三峡库区汛期浮游藻类与水质特征研究

三峡水库建成后, 库区内长江流速减缓、自净化能力降低, 影响了藻类演替及水域水质。研究三峡库区重庆至三斗坪地区汛期浮游藻类及水质特征, 依据水体生物、化学特征评价污染状况、划分水质类别, 并根据当地情况提出保护水质的建议。调查期间, 共鉴定藻类6 门49 属, 以蓝藻、硅藻和绿藻为主, 其中蓝藻占主要优势; 多样性指数普遍在1-2 之间。库区水环境中酸碱度(pH)、溶解氧(DO)、营养盐均适宜藻类生长, 已具备了藻类爆发式生长的条件。由生物评价法和多种水质评价方法分析表明: 汛期库区水体属富营养化水平, 呈中度污染, 水质主要受控于总磷(TP)、溶解性总固体(TDS)、透明度、pH, 且总磷影响最为严重。生物和化学水质评价方法均反映出库区水体自上游至下游水质污染程度加剧的趋势。     

滇池外海藻类时空分布及其与环境因素间非线性相关分析

文章基于滇池外海监测数据(2014—2020), 分析了滇池外海不同区域间的藻类分布情况, 并运用最大信息系数(Maximal Information Coefficient, MIC)定量分析了滇池外海中环境因素与藻类间的非线性关系。主要结果如下: (1)滇池外海藻密度呈现明显的北高南低的趋势, 蓝藻在所有藻类中占绝对优势, 且主要在夏季表现出最高的藻类密度占比, 绿藻的藻类占比次于蓝藻但远高于其他藻类且在春季的藻类占比相对最高; (2)总体上藻类密度与结果变量存在明显的线性关系, 同时与原因变量间的非线性关系显著; (3)蓝藻的水质驱动因素主要为水温(MIC: 0.27, P<0.01)和氨氮(MIC: 0.22, P<0.01), 且相较于其他氮源, 氨氮对蓝藻的影响更大。绿藻的水质驱动因素主要为总磷(MIC: 0.27, P<0.01)和总氮(MIC: 0.21, P<0.01), 其他形态的氮对绿藻的影响可能较氨氮更强。在气象条件中, 蓝藻和绿藻主要受气温及辐射量的控制。     

草鱼引入对滇池湖体海菜花消亡的影响

1976年,曾经繁盛在滇池的海菜花群落消亡并引起了广泛讨论。该文通过对相关文献的整理和分析,重建了1950—2000年滇池水环境、水生植物与鱼产量变化趋势图,发现滇池外海海菜花消失的时间早于污染爆发,而与滇池鱼产量增加的时间基本一致,并由此提出:滇池外海海菜花群落消失主要归因于20世纪60年代草鱼的过量放养,而围湖造田和后期污染则使海菜花种群难以恢复。     

流溪河水质的动态特征

流溪河是广州市的一条重要河流,广州市60%的供水都来自于该河。为探讨流溪河水质的动态特征,沿河设立7个监测断面,于2003年1～12月,每月进行一次采样,对主要水质参数进行了分析。结果表明,上游良口断面全年的水质状况明显好于下游的南岗断面。除pH值外,全年南岗断面的溶解氧、高锰酸盐指数、BOD₅、氨氮和总磷均不同程度地超二类水标准,其中以溶解氧超标最为严重,最高值仅为4.94mg·L^-1。污染源分布较多的河段,其枯水期的水质要较丰水期差。从良口断面到南岗断面,pH值和溶解氧呈下降趋势,高锰酸盐指数、BOD₅、氨氮和总磷呈上升趋势,表明流溪河下游水质较差,有机污染较严重。     

