汤溪水库富营养化特征与水质管理对策

通过2003年对广东省汤溪水库水生态学进行调查,分析了该水库的富营养化特征,并从流域管理和水动力学两个方面对水库水质管理对策进行了探讨。汤溪水库为中度富营养化水体,具有明显时空分布差异,丰水期富营养程度高于枯水期,溪头河流区高于新桥河流区。蓝藻是水库浮游植物的主要优势类群,其中引发水华的铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)为优势种。水库上游集水流域分布近30万居民,大量的生活排污和农业污染形成了主要的外源污染源,这些外源污染的输入是水库水体营养盐的主要来源;合理处理上游居民生活垃圾、减少生活污染中磷含量、增加流域和库区周围植被覆盖、合理使用农业化肥是降低水库表层水体中营养盐浓度的主要途径。由于该水库的蓝藻和富营养化水平直接与水体的稳定性有关,利用对水库排水的可控制性调节水库水体的稳定性,可作为控制蓝藻水华发生的有效途径。     

亚热带水库浮游植物群落季节变化及其影响因素分析——以汤溪水库为例

通过调查汤溪水库2003年水文、水质和浮游植物数据,分析了浮游植物群落季节变化的影响因素。结果表明,汤溪水库浮游植物丰度与群落结构具有明显季节变化。丰水期浮游植物丰度明显高于枯水期,并以7月份最高（〉10^4 cells ml^-1）。全年中,蓝藻（Cyanophyta）与硅藻（Bacillariophyta）比例变化较大,二者呈相反的变化趋势。1月份硅藻占较高比例（63.1％）,蓝藻较低（〈20％）;3、5、7月份蓝藻比例较高（分别为45．6％、55．9％、87．7％）,而硅藻较低（30．1％、25．9％、1．1％）;11月份硅藻与绿藻比例相当（各占40％）,蓝藻低于20％;12月份硅藻与蓝藻比例分别为25．6％与38．2％。3月份和丰水期浮游植物优势种主要为铜绿微囊藻（Microcystis aeruginosa）、假鱼腥藻（Pseudoanabaena）和线形粘杆藻（Gloeothece linearis）等蓝藻种类,枯水期的1月、11月和12月主要以曲壳藻类（Achnanthes）、模糊直链藻（Melosira ambigua）、颗粒直链藻（Melosira granulata）和梅尼小环藻（Cyclotella meneghiniana）等硅藻种类为优势种。枯水期营养盐可能对浮游植物生长彤成限制,但相关性分析表明,营养盐并不是汤溪水库浮游植物群落季节变化的主要影响凶素。汤溪水库全年水体较稳定,在全年范刚内水动力学对浮游植物群落季节变化没有明显影响,但丰水期5月份至7月份优势种的变化可能主要受水动力学的影响。水温与蓝藻丰度呈显著正相关,与硅藻呈显著负相关,表明水温可能是引起汤溪水库浮游植物群落季节变化的主要因素。     

西江调水对珠海市供水水库富营养化的影响及其管理对策

2006-2011年间,对西江珠海段和7座江河抽调水型水库水体总氮、总磷进行的长期监测结果发现,西江水体营养盐水平显著高于7座水库,抽调江河水导致水库营养盐水平在短期内急剧升高,水库富营养化和蓝藻水华问题凸显。7座水库总氮、总磷浓度最低的为3座中型水库:凤凰山水库、乾务水库和大镜山水库;最高的为南屏水库和竹仙洞2座小型水库,小型水库纳污、缓冲和自净能力较弱,更易受抽调来水水质的影响。设立合理的水质调度标准和构建生态工程是减缓调水水库富营养进程的有效措施。通过科学、合理的优化调度,调整水库水力滞留时间,改善水体流动性,能有效降低水库蓝藻水华发生的风险。     

滇池试验围隔内不同形态铁浓度的变化与物化因子的关系

在蓝藻水华形成以后,通过围隔实验,从2003年6月份到10月份定期采样测定水体中的pH、溶解氧(DO)、水温、总铁、亚铁、过滤性铁(<0.45μm)和可溶性磷的浓度,研究物化因子对不同形态铁浓度变化的影响。实验结果表明,蓝藻水华优势种微囊藻在pH 7—9和水温17.5—20.5℃的条件下,生长旺盛,消耗了大量的亚铁,使亚铁浓度大幅度下降;溶解氧和磷酸盐对亚铁浓度没有显著影响;在水华蓝藻严重发生的条件下,水体中的总铁和过滤性铁浓度没有显著意义的变化,而亚铁浓度的变化与水华蓝藻的种群密度成显著负相关(r=-0.8391,P<0.05)。     

