水质较好湖泊环境保护的理论基础及中国实践

目前,我国湖泊富营养化及蓝藻水华问题十分突出,国家高度重视湖泊的生态环境保护.自“九五”以来,国家就投入太湖、巢湖、滇池“老三湖”等重污染湖泊的治理,但成本巨大,且历经近30年才初见成效.按照湖泊污染程度,湖泊治理与保护可分为“污染治理型”“防治结合型”“生态保育型”3大类.“老三湖”的治理是典型的“先污染、后治理”的模式,水质较好湖泊主要属于生态保育型湖泊,因此,“老三湖”治理模式不适用于水质较好湖泊的保护.本文系统总结了我国水质较好湖泊优先保护理念的形成和水质较好湖泊专项实施的历程.根据水质较好湖泊的特点,及其生态系统退化与修复的一般过程,提出了水质较好湖泊保护的基本思路.从热力学角度,阐明了氮磷营养盐输入湖泊生态系统中是熵增过程,也是湖泊生态系统退化的根本原因,湖泊氮磷污染负荷源头控制是关键.湖泊流域生态安全格局是确保湖泊生态系统健康的基础,从景观生态学角度,阐明了优化湖泊流域水土资源利用、优化发展模式是减轻湖泊环境压力的重要途径.在浅水湖泊生态系统,以沉水植物占优势的“清水态”和以浮游植物占优势的“浊水态”转换过程不是沿着同一条途径,存在上临界阈值和下临界阈值,水生态修复过程表现出一种迟滞的现象.从湖泊水生态系统稳态转换理论角度,阐明了湖泊生态修复工程应在湖泊生态系统发生退化转变之前实施,才能获得较高的环境效益.通过国家财政专项对81个水质较好湖泊的支持,既能促进湖泊流域经济社会发展,又能确保湖泊水环境质量变好,湖泊水生态系统逐步改善.建议加强不同类型湖泊保护模式的总结,深入对水质较好湖泊生态系统演替理论和保护技术研究,支撑国家系统开展水质较好湖泊保护.     

书讯:《中国湖泊志》出版

由中国科学院南京地理与湖泊研究所王苏民和窦鸿身研究员主编的《中国湖泊志》近日由科学出版社出版,全书５８０页该书是在中国科学院基础研究领域特别支持项目“中国湖泊系统调查与分类系统”研究成果的基础上,广泛吸取以往湖泊科研成就而撰写出来的一部系统性、综合性专著全书共分为两篇．第一篇是中国湖泊总论,按学科的研究内容,分章论述了中国湖泊概况,湖泊成风,湖泊沉积,典型湖泊发育演化,湖泊水文。水动力与湖泊物理性质,湖水化学、污染与富营养化,湖泊水生生物与湖泊资源等,第二篇是中国湖泊分论,按照湖泊的地理分布特征…     

2015-2019年武汉市湖泊水质时空变化

为探究“十三五”期间武汉市湖泊水质变化特征及规律,分析当前武汉市湖泊水环境的主要问题及成因,为武汉市水生态环境保护“十四五”规划提供科学支撑,以武汉市166个湖泊为研究对象,根据武汉市环境监测中心2015-2019年对各个湖泊的监测数据,采用水质综合污染指数、富营养化状态评价、动态度分析等方法,对武汉市湖泊水环境进行综合评价.结果表明：1）2015-2019年武汉市湖泊水质总体好转,2019年全市湖泊综合污染指数较2015年下降7.74%,多数湖泊营养状态呈现稳中向好趋势,但湖泊水质较难实现持续改善.2）武汉市湖泊主要超标污染物总磷、氨氮、化学需氧量和高锰酸盐指数平均质量浓度在2015-2019年间均呈下降趋势,但2019年有47%湖泊总磷浓度劣于Ⅳ类评价标准,磷元素是制约湖泊水质的主要因素.3）2015-2019年武汉市中心城区湖泊综合污染指数下降,湖泊富营养化状态好转,但青山北湖、南湖等湖泊综合污染指数较高,排口排污、底泥内源污染是影响中心城区湖泊水质的主要因素.新城区湖泊水质改善仍面临一定压力,东西湖水系重度富营养化湖泊数量增多,后湖水系湖泊综合污染指数上升,农业面源、工业生产对新城区湖泊水质影响较大,湖泊破碎化导致的自净能力降低也是影响湖泊水质的重要因素.     

