滇池入湖河口生态浮床植物筛选研究

通过植物适应性试验、植物抗逆性试验、植物根系氧化力测定及水体水质指标检测等方法,研究了美人蕉(Canna generalis Bailey)、香根草(Vetivaria zizanioides.)、茭白(Zizania latifolia.)、香蒲(Typha angustata Boryet Chaub)等4种植物对污染水体主要污染物(有机污染物、总磷、总氮)的去除效果,以选择适用于滇池大清河入湖河段污染水体修复的生物浮床植物种。各项指标综合分析结果表明,四种备选植物在对污染胁迫的适应性以及对水体污染物的去除能力均存在较大差异,其中美人蕉对污水环境的适应性最强,对污染物的去除效果也较理想。经比较认为以美人蕉为主,辅以香蒲(T.angustata Boryet Chaub)及其他伴生种是构建大清河生物浮床较合理的群落结构。     

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。     

基于生态系统净化与人为调控耦合作用的水环境承载力评估

针对目前水环境承载力相关研究中未突显生态系统净化作用和人为调控作用的问题,从生态系统污染净化功能和人为调控污染削减功能两个角度,提出基于生态系统净化-人为调控耦合作用的水环境承载力概念,并构建流域环境承载力评估模型。以滇池流域为例,计算了2015年滇池流域水环境承载力。研究结果表明:滇池流域2015年水环境承载力综合指数为1.16,处于超载状态;流域环境承载力分布呈现北高南低,北部限制因子化学需氧量,南部为总磷;调水工程调入水量出境携带污染物约为流域水环境承载力的16%,对流域水环境改善十分重要;人为调控污染削减能力在流域水环境承载力中所占比例已超过50%,成为不可忽视的一部分。     

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.     

流域水环境污染模型及其应用研究综述

流域水环境污染模型是研究流域水环境问题的重要工具,通过对整个流域系统及其内部发生的复杂污染过程定量化描述,识别污染物主要来源和迁移途径,估算污染负荷,评价其对流域水环境的影响,可为流域规划与管理提供决策依据.本文对当前国内外广泛应用的流域水环境模型,尤其是模拟污染负荷的模型进行了系统总结,主要包括污染负荷模型(GWLF与PLOAD)、受纳水体水质模型(QUAL2E与WASP)、以及集成污染负荷与水体水质的综合流域模型(HSPF、SWAT、AGNPS、AnnAGNPS、SWMM),着重介绍各模型的结构原理与主要特点,讨论模型实际应用的局限性.此外,还对其他水质模型(CE-QUAL-W2、EFDC和AQUATOX)与综合流域模型(GLEAMS和MIKE SHE)进行了简要的总结.最后,通过对单个模型独立运用和多个模型联合运用的案例分析,探讨了流域水环境污染模型的发展趋势与应用前景.     

环境水体微囊藻毒素微生物降解技术研究进展

湖库水体富营养化及其产生的藻毒素污染已对生态环境和人类健康构成极大威胁,而目前常规水污染控制技术存在一定的局限性,因此水环境中藻毒素处理新工艺亟待研发.鉴于环境水体中的微囊藻毒素可被微生物降解为无毒或低毒的中间产物,本文综述了微囊藻毒素的降解菌株、生物降解过程影响因素与机理、降解产物及其结构特性等,总结了目前微囊藻毒素降解菌株在水环境修复中的应用,并对今后微生物降解微囊藻毒素的研究方向进行了展望,以期为解决我国日益严峻的湖库水体藻毒素污染和饮用水安全问题提供技术思路.     

滇池水体理化环境状况时空分布格局研究

在滇池全湖设置了 4 0个采样点 ,从 2 0 0 2年 9月至 2 0 0 3年 8月 ,按每月一次的频度对滇池水体的pH、溶解氧、透明度、总磷、溶解性总磷、溶解性磷、总氮、氨氮、Chla进行了为期一年的监测。结果表明 ,滇池外海水质已属V类及超V类水质 ,重富营养程度 ,只能满足工业和农业供水水质要求。滇池外海水质存在区域性强的特点 ,其污染程度与该地区的工农业分布格局相关 ,西北部水质污染情况最为严重 ,北部次之 ,南部最轻 ;在不同月份水质存在明显差异 ,在汛期 (5— 9月份 )水质污染最为严重 ,冬春季节则较轻。本研究初步揭示了滇池污染的现状及时空分布规律 ,为分区域治理滇池水污染提供了科学依据     

