近百年来龙感湖地区湖泊营养化过程

由于近年来社会经济的迅速发展,湖泊富营养化问题日趋严重,其中湿地的破坏是导致入湖营养盐增加的一个重要原因。对湿地变化与湖泊营养盐状况关系的分析是制定湖泊环境整治和生态修复的重要科学依据。湖泊沉积物含有丰富的生物和理化方面的信息,在缺乏长期湖泊监测记录的情况下,可以用来重建湖泊及其流域过去变化的历史。根据龙感湖表层沉积物210Pb活度比变化,分析了该地区近百年来沉积物中湿地花粉、总磷和磁性参数,探讨了湖泊营养化过程及机理。研究表明,龙感湖近百年来营养级的增加是与湿生植被的破坏密切相关。20世纪上半叶的湖泊富营养化响应于磁性参数指示的流域土壤侵蚀速率的增加,而20世纪70年代以来湖泊营养程度的加重则与龙感湖流域农业化肥的使用和湿地植被破坏而导致湿地功能减弱有关。龙感湖流域内人类对湖周滩地的改造,破坏了湿地植被,助长了入湖物质的增加,湖泊营养相对富集,最终导致水体富营养化发生。

灰色局势决策理论用于湖泊营养化评价

本文简要介绍了灰色局势决策的原理和方法,并以我国6个有代表性湖泊库的富营养化程度评价为例说明了该方法的具体应用.评价结果与实际情况基本吻合.

矿物基活性覆盖材料对富营养化湖泊沉积物磷的控制研究进展

论述了内源磷释放对湖泊富营养化造成的影响,根据不同的性质对黏土矿物进行了系统分类,归纳了国内外关于黏土矿物对控制沉积物磷释放的研究和应用进展,分析了黏土矿物控制沉积物磷释放的应用效果和作用机理,并对未来应用黏土矿物治理与修复湖泊沉积物的发展方向进行了展望。

徐州九里湖沉水植物对富营养化湖泊的生态改善作用

为探究沉水植物对富营养化湖泊的生态改善作用,于2021年9月—2022年8月对徐州九里湖有、无沉水植物区的水质、沉积物磷形态、浮游植物群落分别进行监测。结果表明,九里湖沉水植物能够增加水体的透明度(SD)和溶解氧(DO),对总氮(TN)有一定程度的削减作用,对总磷(TP)、氨氮(NH3-N)和浊度(TUB)的改善效果最明显,能够有效降低九里湖的富营养化水平。九里湖沉积物中无机磷(IP)对TP含量的贡献最大,占比为64.2%~93.2%。IP当中的盐酸提取磷(HCl-P)占绝对优势。有沉水植物区沉积物中TP和有机磷(OP)含量整体略高于无沉水植物区,说明沉水植物对上覆水中的磷元素沉降有一定的促进作用。九里湖全年共监测到浮游植物7门63属93种,群落密度为2.94×10^(6)~7.0×10^(7)个/L。除水温较低的1—4月外,蓝藻门中的假鱼腥藻(Pseudanahaena sp.)是其中的优势种。低温情况下,浮游植物密度整体大幅降低,但是绿藻门和硅藻门占比明显提升。沉水植物对浮游植物生长具有很好的抑制作用。香农-维纳(Shannon-Wiener)多样性指数结果表明,沉水植物对浮游植物多样性有降低作用。

江苏省典型省管湖泊富营养化现状

为全面了解江苏省湖泊富营养化现状,选取13个典型省级以上管理湖泊(简称“省管湖泊”)为研究对象,于2022年1—12月进行水质调查,分析水质时空特征,评估富营养化现状,并讨论富营养化空间差异的原因。结果表明,13个典型省管湖泊水体营养盐指标含量丰富,其中TN均超过Ⅳ类标准,固城湖水体TP含量为Ⅱ类标准,其他湖泊介于Ⅳ~Ⅴ类;综合营养状态指数(TLI)结果显示湖泊富营养化水平存在区域性的差异,位于长江干流水系的固城湖和石臼湖富营养化程度较低,其中固城湖全年结果均评价为中营养型湖泊,其他区域12个湖泊均呈轻度富营养状态。

沉积物中磷形态与湖泊富营养化的关系

应用乙二胺四乙酸法对长江中下游太湖、巢湖和龙感湖等3个湖泊表层沉积物中磷的形态进行连续提取和测定.结果发现,在表层沉积物中,3个湖泊钙磷的百分含量比较接近,占总磷的30%左右,太湖和巢湖铁磷的百分含量显著高于龙感湖,而龙感湖有机磷的相对含量较高,可达40%～50%.这3个湖泊沉积物中有机磷形态差别十分明显,其中太湖沉积物中的有机磷主要以酸可提取有机磷形式存在,巢湖沉积物中酸可提取有机磷约占总有机磷的一半,而龙感湖的有机磷大部分与腐殖酸结合.沉积物中酸可提取有机磷的释放可能又是一个导致湖泊富营养化的重要过程.