内蒙古草原大针茅群落地上生物量与降水量的关系

根据中国科学院内蒙古草原生态系统定位研究站在大针茅样地(面积500m×500m,地理坐标43°32′20″～43°32′40″N116°33′00″～116°33′30″E)的地上生物量与气候观测资料,利用SPSS分别进行大针茅群落地上生物量与年降水量、月降水量关键时期(4～6月份与6～8月份)降水量以及1～7月份总降水量的相关分析;对年降水量接近的1982、1983和1989年(分别为283.2mm,289.9mm,287.2mm)的地上生物量进行方差分析;运用积分回归模型模拟了降水的季节分配对群落生物量的影响。结果表明:(1)群落生物量的年际变化与年降水、月降水、关键时期降水(4～6月份和6～8月份)以及1～7月份降水量的变化没有显著的相关性(p>0.1);(2)在年降水量接近的年份,群落的地上生物量之间存在显著差异。降水量季节分配的变化对地上生物量的影响还有待于进一步研究。     

高温强太阳光照条件下蓝藻水华形成的实验研究

富营养化和藻类水华尤其是蓝藻水华在全世界范围内的湖泊中都有发生,但富营养化和水面藻类水华出现之间没有等同关系.目前人们对水华形成机制还不是很了解,对水华的具体形成过程也不是很清楚,因此若能通过一定的途径使没有形成水面水华的富营养水体出现水面水华就对水华形成机制的研究很有意义.实验选用高温季节里,于2007年8月28日将室外塑料蓝桶中培育的浮游植物丰富的天然水体-其中含有类颤藻鱼腥藻但其并不占据优势,引入到无色透明玻璃瓶中.实验初始水体的chl-a、TN和TP依次为 615.20mg·^-3、9.144mg·L^-1和0.453mg·L^-1.2007年8月29日对各处理进行营养盐的梯度添加,添加的营养盐为KNO₃和KH₂PO₄.共有4个营养盐添加梯度,添加的N/P(质量比)为7:1,其中添加的N的梯度为(mg·L-1):0,0.5,1.0和2.0.实验过程中测定了水温、光合有效辐射、氮磷营养盐、叶绿素a和浮游植物种类的数量变化.结果表明实验过程中各处理的营养盐和chl-a含量均比开始时有下降,同时各处理中水面出现了类颤藻鱼腥藻水华,且类颤藻鱼腥藻的数量随处理中营养盐添加量的增多而升高.这说明了含有少量鱼腥藻的高chl-a含量的天然水体在高温季节引入到透明玻璃容器中后能形成水表面鱼腥藻水华,玻璃容器中的高温强光照条件和营养盐的添加能促进鱼腥藻在竞争中取得优势.本实验利用小玻璃容器,排除了鱼类、风浪、底泥等多个因素的影响,集中关注营养盐添加和高温强光照因子,成功重现了蓝藻表面水华的发生.营养盐添加水平与浮游植物种间竞争并导致水体表面水华发生之间的关系在此实验中得到很好的体现.虽然本实验不能揭示蓝藻水华形成的具体机制,但为蓝藻水华形成机制研究提供了便捷的途径而很有意义.     

