大理西湖流域开发历史与硅藻群落变化的模式识别

有关云南湖泊的研究长期集中于高原九大湖泊和水体富营养化评价,缺少对中小型水体及多重环境压力胁迫的综合研究.本文以大理西湖为例,结合沉积物记录与现代监测资料,甄别了气候变化和人类活动干扰下硅藻群落结构的长期响应模式及其驱动强度.结果表明: 20世纪50年代以前,大理西湖总体处于自然演化阶段;1950年代开始,围湖造田和流域改造的增强导致了水体营养水平增加、水动力条件改变,硅藻优势种由扁圆卵型藻替代为脆杆藻属;而1997年以来营养水平的快速增加和湖泊水动力的改变,促进了浮游藻类大量生长、底栖硅藻持续减少,同时水生植物快速退化、生态系统稳定性明显降低.因此,在长期流域开发的背景下,对云南中小型高山湖泊的有效保护需要评价流域开发类型、强度及全球变暖的长期影响.     

东北镜泊湖硅藻对近现代气候变化和人类干扰的响应过程

全球气候变暖和人类活动加剧已经导致中国大量湖泊生态系统功能退化,而目前对东北地区湖泊生态系统变化的认识主要源于短期的监测。以东北镜泊湖为例,通过沉积记录和现代监测资料,分析一个多世纪以来以硅藻群落为代表的湖泊生态系统对气候波动和区域人类活动的响应过程。研究结果表明,在人类干扰显著加强之前,风力扰动是镜泊湖硅藻群落变化的一个重要因子,表现为Aulacoseira属种取代小型浮游种(Cyclostephanos、Stephanodiscus和Discostella)成为优势种。20世纪70年代以来,Asterionella formosa、Nitzschia palea和Fragilaria crotonensis的相继增加则反映了流域农业活动加剧、农业化肥大量施用以及污水排放导致的湖泊营养水平升高。温度的持续上升已经引起东北地区一些湖泊硅藻群落结构发生显著变化,但镜泊湖的硅藻记录却未显示这一气候变化的信号。考虑湖泊-流域形态和人类活动的不同,研究认为近几十年气候变化对镜泊湖硅藻群落结构的影响被强烈的人类干扰所掩盖而未显现出来。     

异龙湖近百年来湖泊沉积物有机碳、氮稳定同位素变化及其环境指示意义

通过对异龙湖沉积物岩芯(YLH-1)样品有机碳、氮及其稳定同位素、C/N值测定,结合人类活动的阶段性特征,分析了近百年来异龙湖沉积物有机质的来源,探讨受人类活动影响下湖泊的生态环境变化过程。结果表明:异龙湖沉积物中有机质的碳、氮稳定同位素分别为-25.9‰～-22.5‰和0.5‰～4.7‰,C/N值16.4～20.4,表明异龙湖有机质主要受大型水生植物影响,而藻类和陆源有机质贡献较小。δ~(13)C逐渐偏负的过程反映了异龙湖富营养化加剧的过程,可能与藻类吸收有机质降解产生的CO_2有关,而δ~(15)N的变化则与流域内工业污染物、农业化肥和大气氮沉降有关。异龙湖的生态环境变化可以分为3个阶段:19世纪80年代至20世纪60年代初期,湖泊初级生产力较低,水质好,受人类活动干扰较小; 20世纪60年代中后期至20世纪90年代,随着人类活动的加强,湖泊生产力迅速提高,富营养化程度加剧,水质恶化,藻类大量繁殖; 20世纪90年代之后,湖泊处于高生产力水平,湖泊富营养化严重。因此,未来管理部门要重视人类活动对湖泊生态环境影响,加强湖泊生态环境治理,改善湖泊生态环境。     

