梁子湖流域降雨径流过程及氮磷流失对不同景观格局的响应

景观格局决定小流域能源流动与水沙过程,是影响氮磷流失的重要因素。以湖北梁子湖流域的双溪(农林复合型)和石桥(林地型)2个典型小流域为研究对象,在自然降雨条件下,于2016年1-12月对流域出口断面水质水量进行了连续监测,并结合丰水期典型次降雨径流过程,探讨了不同景观格局下小流域降雨径流过程和氮磷输出特征,为梁子湖环境综合治理提供一定的科学依据。结果表明:(1)降雨径流过程在不同景观格局小流域内呈现出明显差异。相比于双溪小流域,石桥小流域产流能力较强,径流过程呈现出汇流时间较短、径流响应速度较快、径流模数较大的趋势;(2)双溪小流域总氮(TN)和总磷(TP)月均输出浓度范围分别为1.29~4.28 mg/L和0.04~0.22 mg/L,均高于石桥小流域(TN:0.62~1.90 mg/L;TP:0.02~0.11 mg/L),其中硝态氮(NO_(3)^(-)-N)是氮素流失的主要形态,占TN流失的51.8%~88.2%。相比于石桥小流域,双溪小流域的NO_(3)^(-)-N/TN较大。2个小流域的氨氮(NH_(4)^(+)-N)和亚硝态氮(NO_(2)^(-)-N)输出浓度均较低并且无明显变化趋势;(3)双溪小流域的TN和TP月均输出通量范围分别为1.83~20.03 g/s和0.04~1.45 g/s,均高于石桥小流域(TN:0.62~10.01 g/s;TP:0.01~0.54 g/s),且与同时段流量呈现显著正相关关系(P<0.01);(4)双溪小流域的TN和TP流失强度分别为3.68和0.20 t/(km^(2)·a),分别是石桥小流域的1.32倍和1.30倍。氮磷流失主要集中在降雨频繁的4-7月,占全年流失负荷的70%以上。综上,梁子湖流域景观格局显著影响养分流失,优化土地利用配置和科学合理施肥是改善该流域水环境的科学措施。

近70年来梁子湖水生态环境演变

文章结合文献资料以及监测数据,对梁子湖水生态环境的演变过程进行了系统梳理。分析表明,江湖阻隔及闸坝的人为调控改变了梁子湖原有的水文节律。20世纪80年代以前,梁子湖水质良好;1986—2004年期间水质年季、年内波动显著,超标时有发生;2005—2010年,水质有所改善,但自2010以来,梁子湖富营养化趋势明显,并已由贫营养演变为中营养-轻度富营养的状态。水生态系统退化趋势明显,浮游生物及底栖动物优势物种由清洁种转变为耐污种,夏季蓝藻水华风险增高,软体动物大量消失,沉水植物衰退严重,鱼类物种数减少且小型化趋势明显。水文节律的破坏、污染物的累积、渔业生产活动的影响及洪水导致的持续高水位等是驱动梁子湖水生态环境演变的主要因素。梁子湖水生态环境治理需从污染源控制、生境改善、鱼类种群结构优化等几个方面综合考虑、长远规划,最终恢复梁子湖的清水稳定状态。

关于探索建设梁子湖生态特区的建议

环梁子湖流域跨武汉、鄂州、黄石、咸宁四市,面积3265平方公里,与正在建设中的武汉新城的远期管控范围(总面积3386平方公里)基本叠加,是国家级战略备用水源地、武汉都市圈重要的生态屏障。由于历史欠账较多,环梁子湖周边区域生态环境修复治理和可持续发展还存在一些矛盾和问题,呕待采取强有力的举措来优化环湖区域生态空间,加强梁子湖生态环境保护。

梁子湖水环境质量分析和防治措施研究

梁子湖近几年来水质波动较大,且有下降趋势,水环境保护形势非常严峻。使用水质综合污染指数和富营养化评价方法分析梁子湖的水质状况,指出梁子湖主要水环境问题为氮磷污染,全湖营养水平为轻度富营养。在分析污染成因的基础上,提出了强化执法监管、开展养殖污水治理、推进农业面源污染防治、实施生态修复等综合防治措施。

