伊乐藻-草鱼圈养人工复合生态系统建设的研究

十多年来,在长江中下游浅水湖泊,特别是城郊湖泊,围栏圈养草食性鱼类发展迅速,产量大幅度提高,经济效益明显增长。养鱼过程中,由于大量投喂商品饲料和过量利用湖泊水草资源,加之湖滨人口不断增加等多种原因,导致不少草型湖泊水生植被退化,水草消失,加速了湖泊富营养化进程,湖泊整体功能下降。 伊乐藻是1986年从国外引种东太湖的高等沉水植物,已在东太湖归化,并被广大渔民用作草食性养殖鱼类的饲料。本研究是充分利用伊乐藻的生物学和生态学特性,以及易种植、生物量大、可利用程度高等特点,研究了在浅水湖泊人工种植、采收时间和刈割方法,提高其单位面积产量;测定了草鱼对伊乐藻的消化吸收和饲料系数;研究了伊乐藻在水生态系统中的功能等,从而在浅水湖泊中设计和建设伊乐藻—草鱼圈养人工复合生态系统。即以种植伊乐藻为中心,并以它作为草食性鱼类饲料和在水界物质循环的中介,在湖泊大系统内建立的草—鱼平衡系统,以提高湖泊养鱼产量和其他水产品产量,改善渔业水质和优化湖泊生态环境为主要目的。     

东太湖养殖渔业可持续发展的思考

东太湖是长江中下游典型草型湖泊,渔业资源丰富,水质良好,具有渔业、泄洪、供水等重要功能,作为我国最早开始网围养殖等养殖业开发的湖泊之一,在促进我国湖泊渔业的发展等方面起到了重要作用,但是养殖渔业的快速发展也带来了一定的负面影响,影响了湖泊渔业等的持续发展,本文以东太湖作为我国浅水湖泊的典型代表,在分析其主要资源及环境特征的基础上,重点分析网围养殖与环境之间的关系,剖析养殖渔业存在的主要问题,提出了相应的湖泊渔业养殖承载力资源环境模型,并就未来湖泊渔业发展提出建议。     

浅水草型湖泊除草技术的实验

滆湖位于江苏南部,面积为164km~2,是一个典型的草型湖泊,其中80X以上的面积为黄丝草(Pataraogeton maackianus)所覆盖。针对该湖水生植被中草食性鱼类喜食性水草资源逐渐衰竭,非喜食性水草群落逐渐扩张的状况,1988—1990年,进行了湖泊水草群落的定向改良试验和抑制相关水草发生和蔓延的试验。结果表明,采用生物防治,以鱼除草,无论是网拦放牧式除草技术,还是网围养殖式除草技术,对各种沉水植物都可彻底清除,而且直接将水草转化为鱼产品,并且有利于湖泊水域生态环境的改善。     

古生态记录揭示的长江中下游太白湖生态系统稳态转换过程

长江中下游浅水湖泊在过去百年内受到强烈的人类活动影响,生态系统状态发生显著的变化,服务功能逐渐丧失.为了更科学有效地管理浅水湖泊,当前迫切需要了解湖泊的生态系统转变过程.以长江中下游典型富营养化浅水湖泊太白湖为例,结合历史资料和监测数据,基于铅铯同位素重建年代序列,利用粒度、地化指标和沉积物中硅藻群落的时间序列数据,对太白湖过去百年间生态系统转变进行分析.基于T检验的STARS法检测硅藻群落的结果显示,有2个稳态转换分别发生在1950s末和1990s末.1950s末太白湖硅藻群落代表的生态系统状态发生了显著突变,这主要归因于由于建闸筑坝造成的水文条件和营养条件的改变;1990s期间的湖泊生态系统整体转变则是由长期营养输入和渔业活动加强导致的生态系统弹性损失引起的.讨论了不同阶段太白湖生态系统主要要素间反馈机制在水文条件改变和营养富集影响下的变化,加深了对人类活动干扰下太白湖生态系统结构变化过程的理解,为建立浅水湖泊系统动力学模型提供基础.     

富营养化浅水湖泊藻源性湖泛的短期数值预报方法——以太湖为例

本文建立了一种富营养化浅水湖泊藻源性湖泛的短期数值预报方法.选取表征藻源性湖泛的代表性指标叶绿素a和溶解氧浓度作为预测变量,以天气预报中的风场为驱动力,求解浅水湖泊三维水动力水质耦合数值模型,计算未来3 d浅水湖泊叶绿素a和溶解氧浓度的时空分布,然后结合未来3 d的气象因子信息建立经验公式,计算湖泛易发水域发生湖泛的概率,并进一步确定湖泛发生位置和面积.以太湖为例,采用构建的方法于2013 2014年夏、秋季对太湖7段湖泛易发水域的湖泛发生概率及发生面积进行未来3 d的预测预报,预报正确率在80%以上.     

