常熟市中新昆承湖园区水网建设布局研究

为解决中新昆承湖园区面临的现状水系分布不能完全适应园区规划发展要求、防洪排涝能力不足和不满足园区新的发展定位需求、河湖水生态环境亟待改善等问题,开展园区水网建设布局研究。结合园区发展特点,深入剖析园区水网建设面临的问题,研究提出园区水网建设思路及对策。园区水网建设布局包括打造高匹配互联畅通水网、构建高标准防洪除涝体系网和营造高品质河湖生态环境网3个方面。园区水网建成后,对提高常熟市水安全保障能力、助推常熟市实现高质量发展具有重大意义。

昆承湖优势种鱼类时空-营养生态位

为了解昆承湖优势种鱼类资源利用情况,首先利用生态位方法计算了时间、空间及营养三个资源维度的生态位宽度及重叠值,然后根据时空-营养生态位宽度值将优势种鱼类划分为广位种、中位种和窄位种,最后讨论了生态位宽度及重叠的可能原因。结果显示:刀鲚Coilia nasus、蒙古鲌Chanodichthys mongolicus、似鱎Toxabramis swinhonis、似鳊Pseudobrama simoni、鳙Hypophthalmichthys nobilis、鲢Hypophthalmichthys molitrix、花鱼骨Hemibarbus maculatus、似刺鳊鮈Paracanthobrama guichenoti、大鳍鱊Acheilognathus macropterus和鲫Carassius auratus为优势种。在时间维度:鲢的生态位宽度最大,似鳊的最小;生态位重叠具有显著意义的有24对,占总的53.33%。在空间维度,似刺鳊鮈最大,鲢最小;生态位重叠具有显著意义的有36对,占总的80%。在营养维度,最大的为鲫,最小的为花鱼骨;生态位重叠具有显著意义的有8对,占17.78%。结合时间、空间和营养三个维度,鲫的生态位宽度最大,是唯一真正的广位种,最小的为花鱼骨;生态位重叠具有显著意义的有2对,占总的4.44%。研究表明:优势种的生态位宽度值主要受到季节变化、鱼类自身生态习性和增殖放流的影响;生态位重叠随资源维度的增加而降低,从而减少竞争以达到共存的目的。研究可为国内浅水湖泊鱼类时间-空间-营养生态位研究和生物多样性维持机理等研究积累基础资料。

常熟市昆承湖水质时空变异特征和环境压力分析

采用综合指数法对近年来昆承湖水质变化趋势进行了分析,用模糊数学综合评价法对该湖2005年水质进行评价,用等级聚类法进一步分析了其水质的空间差异,用TSIM方法分析了昆承湖富营养化状况。结果表明:1998—2004年间,昆承湖污染总体上呈加重趋势,2003年污染最严重,在各污染因子中,氮污染负荷最大;昆承湖为Ⅴ类水或劣Ⅴ类水体;由于陆源污染差异和围网养殖的影响,湖区污染程度北湖>湖西区>南湖区;昆承湖TSIM>70,呈现较严重富营养化。并分析了昆承湖所承受的巨大环境压力。

太湖流域昆承湖春季颗粒物和有色可溶性有机物吸收特性

利用2010年4月23日在昆承湖采集的水体吸收系数数据,对总悬浮物颗粒物、浮游植物色素颗粒物、非色素颗粒物和有色可溶性有机物的吸收特征进行研究.结果表明,春季昆承湖水体除675 nm附近具有叶绿素吸收峰的红光波段外,非色素颗粒物吸收系数大于浮游植物色素颗粒物吸收系数,总颗粒物吸收系数光谱分布与非色素颗粒物的吸收光谱类似,即吸收系数随波长的增大而减小;非色素颗粒物和有色可溶性有机物的吸收系数随波长的增大接近指数衰减规律,且不同波段存在一定关系,非色素颗粒物在400和440 nm的吸收系数与总颗粒物浓度存在显著多项式关系;多项式关系能较好地表达浮游植物色素颗粒物单位吸收系数与叶绿素a浓度之间的关系;不同采样点的组分吸收系数对总吸收系数的贡献不同,大致有四种表现类型.