志愿服务赋能乡村治理——基于湖北省鄂州市梁子湖区东沟镇茅圻村“巧巧基层社会治理工作室”的调研

近年来,湖北省鄂州市梁子湖区东沟镇茅圻村党员余巧牵头创立“余巧工作室”,有效满足了群众多元化的需求,2023年更名为“巧巧基层社会治理工作室”。工作室团队不断发动村民参与到志愿服务中,让村民由旁观者变为行动者,并吸纳各方力量和资源,持续改善服务质量,逐步形成组织引领、党员带头、群众参与、多元协同的共建共治共享服务模式。

梁子湖区谢培村:筑牢安全防线 创建安居乐园

9月10日,《湖北应急管理》记者来到鄂州市梁子湖区太和镇谢培村采访。在村里平整的道路上,记者一行沿着路旁显眼的应急避难场所指向标,来到陈木匠湾文化广场。此处是陈木匠湾的中心位置,村湾大大小小的道路在此汇聚,可谓“条条道路通广场”。“像这样作为应急避难场所的广场,全村一共有3个,包括水电在内的应急避难设施设备,以及物资全都配齐了。”谢培村党支部书记邓小松告诉记者,“我们开展工作,总是将安全放在第一位。”

梁子湖六种沉水植物种群数量和生物量周年动态

研究了梁子湖子湖之一满江湖的六种沉水植物种群数量和生物量在 1 997.3— 1 998.3的月动态。结果表明 :满江湖沉水植物群落中 ,优势种为黄丝草、金鱼藻和穗状狐尾藻 ;六种沉水植物种群最大密度、最大单位面积生物量出现的月份各不相同 ,但两者变化的趋势一致。黄丝草、穗状狐尾藻种群为增长型种群 ,金鱼藻、苦草、黑藻种群稳定发展 ,菹草种群有衰退的趋势。沉水植物群落的最大生物量达到 4676g/m2 (鲜重 ,1 0月 ) ,总水草的最大密度为 1 865枝 /m2 (1 1月 )。根据 1 997年 3— 1 2月植物生长期内的数据 ,拟合出了六种沉水植物和总水草的生长模型方程。

梁子湖湿地植物多样性现状与评价

根据1999～2001年的野外调查数据,研究了湖北梁子湖湿地浮游藻类和高等植物多样性资源.结果表明,该湿地常见浮游藻类73种,隶属于7门58属(绿藻28种,硅藻19种,蓝藻14种,金藻4种,裸藻3种,甲藻3种,隐藻2种);高等植物282种,隶属于72科183属(苔藓8种,蕨类9种,裸子植物3种,被子植物262种),其中国家重点保护野生植物5种.浮游藻类密度和生物量均值分别为(1163.79(+-)913.51)(104cell/L和6.134(+-)2.737mg/L,叶绿素a含量12.75(+-)4.9805μg/L,浮游藻类表层日生产量1.18～2.29mgO2/(L·d).水生植被繁茂,可划分为12个群丛,群丛单位面积生物量为6.443kg/m2;水生植被覆盖率54.27%,单位面积生物量为3.496kg/m2,在同类湖泊中处于中等水平;植被种类复杂,以沉水植物微齿眼子菜(Potamogeton maackianus)和金鱼藻(Ceratophyllum demersum)为优势群落.该湖泊总体上属中营养型水体,仍保持草型湖状态.

