三峡库区古夫河着生藻类分布与水质因子的关系

于2010年12月至2011年12月,对位于长江三峡库区内的湖北省兴山县古夫河着生的藻类和水体共采样10次,共鉴定出着生藻类28属,检测水质指标12项。对水质变量进行因子分析,根据特征值大于1的原则选取4个主成分,第一主成分主要代表总氮（TN）和硝酸盐氮（NO3--N）,第二主成分主要代表pH和化学需氧量（CODCr）,第三主成分主要代表磷酸盐磷（PO34--P）、总磷（TP）和氨氮（NH4＋-N）,第四主成分主要代表电导率（Cond）和总有机碳（TOC）。将提取的9项主要水质因子与着生藻类重要属进行典型对应分析（CCA）,结果可见,古夫河主要水质因子与着生藻类类群分布相关性大小为：CODCr〉pH〉TN〉NO3--N〉TOC〉TP〉PO34--P〉Cond〉NH4＋-N。Monte Carlo显著性检验表明,CODCr和pH对古夫河着生藻类物种组成及空间分布的影响最大,其次为TN、NO3--N和TOC。pH与CODCr呈极强的负相关关系,古夫河着生藻类大多数类群均与CODCr表现出正相关关系,仅胶毛藻属（Chaetophora）倾向低CODcr和偏碱性的环境。TN和NO3--N有很强正相关性,而两者均与TOC有强负相关,它们将古夫河着生藻类大体上分为两类,即亲碳元素的类群和亲氮元素的类群。TP通常是河流生态系统中的限制性营养因子,但在古夫河流域中并不是影响着生藻类物种分布的主要水质因子。     

自然增温对南亚热带森林土壤微生物群落与有机碳代谢功能基因的影响

基于海拔高度下降气温上升的关系,将模拟的生态系统(含植物和土壤)从高海拔整体移位至低海拔地区,实现自然增温的效果。通过对自然增温条件下土壤环境因子及其相关理化性质的动态监测,结合磷脂脂肪酸分析与宏基因组学方法,测定土壤微生物群落结构以及与土壤有机碳分解相关基因丰度,探究自然增温对鼎湖山南亚热带山地常绿阔叶林土壤有机碳代谢的影响及其微生物学机制。结果表明:(1)增温处理显著改变了0—10 cm土壤温度与湿度:2016—2018年间土壤温度显著上升2.48℃,湿度显著下降23.93%。(2)增温处理下,干季土壤有机碳含量与湿季土壤硝态氮含量显著降低,其他土壤理化因子无显著变化。(3)增温处理下,干季和湿季土壤微生物群落结构发生改变,且湿季变化显著。土壤湿度是影响干季和湿季土壤微生物群落结构变化的主要因子,解释了干季50.2%的变异度与湿季79.2%的变异度。(4)宏基因组结果表示:增温抑制了干季山地常绿阔叶林土壤有机碳代谢基因丰度,增强了湿季山地常绿阔叶林土壤有机碳代谢基因丰度。以上结果表明,增温通过改变土壤微生物生物量和群落结构以及有机碳代谢相关功能基因的丰度,最终影响南亚热带山地常绿阔...     

昆明市明通河流域降雨径流水量水质SWMM模型模拟

选取昆明市明通河流域为研究区域,在暴雨管理模型(SWMM模型)参数敏感性分析、模型率定的基础上,对明通河流域进行了降雨径流水量水质模拟。结果表明:SWMM模型水文水力模块中最灵敏参数为不透水率,水质模块中污染物最大累积量、污染物累积速率均为灵敏参数,而冲刷系数和冲刷指数的灵敏度受降雨强度影响波动较大。水量水质模拟结果与实测结果较为吻合,模型率定取得了满意的结果。模拟结果显示,研究区降雨径流总氮、总磷、化学需氧量单位面积负荷率分别为75.6、8.5、697.8 kg hm-2a-1,城市降雨径流污染在滇池流域面源污染中占有较大份额。     

