太湖流域源头溪流氧化亚氮(N2O)释放特征

采用密闭箱法研究太湖流域源头溪流N2O释放特征及其影响因素。结果显示:南苕溪N2O释放通量范围在-18.11—397.42μg.m-.2h-1,平均值为(30.37±10.87)μg.m-.2h-1。溪流N2O释放呈现明显的季节模式。冬季释放通量最低,仅为(9.69±7.10)μg.m-.2h-1,夏季释放通量较高,为(17.17±17.35)μg.m-.2h-1;而释放高峰发生于汛期,其N2O释放通量可达(125.97±90.77)μg.m-.2h-1。持续降雨带来的山洪爆发及大量径流输入是造成汛期N2O大量释放的主要原因。从上游源头区至下游农田与城区,N2O释放通量逐渐升高;流域污染梯度对N2O释放通量影响显著。统计分析表明:水体硝态氮负荷是控制流域N2O释放通量变化的主导因素,其他因素如磷含量、溶解氧、地势因素对通量也具有倾向性的显著影响。估算苕溪干流临安段N2O年释放通量可达到0.38 t/a。结果显示:河流人为污染负荷增加时可显著促进河流N2O的释放。

环境、水患与官府:明清時期南苕溪流域的水利与社会

明清时期,在颇受官方关注的南苕溪水利中,具有核心性的化湾陡门闸、瓦窑塘、南湖,对余杭、钱塘等城市外围的灾害御防与乡村安全,起着关键作用。南苕溪流域环境的变化与水利存废的状态以及地方社会的因应,密切相关。当地人视洪水如寇盗、视堤防如城郭的心理意识与环境认知,到后世一直存在,也成了地方士人对于该流域水土环境感知的一个重要表达。山乡水利基本以县衙为主导,以知县为中心而展开。对地方官府而言,水利工作是一种政治责任,稍具规模的水利工程,必须由官府出面组织谋划。从明至清,由溪、湖、塘、闸构成的南苕溪流域水利系统及其重建情况,可以很好地呈现出地方与国家、公与私、官与民、区域与整体之间的关系,以及各方利益的平衡状态。其中,官府的控制与调配仍具有关键意义。

太湖流域源头溪流富营养化特征及影响因素

为研究太湖流域源头溪流水体富营养化特征及其影响因素,以2013年南苕溪主要河流四季水质数据为基础,探讨了环境因子与藻类的变化规律及其相互作用机制。结果表明:水环境中TN、TP、Chl-a平均含量分别为2.81 mg/L、0.11 mg/L、16.70 mg/L,氮素含量较高。自上游源头林区至下游城镇区,营养盐、Chl-a含量和营养状态都明显上升,说明流域富营养化状况受人为活动影响显著。与上游源头林区相比,其他区域藻类群落对Chl-a贡献比例的变化主要表现为硅藻比例的下降以及蓝藻和绿藻比例的上升。相关性分析表明,水温、浊度、电导率、流速以及营养盐中的TP和PO3-4-P与Chl-a含量显著相关。水温是影响蓝绿藻生长的重要因素,硅藻的数量与浊度和营养盐含量存在明显正相关,水体流动对藻类的生长具有抑制作用。

