Purification Effect of Constructed Wetlands for Treating River Water Flowing from Phosphate Mine Areas into Fuxian Lake

[ Objective] The study aimed at discussing the purification effect of constructed wetlands for treating river water flowing from phosphate mine areas into Fuxian Lake. [Method] The running parameters of the constructed wetlands were investigated for one year, and the purification effect of the constructed wetlands for treating the sewage from phosphate mine areas was analyzed. [Result] With the aid of the constructed wet- land, the average removal rates of total nitrogen （TN）, total phosphorus （TP） and CODcr were 52%, 32% and 54%, and the removal effects were best when the designed hydraulic load was 0.67 m3/（ m2 · d）. Running stably for six years, the constructed wetlands had advantages of no power, low resistance and high removal rate. [ Conclusion] The constructed wetlands reduced the load of pollutants from phosphate mine areas into Fuxian Lake effectivelv, which Dlaved important roles in the Drotection of water aualitv of Fuxian Lake.

The magnetic susceptibility measurements of turbidity current sediments from Fuxian Lake of Yunnan Province and their correlations with earthquakes

This paper has advanced a new method for determining historical earthquakes. Its object of study is lake sediments. The research method is environmental magnetism represented by susceptibility. The purpose is extracting historical earthquake informations from lake sediments to explore the correlation between the turbidity current sediments initiated by the earthquakes and historical earthquakes round Fuxian Lake.

Two new species of Sellaphora(Bacillariophyta) from a deep oligotrophic plateau lake,Lake Fuxian in subtropical China

We describe two new species of Sellaphora from Lake Fuxian,Yunnan Plateau,China.Based on both light and scanning electron microscopy,these species are described as S.yunnanensis sp.nov.and S.sinensis sp.nov.The primary features of S.yunnanensis are:elliptical to linear-elliptical valves with broadly rounded ends,straight filiform raphe,almost straight central endings and small,slightly expanding central pores,small central area,symmetrical or slightly asymmetrical central nodule.The primary features of S.sinensis are:elliptical valves,obtusely rounded ends,similar raphe and axial area,transapically less expanded central area,larger,elliptical central nodule.We compare these species to those of a similar shape and morphology.

抚仙湖北岸生态调蓄带工程入湖污染物减排效益核算

抚仙湖属珠江流域西江水系的源头型深水湖泊,湖岸陡峭,岸滩不发育,湖泊生态系统十分脆弱,水质一旦被污染将很难恢复。近年来受流域内人类活动强度持续加剧与全球气候变化的双重驱动影响,抚仙湖水位持续降低、河湖水污染问题日益突出,湖泊水质保护问题迫在眉睫,因此,2017年针对入湖污染负荷占比最大且农田面源污染问题最为突出的抚仙湖北岸片区实施了集截污、调蓄、水质净化、水资源回用、清水置换、湿地补水建设于一体的抚仙湖北岸生态调蓄带工程,并将1179.09亩农田改建为调蓄带湿地。从实施效果来看,调蓄带工程2018—2021年期间减少的TN、TP入湖负荷量分别为245.84 t、28.99 t,调蓄带对抚仙湖北岸片区农田面源负荷削减率均超过81%;从生态调蓄带入湖污染物减排效益贡献大小来看,土地利用方式变化>湿地水质净化>湖滨湿地补水>水资源回用>清洁水资源置换;从调蓄带入湖污染物减排效益持续提升来看,水资源回用和清洁水资源替换潜力有待进一步挖掘和提升。

