太湖流域河流水质状况对景观背景的响应

为探索流域水质对景观背景的响应,以太湖流域为研究对象,在0.5—24 km共9个尺度上运用冗余分析研究了土地利用、河网密度、降水量、地形等景观背景因子与河流水化学指标的关系。结果表明:2006—2010年太湖流域河流水质状况总体较差,但整体有逐渐改善的趋势,超标水质指标主要包括总磷(TP)、氨氮(AN)、生化需氧量(BOD)、化学需氧量(COD)和溶解氧(DO),上游地区主要表现为林区和平原水网区的差异,下游地区主要表现为河段上下游间的差异。河流水质受到多种景观背景因子的综合影响,并表现出尺度依赖性和区位差异性。AN、TP、DO在流域上游与聚落用地正相关,在下游则与耕地、河网密度正相关。COD、BOD在流域上游主要与自然湿地负相关,与人工湿地正相关,在下游则与坡度负相关,与河网密度正相关。总方差贡献率在上下游表现出一致的尺度依赖特征,均在较小(0.5—1 km)和较大(16 km)两个尺度上具有较高的解释能力。自然湿地和坡度,河网密度和耕地分别为上游、下游地区在较小和较大尺度上解释能力最高的景观因子。     

广西刁江流域主要河流水质评价

为研究广西刁江水质污染现状, 从刁江流域上游到下游共设置 9 个水质监测断面。于 2013 年 12 月-2014 年 12月对河流的 pH、溶解氧、高锰酸盐指数、叶绿素 a、总氮、总磷、氨氮、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、正磷酸盐、重金属(砷、铅、镉、汞、铬)水质指标进行监测。采用单因子和综合污染指数对刁江水质进行评价, 同时开展水体富营养化评价。单因子污染指数评价结果表明刁江流域主要污染物为总氮和砷。综合污染指数评价结果表明刁江流域水质整体较好, 但上游的平村河污染较严重。从时间分布来看, 秋季水质最差, 冬季较好。从营养化状态指数来看, 平村河为中度富营养化状态, 其余河流为中营养状态, 富营养化程度呈现春夏高, 冬季低的特点。对评价结果进行主成分分析, 结果表明刁江流域总氮最大的贡献者可能来源于居民的生活污水。     

厦门后溪水质与流域景观特征沿城乡梯度的变化分析

基于河流水质观测数据和Landsat 8影像数据,分析厦门后溪2013至2017年干季和湿季的水质时空变化特征,研究沿城乡梯度河流水质变化与流域景观特征的关系。结果表明:后溪上游(饮用水水源地水体)和下游(景观水体)溶解氧(DO)分别符合《地表水环境质量标准(GB3838—2002)》Ⅱ类标准和Ⅴ类标准,但是总氮(TN)和总磷(TP)有不同程度的超标,其中TN的超标比例较高。后溪上游土地利用类型中70%以上为林地,具有涵养水源、保护水质的作用;下游建设用地和耕地比重增加,TN、TP和叶绿素a (Chl a)显著高于上游。耕地和建设用地是提高TN、TP和Chl a等水质参数的主要土地利用类型,斑块密度、香农多样性指数和源汇景观指数与各水质指标也显著相关。冗余分析表明,流域景观特征可解释70%以上水质变化,对TN和TP的影响在湿季更大,而对Chl a的影响在干季较大。土地利用组成、配置、距离、高程和坡度对流域水质均有较大影响,其中土地利用组成对Chl a的影响较大,而景观指数则对TN和TP的影响较大。因此,在流域尺度加强土地利用的规划与综合管理,通过减少和控制地表径流面源污染的途径在一定程度上可降低人类活动对水质的不良影响。     

