东昌湖浮游生物群落多样性季节变动与水质关系

报道了浮游生物物群落多样性指数与水质关系及初步分析了东昌湖的水质情况。2004年4月至2005年3月,采用PFU法及化学检测法对国内第二大人工湖——山东东昌湖的三个湖区9个采样点的浮游生物及水化学指标进行了初步调耷。共观察到浮游藻类76种,其中污染指示种为17种;原生动物92种,其中污染指示种为21种。浮游生物物种组成的多样性指数及化学水质分析显示,各湖区水质优劣程度依次为南湖区〉东南湖区〉西北湖区,调查结果表明东昌湖属于富营养化水体。     

基于云模型的鄱阳湖秋季周边湿地水体富营养化评价

针对水体富营养化评价过程中存在随机性和模糊性的特点,基于鄱阳湖周边湿地30个采样点的实测水质数据,选取叶绿素a（Chl-a）、总磷（TP）、总氮（TN）、高锰酸盐指数（COD_Mn）及透明度（SD）为水质评价因子,生成云模型对鄱阳湖周边湿地水体进行富营养化评价,并与综合营养状态指数评价结果进行比较。结果表明：两种方法的评价结果存在一定差异,但都反映了鄱阳湖周边湿地水体总体上处于轻度富营养化状态。该方法能为鄱阳湖湿地水体富营养化评价提供重要的方法和手段。     

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。     

洞庭湖区平水期浮游生物群落结构特征及富营养化现状

为了解洞庭湖区浮游生物群落结构特征及其富营养化现状,于2017年8月对洞庭湖区"三口"、"四水"等来水入湖断面、湖区及出口断面等24个采样点的水质状况和浮游生物群落结构现状进行调查。结果表明:浮游植物共检出6门53属75种,平均藻细胞密度为458.3×104个·L-1,生物量变化范围为0.06~3.64 mg·L-1,平均值为0.92 mg·L-1;洞庭湖以蓝藻、硅藻占优,属于蓝藻-硅藻型湖泊;"三口水系"优势种有颗粒直链藻(Aulacoseira granulata)、科曼小环藻(Cyclotella comensis),"四水水系"优势种有颗粒直链藻、铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa),湖区中优势种有颗粒直链藻、铜绿微囊藻、微小平裂藻(Merismopedia tenuissima)、小席藻(Phormidium tenue);浮游动物共检出4门20属,浮游动物密度变化范围5.0~3.4×103个·L-1,"三口水系"优势属为砂壳虫(Difflugia),"四水水系"优势属为砂壳虫、铃壳虫(Tintinnidium),湖区中优势属为砂壳虫、多肢轮虫(Polyarthra)。用综合营养状态指数、浮游生物Shannon多样性指数和Margalef种类丰富度指数分别评价水体的富营养化程度,均表明洞庭湖水体呈富营养化状态。与太湖、巢湖等淡水湖泊相比,洞庭湖藻细胞密度较小,富营养化程度较浅,但从洞庭湖富营养化的历史变化趋势可以看出,洞庭湖水质状况不容乐观,对洞庭湖生态的治理和修复迫在眉睫。     

真光层深度的遥感反演及其在富营养化评价中的应用

真光层深度直接影响水体中浮游植物的分布和初级生产力以及水体生态环境,是水生态研究的一个重要参数.利用2006年10月24日～11月2日太湖水下实测光谱数据和光合有效辐射(PAR)数据,通过数据的处理和分析,尝试建立真光层深度与水面以下遥感反射率的关系模型,并利用真光层深度与透明度的关系,建立水体富营养化真光层深度评价模型.研究结果表明:真光层深度与归一化遥感反射率具有很好的相关性;选用特定波段的归一化反射率作为变量,建立两者的关系模型能较好的反演真光层深度,所建立的模型算法中,指数模型拟合方程的综合效果好于其他模型,波段比值算法反演精度要好于单波段算法;利用利用真光层深度进行富营养化评价具有一定的应用价值,利用该模型对太湖水体进行富营养化评价,得出太湖西部湖区大部分已富营养化,东部湖区处于中营养化和轻度富营养化状态.     

乌梁素海长时序水质变化及其驱动因子

为了解乌梁素海长时间的水质变化规律,本文基于1999-2019年乌梁素海水质数据,采用幂函数加和型普适指数EI进行富营养化评价,并利用Mann-Kendal与STARS突变检验法,研究乌梁素海水质突变.结果表明:乌梁素海富营养化程度总体呈波动下降趋势,入口、湖中、出口区域水质突变年份分别为2012年、2014年和201...     