梁子湖水生植被1955—2001年间的演替

为建立自然保护区 ,保护湖北梁子湖丰富的生物多样性资源 ,并为梁子湖湿地生态系统的恢复与重建提供科学依据 ,对梁子湖主体湖 1955— 2 0 0 1年以来 45年间水生植被的演替进行了研究 .结果表明 :①水生植被覆盖率下降到 54 2 7% ,近 5年内保持稳定 ;植被分布差异极为显著 ,东梁子湖为草型湖 ,前江大湖植被较少 ,中湖基本上无水生植被 .②水生植被单位面积生物量和总生物量继续恢复 ,分别达到 3 4 96g m2 和 7942 0 3t ,但仍未恢复到历史最高水平 ;群落单位面积生物量迅速上升 ,并超过历史最高水平 ,达到 6443g m2 .③挺水植被中的芦苇群落已消亡 ;菰群落在经历了较大的破坏后 ,近年来分布面积有所扩大 ,群落总生物量有所增加 ,但单位面积生物量变化不大 .浮叶植被分布面积变小 ,但单位面积生物量和总生物量明显提高 .④水生植被的变化经历了“恢复—旺盛顶期—急剧衰退—逐步恢复”的过程 ,目前仍以沉水植被为优势生活型 ,但优势群落发生了变化 ,以微齿眼子菜和金鱼藻为优势群落类型 .⑤如果浮叶植物继续受到破坏或环境恶化的话 。

湖北梁子湖近代沉积记录对人类活动的响应

为了研究人类活动背景下的湖泊生态响应过程和机制,分析人类活动对湖泊富营养化的贡献,在210Pb计年和历史事件记载基础上,通过梁子湖沉积物水生生物遗存和色素分析重建了梁子湖地区过去100多年来湖泊生态系统演化过程.沉积物色素和水生生物遗存组合带的变化表明梁子湖营养演化具有5个阶段:过去100多年梁子湖地区经历了生态环境良好的贫营养化期(1885-1902A.D.)、轻度富营养化期(1902-1964A.D.)、中度富营养化期(1964-1988A.D.)、富营养化期(1988-1998A.D.)、中度富营养化期(1998-2003A.D.).水生生物遗存随着湖泊富营养化的发生而呈现一定的分布特征,对富营养化敏感的奥古茨藻、荇菜、角果藻、纹沼螺、表壳虫等逐步减少.通过湖泊演化阶段与区域人类活动重大阶段的联合对比研究发现随着人类活动的增强及对湖泊生态的持续干扰,湖泊生态演化呈现明显的阶段性,湖泊富营养化的发生与流域强烈的人类活动如围垦与农业活动带来的营养物质输入有着直接联系,湖泊生态环境演化对重大人类活动事件具有响应性.本研究对于认识湖泊生态环境演化与人类活动的关系、整治湖泊环境具有重要的指导意义.

梁子湖水-陆交错区水生植物群落生态学研究

对梁子湖水 -陆交错区中植物群落的组成、结构、生长型和生物量进行了测定 ,结果表明交错区内共分布有 9种植物群落 :1)微齿眼子菜 (Potamogeton maackianus)群落 ;2 )狐尾藻 (Myriophyllum spicatum) +苦草 (Vallis-neria natans) +金鱼藻 (Ceratophyllum demersum)群落 ;3)微齿眼子菜 +金鱼藻群落 ;4)金鱼藻 +狐尾藻 +微齿眼子菜群落 ;5 )金鱼藻 +狐尾藻 +荇菜 (Nymphyoides peltatum)群落 ;6 )水蓼 (Polygonum hydropiper) +菱 (Trapabispinosa) +菰 (Zizania latifolia)群落 ;7)菹草 (Potamogeton crispus)群落 ;8)菰 +荇菜 +水蓼群落 ;9)湿生植物(Helophyte)群落。主要植物群落生物量为 :狐尾藻 +苦草 +金鱼藻群落 2 414g· m- 2 ,金鱼藻 +狐尾藻 +微齿眼子菜群落 4379g· m- 2 ,微齿眼子菜 +金鱼藻群落 1486 g· m- 2 ,微齿眼子菜群落 2 80 5 g· m- 2。交错区内主要植物群落生物量的季节变化与群落内优势种的生长方式、人为活动的干忧以及个体生态特征密切相关。

梁子湖麦穗鱼食性的研究

用 4种指标分析了梁子湖麦穗鱼的食性。结果表明 ,藻类的出现率 (97.0 6 % )、个体数百分比 (99.91% )和相对重要性指数 (0 .98)均最大 ,而底栖动物的重量百分比 (98.5 3% )最大 ,表明麦穗鱼以底栖动物为主要食物 ,同时摄食大量的藻类。该鱼常年摄食 ,且摄食强度表现出一定的季节性变化 ,1～ 3、9月的摄食强度较高 ,而 7月较低 ,可能是由于被动性采样所致。