2016—2020年长江中游典型湖泊水质和富营养化演变特征及其驱动因素

“十三五”时期,长江流域水环境质量改善明显,但湖泊水质和富营养化状况改善滞后.长江中游作为我国淡水湖泊集中分布区域之一,部分湖泊存在水环境质量恶化和富营养化加重问题.本文以长江中游区域国家开展监测的洪湖、斧头湖、梁子湖、大通湖、洞庭湖和鄱阳湖这6个典型湖泊为研究对象,科学评价其2016-2020年水质和富营养化时空变化特征及关键驱动因素,探讨其成因及治理对策.结果表明,“十三五”时期长江中游湖泊水质和富营养化程度存在较大差异,与2016年相比,2020年大通湖水质改善最为明显,梁子湖水质变差,总磷是影响长江中游湖泊水质类别的主要因子;洪湖富营养程度恶化最为严重,斧头湖次之,TLI(SD)对长江中游湖泊富营养化评价贡献最大.目前长江中游湖泊呈有机污染加重和叶绿素。浓度升高现象,洪湖、斧头湖和梁子湖主要与氮、磷营养盐浓度升高有关,而大通湖、洞庭湖和鄱阳湖受水文过程、流域纳污量和湖泊管理等非营养盐因素影响较大.总氮和总磷仍然是影响“十三五”时期长江中游湖泊水质和富营养化的最主要驱动力,且各湖泊总氮和总磷浓度变化均具有较强正相关性,建议开展河湖氮、磷标准衔接工作,提出河湖氮、磷标准限值或考核目...     

征稿简则

1　《湖泊科学》是中国科学院南京地理与湖泊研究所和中国海洋湖沼学会主办的综合性、前沿性学术期刊 它贯彻“百花齐放、百家争鸣”和理论与实践相结合的方针 ,交流湖泊科学最新研究成果 ,促进湖泊科学的发展和提高 ,为国民经济建设服务 2　本刊主要刊载反映湖泊 (含水库 )及其流域的环境演变和资源开发利用方面研究成果的学术论文、研究简报和综合评述 内容覆盖湖泊科学研究各领域如水文气象、湖泊物理、湖水化学、生态环境、沉积地貌、地球化学、水生生物等 ,以及与国民经济建设相关的湖泊及其流域整治、水体富营养化对策、湖泊及湿地…     

征稿简则

《湖泊科学》是中国科学院南京地理与湖泊研究所和中国海洋湖沼学会主办的综合性、前沿性学术期刊 .它贯彻“百花齐放、百家争鸣”和理论与实践相结合的方针 ,交流湖泊科学最新研究成果 ,促进湖泊科学的发展和提高 ,为国民经济建设服务 .2　本刊主要刊载反映湖泊 (含水库 )及其流域的环境演变和资源开发利用方面研究成果的学术论文、研究简报和综合评述 .内容覆盖湖泊科学研究各领域如水文气象、湖泊物理、湖水化学、生态环境、沉积地貌、地球化学、水生生物等 ,以及与国民经济建设相关的湖泊及其流域整治、水体富营养化对策、湖泊及湿地…     

征稿简则

1　《湖泊科学》是中国科学院南京地理与湖泊研究所和中国海洋湖沼学会主办的综合性、前沿性学术期刊 .它贯彻“百花齐放、百家争鸣”和理论与实践相结合的方针 ,交流湖泊科学最新研究成果 ,促进湖泊科学的发展和提高 ,为国民经济建设服务 .2　本刊主要刊载反映湖泊 (含水库 )及其流域的环境演变和资源开发利用方面研究成果的学术论文、研究简报和综合评述 .内容覆盖湖泊科学研究各领域如水文气象、湖泊物理、湖水化学、生态环境、沉积地貌、地球化学、水生生物等 ,以及与国民经济建设相关的湖泊及其流域整治、水体富营养化对策、湖泊及湿地…     