不同植被防护措施对三峡库区土质道路边坡侵蚀的影响

为了探明沙湖浮游动物密度、生物量、分布与水环境因子之间的关系,运用多元逐步回归分析、通径分析和典范对应分析方法对2009年4月、7月、10月、2010年1月测定的沙湖浮游动物密度、生物量数据与水环境因子进行多元分析。结果表明:沙湖浮游动物密度与叶绿素a含量、总氮、总磷之间呈显著线性相关,影响沙湖浮游动物密度的主要水环境因子依次为叶绿素a含量、总氮、总磷;浮游动物生物量与叶绿素a含量、总氮、透明度、化学需氧量(CODMn)之间呈显著线性相关,影响浮游动物生物量的主要水环境因子依次为叶绿素a含量、总氮、透明度、化学需氧量;叶绿素a含量和总氮对浮游动物的直接影响作用最强,其他水环境因子主要通过影响叶绿素a含量间接影响浮游动物密度及生物量。浮游动物与水环境因子的CCA排序结果将分别适应不同水环境的16种浮游动物分为3组,叶绿素a含量、化学需氧量、水温和总磷是影响沙湖浮游动物群落特征及时空分布的主要水环境因子。     

北京陶然亭湖水质的时空变化

应用聚类分析、判别分析和因子分析方法,评估了2011年城市典型富营养化景观湖泊——北京陶然亭湖水质的时空变化特征.结果表明:陶然亭湖水质在时间尺度上可划分为3个时期,分别与北京地区的雨季、平水期和枯水期相对应,说明陶然亭湖水质具有明显的时间变化特征;在空间尺度上,研究区5个采样点可划分为2类,反映了不同的污染程度和水质水平.温度、pH、透明度、化学需氧量、总固体悬浮物浓度和叶绿素a浓度是陶然亭湖水质出现时间差异的主要影响因子.陶然亭湖水体富营养化主要受叶绿素a浓度、温度、总磷和总氮控制,同时,总固体悬浮物浓度和有机物污染也不容忽视.     

香溪河水质空间分布特性研究

运用聚类分析和主成分分析对香溪河19个样点水质的理化特性进行研究,聚类分析表明,根据各采样点之间水质组分的相似性可将香溪河大致分为3个河段,分别属于不同的亚流域,各亚流域问的特征差异显著,对各河段水质的主成分分析表明,上述3河段的主要水质信息差异很大,第1河段(在河流上游)水质的信息主要体现为总碱度和硬度,第2河段(河流中游)主要体现为可溶性磷酸盐、总磷和氯离子,第3河段(河流下游)则为pH、亚硝酸盐氮、总氮和COD,文中结合香溪河流域地理环境背景,探讨了香溪河水质空间分布格局的成因,为分析流域水质状况及成因提供了一条简单有效的途径。     

水生植物腐烂分解对水质的影响

对6种水生植物进行64 d的腐烂分解试验,对比不同水生植物腐烂分解过程中水体营养盐浓度的变化.结果表明： 6种水生植物的腐烂分解速率差别较大,浮叶植物分解速度最快,沉水植物次之,挺水植物最慢.不同水生植物腐解过程对水质影响不同,并与植物生物量密度相关.挺水植物芦苇腐解过程中的水体化学需氧量、总氮和总磷浓度最低;在茭草分解后期,水体化学需氧量和总氮浓度上升,水质变差.浮叶植物荇菜和莲腐解过程中,水体化学需氧量和总氮浓度高于其他植物.沉水植物菹草和狐尾藻腐解过程中,水体铵态氮、硝态氮和总磷浓度最高.对于同一种植物,不同生物量密度处理下,主要水质指标变化趋势相似.适量的植物残体的存在可以有效促进水体氮、磷等营养元素的循环,一定程度上去除硝态氮,降低水体氮负荷.     

海南新村港和黎安港非点源污染负荷估算

海南新村港和黎安港是海南省重要的渔港和海水养殖区, 也是重要的海草保护区, 其水环境质量对于社会经济和海洋生态都有重要影响。利用遥感和 GIS 的方法, 结合经验模型估算新村港和黎安港非点源污染的年均负荷量,为水环境管理提供理论依据。使用 GIS 技术划分汇水区和模拟河网, 获得分别流入新村港和黎安港的汇水区范围, 结合遥感解译获得的土地利用现状图, 进一步使用径流曲线模型(SCS-CN)以及输出系数方法对非点源污染负荷量进行估算。结果表明, 新村港化学需氧量(COD)、总氮(TN)、总磷(TP)的年负荷量为 565.55 吨、 89.68 吨、 9.55 吨; 黎安港的化学需氧量、总氮、总磷的年负荷量为 113.48 吨、 20.91 吨、 2.44 吨。污染物来源主要是海水养殖、生活污染和降雨径流污染。     

