白洋淀原生动物群落多样性变化与水质关系研究

报道了大型浅水型湖泊原生动物群落变化与富营养化关系的研究,通过对华北平原最大淡水湖-河北白洋淀两个湖区9个采样站的初步调查,共鉴定出77种原生动物,其中43种为该湖首次记录：利用PFU原生动物群落结构和功能方法快速（两次实验的群集速度均为1d时间）监测了不同湖区的水质状况,水质分析及原生动物定性和定量调查结果表明,湖区Ⅰ（安州至枣林庄5个采样点）水体的污染程度明显大于湖区Ⅱ（圈头至端村4个采样站）,通过与20世纪50年代的调查资料比较,较好地反映了白洋淀富营养化的发展趋势。     

岱海表层沉积物中内源磷的释放

以北方半干旱地区典型内陆封闭湖泊岱海为研究对象,开展了上覆水质及多种环境因子(温度,pH,溶解氧,扰动,光照)对湖泊沉积物内源磷释放的影响研究。结果表明:(1)温度升高有利于内源磷的释放,湖泊水体在温度较高的夏季更易呈现富营养化状态;(2)碱性条件有利于磷的释放,岱海水体属微碱性环境(pH8.8),若水体pH进一步升高,将会造成沉积物内源磷的大量释放;(3)厌氧条件(ρDO0.8mg/L)有利于磷的释放,岱海湖心区水深较深,易形成厌氧环境,因此湖心区内源磷释放强度较浅水区大;(4)强烈扰动有利于磷的释放,这会对浅水区的底质产生较大影响;(5)照度通过底栖藻类的生物作用,间接地限制了沉积物释磷对上覆水中磷浓度的影响。     

Methane Release through Resuspension of Littoral Sediment

Sediment in the littoral zone of lakes is frequently disturbed by wave action or bioturbation, resulting in sediment resuspension. In undisturbed sediment, methanotrophic bacteria efficiently reduce the diffusive flux of methane into the water column. In a microcosm study, the resuspension of littoral sediment was simulated in sediment cores for a winter (n = 3) and a summer situation (n = 3). The erosion of surface sediment resulted in a large flux of methane into the overlying water (207 ± 176 μmol h⁻¹ m⁻² in winter and 73 ± 18 μmol h⁻¹ m⁻² in summer). Only a minor part (16 ± 7%) of the methane released was oxidized by methanotrophic bacteria, whereas the major part escaped into the water column. Only 6–16% of the littoral zone has to be resuspended to reach the same flux as from undisturbed littoral sediment. For the daily flux, a sediment resuspension has to last 1–4 h to reach the undisturbed daily flux. The study reveals the important role of sediment resuspension in the littoral methane cycle as an intense but variable source of methane of largely unknown magnitude.     

鄱阳湖都昌候鸟自然保护区丰水期和枯水期鸟类多样性

2009年12月和2010年5月,利用样线法和同步调查法对江西省鄱阳湖都昌候鸟自然保护区的鸟类开展了调查,分析了丰水期和枯水期鸟类群落结构的特征及其差异.野外调查共记录到鸟类14目43科169种.丰水期鸟类有36科96种,枯水期鸟类36科135种.其中,国家重点保护鸟类17种.结合保护区日常监测到白鹤(Grus leucogeranus)、灰鹤(G.grus)、白头鹤(G.monacha)和白枕鹤(G.vipio)的分布记录,该保护区鸟类累计达173种.保护区枯水期鸟类以雀形目、鹆形目和雁形目为主,分别占枯水期鸟类种类总数的47.4％、13.3％和9.6％;丰水期鸟类以雀形目、鸻形目和鹳形目为主,分别占鸟类种类总数的58.3％、8.3％和10.4％.枯水期和丰水期鸟类物种组成存在明显的季节性变换.枯水期农田生境鸟类多样性最高,其次是草洲、沼泽和水体,泥滩生境鸟类多样性最低;丰水期农田和水体生境鸟类多样性基本相同.都昌候鸟自然保护区枯水期的优势种为八哥(Acridotheres cristatellus)、白头鹎(Pycnonotus sinensis)、灰椋鸟(Sturnus cineraceus)、麻雀(Passer montanus)和山斑鸠(Streptopelia orientalis),丰水期为白鹭(Egretta garzetta)和八哥.     

