Environmental Geochemistry of Swan Lake Inlet, Rongcheng Bay, the Yellow Sea of China

The Swan Lake Inlet, the State Primary Wildlife Protection Area, is a lagoon\|inlet system located in the Rongcheng Bay, Shandong Peninsula, China. It has been undergoing development for aquaculture and tourism. In the summer of 1999, a study on the environment of the Swan Lake Inlet was carried out. The concentrations of the major elements and trace elements Fe, Al, Pb, Zn, Cd, Cu, Cr, Mn and P have been measured by ICP\|AES and graphite furnace atomic adsorption spectrometry. The sources and distribution of the elements in the Swan Lake Inlet have been discussed. It is concluded that the Swan Lake Inlet has not been subjected to significant environmental pollution.\; The chemical results show that the dissolved oxygen (DO) contents are generally normal. At some locations DO solubility appears to be >100%. The BOD\-5 (five\|day biochemical oxygen demand) values are generally <4 mg/L and COD (chemical oxygen demand) 3～4 mg/L. The seawater N, P and Si contents are lower than the Class I water type specified by the Chinese National Standard of Water Quality. The low nutrient distribution reflects little discharge from land, therefore lacking of nutrient supply.

荣成天鹅湖海草床及其邻近裸沙区浮游生物的时空变化特征

海草床是近海典型生态系统之一,为了解山东省荣成市天鹅湖鳗草(Zostera marina)海草床及其邻近裸沙区的浮游生物群落结构及时空变化特征,于2019年2月、5月、8月和11月,对天鹅湖鳗草海草床及其邻近裸沙区的浮游生物、海草床生态学特征及关键环境因子进行了周年调查,并应用典范对应分析(CCA)和冗余分析(RDA)探究了环境因子对浮游生物优势种的影响。结果显示,共发现浮游植物38种,隶属3门25属,其中,硅藻门(Bacilariophyta)种类最多(89.4%),甲藻门(Dinophyta)次之(7.8%);共发现浮游动物18种,幼虫3类,以甲壳动物(71.4%)为主;浮游生物种类数呈现显著的季节变化,且在11月达到最大值;海草床浮游植物和浮游动物的年平均丰度分别为5.4×10^(4)cells/m^(3)和1.6×10^(4)ind./m^(3),是裸沙区浮游植物和浮游动物年平均丰度的1.4倍和1.5倍;典范对应分析和冗余分析显示,海草床浮游生物优势种主要与水温、海草床的植株密度及生物量显著相关,而裸沙区浮游生物优势种则主要与水温、pH值及氨氮含量等环境因子显著相关。结果表明,天鹅湖海草床相比裸沙区具有更丰富的浮游生物。本研究为深入了解海草床生态系统的结构和功能提供了基础数据。

近200年来黑河下游天鹅湖湖泊沉积记录的环境变迁

通过对黑河下游天鹅湖-2孔湖泊沉积柱状岩芯的多环境指标的分析,同时参照相关的历史文献记录,提取了其中包含的气候变化和人类活动信息．根据天鹅湖-2孔湖泊沉积记录,将天鹅湖在近200年的湖泊演化分为七个阶段,影响湖泊演化各个阶段的主导因素各不相同,包括气候变化与人类活动,正是这两者的共同作用导致了天鹅湖及其周围地区的环境变化．湖泊沉积记录的环境演化主要受气候冷暖干湿变化的控制,而人类活动在特定时段对湖泊环境演变产生明显影响．

成山卫沙坝潟湖链的形成和近期演化

山东荣成市成山头南侧发育了一条沙坝和一系列的湖 ,组成成山卫湖链 ,以面积最大的天鹅湖有关资料为主 ,运用粒度分析、软体动物鉴定、14 C测年等方法 ,对So5 ,Sh5 ,Sh1和Sh6孔岩心进行分析 ,揭示了该湖链的形成过程 :距今 70 0 0a左右 ,海水开始入侵 ,形成了荣成湾 ,距今 6 0 0 0a左右 ,沙坝和坝内的一系列半封闭湖形成 .根据沙坝层理的观测资料分析了湖形成后自然作用下的演化动态 ,并指出近年来由于人类活动加剧 。