太湖流域典型中小型湖泊富营养化演变分析(1991-2010年)

通过分析太湖流域的中小型湖泊富营养化指标近20年的变化趋势,探讨流域富营养化特征的总体演变趋势.从全流域看,总氮浓度在近20年里呈稳中略降的趋势;而总磷浓度在近20年里有较明显上升趋势;作为营养物上升的直接响应指标叶绿素a呈快速上升趋势,平均值从1991年的7.0μg/L上升至2010年的27.5μg/L,20年间上升了近3倍,叶绿素a数据离散程度出现大幅上升,标准差从1991年的1.25μg/L上升至2010年的19.06μg/L,说明各湖富营养化程度的空间分异性在加大,藻华风险增加;透明度在近20年中虽有波动,但整体仍呈下降趋势.综合营养状态指数(TLIc)计算结果显示,近20年过水型湖泊淀山湖和昆承湖的TLIc指数明显高于封闭型湖泊水源地尚湖和傀儡湖.典型过水型湖泊(淀山湖)、封闭型湖泊水源地(尚湖和傀儡湖)以及典型的渔业生产型湖泊(长荡湖)的富营养化演变过程有所差异,主要受湖泊本身自然属性、污染控制强度、管理模式、功能定位等影响.     

滆湖水生植物生物量、演替规律及合理利用

用五种不同的方法估算了滆湖水生植物的生物量,比较分析了全湖断面生物量和群丛生物量．分三个方面对滆湖水生植物的演替规律进行了讨论,对草型湖泊水生植物的合理利用进行了探讨．初步提出了草型湖泊估算渔产潜力的公式．在分析引起水生植物生物量变化的原因的基础上,提出了若干合理利用植物资源的建议．     

滆湖水生植物生物量、演替规律及合理利用

用五种不同的方法估算了滆湖水生植物的生物量,比较分析了全湖断面生物量和群丛生物量.分三个方面对滆湖水生植物的演替规律进行了讨论,对草型湖泊水生植物的合理利用进行了探讨.初步提出了草型湖泊估算渔产潜力的公式.在分析引起水生植物生物量变化的原因的基础上,提出了若干合理利用植物资源的建议.     

湖泊渔业可持续发展的生态学基础及一个范例

从渔业与环境兼顾的角度出发作者认为湖泊渔业可持续发展的生态学理论基础是渔业生态学和渔业湖沼学. 前者是一门较为成熟的学科研究渔业对象的种群生态学渔产潜力最佳放流密度和规格以及科学的捕捞策略等. 后者研究渔业对湖泊生态系统生物多样性和水质的影响并确定最佳的渔业规模和渔业方式但尚未提出令人满意的理论和完善的实验方法今后应予充分重视. 长江中下游草型湖泊因为其优良的水资源和丰富的生物资源而成为我国内陆水体发展优质高效渔业的重要基地. 以湖北一个浅水草型扁担塘渔业实践为例作者着重强调生态学管理的如下方面1) 沉水植被是草型湖泊优质高效渔业持续发展的基础必须在合理利用的同时加以保护优化甚至重建使生物量和覆盖率保持和达到一定水平. 2) 食物链网的基础环节是渔业对象生长和繁衍的物质基础, 必须进行培育保护以提高其生产力从而为提高渔业产量打下物质基础. 3) 合理放养与捕捞策略是湖泊渔业生态系统良性循环的可靠保证应使高价值的种群规模保持较大水平的输出.     

Ge湖水生植生物量,演替规律及合理利用

用五种不同的方法估算了Ｇｅ湖水生植物的生物量，比较分析了全湖断面生物量和群丛生物量。分三个方面对Ｇｅ湖水生植物的演替规律进行了讨论，对草型湖泊水生植物的合理利用进行了探讨。初提出了草型湖泊估算渔产潜力的公式。在分析引起水生植物生物量变化的原因的基础上，提出了若干合理利用植物资源的建议。     

东太湖表层沉积物的磷饱和度初步研究

对东太湖一个横断面上８个样点、１个网围养鱼区样点,１个鱼塘样点的表层１０ｃｍ沉积物含磷量进行了分层采样分析,并以表层沉积物和湖水组成系统,通过磷添加研究了沉积物的磷饱和度。     