昆承湖水质参数空间分布特征研究

为了分析湖泊水质参数的空间分布特征,在面积为17.57km2的昆承湖布设水质监测点18个,运用基于ArcGIS的地统计学组件分析了湖区水质参数的空间分布特性.结果表明,昆承湖水质参数的空间结构变异性是客观存在的,各主要水质参数都具有块金效应;对昆承湖水质参数进行克立格插值,并绘制空间分布图,发现湖区各主要水质参数的空间异质性比较明显.其中,DO浓度呈西高东低之势;TN和NH4+-N的高浓度区主要集中在湖东北部和东部;TP的变化最为复杂,高浓度区主要分布在东北部和湖西的部分区域;Chla除在湖心较小区域出现低值,在整个湖区浓度均较高.

昆承湖沉积物中重金属及营养元素的污染特征

对昆承湖9个采样点柱状沉积物中营养元素(TN,TP和TOC)和重金属元素(Pb,Cu,Zn,Cd和Cr)的垂向分布进行测定.结果表明,各元素含量都表现为随沉积深度而降低的趋势.相关研究表明,TOC与TN的环境行为近似,说明TN的沉积与生物有机物的沉积相伴随.重金属元素(Pb,Cu,Zn,Cd和Cr)含量均与TOC含量呈显著正相关关系,表明沉积物中重金属污染受人类活动作用影响较为明显.碳氮比分析表明,昆承湖沉积物中的有机质有着明显的双重来源.对沉积物进行环境评价发现,昆承湖沉积物有机污染较轻,仍处于较清洁状态至尚清洁范畴.地积累指数评价显示,重金属污染主要集中在沉积物表层,主要污染元素为Zn,而Cd和Cr基本属于无污染状态.

昆承湖河蚬资源及水体理化因子的初步探讨

:1999～ 2 0 0 0年对昆承湖的河蚬资源量进行了综合调查 ,结果表明 ,昆承湖现有河蚬约 5 0 0 0t,群体规格偏小 ,呈不均匀分布。河蚬饵料生物主要集中在原生动物、绿藻门、硅藻门以及轮虫 4大类。水体中理化因子尤其是COD的变化对河蚬的分布与密度等有着较大的影响。

城市浅水湖泊水质模拟研究——以昆承湖为例

采用环境流体动力学模型(EFDC)对苏州市浅水湖泊昆承湖丰水期和枯水期水质进行模拟。结果表明,昆承湖COD高浓度带位于湖西部,东南部较低,主要受张家港河和莫城河2条入湖河道水体影响。湖西南部TP浓度较高;莫城河河道是导致昆承湖TP浓度较高的主要污染源。丰水期,NH4+-N高浓度区分布在湖西南部,莫城河河道水体对昆承湖NH4+-N浓度影响较大;枯水期,全湖西北部NH4+-N浓度较高,主要受张家港河河道水体影响。研究结果对昆承湖的水环境管理和环境综合整治有一定的参考价值。

昆承湖浮游生物的调查及渔业利用

对昆承湖浮游生物的种类组成和现存量进行了研究,该水体属中-富营养型,浮游生物还能提供的渔产力为3.29×104kg.在合理放养滤食性鱼类的同时,应控制草食性鱼类的放养,增殖水草资源,保证水质清澈,优化水环境,以提高渔产力.

常熟市昆承湖生态修复对策

结合历史数据和现状调查,对常熟市昆承湖水下地形、沉积物、污染源和湖泊水环境质量现状进行了研究。结果显示昆承湖水体都达到富营养化阶段。面临的主要问题有湖泊生态系统退化、点源污染、面源污染、城镇生活污水、渔业养殖污染和河网水体污染等。提出了污染综合防治、河口强化净化型湿地建设、生态护坡与湖滨带湿地建设、湖区养殖围网拆除、清淤与湖盆形态修复、湖区植被恢复与生态修复和湖泊生态管理等一系列整治对策。

