化的过程,而1990年之后二者之间反相关关系的出现表明在富营养条件下,大量浮游植物生长对富15N的无机氮的吸收及表层沉积物有机质分解和反硝化作用,代表湖泊富营养化加剧.以同位素示踪,并结合元素地球化学指标变化,将太湖梅梁湾富营养化过程分为三阶段,以20世纪50年代和20世纪90年代为营养状态的转换时段,揭示了人类活动不断加强的影响,与近50年来的湖泊环境监测结果一致.     

太湖上游流域经济发展对废水排放及入湖总磷的影响

为探索太湖流域水环境质量随经济发展的变化趋势,利用环境库兹涅茨曲线模型模拟1978-2012年太湖上游流域人均GDP与废水排放量、入湖总磷负荷的关系.结果表明:以1978年为计算基期,太湖上游流域人均GDP年均增速为10.3%~11.8%;1990-2012年,太湖上游流域年均工业废水排放量和废水排放总量分别为64799×104、93707×104t,与人均GDP均呈倒U型关系,从2006-2007年、2008-2009年呈下降趋势;入湖总磷负荷与太湖上游流域废水排放总量呈显著正相关,且与人均GDP呈倒U型关系,从2007-2008年呈下降趋势,在1990s以前为850~1200 t/a,1990s以后为1300~2000 t/a.该研究为从经济学角度评估太湖上游流域废水排放、入湖总磷负荷及其变化趋势提供科学依据.     

原生动物纤毛虫对太湖梅梁湾水质富营养化的响应

１９９３年４月－１９９４年１月研究了太湖梅梁湾湖区纤毛虫的群落分布,共检出７目１９属,根据ＴＳＩ指标,该湖区可分为富营养型和中营养型水域,在富营养型水域中分布着特有的纤毛虫种类。     

富营养化湖泊中硫酸盐对蓝藻衰亡产甲烷过程的影响

随着外源性硫酸盐（SO₄^2-）的持续性输入,富营养化湖泊水体的SO₄^2-浓度持续升高.野外长期监测结果表明,近几十年太湖水体的SO₄^2-浓度逐渐升高,达到了96 mg/L的水平.此外,富营养化湖泊中蓝藻水华衰亡会产生并释放大量的甲烷（CH₄）,湖泊水体的SO₄^2-浓度升高是否会对沉积物产CH₄过程造成影响仍缺乏相关研究.本实验构建了蓝藻水体沉积物微宇宙系统,通过添加30、60、90、120和150 mg/L五组浓度的硫酸盐,探究不同SO₄^2-浓度下蓝藻衰亡过程中水体的SO₄^2-、还原性硫化物（∑S^2-）和CH₄的变化规律.结果表明,蓝藻聚积衰亡的第6~9天硫酸盐还原作用最为强烈,此时水体中的SO₄^2-浓度快速下降到最低值,依次为7.65、8.87、21.21、41.14和56.54 mg/L.伴随着硫酸盐还原过程的进行,水柱中∑S^2-的浓度不断上升,并达到最高值,依次为4.77、6.98、7.49、7.49和7.43 mg/L.蓝藻聚积衰亡的第10~21天水体中的SO₄^2-浓度维持在较低水平,∑S^2-浓度逐渐下降,并趋近于0.培养开始时,CH₄增长缓慢,SO₄^2-浓度下降之后,CH₄浓度逐渐上升,并在第6~9天迅速上升,培养结束时,CH₄的最终浓度随着水体初始SO₄^2-浓度的增加而降低,依次为546.39、207.24、79.61、37.25和5.56 μmol/L,CH₄的浓度与初始水体SO₄^2-浓度呈指数型负相关关系.因此,对于精准评估富营养化湖泊的产甲烷过程,需要考虑不断上升的SO₄^2-浓度所带来的影响.     

酸雨对太湖水环境潜在影响的初步研究

测定了1998－2000年冬、春季太源梅梁湾口雨水、地表径流水的PH值和N、P等营养元素化合物离子浓度。因降雨带进太湖的TIN、PO^3-4和COD分别占同期入湖TN、TP和COD总量的9．8％－15．5％、1．9％－2．2％和3．5％－6．0％;依据1999年冬、春季太湖梅梁湾口湖水总硬度和总碱度测定值,结合历史资料分析,指出湖水总硬度对总碱度比值的升高是太湖水体生态系统受持续性酸性降水长期影响的一种反馈形式。     

底泥释磷及其对杭州西湖富营养化的影响

杭州西湖是一个小型浅水湖泊,底泥由上部藻骸腐泥和下部泥炭层构成,其显著特点是有机碳含量特别高,氮含量也相当高,而磷的富集程度相对较低。通过实验室和现场模拟研究,考察了pH值、温度、溶解氧、氧化还原电位及上覆水种类等环境因素对底泥释磷量和释磷速率的影响。上覆水pH值在6.5—7.0范围内底泥释磷量最低;在较高或较低pH值时,释磷量倍增。升高水温或降低上覆水溶解氧浓度均能加速释磷。实验室模拟西湖底泥最大释磷量为0.368μgP/g。夏季现场模拟平均释磷速率为1.02mg P/m~2·d;由此估算底泥释磷量达1.346tP/a,相当于年平均外部入湖磷负荷的36.4％。底泥释磷对西湖富营养化起着不容忽视的影响。     