太湖波浪数值模拟

在太湖实际波浪观测的基础上,采用率定验证后的第三代动谱平衡方程,考虑实际水底地形、波浪折射、浅化、反射、破碎、湖流等条件下,对太湖波浪进行数值模拟,研究太湖波浪的主要影响因素.结果表明:SWAN模型可以较好地模拟风作用下太湖风浪的生成和传播过程,模型在太湖应用是合适的;波高、波长、波周期等波浪参数在太湖的分布与风速、风向、水深等因素密切相关;在相同风向、不同风速情况下,太湖波浪发展至稳定状态的时间不一样;在不同风向,相同风速持续作用下,有效波高达到稳定的时间差不多,变化趋势也比较相同.说明波浪的发展不光取决于风速的大小,还同风的持续吹的时间和风区长度有关.

天鹅湖沉积物中营养盐和重金属的分布特征

在荣成天鹅湖选取20个代表性样点,研究了表层沉积物中总氮、总磷、有机质和重金属的水平及分布状况,并对沉积物的环境质量进行了评价。结果表明,沉积物中总氮、总磷和有机质含量主要变化在0.6-1.2 g/kg,0.2-0.4 g/kg,5.0-20.0 g/kg之间,分别平均为0.85,0.35,19.89 g/kg;三生源要素的空间分布规律类似,其中有机质的变异程度较大。重金属Cd、Cr、Ni、Cu、Zn、Pb的平均含量分别为0.37,50.09,16.02,16.48,53.02,22.17 mg/kg,其中Cd、Cu、Zn的分布趋势类似,Cr和Ni相差不大。天鹅湖沉积物中营养盐和重金属的空间分布很不均衡,污染物质的累积与该区域的污染状况及沉积物粒度关系密切,北部人为活动频繁区和颗粒较细区含量较高,东近岸区及南部较低。与其它湖泊相比,天鹅湖沉积物中总磷和重金属的总体水平较低,Cr和Pb元素有所污染。据加拿大制定的沉积物评价标准,目前天鹅湖沉积物中污染物质不会产生大的生态毒性效应。

荣成天鹅湖沉积物中重金属的分布特征研究

通过对表层沉积物中重金属及粒度的分析,研究了荣成天鹅湖重金属的含量水平及分布特征,并对沉积物的环境质量进行了初步评价。结果表明,天鹅湖重金属的总体水平较低,Cd、Cr、Pb、Cu、Zn的平均含量均低于国家海洋沉积物I类质量标准,其中Cr和Pb存在轻度污染。Cd、Cr、Ni、Pb、Cu、Zn的含量范围分别为0～0.84、1.75～116.11、1.50～29.06、17.36～27.25、2.00～34.98mg.kg-1和11.48～92.61mg.kg-1,平均含量排序为Zn>Cr>Pb>Cu、Ni>Cd。天鹅湖重金属的富集状况与沉积物的粒度以及人类活动密切相关,大部分元素的高值区出现在颗粒较细的湖中央以及污染严重的西北部,东南部含量较低。相关分析表明,各重金属之间的相关性较好,其中Cd、Cu、Mn、Zn、Fe间呈高度的正相关,空间分布规律相似;重金属与有机质、粘粒含量呈极显著正相关,而与砂粒呈极显著负相关。根据加拿大制定的沉积物评价标准,天鹅湖沉积物中Cr具有较大的生态危害性。