梁子湖表层水氮的季节变化与沉积物氮释放初步研究

采用室内模拟的方法研究梁子湖沉积物N在pH值和温度控制下释放的特征.研究表明,梁子湖的入水口和出水口由于沉积环境影响到N的形态,其N的释放明显较湖心高,在试验初期由于搅动的影响使得N的释放在第1天较第2、3天高,其后则迅速增加释放量.温度对N释放影响明显,30℃条件下N释放曲线的峰值较4℃条件下高近1倍,20℃条件下N释放曲线的峰值较4℃条件下高30%.pH值对沉积物N释放同样有明显的影响.在偏酸(pH 5.5)和偏碱(pH 11.5)条件N的释放量较湖水正常pH值(pH 8.5)增大.湖水全N含量在0.180～1.362 mg/L之间,平均0.713 mg/L;NH4+-N含量在0.023～0.130 mg/L之间,平均含量为0.065 mg/L;硝态N在0.005～0.72 mg/L之间,平均含量为0.257 mg/L.梁子湖表层水中氮含量呈明显的季节性变化,全N和NO3--N是春季高,冬季低;NH4+-N是春季含量最高,而夏季含量最低.

梁子湖水生植被

对梁子湖水生植被的种群组成、植被类型和生物量进行了初步调查。结果表明：梁子湖水生高等植物的种类为３５科６２属９２种，全湖沉水植物平均生物量为４．７５ｋｇ·ｍ^（－２）。根据梁子湖水生植物的种类组成和结构全湖分为１２个水生植物群落。梁子湖水生植被带状分布不显著，其特点是挺水植物和漂水植物未形成一个独立的植物带，沉水植物占绝对优势，分布面积接近全湖。

梁子湖水质时空格局分析

基于大样本监测数据,从点位、湖区、全局3个层次,对梁子湖水质的季节变化和空间差异进行综合分析,发现梁子湖水质存在显著的季节差异和较大的空间差异:(1)季节上,夏、秋、冬季污染相对较重,春季污染相对较轻;夏、秋季主要污染指标为高锰酸盐指数(COD_(Mn)),冬季为总氮(TN);(2)空间上,东梁子湖和牛山湖污染相对较重,西梁子湖污染相对较轻;东梁子湖主要污染指标为COD_(Mn)、总磷(TP)和TN,牛山湖为COD_(Mn)、TN和氨氮,西梁子湖为COD_(Mn)和TN.研究结果有助于更好地了解梁子湖水质的时空变化特点,进而制定有针对性的保护措施和管理对策.

沉积硅藻揭示的历史时期水生植被信息--以梁子湖为例

水生植被是浅水湖泊生态系统最重要的生态特征之一,了解其群落历史演化特征,对生态退化湖泊的修复有着重要指导意义。研究选择长江中下游地区代表性草型湖泊梁子湖,基于梁子湖沉积岩芯210Pb/137Cs测年、沉积硅藻序列和梁子湖长期水生植被监测记录,探讨利用沉积硅藻记录来重建该湖历史时期水生植被演替特征的可行性。研究结果表明:梁子湖沉积硅藻记录对历史时期水生植被的演替有较好的反映;基于此,对梁子湖过去近200年的水生植被覆盖度进行了重建;与湖泊流域历史环境信息的对比分析表明洪水是影响该湖水生植被发育的一个重要因素。研究结果证实了在浅水湖泊中,沉积硅藻可揭示历史水生植被的信息,并为该湖的水生植被保护提供科学依据,同时对该区富营养湖泊的生态修复有重要的指导价值。

