A Stable Carbon Isotope Study of the Food-web in a Freshwater-deprived South African Estuary, with Particular Emphasis on the Ichthyofauna

The importance of macrophytes as food sources for estuarine nekton is unclear. Previous carbon isotope investigations in the macrophyte-dominated, freshwater-deprived Kariega Estuary showed that the bivalveSolen cylindraceusdid not utilize the dominant estuarine macrophytes found within the estuary as a primary food source. This finding prompted questions as to what the nekton of this estuary utilize as primary energy sources. δ¹³C analyses of the principal autochthonous and allochthonous primary carbon sources, as well as the dominant invertebrate and fish species, indicate that there are two main carbon pathways within the Kariega Estuary. The littoral community, which incorporates the majority of crustaceans, gobies, mullet and a sparid, utilizes δ¹³C enriched primary food sources namelySpartina maritima,Zosteracapensis and epiphytes. The channel fauna, which includes the zooplankton, zooplanktivorous and piscivorous fish, utilizes a primary food source depleted in δ¹³C, which is most likely a mixture of phytoplankton, terrestrial plant debris and C₄macrophyte detritus. The C₃saltmarsh macrophytesSarcocornia perennisandChenolea diffusa, as well as benthic microalgae, appear to be less important as primary food sources to the nekton of the Kariega Estuary.     

福建闽江水口库区飘浮植物覆盖对水体环境的影响

为了探索城市富营养化湖泊生态修复技术,2000年9月在南京市莫愁湖物理生态工程试验区内,开展了隔离外源污染、覆盖底泥和种植水生植物对湖泊水质平均水平和水体脉动强度影响的比较研究．试验结果表明,通过围隔隔离外源污染可在较短时间内迅速改善湖泊TN的平均水平,但难以提高湖泊生态系统的稳定性;通过覆盖底泥控制内源污染难以改善湖泊水质的平均水平,并且难以提高湖泊生态系统的稳定程度;种植水生植物不仅能够全面改善湖泊水质的平均水平,而且可以提高湖泊生态系统的稳定性．此外,富营养化湖泊中,藻类生长与湖水营养盐浓度并不存在正相关的关系．因此,对城市湖泊富营养化的防治,在控制外源污染降低营养盐浓度的同时,应恢复湖泊原有的以水生高等植物为主的生态系统．     

The effect of a storm surge event on the macrophytes of a temporarily open/closed estuary,South Africa

Temporarily open/closed estuaries typically open to the sea due to freshwater inflow coupled with storm surge events. In September 2008, in the absence of freshwater inflow, the mouth of the East Kleinemonde Estuary breached in response to a storm surge. The mouth of the estuary closed the following day at a high level. Marine overwash events following the breach introduced large volumes of saline water into the estuary and raised the water level by 0.07–0.33 m. Salinity was significantly higher in the 15 month closed phase after the breach (31 ± 0.9) compared to 21.9 ± 0.9 in the closed brackish phase before the breach. The historical average salinity for the estuary during a closed period is 23–25. The increase in salinity has reduced submerged macrophytes Ruppia cirrhosa and Chara vulgaris cover by 38.1%. Macroalgal cover of species such as Dictyota dichotoma, Caulacanthus ustulatus, Codium tenue and Ulva spp. have increased by 7.9%. The saline high water levels have also significantly reduced supratidal salt marsh cover by 15.2%, and reed and sedge cover by 19.7%. Loss of these habitats may result in bank destabilisation and erosion. This is the first record of an extended saline period in the 15 years the estuary has been monitored. Sea level rise in association with climate change, together with localised freshwater inflow reduction is likely to result in an increase in marine overwash events. The frequency and duration of closed saline periods are likely to increase in this type of estuary. A loss of submerged macrophytes may have significant impacts on faunal composition and abundance and on the subsequent functioning of temporarily open/closed estuaries. This has serious ecological implications since these estuaries represent 70% of the different types of estuaries found in South Africa.     