昆承湖沉积物重金属的环境地球化学特征

对昆承湖9个采样点柱状沉积物中主要重金属元素(Pb,Cu,Zn,Cd,Cr)的垂向分布进行了测定,结果表明,5种重金属元素具有非常相似的垂向变化特征,表现为随沉积深度增加含量降低的态势;横向上表现为靠近污染源的含量高,远离污染源的含量低。各重金属元素均与TOC之间呈显著正相关关系,表明沉积物中重金属污染受人类活动作用较为明显。地积累指数评价结果显示,Zn污染最重,且污染主要集中在表层;潜在生态风险性指数反映出全湖沉积物中的重金属污染属于中等生态危害程度,Cd是最主要的生态危害元素;生物毒性效应评价则表明目前昆承湖沉积物的金属毒性效应不高,但各样点的ΣTUs都表现为由底层向表层逐渐增大的态势,必须予以相当的重视,避免加重该湖的生物毒性。

昆承湖底栖动物群落结构的研究

调查了昆承湖水体富营养化后底栖动物的种类和数量。 1998～ 2 0 0 0年共采集到底栖动物 32种 ,隶属于 16科 2 7属 ;底栖动物年平均密度为 2 76 7个 /m2 ;优势种群为日本沙蚕、中华颤蚓、河蚬。

常熟市昆承湖周边地区土壤动物群落结构及其多样性研究

对常熟市昆承湖周边区域竹林、人工草坪、农田三种土地利用类型下的土壤动物群落组成进行了调查.共获得土壤动物样本634个,隶属于3门3纲14类.优势类群为蜱螨目和弹尾目2类,占个体总数的65.10%;常见类群为膜翅目、线虫、多足纲、蜘蛛目、鳞翅目、直翅目、寡毛纲、鞘翅目、双翅目等9类,占个体总数的33.92%;其他为稀有类群.群落结构分析表明:个体密度依次为人工草坪>竹林>农田;类群数和土壤动物多样性指数(H′)依次为人工草坪>农田>竹林;均匀度指数(J)依次为农田>人工草坪>竹林,优势度指数(C)依次为竹林>人工草坪>农田.不同群落的相似性(q)分析表明:竹林与农田q值和人工草坪与农田q值均大于0.75,达到了极度相似水平;而竹林与人工草坪的q值大于0.5,为中等相似.土壤动物的垂直分布有明显的表聚现象.

昆承湖大型底栖动物时空分布及对环境修复的指示性

2015年对常熟市昆承湖的大型底栖动物进行了时空分布调查,开展了水质生物学评价与环境影响因子分析,并基于底栖动物分布特征对昆承湖2006—2012年环境修复工程效果进行初步评估。结果表明:4次调查共采集底栖动物12科22种,优势物种多为耐污型;底栖动物年均密度为38.3 ind/m^2,各季节密度分布存在差异,但均以摇蚊幼虫类密度占优,其次为寡毛类和软体动物,底栖动物年均生物量为24.54 g/m^2,主要为软体动物所贡献;底栖动物Shannon-Wiener多样性指数值(H')、Margalef多样性指数值(D)、Pielou均匀度指数值(J)和BI指数值表明,昆承湖总体处于中度污染状态;不同湖区因污染程度等环境因素不同,底栖动物物种、密度与生物量分布存在差异,典范对应分析表明水体DO、浊度、TN、TP等水质因子以及底泥TN、总有机物等是影响底栖动物分布的主要环境因子;昆承湖实施封闭湖泊口门、深度清淤等环境修复措施后,水质总体得到改善,但湖泊水深增大、基底形态单一以及水生植物分布少等因素也影响了湖泊底栖动物密度与种群分布。

强降雨对昆承湖总磷浓度的影响分析

基于2019年8~9月水位和总磷浓度监测数据,分析了强降雨对昆承湖总磷浓度变化的影响。结果表明,强降雨引起湖体水位升高时,总磷浓度也呈显著的上升趋势,Pearson相关系数达到0.820,两者存在较为显著的关联;2019年8~9月期间,由河水带入湖体的总磷污染负荷占比约为66.4%~75.4%,地表径流带来的总磷污染负荷占比约为24.6%~33.6%,河水汇入是湖体总磷浓度变化的主要因素;短期强降雨会使湖体总磷浓度增加量约为0.06 mg/L,为湖体1~7月浓度均值的150%,在实际情况下,因地表径流冲刷,总磷浓度负荷可能会增加,这就导致湖体总磷浓度增量可能会更高。