我国湖泊富营养化防治与控制策略研究进展

随着全球人口的不断增加,工业化、城市化以及农业现代化的快速推进,湖泊富营养化问题已日益成为全球性的水环境污染问题。近年来,我国经济发展提速,资源利用强度加大,导致湖泊氮、磷营养盐严重富集,某些湖泊生态系统结构遭受破坏,功能紊乱,一些区域的湖泊蓝藻水华频繁爆发,湖泊富营养化呈现迅猛发展的趋势,并对区域经济发展与生产、生活用水保障带来挑战。尽管为了防控湖泊富营养化,我国各级政府投入了大量人力与物力,但在一些湖泊富营养化频繁区,一些防治与控制措施还没有收到理想而满意的效果。文章在综述国内外湖泊富营养化防治与控制策略研究的基础上,阐述了我国在富营养化研究方面存在的主要问题,提出了我国湖泊富营养化分区、分类控制的新思路。

底泥疏浚能控制湖泊富营养化吗?

世界上许多湖泊面临着严峻的富营养化问题 .富营养化湖泊底泥中的营养盐比水体中要丰富得多 ,因此 ,人们常把疏浚底泥作为治理富营养化湖泊的一种重要措施 .它需要巨大的资金投入 ,但尚未见在中等以上湖泊中通过疏浚底泥控制湖泊富营养化的明显实例 .分析表明 ,疏浚底泥作为水利工程和航道工程措施有重要效用 ,其改善水质效果与疏浚方法有关 .适当的疏浚可在短期内改善水质 ,但从月和季以上长时段看 ,疏浚底泥不是控制湖泊富营养化的充要条件 .而减少外污染源、改善生态结构才是控制湖泊富营养化的关键途径 .同时 。

湖泊富营养化的藻类生物学评价与治理研究进展

介绍了藻类的种群结构、污染指示种、生长潜力、种类多样性指数和综合指数等生物学指标在湖泊营养型评价中的应用;详细列举了超富营养型(Hypertrophication)、富营养型(Eutrophication)、中营养型(Mesotrophication)和寡营养型(Olipotrophication)等四类水体的部分指示藻类及大致表观现象;针对湖泊富营养化中备受关注的营养过剩和藻类生长过度问题,简要报道了国内外有关湖泊富营养化治理中的藻类N、P处理和除藻研究进展,以及近期作者在相关研究领域所开展的工作和初步结果;同时对湖泊富营养化的危害进行了大致分析,并提出了减缓湖泊富营养化进程。

中国湖泊富营养化影响因素研究——基于中国22个湖泊实证分析

基于1∶25万河流水系和数字高程(DEM)数据制备了选取湖泊的流域边界,据其集成了流域社会经济数据,并据中国科学院资源环境数据中心提供的1990、1995、2000、2005年4个时段土地利用数据形成了流域反映人类活动强度的表征指标,选取了全国湖泊富营养化区域差异性调查课题获取的案例湖泊的水质数据,集成了中国湖泊富营养化影响因素计量分析的面板数据集,研究了1990-2005年间中国湖泊营养状态的发展趋势与差异特征,探讨了湖泊富营养化的自然气候与社会经济影响机制,构建了中国湖泊富营养化影响因素分析的计量模型,厘定了1990-2005年间影响湖泊营养状态变化的重要因素,测度了其对湖泊富营养化的影响方向和作用强度。基于面板数据的计量分析结果表明,近15年人类活动强度对湖泊营养状态呈显著的正影响,其表征指标人均GDP与建设用地所占流域面积比均具有较强的显著性,而在人类扰动较小的情况下,湖泊的营养状态与湖泊补给系数成正比,与湖泊蓄容量成反比,补给系数较小且其他因素也相同时,水体营养状态应与流域土壤本底值相关;以林、草地的面积比重所测度的流域自然生态系统发育程度与湖泊营养状态呈显著负相关关系,表明林地与草地生态系统对流域的氮、磷营养物的入湖量具有一定的削减作用,论文研究结果将为流域管理措施方案制订提供科技支撑。