超富营养城市湖泊原位生态修复效果分析——以武汉南湖为例

城市湖泊普遍面临富营养化问题,许多湖泊甚至处于超富营养状态。鉴于其在供水、气候调节、景观提升等方面的重要作用,以水质提升为目标的生态修复对于恢复湖泊生态功能、提升城市景观等具有重要意义。文章以超富营养城市湖泊——武汉南湖为例,尝试通过围隔构建、鱼类清除、水生植被重建等生态措施改善示范区水质,探究超富营养湖泊生态修复技术。于2019年8月至12月在示范区进行实验。结果表明：（1）示范区修复措施实施后,挺水植物植株高度显著增加（P<0.01）,芦苇平均株高由0.7 m增加至1.2 m,香蒲的新生叶片在种植后50 d高达1.4 m,二者在种植后90 d,覆盖率均由种植时的10%上升至70%;（2）示范区内透明度由修复前的0.26 m上升至0.77 m,显著高于外湖区（0.26 m）（P<0.01）;（3）示范区内浮游藻类叶绿素a（chl a）由修复前38.90 μg/L降低至3.41 μg/L,显著低于外湖区（101.91μg/L）（P<0.01）;（4）示范区总氮（TN）由4.78 mg/L降低至2.60 mg/L,总磷（TP）由0.76 mg/L降低至0.08 mg/L,二者均略低于外湖区,但均不显著（P>0.05）。总体来看,经过一系列修复措施后,示范区内水生植被得到很好的恢复,水质条件得到一定的改善：透明度提升较多,chl a下降明显。氮、磷等营养水平虽然也有所降低,但与外湖区差异不大,可能是沉积物内源营养释放导致。研究表明,围隔构建、鱼类清除、水生植被重建等生态修复措施虽然可在一定程度上改善富营养湖泊水质状况,但未能有效控制内源负荷,仍需采取底质改良措施以达到降低水体营养含量的目的。相关研究结果可为城市超富营养湖泊生态修复及水质提升提供一定的借鉴。     

改性粘土辅助沉水植物修复技术维持清水稳态的原位研究

在富营养湖泊治理实践中,修复沉水植被被认为是改善水质的长效措施,而壳聚糖改性粘土是短期快速改善水质的有效手段.本研究利用改性粘土辅助沉水植被修复,旨在探索改善水质的长效方案.2011年5-11月在太湖梅梁湾开展了四组不同处理(对照、水草、水草+粘土、粘土)围隔实验,在水草(盖度13.0%)和水草+粘土(盖度52.3%)围隔中不同程度重建了苦草群落.实验期内每3 d一次的水质监测表明,粘土处理可显著改善水质,水体总氮(TN)、总磷(TP)、正磷酸盐(PO34--P)和叶绿素a(Chl.a)含量分别比对照下降了20.7%、74.6%、31.0%和80.4%,透明度(SD)升高了90.4%;粘土辅助植被修复改善水质效果最长稳,水体TN、TP、PO34--P和Chl.a含量分别比对照下降了36.2%、64.0%、28.6%和71.1%,SD升高了76.4%;低盖度苦草群落单独处理对水质改善效果不显著.在三种处理中,粘土辅助植被修复改善底质效果最好,使间隙水的TN、TP、PO34--P、NH4+-N分别比实验前下降了15.6%、61.7%、55.8%和82.8%.本研究表明改性粘土辅助沉水植被修复可作为重富营养水体中水质改善的整合技术,但其长期生态效应仍需谨慎评估.     

