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.

深水湖泊围堰设计探讨

结合工程区域湖泊水深较深且湖底土较软弱的实际案例,比较分析了围堰的设计方案和计算要点,阐述了围堰施工工艺的适应性及主要监测项目,研究成果最终应用于设计与施工,取得了良好的工程效果。

云南省高原深水湖泊程海磷形态分布和变化

采用GPS定位,在程海设置了3个断面9个采样点,对各种形态磷进行了为期1 a的研究,分析了高原深水湖泊程海磷形态分布和变化.结果表明:程海中总磷含量范围为0.008～0.155 mg/L,年平均值为0.046 mg/L,含量水平已经较高.存在形态是颗粒态总磷占54.35%;溶解态有机磷占19.56%;溶解态无机磷占26.09%.各形态磷时间分布和变化与水生生物特别是浮游植物生命活动和周期变化密切相关;水平分布格局受浮游生物活动、湖流风动等综合影响;由水表层-亚底层垂直分布比较均匀,湖底层含量不同程度升高.

河南泌阳凹陷古近纪核桃园组遗迹化石组合及其环境意义——兼论深水湖泊遗迹相特征

南襄盆地泌阳凹陷古近纪核桃园组湖泊沉积中发育大量遗迹化石,含5个遗迹组合,形成于从滨湖到深湖的不同沉积环境中。Taenidiumserpentinum遗迹组合反映稍有覆水并周期性暴露的低能滨湖环境;Skolithos linearis遗迹组合代表湖泊中上临滨环境;Planolites montanus遗迹组合与低能浅湖环境有关;Skolithos verticalis遗迹组合形成于浅湖的远源风暴沉积中;Semirotundichnus dongyingensis遗迹组合发育在贫氧的半深湖-深湖沉积环境中。

大型深水湖泊——千岛湖枝角类的多样性

调查了大型深水湖泊———千岛湖枝角类的多样性 ,包括种类组成、密度、生物量以及优势度和相似性指数等。一年中 ,共发现 2 6种枝角类 ,根据年平均密度 ,优势种为透明 (Daphniahyalina)、长额象鼻 (Bosminalongirostris)和短尾秀体 (Diaphanosomabrachyurum)。相关回归分析表明 ,3种多样性指数均随群落种类数的增加而显著升高 ,随群落优势度和相似性指数的增大而显著下降。

高原深水湖泊中紫色非硫光合细菌的分离、纯化和培养方法

本文首次系统完整的报道了从高原深水湖泊中分离、纯化和培养紫色非硫光合细菌 (PNSB)的全过程。与报道的其他培养方法相比 ,此方法分离速度快、效率高 ,不受好氧菌的干扰。本研究室已经成功运用此套方法从云南高原深水湖泊如阳宗海、抚仙湖中分离出近 30 0株PNSB ,并开发生产出光合细菌系列产品 ,在色素提取、水产养殖和污水处理等方面应用取得了显著的效果。

深水湖泊水质模型研究及其在抚仙湖中的应用

本文在深水湖泊的水质模型研究中成功地引入等效混合体积的概念，从而推导，建立一全新、实用的深水湖泊水质模型Ｃｓ＝Ｍｉｎ－ＭｏｕｔＫＶｎｙ＋Ｋ·△Ｑ＋Ｑｏｕｔｆ，并将之应用于抚仙湖。一方面证实了模型的合理性、适应性，另一方面揭示了抚仙湖水质变化的主要特征。

深水湖泊龙景湖磷形态组成及周年变化规律

以龙景湖为研究对象,于2015年9月到2016年8月对水中不同形态的磷进行了逐月观测,分析了各形态磷的组成与含量水平及其周年动态变化情况。结果表明表层水体总磷浓度变化范围为0.04~0.17 mg/L,年平均含量为0.104 mg/L,含量水平已经较高,存在形态为颗粒磷48%,溶解活性磷37.5%,溶解有机磷14.6%。中层水体各磷形态组成与表层基本一致。底层TP浓度值为0.265 mg/L,其中颗粒磷13%,溶解活性磷75.7%,溶解有机磷11.3%。溶解活性磷浓度、分布特征和循环转化规律对湖泊水体中磷生物地球化学循环具有重大意义。总磷、溶解性磷、颗粒磷和溶解活性磷有明显的季节性波动,溶解有机磷全年维持低浓度水平,周年变化规律受到气候、水文条件、水力条件及人为干预等多重因素的影响。