人类活动对太湖水环境影响的稳定氮同位素示踪

人类活动对湖泊环境变化的影响是目前全球变化研究的热点之一.识别水体中人为氮源的贡献对于研究人类活动对湖泊环境变化的影响十分重要.稳定氮同位素组成(δ15N)是水环境中人为氮源的有效示踪剂.太湖是我国典型的大型浅水富营养湖泊,位于人口稠密、经济发达的长江三角洲地区,是研究人类活动对水环境影响的理想对象.太湖水体δ15N值的空间分异规律大致反映了不同湖区人类活动影响水环境的方式,上游宜兴小流域及河口主要受农业活动影响,胥口湾和东太湖则主要是水产养殖的贡献,梅梁湾受城市生活污水影响较大.而且水体δ15N值的水平反映了人类活动的影响从南部湖区到北部湖区逐渐加强的趋势,表现为南部河口—东太湖—梅梁湾不同水体从草型水体到藻型水体δ15N值增加的趋势.另外,夏季(6月)太湖水体δ15N值的变化响应于初级生产力的变化,体现了生物作用的影响.在蓝藻水华暴发时期,利用水体δ15N值识别人为氮源的结果可能会受到生物过程的干扰.     

基于地面实测光谱的太湖水体富营养化水平估算

富营养化指数是评价水体污染情况的一个重要的综合性指标．通过对高光谱遥感数据和水体富营养化指数的分析,确立了反演水体富营养化水平的高光谱敏感波段,进而用选择的敏感波段和波段组合来建立模型．通过对几个模型的比较,选出了较为理想的估算模型．最后对模型进行精度分析,认为该模型具有一定的可靠性和实用性．从而确定了直接由高光谱遥感数据监测水体富营养化水平的可能性,为实现由高光谱遥感数据开展大范围的水质调查奠定了一定的理论基础．     

Evidence from isotopic geochemistry as an indicator of eutrophication of Meiliang Bay in Lake Taihu, China

In this paper, Lake Taihu, a large shallow freshwater lake in China, is chosen as an example of reconstruction of eutrophication through the comparison between stable isotopes from dissolved nutrients and plants and water column nutrient parameters and integration of multiple proxies in a sediment core from Meiliang Bay including TN, TP, TOC, C/N,δ15N,δ13C, etc. Differences in aquatic plant species and trophic status between East Taihu Bay and Meiliang Bay are indicated by their variations inδ13C andδ15N of aquatic plants andδ15N of NH4 . A significant influence of external nutrient inputs on Meiliang Bay is reflected in temporal changes inδ15N of NH4 and hydro-environmental parameters. The synchronous change betweenδ13C andδ15N values of sedi-mented organic matter (OM) has been attributed to elevated primary production at the beginning of eutrophication between 1950 and 1990, then recent inverse correlation between them has been caused by the uptake of 15N-enriched inorganic nitrogen by phytoplankton grown under eutrophication and subsequent OM decomposition and denitrification in surface sediments, indicating that the lake has suffered from progressive eutrophication since 1990. Based on the use of a combination of stable isotopes and elemental geochemistry, the eutrophication of Meiliang Bay in Lake Taihu could be better traced. These transitions of the lake eutrophication respectively occurring in the 1950s and 1990s have been suggested as a reflection of growing impacts of human activities, which is coincident with the instrumental data.     

太湖上游低山丘陵地区不同用地类型氮、磷收支平衡特征

不同用地类型的土壤氮、磷收支平衡决定了氮、磷在土壤的富集,进一步影响氮、磷的流失强度,分析该过程有助于揭示不同用地类型对区域的环境效应.以位于太湖上游低山丘陵地区的天目湖流域为研究区,采用农户调查问卷、土壤和植被生物量实验分析、文献调研和氮、磷表观平衡模型的方法,选择研究区的茶园、水田、马尾松林和竹林四种典型用地类型,系统分析了氮、磷的输入要素,包括肥料输入、大气沉降、秸秆返田/枯枝落叶、生物固氮、人畜排泄物返田,以及输出要素,包括植物生长吸收、氨挥发、反硝化,并比较不同用地类型氮、磷收支特征.在此基础上进一步与土壤表层氮、磷含量比较,揭示太湖流域上游丘陵山区主要用地类型的水环境效应.研究结果显示:土壤氮、磷盈余量大小顺序为茶园 > 水田 > 马尾松林 > 竹林,分别是648.6、248.9、115.5、53.6 kgN/(hm²·a)和319.9、29.7、1.2和-3.4 kgP/(hm²·a);氮、磷利用效率以竹林最高,茶园的氮、磷利用效率均最低,仅为15.0%和3.1%;土壤氮盈余量与表层氮含量未能呈现出一致的关系,土壤磷盈余量与表层磷含量比较类似,并由此得出竹林比马尾松林更有利于水环境保护,而茶园对水环境的不利影响超过水田.     