天鹅湖沉积物对磷的吸附动力学及等温吸附特征

以荣成天鹅湖这一天然泻湖为研究对象，研究了6个样点沉积物对磷的吸附动力学曲线和等温吸附方程，并分析了沉积物理化性质与磷吸附参数间的关系。结果表明，天鹅湖不同区域沉积物对磷的吸附动力学均符合二级动力学方程，吸附反应主要在前10h内完成，且0-2h内反应迅速。根据Langmuir模型，6个样点沉积物对磷的理论吸附容量（Qmax）的范围为294．12-1111．11mg／kg，其中湖区北部和中部沉积物的吸附能力高于南部。沉积物对水体中磷的吸附解吸平衡浓度（EPCo）的变幅为0．002-0．033mg／L，其与沉积物本底吸附态磷（NAP）呈较弱的正相关关系。本研究条件下，大部分样点的EPCo小于上覆水中磷的浓度，其中湖区西北部和东南部沉积物中磷具有向上覆水体释放的趋势。沉积物的NAP与总氮、有机质、活性铝和黏粒间均呈显著正相关，Qmax与铁铝结合态磷、有机质、活性铝和粉粒间呈显著的正相关关系。活性铝、有机质和粒度是影响沉积物磷吸附的主要因素。

荣成天鹅湖湿地沉积物对磷的吸附特征及影响因子分析

在荣成天鹅湖湿地的典型区域选取代表性样点,研究表层沉积物对水体中磷的吸附特征,并分析了环境因子、沉积物组成对磷吸附的影响。结果表明,当上覆水中磷浓度低于0.40 mg/L时,沉积物对磷的吸附量很低或呈负吸附状态;在高磷浓度条件下,等温吸附曲线可用改进的Langmuir模型来很好地拟合。本研究条件下湿地沉积物对磷的吸附容量（Qmax）变幅为181.8-1000.0 mg/kg,临界磷平衡浓度（EPC0）变化在0.043-0.479 mg/L之间。沉积物对磷的最大吸附量与其本身的理化性质关系密切,主要影响因素为粘粒含量和粘土矿物种类,氧化铁铝和有机质含量起次要作用。环境因子对磷吸附的影响作用明显,各因子的影响顺序为：扰动〉温度、盐度〉pH。不同区域相比,湿地北部沉积物的吸附能力远高于南部砂质土,且后者的吸附特性更易受到环境因子的影响。

刚毛藻分解对荣成天鹅湖沉积物磷释放的影响

在荣成天鹅湖刚毛藻暴发和非暴发区域分别采集沉积物进行室内加藻模拟试验,定期监测上覆水的溶解氧（DO）、pH、化学需氧量（COD）和可溶性磷（SRP）等指标的变化,并分析了刚毛藻分解对沉积物磷释放的影响。结果表明,避光培养过程中,刚毛藻分解使上覆水体的DO含量大幅降低,形成厌氧环境（0~0.14 mg.L-1）;COD含量则明显增加,各处理最大值变化在0.59~6.93 mg.L-1之间。刚毛藻分解可明显促进沉积物中磷的释放,培养期间上覆水SRP的含量大幅上升,变幅为0.01~1.51 mg.L-1;暴发区沉积物＋10 g藻和沉积物＋30 g藻处理的最大释磷量分别为沉积物处理的2.06倍和1.91倍。不同湖区沉积物磷的释放能力存在较大差异,暴发区沉积物的释磷量明显高于非暴发区,沉积物释放是前者上覆水磷含量增加的主要来源,而在非暴发区藻类分解释放的磷高于沉积物中释放的磷。

山东半岛月湖的潮汐水位特征

1998年11～12月和1999年8～9月在月湖用AanderaaWLR7/8型自记式潮位仪各取得29d的潮位资料 ,对潮位数据进行了调和分析 ,并进行了对比。结果表明 ,月湖潮汐类型属于以半日潮为主的混合潮 ,浅水分潮较为显著 ;冬季平均水位比夏季低0.34m ,冬季水位的非潮汐组分比夏季发育 ,冬季主要分潮相位比夏季延迟 。

荣成天鹅湖沉积物磷的赋存形态和时空分布特征

采集了荣成天鹅湖表层和柱状沉积物,研究了沉积物中磷的赋存形态、空间及垂向变化特征,并对沉积物的理化性质与磷形态间的关系进行了初步分析。结果表明,天鹅湖表层沉积物中总磷水平不高,变化在79.15～565.12mg/kg之间。不同区域沉积物中总磷和各形态磷的含量差异较大,从西北至东南呈高-低-高-最低的变化趋势,外源污染和沉积物颗粒组成是影响其分布的主要因子。垂向分布上,总磷和各形态磷的含量均表现为自表层向下递减,8-10cm深度含量最低。相关性分析表明,总磷与各形态磷之间均呈较好的正相关关系,其中与无机磷的相关性最好,无机磷是总磷的主要赋存形态,占总磷含量的42.24%～82.04%;钙结合态磷是无机磷的优势组分,其含量远高于铁铝结合态磷;铁铝结合态磷在表层有明显的富集,与近几十年来入湖污染的增加有关。在天鹅湖湖水碱性条件下,湖区西北部及西端沉积物具有较大的释磷潜力。

