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In this paper, Lake Taihu, a large shallow freshwater lake in China, is chosen as an example of reconstruction of eutrophication through the comparison between stable isotopes from dissolved nutrients and plants and water column nutrient parameters and integration of multiple proxies in a sediment core from Meiliang Bay including TN, TP, TOC, C/N, δ 15N, δ 13C, etc. Differences in aquatic plant species and trophic status between East Taihu Bay and Meiliang Bay are indicated by their variations in δ 13C and δ 15N of aquatic plants and δ 15N of NH4 +. A significant influence of external nutrient inputs on Meiliang Bay is reflected in temporal changes in δ 15N of NH4 + and hydro-environmental parameters. The synchronous change between δ 13C and δ 15N values of sedimented organic matter (OM) has been attributed to elevated primary production at the beginning of eutrophication between 1950 and 1990, then recent inverse correlation between them has been caused by the uptake of 15N-enriched inorganic nitrogen by phytoplankton grown under eutrophication and subsequent OM decomposition and denitrification in surface sediments, indicating that the lake has suffered from progressive eutrophication since 1990. Based on the use of a combination of stable isotopes and elemental geochemistry, the eutrophication of Meiliang Bay in Lake Taihu could be better traced. These transitions of the lake eutrophication respectively occurring in the 1950s and 1990s have been suggested as a reflection of growing impacts of human activities, which is coincident with the instrumental data.
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In this paper, Lake Taihu, a large shallow freshwater lake in China, is chosen as an example of reconstruction of eutrophication through the comparison between stable isotopes from dissolved nutrients and plants and water column nutrient parameters and integration of multiple proxies in a sediment core from Meiliang Bay including TN, TP, TOC, C/N, δ 15N, δ 13C, etc. Differences in aquatic plant species and trophic status between East Taihu Bay and Meiliang Bay are indicated by their variations in δ 13C and δ 15N of aquatic plants and δ 15N of NH4 +. A significant influence of external nutrient inputs on Meiliang Bay is reflected in temporal changes in δ 15N of NH4 + and hydro-environmental parameters. The synchronous change between δ 13C and δ 15N values of sedimented organic matter (OM) has been attributed to elevated primary production at the beginning of eutrophication between 1950 and 1990, then recent inverse correlation between them has