大理西湖湿地景观中水体富营养化及截留功能的季节变化

科学评估湖泊型湿地水体富营养化及截留功能在季节及空间的变化规律对评价湖泊水环境质量、分析污染来源、改善湖泊水体富营养化和湿地/流域生态可持续具有重要意义。以大理洱海流域源区的西湖湿地4种景观分区下的水体为对象,分别于2019年4月(旱季末期)和10月(雨季末期)各采集32个水样,测定其总磷(TP)、总氮(TN)浓度,以截留量和水体富营养化综合指数(PI)评价大理西湖湿地的水体富营养化水平和截留功能。结果表明:农田水样TP、TN浓度均高于其他各类水样。富营养化评价表明:大理西湖湿地水体富营养化表现为旱季高于雨季,其中湿地类型中以农田水为最高(PI=3.45);景观分区中以农田区最高(PI=3.35);农业种植是导致该区域水体富营养化的主要原因。TP、TN截留量评价显示,湖滨湿地截留量(0.04、1.38 mg·L^-1)最高,具有明显的截留功能。由于研究区磷、氮外源输入大且海拔高差较小,大理西湖湿地对于水体中TP、TN的截留效应不明显,造成西湖水体的富营养化。研究结果为大理西湖湿地的水体富营养化控制和洱海生态保护提供了参考依据。     

多重环境压力下大屯海硅藻群落结构的长期变化

云南亚热带高原湖泊在过去几十年内面临着工业污染、富营养化、滩地围垦、极端干旱等多重环境压力的影响.本研究以大屯海为研究对象,结合沉积物硅藻、粒度、碳氮同位素以及年代序列等数据进行了多指标分析,重建并识别了大屯海近百年来生态环境变化的历史和硅藻群落变化的特征.结果表明： 近百年来硅藻群落组合出现了较大的转变,优势种由连接脆杆藻转变为极细微曲壳藻.结合多指标环境记录(如碳氮同位素)和现代监测记录,采用排序分析以及方差分解发现,工业污染和湖泊营养盐富集是大屯海硅藻群落结构长期变化的主要驱动因子.此外,沉积物粒度分析结果与气象数据显示,由于大屯海受到修建大坝以及多次干旱事件的影响,湖泊水动力与水体交换能力减弱,从而使沉积物硅藻群落结构也发生了相应的变化.     

疏浚后杭州西湖浮游动物群落的变化

2003年1-12月调查了疏浚后杭州两湖(小型、浅水、富营养化湖泊)四个采样站(Ⅰ-Ⅳ)浮游动物群落的变化。研究包括优势种组成、密度和生物量,以及浮游动物生物量与水体叶绿素a、有机物耗氧量、总氮和总磷含量之间的相关分析。疏浚后,Ⅲ-Ⅳ站原生动物第一优势种由似铃壳虫(Tintinnopsis sp.)变为筒壳虫(Tintinnidium sp.);Ⅲ-Ⅳ站轮虫第一优势种由暗小异尾轮虫(Trichocerca pusilla)变为针簇多肢轮虫(Polyarthra trigla);Ⅰ站的长额象鼻溞(Bosmina longirostris)和Ⅲ站的微型裸腹溞(Moina micrura)分别取代了长肢秀体溞(Diaphanosoma leuchtenbergianum)第一优势种的地位;桡足类中,剑水蚤优势种为粗壮温剑水蚤(Thermocyclops dybowskii),哲水蚤优势种为汤匙华哲水蚤(Sinocalanus dorrii)。疏浚后,西湖浮游动物平均密度增加了80.5%,其中原生动物密度增量贡献57.3%。平均生物量增加了49.7%,其中轮虫生物量增量贡献36.5%。西湖浮游动物生物量与水体叶绿素a、有机物耗氧量和总磷含量之间均呈垃著的正相关关系。不同采样站中,以Ⅳ站环境生态因子与浮游动物生物量之间的相关程度最高,其次为Ⅲ站、Ⅰ站和Ⅱ站,水体环境生态因子对浮游动物的影响程度与其优势利演变的体现相一致。在不同浮游动物类群中,枝角类生物量与水质生态因子之间的相关程度最高,其次为轮虫、桡足类和原生动物。     