山东荣成湾月湖口门落潮干道的推移质输运

改进了Gao等 ( 1 994)方法 ,并用以计算潮汐汊道口门落潮干道的垂线平均流速。利用月湖潮汐汊道系统冬、夏季各一个月的潮位资料 ,计算落潮干道的潮流流速和推移质输运率。结果表明 ,流速的计算值和实测值呈良好的相关性 。

新疆巴音布鲁克天鹅湖高寒湿地土壤呼吸对水分条件的响应

为了揭示干旱半干旱区高寒湿地不同水分梯度对土壤呼吸规律的影响,以及土壤温度与含水量对土壤呼吸影响的差异性,以新疆巴音布鲁克天鹅湖高寒湿地为研究对象,在2014年植物生长季利用LI-8100土壤碳通量自动测量系统对不同水分条件（常年积水区、季节性积水区、常年干燥区）下的土壤呼吸速率进行测定,分析土壤呼吸日变化、季节性变化特征及其与土壤温度、土壤体积含水量的关系.结果表明：1不同水分条件下巴音布鲁克天鹅湖高寒湿地土壤呼吸速率日变化均呈明显的单峰曲线,常年积水区、季节性积水区、常年干燥区土壤呼吸速率最大值分别为1.97、7.39、8.83μmol/（m2·s）,均出现在13：00—15：00;土壤CO2日累积排放量季节性变化明显,差异性达到极显著水平（P〈0.01）,三者的最大值分别为0.12、0.45、0.40 mol/m2,地表积水显著抑制了土壤呼吸,提高了土壤碳稳定性.2不同水分条件下土壤呼吸速率与土壤温度、土壤体积含水量之间均呈极显著正相关（P〈0.01）,常年积水区、季节性积水区和常年干燥区的Q10（土壤呼吸温度敏感性）差异性极显著（P〈0.01）,其大小表现为常年干燥区（1.54）〈常年积水区（2.22）〈季节性积水区（3.36）,各水分区域6月典型日的Q10最大,表现为常年干燥区（2.56）〈季节性积水区（4.30）〈常年积水区（4.75）,说明水分条件显著影响Q10.3巴音布鲁克天鹅湖高寒湿地土壤呼吸受地下5 cm处土壤温度（T）与0～5 cm土壤体积含水量（W）的综合影响,季节性积水区土壤呼吸速率与二者之间满足最佳拟合模型Rs=-1.113＋0.041W-0.366T＋0.008WT,常年干燥区则满足最佳拟合模型Rs=1.470＋0.023W-0.027T＋0.002WT.

鄱阳湖越冬小天鹅在高水位年份的昼间时间分配和活动节律

2011年1～2月,采用焦点动物观察法对鄱阳湖康山湖候鸟自然保护区内越冬小天鹅种群进行了时间分配和日间活动节律的研究。通常认为小天鹅是典型的游禽,冬季大部分时间都在水中游动。我们的研究结果表明,93.2%的个体在湿地洲滩生境内活动。2010年鄱阳湖持续高水位导致的水体生境中食物短缺,可能是迫使小天鹅主要在湿地洲滩生境活动的主要原因。取食是小天鹅越冬期间最主要的行为,占52.6%,其次为警戒18.2%、运动10.6%、休息10.0%和理羽8.6%。取食、警戒、运动、休息和理羽行为发生的持续时间存在显著差异,休息行为持续最长,平均为48.4s±2.9s,警戒行为的持续时间最短,平均持续时间为9.5s±0.6s。小天鹅在水域生境和湿地洲滩生境中时间分配存在显著差异,在水域生境以休息为主,在湿地洲滩生境以取食为主。除理羽行为与休息行为发生节律存在显著的负相关,其他行为没有显著的相关性。