been caused by the uptake of 15N-enriched inorganic nitrogen by phytoplankton grown under eutrophication and subsequent OM decomposition and denitrification in surface sediments, indicating that the lake has suffered from progressive eutrophication since 1990. Based on the use of a combination of stable isotopes and elemental geochemistry, the eutrophication of Meiliang Bay in Lake Taihu could be better traced. These transitions of the lake eutrophication respectively occurring in the 1950s and 1990s have been suggested as a reflection of growing impacts of human activities, which is coincident with the instrumental data. 相似文献
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进入湖泊中不同氮源氮稳定同位素值(δ15N)的差异和生物对氮稳定同位素的记忆作用,可以反映流域人类活动输入的污染物对生态系统的影响程度.本文调查了太湖4个湖湾(梅梁湾、贡湖湾、竺山湾和东太湖)中铜锈环棱螺(Bel-lamya aeruginosa)的δ15N值,结果表明环棱螺δ15N值的变幅为6.9‰～18.1‰,平均值为11.2‰,不同湖湾中环棱螺δ15N值差异极显著,从高到低依次为梅梁湾(17.7‰)、贡湖湾(13.2‰)、东太湖(10.2‰)和竺山湾(7.8‰).分析认为,梅梁湾和贡湖湾接纳较多的人类活动产生的污染物,其周边城市如无锡、常州等地的污水处理效率有待提高;竺山湾水体氮素主要来自于农业面源污染,需降低农田化肥的使用量. 相似文献
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Changes in carbon and nitrogen cycling in a floodplain lake over recent decades linked to littoral expansion,declining riverine influx,and eutrophication 总被引：1，自引：0，他引：1 
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下载免费PDF全文 This study aimed to understand changes in the biogeochemical processing of organic matter (OM) in response to multiple stressors (e.g., littoral area expansion, wastewater input, and hydrological regulation) in East Dongting Lake (Central China) over the past 60 years, using analyses of total organic carbon (TOC), total nitrogen (TN), C/N ratios, δ13C, δ15N, and diatoms from 2 sediment cores collected from the littoral and central parts of the lake. OM mainly originated from phytoplankton and C3 plant‐derived soil OM based on the ranges of C/N ratios (from 7 to 11) and δ13C (between ?27‰ and ?23‰). Littoral area expansion due to siltation caused an increasing influx of terrestrial soil OM in the 1980s and the 1990s, subsequently lowering δ13C values and rising C/N ratios in both sediment cores. Meanwhile, higher δ15N was linked to a high influx of isotopically heavy nitrate from urban and agricultural wastewaters. After 2000, slight decreases in TOC and TN in the littoral area were attributable to reducing inputs of external OM, likely linked to declining sediment influx from the upper reaches resulting from the Three Gorges Dam impoundment. Contrasting increases in TOC, TN, and C/N ratios in the central part indicated a high influx of terrestrial soil OM due to the declining distance from the shoreline with littoral area