鄱阳湖丰水期水体中叶绿素a含量空间分布及其与环境因子的关系

在2011年8月和2012年7月丰水期,在鄱阳湖湖区布设77个采样点,大规模采集水样,研究浮游植物生物量(以水体中叶绿素a含量表示)在湖区的空间分布,并探讨叶绿素a与相关环境因子之间的关系。结果表明,鄱阳湖丰水期水体中叶绿素a质量浓度较低,平均值为10.58μg/L;叶绿素a含量的空间分布特征为:东南湖区最高,中部湖区居中,北部通江区较低。Spearman秩相关分析结果表明,水体中叶绿素a含量与水体透明度显著正相关,与总悬浮颗粒物含量、总氮含量、亚硝态氮含量、硝态氮含量和溶解性总氮含量显著负相关,与其他营养盐含量不相关。水下光照条件是限制鄱阳湖浮游植物丰水期生长的主要因素;鄱阳湖水体交换时间较短,也在一定程度上抑制了浮游植物的生长;丰水期,高水位稀释了水体中的营养盐浓度,从而掩盖了其对浮游植物的作用,导致营养盐的作用不明显。     

人工沉床技术引导沉水植物恢复的生态工程实践北大核心CSCD

针对富营养化河流水体透明度低和沉水植物逆向演替的现象,在上海市的典型富营养化河流芦潮引河的污染水域,利用穗花狐尾藻(Myriophyllum spicatum)人工沉床,对污染水域开展了生态工程修复,分析了穗花狐尾藻人工沉床对恢复水体透明度和去除水体中营养盐的作用,研究了移除沉床系统后水下沉水植物的恢复效果。研究结果表明,在修复水域,随着实验时间的推移,水面下30 cm深度处穗花狐尾藻叶片的光系统Ⅱ最大光化学量子产量、实际光化学量子产量、叶绿素a含量、叶绿素b含量和类胡萝卜素含量都明显大于水面下60 cm深度处和90 cm深度处的穗花狐尾藻叶片,因此,将穗花狐尾藻人工沉床放置于水面下30 cm深度处;应用穗花狐尾藻人工沉床修复水域15 d后,被修复水域的水体透明度显著增大,水体中的总氮、总磷、氨氮和硝态氮含量显著减小,其去除率分别为71.49%、67.73%、81.27%和77.90%,水体透明度与水深之比增大了46.80%,穗花狐尾藻生物量平均增加了(891.7±441.0)g/m^(2);人工沉床移除一个月后,修复水域中形成了由水盾草(Cabomba caroliniana)、苦草(Vallisneria natans)、黑藻(Hydrilla verticillata)、金鱼藻(Ceratophyllum demersum)和穗花狐尾藻构成的沉水植物群落,沉水植物覆盖度明显增大。研究结果可以为利用穗花狐尾藻人工沉床修复透明度约为120 cm的富营养化水体提供技术参考。     

吉林省26处湿地地表水中硝态氮和氨氮含量分布特征

为了了解吉林省湿地地表水的水质状况,在吉林省选择了26处湿地,于2015?2016年7?8月,采集各湿地的地表水样品,测定地表水中硝态氮和氨氮含量并分析其空间分布特征,进一步分析了硝态氮和氨氮含量与其它指标的关系.研究结果表明,吉林省26处湿地地表水中的硝态氮和氨氮含量整体上自东向西逐渐增大;吉林省26处湿地地表水中硝...     

一株南极细菌（Pseudoalteromonas sp.）对模拟海水养殖水体的净化作用

试验选用一株高产低温蛋白酶的南极细菌菌株Pseudoalteromonas sp. AN64,从溶解氧、化学需氧量、氨氮、亚硝态氮、pH值5个方面研究了南极细菌对养殖水体的影响。结果显示,随着饲料中蛋白质的散失,水体中蛋白质的含量在第7天达到高峰,溶解氧下降,化学需氧量持续上升,在第11天达最大值9.88 mg/L,并且维持在较高的水平。缺氧条件下,有害物质氨氮和亚硝态氮含量逐渐增加,在第9天和第11天分别达最大值0.65 mg/L和0.352 mg/L,而pH值持续下降,在第9天达最低值5.95。当水体中加入高产蛋白酶的南极菌株AN64后,蛋白质含量在第5天即达高峰,溶解氧无明显变化,化学需氧量在第7天达最高峰,比对照组提前4天,但含量仅约为后者的一半。同时,氨氮和亚硝态氮含量远低于对照组,分别仅为对照的47.7 %和26.5 %,而pH值有小幅下降,维持在6.85到7.52之间。由此可以看出,南极菌株产生的低温蛋白酶可以有效分解海水中的蛋白质,降低水体中的氨氮和亚硝态氮等有害物质,维持pH值的稳定性,为健康养殖提供了有效途径。     