滇池、红枫湖沉积物中总磷、分态磷及生物硅形态与分布特征

通过对不同富营养化程度的湖泊（滇池及红枫湖）沉积柱剖面进行不同形态磷以及生物硅含量分析,对比了磷及生物硅的沉积分布特征,并探讨了其与湖泊富营养化演化的关系。结果表明：滇池沉积物中碎屑磷和有机磷在总磷中占50.5%～80.8%,是影响总磷趋势的主要原因;红枫湖中有机磷对总磷的贡献较大,占总磷的53%～60.9%;且两湖各形态磷均随深度的增加而减少;两湖总磷、有机磷、铝磷以及滇池沉积柱中的碎屑磷等的快速增长,表明其主要来源于人为污染;生物硅含量呈现从下层沉积物向上逐渐增加,在上层沉积物中逐渐减少的趋势;总磷、有机磷、铁结合态磷、铝结合态磷、弱结合态磷以及生物硅都能较好地反映富营养化污染的演变和现状。     

滇池外海蓝藻水华爆发反演及规律探讨

气象条件和营养盐浓度一直被认为是导致蓝藻水华爆发的两个重要因素。通过滇池外海Chla浓度时空分异性分析,得出晖湾中测点最易爆发蓝藻水华且爆发时间集中在每年6—9月。同时,采用基于缺失数据多重插补的EMB算法将气象条件和蓝藻水华爆发的不完全数据集进行反演,建立了滇池外海2004—2008年4—10月完整的气象、营养盐及蓝藻爆发的基础数据集,解决了表观蓝藻水华爆发研究中观测数据缺失的问题。据此,探讨了滇池外海晖湾中测点Chla、TN和TP与蓝藻水华爆发关系,进而提出了控制滇池外海蓝藻水华的一种新思路。     

大沽排污河生态修复河道水质综合评价及生物毒性影响

为了改善城市河道水质,实现排污河污染控制与修复,在天津市大沽排污河的上游代表性河段开展了河道原位生态修复工程示范。对植物修复后河道的污染状况进行了监测和分析,与清洁河道做了比较,并对水质修复效果和生物毒性影响状况进行综合分析和评价,研究生态修复示范工程对排污河水质的修复效果和生态效应。结果表明:经种植水葱等水生植物进行生态修复后,河道污染一定程度上降低,水质得到改善。大沽河主要污染是营养元素N、P污染和有机物污染,重金属污染不严重。植物修复对电导率、溶解性总固体(TDS)、盐度、氯化物有一定影响,但影响不显著;对COD等有机污染的修复效果较好,最高去除效率可达54%,但相比清洁水域值依然较高,有机污染依然较严重;对营养元素N、P没有修复效果,反而修复区有升高的趋势,相对清洁水域污染严重。主成分分析表明水质参数主要是氨氮、总氮、总磷代表的营养元素及pH值、DO、电导率、TDS、盐度和氯化物,综合评定结果显示修复区域芦苇根部水质最好;聚类分析将17个水质指标分成5类,并与主成分分析结果显示出一致性。植物根际周边的微生物数量多,群落多样性高。植物修复对水样植物毒性影响明显,能降低其毒性;水样对发光菌均具有毒性作用,存在潜在的急性生物毒性;修复区水样对水生动物大型蚤不存在急性生物毒性。     

模糊综合评价模型在浔江梧州段渔业水质评价中的应用

依据2004～2008年浔江梧州段的调查监测结果,根据断面污染因子的特点,选择5个指标(溶解氧、高锰酸盐指数、氨氮、总氮、总磷)作为评价因子,应用模糊(Fuzzy)综合评价模型对其水质状况进行综合评价,计算出各监测断面水质级别.结果表明:浔江梧州段的5项评价指标中,TN的权重较大,该水体中主要污染物为总氮;2个断面均在不同程度上出现了Ⅴ类水质,水质属中度污染;部分时段的水质不符合《地表水环境质量标准(GB3838-2002)》中渔业水域的要求.     