新疆石河子市蘑菇湖水库浮游动物的群落特征及营养状态评价

2016年4月至2016年11月针对新疆石河子蘑菇湖水库不同库区水量状况时期（4月份丰水期,7月份平水期,11月份枯水期）进行了3次采样调查,共检出浮游动物36种,其中原生动物7种,轮虫18种,枝角类4种,桡足类7种;3次采样浮游动物群落结构均主要以轮虫和桡足类为主。浮游动物年平均密度为3 574 ind/L,各采样点密度变化范围为284 ~ 5 162 ind/L;年生物量为3.79 mg/L,各采样点生物量变化范围为0.84 ~ 6.56 mg/L。3次采样浮游动物密度和生物量均在7月份达到最大值,不同时期密度和生物量差异均显著（P < 0.05）。根据浮游动物密度对蘑菇湖水库进行营养化评级,水库营养状况在一年中随着时间的变化是以中营养化水平向富营养化转化的状态。浮游动物群落结构和环境因子的冗余分析（RDA）表明,水温、硝态氮、溶解氧、酸碱度、化学需氧量能够在4月份（丰水期）影响浮游动物群落结构;水温、溶解氧、总磷、化学需氧量能够在7月份（平水期）共同影响浮游动物群落结构;水温、酸碱度、溶解氧在11月份（枯水期）能够影响浮游动物群落结构。其中,水温和溶解氧在3个不同时期是主要影响浮游动物群落结构的环境因子。     

太湖西北湖区2003-2012年间氮磷浓度及浮游植物主要类群变化趋势分析

基于2003-2012年太湖竺山湖和西部沿岸区水体理化指标与浮游植物丰度的逐月监测数据,分析了两个湖区氮磷营养盐状态和浮游植物丰度以及浮游植物主要类群的年际变化趋势及季节变化特征,探讨了浮游植物群落变化与水温及营养盐指标间的关系。结果表明：10年间两个湖区氮磷营养盐浓度总体呈下降趋势,以竺山湖TN、NH₃-N浓度和西部沿岸区NO₃-N浓度下降最为显著;浮游植物丰度总体呈上升趋势,蓝藻在群落结构中日益占据绝对优势;季节变化上,氮营养盐浓度表现为春冬季节高于夏秋季节,TP浓度和浮游植物丰度呈相反的变化趋势。Pearson相关分析显示,水温、NH₃-N浓度和TN/TP是影响蓝藻丰度及其在浮游植物群落中所占比例的主要因素。在温度和营养盐结构的共同作用下,10年间两个湖区蓝藻水华暴发时间逐渐提前,而消退时间逐渐滞后,水华持续时间逐年上升。在全球变暖背景下,太湖水华治理需执行更加严格的氮磷限制阈值,且在重污染的西北湖区控磷依然是关键。     

广东省韶关市3座大中型饮用水水库浮游植物功能类群特征

于2011年1-12月调查分析了韶关市南水水库、瀑布水库和花山水库3座大中型饮用水库的富营养化状况、浮游植物功能类群和优势功能类群的演替特点。结果表明: 南水水库为贫营养型水库, 全年以适应低营养盐环境的Lo和A等功能类群占优势, 枯丰两期浮游植物功能类群变化不明显, 全年低浓度的氮、磷营养盐是水库浮游植物功能类群的重要影响因子; 瀑布水库和花山水库为中营养型水库, 虽然枯、丰两期Lo和A等功能类群占优势, 但在丰水期, 适应富营养环境的X1、MP和J等功能类群也占优势, 浮游植物功能类群动态变化相对明显, 枯、丰两期氮磷营养盐浓度差异、水体稳定性和透明度变化是其动态变化的重要影响因子。     

漳泽水库主要入库河流氮、磷营养盐特征

以2006—2007年的漳泽水库3条入库河流(南漳河、石子河、绛河)的水文、水质调查数据为依据,研究了漳泽水库入库河流的主要水文变化特征、氮磷营养盐浓度及其通量的逐月动态。3条入库河流水体流速缓慢,水温适宜,年平均值在12.5℃～15.1℃。3—5月水温回升较快,夏季水温高,光照充足,易发生水华。3条入库河流中总氮含量年平均值在1.75～8.90mg·mL-1,总磷含量平均值在0.005～3.760mg·mL-1,氮磷营养盐浓度总体偏高,其中石子河贡献了48.3%的总氮和77.3%的总磷。溶解态无机氮(DIN)是氮的主要存在形式,而其中又以硝酸盐氮(NO3--N)为主,平均占到DIN的60%以上。氮磷通量季节性变化规律不明显,且月均波动较为平缓。点源污染是氮磷进入南漳河、石子河的主要途径,而绛河的氮主要来自面源污染。从保护漳泽水库的角度考虑,应重点控制南漳河和石子河的点源污染。     