铁碳微电解基质强化人工湿地污染物去除率的室内模拟实验

通过人工湿地模拟实验,对比研究了铁碳微电解强化人工湿地和普通人工湿地对废水中氨氮、硝态氮、总磷和化学需氧量的去除效果。研究结果表明,铁碳微电解强化人工湿地水中溶解氧含量和氧化还原电位都在第1天减小,之后随着水力停留时间的延长而上升,且都高于普通人工湿地。当水体停留时间为6 d时,铁碳微电解强化人工湿地对氨氮、硝态氮、总磷和化学需氧量的去除率分别为96.00%、97.44%、97.46%和86.12%,分别比普通人工湿地高5.21%、3.35%、13.59%和22.96%,添加铁碳微电解材料可以提高人工湿地对氨氮、硝态氮、总磷和化学需氧量的去除率。     

挠力河流域恢复湿地与天然湿地水质对比分析

于2015年10月10~12日,在挠力河国家级自然保护区恢复湿地和天然湿地中,采集水样,在实验室中测定了水质指标。将研究区水质指标与地表水环境质量标准中各类水域的标准进行对比;采用相关分析方法,分析恢复湿地与天然湿地水质指标间的关系,对比二者的水质。研究结果表明,恢复湿地植物群落特征与天然湿地相似,但是,恢复湿地水体中的硝态氮含量、总氮含量、总磷含量、化学需氧量和五日生化需氧量符合或劣于Ⅴ类水域标准,3种聚类方法的分析结果都显示恢复湿地与天然湿地的水质差异明显,恢复湿地与天然湿地水体中的总氮含量、总磷含量、硝态氮含量和五日生化需氧量显著相关(n=8,p0.01),说明由于长期开垦,使滞留于恢复湿地土壤中的氮、磷等物质进入恢复湿地水体中,使恢复湿地水质变差,并且随着水的流动向周围湿地扩散。     

辽东湾北部浅海中浮游植物群落的特征及其与水环境因素的关系

2018年4月、6月、9月和11月,在辽东湾北部浅海中的6个采样点,采集了浮游植物、水和沉积物样品,测定了水环境指标,研究了浮游植物的群落结构及其与水环境因素的关系。研究结果表明,在6个采样点,共记录2门26属50种浮游植物;浮游植物群落的优势物种为夜光藻(Noctiluca scintillans)和中肋骨条藻(Skeletonema costatum)等共22种;9月采样日的浮游植物丰度相对最大;4月、6月、9月和11月采样日,浮游植物群落的Margalef物种丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数值分别变化在1.55～3.93、1.53～3.85和0.42～0.95之间;浮游植物群落优势物种的季节更替率、物种更替指数和迁移指数值分别变化在60.0%～88.2%、34.48%～67.44%和-17.24%～11.63%之间;水温、水体pH、沉积物pH、水体的盐度以及水体中的叶绿素a、化学需氧量、溶解无机氮、溶解氧、硝酸盐氮和氨氮含量与浮游植物群落结构相关,优势物种的丰度与水环境因素关系密切。     