海河流域水体沉积物碳、氮、磷分布与污染评价

从全流域尺度上研究海河流域水体沉积物碳、氮、磷元素含量与分布特征,对研究海河流域水环境污染现状具有重要意义.本研究采集海河流域河流与水库163个表层沉积物(0～10 cm)样品,测定沉积物有机碳(TOC)、总氮(TN)、总磷(TP)的含量,运用有机指数与有机氮方法评价沉积物污染状况.结果表明: 海河流域沉积物TOC、TN、TP含量具有较大的空间异质性,下游平原区明显高于山区,北四河下游平原、黑龙港及运东平原含量较高,永定河山区、北三河山区、滦河流域含量相对较低,河流沉积物TOC含量显著高于水库沉积物,而TN、TP含量与水库沉积物没有显著差异.TN与TOC、TP含量呈显著正相关(r=0.704,P<0.01;r=0.250,P<0.01).全流域有机指数总体属于“较清洁”水平,北四河下游平原总体已接近有机污染水平.全流域有机氮总体处在“尚清洁”水平,北四河下游平原、黑龙港及运东平原流域存在有机氮污染.海河流域河流、水库沉积物具有相似的污染强度.沉积物C/N平均值为12.71,表明TOC多来源于藻类等浮游动植物,其次是高等植物,水库C/N值比河流高,陆源物质输入对水库沉积物TOC的贡献比对河流大.     

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。     

广州流溪河氮磷浓度的季节变化和空间分布特征

广州市流溪河横跨北回归线,是典型的热带-亚热带过渡区河流。为了解该河流的营养盐分布特征,设置了20个采样点,于2015年2月至2017年2月进行季节性采样,共开展了8次水质监测,利用多元统计方法分析了主要营养盐(氮和磷)的季节动态和空间分布,并探讨影响营养盐时空分布的主要因素。结果表明:TN和TP的浓度范围分别为0.29~11.88 mg·L~(-1)与0.01~0.59 mg·L~(-1),TN浓度枯水期高于丰水期,总体上受降雨量的调节和河水稀释效应的影响; TP浓度丰水期高于枯水期,总体上受降雨量的调节及外源输入的影响; TN与TP在枯水期具有相似的季节变化特征,而在丰水期季节变化特征差异大;NO_3~--N和TN浓度的空间变化趋势相似,分为三个区段:流溪河水库上游的中值区河段,流溪河水库下游到街口大桥处的低值区河段和街口大桥下游的高值区河段,流溪河上游的两座大型水库对营养盐的滞留是导致其空间差异的主要因素之一; NH_4~+-N和TP浓度沿流域上游至下游总体上呈上升的趋势;三级河流氮和磷浓度显著高于一级河流和二级河流,河流氮、磷浓度与土地利用类型显著相关,建筑用地、裸露地和耕地所占比例的扩大会增加水体中TP、NH_4~+-N和NO_3~--N的浓度,而增加林地面积有助于水土保持和减少水体中氮、磷浓度。因此,上游水库的调节和下游城镇地区增加林地面积等方式对改善流溪河水质具有积极作用。     

沙颍河流域浮游动物群落结构空间变化特征与水质评价

为了解沙颍河流域浮游动物的群落结构及水质状况, 于2016年秋季对该流域设置了20个采样点, 进行浮游动物群落结构调查, 并利用生物多样性指数对水质进行评价。结果显示: 沙颍河流域共检测出浮游动物36属78种, 其中轮虫20属60种、枝角类10属12种、桡足类6属6种; 浮游动物优势种主要为长肢多肢轮虫(Polyarthra dolichoptera)、裂痕龟纹轮虫(Anuraeopsis fissa)、角突臂尾轮虫(Brachionus angularis)、萼花臂尾轮虫(B. calyciflorus)、曲腿龟甲轮虫(KeratelIa valga)和象鼻溞(Bosmina sp.); 浮游动物密度和生物量最大值出现在沙颍河流域上游, 且从上游至下游, 生物量和密度的空间变化趋势相一致, 大致呈现逐渐降低的趋势; 检测位点Shannon-Wiener 多样性指数的范围为1.03—3.51, Pielou均匀度指数的变化范围为0.26—0.70。综合分析各采样点的种群和多样性指数反映出沙颍河流域上游水体污染较为严重, 中下游水体为中度污染。水质总体呈现出中度-重度污染。     