武汉东湖浮游生物群落DNA多态性与富营养化

对武汉东湖不同程度富营养化湖区 ,即站 、站 与站 浮游生物进行了群落级 DNA多态性的 DNA指纹研究 ,并就其拓扑结构与富营养化特征参数之间关系进行了分析。实验结果如下 :(1)各站点总氮、总磷及叶绿素 a分别为 1.14 6～ 2 .2 35mg/ L、0 .0 13～ 0 .2 10 mg/ L 和 4 0 .2 5～ 10 9.2 2 μg/ L;(2 )所筛选的 5个随机引物共获得 2 9个扩增位点 ,其中多态位点占75 .9% ,各引物扩增谱带数在 2～ 6间。站 的扩增条带数最多、谱带多态率最高 (6 9.6 % )、特有带最多 ;(3)特定浮游生物类群的特异性 PCR扩增谱带为 1～ 6条不等 ,站间差别甚小。聚类及综合分析表明 :DNA指纹拓扑结构与浮游生物及特定浮游生物类群的物种多样性丰度相吻合 ,并与富营养化主要指示参数存在明显相关 ,即在一定范围内浮游生物群落 DNA多态性与富营养化程度呈反方向发展 ,而原生动物则表现出同向性发展趋势。因此 ,群落级 DNA指纹分析不仅能为生态学研究洞开一片新颖的视窗 ,并有可能孕育出一种简便而灵敏的水体富营养化危机预警系统     

蒲河流域河流生境质量综合评价及其与水质响应关系

河流生境是河流生物赖以生存的环境,是维持河流生态完整性、维护河流健康的重要因素。本文结合蒲河流域环境特点,运用层次分析法建立了蒲河流域河流生境质量评价体系,对流域内25个河段的生境质量状况进行了综合评价,并进一步分析了河流生境综合评价指数与河流水质的相关关系。结果表明:(1)蒲河流域25个河段的生境质量状况差异显著,其中1个河段的生境质量等级为好,5个河段为较好等级,16个河段为一般等级,3个河段为较差等级。(2)生境综合评价指数与TP、NH4+-N、CODCr呈负相关,生境质量评价体系中其他指标也与水质指标具有相关性,表明生境质量是影响水质的重要因素。     

利用SOFM网络评价杭州西湖水质的时空变化

根据西湖8个采样点2000年1月至12月的常规监测数据和多次模拟调试找出影响西湖水体的主要水质因子作为自组织人工神经网络的输入变量,利用网络的无差别分类能力,建立多指标水质综合评价的自组织特征映射网络(Self-Organizing Feature Map)模型,探索各个湖区不同时段的富营养化状况.结果表明,利用SOFM人工神经网络对西湖水体进行时空分类的结果直观、清晰,从空间上看,小南湖的水质较好,而北里湖的较差;从时间上看,一、二月份水质较好,五到十月份水质较差.说明人工神经网络模型能有效合理的模拟富营养化进程中的非线性行为,并能准确评价西湖水质的富营养化状况,为及时有效的提出控制措施提供科学的依据.     

长江荆江段的渔业生态环境评价

1997—2002年,对长江荆江段青、草、鲢、鳙产卵场的水环境质量和浮游生物状况进行了调查,并用河流水质综合评价方法和Kolkwitz&Marsson体系法进行了评价。结果表明:在每年5—6月份的青、草、鲢、鳙繁殖季节,仅个别采样点铜或石油类超过渔业水质标准,该江段水质基本符合渔业水质标准和地表水环境质量Ⅱ类标准,能满足青、草、鲢、鳙繁殖对水质质量的要求。浮游生物的指示性表明其水体属于β中污带。       

鄱阳湖生态经济区资源环境综合承载力评价

随着社会经济的发展,人口、资源与环境之间的矛盾日趋加剧.因此,资源环境承载力问题成为各国（地区）政府所关注的焦点问题之一.本文通过对鄱阳湖生态经济区内资源、环境的现状及问题进行调查分析,选取土地资源、水资源、生物资源、矿产资源、生态-地质环境、水环境及大气环境作为评价准则层,在对上述7个单因素进行评价基础之上,以县（市、区）为评价单位,采用状态空间法对全区的资源环境承载力进行综合评价.结果表明：当前全区内生物资源较丰富,大气、水环境质量良好,地质环境整体较稳定,制约因素主要为土地资源、水资源和矿产资源;全区资源环境承载力表现为可载状态,但部分县（市、区）表现为超载状态.利用状态空间法进行区域资源环境综合承载力研究是可行的,具有意义明确、评价精度高等优点,可为区域资源环境综合承载力评价提供另一种途径.     