两种温度下鄱阳湖3种典型植物茎和叶残体降解过程中水中的氮和磷含量变化

于2015年10月15~17日,割取鄱阳湖3种典型植物灰化薹草(Carex cinerascens)、虉草(Phalaris arundinacea)和芦苇(Phragmites australis)地上部分,采集其茎和叶,在实验室内,在20℃和35℃条件下,在植物茎和叶残体在水中的降解过程中,测定植物残体释放到水中的氮、磷营养盐(全氮、全磷、氨氮、硝态氮、磷酸盐)的含量和降解残液p H。研究结果表明,在35℃条件下,在芦苇茎和叶残体降解过程中,水中总氮、硝态氮、氨氮和总磷质量浓度分别在实验的第24天、第24天、第30天和第30天达到最大值,分别为361.40 mg/L、168.17 mg/L、123.35 mg/L和51.95 mg/L;在20℃条件下,其质量浓度分别在实验的第24天、第12天、第18天和第30天达到最大值,分别为221.45 mg/L、57.75 mg/L、85.76 mg/L和37.00 mg/L。在35℃条件下,在灰化薹草茎和叶残体降解过程中,水中总氮、硝态氮、氨氮、总磷和磷酸盐含量在实验的第18天、第12天、第18天、第30天、第30天达到最大值,分别为147.02 mg/L、65.35 mg/L、46.69 mg/L、46.40 mg/L和21.00 mg/L;在20℃条件下,水中总氮、硝态氮和氨氮含量在实验的第24天达到最大值,分别为127.21 mg/L、72.37 mg/L和46.86 mg/L;水中总磷含量在实验的第30天达到最大值,为55.20 mg/L;水中磷酸盐含量在实验的第18天达到最大值,为19.32 mg/L。在35℃条件下,虉草茎和叶残体降解过程中,水中总氮、硝态氮、氨氮、总磷和磷酸盐质量浓度分别在实验的第18天、第12天、第18天、第30天和第18天达到最大值,分别为281.56 mg/L、105.55 mg/L、97.96 mg/L、89.30 mg/L和63.69 mg/L;在20℃条件下,其分别在实验的第30天、第30天、第18天、第12天和第18天达到最大值,分别287.95 mg/L、99.10 mg/L、108.41 mg/L、77.95 mg/L和49.38 mg/L。温度对芦苇茎和叶残体释放营养盐含量尤其是总氮和氨氮含量影响显著,但是,温度对虉草和灰化薹草茎和叶残体向水中释放的营养盐含量影响不明显。     

黄河三角洲潮间带盐沼土壤碳、氮含量和储量

在黄河三角洲潮间带盐沼采集土壤样品,研究了黄河三角洲潮间带盐沼土壤碳、氮含量和储量的分布特征,分析了碳、氮含量和储量与土壤理化因子的关系。结果表明,研究区0~40 cm土壤总碳和有机碳质量比为11.8~19.2 g/kg和0.5~5.2 g/kg,土壤全氮和有机氮质量比为0.08~0.15 g/kg和0.076~0.136 g/kg,其主要分布在0~20 cm深度土层,且有机氮、全氮和有机碳含量变化规律一致。除无机碳和无机氮外,采样带A的土壤碳、氮含量随着土壤深度增加而下降;在采样带B,各土层的碳、氮含量差异不明显。采样带A表层土壤(0~10 cm深度)的全氮和有机氮含量高于采样带B表层土壤。两采样带土壤无机氮含量主要以铵态氮含量为主,无机氮和铵态氮含量随着土壤深度增加先增加后减少,在10~20 cm土层累积;硝态氮含量随土壤深度增加而下降。在两采样带0~40 cm深度土壤中,全碳储量为9 489~12 239 g/m2,有机碳储量为4 321~8 738 g/m2,全氮储量为33~121 g/m2,除全碳储量外,有机碳和全氮储量主要分布在0~20 cm深度土层中。相关分析结果表明,土壤中全氮含量、硝态氮含量、全氮储量与有机碳含量显著相关(n=24,p0.05),土壤碳氮比与容重、p H、硝态氮含量、全碳含量、全氮含量和全氮储量显著相关(n=24,p0.05)。     

沙坡头地区生物土壤结皮-土壤系统生长季氮矿化动态

以腾格里沙漠东南缘沙坡头天然植被区藻地衣混生结皮和无结皮土壤为对象,采用野外原状土柱封顶埋管法,研究土壤硝态氮、无机氮、净硝化速率和净氮矿化速率的季节动态特征。结果表明:藻地衣混生结皮和无结皮土壤有效氮含量和净氮转化速率存在明显的季节动态,表现为生长季高峰期 > 生长季初期,夏季7月和8月土壤有效氮和净氮转化速率最大;两个样地土壤在生长季不同时期有效氮和净氮转化速率也存在差异。生长季初期,藻地衣混生结皮和无结皮土壤硝态氮和无机氮含量无显著差异,且温度是影响土壤氮素转化的关键环境因子。生长季高峰期,两个样地土壤有效氮含量和净硝化速率均表现为无结皮 > 藻地衣混生结皮,且水分和温度分别是影响土壤氮硝化和矿化过程的关键环境因子。由此可见,藻地衣结皮的繁衍在一定程度上抑制了土壤氮的硝化过程,因而可以减少养分的散失,是养分贮存的重要机制。     