我国重要分布地大天鹅越冬种群动态调查

对我国大天鹅Cygnus cygnus重要的停歇地和越冬地的种群数量及其分布进行了调查,调查地点分别位于青海湖、山西平陆黄河湿地、山东荣成天鹅湖及陕西榆林。结果表明,青海湖的越冬大天鹅数量最多,每年越冬期都有2000只以上的大天鹅越冬;山西平陆黄河湿地越冬数量1806只,山东荣成越冬数量1511只,陕西榆林停歇地记录到大天鹅5006只。调查过程中发现,山西平陆黄河湿地、山东荣成天鹅湖、陕西榆林无定河湿地的栖息环境均遭到一定程度的破坏,如无定河上游建坝、山西平陆围垦、山东荣成渔船作业等等,建议有关部门给予高度重视。

淀山湖风浪场的数值模拟

对淀山湖的风场和风浪场进行了观测,根据所观测的风场利用SWAN模型计算了湖区的风浪场.通过将计算的波高和观测值进行比较,说明计算结果的变化趋势和观测结果的变化趋势相吻合;观测结果的波动幅度较大,而计算结果比较平滑.总体说来,基于SWAN模型所计算的波高可信、可靠.在此基础上,利用SWAN模型较为系统地计算了不同水位和不同风速的风场组合作用下淀山湖水域的风浪场,为今后淀山湖的防汛和环境保护提供了初步的参考依据.

荣成天鹅湖越冬大天鹅粪便的重金属水平

为对大天鹅（Cygnus cygnus）保护及湖区管理提供基础数据,作者于2011年11月~2012年3月研究了山东荣成天鹅湖越冬大天鹅食物来源及其粪便的重金属水平。结果表明：所选择的食物来源中, Zn、As和Cr在硬毛藻（Chaetomorpha linum）中含量最高, Cd在大叶藻（Zostera marina L.）叶片中含量最高, Pb在大叶藻根茎中含量最高, Cu在石莼（Ulva pertusa）中含量最高, Hg在小麦（Triticum aestivum）中含量最高；水生植物来源的粪便中 Cd 含量极显著高于陆地植物来源的粪便,陆地植物来源的粪便中Cr, Pb和Hg含量显著高于水生植物来源的粪便；摄食小麦苗可能造成大天鹅对Cd和Hg的积累。

太湖波浪过程的数值模拟

基于动谱平衡方程的SWAN波浪模型和湖流三维模型,分别对太湖波浪和湖流的生消过程进行动态模拟,并研究太湖湖流对波浪的影响.结果表明,湖流模型和SWAN波浪模型可以较好地模拟风作用下太湖湖流和波浪的生成和传播过程;太湖流场对波浪场具有一定影响;风速越大,影响越显著,同时也受风向影响;沿岸区波浪受湖流影响更加显著;湖流对波浪的影响基本上呈现湖流波浪同向时,有效波高增大,波速增大,波长增长;反向时有效波高减小,波速减小,波长缩短的特征.

干湿交替期天鹅湖水质现状调查

位于湖北省石首市境内的天鹅湖，由长江河道演变而成，其水域是江豚迁地保护场所，部分水域和边滩是糜鹿自然保护区；天鹅湖中央是拥有2000hm^2农田、6300农业人口的天鹅岛，天鹅湖水环境事关江豚和麋鹿生境保护以及天鹅岛农业用水安全。3、4月是由干到湿的过渡期，降水量适中，通过该时段水质调查可大体了解湖泊水环境现状。2014年和2015年调查结果表明：主要由于水体总氮或总磷含量高使湖泊水质总体上处于Ⅲ-Ⅳ类，局部（入湖口、出湖口）处于Ⅳ-Ⅴ类，综合多因素计算的湖泊营养状态处于中营养至轻度富营养化状态。为保护水环境，在湖泊流域农业生产中要大力推行节氮栽培技术，采取有效的控氮、控磷技术。