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。     

城市不同下垫面的降雨径流污染

当点源污染被有效控制后,面源污染成为城市水质恶化的主要原因之一。屋面和路面等不透水面以及绿地是城市的3种主要下垫面形式。当暴雨产生时,各种下垫面特别是屋面和路面上汇聚大量污染物质产生径流,对城市生态环境造成严重的污染。以文教区为例,对屋面、路面、草坪的径流水质进行了监测,指标包括pH、悬浮固体(SS)、化学需氧量(COD)、总氮(TN)、总磷(TP)和生化需氧量(BOD5)等。比较分析发现,3种下垫面类型的径流水质均较差,COD、TN、TP、BOD5平均浓度超过地表水环境质量Ⅴ级标准。COD、TN和TP浓度与SS含量之间相关性较好,相关系数可达0.85以上。径流中污染物浓度受多个因素的影响,其中降雨量和降雨强度是两个重要因素,雨强越大,雨水对城市下垫面的冲刷就越强;在相同的污染物累积量条件下,降雨量越大,径流中污染物浓度越低。     

环境因素对东平湖沉积物细菌群落结构的影响

【目的】探讨环境因素对东平湖沉积物细菌群落结构的影响。【方法】应用T-RFLP(Terminal RestrictionFragment Length Polymorphism)技术分析和比较了6个不同位置的东平湖沉积物在丰水期和枯水期的细菌多样性,并结合不同样品环境因子的差异,采用主成分分析(PCA)和典型对应分析(CCA),探讨了环境因子对细菌多样性的影响。【结果】不同沉积物样品的T-RFLP图谱具有较高的相似性。除2号样品外,所有枯水期样品的细菌群落具有较高的丰富度、多样性、均匀度和较低的优势度。CCA结果表明,558bp T-RF的丰度与总磷、总氮、总有机碳、铵态氮和硝态氮含量呈负相关而与碳氮比和水深呈正相关;64.5、164、509和543bp T-RFs的丰度与总氮、总有机碳、铵态氮、硝态氮、碳氮比和水深呈正相关;而其它14种主要的T-RFs在不同样品间分布较为稳定受环境因子影响不大。90、136.5、138和488bp等T-RFs可能代表了东平湖沉积物中占优势地位的土著菌群。通过Phylogenetic Assignment Tool在线分析结果推测,东平湖沉积物中的优势菌群可能属于Firmicutes和Proteobacteria门。【结论】环境因素对东平湖沉积物的细菌多样性产生显著影响,但对其土著菌群的影响不大。     

广东省水质现状及驱动因素

水质现状评估及其驱动因素分析是实现水生态保护、水资源利用和水污染治理的关键,对于水生态系统的可持续发展具有重要意义。以广东省七大流域为研究区,基于2019-2020年间的溶解氧（DO）、透明度（SDD）、悬浮物（SPM）、叶绿素a （Chla）、氨氮（NH₃N）、总氮（TN）、总磷（TP）7个指标的水质监测数据,综合运用单因子指数法（SI）和综合水质指数（WQI）评价方法,分丰水期（N=66）和枯水期（N=54）评估研究区的水质现状,并探讨水质参数与地形、气象、社会经济和土地覆被类型等驱动因素之间的相关关系。SI评估结果显示广东七大流域主要以工业污水、农业面源等造成的Chla和TN浓度超标、部分水体富营养化严重为主,同时伴有溶解氧浓度偏低的问题;WQI评估结果显示研究区有57%以上的采样点属于中等以下水质。Chla、SPM、NH₃N和TP浓度具有显著的季节和驱动因素差异：丰水期的Chla和TP浓度低于枯水期,但SPM和NH₃N浓度高于枯水期。枯水期DO、TN和WQI的显著性影响因子为丰水期的1/3左右;这种季节差异可能是流域内降雨、营养盐负荷和土地覆被类型导致的复杂地表径流及面源污染所致。珠江三角洲河网区、粤西诸河、韩江下游以及粤东诸河练江流域的水质问题突出。未来水生态系统的可持续发展研究可以借助长时间序列、多频次、高分辨率的遥感监测手段和多种数值模拟方法以及常规水质评估模型,探讨气候变化、河岸带产业结构和流域土地利用方式对面源污染的影响,以进一步厘清降雨强度、三产结构和土地利用方式转变对区域水质变化的影响。     