expansion. Declining δ15N values after 2000 indicated an increase in N2‐fixing cyanobacteria with eutrophication. Changes in diatom assemblages in both the littoral and central zones reflected nutrient enrichment and hydrological alterations. These results indicate that littoral expansion, declining riverine influx, and anthropogenic nutrient inputs are potential driving forces for the biogeochemical processing of OM in floodplain lakes. This study provides sedimentary biogeochemical clues for tracking past limnological conditions of floodplain lakes that are subjected to increasing disturbances from hydrological regulation and eutrophication. 相似文献
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太湖不同生态类型湖区浮游甲壳动物群落结构季节变化比较 总被引：1，自引：0，他引：1
水体富营养化会对整个水生态系统产生重要影响.为了解太湖富营养化对浮游甲壳动物群落结构的影响,于2012年3月至2013年2月对太湖3个典型湖区——藻型湖区(梅梁湾)、草型湖区(胥口湾)和强扰动湖区(湖心区)开展浮游甲壳动物群落结构季节变化比较研究.3个湖区中,湖心区营养水平最高,胥口湾最低.梅梁湾浮游甲壳动物密度和生物量最高,其次是湖心区,胥口湾最低.梅梁湾、湖心区和胥口湾的浮游甲壳动物年平均密度分别为199、150和91 ind./L,年平均生物量分别为1.950、1.557和0.743 mg/L.在整个研究期间,梅梁湾、胥口湾和湖心区的浮游甲壳动物种类数分别为13、11和11;3个湖区的浮游甲壳动物优势种均为中华窄腹剑水蚤和简弧象鼻溞,其中中华窄腹剑水蚤在梅梁湾、胥口湾和湖心区的年平均密度分别为57、25和36 ind./L,简弧象鼻溞在3个湖区的年平均密度分别为40、22和32 ind./L.胥口湾浮游甲壳动物生物多样性指数显著低于梅梁湾和湖心区.相关分析表明,浮游甲壳动物密度与叶绿素a浓度呈极显著正相关.研究表明,同一湖泊不同生态类型湖区浮游甲壳动物会对水体富营养化产生不同的生态响应. 相似文献
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太湖春季浮游动物磷释放的初步研究 总被引：3，自引：0，他引：3
浮游动物是湖泊生态系统的主要组成之一,于2004年3月至5月间调查了太湖梅梁湾、五里湖浮游动物数量,并在实验室条件下分别测定了浮游动物正磷酸盐(PO4-P)的释放率．结果表明,研究期间梅梁湾的枝角类密度都高于五里湖,五里湖的轮虫数量高于梅梁湾,两水域桡足类密度上的差异不明显;梅梁湾和五里湖浮游动物PO4-p释放率的范围分别为0．20-O．43 mg／(g(DW)·h)和0．19-0．54 mg／(g(DW)·h)．因此浮游动物营养盐释放对湖泊生态系统营养盐循环具有一定的作用． 相似文献
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太湖表层沉积物磷的吸附容量及其释放风险评估 总被引：34，自引：2，他引：34
利用沉积物磷吸附指数(PSI)和磷吸附饱和度(DIS)等指标来表征太湖表层沉积物的磷吸附容量，并探讨了太湖沉积物磷吸附容量的空间变化．研究发现：草酸铵提取的磷以及活性铁、铝氧化物含量在梅梁湾东北部至五里湖一带的沉积物中较高，而在太湖南部湖区相对较低，这主要是与附近城市污水的实际贡献有着密切关系；太湖沉积物的磷吸附指数大体上有着北高南低、西高东低的分布特征，而磷吸附饱和度分布与PSI恰有相反的特征；沉积物中磷的吸附容量可能主要受到无定形的铁和铝的氧化物控制，也受沉积物有机质含量的影响．初步确定了用磷吸附指数和磷吸附饱和度来表征的湖泊沉积物磷释放风险指数概念，并应用于对太湖沉积物磷诱发的富营养化风险的评估． 相似文献
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太湖近代沉积物中重金属元素的累积 总被引：23，自引：3，他引：20
利用210Pb、137Cs定年技术,对来自太湖不同生态和沉积特征的三个湖区的沉积物柱状样品进行了定年,用ICP—AES分析了沉积物中重金属等元素的含量,分析了太湖沉积物中重金属的累积特征及其成因.污染较重、蓝藻水华暴发频繁的梅梁湾沉积物中的重金属含量在近25年来逐年增加;太湖上游风浪较大的夹浦湖区表层10cm沉积速率大、粒度粗,除表层1cm外,1—10cm沉积物中各种重金属含量都较低,且层间变化剧烈;下游湖区正逐渐草型化的胥口湾除表层3cm外,沉积物中重金属的含量自底层向表层大致呈不断下降的趋势.研究表明,不同年代的太湖沉积物中重金属含量差异很大,明显大于不同湖区间沉积物重金属平均含量间的差异.水动力作用引起的沉积物粒度分异很可能是影响沉积物中重金属积累的一个重要因素.总体上太湖沉积物中重金属的污染比较轻微,但已经有一定程度的Cd污染,梅梁湾沉积物中自上世纪70年代开始明显积累Cd,其他重金属元素的积累也逐渐增加,值得关注. 相似文献