征稿简则

1　《湖泊科学》是中国科学院南京地理与湖泊研究所和中国海洋湖沼学会主办的综合性、前沿性学术期刊 .它贯彻“百花齐放、百家争鸣”和理论与实践相结合的方针 ,交流湖泊科学最新研究成果 ,促进湖泊科学的发展和提高 ,为国民经济建设服务 .2　本刊主要刊载反映湖泊 (含水库 )及其流域的环境演变和资源开发利用方面研究成果的学术论文、研究简报和综合评述 .内容覆盖湖泊科学研究各领域如水文气象、湖泊物理、湖水化学、生态环境、沉积地貌、地球化学、水生生物等 ,以及与国民经济建设相关的湖泊及其流域整治、水体富营养化对策、湖泊及湿地…     

征稿简则

1　《湖泊科学》是中国科学院南京地理与湖泊研究所和中国海洋湖沼学会主办的综合性、前沿性学术期刊.它贯彻“百花齐放、百家争鸣”和理论与实践相结合的方针,交流湖泊科学最新研究成果,促进湖泊科学的发展和提高,为国民经济建设服务.2　本刊主要刊载反映湖泊(含水库)及其流域的环境演变和资源开发利用方面研究成果的学术论文、研究简报和综合评述.内容覆盖湖泊科学研究各领域如水文气象、湖泊物理、湖水化学、生态环境、沉积地貌、地球化学、水生生物等,以及与国民经济建设相关的湖泊及其流域整治、水体富营养化对策、湖泊及湿地资源开发…     

中国湖泊环境工程研究中心于1995年1月在北京成立

为深入、全面、卓有成效地开展湖泊环境保护、环境工程学、环境生态学的研究,经多次反复搓商、协商由中国环境科学研究院水所、中国水利水电科学研究院灾害与环境研究中心、中国科学院南京地理与湖泊研究所和北京大学遥感所联合组成中国湖泊环境工程研究中心(以下简称“中心”),于1995年1月16日在京成立。该“中心”隶属中国环境科学研究院、中国水利水电科学研究院、中国科学防南京地理与湖泊研究所、北京大学。     

制订湖泊水污染物排放标准的原则和方法探讨(二)--非均匀混合型湖泊的计算方法

本文在湖水白净能力研究基础上,根据我国“水污染防治法”和排放水污染物许可证制度的要求,结合各地湖泊污染的实际情况,提出了制订湖泊水污染物排放标准的技术原则、工作程序和计算方法,其中:(一)为均匀混合型湖泊计算方法;(二)为非均匀混合型湖泊计算方法。最后附有不同类型湖泊排放标准的计算实例,可供各地湖泊管理部门在制订地方水污染物排放标准中参考选用。     

怀念世界著名湖泊沉积学家凯尔茨(K.Kelts)教授

凯尔茨 (ＫｅｒｎｙＫｅｌｔｓ)教授是世界著名湖泊沉积学家 ,美国明尼苏达大学湖泊研究中心主任 ,国际湖泊地质学学会前主席 ,因病医治无效 ,于 2 0 0 1年 2月 8日去世 ,英年早逝 .湖泊沉积与全球变化研究领域失去了一位优秀科学家 ,中国地学界失去了一位好老师、老朋友。凯尔茨 196 7年毕业于美国Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ Ｒｉｖｅｒｓｉｄｅ大学地球物理专业 ,1978年在瑞士联邦苏黎世理工大学地质系获得博士学位 ,他的博士论文“瑞士苏黎世湖和朱格湖的地质沉积演化”是对湖泊非冰川沉积年层形成机理的最早研究成果 ,同时对淡水湖泊碳酸盐进…     

制订湖泊水污染物排放标准的原则和方法探讨(一)