高原深水湖泊抚仙湖溶解氧分层特征及驱动因素

深水湖泊特有的“表水层-温跃层-深水层”的热力学分层结构,决定了湖内溶解氧(DO)的垂直分布和混合交换,影响着湖内生态系统的健康.然而,目前对于深水湖泊耗氧与复氧过程及其驱动因素的研究还不够深入,尤其对高原深水湖泊的研究更为缺乏.为此,本研究于2021年1月-2022年2月进行了分层采样和逐月监测,探究了典型高原深水湖泊抚仙湖的溶解氧分层特征及驱动因素.结果表明:①抚仙湖热力学分层周期分为两期,即分层期和非分层期.分层期为3月下旬至11月上旬,混合期为11月下旬至3月上旬.②在湖泊热力学分层的驱动下,湖内DO垂直分层明显.表水层DO浓度年内变化范围为6.67~8.64 mg/L,而温跃层和深水层DO最低浓度分别可降至3.15和1.26 mg/L.③抚仙湖不同水层DO浓度变化的驱动因素及效应占比不同.表水层DO受到水温、光合作用、大气复氧和气象条件的综合影响;温跃层DO主要受分层强度和浮游植物生命活动的影响;深水层DO主要受分层强度、有机质沉降分解、沉积物有机质分解的影响.研究显示,抚仙湖底层水体长期处于厌氧状态,由此带来的湖泊生境的改变以及底部营养盐释放的风险值得关注.

生态塘-潜表流复合人工湿地对抚仙湖入湖河流水质净化效应及途径

为探明人工湿地在流域面源污染治理和高原湖泊及临湖流域水生态环境保护中的效用,本研究以尖山河流域生态塘-潜表流复合人工湿地11级功能区和4种植物为研究对象,通过测定2021年雨季6场典型降雨后各功能区污染物负荷、一个刈割周期内植物各器官及其对应土壤的氮磷含量,分析其氮磷积累量、富集系数和迁移系数的变化特点,深入探讨系统对不同面源污染物的去除效应及途径.结果表明:①生物沉砂塘对悬移质的沉积率范围为27.75%~55.00%,且逐级递减,系统对面源污染物的去除率在44.40%~78.87%之间,末端分区效果更为显著.②植物根区土壤作用(贡献率为59%~74%)是人工湿地氮去除的主要途径,植物吸收转化(贡献率为32%~42%)是磷去除的主要途径,在高污染负荷输入条件下悬移质削减率及污染物净化效应更优.③人工湿地植物营养元素的富集和株内迁移能力具有阶段性,氮、磷元素富集系数(分别为2.29~3.53、1.07~2.92)均大于1且向上迁移活跃,有利于修复环境污染.④单位面积氮磷去除速率均表现为表流湿地>潜流带状湿地,最优植物配置分别为再力花+旱伞草和香蒲+旱伞草.研究显示,合理调配土壤与植物比例及组合,高效利用不同植物配置路线对元素的敏感差异性,对入湿水体进行预处理和采用多功能、多塘系结合的人工湿地设计可稳定发挥水质净化效用.

施氮量对抚仙湖流域烟田氮磷流失及氮素利用的影响

为探究抚仙湖流域植烟区烤烟适宜施氮量,减少烟田径流氮磷流失,通过田间试验研究了不同施氮(N)水平(N0:0 kg/hm^(2)、N60:60 kg/hm^(2)、N75:75 kg/hm^(2)、N90:90 kg/hm^(2)、N105:105 kg/hm^(2))对植烟区农田地表径流氮磷流失、烤烟(Nicotiana tabacum)氮素吸收利用和经济性状的影响。结果表明:(1)随着氮肥施用量增加,地表径流总氮(TN)和总磷(TP)浓度及其流失量逐渐升高;(2)与常规施氮处理(N105)相比,N60、N75、N90处理径流TN和TP平均浓度分别降低18.6%、14.7%、9.15%和12.3%、7.66%、5.25%,TN和TP流失总量分别降低19.2%、18.1%、9.81%和14.4%、10.1%、6.78%;(3)烟株氮累积量随施氮量的增加而增加,氮肥利用率呈先上升后下降趋势,以处理N75的氮肥利用率最高,为27.00%;氮肥偏生产力随着施氮水平的提高而显著下降(P<0.05);(4)烤烟产量随施氮量提高而增加,施氮处理较N0处理增产3.02%~13.90%,上等烟、上中等烟比例、产值和均价,随施氮量增加呈先上升后下降趋势,以施氮量75 kg/hm^(2)的效果最佳。综合考虑烤烟经济性状及环境效益,N75处理既可提高烤烟经济性状,又能有效降低植烟区氮磷流失风险。