Combining multivariate statistical techniques and random forests model to assess and diagnose the trophic status of Poyang Lake in China

Floodplain lakes are valuable to humans because of their various functions. An emerging public concern on lake eutrophication has heightened the need to assess and predict the trophic status in floodplain lakes, particularly for those with high spatial heterogeneity. In this study, combined multivariate statistical techniques and random forests model were used to characterize the water quality and trophic status of Poyang Lake. By classifying and characterizing seasonal water samples comprising 11 water quality parameters collected from 13 sampling sites in Poyang Lake between 2008 and 2014, the dataset was divided into the central and northern lake groups, which corresponded to lentic and lotic regions in Poyang Lake, respectively. The spatial water quality variations and underlying patterns were investigated by performing discriminant analysis and principal component analysis (PCA). Lastly, random forests (RF) were used to predict the chlorophyll a (Chl-a) variations of the central and northern lakes. The PCA results indicated that the water quality of the central and northern areas of the lake was controlled by different environmental variables and underlying pollutant sources. The RF model outperformed the artificial neural network and linear regression and was robust with strong predictive capabilities. It was determined that the most important predictors of the Chl-a variations in the northern lake were water temperature (T) and water level, whereas transparency, T, and water level were the most efficient predictors in the central lake. The RF model can also be applied to trophic prediction in other large lakes with considerable spatial variations. This study will have implications on water quality management and eutrophication prevention in floodplain lakes with high spatial heterogeneity.     

鄱阳湖不同水文期浮游生物群落结构特征和影响因素及水质评价

为阐明鄱阳湖不同水文期浮游生物群落结构特征及其影响因素, 研究于2017年8月(丰水期)和12月(枯水期)在鄱阳湖湖区典型水域设置5个采样点进行浮游生物采样调查。研究期间共鉴定浮游植物8门75属186种, 丰水期与枯水期均以硅藻门和绿藻门为主。共鉴定浮游动物4类76种, 丰水期与枯水期均以原生动物和轮虫为主。方差分析显示: 浮游植物密度与生物量在不同水文期之间的差异均为极显著(P<0.01), 浮游动物丰水期密度高于枯水期, 但无显著差异(P>0.05), 浮游动物生物量(P<0.05)在不同水文期差异显著。冗余分析(RDA)显示: 丰水期透明度和浮游生物呈显著负相关关系, 电导率和浮游生物呈显著正相关。透明度、电导率与营养盐是影响丰水期浮游生物群落结构的主要环境因素, 枯水期水温和溶解氧是驱动鄱阳湖浮游生物群落生态分布的主要环境因素。基于Shannon-Wiener(H′)、Margalef(d)和Pielou(J)等生物多样性指数的水质评价结果表明: 鄱阳湖研究区域水质状态处于寡污-中污之间。研究揭示了2个水文期对通江湖泊浮游生物的影响: 季节变化不改变湖泊浮游生物的物种组成及优势种, 但显著影响浮游生物的丰度及多样性。     

300年来鄱阳湖营养盐演化重建与模拟

水体富营养化已经成为全球性的问题而受到广泛关注,然而其发生的过程和机制尚未完全明了。在湖泊营养演化过程中,水文和生态是两个最基本的制约因素。相对于短期的和试验性的研究,长时间尺度的营养盐变化过程能更全面地揭示营养盐的演化机制。以我国最大的淡水湖——鄱阳湖为例,采用湖泊水体交换周期模型和湖泊生态-营养盐动力耦合模型,重建鄱阳湖营养盐的长期变化,并利用沉积钻孔代用指标加以验证。在此基础上探讨其演化机制,模拟的时间序列中营养盐变化对气候水文与生态系统存在两种不同的响应模式。敏感因子分析显示:典型同步响应期中(1812—1828 AD),气候水文因子的贡献率达79.1%,生态因子为20.9%;典型异步响应期中(1844—1860 AD),两者贡献率分别为36.4%和63.6%。在模拟的营养盐变化时间序列中同步期占62.5%,说明气候因子在营养盐演化过程中起重要的作用;异步期虽只占12.5%,但对湖泊营养盐作用、营养盐反馈生物量同样至关重要。相关分析结果显示,生物量增长与TP含量基本呈线性关系,但存在一个阈值。在没有超过阈值前,生物量对TP具有较好的调节作用;当超过阈值之后,生物量的调节作用减弱。     