水资源的忧虑

水是生态系统中生命必需元素得以无限循环的介质。没有水生态系统,生命就不能维持。在当今世界面临的人口、资源、环境三大问题中,水属于人类赖以生存和社会经济发展的重要物质资源,又和其它两个问题有着密切的关系。因此,水资源的开发、利用和管理已成为世界各国普遍重视的一个重要课题。     

我国几种典型棉纺织产品的工业水足迹评价

产品水足迹评价能够揭示人类活动在产品全生命周期中的水资源综合影响,可以为提高水资源利用与管理水平和引导绿色消费提供重要的科学依据和技术手段,是当前水资源评价与管理领域的热点研究方向。纺织品是日常生活最主要的消费品之一,其工业生产过程需要利用大量的水资源,同时排放出的工业废水还会对周围水环境造成严重影响。为了揭示纺织品生产过程的水资源综合影响,运用工业水足迹的概念与原理,探讨和明确了纺织品工业水足迹评价的系统边界与内容,建立了相应的核算方法,并选择了花灰布、漂白布、染色布、色织布等四种典型棉纺织产品进行了工业水足迹评价。结果显示,漂白布的工业水足迹较小为36.51L/lb,花灰布次之为37.84L/lb,染色布的平均工业水足迹为61.52L/lb,色织布水足迹最大,平均值为81.51L/lb。比较同种类型、不同颜色纺织品的工业水足迹,由大到小依次为深色中色浅色,即颜色越深对水资源的影响程度最大。从水足迹构成来看,棉纺织产品的工业水足迹主要来自于直接工业水足迹,间接工业水足迹占比较小;在直接工业水足迹的构成中,蓝水足迹的贡献较大。     

广东省水资源特点和合理开发利用研究

本文论述广东水资源量,时空分布和季节变化特点,并分析广东用水存在问题,不合理开发利用水资源和浪费水;水库蓄水和调节能力未能满足用水要求;水质污染日渐严重。使水资源渐感紧缺。按目前用水趋势,要达到供需水平衡,必须成立统一管理水资源的流域机构;按不同的经济发展阶段,改变其主要洪水职能;节约用水;增加水库的供水和调节能力;改变调峰发电方式：提高重复用水率;保护水质;做好水土保持工作。最后提出,制定地方经济发展总体规划时,其用水量必须与可能供水量相适应。     

北京市水足迹及农业用水结构变化特征

运用水足迹的理论和方法计算评价了1990—2005年北京市水足迹及水资源利用的可持续性,在此基础上进一步分析了北京市农业用水结构的变化特征。结果表明:(1)北京市水足迹从1990年的81.5亿m3上升至2005年的168.6亿m3,人均水足迹由750.1m3上升为1096.0m3;(2)北京市水资源匮乏度不断升高,1995年以来水资源自给率呈下降趋势,与之相对应的水资源依赖度越来越高;(3)农业部门用水量在本地用水量中的比例平均每年为55.1%,虚拟水净输入量在虚拟水净输入总量中的比例平均每年达到89.1%;(4)高耗水型作物产品生产用水比例升高加大了农业用水压力,动物产品生产用水量呈增加趋势,2001—2005年动物产品生产引入的虚拟水占到其虚拟水总量的81.3%。北京市水资源利用呈不可持续状态,通过农业系统内部结构的优化调整,实现农业部门水资源的高效利用是缓解北京市水资源紧缺问题的关键。     

On the osmotically unresponsive water compartment in cells

Differences in colligative properties (freezing point, boiling point, vapor pressure and osmotic behavior) between water in living cells and pure bulk water were investigated by re-evaluating reports of the osmotic behavior of mammalian cells. In five different animal cells, osmotically unresponsive water (OUW) values ranged from 1.1 to 2.2 g per g dry mass. Detailed analysis of human red blood cell (RBC) data indicates a major role for hemoglobin OUW-values, aggregation and packing in cell volume regulation that can be explained for the first time in relevant molecular terms.     