本文在湖水自净能力研究的基础上,根据我国“水污染防治法”和排放水污染物许可证制度的要求,结合各地湖泊污染的实际情况,提出了制订湖泊水污染物排放标准的技术原则、工作程序和计算方法。并附有不同类型湖泊排放标准计算实例,可供各地湖泊管理部门在制订地方水污染物排放标准中参考选用。     

综合营养状态指数(TLI)在夏季长江中下游湖库评价中的局限及改进意见

综合营养状态指数(TLI)在中国湖库富营养化评价中应用非常广泛.对于该指数的各分项指标,基于叶绿素a的评估结果是富营养化风险的直接体现,是最终指示;而基于理化指标(总氮、总磷、透明度和高锰酸盐指数)的评估结果是间接指示.如果两者TLI评估结果存在显著差异,则说明基于理化参数的TLI评估结果低估或者高估了实际富营养化水平和相关风险.本文针对长江中下游湖库的基于水质理化指标和基于叶绿素a的TLI结果是否匹配的问题开展了调查分析.结果表明,对于非通江浅水湖泊而言,基于总氮、总磷、高锰酸盐指数的TLI评估结果均低估了富营养化水平和相关风险;对于通江浅水湖泊而言,基于总氮、总磷和透明度的TLI评估结果高估了富营养化水平和相关风险,而基于高锰酸盐指数的结果低估了富营养化水平;对于深水水库,基于总氮的TLI指数评估结果高估了富营养化水平,而基于总磷、透明度和高锰酸盐指数的结果低估了富营养化水平.上述水质理化指标和叶绿素a评估结果不匹配的原因为以下两点:第一,部分物理化学指标失去了对富营养化风险(叶绿素a)的指示意义,如通江浅水湖泊的总氮、总磷、透明度和高锰酸盐指数以及深水湖泊的总氮;第二,部分富营养化理化指标和叶绿素a原有关系发生错位,比如对于深水湖泊总磷对叶绿素a的响应比TLI指数构建所采用的关系更加敏感.针对TLI理化指标评估在长江中下游湖库应用中存在的问题提出如下改进建议:1)结合长时间序列历史数据,基于分位数回归等方法构建特定湖泊的叶绿素a和理化参数的响应关系,开发“一湖一策”的评估公式;2)根据换水周期和湖泊面积水深比对进行湖泊分类,建立特定湖泊类型的叶绿素a和理化参数的响应关系,构建“一类一策”的评估公式;3)在富营养化评估结果中应分别量化富营养化状态参数(营养盐水平)和富营养化风险参数(叶绿素a)以及两者比值,但生物指标是富营养化评估的最终指示.现阶段我国富营养化评价和管理多为“全国一策”,可能很难满足经济高效的管理需求.因此,本研究所建议和综述的“一类一策”和“一湖一策”的湖泊富营养化评估方法对未来的湖泊生态管理可能具有重要意义.     

1990年以来柴达木盆地小柴旦湖扩张及影响分析

柴达木盆地盐湖对维系区域生态平衡、保障农业安全和国民经济发展具有重要的作用。受青藏高原气候暖湿化影响,盆地湖泊格局发生了一系列变化。为分析盆地盐湖变化特征,本文以小柴旦湖为例,基于长时间序列卫星数据,利用随机森林法提取盐湖水域范围并解构、评估“点—线—面”形态变化,同时构建矿化度指数表征盐湖资源禀赋。结果表明:(1) 1990—2022年小柴旦湖面积呈“缓减—缓增—快增”的阶段性变化特征,岸线长度呈阶段性变化(2016年后增长明显),湖泊质心总体向西北方向迁移,截止2022年湖泊质心累计迁移距离为2363.49 m。(2) 1990—2022年矿化度指数波动下降,呈“淡化”态势。(3)气象数据显示研究区年平均气温升高、年降水量增多、年潜在蒸散量下降,处于暖湿化轻度转型期,降水增多、蒸发下降、增温引起的冰雪融水增加综合叠加效应引起区域水资源增加,进而导致湖泊扩张和“淡化”。(4)小柴旦湖扩张和“淡化”对社会经济和生态平衡影响明显,一方面,影响湖区周边基础设施,近70 km²区域受淹没直接影响,包括德小高速公路、柳格高速公路部分路段;另一方面,作为资源型湖泊,小柴旦湖...     