1992—2021年抚仙湖海口水生态环境指标COD_(Mn)变化趋势及影响因素研究

为探明水生态环境指标——高锰酸盐指数突变特征、变化趋势及其影响因素,采用Mann-Kendall检验法对高锰酸盐指数变化趋势、突变特征进行研究,运用SPSS软件分析主要水文要素和经济社会指标与高锰酸盐指数的关系。结果表明,1992—2021年,抚仙湖海口断面高锰酸盐指数总体呈显著上升趋势,年均上升0.027 mg/L,近年浓度接近2.0 mg/L。高锰酸盐指数在研究时段内发生3次突变,1994年、1996年突变不显著,2021年突变极其显著。抚仙湖水位经历了上升、平稳、下降、上升、下降的变化过程,多年平均蒸发量约为多年平均降水量的1.4倍,蒸降比高时水位呈下降趋势。流域人口密度、蒸发量、水位可解释抚仙湖海口断面高锰酸盐指数变化的65.0%,人口密度、蒸发量与海口断面高锰酸盐指数呈正相关,水位与海口断面高锰酸盐指数呈负相关。流域人口密度、蒸发量、水位是海口断面高锰酸盐指数的主要影响因子,人口密度的影响程度最大。

抚仙湖沉积物重金属累积特征与风险评价

通过对抚仙湖不同湖区9根沉积短岩芯中重金属含量、粒度以及磁化率的分析,结合典型岩芯(FX12)^(210)Pb和^(137)Cs定年结果,研究了重金属含量、污染和生态风险的时空变化特征.结果表明,抚仙湖沉积物粒度组成以黏土(<4μm)及细粉砂(4~16μm)为主.重金属元素含量具有一定的空间差异性,Zn、Pb和Cd含量在北部和南部湖区较高,Hg、Cu和As含量在南部湖区呈现高值,其中FX4岩芯中元素含量总体较高,与其较高的黏土含量和人为污染有关.不同湖区沉积岩芯中金属元素含量垂向变化规律相似,1950年之前,沉积岩芯中金属元素含量较为稳定;1950年以来,Al、Cr、Ni和Cu含量逐渐降低,而As、Hg、Zn、Pb和Cd含量呈不同程度的升高趋势.根据富集系数结果,沉积物中主要污染元素为As、Cd、Pb和Zn,污染开始于1980年左右并逐渐加重,其中近表层沉积物中Cd达较强污染水平.沉积岩芯中As、Cd、Hg、Pb和Zn的人为污染累积量存在一定的空间差异,其中As污染累积量在中部和南部湖区相对较高.由于人为污染输入,沉积物中重金属由低生态风险上升为中等生态风险;近表层沉积物中Hg和Cd具有中高生态风险,其余元素为低生态风险.

基于SDR模型的抚仙湖流域生态安全空间分异特征研究

抚仙湖流域作为我国重要的战略水资源储备区,生态安全地位重要。本研究以该流域为研究对象,采用“状态-隐患-响应”模型,探索性空间分析法,基于格网尺度分析其1987—2020年生态安全空间分异特征。结果表明:(1)抚仙湖流域生态安全空间差异性明显,生态安全状况以中度安全(Ⅳ级)与高安全(Ⅴ级)状态为主,主要分布于流域四周,生态不安全(Ⅰ级)、较不安全(Ⅱ级)、临界安全(Ⅲ级)成片地集中于流域南北岸及东岸中部的人口农业密集区。(2)研究区生态安全空间集聚效应明显,全局空间自相关系数较高,且逐期上升,集聚效应增强,并以高高(HH),低低(LL)集聚为主,HH区域集中于流域西北,东南,西岸中部片区,LL区域分布于流域北岸人口密集区及南岸的农业地带。(3)研究区生态安全在不同土地利用类型、坡度、人口密度上空间分异规律明显,生态不安全(Ⅰ级)在建设用地分布居多,生态较不安全(Ⅱ级)和生态临界安全(Ⅲ级)以耕地分布为主,生态中度安全(Ⅳ)和高安全(Ⅴ级)主要分布在林地。生态安全分别与坡度、人口密度存在明显的分异特征,坡度增加,生态安全水平高,人口密度变大,生态安全质量越低。