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。     

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。     

疏浚工程前后杭州西湖枝角类群落结构的变化

调查了疏浚工程前(1995年)与疏浚工程后(2003年)杭州西湖四个湖区枝角类的群落结构,包括密度、生物量、多样性指数以及优势种组成的变化,并对枝角类生物量与水质理化因子之间的相关关系进行了分析。结果表明：西湖枝角类平均密度由1995年的1．86ind／L上升到2003年的4．53ind/L,生物量由1995年的0．051mg／L上升到2003年的0．093mg/L,而多样性指数平均值则由1995年的10．39下降到2003年的4．33。疏浚后,西湖原第一优势种长肢秀体溞(Diaphanosoma leuchtenbergianum)的优势度明显下降,一些体型较小的优势种,如长额象鼻涵(Bosmina longirostris)、颈沟基合溞(Bosminopsis deitersi)和微型裸腹溞(Moina micrura)的优势度均有不同程度的增加：某些湖区长额象鼻溞和微型裸腹溞取代了长肢秀体溞第一优势种的地位。枝角类年平均生物量与水体年平均叶绿素a和总磷含量之间均有显著的负相关关系,并有随水体透明度提高而增加、随pH值增大而下降的趋势。长肢秀体溞、长额象鼻溞和颈沟基合溞在营养水平较低的湖区具有较大的密度和生物量,而微型裸腹溞则在营养水平较高的湖区具有较大的密度和生物量。水体富营养化程度不同被认为是枝角类在湖区间具有不同分布格局的重要原因。     

抚仙湖和滇池硅藻生物多样性与生产力关系的时间格局

目前国内对生产力–生物多样性关系(productivity–diversity relationship,PDR)的研究主要集中于陆地生态系统和空间尺度,少量关于湖泊系统的研究也主要集中于现代调查,缺乏较长时间尺度上的模式探讨。本文应用沉积物色素记录重建了抚仙湖和滇池初级生产力变化历史,对硅藻群落的主成分分析(PCA)表明两个湖泊的初级生产力都是驱动硅藻群落变化的主要环境梯度。进一步分析硅藻群落α与β多样性响应湖泊生产力水平的模式,发现滇池硅藻群落表现为随着系统生产力的上升物种丰富度减少,β多样性降低,而抚仙湖呈现相反的变化模式。两个湖泊β多样性与生产力平均水平的关系均表现出与α多样性相似的特征,但在与生产力变化幅度的关系上,滇池表现出显著的负相关,而抚仙湖则没有显著的变化。滇池硅藻群落生产力随硅藻多样性的降低显著增加(R2=0.597,P0.01),而在抚仙湖无显著变化,表明了滇池群落多样性的维持对群落生产力的影响较弱,如与营养盐富集的促进作用相比。滇池明显的富营养化过程与强烈的人类扰动带来的环境异质性降低可能对群落多样性–生产力的关系产生了明显的控制作用。     

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。     

昆明小型城市湖泊叶绿素a浓度与硅藻群落的时空分布及主控因子

水体叶绿素a浓度(Chla)与硅藻群落特征是指示湖泊水质的常用生物指标。本研究于2017年3月—2019年12月调查了昆明市4个小型湖泊(云南师范大学校园内北潭、北湖、南湖、龙潭)的水体环境指标、Chla浓度和硅藻群落的季节变化。结果显示：4个湖泊水体总氮(TN)、总磷(TP)和Chla浓度均呈现明显的季节波动。其中，营养水平最高的南湖水体Chla含量显著高于其他3个湖泊，影响南湖Chla变化的主要因子是TN;而在其他3个水体中，水温的增加显著促进了Chla浓度的上升。水温和TN是4个湖泊水体Chla时空变化的主要驱动因子。北潭、南湖和龙潭的硅藻群落以浮游硅藻占优，水深最浅的北湖以底栖硅藻为主，表明水深影响了硅藻群落的浮游物种占比与优势属种。水深、TN、TP、透明度以及水温驱动了硅藻群落的时空变化，其中，水温是影响硅藻群落季节差异的主要因子，而TN和TP是导致同一季节湖泊间硅藻群落差异的主要因子。     

水文气候波动下云南太平水库硅藻群落演替的长期特征

在区域气候变暖的背景下,干旱事件引起的水位频繁波动以及流域开发导致的污染物输入均可以直接威胁水库的生态安全.本研究以云南省太平水库为对象,通过对沉积物的物理(粒度、烧失量)、化学(碳、氮元素)、生物(硅藻群落)等代用指标的分析,并结合监测数据和调查资料,重建了该水库1937-2018年的生态环境变化过程,并识别了硅藻群...     