苏州河沉积物中硅藻的垂直分布与水质变化

分析了苏州河2个柱状沉积物样品中硅藻种类和丰度的垂直变化,同时采用210Pb测年法推测沉积物的沉积速率,并进行了有机质含量分析,以了解苏州河在不同年代的水质变化。结果表明,2个柱状沉积物中硅藻的优势属为小环藻属、直链藻属、舟形藻属、圆筛藻属和针杆藻属。优势种为梅尼小环藻、瞳孔舟形藻和变异直链藻。就硅藻丰度而言,总趋势是上层最多,平均4.04~25.18×104ind/g;下层其次,平均1.41~4.43×104ind/g;中层最少,平均0.91~2.30×104ind/g。硅藻种类数变化虽无明显规律,但种类最少的样品仍出现在中层,210Pb测年数据表明中层为20世纪60~80年代。相关分析表明硅藻丰度与有机质含量呈显著正相关(p<0.01))。本文结果表明,沉积物中硅藻可以反映苏州河的污染历程:20世纪40~50年代初,水质尚可,但已有富营养化现象,表现在硅藻数量和丰度均较高;50年代中后期开始出现较严重的工业污染,到20世纪70~80年代污染加重,表现在中层沉积物中硅藻种类和数量均减少;进入20世纪90年代,水质有所改善,上层沉积物中硅藻种类和数量又逐渐增多,这与90年代以后加大对苏州河治理力度有关。     

基于PCA和SOM模型的龙感湖水质时空动态研究

为评估湖泊渔业模式转型阶段水环境的时空动态, 选择长江中下游典型湖泊龙感湖为研究地点, 于2017—2018年对该湖的黄梅水域和宿松水域进行周年季度水质监测, 通过主成分分析(PCA)和自组织特征映射人工神经网络(SOM)模型定量分析了水体理化参数的时空变化特征, 采用综合营养状态指数法(TLI)对水体富营养化状况进行了评价。PCA分析结果表明, 龙感湖宿松水域和黄梅水域的水质差异较小, 季节动态明显。全湖氨氮夏季平均浓度高达0.64 mg/L; 总氮夏季平均浓度为2.30 mg/L, 冬季平均浓度为1.04 mg/L; 叶绿素a夏季平均含量达95.28 μg/L, 秋季平均浓度为28.30 μg/L; pH夏季最高, 达9.27; 总磷冬季最高, 平均为0.22 mg/L; TLI指数表明龙感湖除秋季属于轻度富营养水体外, 其他3个季节均属于中度富营养状态。SOM模型结果具有可视化强的优点, 能够更清晰和直观地反映龙感湖水质的时空分布动态。围栏拆除和禁渔等管理措施有助于湖泊渔业环境修复和资源恢复, 建议对渔业模式转型后的湖泊生态系统变化进行长期跟踪监测评估。     

淀山湖富营养化过程的统计学特征

湖泊营养物输入及响应指标的统计学规律正在受到越来越广泛的关注。对淀山湖在不同富营养化阶段和近期总磷TP、总氮TN和叶绿素Chl a的频率分布以及TP-Chl a关系的经验方程进行了分析,结果表明:(1)淀山湖TP、TN和Chl a的平均浓度和离散程度随着湖泊富营养化程度的加剧而增加,其中以Chl a的增幅最大;(2)在富营养化条件下,即使营养物TP得到一定程度的控制,Chl a大于15μg/L的概率继续增加了20%以上。仅仅削减营养物的峰值,对降低湖泊初级生产力水平的贡献有限;(3)TP-Chl a对数回归方程的斜率随湖泊富营养化程度的升高而增加,由20世纪80年代的0.54增加到目前的2.46。淀山湖营养物输入及响应指标的统计学特征,可以用来表征水体富营养化程度,评价湖泊生态恢复的进程和效果,为湖泊营养物基准和标准的制定提供最为实际的统计学支持。     

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。     

中国典型湖泊富营养化现状与区域性差异分析

为全面科学地综合评估全国富营养化现状, 以全国五大湖区22个典型湖泊为研究对象, 科学评估了其富营养化状态, 分析了全国湖泊富营养化状态的区域性差异, 并探讨了富营养化状态与总磷的定量关系。结果表明, 2010—2011年, 59.1%的调研湖泊处于不同程度的富营养化状态, 其中云贵湖区的富营养化程度最为严重, 蒙新湖区的富营养化呈两极分化状态, 东北山地-平原湖区与东部湖区的湖泊基本均处于中营养-轻度富营养之间, 青藏高原湖区的富营养化程度最低。通过分析日照数、无霜期、气温、水深、海拔、降雨与湖泊营养状态的关系, 揭示了湖泊所处的地理位置是影响湖泊富营养化的基本因素, 具有区域性的分布规律。综合分析结果表明, 全国范围内湖泊中叶绿素a与总磷浓度存在显著相关性, 其中东部平原湖区、东北平原-山地湖区、青藏高原湖区和云贵高原湖区的叶绿素a与总磷浓度符合三次曲线方程, 蒙新湖区的叶绿素a与总磷浓度符合S型曲线方程; 东部平原湖区、东北平原-山地湖区、青藏高原湖区叶绿素浓度随着总磷浓度的增加, 首先出现1个极小值点, 然后出现1个极大值点, 其中3个湖区极小值点对应的总磷浓度分别为: 0.054、0.089和0.072 mg/L, 可为我国对应湖区的湖泊富营养化控制指标提供借鉴。     