氮磷汇入驱动下的河流轮虫群落演替

【目的】解析污染条件下河流生物区系的演替过程及机制,可以为生物多样性减少提供诊断,为生物多样性保护和水生生态系统的生态安全提供科学支撑。【方法】以对污染具有指示作用的轮虫类群为研究对象,选择覆盖京津冀地区的、受到人类活动干扰的北三河水系为研究区域,分别对该区域富营养化相关水质参数和轮虫群落组成进行分析,在解析污染物排放导致的河流水体水质差异和轮虫群落组成差异的基础上,阐明导致轮虫群落演替的关键污染因子。【结果】水体水质指标的分析结果表明,西部河流与东部诸河具有明显不同的环境条件,其氮、磷指标(包括总氮、溶解性总氮、总磷、溶解性总磷及活性磷)浓度显著增加。轮虫群落的分析结果表明,与东部诸河相比,西部河流的物种数目、生物个体数、物种丰度及香农威纳指数均显著降低,且群落组成显著差异。群落-环境相关分析显示,总氮、溶解性总氮、总磷、溶解性总磷、活性磷以及氨氮是导致群落显著差异的关键环境因子。【结论】北三河水系西部河流的氮、磷含量显著高于东北部河流;在环境条件改变的前提下,北三河水系西部河流比东部河流物种丰度、生物量均显著减少,同时群落组成也显著改变,高耐污型物种出现。氮、磷元素的输入是导致轮虫群落演替的关键环境因子。     

北运河浮游动物调查及水质评价

2009—2010年对北运河水系浮游动物和水质进行了周年调查,对浮游动物种类组成、密度、生物量、群落多样性和水体理化因子等进行了分析。结果表明:北运河浮游动物有79种,其中原生动物12种,轮虫34种,枝角类23种,桡足类10种;春季、夏季和冬季轮虫数量占优,秋季原生动物数量占优;主要优势种为轮虫、枝角类中的耐污种;北运河的水质普遍较差,主要污染物为总氮、铵态氮和总磷,大于我国地表水环境质量V类标准的2.12~9.79倍;大部分断面为中度污染,部分断面为重度污染,水质质量在中-重污染之间。     

2002—2018年滇池外海蓝藻水华暴发时空变化特征及其驱动因子

为弄清滇池外海蓝藻水华暴发时空变化规律及其影响因素，将滇池外海分为北、中、南3个区域，基于2002—2018年期间中分辨率成像光谱仪(MODIS)反演的水华面积，分析了上述3个区域蓝藻水华的时空变化特征。基于2007—2018年水文、气象和出入流数据，构建了外海三维水动力生态模型(AEM3D),并计算了各区域的水力滞留时间。通过冗余分析(RDA)、随机森林(RF)和斯皮尔曼相关分析方法，分析了影响以上区域蓝藻水华暴发的主要驱动因子。结果表明：2002—2018年期间，整个滇池外海区域年平均水华面积比(水华面积占该区域总面积比例)呈缓慢下降趋势，空间上由北向南依次递减，整个外海水华暴发面积最大主要发生在秋季。在外海北部区域，其东部水华较西部更为严重，而在中部和南部区域，呈现西部水华较东部更为严重的空间分布模式。通过对各影响因子的统计分析发现，风速、水温和日照时长是上述各区域中蓝藻水华暴发的主要决定性因素。水华暴发期间以西南风为主导风向，且上述区域的水华面积比随风速增加呈下降趋势。在外海各区域，水力滞留时间与水华暴发面积均呈显著正相关，空间上水力滞留时间由北向南逐渐增大，风速和风向是影响蓝...     

The trophic state of shallow lakes in The Netherlands

A study has been carried out on the development of an ecological assessment method for shallow lakes in The Netherlands. Analyses of eutrophication characteristics of 93 lakes with, in total, 127 sampling localities gave insight into some of the steering variables, such as total-P, total-N, chlorophyll-a and transparency. On the basis of phytoplankton species composition, three main groups of lakes could be distinguished. The first group, characterized by persistent filamentous Cyanobacteria, had the highest summer means of chlorophyll-a and total-P. The second group was characterized by non-persistent filamentous Cyanobacteria, occurring in low abundancies, and at lower chlorophyll-a and total-P concentrations. The third group of lakes was characterized by the absence or very low abundance of the filamentous Cyanobacteria. As a result of these analyses, criteria for the abatement of eutrophication in shallow lakes could be refined.     