滇西北高原入湖河口退化湿地生态修复效益分析

选取滇西北高原典型退化湿地剑湖,对入湖河流永丰河入湖河口退化湿地进行的生态修复措施及其效益进行研究,评估其恢复效果,为高原退化湿地的修复和污染湖泊的治理提供依据。研究地修复2a后,入湖河口湿地景观格局得到较大改善,空间结构得到优化配置;水质状况明显改善,水体透明度提高101%,水体中总氮(TN)、氨氮(NH+4-N)、硝氮(NO-3-N)、总磷(TP)、化学需氧量(COD)的含量较恢复前明显下降,去除率分别达到62.5%、89.3%、62.5%、91.7%、68.0%,这一水质降解结果表明:基底修复促进了入湖河口水文状况的改善,而依据植物对不同浓度污水的适应状况进行多生活型、多种类的植物配置,并适当增加沉水植物比例,有效发挥了植物的净化作用,但不同湿地植物群落之间净化效果存在差异,显示了植物对氮磷的喜好程度和植物间的互作关系,而相同植物群落在不同浓度污水条件下的表现同样存在差异。因此,污染水体的治理必须选择性利用适合不同污水浓度的水生植物进行合理的群落配置,同时,根据水质变化及时对植物进行适应性调整,有利于植物的生长和湿地生态系统的稳定,以及湿地生态系统结构和功能的恢复。该退化湿地修复后,每年可产生以净化功能效益为主的生态系统服务功能价值185万元,以水源涵养和生物多样性保育、生态旅游等的生态系统服务功能价值32.7万元,以及以生态农业系统为主的市场价值270万元,呈现了较好的经济、社会效益和生态效益价值。     

大堤型湖滨带生态系统健康状态驱动因子——以太湖为例

湖滨带是湖泊生态系统的重要组成部分,对维持湖泊生态系统健康和改善水环境功能具有积极作用。由于防洪需要,我国许多湖泊在湖滨带中修建了防洪大堤,防洪大堤对湖滨带生态系统的影响还缺乏研究,识别引起大堤型湖滨带生态健康退化的驱动因子是开展湖滨带生态修复的必要前提。针对太湖湖滨带的特点,在定性筛选了太湖主体营养状态、入湖河流污染负荷通量、岸带类型、风浪强度4个主要影响因子的基础上,分别采用"多元线性逐步回归法"和"偏相关系数法"进行驱动因子识别,2种方法确定的驱动因子个数均为3个,且3者的驱动力大小排序也相同,即太湖主体营养状态>岸带类型>入湖河流污染负荷通量。3个驱动因子对太湖湖滨带生态系统健康的影响均为负效应,也即太湖主体的营养状态综合指数越高、入湖河流污染负荷通量越重、岸带状况越差,湖滨带生态系统也就越不健康。另外,从统计方法的角度解释了"风浪强度"没有入选为驱动因子的原因;澄清了现阶段环境学、生态学领域对"驱动因子"识别方法的误解及不足之处。研究结果为大堤型湖滨带的生态修复方案提供了理论支持。     

用污染指示菌评价城市水体污染的研究

选择湖南省常德市江北城区水体为代表开展本项研究。结果表明,水体中污染指示菌,总大肠菌群（ＴＣ）和粪大肠菌群（ＦＣ）密度同ＢＯＤ＿５负荷以及综合污染指数Ｐ呈高度正相关。所以,污染指示菌指标,特别是粪大肠菌群指标足综合评价城市污水,尤其是生活污水污染的一个必不可少的重要参数。对该城区水体细菌污染的评价结果是,生活污水排放愈集中的地区,细菌污染愈严重。其中护城河水的ＴＣ密度超出我国地面水Ⅲ级标准４个数量级;ＦＣ密度超过ＷＨＯ娱乐用水标准３个数量级。护城河是细菌污染最严重水体。包括滨湖公园内湖在内的接纳生活污水多或较多的水体,细菌污好也相当严重。只是远离城区的柳叮湖受污染程度较轻。     

