2013年上海市河流秋季水质空间分布特征

于2013年秋季对上海市16条中小型河道(48个采样点)和黄浦江水体13个断面(42个采样点)的水质状况进行调查。运用聚类分析和判别分析法,结合河流周围用地类型和驳岸类型研究上海河流秋季水质在空间尺度上分布的相似性、差异性及主控因素。结果表明:上海河流秋季水体营养盐(氮、磷)和有机物含量总体偏高;黄浦江水质总体显著优于河道(P<0.05),且上游优于中、下游;按河道所处位置和周围用地类型划分,主城区、上海市区和周围有明显污染源的河道水质差于城郊河道;以吴泾断面为分界线,黄浦江以南河道水质状况优于以北河道。上海河流在空间尺度上可划分为3类,分别对应于黄浦江水体和大治河,上海城郊、城郊结合部和人口相对集中的主城区河道以及人口最多的上海市区和周围有典型污染源的河道。表征空间差异性的显著水质指标为溶解性有机碳、溶解氧、铵态氮和总悬浮物浓度以及电导率。

锯齿新米虾对Cu^(2+)和毒死蜱毒性响应研究

为研究水生生物对水体中重金属和有机磷农药毒性的响应,研究了锯齿新米虾暴露在Cu^(2+)、毒死蜱单一溶液和毒性1:1混合溶液下的响应状况,同时采用相加指数法对混合毒性进行了评价。单一毒性试验结果表明:毒死蜱对锯齿新米虾的毒性显著高于Cu^(2+)(p<0.01);Cu^(2+)对锯齿新米虾未觉察反应浓度(NOEC)和最低觉察反应浓度(LOEC)分别为1.78 mg·L^(-1)、2.40mg·L^(-1),24、48、72和96 h的LC_(50)分别为6.41、4.75、4.20和3.44 mg·L^(-1);毒死蜱对锯齿新米虾NOEC和LOEC分别为0.04μg·L^(-1)、0.07μg·L^(-1),24、48、72和96 h的LC50分别为035、0.17、0.11和0.06μg·L^(-1);参考鱼类毒性分级标准,Cu^(2+)对锯齿新米虾为高毒,而毒死蜱为剧毒。混合毒性试验结果表明:采用Cu^(2+)和毒死蜱毒性1:1进行试验时,暴露时间为24、48、72和96 h的相加指数(AI)分别为0.02、0.45、1.86和223,即混合毒性为协同作用。通过研究锯齿新米虾对Cu^(2+)、毒死蜱单一和联合毒性的响应,可为水环境污染与防治、物种多样性保护提供科学依据。

上海地区不同河道CDOM光谱吸收特征及其可能来源分析

于2013年8月对上海徐汇、青浦、宝山、嘉定、闵行和松江6个区14条河道水体中的有色可溶性有机物（CDOM）的光谱吸收特性、分布概况及其可能来源进行研究.结果表明,不同区域河道水体中CDOM吸收系数在紫外到可见光波段均呈指数递减趋势,波长350 nm处的吸收系数[a（355）]在2.34～4.33 m^-1之间,不同区域差别较大,城镇河道水体CDOM吸收系数总体高于城郊农业区河道.相关性分析表明,a（355）分别与水体ρ（CODMn）和浊度呈显著相关,但与ρ（Chl-a）（平均为30.59 μg·L^-1）相关性不显著,说明河道水体CDOM主要来自于陆源,如城镇生活污水、工业废水和农业面源污染等,对250和365 nm波长处吸收系数的比值M和光谱吸收斜率S值的分析也得出相同结论.对上海河道水体CDOM光学特性的研究有助于了解上海不同区县河道水体水下光场的分布概况,为上海市河道水生植被的恢复提供理论基础.

水下微生态系统构建及水体净化模拟研究

在模拟试验条件下,选用水生植物轮叶黑藻(Hydrilla verticillata)、苦草(Vallisneria natans)、金鱼藻(Ceratophyllum demersum)、细叶蜈蚣草(Egeria najas)、长叶九冠(Echinodorus uruguayensis)和水生动物方形环棱螺(Bellamya quadrata)、锯齿新米虾(Neocaridina denticulata)组合构建稳定的水下微生态系统,探讨不同水生植物配置模式下各系统对污染水体的净化效果。结果表明:所用水生植物在中度营养底泥和劣Ⅴ类水体中正常生长且成活率达到100%,水生动植物组合系统稳定后以营养盐为主的水质指标值有所下降;净化效果最好的是3号系统(以苦草为主),各处理组系统对水体DO和p H都有显著的促进作用(p<0.05);对氮素营养(TN、NH_4^+-N、NO_3^--N、NO_2^--N)和TP表现出较强的去除能力(p<0.05),试验最终3号系统对TN去除率达78.29%,对TP的去除率达到92.63%;和对TP的去除一样,整个试验过程中系统对COD_(Cr)去除率一直是3号>2号>1号>0号系统,3号系统对COD_(Cr)的最终去除率为82.03%。综上,以水生植物为主导,与水生动物形成组合且采用不同的配置模式构成稳定水生态系统符合生态演替式水体修复理念,是水体生态修复技术集成和发展的方向。