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.     

太湖水体典型重金属镉和铬含量及其生态风险

2010年9月使用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)对太湖水体中典型重金属镉和铬的暴露水平进行监测,在分析重金属暴露特征及其对太湖水生生物慢性毒性效应的基础上,采用安全阈值法进行生态风险评估.结果表明:镉和铬在太湖水体中均有检出,它们的平均暴露浓度分别为0.85和40.04μg·L-1;与铬相比,太湖水生生物对镉更敏感;铬的安全阈值＞1,镉的安全阈值略＜1,表明铬已对太湖水生生物造成一定的生态风险,而镉尚未对太湖造成明显生态风险.镉和铬的生态风险评估结果表明,毒性相对较低的铬,在高浓度环境暴露下会对生态环境造成较大风险,应给予足够重视.     

Current status and future tendency of lake eutrophication in China

Current trophic status and trend of Chinese freshwater lakes were investigated in this study. The results showed that all lakes studied were commonly undergoing the eutrophica-tion process, water quality decreased and lake's ecosystem is being declined. Most of the urban lakes are facing serious eutrophication. Many medium-sized lakes are in metrophic or eutrophic status, some local water are even approaching the hypertrophic level. The famous five freshwater lakes in China have entered into eutrophication in the condition of higher nutrient load. Lake Taihu, Hongze and Caohu are already in eutrophic state. Eutrophic lakes are mainly distributed in the middle and lower reaches of Yangtze River and Yungui plateau. Lake eutrophication developed rapidly. Among the 34 lakes studied in 1970's, most of lakes were in the mesotrophic status, mesotrophic water area accounted for 91.8%. With the nine year of 1978-1987 the area percentage of oligotrophic lakes decreased from 3.2% to 0.53%, and that of eutrophic lakes increased from 5.0% to 55.01%. Recent data showed 57.5% lakes were in eutrophic and hyper trophic status of the 40 surveyed lakes. Eutrophic trend of Lake Taihu, Chaohu and Xuanwu in the region of the middle and lower reaches of Yangtze River was predicated using the ecological stress model. The results showed that in 2008 Lake Taihu, Chaohu and Xuanwu might be of eutrophication, eutrophication and hypertrophication, respectively if no control measurement is taken. Provided the pollution water treatment rate is 60% in 2030, approximately 30 billion ton pollution water would still be discharged directly in the lakes. Therefore, in 2030 the urban lakes in China might be eutrophication or hypertrophication, and most of the medium-sized lakes at the urban-rural fringe might be in eutrophication or hypertrophication. The famous five biggest freshwater lakes in China might be eutrophication if control countermeasures are taken as now. Lake eutrophication has become a serious environmental problem in China. Based on the domestic and foreign experiences of the eutrophic control technologies, both nutrient pollution control and lake ecological restoration should be carried out and this may be the guidance for the eutrophic control of lakes in China.     