洱海入湖河流弥苴河下游氮磷季节性变化特征及主要影响因素

入湖河流携带污染物对洱海水环境的影响日益明显,对洱海入湖水量最大的河流——弥苴河下游水体氮磷进行了连续采样分析,以期为河口湿地建设和水质改善提供基础数据.结果表明:1)弥苴河水质介于地表水Ⅲ-Ⅴ类之间,主要污染物为氮和磷,其中总氮平均浓度为1.17 mg/L,最高浓度达到2.00 mg/L;总磷平均浓度为0.06 mg/L;2)弥苴河下游总氮、总磷浓度丰水期高于枯水期,并呈现出季节性变化规律;3)弥苴河下游水体总氮、总磷年均浓度远高于洱海水体总氮、总磷年均浓度,其中总氮高出2.10倍,总磷高出2.90倍;4)弥苴河下游河段非点源污染占据主导地位.     

Ecology and distribution of diatoms in Biscayne Bay,Florida (USA): Implications for bioassessment and paleoenvironmental studies

The spatial and temporal distribution of planktonic, sediment-associated and epiphytic diatoms among 58 sites in Biscayne Bay, Florida was examined in order to identify diatom taxa indicative of different salinity and water quality conditions, geographic locations and habitat types. Assessments were made in contrasting wet and dry seasons in order to develop robust assessment models for salinity and water quality for this region. We found that diatom assemblages differed between nearshore and offshore locations, especially during the wet season when salinity and nutrient gradients were steepest. In the dry season, habitat structure was primary determinant of diatom assemblage composition. Among a suite of physicochemical variables, water depth and sediment total phosphorus (STP) were most strongly associated with diatom assemblage composition in the dry season, while salinity and water total phosphorus (TP) were more important in the wet season. We used indicator species analysis (ISA) to identify taxa that were most abundant and frequent at nearshore and offshore locations, in planktonic, epiphytic and benthic habitats and in contrasting salinity and water quality regimes. Because surface water concentrations of salts, total phosphorus, nitrogen (TN) and organic carbon (TOC) are partly controlled by water management in this region, diatom-based models were produced to infer these variables in modern and retrospective assessments of management-driven changes. Weighted averaging (WA) and weighted averaging partial least squares (WA-PLS) regressions produced reliable estimates of salinity, TP, TN and TOC from diatoms (r² = 0.92, 0.77, 0.77 and 0.71, respectively). Because of their sensitivity to salinity, nutrient and TOC concentrations diatom assemblages should be useful in developing protective nutrient criteria for estuaries and coastal waters of Florida.     

不同时空尺度下土地利用对洱海入湖河流水质的影响

土地利用与入湖河流水质的关系存在时空差异。以洱海西部入湖河流及其小流域为研究对象,综合空间分析和数理统计手段,探讨两者随空间尺度和时间变化的关系,结果表明:选取的小流域、河岸带30m缓冲区、河岸带60m缓冲区和河岸带90m缓冲区4种尺度下,对入湖河流水质影响显著的土地利用类型为建设用地和植被(包括林地和牧草地),影响最大的空间尺度为小流域尺度,河岸带30m缓冲区次之;小流域尺度下,建设用地面积百分比与入湖河流COD和TP浓度呈正相关,植被面积百分比与NH_4~+-N浓度呈负相关,响应土地利用的主要水质指标为TN和TP,回归调整系数分别为0.624和0.579;季节性关联分析表明建设用地与COD、NH_4~+-N、TP的回归关系在雨季强于旱季,植被与COD、TP的回归关系在雨季强于旱季,雨季建设用地和植被面积变化引起COD浓度变化更快。在流域管理中,针对植被覆盖率低、建设用地占比高的白鹤溪和中和溪应重点加强雨季土地利用管控,增加植被覆盖率,合理开发建设用地。     

Effects of Land Use,Topography and Socio-Economic Factors on River Water Quality in a Mountainous Watershed with Intensive Agricultural Production in East China