湖泊生态恢复的关键因子分析

中国是一个多湖泊的国家。由于经济快速发展及湖泊资源不合理的开发利用,中国湖泊的污染问题和生态系统退化相当普遍。特别是由于氮、磷等营养元素的富集造成的水体富营养化,导致蓝藻水华频繁发生,甚至出现了饮用水危机事件。由于缺乏基础理论的指导,中国湖泊富营养化治理曾经走过弯路。在没有实现控源截污的条件下,片面强调生态恢复来净化湖泊水环境,一度成为富营养化湖泊治理的主流思想。实际上,湖泊生态恢复是有条件的,而对这些条件的诊断和分析是开展湖泊生态恢复的前提和基础。通过对太湖水生植物分布及其影响因子分析,确定沉水植物恢复的核心条件是水下光照条件。水下光照条件受富营养水平、悬浮物浓度与水深等因子的影响。只有当一个水域的真光层深度接近水深的情况(比值>0.8),恢复水生植物才有可能。改善水下光照条件,包括降低水深,提高透明度,消除风浪等措施,实际上,都是增加真光层深度与水深的比值。在上述生态恢复条件不具备的情况下,湖泊治理与恢复的工作更多地应该聚焦在控源截污方面。这对中国湖泊污染治理与生态恢复具有普遍的意义。     

Macrophyte management: An integrated perspective

A concept of aquatic macrophyte management that integrates the positive and negative aspects of vegetation in lakes and rivers is discussed. This integrated approach involves three factors: macrophyte control, macrophyte enhancement, and identification and resolution of the conflicts created by multiple use of a waterbody. The primary decision in macrophyte management programmes must be whether to optimise for single‐purpose or for multipurpose use of the waterbody. Both technical (macrophyte control and enhancement) and social (conflict resolution) procedures are required to solve problems associated with the macrophyte status of multipurpose waterbodies.     

极端洪水导致的湖泊水位抬升和氮磷输入增加对苦草(Vallisneria natans)的复合影响

据全球气候变化模型预测,未来极端洪水事件将呈现增多和加剧态势。极端洪水对沉水植物功能性状、生长发育状况及整个生态系统均有深远的影响,研究极端洪水对沉水植物生长发育的影响对理解和预测气候变化过程中水生态系统的变化具有重要意义。本文针对极端洪水事件引起的水位急剧上升和营养负荷量增加双重效应,在实验周期90 d内设置对照(水位保持75 cm)、2种极端洪水条件(水位在第1天从75 cm快速上升至150 cm + NP输入、水位从75 cm逐步上升至150 cm + NP输入)以及水位保持75 cm + NP输入4项处理(后3项处理中营养输入总量相同),研究了极端洪水对沉水植物苦草(Vallisneria natans)生长、繁殖对策及生物量分配的影响,实验过程中还同步监测了浮游植物、附着藻类和水体营养状况(TN和TP)。在苦草的17个测定指标中,只有根生物量分配和有性繁殖分配在4个处理下无明显变化。从水位的单独作用看,相对于营养增加且水位恒定的处理,两种洪水条件(水位急剧上升和逐步上升)均降低了苦草的分株数、叶片数、间隔子数、间隔子总长、最大根长、花果数以及各器官生物量和总生物量,促进了人工基质表面附着藻类的生长。水位急剧上升时,植株对间隔子的生物量投资倾向于最小,而株高和植株对叶的生物量投资倾向于最大。从营养负荷的单独作用来看,相对于对照组,营养增加且水位恒定的处理中水体N浓度显著增加,促进浮游植物和苦草表面附着藻类的生长,但是从二者的Chl.a浓度来看,浮游植物遮光作用相对较大,抑制了苦草叶、根和间隔子的生长,但有性繁殖生物量无明显变化。从水位和营养负荷联合作用的模式来看,水位上升和营养负荷两个环境因素的联合作用会使入湖营养负荷加强水位上升对沉水植物生长的影响效应,二者的联合作用使叶、根、间隔子和有性繁殖生物量均大大降低。因此,极端洪水对沉水植物的不利影响较大,一方面水位抬升会直接影响沉水植物,另一方面会通过浮游植物间接影响沉水植物生长发育。     

洱海四种沉水植物对弱光环境的适应性比较

水下弱光环境是水生态系统沉水植被恢复面临的常见问题,因此研究沉水植物在弱光胁迫下的适应性是必要的.本研究以云南大理州洱海南部重度退化的湖区(惯称湖心平台,曾分布有大面积沉水植物)作为实验地点,选取4种沉水植物——苦草(Vallisneria natans)、轮叶黑藻(Hydrilla verticillata)、穗花狐...     

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．