水利设施对淮河水域生态环境的影响

该文从水情、水生生物、水环境质量等方面分析水利设施对淮河水域生态环境的影响。研究结果表明,由于水利设施的调节作用,大部分湖泊平均水位提高,水位变化趋于平缓,但部分河道型湖泊情况正好相反,水位下降且变化幅度较以前增大。同时,闸坝的存在阻碍了水生物的洄游通道,降低了河道水流流速,导致水生生物数量和种类发生较大变化,水体自净能力下降,加之闸坝的不合理调度,常常诱发突发性水污染事故。     

干旱区水资源费的构成与确定

干旱区水资源的稀缺性,使得确定缺水地区合理的水价体系,制定有效的水价政策,充分体现水资源的高"价值",成为合理利用水资源急需解决的问题。从分析水资源费的构成要素,并从边际机会成本的角度对水资源的价格进行了探讨,认为水资源的价格不是由其平均机会成本,而是由其边际机会成本决定的,水资源使用者所付的价格应等于社会负担的自然资源利用与耗竭的代价——边际机会成本。     

基于水资源承载能力的达茂旗牧区用水方案优化

根据干旱草原区水资源承载系统具有数据多元性和动态性的特点,建立基于GIS的水资源承载能力模型,分别从时间和空间尺度上评价现状水资源承载能力及其影响因素,评价结果表明2008-2012年达茂旗全旗的水资源承载能力为一般水平,水资源承载能力较强水平的区域占全旗总面积的37.23%;降水的减少直接导致了生产、生态用水的下降。灵敏度分析结果表明水资源自身承载能力受水资源可利用比例影响最大,社会系统主要受人口密度、城镇化率影响,经济系统中,农业GDP比重影响很大。基于现状评价结果预设3种牧区用水方案优化模式,水资源承载能力预测结果表明水资源开发利用率控制效果并非越严格越好,节水型社会稳步建设方案是规划水平年牧区用水方案的适宜模式。     

2000～2014年洞庭湖区植物面积变化及其与湖泊水位的关系

利用增强型植被指数(enhanced vegetation index,EVI),采用Mann-Kendall方法和Sen’s斜率估计方法,研究2000~2014年洞庭湖区的植物面积及其变化趋势,以及其与水位之间的关系。研究结果表明,枯水年洞庭湖区的植物面积最大,平水年的次之,丰水年的最小;2000~2014年期间,洞庭湖区增强型植被指数的变化存在空间异质性,东洞庭湖区的大部分区域的增强型植被指数无显著变化,南洞庭湖区的大部分区域的增强型植被指数显著增大;洞庭湖区18.08%的区域的增强型植被指数显著增大,这些区域主要集中在高滩地(平均海拔为26.61 m);7.51%的区域的增强型植被指数显著减小,这些区域主要集中在低滩地(平均海拔为25.79 m);随着湖泊水位的上升,洞庭湖区植物面积在减少,当洞庭湖水位为24 m时,最适合植物生长,当洞庭湖水位低于24 m时,洞庭湖区的植物面积受水位变化的影响较小。     

天水及其南北地区地热水水化学特征及起源

运用水化学和同位素示踪的原理追溯地热水的水岩相互作用和起源,得出武山和天水地热水为pH较高(7.94~9.06)的低TDS(226~255 mg/L)HCO₃型水,通渭和清水地热水为pH较低(7.1~8.07)的较高TDS(915~1 793 mg/L)SO₄型水,地热水的水化学特征主要受不同的围岩及与围岩相互作用的程度所控制。地热水的δD和δ¹⁸O值说明地热水起源于大气降水,且未受水-岩同位素交换明显影响。综合应用各种地热温标,估算地热水的热储温度为70~111℃,属于中低温地热资源。对年均降雨量约500 mm的天水及其南北地区,应采取采、停交替的地热水利用方式。     