近五年引滦入津工程天津段水质评价研究

2009年1月至2013年12月在引滦入津工程天津明渠段设置了10个点位对水体质量状况进行采样调查。结果表明, 引滦入津工程天津段水质以Ⅱ类和Ⅲ类为主, Ⅰ-Ⅴ类水质分别占0.19%、44.19%、52.62%、2.62%和0.37%, 达标率为97%。2009年至2012年引滦流域整体达标率逐年提高, 在2013年出现下滑。自上游至下游水质达标率呈现升高趋势, 位于水厂的396号点位达标率达100%, 其余点位均出现超标现象, 位于上游的383号点位达标率仅为93.33%。Hg、Pb、Cu等重金属和As、氰化物等剧毒物质浓度保持低水平, 水质偏碱性。引滦上游点位As、Cu、氨氮、硫化物、总磷等测试指标高于下游点位, 下游点位化学需氧量、高锰酸盐指数、氟化物、石油类等指标高于上游点位。化学需氧量、五日生化需氧量、氨氮和总磷为超标项目, 最大值分别达22.00 mg⋅L–1、4.10 mg⋅L–1、2.26 mg⋅L–1和0.492 mg⋅L–1。383号点位和385号点位多次出现冬季氨氮和总磷超标。     

灞河城市段浮游生物群落结构时空变化及其与环境因子的关系

为了解灞河城市段浮游生物群落结构及其与环境因子之间的关系,于2016年9月至2017年7月每2个月进行一次采样分析。调查期间共鉴定出浮游植物7门63属,其中绿藻门种类数最多(34.9%),其次为硅藻门(30.2%);浮游动物4类45种,以轮虫(48.9%)和原生动物(24.4%)为主。浮游植物和浮游动物的丰度分别为0.73×104—98.5×104个/L和20—1084个/L,在时空分布上均呈现下游高于上游的趋势,峰值均出现在夏季。根据水体透明度、溶解氧、总磷、总氮、高锰酸盐指数和重金属等理化指标、浮游生物丰度、Shannon-Wiener多样性指数和Margalef丰富度指数对灞河城市段水质状况进行综合评价,结果显示,所研究流域总体为中污状态,上游景观河道内的水生植物对水体具有一定的修复能力。典范对应分析表明,水温、总氮、pH、溶解氧和汞是浮游植物群落分布的主要影响因子;影响浮游动物群落分布的主要因子为水温、总氮、总磷、叶绿素a和汞。     

太湖流域河流与湖泊间主要水质指标的空间关联特征

基于2006—2012年太湖流域主要观测断面水质监测资料,应用冗余分析法,研究分析了流域上游入湖河流、下游出湖河流与太湖湖体间水质在5、10、20、40和80 km等不同观测尺度上的关联性。研究表明,2006—2012年,太湖流域水质总体较差,但不同观测尺度内主要水质指标超标率存在较大差异,太湖湖体水质好于上游入湖河流,上游入湖河流水质总体好于下游出湖河流;上游入湖河流是太湖湖体营养盐输入的主要来源,其溶解氧、总磷和氨氮对太湖湖体相应指标超标率的累计方差贡献率均超过50%,分别达到75.9%、67.4%和57.4%;在单尺度上,太湖湖体水质主要对上游0~5 km内环湖河流水质变化的响应较显著,而对其他尺度河流水质无明显响应。在下游出流区,太湖湖体主要水质指标对出湖河流相应水质指标超标率的累计尺度和单尺度方差贡献率均低于7%,河流水质受太湖湖体水质的影响总体较小,且尺度效应不明显,下游出流区河流主要水质指标的高超标率更多受陆源污染的影响。     