上海市不同区县中小河道氮磷污染特征

以上海11个区县,共19条河道、65个点位进行1a的氮磷污染情况调查。结果表明:(1)上海河道为不完全感潮型河网水系。潮汐、降雨对氮磷污染物的分布影响具有时间差异性。(2)上海河道区县之间氮磷污染差异大(P<0.05)。氮磷浓度从中心城区河道依次向外呈现"圆环状"稀释扩散趋势。黄浦江以南河道水质好于黄浦江以北河道;近江苏的河道总体氮磷浓度水平高于近浙江的河道(上海东南部)(P<0.05)。水体中污染物浓度、扩散、降解与人为扰动和城镇化程度密切相关。(3)聚类分析(Cluster Analysis,CA)结果显示上海市河道污染水平在点位之间区别不大,而多维尺度分析(Multidimensional Scaling,MDS)显示上海市河道污染水平在点位之间具有一定差异,并与水质评价结果一致。(4)经生态修复后的河道水质优于修复前(P<0.05),说明上海市人工水生态修复措施和生态型驳岸建设对改善河道水质有潜在价值。

珠江河口区某景观水体轮虫群落演替及水质评价

于2016年2—11月,对珠江河口区某景观水体轮虫群落的演替特征进行了逐月调查,并进行了多样性分析,同时探究了群落演替与典型环境因子之间的关系。经鉴定:共发现轮虫23种,隶属于6科15属。主要优势种为角突臂尾轮虫(Brachionus angularis)、螺形龟甲轮虫(Keratella cochlearis)、广布多肢轮虫(Polyarthra vulgaris)和暗小异尾轮虫(Trichocerca pusilla)。在时间尺度上,轮虫密度无明显的变化趋势,密度在107.2~3 637.5 ind/L之间变化,在3、6、9月出现密度高峰,2月最低;空间尺度上,不同位点轮虫密度在1 412.8~2 800.3 ind/L之间变化,景观水体(S2、S3、S4和S5)轮虫平均密度显著高于引河S1(p<0.05)。Pearson相关性分析表明,轮虫密度与温度、叶绿素a浓度呈极显著正相关(p<0.01),与盐度无显著相关性(r=-0.360,p>0.05)。E/O、Q值(Q=B/T)和污染指示种评价均得出该景观水体处于中度富营养化水平,需加强后期的调控与维护。

锯齿新米虾对Cu^(2+)和毒死蜱毒性的生理响应

为研究水生生物对水体中重金属和有机磷农药毒性的生理响应,以锯齿新米虾为试验生物,采用半静止毒性试验方法,分别研究了Cu2+和毒死蜱5 d暴露时间对锯齿新米虾肌肉组织生理指标的影响.结果表明,锯齿新米虾暴露在不同浓度Cu2+和毒死蜱溶液下,随着暴露时间的延长,肌肉组织蛋白浓度均有不同程度的降低.Cu2+溶液较低浓度组(0.086 mg·L-1和0.172 mg·L-1)和毒死蜱较高浓度组(0.006 0μg·L-1和0.012 0μg·L-1)中,总SOD活性表现抑制效应;Cu2+溶液较高浓度组(0.344 mg·L-1和0.688 mg·L-1)表现为"抑制-诱导-抑制"的变化趋势,而毒死蜱较低浓度组(0.001 5μg·L-1和0.003 0μg·L-1)表现为"抑制-诱导"的变化趋势;暴露在Cu2+和毒死蜱溶液下,MDA含量变化相似,且在一定浓度范围内,随着Cu2+和毒死蜱浓度增加,MDA含量呈逐渐上升的趋势,说明Cu2+和毒死蜱加快了锯齿新米虾肌肉组织脂质过氧化作用;ACh E活性在Cu2+和毒死蜱溶液中表现为抑制效应,且在Cu2+和毒死蜱溶液的较高浓度组中,其活性随浓度的增加而呈逐渐降低的趋势,说明Cu2+和毒死蜱对锯齿新米虾肌肉组织的正常生理功能产生了影响,其浓度越高,产生的损伤效应越大.研究表明,鉴于不同浓度的Cu2+和毒死蜱溶液对锯齿新米虾肌肉组织的损伤程度不同,总SOD、MDA和ACh E可以作为评价重金属和有机磷农药对锯齿新米虾急性毒性效应的生理指标.