深水湖泊增氧理论与技术研究进展

深水湖泊由于自身物理结构特性,易形成垂直热分层。温跃层阻碍了上层水体中氧气向下转移,使得深水层长期处于缺氧状态,加速了沉积物内源污染物的释放,并导致湖泊水质恶化。利用增氧技术提高深水湖泊水体氧含量是抑制内源污染物释放、改善湖泊水质的一项有效措施。系统论述了国内外深水湖泊增氧方法与原理,深入剖析了人工去分层增氧技术、气体提升增氧技术、Speece锥形增氧技术和气泡羽流扩散增氧技术等4种主要增氧技术的结构与优缺点,介绍了典型深水湖泊增氧技术应用实例研究进展,对比分析了主要深、浅水增氧系统的差异,提出了目前增氧技术存在的主要问题,并对未来研究方向进行了展望。

湖泊深水重力流沉积露头精细解剖——以鄂尔多斯盆地瑶曲剖面长7油层组为例

沉积露头为精细刻画沉积体内部结构、建立准确地下地质模型发挥着不可替代的作用。本文以鄂尔多斯盆地南部瑶曲剖面长7段为例,采用地质学、野外露头沉积学方法,详细剖析了湖泊深水重力流沉积深水岩相的类型、特征、垂向组合及沉积环境。研究表明,瑶曲剖面长7段发育块状细砂岩相、鲍马序列粉砂岩相、水平纹理泥岩相、块状泥岩相、水平层理页岩相、凝灰岩相6种岩相类型,碎屑流沉积、浊流沉积、滑塌沉积、深水原地沉积、火山碎屑沉积5类沉积单元,在垂向上5类沉积单元构成了A、B、C、D 4类垂向分布形式。在此基础上,结合区域地质特征,研究认为长7段发育湖泊、水道型重力流沉积两种沉积体系。湖泊相可进一步确定为半深湖—深湖亚相,深水原地沉积微相,以D类岩相组合最为发育;水道型重力流沉积体系进一步划分为近源水道、远源水道、堤岸、前端朵体4个亚相,包含砂质碎屑流沉积、浊流沉积、滑塌沉积3个微相,近源水道+堤岸形成A类、C类、B类岩相组合,远源水道+堤岸形成B类、C类岩相组合,前端朵叶发育C类岩相组合。剖面相分析表明,研究区优质的烃源岩与重力流砂体可构成较好的"下生上储"的致密岩性油气藏。

喀斯特地区深水型湖泊水质时空变异性分析:以平寨水库为例

对河流水质时空变异特性的正确识别是有效评估河流水质状况的重要方面之一,为了了解典型喀斯特高原深水型水库——平寨水库水质状况,基于2018年度春夏秋冬4个季节21个采样点的水质监测数据,文章综合运用多元统计分析方法,对平寨水库水体的水质时空变化特征进行了分析。结果表明:(1)平寨水库水质具有一定的时空变异特性。在时间上pH值和DO均呈现出夏季最高、冬季最低的变化特征,TN的平均质量浓度在秋季达到最大,TP、NH3-N和COD的平均质量浓度最大值均出现在春季;在空间上,DO、TN和NH3-N浓度空间变异性较弱,TP在冬春季空间差异性较强,在夏秋季较弱,COD浓度则存在较强的空间变异性。21个采样点在空间上划分为5组,其中第3组水体水质劣于其他组,受人类活动影响较大。(2)在冬季和春季,水体中氧气含量和氢离子浓度对平寨水库水质变异性的贡献最大,夏季和秋季,表征生活污水和农业污水造成的富营养指标对水库水质变异性的贡献最大。

云贵高原深水湖库环境过程及水源保护途径

认识云贵高原的环境变化在局地、区域和全球三个层面上具有重要意义。不同湖泊沉积物—水界面的生物地球化学过程具有重要差别,因而其水源保护途径也不尽相同。a.贵州阿哈湖汇水区煤矿开采导致Fe—Mn在沉积物中积累并产生季节性二次污染。缺氧季节硫酸盐还原作用上移至沉积物顶部,导致界面亚扩散层对Fe2+的屏蔽,Fe—Mn循环受沉积物—水地质界面和氧化—还原化学界面的双重控制。控制Fe—Mn释放和降低入湖通量、选取优质水区和清淤处理是污染控制的有效途径。b.1994年秋贵州百花湖出现"突发性"水质恶化,剖析相互关联水质指标表明:"湖泊黑潮"是特定季节、特殊气候条件下,沉积有机质生物氧化作用的耦合;脱氮过程受阻的pH控制导致亚硝酸根浓度增高。随着水体耗氧—复氧平衡、水流输送及天气好转,水质可望在一段时期内复苏。后期观测表明了水质的好转。c.云南洱海沉积物平均堆积速率为0.047 g.cm-2.a-1;沉积物顶部几厘米Pb稳定同位素组成表明其铅来源稳定;沉积有机质主要为陆源,早期成岩过程Corg垂直剖面具"沉降—降解—堆积"三阶段分布。近460年间,1δ3Corg小幅度频繁波动及δ13Cinorg和δ18Oinorg同步降低的总趋势表明汇水区人为活动的明显影响。控制陆源有机质的输入通量是保护洱海的基本策略。d.云南程海是一个湖水离子总浓度接近盐湖下限的中度富营养湖泊。沉积物Horg/Corg和Corg/Norg原子比率表明其有机质主要源于内生浮游藻类残骸;沉积记录中210Pbex与Corg的沉积通量显示出良好的同步关系。特别是二者同步增大时段表明:210Pbex沉积通量增加指示湖泊初级生产力增大,这种微粒清洗效应反映了湖泊自然作用对富营养演化的调控作用。