梁子湖优势沉水植物冬季种子库的初步研究

初步研究了梁子湖６种优势沉水植物如黄丝草、金鱼藻、菹草、黑藻、苦草和穗状狐尾藻等在冬季的广义种子库（种子、芽苞、断枝等），包括它们的繁殖特性、种子库大小、结构及萌发时的衰减曲线等问题，主要结果为：（１）在梁子湖不同区域内，种子库大小不相同，满江湖、前江大湖、中湖和管理局网围内种子库分别为７１４．４粒／ｍ２、１０７．５粒／ｍ２、３３１．９粒／ｍ２和１５９．３粒／ｍ２。种子库的大小受到现实的种群数量、投鱼强度、人类干扰等因素的影响。（２）黄丝草、金鱼藻、菹草种群的种子库占有明显优势，全湖平均分别为 １９８．８粒／ｍ２、９１．７粒／ｍ２和２１．４粒／ｍ２。（３）每一种植物种群广义种子库的构成和比例具有差异，金鱼藻、菹草、苦草。黑藻四种植物种子库中，无性繁殖体占有主要的地位；黄丝草、穗状狐尾藻两种植物种子库中，种子占有很大的比例。上述六种植物均可用种子和无性繁殖体来产生幼苗，补充到种群中去。（４）种子库一般存在冬季休眠（菹草为夏眠），春季种子库萌发，尤其在３月和４月是种子库萌发的高峰期。

梁子湖水体P的季节变化与沉积物P释放初步研究

采用分级测定的方法对梁子湖沉积物中无机磷酸盐进行了分析,测定了梁子湖水体P的季节变化,并以室内模拟的方法研究梁子湖沉积物在pH值和温度控制下P的释放特征.研究表明,梁子湖水体P的含量呈明显的季节变化,冬季高,夏季低.沉积物无机磷（Pi）中以钙磷（Ca-P）为主（55%～61%）,铁磷（Fe-P）次之（28%～33%）,铝磷（Al-P）最少（3%～5%）.在梁子湖的入水口和出水口,由于沉积环境影响到P的形态,P的释放明显较湖心高.在试验初期,由于扰动的影响,使得P的释放在第1天比第2天和第3天高,其后P的释放量则迅速增加.温度对P释放影响明显,其具体表现为,30 ℃时P释放达到峰值的时间比4 ℃时提前4 d,而且前者峰值比后者高出9倍.pH值对沉积物P释放同样有明显的影响,与正常状态下的湖水条件（pH值为8.5）相比,偏酸（pH值为5.5）和偏碱（pH值为11.5）条件下,P的释放量增加.

梁子湖、鄱阳湖和淤泥湖团头鲂的形态学比较

对团头鲂的3个种质资源区(梁子湖、鄱阳湖和淤泥湖)群体的可量性状和可数性状进行了多元统计分析。对可数性状的方差分析结果表明,3个团头鲂群体在侧线鳞数、侧线上鳞数、侧线下鳞数、胸鳍鳍条数以及臀鳍鳍条数上存在显著性差异;以体长作为协变量对可量性状进行的协方差分析显示,3个团头鲂群体在全长、体高、头长、头宽、尾柄长、尾柄高、背前区长和腹鳍前长存在显著性差异。对可量性状建立判别函数以及对可量性状平均值进行聚类分析表明梁子湖团头鲂与鄱阳湖团头鲂在外部形态上更为相似。主成分分析构建了3个主成分,其贡献率分别为39.78%、22.63%和6.53%,累计贡献率为68.95%。多元统计分析显示梁子湖群体和淤泥湖群体之间的形态差异最大,而梁子湖和鄱阳湖的比较相似。通过计算变异系数,根据Mayr等提出的75%规则,认为它们的形态差异是种内不同地理种群的差异。

梁子湖沉积物中氮磷分布特征研究

通过采集3个沉积物柱芯对梁子湖沉积物中不同形态氮、磷及孔隙水中NH4+-N、NO3--N和全磷在剖面的分布特征进行了研究。结果表明入水口附近沉积物氮、磷的含量较湖心和出水口附近高。沉积物和孔隙水中,NO3--N含量从表层到底层呈下降趋势,而NH4+-N含量则逐渐增加;沉积物中全氮和有机氮随深度增加而明显降低。沉积物中全磷及不同化学相磷含量随深度增加而降低,而孔隙水中全磷含量随深度递增。