滆湖入湖河流春季大型底栖动物群落结构及水质生物学评价

分别于2018年4月和2019年4月对滆湖入湖河流底栖动物开展调查,并利用生物指数对水质进行生物学评价。结果表明:共鉴定滆湖入湖河流底栖动物28种,以重度耐污种霍甫水丝蚓(优势度为0.46)和中等耐污种铜锈环棱螺(优势度为0.11)占据绝对优势。生物多样性方面以鹤溪河最高,湟里河、扁担河次之,夏溪河及入湖河口最低,水生植物分布是影响各区域底栖动物多样性的重要因素。卡尔森营养状态指数(TSI)与水质污染等级生物评价结果基本一致,以新孟河延伸拓浚工程沿线为界,鹤溪河、夏溪河、湟里河中上游河段处于中度富营养化水平,水体为轻-中污染状态,而下游河段、扁担河及入湖河口处于重度富营养化水平,水体为中-重污染状态。     

湖泊富营养化对轮虫群落结构及物种多样性的影响

2005年7月至2006年6月, 我们对安徽省芜湖市境内5个湖泊中轮虫的群落结构及部分水质特征参数进行了调查, 用相关加权综合营养状态指数(TLIc)评价了各湖泊的营养水平, 分析了其中的轮虫群落结构、多样性指数及其与TLI_C之间的关系。经鉴定, 5个湖泊中共采集到轮虫79种, 隶属18科31属; 不同营养水平湖泊中出现的轮虫种类数有明显的差异(P<0.01)。除龙窝湖外, 其余4个湖泊中的轮虫种类数与TLI_C均呈显著负相关关系(r＝–0.984, P<0.05)。湖泊水体的富营养化进程显著地提高了轮虫总密度和第一优势种的优势度, 降低了轮虫群落的均匀度和物种多样性指数。     

Cladocera paleocommunity to disentangle the impact of anthropogenic and climatic stressors on a deep subalpine lake ecosystem (Lake Iseo,Italy)

In big lakes with strong anthropogenic pressure, it is usually difficult to disentangle the impacts of climate variability from those driven by eutrophication. The present work aimed at the reconstruction of change in the species distribution and density of subfossil Cladocera in Lake Iseo (Italy) in relation to climate and anthropogenic pressure. We related subfossil Cladocera species composition and density in an 80-cm sediment core collected in the pelagic zone of Lake Iseo to long-term temperature trends and phosphorus concentration inferred by diatoms frustules. The Cladocera remains detected in Lake Iseo sediment reflected the species composition and density of modern pelagic Cladocera assemblages. Cladocera rapidly respond to environmental change, and that climate change combined with eutrophication can induce changes in community composition and species density. At the beginning of twentieth century, when global warming was not yet so accentuated, the nutrient increase in water resulted as the principal driver in determining the long-term development of plankton communities and pelagic food web structure. Moreover, catchment-related processes may decisively affect both species composition and density of the lake planktonic communities due to the decrease of lake water transparency induced by input of inorganic material from the catchment area to the lake. The paleolimnological investigation, through the combined study of biotic and abiotic factor, allowed clarifying the synergic effects of the most important drivers of change in lake ecosystems, suggesting that climatic factors should be considered with nutrient availability as determinant element in controlling the temporal development of plankton communities and pelagic food web structure.

     

长江中下游四大淡水湖生态系统完整性评价

长江中下游地区是我国淡水湖泊集中分布区域,研究该区域湖泊生态系统完整性对于湖泊生态系统保护和恢复具有重要意义。物理、化学和生物完整性指标已经广泛应用于河湖生态系统健康评价,但是缺少物理、化学和生物完整性的综合评价方法。以历史调查状况为主要参照系统,构建了基于物理、化学和生物完整性的多参数湖泊完整性综合评价指标体系,结合近年来长江中下游四大淡水湖(洞庭湖、鄱阳湖、巢湖、太湖)生态系统调查数据,对四大淡水湖生态系统完整性进行了评价。结果表明,洞庭湖、鄱阳湖、巢湖和太湖的综合得分分别为66、71、57和57。根据评价等级划分标准,洞庭湖和鄱阳湖生态系统完整性状况都达到"好"的等级,而巢湖和太湖则处于"一般"等级;结果显示,该指标能够表征人类活动对于湖泊生态系统完整性不同方面的干扰,且能够反映四大淡水湖生态系统完整性历史变化状况。因此,该方法可以作为长江中下游淡水湖泊生态系统完整性综合评价的工具并能够为湖泊生态系统的保护和恢复提供科学支撑。