昆承湖鱼类群落结构及经济鱼类年龄特征

为掌握昆承湖鱼类群落组成现状及主要经济鱼类年龄特征,基于2020年8月—2021年7月一周年的鱼类监测数据,对该水域鱼类群落结构进行分析,同时鉴定了主要经济鱼类的年龄特征。结果表明:本次调查共采集鱼类37种,隶属于5目8科30属,以鲤科鱼类(28种)为主,占总物种数的75.68%,鱼类组成以中上层、定居型和杂食性鱼类为主;刀鲚Coilia nasus、蒙古鲌Culter mongolicus、似鱼乔Toxabramis swinhonis、似鳊Pseudobrama simoni、鳙Aristichthys nobilis、鲢Hypophthalmichthys molitrix、花■Hemibarbus maculatus、似刺鳊鮈Paracanthobrama guichenoti、大鳍鱊Acheilognathus macropterus和鲫Carassius auratus为优势种;生物多样性分析显示,鱼类Shannon-Wiener多样性指数、Margalef丰富度指数和Pielou均匀度指数均为夏季最高,且季节间无显著性差异(P>0.05);年龄特征分析显示,鲢、鳙优势年龄均为5~6龄,各年龄组的鲢平均体质量为1 567.99 g,鳙平均体质量为1 549.59 g,与其他湖泊同龄鲢、鳙相比,昆承湖鲢、鳙体质量均明显偏低;等级聚类(CLUSTER)和非度量多维尺度排序(NMDS)分析显示,鱼类群落变化主要受季节影响,且空间差异较小。研究表明,昆承湖复杂多样的生境特征为其较高的鱼类多样性提供了有利条件,鲢、鳙规格较小主要是放养密度过高导致。

昆承湖周边地区土壤动物区系分布及土壤酶活性研究

[目的]对昆承湖周边地区土壤动物的种群、数量、土壤酶与土壤动物的相关性进行研究。[方法]选取3个样地,随机用土壤环刀按0～5、5～10和10～15 cm 3层采样。每个季度取样1次,共计4次。采用手捡法采集大型土壤动物,中、小型土壤动物用Tullgren法分离,同时进行分类鉴定和数量统计,测定土壤酶活性。[结果]获得土壤动物732个,隶属于3门11纲19类。弹尾目和蜱螨目为优势类群,占个体总数的78.28%。常见类群为线虫纲、双尾目、双翅目、膜翅目、蜘蛛目,占个体总数的16.53%。其他为稀有类群,只占个体总数的5.19%。3个样地土壤动物多样性指数(H')的排序为样地3>样地1>样地2。脲酶活性与土壤动物密度呈负相关,脱氢酶活性与土壤动物密度呈正相关,过氧化氢酶活性与土壤动物密度呈正相关。土壤动物垂直分布呈现明显的表聚性。湿度与土壤动物密度呈正相关。温度与土壤动物密度趋向于负相关。土壤动物种群密度与有机质含量呈正相关,而种群密度随着有机质含量的增加而增加。[结论]该研究可为本地合理利用土地及生态管理提供基础资料。

昆承湖浮游生物调查与生态渔业研究

2002～2003年对昆承湖水中浮游生物进行调查分析,共检测到浮游植物7门52个种属,年平均数量为161.10万个/L,生物量为2.47mg/L;浮游动物4门56个种属,年平均数量为582.36个/L,生物量为3.40mg/L。通过对湖泊鱼类结构调整,恢复水生植物,力求昆承湖渔业朝生态渔业方向发展。

昆承湖渔业资源保护与利用技术研究

利用浅水湖泊多稳态理论,采取常规品种与名优新品种相结合、增殖与养殖相结合、产品数量与品质提高相结合的措施,对昆承湖渔业结构进行调整,保护与合理利用渔业资源。经过3年的实施,昆承湖水质发生了根本好转,水生植被得以重建,养殖结构的调整收到了显著的生态效益;同时,生态养殖给企业增加了收入396.81万元。

昆承湖资源保护与开发利用技术研究

遵循湖泊渔业现状,以保护水域环境为基准,生产优质无污染的名特优水产品为目的,在昆承湖中人工增养殖名特优水产品,调整湖区种群结构,营造和保护新的生态环境,促进新的生态平衡,有效地提高了湖泊的产出率,取得了显著的经济、社会及生态效益。