上行与下行效应对浮游动物的长期影响评价——以滇池与抚仙湖沉积物象鼻溞(Bosmina)为例

近年来云南高原湖泊面临富营养化、渔业活动增强等多重环境压力的叠加影响,对湖泊的有效治理与生态修复急需对多重压力下生态系统的响应模式进行系统了解.现有研究表明在系统生产力和捕食压力的不同配置下,湖泊系统主要组成(如浮游动物)的响应特征可能出现差异且捕食压力可能随营养水平的变化而改变,目前对云南湖泊生态系统的研究主要集中于单一环境压力下的生态响应.本研究以目前分别处于重富营养和中-贫营养水平的滇池和抚仙湖为研究对象,应用湖泊沉积物记录进行多指标分析,探讨受外来鱼类影响下两个大型湖泊浮游动物长期响应模式的异同.通过象鼻溞生物量与个体大小等指标,重建了近百年来滇池与抚仙湖典型浮游动物的变化历史,结果表明随着湖泊生产力水平(如沉积物色素生产量)的增加,2个湖泊中象鼻溞生物量显著增加,同时物种相对组成出现明显变化(如Bosmina longispina被B.longirostris取代),指示湖泊上行效应对浮游动物的控制作用.同时象鼻溞的生物量、壳长与触角长度的变化在1960s与1980s有明显降低的趋势,与同期外来鱼类(如银鱼)引入与渔业产量增加的时间一致.进一步应用多变量回归分析与方差分解方法来定量评价上行与下行效应对象鼻溞生物量变化的驱动强度,结果表明富营养化(沉积物色素)和捕食作用(象鼻溞壳长)对浮游动物长期变化的驱动强度比较相似(分别解释了生物量变化的77.25%和83.59%),然而在滇池下行效应对象鼻溞生物量的独立影响比在贫营养的抚仙湖中更强(分别为15.46%和10.39%),上行效应对象鼻溞生物量的影响在抚仙湖要明显强于滇池(分别为69.74%和19.67%),而在滇池上行与下行效应的相互作用强度明显强于抚仙湖(分别为42.12%和3.46%).结果表明随着湖泊营养水平的升高,浮游动物的生物量在2个湖泊中均显著增加,而外来鱼类(如太湖新银鱼)的引入和经济鱼类数量的增加加剧了对浮游动物的捕食压力,造成了浮游动物的生物量降低和个体减小.但在快速富营养化的滇池,对浮游动物的捕食压力随营养水平的变化出现较强的依赖性,而在总体处于中-贫营养水平的抚仙湖中此相互作用较弱.结果表明在不同营养水平的大型湖泊中,营养水平的变化幅度可以导致鱼类捕食压力的差异性变化,指示了对鱼类捕食压力的评价和浮游动物长期变化的特征分析需要考虑湖泊的营养水平与富营养化过程的差异.总之,富营养化和外来鱼类的引入导致了高原湖泊生态系统的快速响应与结构变化,因此对高原湖泊的生态修复需要考虑湖泊营养水平对生态系统结构与食物链作用的影响.     

近百年来枝角类群落响应洱海营养水平、外来鱼类引入以及水生植被变化的特征

近几十年来,以大型湖泊为代表的云南部分湖泊受人类活动的持续影响出现了生态环境的明显变化.洱海作为云南面积第2大淡水湖泊,经历了多重环境压力(富营养化、外来鱼类引入、水生植被退化等)的影响.在湖泊现代监测数据面临时段较短、缺乏连续记录的背景下,湖泊沉积物的连续记录可以提供湖泊生态环境变化的长期历史并可用于生态响应模式的识别.以目前处于富营养水平的洱海为研究对象,应用湖泊沉积物记录进行多指标分析,探讨多重环境压力影响下洱海枝角类群落的长期变化特征以及影响因素,并与已有研究成果和现代监测数据进行对比,探讨了枝角类群落对环境压力响应的空间差异性.通过分析沉积物枝角类记录,重建了近百年来洱海枝角类群落的变化历史,结果表明过去100年来,枝角类的生物量总体呈增加趋势,尤其从1990年左右开始,象鼻溞生物量显著增加,物种相对组成出现明显变化(如Bosmina longispina被B.longirostris取代).同时象鼻溞的生物量、壳长与触角长度在1990s初期有明显降低的趋势,与同期外来鱼类(如银鱼)引种成功的时间一致.限制性聚类分析结果表明,枝角类群落结构的变化有3个主要阶段:1990s以前,底栖枝角类为群落的主要组成;1990—2000年左右,浮游枝角类(以象鼻溞为主)在枝角类群落结构中的比例迅速增加;从2000年以后,枝角类群落组成以浮游枝角类为主.同时,枝角类数据的主成分(PCA)分析显示,仅有PCA主轴1呈现显著的变化且解释了群落结构变化的61.64%,进一步分析表明水生植被变化可能是驱动枝角类变化的主要环境梯度,如底栖枝角类生物量减少响应了湖泊水生植被的退化.与已有研究对比表明,浅水湖区沉积物记录的枝角类生物量在1970s急剧增加与1980s急剧降低等现象并没有被深水区的沉积物记录所反映,指示了洱海生态系统的变化模式存在空间差异性.同时象鼻溞个体大小的变化模式反映了外来鱼类引入导致的鱼类捕食压力的变化.总之,本文揭示了枝角类群落结构与生物量的长期变化,反映了洱海富营养化过程、水生植被的退化与外来鱼类引入的长期驱动影响,因此对洱海的生态管理与修复工作应考虑多个环境压力的影响并加强对湖泊生态系统的评价.     