1953—2021年抚仙湖水位变化特征及驱动因素分析

近年来抚仙湖水位持续下降引起社会各界关注。为了探究抚仙湖水位变化特征及其驱动机制,以1953—2021年抚仙湖水位站日观测资料为基础,结合流域历年降水蒸发数据、湖泊蓄水资料和相关调查,采用肯德尔秩次检验法、水量平衡法以及相对评判法进行分析。结果为:①1953—2021年,抚仙湖多年平均水位1722.02 m;1950s—2010s,抚仙湖水位年代际变化特点大致为涨→落→落→涨→大涨→大落,抚仙湖水位呈不显著下降趋势变化;②抚仙湖年内低水位均发生在5月份,高水位基本发生在10月份(9月份偶有发生);③2010—2021年是抚仙湖历史上最低水位时期,其多年平均水位和年内平均水位过程均在法定最低运行水位以下,年、月、日平均水位满足法定最低运行水位的保证率分别为33.3%、34.7%和35.9%;④2000年以来,人类活动是造成抚仙湖水位大幅上升和下降的主要因素。

抚仙湖水位变化特征及影响因素研究

近年来抚仙湖水位出现严重下降现象,研究其水位变化特征及影响因素对维持湖泊生态系统稳定有重要意义。基于1953~2020年抚仙湖流域水文气象数据,采用Mann-Kendall趋势检验、累积距平、Pettitt突变检验等方法分析水位年际、年内变化规律,用水量平衡法分析湖泊水量变化,用累积量斜率变化率法探究气候变化与人类活动对抚仙湖流域径流的影响。结果表明:①1953~2020年抚仙湖年际水位变化呈上升-下降-上升-下降趋势,季节性变化特征为秋季水位高、夏季水位低;②与基准期1962~1974年相比,1975~2008年气候变化和人类活动对径流的贡献率分别为10.0%和90.0%,2009~2020年的贡献率分别为18.1%和81.9%,人类活动影响占主导作用但近年来贡献率有所降低;③人类活动对径流贡献率的减少与抚仙湖流域取水许可管理、工业园区搬迁、引调水工程运行等因素有关,减少人类活动对湖泊水位的影响,有利于保障抚仙湖水位稳定。

抚仙湖流域景观格局及生态系统服务价值的动态变化

抚仙湖作为我国高原大型深水型湖泊的典型代表,其景观格局的变化直接对该区域生态系统服务功能产生较大影响,因此探讨较大时间尺度背景下抚仙湖流域生态系统服务价值(ESV)随景观格局的演变具有重要意义,可为我国云南高原湖泊的可持续发展提供科学依据。使用当量因子法分析抚仙湖流域28 a间的景观格局时空演变特征,阐明其对生态系统服务价值产生的影响。结果表明,1)抚仙湖流域在28 a时间尺度内景观类型以湖泊为主,其次是乔木林地,而建设用地类的面积最小。1990-2018年,景观转换最频繁的为沼泽湿地,转出6105.54 hm^(2),转为人工湿地与工矿建设用地。2)抚仙湖流域ESV随时间尺度变化呈现先减少后增加趋势,2005年是分水岭,最低为62.46亿元。流域的总ESV贡献最大的景观类型为湖泊和乔木林地,两者价值量总占比超过85%。抚仙湖流域的景观格局演变对生态系统服务价值影响较大,因此合理调整土地结构,重视水体、林地等景观类型,才能充分发挥高原湖泊的生态系统服务价值。