基于贝叶斯公式的湖泊富营养化随机评价方法及其验证

为了准确评价湖泊所处的营养状态,进而为湖泊富营养化的防治提供科学依据,提出了基于贝叶斯公式的湖泊富营养化随机评价方法。该法通过计算单个水质指标属于某个评价级别的概率,由最大似然分类原则确定单个水质指标的评价级别,并采用加权平均法推求湖泊富营养化多个水质指标的综合评价级别,具有方法简单、计算工作量小的特点。经全国30个湖泊实测水质资料的验证,随机评价方法与模糊评价方法和灰色评价方法相比较,有29个湖泊评价结果的差异小于等于一个级别,其比例为96.6％,说明这三种富营养化评价方法的计算精度相当。根据各项评价指标与叶绿素的相关系数,计算各项水质指标在富营养化评价中所占权重的方法,适用于浮游植物型湖泊,如果采取等权重方法,则适用于任何类型的湖泊。确定湖泊富营养化评价的水质指标个数和种类的选择具有不确定性,确定湖泊富营养化的评价级别和各个级别对应的水质标准浓度也具有不确定性,因此湖泊富营养化的评价方法具有不确定性。应采用多种途径对湖泊富营养化的评价方法进行研究,并取长补短,使评价结果更趋合理。

武汉湖泊富营养化遥感调查与评价

利用武汉东湖各子湖多年可靠的地面监测资料和 1999年 9月Landsat- 7的TM各波段的卫星遥感数据 ,建立了各子湖的营养状态指数与TMb5图像上的灰度值之间的线性关系模型 ,并运用该模型对武汉各湖泊进行富营养化评价。同时基于地面监测资料 ,用日本学者相崎守弘提出的修正富营养化指数法对武汉主要湖泊的富营养化程度进行评价。两种方法评价结果都显示 ,武汉大多数湖泊呈富营养化状态 ,一些湖泊已接近甚至达到极富营养化。在用两种方法同时评价的十个湖泊中 ,有四个湖泊的评价结果完全一致 ,其余的六个湖泊富营养化程度只相差一个级别。两种方法评价结果存在差异 ,可能有以下三个原因 :⑴遥感方法反映的是图像所在时段的某一个区域上的平均值 ,营养化指数法反映的是若干个采样站的年平均值 ;⑵TM图像的获取时间比地面监测的时间晚 ;⑶遥感影像可能受到云、泥沙等悬浮物、高等水生植物以及湖泊水深等的影响。遥感评价结果与地面监测结果基本一致 ,利用遥感进行湖泊水体富营养化监测评价是可行的、有效的 ;

中国典型湖区湖泊富营养化现状、历史演变趋势及成因分析

通过现场调研及资料收集,对中国典型湖区25个湖泊的富营养化现状及演变趋势进行分析,并对其成因进行探讨。结果表明,2009—2010年,有52%的调研湖泊处于富营养状态,其中内蒙古呼伦湖和江苏湖泊富营养化最为严重,东北地区湖泊富营养化程度中等,新疆湖泊富营养化程度最低,而云南湖泊富营养化程度则呈现两级分化趋势。近30 a来,有16个湖泊的富营养化水平有所上升,占调研湖泊总数的80%,表明这一阶段是我国湖泊富营养化的快速发展期。其中云南高原湖泊富营养化趋势最为严重,而江苏湖泊的富营养化趋势也不容乐观。人类活动是导致我国湖泊富营养化的主要原因,但是随着点源污染得到逐步治理,农业面源污染已成为江苏、云南和东北3个地区湖泊营养物的主要来源,必须加以重视。

典型城市浅水湖泊沉积物磷形态的分布及与富营养化的关系

应用乙二胺四乙酸法对典型城市浅水湖泊：玄武湖、莫愁湖和大明湖的表层沉积物中磷的形态进行连续提取和测定.研究表明,表层沉积物中铁磷和钙磷是磷的主要存在形态,占总磷的80%左右,玄武湖和莫愁湖的铁磷明显高于大明湖,可达30%-40%.3个湖泊表层沉积物中有机磷形态以碱可提取有机磷为主,酸可提取有机磷含量较低,但其与总磷的比值可以较好地反映湖泊富营养化程度.