灞河城市段浮游生物群落结构时空变化及其与环境因子的关系

为了解灞河城市段浮游生物群落结构及其与环境因子之间的关系,于2016年9月至2017年7月每2个月进行一次采样分析。调查期间共鉴定出浮游植物7门63属,其中绿藻门种类数最多(34.9%),其次为硅藻门(30.2%);浮游动物4类45种,以轮虫(48.9%)和原生动物(24.4%)为主。浮游植物和浮游动物的丰度分别为0.73×10~4—98.5×10~4个/L和20—1084个/L,在时空分布上均呈现下游高于上游的趋势,峰值均出现在夏季。根据水体透明度、溶解氧、总磷、总氮、高锰酸盐指数和重金属等理化指标、浮游生物丰度、Shannon-Wiener多样性指数和Margalef丰富度指数对灞河城市段水质状况进行综合评价,结果显示,所研究流域总体为中污状态,上游景观河道内的水生植物对水体具有一定的修复能力。典范对应分析表明,水温、总氮、pH、溶解氧和汞是浮游植物群落分布的主要影响因子;影响浮游动物群落分布的主要因子为水温、总氮、总磷、叶绿素a和汞。     

东江下游流域突发性重金属复合污染生态风险评价

流域突发性重金属污染事件发生不确定性较高，难以预测和防控，严重威胁流域生态安全、人群健康乃至社会稳定。本研究以东江下游流域为研究区开展生态风险评价，基于“多风险源(危险性)-多胁迫因子(联合暴露)-多风险受体(脆弱性)-生态风险”的风险传递框架，运用贝叶斯网络，计算东江下游流域突发性Cr⁶⁺-Hg²⁺复合污染生态风险，概率化表征风险不确定性，进而提出流域风险防控与管理措施。结果表明：(1)东江下游深莞惠地区67家涉重金属风险源均会对其子流域造成生态风险，惠州市的生态风险明显高于深圳市和东莞市；(2)东江下游西枝江子流域的生态风险最为显著，其次是东江下游干流子流域和东江下游河网区子流域；(3)基于敏感性分析，“河流水体脆弱性”是造成东江下游流域生态风险的主导因子。研究结果可为东江下游流域生态风险防控与管理提供理论支持。     

流溪河流域景观空间特征与河流水质的关联分析

人类活动影响或改变流域景观空间结构,并有可能对河流水质产生不同程度的影响,以流溪河流域为研究区,分析流域景观空间格局特征与水质指数之间的相关关系。将流域划分为27个子流域,采集水样分析水质状况,所选用的水质指标有氨氮(NH3-N)、硝态氮-亚硝态氮(NO3-N+NO2-N)、总磷(TP)、化学需氧量(CODCr)。结果表明:1)该流域土地利用结构与水质具有显著相关性,其中居住用地对水质的影响作用最强,林地对河流水质具有净化功能,与水质指标之间的关系表现为负相关,园地与水质指标关系具有不确定性;2)流域景观特征从上游到下游之间表现为城市化增强的梯度,水质状况响应这个梯度变化表现为上游优于下游,人类活动及城市化发展引起的土地利用变化及土地管理方式对水质变化有显著影响;(3)景观破碎度与水质呈现显著正相关性,是影响水质的重要指标,景观聚集程度和斑块形状复杂程度与水质有负相关关系;子流域尺度和河岸带尺度景观空间特征对水质的影响差异不明显。     

三种浮游植物指示法在景观性河流水体营养状态评价中的应用

为探求三种浮游植物指示法在景观性河流水体营养状态评价中的应用是否合理, 分别于2014 年3 月(枯水期)和5 月(丰水期)在卫河新乡段进行为期两次的采样。选取3 个采样点, 从上游到下游依次编号①-③号, 分别对3 个采样点的浮游植物和相关理化因子进行分析。基于水体理化因子所得的综合营养状态指数(TSI)评价结果表明, 卫河新乡段水质总体处于贫中-中富营养状态; 丰水期比枯水期水体营养状态较低; 同时下游②、③号位点在两次采样中的TSI值均高于①号样点, 表明其富营养化程度更为严重。应用藻类污染指数、Shannon-Wiener 指数和Q 指数三种方法对水体进行评价, 结果表明在景观性河流水体中, Shannon-Wiener 指数的评价结果与TSI 的评价结果相一致, 适宜用于评价此类水体的营养状态。     