上海滴水湖两种枝角类对浮游植物群落牧食的模拟研究

于2012年9月通过浮游动物添加实验,研究了大型溞(Daphnia magna)和隆腺溞(Daphnia carinata)对上海滴水湖浮游植物群落结构的影响。结果表明,实验组氨氮和可溶性活性磷浓度与空白组相比显著增加,大型溞组浮游植物密度较空白组降低了70.3%,隆腺溞组浮游植物密度较空白组降低了80.0%,叶绿素a浓度分别下降了80.4%和75.2%,叶绿素a与氨氮、可溶性活性磷呈显著相关性。浮游植物的群落结构较空白组也发生较大变化,硅藻、蓝藻和绿藻密度比例明显降低,隐藻、裸藻和甲藻在实验结束时没有检出,说明大型溞和隆线溞能有效控制水体中浮游植物密度,并能够对浮游植物群落结构产生影响。同时,附着藻类密度较空白组也有明显减少,说明大型溞和隆线溞对附着藻类也有一定的牧食作用。

洞庭湖春秋季浮游植物群落结构及其与环境因子的关系

为探究影响通江湖泊-洞庭湖春秋季浮游植物群落结构的关键环境因子,分别于2018年4月(春季)和10月(秋季)对洞庭湖30个采样点的水环境和浮游植物进行了调查。结果显示:两次调查共鉴定浮游植物7门51属157种,其中4月(105种)和10月(120种)的物种数分别占本次调查总物种数的66.9%、76.4%。调查期间洞庭湖浮游植物主要优势门为硅藻门、绿藻门和蓝藻门,群落结构由4月的硅藻型转变成10月的硅藻-绿藻型。浮游植物平均丰度4月(19.0×10^(4)cells/L)和10月(18.7×10^(4)cells/L)差异较小,4月平均生物量(0.67 mg/L)低于10月(0.83 mg/L)。对比两季度Shannon-Wiener多样性指数(H)、Marglef丰富度指数(d)、Pielou均匀度指数(J)及Beta多样性发现,洞庭湖春季浮游植物不同区域间差异较秋季大,整体物种多样性及丰富度均低于秋季。此外,冗余分析(RDA)结果表明,影响4月浮游植物群落结构的关键环境因子为pH、流速、电导率和透明度,10月为氨氮、水温、透明度和总氮。通过对比通江湖泊与阻隔湖泊浮游植物的相关研究发现,阻隔湖泊浮游植物生物多样性明显低于通江湖泊,而丰度和生物量却显著高于通江湖泊,这归因于阻隔湖泊水体以静水区为主,生境异质性低。通过分析通江湖泊与阻隔湖泊浮游植物群落结构差异的主导因素发现,水文水动力条件为首要影响因素,而水体理化因素如透明度、悬浮物及营养盐为次要影响因素。研究可为洞庭湖等通江湖泊的生态环境保护提供科学依据。

黄河流域鱼类食性同资源种团的时空变化

鱼类资源保护是黄河流域生态保护和高质量发展的重要环节。通过历史资料整理和野外调查发现,1960—2019年,黄河流域共分布鱼类16目35科201种。其中,鲤形目物种数最多,占比60.7%;鲈形目次之,占比10.0%。1960—1980年分布鱼类15目28科182种;1980—2019年分布鱼类10目23科112种。源区、中游和下游鱼类物种总数显著降低,上游河段略有升高。两个时期间源区、上游、中游和下游的鱼类物种相似度指数分别为34.2%、46.0%、42.4%和35.7%。依据鱼类摄食偏好将黄河鱼类划分为8个食性同资源种团:着生藻类食性、草食性、浮游植物食性、浮游动物食性、杂食性、水生昆虫食性、软体动物食性和鱼食性。相较1960—1980年,1980—2019年间黄河流域水生昆虫食性鱼类占比显著降低;着生藻类食性、草食性、浮游植物食性、杂食性和鱼食性鱼类占比显著升高。1960—1980年,水生昆虫食性鱼类在源区和上游占比较高,于海拔2000~3000 m的河段开始沿河流连续统降低;而鱼食性鱼类在源区和上游占比较低,于海拔2000~3000 m的河段开始沿河流连续统升高。1980—2019年,水生昆虫食性鱼类占比自源区沿河流连续统呈线性降低趋势;鱼食性鱼类占比自源区至中游升高,在下游降低。梯级水电开发、水质污染、流量不足、酷鱼滥捕和外来鱼类入侵是造成黄河鱼类食性同资源种团时空变化的重要因素。