藻源性有机质对高原深水湖泊沉积物矿化作用的激发效应

湖泊营养水平提升,浮游植物快速增殖,大量藻类碎屑沉降到沉积物表面。藻屑作为新生不稳定有机质,对湖泊沉积物有机质(SOM)产生激发效应,影响湖泊沉积物碳循环过程。本文以深水湖泊抚仙湖南湖心沉积物为研究对象,采用优势种水华束丝藻(Aphanizomenon flos-aquae),进行不同浓度藻屑添加(×1倍组、×5倍组和×10倍组)的培养实验。应用碳同位素在线监测仪,探究藻屑添加对于SOM矿化作用的激发效应并预测可能产生的环境效应。结果表明:(1)添加的藻屑对上覆水和间隙水发光性溶解性有机质(CDOM)组成和性质产生影响,前期CDOM中类蛋白组分含量显著增加,但后期CDOM腐殖化程度升高。同时,藻屑的添加使二氧化碳(CO_(2))释放量增大,蛋白酶活性和转化酶活性增强;(2)3个不同浓度的藻屑添加组均检测到不同程度激发效应,其中×1倍组和×5倍组对SOM矿化过程前期体现为正激发效应,最大值分别达到(12.18±0.65)和(26.60±9.14)μg/(mL ws),后期两个组别都转为负激发效应;×10倍组则在整个实验过程中均表现为负激发效应;(3)藻屑的添加使得间隙水易于富集亚铁离子(Fe^(2+))和硫离子(S^(2-));且沉积物反硝化作用受到抑制,易于富集硝酸根(NO_(3)^(-));同时沉积物碱性磷酸酶活性升高,促进活性磷释放,藻屑的添加增大了抚仙湖沉积物产生黑色物质和水体富营养化的风险。因此系统研究新生有机质输入对抚仙湖SOM的生物地球化学过程的影响将为保护抚仙湖提供理论依据。

基于改进遥感生态指数的玉溪市东部生态质量评价

随着玉溪市东部城市化及旅游业不断发展,频繁的人类活动对生态环境产生了不可忽视的影响,对生态质量进行客观的监测和评价具有重要意义。本研究以玉溪市东部为研究区域,结合研究区实际情况在遥感生态指数模型中加入水土保持因子构建改进遥感生态指数(IRSEI)模型,采用标准差椭圆、趋势分析、Hurst持续性分析等方法,探究研究区内2003-2019年生态质量的时空变化情况并提出相应建议。结果表明:1)在研究时段内研究区生态质量呈先恶化后改善的趋势,整体生态水平处于良好偏下的水平,IRSEI均值处于0.5左右。2)生态质量在空间上呈“东北-西南”走向,持续性恶化的区域面积约102665.07 hm^(2),主要分布在阳宗海南部的耕地区域。3)高程和人类活动等因素对生态质量起到不同程度的影响。综上,本研究对促进该地社会经济的可持续发展及为后续空间规划等提供重要参考。

河流原位自生古菌对四醚脂类古温度代用指标的影响

河流作为内陆环境中地表径流的重要环节,是陆相土壤生成的甘油二烷基甘油四醚(isoGDGTs)输入湖泊环境的重要载体.围绕河流相原位自生的isoGDGTs在输送过程中如何影响湖相环境中isoGDGTs衍生的四醚指数(TEX_(86))指标的问题,以中国西南地区抚仙湖流域为研究对象,展开对抚仙湖流域表层土壤、河流表层沉积物、季节性湖泊表层水悬浮颗粒物(SPM)的isoGDGTs来源及分布特征的分析和讨论.结果表明,抚仙湖表层水体SPM和流域表层土壤中的isoGDGTs分别主要由奇古菌(Thaumarchaeota)中的Group I.1a和Group I.1b类群构成.入湖河流的表层沉积物中富含原位自生的厌氧产甲烷古菌(Methanonatronarchaeia).并且,指示河流表层沉积物中原位自生的厌氧产甲烷古菌丰度的Archaeol质量浓度与isoGDGTs中的GDGT-1组分的质量浓度显著正相关.这表明抚仙湖流域河流原位自生的厌氧产甲烷古菌主要通过贡献更多的GDGT-1组分来干扰湖相环境中的TEX86指标,进而导致TEX86重建温度异常偏低.不过,这种河流相原位自生的isoGDGTs组分对湖泊isoGDGTs组分的影响仅在降水丰沛时期得以展现.