黑河干流纤毛虫群落组成及其对水质的响应

为了解淡水纤毛虫群落对河流水质变化的响应及将淡水纤毛虫群落特征作为评价水质的一个重要参数,于2013年2月至2014年1月,选取黑河干流流域作为研究区域,分不同季节采集水样对其纤毛虫群落组成和理化指标进行分析。结果表明:从上游地区到下游地区,水中总氮含量(TN)、化学需氧量(COD)、生物需氧量(BOD)和溶氧量(DO)差异显著,总磷含量TP与pH值相对稳定。水质条件的改变使得河流中纤毛虫群落多样性指数、丰富度指数与均匀度指数显著下降(P0.05),而污生指数显著上升(P0.05)。这表明纤毛虫群落的组成变化能够敏感地表征水质的变化情况。冗余分析显示,黑河干流纤毛虫群落的变化很好地响应了河流水质的变化情况,根据生物学指标,将黑河干流水质评价为轻度至中度污染,显示出生物学评价在河流水质评价方面存在相当的潜力。     

浑河流域水体污染的季节性变化及来源

2009年枯水期(4月)、丰水期(8月)和平水期(11月)对浑河流域水体进行采样,分析了一个水文年内水体污染变化特征及水体污染的来源.结果表明:浑河流域水体下游(七间房-于家房)NH4+-N污染较重,水质属于Ⅴ类甚至劣Ⅴ类(＞1.5 mg·L-1),大部分监测断面枯水期NH4+-N浓度较高;水体中总磷含量较低(均值为0...     

张家界大鲵生态繁育池水质

分析大鲵生态繁育池中水质变化的过程,探讨生态池中影响水质变化的主要因素,为生态繁育池结构优化提供依据。实地调查张家界市12个大鲵生态繁育场,测量其入水口、池中央与出水口的主要水质指标。结果表明:除了浊度外,各样点水质的各项指标都满足大鲵生长的需要,也满足池塘养殖水排放一级标准;生态池从入口到池中间到出口,水的浊度、溶解氧(DO)呈降低趋势,总磷(TP)、总氮(TN)、化学耗氧量(COD)和硬度(GH)呈增加趋势;大鲵生态繁育池具有良好的水自净作用,使浊度下降31.7%,由于工程结构合理以及水体有一定流速,TP、TN、COD和GH的变化维持在大鲵对水质要求范围内。生态繁育池结构简单、经济,但需要提高沉淀池的效率,以保证水的浊度符合要求。     

城市湿地小流域尺度景观空间分异及其对水体质量的影响——以南京市紫金山东郊典型湿地为例

综合利用遥感、GIS技术、景观生态和实验分析方法,选择南京市紫金山东郊17个典型湿地,在2008年3月至2009年3月期间进行野外湿地水体水质监测。以每个湿地所在的小流域为景观单元,通过SPSS系统聚类分析将17个小流域划分3类,揭示城市化影响区域小流域土地利用特征及其对湿地水体质量影响,结果表明:(1)城市土地利用对湿地水质影响显著。以林地斑块为主要景观类型的小流域水质比以草地斑块为主的小流域水质好,林地面积越大,湿地水质越好;(2)通过引入增强斑块指数ZQI、削减斑块指数XJI、及增强-削减斑块对比指数R_ZXI,进一步揭示小流域内景观格局与水质之间的相关关系。研究表明,当R_ZXI小于-1时,随着R_ZXI的增加,一些易流失营养型污染物质TN、CODMn呈下降趋势,而当其大于-1呈上升趋势;一些易沉积营养物质如TP则表现出相反变化趋势;(3)小流域内各景观斑块空间上分布越均匀,湿地水体中的易流失营养型污染物质表现出下降趋势,而易沉积型营养物质则表现出上升的趋势。     