热带浅水湖泊后生浮游动物群落结构对生态修复的响应

热带浅水湖泊后生浮游动物群落以轮虫和小型枝角类为主,往往缺乏大型浮游动物,其影响因子还存在争议,因此通过减少鱼类,提高大型后生浮游动物密度,从而增强对浮游植物的下行控制、修复热带富营养化湖泊的方法受到质疑.暨大南湖位于广州暨南大学校园内,是热带富营养化浅水湖泊,于2014年1—2月实施以鱼类去除和水生植被重建为主的生态系统修复工程,以期改善水质.通过对南湖修复前后水质、后生浮游动物以及修复后鱼类群落的调查分析,研究了后生浮游动物群落对修复的响应.结果表明:与修复前相比,总氮、总磷和叶绿素a浓度显著降低,透明度显著上升.枝角类丰度和生物量显著增加,修复后初期出现较高密度的大型枝角类蚤状溞(Daphnia pulex),桡足类丰度和生物量没有显著变化,轮虫丰度下降而生物量上升;后生浮游动物体长和生物多样性显著增加.随着鱼类密度的增加,蚤状溞丰度快速降低,后期鱼类减少后蚤状溞丰度又有所升高.因此,本研究显示鱼类是控制热带浅水湖泊大型浮游动物种群的主要因素,由于控制鱼类密度以维持较高大型浮游动物密度较为困难,因此单纯生物操纵在热带浅水湖泊修复中难以取得显著效果.     

大型通江湖泊洞庭湖的鱼类物种多样性及其时空变化

为了解通江湖泊鱼类物种多样性现状,于2004年3月-2004年12月和2005年5月对洞庭湖城陵矶、岳阳和沅江三个区域的鱼类进行逐月调查.共鉴定鱼类69种,隶属6目14科44属,其中59.4%为鲤科鱼类.以种类数和多样性指数分析了群落多样性特征,结果表明洞庭湖鱼类种类多样性较高,且时空变化较大.一般地,湖区与长江干流的距离越近,种类数达到峰值的时间就越早;鱼类多样性在春夏季高于秋冬季,在南洞庭湖高于其它两个区域.以优势度>5000为标准,全湖有17种优势种,其中80.0%为湖泊定居性鱼类.在生态类群方面,湖泊定居性鱼类种类最多,占总种类数的74.0%;江湖洄游性鱼类最少,占13.0%.对比分析显示,由于生境丧失、天然苗种资源衰退和过度捕捞等原因,洞庭湖鱼类多样性较20世纪70年代明显下降,洄游鱼类种类数减少;通江湖泊鱼类多样性明显高于阻隔湖泊,表明江湖阻隔造成鱼类多样性下降,因此,加强江湖连通是保护鱼类多样性的有效手段.     

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续发展的目标.     

红枫湖、百花湖沉积物全氮、可交换态氮和固定铵的赋存特征

氮是引起湖泊水体富营养化的关键营养元素之一。本次工作从贵州两个重要水库（红枫湖和百花湖）采集了未受扰动的沉积物样品性,分析了分层沉积物样品中的总氮,无机交换性氮和固定铵的含量及垂直剖面分布,研究表明,红枫湖和百花湖沉积物中具有较高的全氮含量,平均含量约为沉积物干重的0.36%～0.40%,其垂直分布在埋藏过程中受到成岩作用改造,沉积物交换性氮在沉积物中的赋存受到全氮含量和埋藏环境的双重控制,红枫湖和百花湖沉积物具有较强的吸持固定铵的能力,沉积物固定铵的绝对含量的平均值分别为434.05mg/kg和416.94mg/kg,分别占全氮的13.53%和12.53%。