流域特征对南苕溪溶解有机质浓度的影响

溶解有机质(DOM)是水域生态系统中碳、氮、磷循环的重要组成部分,开展流域尺度上流域特征对河流DOM输出的调控机制研究,有助于加深对DOM经由河流向下游水体迁移的生物地球化学行为的认识,为改善河流及其下游水体富营养化状况和进行生态修复提供依据。选取南苕溪流域为研究对象,在其16个子流域开展近一年的采样调研,提取各子流域水温、流量、面积、平均坡度、平均高程以及5种土地利用类型〔天然林、经济林(雷竹林)、农田、城镇、水域〕面积占流域面积比例共10个流域特征变量,同时测定溶解有机碳(DOC)、溶解有机氮(DON)和溶解有机磷(DOP)浓度,分析DOM浓度的空间分布及季节动态,并结合多元分析方法,探讨流域特征对DOM浓度的影响机制。结果表明,DOC、DOP浓度呈由上游河源到下游河口递增的趋势,与流域内土地利用格局及相应的污染梯度变化一致。DON浓度受到流域内雷竹林集约经营活动的影响,就空间而言,在用地类型以雷竹林为主的子流域,DON浓度最高;就季节而言,春季DON浓度最高。夏、秋季DOP浓度小于春、冬季,此与水生生物对水中磷素吸收作用有关。主成分分析结果表明,流域地形地貌特征(土地利用类型、坡度等)对DOM浓度的影响要强于河流水文状况(流量、温度)。在主成分样点得分图中,以天然林为主的子流域与其他受人为影响的子流域(经济林、农田、城镇)分开分布,表明人为活动会引起DOM浓度的增加。多元回归分析结果表明,城镇用地占比是DOM浓度的最优预测变量,虽然城镇面积小(平均面积占比约为5%)、分布散,但却是流域内DOM重要的“源”。

南苕溪溶解性有机质光谱特性及其与水质参数的相关性研究

以南苕溪为研究对象,选取16个采样点位采集水样监测常规水质参数,利用紫外—可见吸收光谱、三维荧光光谱结合平行因子分析模型,分析南苕溪溶解性有机质(DOM)组成和来源,探讨DOM光谱特征与水化学特征的相关性。结果表明,南苕溪存在4个DOM荧光组分,包括两个类蛋白组分(记为C1、C2)和两个类腐殖质组分(记为C3、C4)。荧光指数(FI)为1.83±0.10,腐殖化指数(HIX)为3.19±2.05,生物源指数(BIX)为0.88±0.20,表明南苕溪水体DOM呈现出腐殖化程度低,新近自生源高的特点,南苕溪DOM以内源生产为主,外源输入为辅。逐步回归分析表明藻类生产、城市生活污水排放是南苕溪水体中类蛋白组分的重要来源,BIX和氨氮浓度能够较好地表征类蛋白组分;类腐殖质组分与磷的迁移转化密切相关,有色溶解性有机质在355 nm处的吸收系数(a 355)和溶解性总磷浓度能够较好地表征类腐殖质组分。

南笤溪水质及影响因子研究

以浙江省临安市南笤溪为例,探讨了溪流源头三条支流(1~3号)顺序、土地利用类型等因素与水质之间的相互关系。分析比较了p H、溶解氧(DO)、温度、溶解总氮(TDN)、NO_3-N、NH_4^+-N、NO_2-N、溶解有机氮(TDP)、PO_4^(3-)-P和非挥发性有机碳(NPOC)等主要水质指标变化规律,并对不同位点水质指标进行了hierarchical cluster分析。结果表明,不同溪流顺序和土地利用类型的河流水质差异显著;而溪流顺序和土地利用类型则是导致河流水质在空间上发生变化的主要因素,这与前人研究结果存在差异。

改进的模糊层次分析法在南苕溪临安段水质评价中的应用

南苕溪是太湖的源头水系,其水质状况对杭嘉湖平原居民饮用水安全和太湖流域的污染治理有重要意义.为了了解南苕溪的水质状况,在临安段开展了2年的水质监测,分别在2009年7月、10月和2010年1月、4月采集了水样并进行水质评价.同时,为了克服以往模糊层次分析法存在的低估污染的严重性及不能评价劣Ⅴ类水质的缺点,建立了一个改进的模糊层次分析法来评价南苕溪临安段的水质,改进的模糊层次分析法以各级水质标准上、下限的中间值为限值,来计算隶属度.最后,本研究选取TN、TP、NH4+-N、CODCr和DO为评价指标,用改进的模糊层次分析法,研究了南苕溪临安段水质时空变化规律.结果表明,TN是主要的污染物,它的权重达到0.487;改进的模糊层次分析法可以得到6个隶属函数,更符合实际问题的要求.