《湖泊科学》生物工作十年─回顾与前瞻

光阴荏苒,转眼迎来《湖泊科学》问世十年之庆．十年中,《湖泊科学》由出生而逐步成长,目前虽未臻成熟,但已是五官端正,具备了自家面目,受到了广大读者的普遍欢迎,更于近年跻身中国科学院优秀期刊之列,表明工作有成,可喜可贺．成绩的取得,首先应感谢广大科技工作者踊跃慧赐稿件,为刊物输送丰富的营养,成为《湖泊科学》赖以生存的“衣食父母”;成绩也与编辑部同仁的努力难分难割,作为杂志的“保育员”,他们竭尽全力,夙兴夜寐,保证并提高了《湖泊科学》出版的周期和质量．总之,《湖泊科学》是大家共同努力的产物．十年的时间…     

湖泊水环境模糊数学评价模型及其在富营养化排序中的应用

本文根据模糊水文学关于水体“清洁”与“污染”之间无明确界面,在识别过程中具有模糊性的论点,提出湖泊水环境评价的模糊数学模型。应用此模型对我国12个湖泊富营养化污染状况进行排序,结果与实际相符,文中提出的评价模型,原则上也适用于其他环境领域的评价工作。     

“湖泊及流域科学学科发展与优先领域学术研讨会”在南京召开

为了进一步明确湖泊及流域科学学科发展方向 ,研讨“十五”及 2 0 1 0年湖泊及流域科学优先资助领域及重点研究方向 ,国家自然科学基金委员会地球科学部联合中国科学院南京地理与湖泊研究所于 2 0 0 2年 3月 2 6 - 2 8日在南京召开了“湖泊及流域科学学科发展与优先领域学术研讨会” .来自中国科学院、水利部、南京大学、东南大学、河海大学、华东师范大学、浙江大学等 1 5个单位的专家、学者 6 5人参加了会议 .国家自然科学基金委员会地球科学部柴育成副主任、宋长青处长出席会议并发表讲话 ,中国科学院南京地理与湖泊研究所秦伯强常务副所…     

洞庭湖近几十年来湖盆变化及冲淤特征

洞庭湖是我国著名的五大淡水湖泊之一,位于长江中游荆江段南岸,湖南省境内.历史时期,曾经是我国第一大淡水湖,直至新中国成立初期,湖泊面积仍然有4350km2,居我国淡水湖泊之首位.但由于洞庭湖承纳“四水”,吞吐长江,长江大量水沙涌入洞庭湖,造成了湖盆迅速淤高,加之由此诱发的人类大规模地湖泊垦殖活动,湖泊急剧萎缩.目前,洞庭湖已退居鄱阳湖之后,为我国第二大淡水湖泊.湖泊的严重泥沙淤积,已经造成了湖泊调蓄长江中游洪水功能的严重衰退,不但危及湖南省的防洪的安全,而且危及长江中下游地区的防洪安全,研究洞庭湖的湖盆冲淤演变具有重要意义.本文根据1974、1988和1998年洞庭湖125000水下地形资料,并针对洞庭湖具有显著上下游水位落差的实际,分不同高程和不同水位情况下,分析洞庭湖湖泊面积和容积演变特征,探讨洞庭湖近几十年来的湖盆变化及冲淤规律,试图揭示洞庭湖湖泊调蓄能力的变化过程.     

(Exergy)在湖泊生态系统建模中的应用

基于达尔文“适者生存”理论的热力学表述，本文把热力学概念“（Exergy）”作为一些重要模型参数的目标函数引入湖泊生态动力学模型．应用拥控制下的参数组合模拟程序实现了参数随时间的变化，并通过变化的模型参数来反映湖泊生态系统中物种组成和生态结构随时间的变化．这一改进克服了以往模型刚性较强、适应性差和生态系统特性考虑少的缺陷，该改进的湖泊生态动力学模型被成功用于滇池生态系统的模拟．