Competition for water for the food system

Although the global agricultural system will need to provide more food for a growing and wealthier population in decades to come, increasing demands for water and potential impacts of climate change pose threats to food systems. We review the primary threats to agricultural water availability, and model the potential effects of increases in municipal and industrial (M&I) water demands, environmental flow requirements (EFRs) and changing water supplies given climate change. Our models show that, together, these factors cause an 18 per cent reduction in the availability of worldwide water for agriculture by 2050. Meeting EFRs, which can necessitate more than 50 per cent of the mean annual run-off in a basin depending on its hydrograph, presents the single biggest threat to agricultural water availability. Next are increases in M&I demands, which are projected to increase upwards of 200 per cent by 2050 in developing countries with rapidly increasing populations and incomes. Climate change will affect the spatial and temporal distribution of run-off, and thus affect availability from the supply side. The combined effect of these factors can be dramatic in particular hotspots, which include northern Africa, India, China, parts of Europe, the western US and eastern Australia, among others.     

Aquaporins and biological rhythm

Aquaporins are membrane-intrinsic proteins that facilitate membrane transport of water and small solutes or even gases. Aquaporin genes are found in almost all living organisms. In plants the proteins account for water uptake and transport as well as CO₂ availability for photosynthesis. These processes are subjected to diurnal or circadian regimes. Expression and even function of aquaporins also follows day - night rhythms. Significance of aquaporin function in chronobiology has been provided by recent publications, which are summarised here. Examples of the significance of aquaporins in processes related to chronobiology are given for root water transport and leaf movement in several plant species.     

工业水足迹评价与应用

大规模的工业生产不但消耗了大量的水资源,同时产生了大量的工业废水,这是造成和加剧全球或区域水资源危机和水环境问题最重要的原因之一。对工业生产过程的水资源综合影响进行科学有效评估是目前资源环境管理领域研究的重要问题之一,是采取有效措施、提升工业生产的水资源利用效率和管理水平的重要前提和基础。以发展和完善工业生产过程的水资源综合影响的评价系统和方法体系为目标,基于水足迹理论,提出了工业水足迹的概念,即用以测量由某一产品、工业企业、行业或区域的工业生产过程引发的水资源利用增量的一个多维指标。以此概念为理论基础,进而首先分析了工业水足迹的内涵,包括直接工业水足迹与间接工业水足迹两部分。另外,区别于全生命周期的水足迹,工业水足迹评价是针对工业生产过程中由于工业原料、辅料、能源和水的输入,以及废水、废物与产品的输出产生的水足迹,其系统边界不包括分销零售、消费使用与废物处理等环节。其次,在确定的系统边界内构建了工业水足迹的核算框架和基础方法体系,即从生产、公共及运输3个方面收集数据、处理并核算。最后,从产品、企业、行业和区域4个层面对工业水足迹的应用及其意义进行了展望。     

基于投入产出表的中国水足迹走势分析

水足迹是近年来国内外研究水资源压力的常用方法.基于投入产出表的水足迹分析方法,分析了我国1997-2007年的水足迹状况,改进了耗水系数的计算方法,研究了基于稀释理论的灰水足迹计算方法,计算了外部水足迹及额外水足迹负重以及相应系数,分析了我国水足迹消费的商品(服务)结构.结果表明,1997-2007年我国年均水足迹总量为2.83万亿m3,总体呈现下降趋势,其中蓝水足迹为2183亿m3,灰水足迹为2.62万亿m3(以Ⅲ类水标准核算).在水足迹总量中,间接水足迹占据比例达到90％,可见水资源压力的产生主要基于商品或服务的消费.我国水足迹基本上依靠自给,同时我国承担其他国家的水资源压力的比例很大,但是整体上呈现下降趋势.从水足迹消费商品(服务)结构上看,与饮食相关的商品或服务占较大比例.     

南水北调对海河流域水生态环境影响分析

提出可定量分析研究流域水循环变化对水生态环境影响的关联分析方法 ,并对海河流域现状进行了关联分析和和评价。分析研究表明人类对水资源的过度开发利用已改变了海河流域的天然水循环并导致水生态环境全面退化。进一步对未来无南水北调和有南水北调的情况进行定量模拟计算 ,结果表明在无南水北调的情况下 ,未来海河流域将处于无法兼顾发展经济和保护生态环境的困境 ;在实施南水北调的情况下 ,水资源可支撑海河流域经济发展并影响和改善整个流域的水循环状态 ,从整体上遏制海河流域水生态环境恶化的趋势 ,但入海水量仍无法改善