抚仙湖水体磷的时空分布特征分析

抚仙湖是中国第二大深水湖,保护好抚仙湖水质对于中国水资源战略安全至关重要。总磷是影响贫营养深水湖泊水质类别的关键因素。通过在抚仙湖湖体均匀布设立体监测点位,开展为期1 a的水质监测分析,探讨不同形态磷的水平和垂向分布及季节变化特征。结果表明:①抚仙湖总磷(TP)、溶解性总磷(DTP)及溶解性磷酸盐(SP)随水深几乎呈线性增加趋势;溶解性有机磷(DOP)除个别点随水深波动外,整体较为稳定;总体上,底层水体磷浓度高于表层水体磷浓度,表层底泥总磷浓度高达1926 mg/kg,可能对未来湖泊的富营养化构成风险。②不同形态磷浓度TP>DTP>SP>DOP,其中DTP占TP的比例为77.78%,为TP的主要贮存方式。③TP浓度总体是上半年高于下半年,呈现一定的冬春季表层浓度升高、底层浓度降低的趋势,该趋势与温跃层消退、湖水处于混合状态有关。研究成果可为抚仙湖水质趋势研判和精准治理工作提供支撑。

抚仙湖浮游植物群落结构、分布及其影响因子

云南抚仙湖是我国典型的高原深水湖泊,为揭示该湖浮游植物群落特征及其对生态系统变化的响应,2005年6～7月对浮游植物及环境因子进行了调查。调查期间共采集浮游植物80种,隶属于7门32科56属,以绿藻、蓝藻和硅藻为主,种类数绿藻(46.0%)>蓝藻门(25.0%)>硅藻门(15.0%),密度绿藻(61.6%)>硅藻(16.1%)>蓝藻(9.1%)。群落平均密度为87.58×104ind./L,转板藻(Mougeotiasp.)占绝对优势,其相对密度为35.9%。在水平分布上,浮游植物平均密度北区大于南区(P<0.05),沿岸区大于湖心区(P<0.01)。在垂直分布上,浮游植物分层明显,主要分布在0～30 m水层,不同水层绿藻均占绝对优势。环境分析表明:抚仙湖浮游植物密度水平分布主要受营养盐的影响,而垂直分布主要受物理因子的影响。不同时期的调查结果比较表明,抚仙湖浮游植物种类数和密度呈增长趋势,与水体营养水平升高有关。20世纪90年代中期以来,大型丝状藻类转板藻发展成为绝对优势种,与其较强的竞争优势及太湖新银鱼摄食引发的下行效应有关。

贵州红枫湖沉积物生物可利用磷分布特征及其与粒径的关系

应用化学提取法分析了红枫湖主要出入湖河口及湖心沉积物生物可利用磷(BAP)的含量,并探讨了BAP空间分布与总磷(TP)和粒度组成之间的关系.研究结果表明,各形态BAP含量顺序为:藻类可利用磷(AAP)>NaHCO3可提取磷(Olsen-P)>水溶性磷(WSP)>易解吸磷(RDP).沉积物柱芯中BAP迅速降低,剖面变化比TP更为明显.各形态BAP与TP显著相关,除RDP与AAP外,其它形态BAP之间也显著相关.Olsen-P是评价红枫湖沉积物磷的生物有效性的最佳指标.红枫湖沉积物颗粒组成以粘土及粉砂为主,湖心沉积物比河口粒度小.表层(0-5cm)沉积物中Olsen-P和AAP的含量与细组分(粘土)的比例呈正相关,而RDP、WSP与细组分呈负相关性,表明沉积物细组分对深水湖泊富营养化的重要性.