巢湖西半湖富营养化时空变化趋势与成因分析

收集整理了巢湖西半湖6个国控监测点1983~2008年（26年）主要富营养化指标TP、TN、CODmn、Chla的监测数据,计算了6个监测点和西半湖总体26年的综合营养状态指数（∑TLI图示）时空变化情况。并用Spearm an秩相关系数分析检验了西半湖总体和6个监测点26年∑TLI年变化趋势。结果表明：按总平均∑TLI排列,6个监测点富营养化由重到轻依次为：南淝河入湖区（66.64）〉塘西（64.93）〉十五里河入湖区（63.35）〉派河入湖区（61.38）〉新河入湖区（59.51）〉西半湖湖心（59.18）;在显著水平0.05和0.01各点∑TLI均有上升趋势,其中十五里河入湖区（R=0.715）、新河入湖区（R=0.824）和西半湖湖心（R=0.811）以及西半湖总体（R=0.512）∑TLI有显著上升趋势,而南淝河入湖区（R=0.192）、塘西（R=0.045）和派河入湖区（R=0.325）上升趋势均不显著。最后在上述研究的基础上,对巢湖西半湖富营养化时空变化的成因进行了简要分析。     

有机磷农药对滇池微囊藻生长和摄磷效应的影响

采集滇池水体作为铜绿微囊藻培养基,研究了两种有机磷农药(甲胺磷和辛硫磷)对微囊藻生长和摄磷效应的动力学规律。结果表明,在滇池水体中添加较低浓度的甲胺磷(0.8、1.6、3.2mg/L)和辛硫磷(0.02、0.06、0.1mg/L)均能不同程度地促进微囊藻的生长,且在HGZ培养基中抑制微囊藻生长的浓度在滇池水体中却能促进微囊藻的生长。微囊藻的生长取决于细胞内磷的浓度且对磷的吸收利用存在积累性,在微囊藻生长初期,摄取各形态磷的速率较快;随后微囊藻摄取各形态磷的速率较慢。总溶解磷(TSP)和溶解反应磷(SRP)是微囊藻优先摄取的磷形态,在生长过程中微囊藻利用了大量的溶解有机磷(DOP)作为磷源加速生长。这一特点对于微囊藻成为淡水湖泊富营养化发展过程中的一种重要优势种具有极为重要的作用。     

基于深度神经网络算法的水体透明度反演方法

水体透明度能够直观反映湖泊水质状态,掌握长时间大尺度湖泊水体透明度是控制和改善湖泊水生态环境的关键。由于滇池的水质原位监测工作起步较晚,导致长时间序列的历史湖泊水体透明度数据的缺失。为此,以滇池为研究区,以深度神经网络算法为理论基础,以原位监测和MODIS遥感影像为数据,对2001年1月1日—2018年12月31日滇池水体透明度进行反演,并利用地理空间分析方法探讨了滇池湖泊水体透明度时空变化特征。研究结果表明:(1)提出的反演模型具有较好的性能(RMSE=0.1359,MAE=0.1134),能够客观反映湖泊水体透明度状况;(2)时间变化特征分析结果表明,滇池水体透明度总体呈现下降趋势,综合变化率为-0.08 m/10 a;(3)空间变化特征分析结果表明,水体透明度较高的区域下降率较大,水体透明度较低的区域变化趋势相对稳定,距离城区及居民区较近的水体透明度相对较低;人类活动将成为影响滇池水体透明度变化的重要因素,同时也是造成滇池水体污染的主要因素。     