陕西省子午岭生态功能区水源涵养能力研究

应用InVEST模型和SCS模型,计算得出研究区多年平均水源涵养量约为3×108 m3,涵养深度69.79 mm,表明研究区具有比较突出的水源涵养服务功能,特别是在森林和灌丛分布相对集中的子午岭自然保护区内,水源涵养能力处于较高水平。不同土地利用类型的水源涵养能力有较大差别。由于灌丛具有较好的降水截留能力和较小的蒸腾作用,水源涵养能力最强;而森林由于蒸腾旺盛,加之冠层截留的大部分降水用于蒸发而无法积累,使其水源涵养能力稍低于灌丛;草地和农田覆盖地区,降水极易流失,因而草地和农田的水源涵养能力较差,对区域总水源涵养量的贡献也最小。此外,研究区多年平均产水深度139.4 mm,整体趋势是从东南向西北方向减小,与区域降水量空间变化趋势一致,在土地利用类型的影响下,这一趋势更加明显;多年平均径流深度71.1 mm,空间上大致由南向北减少,同时,由于径流深度还受到降水时间分配、土地利用类型、土壤质地的影响,因此呈现出较为复杂的空间分布特征。     

采煤塌陷地水域淹没范围模拟分析

采煤塌陷改变了矿区周边的地形地貌特征,使大量的耕地、园地变成水域。选择山东省龙口采煤塌陷区为研究对象,运用ArcGIS软件采集五期1:1万等高线和离散高程点数据,生成1×1 m2正方形网格的数字地面模型(DEM),以地表没有发生塌陷前的1978年DEM为标准高程数据,与其他各期DEM数据进行差值运算处理,得到不同时期采煤塌陷区面积。然后根据水利部门48年来的观测数据,计算出采煤塌陷区不同频率年份丰水期水文特征值,采用"无源淹没"分析法,计算给定水位条件下的采煤塌陷区水域淹没范围。     

沙坡头地区固沙植被土壤水分动态研究

沙坡头地区始建于1956年的无灌溉人工固沙植被,是我国交通干线防沙体系的成功模式。利用40余年的土壤水分定位观测数据,分析了不同期间建立的固沙植被土壤水分的时空变化特征及对植被的影响。结果表明,固沙植被发展至9~10a后土壤含水量开始明显下降,特别是较深层(>100cm)的含水量下降明显;0~40cm层土壤水分含量与降水相关显著,而降水对40~300cm层土壤水分的含量影响不显著;深根系固沙植物对根际区域水分的利用,进一步恶化了固沙区土壤深层的水分状况,进而抑制了这些植物的生长和生存,间接地影响了原有固沙植被组成和稳定性;经过40多年的演变,固沙植被中优势灌木种的盖度从最大盖度47.6%降至6%~9%,群落中草本和微生物结皮层得到发育。当深根系灌木的盖度降低至6%~9%时,深层土壤可维持一个相对稳定的低含水量。     

冬季结冰灌溉对苏打盐碱土水盐变化的影响

在苏打盐碱土区进行结冰灌溉试验,研究灌溉后盐碱土土壤水分和盐分的分布状况。试验分为淡水结冰灌溉(E)、微咸水结冰灌溉(D)、微咸水结冰灌溉+100%GR(石膏需求量)磷石膏(A),微咸水结冰灌溉+50%GR磷石膏(B),以及对照(CK),5个处理。灌溉水量为180 mm。试验结果表明灌溉融水增加了土壤耕层的含水量,为春播抗旱起到了重要作用。同时灌溉融水使土壤耕层主要离子Na+、Cl-、CO32-、HCO3-明显降低,使土壤耕层的盐碱化程度得到改善。不同处理方式之间比较,微咸水结冰灌溉洗盐效果和盐碱化改良效果明显好于淡水结冰灌溉,微咸水+磷石膏淋洗和改良效果好于微咸水结冰灌溉,且随着磷石膏施用量的增多,洗盐和改良效果更好。     

地形指数的物理意义分析

地形指数模型 ( TOPMODEL)用地形指数在流域中的空间格局来确定流域饱和缺水量的空间分布和产流区的空间位置与范围 ,物理意义明确。本文介绍了地形指数的物理基础及其与土壤水分的关系。分析了地形指数空间变化与汇流面积 a及局地坡度空间变化的关系 ,a范围内有效汇流面积的变化 ,提出了一种确定 a上限值的方法。