云南抚仙湖沉水植物分布及群落结构特征

2005年6～7月对抚仙湖沉水植物进行了调查。共采集到沉水植物12种。沉水植物在抚仙湖沿岸浅水区均有不同程度的分布，主要分布在北岸、南岸、河口以及湖湾。分布区内平均水深4．27m，平均透明度2．96m。优势种为黑藻、穗状狐尾藻、篦齿眼子菜、金鱼藻和苦草，其优势度分别为59．08％、54．47％、54．26％、48．71％和48．30％，占群落总优势度的65．19％。根据优势种及组成特征，可将沉水植物群落分为11个类型。全湖沉水植物分布区面积318．8hm^2，资源量19502．79t，平均生物量6118g/m^2。2005年与1980年前后和2003年的调查结果相比，抚仙湖沉水植物、生物量和分布范围显著增加。

柴达木盆地归属问题

柴达木盆地西部已找到 17个第三系油源的油田 ,其主要烃源岩层位是陆相始新统下干柴沟组。有人提出下干柴沟组是海侵湖泊沉积 ,并被命名为下干柴沟海侵。最近又有人提出该组不是深湖相 ,应属于湖相 ,是塔里木盆地西南部始新世海湾湖相带被阿尔金断裂东错的残留湖部分 ,或塔里木盆地原型盆地在东部的错移部分 ,并提出重新认识柴达木盆地西部的油气勘探方向。文中展示了塔里木盆地西南部古新统—始新统的吐依洛克组、阿尔塔什组、齐姆根组、盖吉塔格组、卡拉塔尔组的沉积相和典型的海相生物化石群 ,它完全不同于柴达木盆地西部古新统—始新统的路乐河组和下干柴沟组沉积相和陆相湖泊生物化石群。作者不能支持柴达木盆地西部与塔里木盆地西南部在古近纪属于同一盆地或同一沉积单元的观点。把塔里木盆地西南部已知油气田的烃源岩划归古近系海相沉积 ,显然是误解 ,以此为根据指导柴达木盆地西部陆相沉积区的油气勘探似属不妥。科学的古地理观将有助于勘探工作的正确部署。

天山天池水体季节性分层特征

于2014年6—10月，对高山深水湖泊天山天池水温、电导率、溶解氧、pH值、叶绿素a浓度和蓝绿藻细胞密度进行垂直剖面的连续监测，通过对其季节动态和垂直分层结构的分析，探讨天池水体季节性分层特征．天池出现明显水温分层的时间短（6—9月），夏季温跃层变化范围为2～18m，而秋季温跃层不断下移，10月在18m水深以下；受水温分层影响，天池水体溶解氧浓度、电导率、pH值、叶绿素a浓度和蓝绿藻细胞密度在垂直剖面表现出明显的季节性分层，尤其是夏季水温分层影响溶解氧浓度、叶绿素a浓度和蓝绿藻细胞密度在水体中的分布，对天池水质变化产生重要影响．天池浅水层（水深小于10m）溶解氧浓度较高（大于8mg／L），而深水层（水深超过18m）溶解氧浓度9月接近4mg／L，季节性缺氧导致底泥营养盐向上扩散，对水体水质产生不利影响．所以，应在夏、秋季节加强水质监测，以防止天池水华发生；天池叶绿素a浓度与蓝绿藻细胞密度的垂直剖面变化趋势相似，均随水深增加呈先增加后减小的趋势，但叶绿素a浓度在2～12m水深处较高，蓝绿藻细胞密度在5～15m水深处较高，表明5～15m深度适合藻类生长，同时，电导率、pH值的垂直变化也说明藻类的生长情况，这为监测天池水体富营养化取样和分析提供依据．

浙江千岛湖桡足类的群落结构

1999年 1～ 12月 ,研究了贫 -中营养型的大型深水湖泊———浙江千岛湖浮游桡足类的群落结构 ,包括其种类组成、现存量动态及群落多样性。在一年的研究中 ,共观察到 16种桡足类 (5种哲水蚤、1种猛水蚤和 10种剑水蚤 )。根据各种桡足类 (桡足幼体 +成体 )的年平均密度 ,哲水蚤的优势种为右突新镖水蚤 (Neodiaptomusschmack eri)和球状许水蚤 (Schmackeriaforbesi) ;剑水蚤的优势种为一种中剑水蚤 (Mesocyclopsnotius)和近邻剑水蚤 (Cy clopsvicinus)。桡足类群落平均密度 4 6 .81个 /L ,生物量 0 .12 6mg/L ,物种多样性指数 1.5 4。桡足类现存量的季节变化为夏 >秋 >冬 >春 ,8月份密度达 98.5 0个 /L ,生物量 0 .333mg/L ;5月份密度仅 10 .70个 /L ,生物量 0 .0 17mg/L。水平变化以Ⅱ号站现存量为最高 ,密度达 80 .10个 /L ,生物量 0 .2 89mg/L ;Ⅴ号站的密度最低 ,仅 2 9.80个/L ;Ⅳ号站生物量最低 ,0 .0 6 6mg/L。多样性指数以Ⅰ站为最高 3.2 1,Ⅸ站最低 ,仅 0 .85。