基于PSR方法的抚仙湖流域土地生态安全评估

以1990-2018年玉溪市社会、经济和环境数据以及“压力-状态-响应(PSR模型)”生态安全评价指标体系为基础,采用熵值法对抚仙湖流域1990-2018年土地生态安全进行了分析和评估,结合1990-2018年抚仙湖流域内土地利用变化情况,分析流域内土地生态安全的影响因素,对改善流域内土地生态安全的质量提供了相应的建议与对策。结果表明:1)抚仙湖流域的土地生态安全评价指标体系中,包括国内生产总值、第三产业增加值和农业总产值等指标在内的系统状态层是影响系统评价的重要因素,权重最高为0.552 3;2)1990-2018年抚仙湖流域生态安全综合指数整体呈现为较小幅度的波动后持续增长,在2018年生态状况达到最好,生态安全综合指数为0.790 7;3)2010-2015年是抚仙湖流域生态安全状况变化最大、生态安全等级跨度最大的时期,由较不安全等级过渡到临界安全等级再到较安全等级;4)城镇化建设、社会经济发展、农耕生产活动是影响流域生态安全处于较不安全状态的主要压力,而退耕还林、植树造林、土地资源的合理配置和产业结构的优化调整则是影响土地生态安全的主要原因。

抚仙湖径流区植烟土壤养分特征分析

为全面分析抚仙湖径流区植烟土壤性状特征,采集径流区154个土壤样品,从不同乡镇、不同地块类型和不同海拔等进行了分析,并对不同乡镇进行了聚类分析。抚仙湖径流区植烟土壤酸碱度整体适宜,水解氮含量适中,磷钾丰富,有机质含量中等偏低,微量元素硼含量适宜,氯离子含量较低。不同乡镇土壤特征差异显著,青龙镇的磷钾含量均较高,分别为50、400 mg/kg,与其他乡镇均达显著差异,右所镇水解氮含量和pH较高;从不同田块类型来看,坝区和山区植烟土壤有效磷和水解氮含量差异达显著水平,坝区植烟土壤的有效磷、水解氮、pH和氯离子含量高于山区,速效钾、pH、有机质、有效硼和氯离子含量差异不显著;从不同海拔来看,海拔1 400~1 600 m的区域有效磷、速效钾和水解氮含量较高,与其他海拔区域差异均达显著水平,且呈随着海拔升高而降低的趋势。pH、有机质和有效硼在各海拔区域之间差异不显著,有机质有随着海拔升高而增加的趋势,有效硼呈随着海拔升高而降低的趋势。抚仙湖径流区植烟土壤各性状指标整体较适宜烟叶种植,但不同乡镇、田块差异较大,个别指标变异系数较大,烟叶生产上要注重做细施肥方案,做到“一片一方案”以达到获得优质烟叶与环境保护并重的目的。

水体中痕量磷的测定及优化——以抚仙湖和泸沽湖为例

通过实验对比,分析了钼酸铵分光光度法、微波消解离子色谱法、孔雀绿-磷钼杂多酸分光光度法对水体中痕量磷测定的可行性。以抚仙湖和泸沽湖水质情况为例,基于钼酸铵分光光度法,将总磷使用液质量浓度由2.0 mg/L降低至1.0 mg/L,比色皿光程由30 mm增大至50 mm后,检出限为0.002 mg/L,检测下限为0.008 mg/L,精密度为5.8%~10.7%,加标回收率为84.8%~107%。改进后的钼酸铵分光光度法能够满足Ⅰ类水体(湖、库)限值及痕量磷的测定要求。改进后的新方法较其他方法更具有可操作性,且适用广泛,仪器和试剂要求低,测定结果的准确性和重现性好。

汉籍所见滇省“䆲䆡鱼”的地方性知识

明清汉籍中常见的“鲌鲜鱼”和“蜣蜋鱼”“蜣螂鱼”“康郎鱼”“漮䆡鱼”“鱇鯽鱼”等读音很相近的概念,随着《康熙字典》的编纂及其传播而逐渐被“䆲䆡鱼”所取代。抚仙湖沿岸的渔民们在长期的生产实践中获得了一些行之有效的地方性知识。“䆲䆡鱼”作为一种产量相对稳定的土著鱼类在滇省的饮食文化中扮演着重要的角色,历代的文人骚客们更是不厌其烦地将该鱼种的独特性增添到华夏饮食的记忆空间。新中国成立以后,因“䆲䆡鱼”的写法稍显繁琐,比较简化的“抗浪鱼”概念逐渐被使用。