评价湖泊富营养化的一个综合模型

湖泊富营养化的评价 ,即确定水体的状态属性 ,实际上是一个将定性问题定量化的多变量的综合决策过程 ,因此 ,对湖泊的富营养化程度进行评价应以综合评价为主 .在综述国内外若干综合评价方法的基础上 ,指出营养状态指数 (TSI)法应可作为湖泊富营养化评价的主要方法 ,因其可对湖泊的营养状态进行连续的数值化分级 ,从而为富营养化机理的定量研究提供坚实基础 .采用层次分析 (AHP)法确定综合评价指标中的权重分配 ,构建一综合评价模型 :TSI =W (Chla)×TSI(Chla) +W (Sd)×TSI(Sd) +W (TP)×TSI(TP)或TSIM=W (Chla)×TSIM(Chla) +W (Sd)×TSIM(Sd) +W (TP)×TSIM(TP) .此外 ,文中简要讨论了综合评价与其他统计方法如聚类分析的关系 .     

Diatom community succession in the recent history of a eutrophic Yunnan Plateau lake, Lake Dianchi, in subtropical China

Fish introduction, eutrophication and disappearance of aquatic vegetation are important disturbances of aquatic ecosystems, especially in plateau lakes, which are generally considered to be very vulnerable. Fish were introduced to Lake Dianchi, a eutrophic plateau lake in southwest China, in the late 1950s and 1970s. After the introduction, invasive fish became the dominant species, and the total fish yield increased. Meanwhile, the trophic level of Lake Dianchi had a tendency to increase in the past decades because of the increases in human activities in the watershed area. In addition, the area of aquatic vegetation decreased from more than 90 to 1.8% of the lake area from the 1950s to 2000. This study investigated the effects of fish introduction, eutrophication and aquatic vegetation on the diatom community of Lake Dianchi by examining the changes of microfossil diatom assemblage and abundance. Results showed that the absolute abundance and diatom assemblages changed after fish were introduced. The endemic species, Cyclotella rohomboideo-elliptica, disappeared with the introduction of fish and increasing trophic levels after 1958. Fragilaria crotonensis entered into the lake with the introduction of fish and gradually thrived in the lake after 1958. Diatom species numbers also decreased gradually from 21 to 9 from the past to present. Epiphytic diatoms disappeared with the decrease of aquatic vegetation after 1985. Our study indicated that eutrophication was the most important process determining diatom abundance, and fish introduction was a secondary process determining diatom abundance, while aquatic vegetation had a more important role in structuring the diatom community in this eutrophic plateau lake.     

太湖浮游植物优势种长期演化与富营养化进程的关系

利用1991年至2002年每月一次的监测资料,系统分析了浮游植物优势种和生物量的周年变化情况。同时,总氮、总磷和浮游植物叶绿素a含量等相关资料也被用于解释太湖富营养化演化与浮游植物的关系。结果显示,太湖总氮、总磷、叶绿素a和生物量均呈自梅梁湾底至湖心的逐步递减趋势。在20世纪80年代末太湖刚开始富营养化时,浮游植物优势种群从硅藻转变为蓝藻。之后,浮游植物优势种群一直是蓝藻,但各年的浮游植物总生物量有变化。总氮、总磷、叶绿素a和生物量的年均值持续增长至1996年,其后有逐步下降的趋势,究其原因可能和当地政府在太湖流域的控制排污行动有关。微囊藻在太湖的占优是太湖富营养化的标志之一。研究结果说明浮游植物在大型浅水湖泊中可以作为反映富营养化进程的生态指标。     

基于生态系统净化与人为调控耦合作用的水环境承载力评估

针对目前水环境承载力相关研究中未突显生态系统净化作用和人为调控作用的问题,从生态系统污染净化功能和人为调控污染削减功能两个角度,提出基于生态系统净化-人为调控耦合作用的水环境承载力概念,并构建流域环境承载力评估模型。以滇池流域为例,计算了2015年滇池流域水环境承载力。研究结果表明:滇池流域2015年水环境承载力综合指数为1.16,处于超载状态;流域环境承载力分布呈现北高南低,北部限制因子化学需氧量,南部为总磷;调水工程调入水量出境携带污染物约为流域水环境承载力的16%,对流域水环境改善十分重要;人为调控污染削减能力在流域水环境承载力中所占比例已超过50%,成为不可忽视的一部分。