水质对东江流域附生硅藻群落的影响

运用相关分析(CA),典型对应分析(CCA),加权平均分析(WA)研究了影响东江流域附生硅藻的主要水质因子及对应的最适生态范围。CA显示,13项水质指标中溶解氧(Dissolved Oxygen,DO)、氨氮(NH4-N)、亚硝氮(NO2-N)、氯化物(Cl)、五日生化需氧量(BOD5)、磷酸盐(PO4-P)与其它指标间的相关性较强(P0.05),其余指标间相关性较低(P0.05)。以相关性较弱的p H、电导率(Cond.)、硅酸盐(Si O2)、总磷(TP)、总氮(TN)、硝氮(NO3-N)、化学需氧量(CODKMn O4)进行CCA分析,排序显示影响附生硅藻的水质因子依次为Cond.、NO3-N、CODKMn O4、TP、TN,对应的生态最适范围分别为39.20—642.00μs/cm、0.46—2.77mg/L、1.0—5.5mg/L、0.02—0.64mg/L、0.48—3.43mg/L。研究表明,Cond、NO3-N、CODKMn O4、TP、TN是影响东江附生硅藻分布的主要水质因子,Cyclostephanos invisitatus、Gomphonema olivaceum、Nitzschia acicularis、N.capitellata、N.intermedia可以指示东江较高的电导率,Aulacoseira ambigua、A.lirata、Cyclotella meneghiniana、Cyclostephanos invisitatus、Eunotia minor、Nitzschia acicularis、N.Clausii、Pinnularia subcapitata是东江TN、TP污染的指示种。Nitzschia acicularis对TN、TP的耐受性最高,Navicula eidrigiana对TN、TP敏感性最强。     

桂江流域附生硅藻群落特征及影响因素

研究了桂江流域水质、土地利用、地理因素对河流附生硅藻群落的影响。结果显示,桂江流域电导率(Conductivity,Cond.)由下游至源头呈降低趋势,其它水质参数变化趋势不明显。主成分分析(Principle Component Analysis,PCA)显示前两个主成分共解释了56.2%的水质特征,第一轴反映了氨氮(NH4-N)、硝氮(NO3-N)、总氮(Total Nitrogen,TN)的变化梯度,第二轴反映了水温(WT)、pH、Cond.、溶解氧(Dissolve Oxygen,DO)的变化梯度。桂江流域硅藻特定污染敏感指数(Specific PolluoSensitivity Index,IPS)和硅藻生物指数(Biological Diatom Index,IBD)下游低于源头,差异不显著,与多项水质、土地利用以及地理因子呈线性显著相关。24个样地共发现112种硅藻,丰富度大于5%的37种,丰富度最大的几个种类依次为Achnanthidium minutissimum,A.pusilla,A.tropica,Cymbella laevis。对应分析(Corresponding Analysis,CA)显示桂江流域存在3个差异较大的硅藻群落,流域下游以Nitzschia recta为优势种,A.lanceolata、Amphora montan、Planothidium frequentissimum在中下游丰度较高,上游区域种类较多。典型相关分析(Canonical Correspondence Analysis,CCA)排序前两轴解释了硅藻群落变异程度的28.60%,CCA排序轴1与水质(Cond.、WT、NH4-N、NO3-N、TN)和土地利用(城市面积、农田面积、植被覆盖)显著负相关,与地理因素(流域面积、海拔、坡度)显著正相关,第二轴与浊度(NTU)显著正相关(P<0.05)。偏典型相关分析(Partial CCAAnalyses)显示,土地利用、地理因子、水质分别解释了桂江流域硅藻群落变异的7.20%,17.50%,48.50%。结果表明,桂江流域附生硅藻群落结构是水质、地理因子和土地利用共同作用的结果,水质起决定性作用,电导和不同形态的氮是影响附生硅藻群落结构的主要水质因素。