云南程海湖泊系统响应富营养化与水文调控的长期模式

流域开发和气候变化背景下,逐渐增强的人类活动已经显著影响湖泊系统演替及功能。本研究以云南程海为研究对象,通过对程海湖泊沉积物记录与现代调查数据相结合,重建了程海近250年来的生态环境变化过程,探讨了程海湖泊系统在富营养化以及水文波动等多重环境压力影响下的长期响应模式。结果表明: 1970年之前程海营养水平整体偏低,1970—2000年间缓慢增长,2000年后快速增加,初级生产力呈长期上升趋势。1993—2000年期间,引水工程显著增加了湖泊水动力强度和物种扩散能力,促进了直链藻和菱形藻的增加。程海沉积物记录的碳循环变化主要受内源输入的长期影响。富营养化是硅藻群落长期演替的主要驱动因子,其次是湖泊水动力条件的波动。对程海的生态修复与流域管理不仅需要关注水体营养盐的富集与流域污染物的控制,同时还要考虑到湖泊水文调控和水位波动的影响。     

星云湖硅藻群落响应近现代人类活动与气候变化的过程

随着人类活动的增强与全球气候变暖的持续,近年来云南湖泊的生态系统功能持续退化,而目前对云南湖泊生态系统的研究还主要集中于单一环境压力的生态效应。以星云湖为研究对象,通过沉积物记录与现代监测资料,识别在湖泊富营养化、气候变化以及人类强烈干扰下硅藻群落结构响应的过程,并甄别驱动群落变化的主要环境压力及其强度。结果显示随着湖泊生产力水平(如沉积物叶绿素a浓度)的增加,硅藻物种组成发生了明显的变化,主成分分析表明了水体富营养化是驱动群落变化的主要环境因子(r=-0.63,P0.001)。简约模型与方差分解的结果表明近200年来(钻孔长度38cm),湖泊营养水平和水动力是驱动星云湖硅藻群落变化的主要环境因子,分别解释了群落变化的18.8%和2.9%;而1951年以后,湖泊营养水平和温度分别解释了硅藻群落结构变化的31.4%和26.8%。研究结果表明了硅藻群落长期变化的主控因子是湖泊营养水平,而人类活动及气候变化等可以通过改变湖泊水动力及湖水温度来驱动硅藻群落的演替,同时抚仙湖-星云湖的连通性也对硅藻群落的演替产生了一定影响。     

镜泊湖藻类生长和湖泊富营养化预测初探

作者在分析了影响镜泊湖藻类生长的主要因素的基础上,建立了镜泊湖藻类生长模型,利用实验数据和有关资料对镜泊湖藻类生长和湖泊富营养化趋势迸行了预测。作者认为：在镜泊湖藻类的生长季节（５—１０月）,Ｎ浓度始终不是主要限制因子;在藻类生长旺盛的７、８两月,Ｐ浓度成为主要限制因子;在５、６、９、１０四个月中,Ｐ浓度和温度均可能成为主要限制因子,但随着Ｐ浓度的提高,温度成为主要限制因子,客观上河湖泊富营养化的发展起着遏制作用。通过检验,本文模型的输出能反映镜泊湖藻类生物量随时间变化的一般规律。     

浅水草型湖泊──扁担塘中桡足类的群落结构（英文）

本文研究了一浅水草型湖泊──扁担塘中桡足类的群落结构,包括种类组成、种群动态及现存量。在一周年的研究中,共发现14种浮游桡足类（9种剑水蚤和5种哲水蚤）。根据年平均密度,剑水蚤的优势种为：Mesocyclops notius,Cyclops vincinuis vincinus和Thermocyclops brevifurcatus,而哲水蚤的优势种为Meodiaptomus yantsekiangensis和Sinocalanus dorrii。通过比较长江沿岸的5个湖泊的桡足类的种类组成发现,桡足类的种类数并不与湖泊面积大小成正比,这与Dodson通过研究欧洲及北美湖泊中的枝角类得出的结论并不一致。此外,虽然这5个湖泊中的桡足类的种类数多达35种,但每个湖泊中的优势种都非常相似地集中到少数几个属或种,而其它均为偶尔性种类。     