Understanding the primary effects of anthropogenic activities and natural factors on river water quality is important in the study and efficient management of water resources. In this study, analysis of Variance (ANOVA), Principal component analysis (PCA), Pearson correlations, Multiple regression analysis (MRA) and Redundancy analysis (RDA) were applied as an integrated approach in a GIS environment to explore the temporal and spatial variations in river water quality and to estimate the influence of watershed land use, topography and socio-economic factors on river water quality based on 3 years of water quality monitoring data for the Cao-E River system. The statistical analysis revealed that TN, pH and temperature were generally higher in the rainy season, whereas BOD₅, DO and turbidity were higher in the dry season. Spatial variations in river water quality were related to numerous anthropogenic and natural factors. Urban land use was found to be the most important explanatory variable for BOD₅, COD_Mn, TN, DN, NH₄ ⁺-N, NO₃ ⁻-N, DO, pH and TP. The animal husbandry output per capita was an important predictor of TP and turbidity, and the gross domestic product per capita largely determined spatial variations in EC. The remaining unexplained variance was related to other factors, such as topography. Our results suggested that pollution control of animal waste discharge in rural settlements, agricultural runoff in cropland, industrial production pollution and domestic pollution in urban and industrial areas were important within the Cao-E River basin. Moreover, the percentage of the total overall river water quality variance explained by an individual variable and/or all environmental variables (according to RDA) can assist in quantitatively identifying the primary factors that control pollution at the watershed scale.     

赣江流域土地利用方式对河流水质的影响

赣江是鄱阳湖的最大支流,是鄱阳湖水污染物的主要来源,查明流域土地利用方式对赣江水质的影响和鄱阳湖的水环境保护具有重要意义。基于2012年对赣江7个主要支流NH+4-N、TP、CODMn和DO浓度的每月测定结果,通过不同空间尺度和土地类型等级划分,利用相关分析和冗余分析研究土地利用方式对赣江流域河流水质的影响。研究结果表明,子流域的土地利用方式对TP的影响大于缓冲区;对CODMn的影响在丰水期大于缓冲区,在枯水期小于缓冲区;对NH+4-N的影响在丰水期与缓冲区接近,在枯水期小于缓冲区;DO受土地利用方式的影响较小。水田中的丘陵水田是赣江水体TP和丰水期CODMn的主要来源;平原水田是枯水期CODMn的主要来源。居民建设用地中的城镇用地是赣江水体TP、NH+4-N和丰水期CODMn的主要来源,农村用地是CODMn的主要来源。水域中的水库坑塘是赣江水体TP和丰水期NH+4-N、CODMn的主要来源。     

九龙江西溪漳州段浮游植物组成与环境因子的关系

分别在2010年的丰、平、枯3个时期,从浮游植物种类组成、生物量(叶绿素a含量)及其粒级结构等指标对九龙江漳州段浮游植物组成进行了调查,同时分析了其与环境因子间的关系,评估了该河段的水质质量。结果表明:研究区域微微型浮游植物占总生物量比例与温度存在显著的正相关性(P<0.05),小型浮游植物占总生物量比例与总氮成显著的负相关(P<0.05)。共鉴定出浮游植物7门59种,且在各时期均有差异;丰水期与枯水期相比,蓝藻比例上升(P<0.05),甲藻比例下降(P<0.05);研究水域Shannon-Wiener指数在1.0～3.0,为中度污染。典型对应分析表明,温度和营养盐是影响九龙江西溪漳州段浮游植物群落变化的主要环境因子。     

Study on ecological protection and rehabilitation technology of a reservoir-type water source in the northeastern region of China

ABSTRACT

Surface water is the main source of water for human life and production. The quality of water affects living conditions and the overall health of people. Ecological protection and restoration engineering technology, combining ecological revetment and an ecological floating bed, is applied to a selected shallow beach experimentation area of a reservoir water source area in Northeast China. According to local conditions, the ecological revetment plants were identified as Goosegrass, sedges, and water grasses, and other local species of Polygonum hydropiper bagen, reeds, and bulrushes were identified as ecological floating bed plants. Regular monitoring of water quality in the experimentation area and a control area showed that the ecological protection and restoration technology can effectively reduce the concentrations of BOD₅ (five day biochemical oxygen demand), COD (chemical oxygen demand), TN, NH₃-N, NO₃^?-N, TP, TDP, Mn, Zn, Fe, Pb, total coliforms, and other indicators of surface water in the experimentation area. The BOD₅, COD, Max TN, NH₃-N, NO₃^?-N, TP, and TDP reduction rates were 84.76%, 57.14%, 86.76%, 83.78%, 89.26%, 94.02%, and 95.89%, respectively, with the implementation of water pollution prevention and the purifying shoal.