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。     

惠州西湖富营养化现状评价及治理探讨

惠州西湖属于城市型浅水湖泊,本文通过历史和现状数据整理和分析,采用Carlson的营养状况指数(TSI)进行评判,表明惠州西湖处于富营养阶段。通过近几年的疏浚湖底沉积物、截流城市污水和换水等工程措施,惠州西湖水体总氮和总磷有所下降。目前西湖水生生态系统处于逆向演替的藻形湖泊时期,其水生植物受到严重破坏,湖水的透明度等指标没有得到改善。研究结果表明,今后惠州西湖应走生态修复途径,生态系统的恢复与重建和非点源污染控制是关键。     

Vertical distribution and release characteristics of phosphorus forms in the sediments from the river inflow area of Dianchi Lake,China

Columnar sediment samples were collected from five representative river inflow areas of Dianchi Lake, China. The vertical distribution of each form of P were tested. Results showed that the concentration of TP in the sediments from areas A, B, C, D and E in the order of D > B > A > C > E, and the average concentration of D, B, A, C and E were 2991, 2064, 1308, 879, and 759 mg?kg^?1, respectively. The concentration of Ex-P, Fe/Al-P, Ca-P and Org-P all decreased with increasing depth. The release of Ex-P was significantly related to TP whereas the Fe/Al-P was not significantly related to TP in the samples from areas polluted by domestic sewage. However, the release of Ex-P and Fe/Al-P were both significantly related to TP in the samples from areas polluted by phosphate mining and phosphate fertilizer application. The results of equilibrium P concentration (EPC0) analysis showed that P in the sediments of areas A, D and E were the source of P in Dianchi Lake, and the P in the sediments of areas B and C were in relative equilibrium with the overlying water.     

引水和疏浚工程支配下杭州西湖浮游动物的群落变化

研究了引水和疏浚工程支配下浅水、富营养化杭州西湖浮游动物群落的长期变化,包括浮游动物的优势种类组成、密度及生物量与水环境因子的相关分析.疏浚后的2003年调查中,西湖3个采样站的定量样品中共发现69种浮游动物,其中原生动物26种,轮虫27种,枝角类和桡足类各8种.Ⅰ站浮游动物年平均生物量从1990年的0.186mg/L上升到2003年的0.705mg/L,Ⅱ站和Ⅲ站分别从0.665mg/L和0.740mg/L上升到1.399mg/L和1.195mg/L.浮游动物数量组成中原生动物和轮虫平均占99%,并占78%的生物量.在1980～2003年期间,一些优势种类如砂壳纤毛虫（Tintinnoinea）、针簇多肢轮虫（Polyarthra trigla）和长额象鼻溞（Bosmina longirostris）等显著增加了它们的丰度和优势度;暗小异尾轮虫（Trichocerca pusilla）的优势度在引水后的1990～1995年增加了,但在疏浚后的2003年下降了;而20世纪80年代的一些优势种如毛板壳虫（Coleps hirtus）、螺形龟甲轮虫（Keratella cochelearis）和短尾秀体溞（Diaphanosoma brachyurum）等在3个采样站中失去优势种地位或消失.原生动物和轮虫生物量在营养水平较高的Ⅱ～Ⅲ站明显高于营养水平较低的Ⅰ站;长肢秀体溞（Diaphanosoma leuchtenbergianum）、长额象鼻溞、颈沟基合溞（Bosminopsis deitersi）和汤匙华哲水蚤（Sinocalanus dorrii）在营养水平较低的Ⅰ站具有较大的密度和生物量,而微型裸腹溞（Moina micrura）和粗壮温剑水蚤（Thermocyclops dybowskii）则在营养水平较高的Ⅱ～Ⅲ站具有较大的密度和生物量.西湖各类浮游动物在不同湖区形成不同的分布格局主要由引水水流和水体营养状态差异造成.1990～2003年期间,在采样站变异下,浮游动物中轮虫年平均生物量与水体年平均pH值和叶绿素a含量之间分别有极显著和显著的正相关关系,与水体透明度之间有极显著的负相关关系.引水后的1995年,与轮虫生物量最密切的生态因子是叶绿素a含量,而疏浚后水体碱性环境是影响轮虫生物量最密切的生态因子.     

Sedimentary diatom assemblages in the northern part of Lake Tanganyika

Surface sediment diatoms from the northern part of Lake Tanganyika were analysed with several ordination and classification techniques. Three sample groups characterized by four diatom assemblages were recognized. The first sample group occurs in a rather shallow area near the delta of the Rusizi River on a coarse-grained sand substrate. The second and most important sample group occurs on the silty bottom of an underwater depression situated off the delta of the Rusizi River in the north-eastern part of Lake Tanganyika; its diatom composition has a great affinity to the Rusizi River diatom population. The third sample group contains all the other samples and covers an area corresponding to the west-, east- and southward continuation of the area of the second group: its diatom composition is also related to the Rusizi River diatom population, but in a less pronounced manner.