叶冠尺度野鸭湖湿地植物群落含水量的高光谱估算模型

利用高光谱遥感技术定量估测野鸭湖湿地植被含水量,对于监测和诊断野鸭湖湿地植被的生理状况及生长趋势具有重要意义,也能够为高光谱遥感影像在野鸭湖湿地植被含水量诊断中的实际应用提供理论依据和技术支持.采用Field Spec 3野外高光谱辐射仪,获取了野鸭湖典型湿地植被冠层和叶片的光谱,并测定了对应的含水量.以上述实测数据为基础,首先以芦苇为例初步探明了不同含水量水平下典型湿地植被冠层和叶片光谱反射率的响应模式,然后采用相关性及单变量线性与非线性拟合分析技术,从冠层和叶片两种层次,对不同尺度下的含水量与“三边”参数及高光谱植被指数进行了分析拟合,并采用交叉检验中的3K-CV方法对估算模型进行了测试和检验,确立了不同尺度下野鸭湖湿地植被含水量的定量监测模型.结果表明:(1)随着含水量水平的增加,芦苇冠层与叶片光谱在可见光波段(350-760 nm)和红外波段(760-2500 nm)的反射率均呈逐渐降低趋势.(2)不同尺度含水量与选取的光谱特征参数整体上相关性较强,与“三边”参数基本上都呈极显著相关,相关系数最大达到0.906;与高光谱指数全部呈极显著相关,相关系数最小为0.455,最大达到0.919,并通过选取不同尺度上相关性最佳的光谱特征参数,分别基于“三边”参数和高光谱植被指数构建了不同尺度下的含水量估算模型.其中,冠层尺度下,黄边面积(SDy)与SRWI( Simple Ratio Water Index)的估算效果最好,估算模型分别为y=-9.462x2 -2.671x+0.608和y=0.219e1.010x;叶片尺度下,红边面积(SDr)与WI( Water Index)的估算效果最好,估算模型分别为y=0.562x+0.376和y=2.028x2 -0.476x-1.009.通过3K-CV的交叉验证,不同尺度下的含水量估算模型均取得了较为理想的预测精度,预测精度的最小值为94.92％,最大值为97.06％,表明估测模型具有较高的可靠性与普适性.(3)高光谱植被指数与含水量拟合方程的拟合度相对高于“三边”参数与之建立方程的拟合度,说明多波段组合的光谱特征参数更适合含水量的判别.     

巢湖崩岸湖滨基质-水文-生物一体化修复

湖滨带生态修复不是简单的水生植物移种,还必须提供其适于生存的基质、水文等外部物理条件。基质作为水生植被的载体,既需要适宜的柔度,也要求一定的刚度。在巢湖崩岸湖滨综合调查的基础上,系统分析了崩岸湖滨带生态退化的成因,研发了基质、水文、生物一体化修复技术,解决了水生植物在恢复生长时期受基质流失和水力切割影响的问题,为水生植物营造了适宜的水生环境。通过西北岸万年埠湖滨的示范工程建设,取得了良好的治理效果,为巢湖崩岸湖滨的生态修复提供一种生态型的、可工程化实施的技术方法。     

越冬地气候条件对鄱阳湖自然保护区白琵鹭种群数量的影响

分析了1985—2011年鄱阳湖国家级自然保护区白琵鹭(Platalea leucorodia)越冬种群数量的年际变化趋势,检验了白琵鹭种群年际数量变化与越冬地气候变化的相关性,气候变量包括月平均气温、月平均最高气温、月平均最低气温和月降水量。研究结果表明,1985—2011年鄱阳湖国家级自然保护区白琵鹭种群数量为(4 632±470)只,呈显著的线性增长趋势,但年际波动较大。在越冬地,白琵鹭的种群数量与白琵鹭越冬期当年冬季各月的气温和降水变量相关系数较小,且均没有显著的相关性。同时,发现越冬地的气候条件对白琵鹭种群数量的影响存在显著的时滞效应:越冬期的月值气候变量与1—9a后的白琵鹭种群数量几乎都存在显著正相关性;10月降水量与2a后的白琵鹭种群数量存在显著负相关,12月平均最高气温与8a后的白琵鹭种群数量存在显著负相关。多元线性回归分析结果表明,越冬地2a前的10月平均最高气温、4a前的11月平均最高气温、8a前的11月降水量、4a前的12月平均气温是白琵鹭种群数量变化的显著预测变量,共同解释了白琵鹭种群数量年际变化的78.9%;其中前3个变量可以共同解释白琵鹭种群数量变化的72.1%,这两个月份正是白琵鹭的越冬初期,是结束长距离迁徙的阶段,可能是白琵鹭补充能量的关键时期,这个时期越冬地恶劣的天气可能导致白琵鹭无法获得充足的能量,不利于能量的恢复,从而可能给种群造成不利的影响。