河湖生态系统生态用水优化研究——以滇池流域为例

生态需水是河流与湖泊生态系统健康的重要基础。湖泊流域的河流与湖泊生态系统之间存在密切的水量联系,目前对流域内生态用水的研究多为单一生态系统生态需水简单相加,忽略了河流和湖泊之间复杂的水量联系。基于河湖复合生态系统之间的水量联系构建了河湖生态系统生态用水优化模型,并以滇池为例分析了河湖生态系统生态用水规律。结果表明：湖泊流域中单一河流或湖泊生态需水计算结果不能满足复合生态系统的生态用水要求,需要综合考虑河流和湖泊之间的水量联系;在当前水质状况下,牛栏江每年的调水量不能满足滇池流域的生态用水要求;滇池流域水体污染对流域内生态用水影响较大,随着水体污染程度的下降,流域生态用水量和调水量呈指数下降,河流生态用水呈线性下降。     

过水性湖泊自净能力的动态变化

通过对过水性湖泊骆马湖1991—2003年出、入湖口附近主要水质指标监测资料的分析,研究了湖泊湿地自净能力的变化情况。结果表明:1991—2003年,各采样点水质指标无显著变化,但出、入湖口水质差异显著,表明骆马湖目前尚有较强的自净能力;各采样点间主要水质指标的变异系数逐渐减小,表明湖泊对水体总氮、溶解氧、挥发酚、非离子氨、砷等主要富营养化物质和污染物的净化能力不断减小,湿地生态系统的自净能力显著下降。总氮、溶解氧及部分外源污染物指标在不同采样点间的变异系数可作为湿地生态系统自净能力与健康状况的重要参考指标。     

基于深度神经网络算法的水体透明度反演方法

水体透明度能够直观反映湖泊水质状态,掌握长时间大尺度湖泊水体透明度是控制和改善湖泊水生态环境的关键。由于滇池的水质原位监测工作起步较晚,导致长时间序列的历史湖泊水体透明度数据的缺失。为此,以滇池为研究区,以深度神经网络算法为理论基础,以原位监测和MODIS遥感影像为数据,对2001年1月1日—2018年12月31日滇池水体透明度进行反演,并利用地理空间分析方法探讨了滇池湖泊水体透明度时空变化特征。研究结果表明:(1)提出的反演模型具有较好的性能(RMSE=0.1359,MAE=0.1134),能够客观反映湖泊水体透明度状况;(2)时间变化特征分析结果表明,滇池水体透明度总体呈现下降趋势,综合变化率为-0.08 m/10 a;(3)空间变化特征分析结果表明,水体透明度较高的区域下降率较大,水体透明度较低的区域变化趋势相对稳定,距离城区及居民区较近的水体透明度相对较低;人类活动将成为影响滇池水体透明度变化的重要因素,同时也是造成滇池水体污染的主要因素。     

污染湖泊生态系统服务净价值评估——以滇池为例

水污染是我国湖泊生态系统面临的主要环境问题,评估污染条件下湖泊生态系统服务价值对认识和恢复污染湖泊生态功能具有重要意义。针对当前湖泊生态系统服务价值评估方法中未体现水污染负面影响的问题,在传统生态系统服务功能价值评估框架的基础上,将水污染造成的经济损失内化到生态系统服务功能价值中,提出了针对污染湖泊的生态系统服务功能价值评估方法。应用该方法核算了滇池生态系统服务净价值。结果表明:2006—2015年滇池年均生态系统服务功能价值为386.55亿元/a,水污染改变了滇池的价值结构,供水价值丧失,气候调节、旅游和蓄水等成为滇池生态系统服务功能价值的主体;滇池水污染对流域内外经济社会发展造成的损失达到15.23亿元/a,主要经济损失体现在生态补水费用和蓝藻去除费用;综合湖泊生态系统服务的正向价值和水污染的负向损失,滇池的净生态系统服务价值为371.33亿元/a,占流域GDP的11.7%。将水污染损失纳入湖泊生态系统服务功能价值评估中增强了评价结果的合理性,能够更加真实地反映湖泊生态系统对人类经济社会发展的综合影响。     

Water quality of rivers in the drainage basin of Lake Peipsi

Water quality and general regularities that have taken place in the water quality of rivers in the drainage basin of Lake Peipsi have been studied. The lake is located in the basin of the Narva River. Several changes of the water quality of the lake in 1970–1990, caused by increasing human impact, have been observed. The water quality of Lake Peipsi depends on its pollution load whereby the main part of the pollution reaches the lake via rivers. In 1985–1989 an extensive research programme of the lake and its drainage basin was carried out. In this paper a part of these results as well as recent changes in the water quality of the rivers of the Estonian side are studied. In the last years an improvement of the general state of rivers in the drainage basin of Lake Peipsi has taken place; the content of organic substances and nutrients in the inflows of Lake Peipsi and in the Narva River (lake outflow) is decreasing.     