武汉东湖不同湖区底泥总磷含量及变化的研究

以武汉东湖为对象,研究了1998.03—1999.02期间不同营养水平湖区底泥中(0—5cm,5—10cm)总磷的含量及季节动态。6个站平均总磷含量为1.15mg/g,同80年代初相比,Ⅰ、Ⅱ站底泥中总磷含量分别增高1.42倍和1.03倍。受污水排放影响较重的0站磷含量高达2.78mg/g,而受污水排放影响较小的Ⅳ、Ⅴ站仅分别为0.52mg/g和0.50mg/g。东湖底泥中磷年平均含量与湖水中磷年平均浓度相关系数极高(r=0.997,n=5,p＜0.02)。通过对不同湖泊的底泥磷含量、水柱磷含量和外源负荷的比较和相关分析可以看出,水柱中磷含量较高,磷负荷较大的湖泊底泥中磷含量也高。可以预测,即使东湖的外源负荷得以控制,巨大的底泥磷内源负荷将会继续对东湖水质构成威胁。     

鄱阳湖水生植被

本文列出了鄱阳湖98种水生维管束植物的名录,叙述了水生植被的分布。鄱阳湖水生植被面积为2262平方公里,占全湖总面积的80．8％。湖中植被呈不规则环带状分布,并可划分为湿生、挺水、浮叶和沉水4个植物带,9个主要植物群丛。并研究了鄱阳湖水生植被的演变及发展趋势和湖水位的季节性变化对植被的影响。     

试论沉水植物在治理滇池草海中的作用

本文论证了在滇池草海中恢复沉水植物并建立以优化的沉水植物为基础的湖泊生态系统在治理草海污染中的必要性和重要性,是水生植物治理草海的最佳选择。     

梁子湖、牛山湖和保安湖沉水植被资源现状

在长江中下游浅水湖泊的水生植被中,沉水植被是最重要的植被类型。研究沉水植被资源量对湖泊生态系统及渔业管理都具有重要意义。本工作调查梁子湖、牛山湖和保安湖沉水植被的种类、生物量及覆盖度,并与以前研究相比较,以了解三个湖泊沉水植被资源现状以及变动趋势。       

典型养殖湖泊大通湖软体动物的时空分布格局

研究于 2008 年 12 月至 2009 年 10 月按季度对大通湖水质及软体动物资源监测, 并通过纵向比较, 探讨了集约化养殖对大通湖水域环境及软体动物群落的影响, 以期为其渔业可持续发展提供理论依据。结果显示, 大通湖水质全年呈碱性 (8.62 0.07), 具有较高的还原性 (-88.40 9.10) mv, 属富营养水体。软体动物共计 5 科 15 种, 梨形环棱螺(Bellamya purificata)、河蚬(Corbicula fluminea)和圆顶珠蚌(Unio doug lasiae)是主要优势种。软体动物平均密度和生物量具有明显的时空差异, 时间上呈现由春夏季到秋冬季逐渐升高的趋势, 空间上整体呈现由东北向西南逐渐递减的趋势。典范对应分析表明氧化还原电位、pH、溶氧、水深、电导率和水温与大通湖软体动物时空变化的关系最显著。与 1960 年相比, 大通湖水体碱性显著增强 (7.0-7.5 vs 8.4-8.8), 电导率增加了 9 倍 (0.25-0.27 vs 2.17-2.56 mS/cm), 环境类型由氧化型转变为还原型。湖区喜好水草 (白旋螺、光亮隔扁螺、萝卜螺) 与流水生境 (德氏狭口螺、湖沼股蛤、橄榄蛏蚌) 的物种消失, 软体动物优势种群呈现由双壳类向腹足类演替的特征。生境破坏和过度捕捞是大通湖软体动物资源面临的最大威胁, 也是湖区渔业可持续发展所面临的核心问题。