太湖渔业资源现状(2009-2010年)及与水体富营养化关系浅析

根据2009-2010年的太湖鱼类资源调查,结合历年渔业资料和水环境监测数据,分析太湖渔业资源的发展趋势和结构特征.结果表明:本次调查共采集到鱼类47种,隶属10目14科37属,原常见鱼类种类数明显减少,鲤科等定居性鱼类成为主体;同时,太湖渔业产量近年来增长迅速,渔获物中湖鲚等小型鱼类比重增加,渔业资源的单一化和小型化趋势加剧.根据湖泊水体环境特征的空间差异,对太湖东部湖区、北部湖区和湖心区3个不同类型湖区间的渔业资源特征进行比较.其中在北部湖区和湖心区,浮游食性的湖鲚成为绝对优势种,2008年其产量分别占湖区总产量的70.7％和80.4％,其他主要鱼类所占比重仅为0.2％ -3.0％;而东部湖区草食性和肉食性鱼类的比例较高,鱼类结构相对合理,不同湖区间渔获物的组成差别反映出湖区鱼类组成与环境特征相适应的特点.针对太湖渔业资源与水体富营养化关系进行探讨,提出需加强渔业与湖泊环境功能之间关系的研究,重视水生植被在太湖渔业可持续发展中作用的建议.     

大气湿沉降向太湖水生生态系统输送氮的初步估算

测定和分析了2002年7月至2003年6月太湖周边地区太湖站、拖山岛、东山站、无锡、苏州、湖州、常州等7个站点大气降水化学组成,计算了水气界面TN、NH4 -N、NO3--N、T1N、TON的湿沉降率。结果表明,大气降水的TN浓度变化范围为2.06±0.30(常州)-3.71±0.43(拖山岛),太湖流域大气降水已呈富营养化水质的特征;大气降水TN、NH4 -N、NO3--N、TIN、TON的年均湿沉降率分别为2806.75kg/km2、1458.81kg/km2、631.67kg/km2、2090.48kg/km2和716.28kg/km2;每年由湿沉降直接进入太湖水体的TN约为6562.2t,NH4 -N为3410.7t,NO3--N为1476.8t,TIN为4887.5t,TON为1674.7t;TN占入湖河道年输入污染物总量的13.6%.大气湿沉降中,TIN对TN的贡献比较大,平均约占TN的78.78%.TIN的湿沉降率具有季节性分布,夏季高,春季次之,冬秋季低。这种现象无疑对太湖水体的蓝藻爆发和富营养化具有潜在的促进作用.     

太湖梅梁湾富营养化主要驱动因子的多时间尺度分析

采用太湖湖泊生态系统研究站太湖梅梁湾富营养化四种主要驱动因子叶绿素a(Chl.a)、水温、总磷(TP)、总氮浓度1992-2010年的监测数据,利用小波变换方法,分析了四种因子不同时间尺度上的时间格局特征.结果表明,四种驱动因子在年际和年代际尺度上都具有清晰的多时间尺度特征,主周期各不相同,但Chl.a和TP浓度的小波实部变化趋势具有较高的一致性.本文分析了各因子在不同时间尺度上的强弱分布以及高低交替,并在此基础上从时间尺度的角度预测出在未来3~5年内,太湖梅梁湾湖区的富营养化程度将保持在一个比较平稳的水平,为太湖富营养化的认识和治理提供更加可靠的科学依据.     

根据生物指标区分东太湖和西太湖

The methods and analytical results for distinguishing lake types of East Taihu Lake and West Taihu Lake by biological markers were dealt in this paper.     

太湖水质变化趋势及其保护对策

通过对１９８０￣１９９４年太湖水质监测资料的分析,研究了太湖水质现状及其变化趋势,探讨了太湖水质污染原因及太湖富营养化的成因机制,提出了太湖水质保护及富营养化防治的对策、措施与建议。     

太湖梅梁湾沉积物-水界面氮迁移特征初步研究

用乙炔为抑制剂,气相色谱法测定了１９９７年夏季太湖梅梁湾口沉积物－水界面的反硝化率和Ｎ２Ｏ的自然排放率,太湖梅梁湾沉积物的反硝化率为１．４－５．６μｍｏｌＮ２／（ｍ＾２．ｈ）,Ｎ２Ｏ的复原斐和率为０．０８－０．６６μｍｏｌＮ２／（ｍ＾２．ｈ）,探讨了沉积物－水界面ＮＯ＾－３的交换动态。指出沉积物内硝化－反硝化作用是太湖湖泊生态系统氮循环过程中一个重要的环节。在湖泊水土界面氮交换中,沉积物是具有吸收