2002-2018年滇池外海蓝藻水华暴发时空变化特征及其驱动因子

为弄清滇池外海蓝藻水华暴发时空变化规律及其影响因素,将滇池外海分为北、中、南3个区域,基于2002—2018年期间中分辨率成像光谱仪(MODIS)反演的水华面积,分析了上述3个区域蓝藻水华的时空变化特征。基于2007—2018年水文、气象和出入流数据,构建了外海三维水动力生态模型(AEM3D),并计算了各区域的水力滞留时间。通过冗余分析(RDA)、随机森林(RF)和斯皮尔曼相关分析方法,分析了影响以上区域蓝藻水华暴发的主要驱动因子。结果表明：2002—2018年期间,整个滇池外海区域年平均水华面积比(水华面积占该区域总面积比例)呈缓慢下降趋势,空间上由北向南依次递减,整个外海水华暴发面积最大主要发生在秋季。在外海北部区域,其东部水华较西部更为严重,而在中部和南部区域,呈现西部水华较东部更为严重的空间分布模式。通过对各影响因子的统计分析发现,风速、水温和日照时长是上述各区域中蓝藻水华暴发的主要决定性因素。水华暴发期间以西南风为主导风向,且上述区域的水华面积比随风速增加呈下降趋势。在外海各区域,水力滞留时间与水华暴发面积均呈显著正相关,空间上水力滞留时间由北向南逐渐增大,风速和风向是影响蓝...     

淀山湖富营养化控制叶绿素a 基准研究初探

水质基准是制定水质标准的重要依据, 研究以淀山湖为例, 基于淀山湖二十多年来的监测数据, 通过数据分析的方法, 探讨了淀山湖叶绿素a 基准取值方法。结合淀山湖叶绿素a 变化趋势与年内分布特征, 通过参照状态法, 将叶绿素a 分为冬春季节与夏秋季节两个时期, 建议冬春季节基准值为2.0 μg/L, 夏秋季节基准值为5.0 μg/L。并参考太湖总磷推荐基准值, 利用淀山湖总磷与叶绿素a 投入响应关系, 对获得的基准值进行了初步验证。       

有机磷农药对滇池微囊藻生长和摄磷效应的影响

采集滇池水体作为铜绿微囊藻培养基,研究了两种有机磷农药(甲胺磷和辛硫磷)对微囊藻生长和摄磷效应的动力学规律。结果表明,在滇池水体中添加较低浓度的甲胺磷(0.8、1.6、3.2mg/L)和辛硫磷(0.02、0.06、0.1mg/L)均能不同程度地促进微囊藻的生长,且在HGZ培养基中抑制微囊藻生长的浓度在滇池水体中却能促进微囊藻的生长。微囊藻的生长取决于细胞内磷的浓度且对磷的吸收利用存在积累性,在微囊藻生长初期,摄取各形态磷的速率较快;随后微囊藻摄取各形态磷的速率较慢。总溶解磷(TSP)和溶解反应磷(SRP)是微囊藻优先摄取的磷形态,在生长过程中微囊藻利用了大量的溶解有机磷(DOP)作为磷源加速生长。这一特点对于微囊藻成为淡水湖泊富营养化发展过程中的一种重要优势种具有极为重要的作用。     

广州花地河藻类和底栖动物的生态调查和环境治理对策

结合近年来广州花地河水质监测的数据资料,针对水体中透明度、叶绿素a、浮游藻类和底栖动物等方面进行生态调查及对比分析.结果表明,花地河浮游藻类以耐污习性的蓝藻为优势种群,呈现了暴发生长的情况,同时底栖动物中耐污的水丝蚓的密度也在逐年不断增长,水体理化因子中,总氮和氨氮的含量亦在逐年增高,花地河水体的有机污染十分严重.提出了花地河自身净化能力已不能解决该河的重度污染问题,唯有政府有关部门的重视,进行全面的环境综合治理,才是解决问题的最好出路,并提出了运用生态学原理及跨境合作控制花地河污染的构想和建议.