分形理论在湖泊富营养化评价中的应用

为了准确评价湖泊所处的营养状态,进而为湖泊富营养化的防治提供科学依据,首次提出了基于分形理论的湖泊富营养化的评价方法。该方法通过计算单个水质指标的分维数,由最大似然分类原则确定单个水质指标的评价分维指数,并采用加权平均法求算湖泊富营养化多个水质指标的综合评价级别。经全国30个湖泊实测水质资料的验证,分形评价方法具有计算精度较高、方法简单、计算工作量小的特点,为湖泊富营养化评价提供了一种较好的新方法。

湖泊富营养化响应与流域优化调控决策的模型研究进展

湖泊富营养化是全球水环境领域面临的长期挑战,富营养化响应与流域优化决策模型是制定经济和高效调控方案的关键.然而已有的模型研究综述主要集中于模型开发、案例应用、敏感性分析、不确定性分析等单一方面,而缺少针对非线性响应、生态系统长期演变等最新湖泊治理挑战的研究总结.本文对数据驱动的统计模型、因果驱动的机理模型和决策导向的优化模型进行了综述.其中,统计模型包含经典统计、贝叶斯统计和机器学习模型,常用于建立响应关系、时间序列特征分析以及预报预警;机理模型包含流域的水文与污染物输移模拟以及湖泊的水文、水动力、水质、水生态等过程的模拟,用于不同时空尺度的变化过程模拟,其中复杂机理模型的敏感性分析、参数校验、模型不确定性等需要较高的计算成本;优化模型结合机理模型形成“模拟优化”体系,在不确定性条件下衍生出随机、区间优化等多种方法,通过并行计算、简化与替代模型可一定程度上解决计算时间成本的瓶颈.本文识别了湖泊治理面临的挑战,包括:①如何定量表征外源输入的非线性叠加和湖泊氮、磷、藻变化的非均匀性?②如何提高优化调控决策和水质目标的关联与精准性?③如何揭示湖泊生态系统的长期变化轨迹与驱动因素?最后,本文针对这些挑战提出研究展望,主要包括:①基于多源数据融合与机器学习算法以提升湖泊的短期水质预测精度;②以生物量为基础的机理模型与行为驱动的个体模型的升尺度或降尺度耦合以表达多种尺度的物质交互过程;③机器学习算法与机理模型的直接耦合或数据同化以降低模拟误差;④时空尺度各异的多介质模拟模型融合以实现精准和动态的优化调控.

人工湿地技术及其在富营养化湖泊污染控制中的应用

人工湿地技术是一种新型污水生态处理工程技术,是目前国内外水处理研究热点。从人工湿地技术控制富营养化湖泊外源污染的角度出发,介绍了人工湿地的概念、净化机理及发展现状等,重点阐述了人工湿地在富营养化湖泊外源污染控制中的技术与应用,同时指出了我国目前在富营养化外源控制中的不足和人工湿地技术在其中的应用前景。

中国湖泊富营养化防治策略研究

随着湖泊富营养化的加剧,藻类水华暴发的频率也越来越高,规模越来越大,成为制约中国社会和国民经济持续发展的重大环境瓶颈问题,前景堪忧。本文从全国湖泊流域整体层面出发,分析制定基于生态分区的营养物基准和富营养化控制标准,以富营养化控制标准为依据,建立全国不同分区的营养物总量控制和生态修复体系,提出全国湖泊营养物削减和富营养化控制的国家方案,希望为中国湖泊富营养化防治工作提供借鉴。

富营养化湖泊沉积物磷释放特点及水生植物对其的影响

湖泊富营养化是一个全球性的环境问题,磷是湖泊富营养化的最主要的限制性因子之一。综述了富营养化湖泊沉积物中磷的化学形态、释放规律及其影响因素,并讨论了水生植物对湖泊内源磷释放的影响机制。

生物操纵方法调控湖泊富营养化研究进展

随着流域资源的不合理利用与农业面源污染的持续加剧,我国湖泊富营养化已呈现出日益严重趋势,由此引起湖泊生物多样性下降、生态系统退化等一系列生态环境问题。文中简要概述了湖泊富营养化的现状、发生机理及其危害,详细论述了利用生物方法调控湖泊富营养化的研究进展。具体包括种植水生维管束植物、生物浮床技术、微生物净化技术、生物链调控技术等,并对各种方法的适用性、经济性、限制条件进行评价。着重介绍了通过构建具有削盐、控藻、碎屑功能的复合生物链,来调控湖泊富营养化水平,分析了藻类、水生维管束植物、浮游动物、鱼类之间的相互关系及其在维持湖泊生态平衡中的作用。另外,对目前湖泊富营养化治理过程中存在的问题及今后发展趋势进行了分析与展望。