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高等水生植物的稳定碳、氮同位素能够反映其生理生态学信息.从太湖贡湖湾和梅梁湾采集高等水生植物,分析两湖湾高等水生植物的稳定碳、氮同位素值时空变化和种类差异.结果显示:水生植物的稳定碳、氮同位素值因时间、空间和种类而发生变化,总体上时间变化规律不明显,空间变化有一定规律性:梅梁湾中穗花狐尾藻、马来眼子菜、苦草、凤眼莲的δ~(15)N明显高于贡湖湾,挺水植物芦苇的δ~(15)N差异不显著,反映了梅梁湾较贡湖湾有较高的营养水平;贡湖湾中穗花狐尾藻、苦草的δ~(13)C显著高于梅梁湾,其它种类没有显著差异.从种类特征来看,贡湖湾和梅梁湾浮叶植物与挺水植物芦苇、凤眼莲、菱的δ~(13)C偏低,而微齿眼子菜、金鱼藻、马来眼子菜、苦草、伊乐藻、穗花狐尾藻等沉水植物的δ~(13)C值较高,这与它们所处的环境和碳源有关. 相似文献
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通过梅梁湾和东太湖的四季原位实验,研究CO_2浓度升高对不同营养水平淡水生态系统中浮游藻类C、N、P元素计量值的影响.实验设置了270、380和750 ppm共3个CO_2浓度,分别代表工业革命前、当前和IPCC预测的21世纪末的CO_2浓度.结果表明梅梁湾水体营养盐浓度在四季均高于东太湖水体营养盐浓度,但梅梁湾原位实验中浮游藻类C、N、P含量却普遍低于东太湖原位实验中浮游藻类营养元素含量,并且前者在季节上变化更大.CO_2浓度升高使梅梁湾原位实验中浮游藻类C∶P比明显增加,N∶P比略有增加,这种增加归因于藻细胞内C、N含量的升高,而东太湖浮游藻类化学计量值对CO_2浓度变化的响应不显著.因此浮游藻类元素化学计量值对CO_2浓度变化的响应程度与水体营养盐的绝对浓度无关,而与浮游藻类的生长是否受营养盐限制有关,只有当藻类生长受到水体营养盐浓度限制时,CO_2浓度升高才会显著改变其元素组成. 相似文献
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微生物参与下的氮循环是富营养化湖泊十分重要的生物地球化学循环过程.采用基于amoA功能基因和16S rRNA基因的荧光定量PCR、PCR-DGGE与高通量测序等分子生物学技术,调查秋季太湖不同水体和表层沉积物中氨氧化古菌(AOA)、氨氧化细菌(AOB)和亚硝酸盐氧化菌(NOB)群落丰度和组成,探讨影响硝化微生物分布的关键环境因子.结果表明,中度富营养化的梅梁湾湖区水体表层、中层和底层水样和表层底泥中AOA amoA基因的丰度分别低于轻度富营养化的湖心区,而不同层水样中AOB amoA基因的丰度分别高于湖心区.梅梁湾湖区和湖心区水样中AOA群落组成基本相似,2个湖区表层沉积物样品中AOA群落组成亦基本相似,水体中AOA群落组成与表层沉积物中AOA群落组成有差异,AOA群落丰度显著受硝态氮、pH和DO影响;表层沉积物中AOB群落丰度有明显差异且显著受总氮含量影响,表层沉积物中NOB群落丰度也有明显差异且显著受亚硝态氮含量影响.太湖梅梁湾湖区和湖心区水体与表层沉积物AOA群落包括Nitrosopumilium和Nitrosotalea两大属;表层沉积物AOB群落主要包括亚硝化单胞菌(Nitrosomonas)和亚硝化螺菌(Nitrosospira)两大属,NOB群落主要包括硝化刺菌(Nitrospina)和硝化螺菌(Nitrospira)两大属,其中硝化螺菌属是淡水湖泊中比较少见的亚硝酸盐氧化菌.影响太湖水体和沉积物中AOA和AOB丰度的最主要环境因子为总氮、总磷与铵态氮.研究表明典型富营养指标(总氮、总磷、铵态氮、硝态氮和硝态氮等)是影响太湖梅梁湾和湖心区水体和沉积物中AOA或AOB丰度以及硝化微生物群落丰度的重要因素. 相似文献
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太湖五里湖水环境综合整治的设想 总被引：19，自引：6，他引：19
在分析太湖五里湖水环境现状和污染成因的基础上,提出生态清淤、污水截流、退渔还湖、动力换水、生态修复、护岸整治等一系列水环境综合整治工程措施,并分析各项工程实施对污染物去除量的估算,预测对五里湖水质改善的影响和效果,进行五里湖、梅梁湖水环境综合治理的探索,为全太湖和其他湖泊水环境综合治理提供科学依据. 相似文献
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为认识湖泊中浮游细菌的多样性及其变化规律,本研究采用聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)的方法,研究了太湖梅梁湾和湖心区浮游细菌种群16S rRNA基因多样性以及种群基因组成的季节变化特征.研究结果表明,太湖浮游细菌种群具有丰富的基因多样性.浮游细菌的丰度、DGGE条带数、种群的Shannon-Wiener指数、Simpson 指数和Pielou指数均呈现显著的季节变化规律:夏季及秋季浮游细菌的丰度、基因多样性及种群的均匀度较高,而冬季和春季则较低.浮游细菌种群的基因组成随时间变化.梅梁湾浮游细菌的丰度显著高于湖心.梅梁湾与湖心浮游细菌主要建群种的基因型存在显著差异. 相似文献
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湖泊沉积有机碳同位素与环境变化的研究进展 总被引：20，自引：2，他引：20
湖泊沉积有机质稳定碳同位素（δ^13Corg)在区域气候与环境变化方面的应用近年来发展迅速，成果令人瞩目，保存在各类湖泊岩芯中的δ^13Corg记录揭示了晚更新世以来大气CO2浓度的变化、湖泊水位波动、湖区生态与植被的变迁以及气温变化等重要环境信息，由于造成δ^13Corg值变化的影响因素较多，确定个湖与环境变化有关的主导因素时常有赖于其它证据的帮助，诸如地球化学、古湖沼学、孢粉学、分子同位素地层学等等，前人通过研究来自不同类型湖泊、具不同曲线形态特征的δ^13Corg记录，提出了多种环境解释模型，本文对此作了归纳和评述。鉴别和澄清湖泊沉积有机质的源物质以及有机物源随环境变化而发生过的变化，是研究δ^13Corg记录环境意义至关重要的基础性工作，由于有机质含量、碳氮比值、氢指数、生物残留物鉴别等常能提供有关有关湖泊有机质来源、产率、成岩作用等方面的有用信息，这方面的研究结果应该尽可能一并提供，以利于恰当地应用现有的环境解释模型，或者建立个湖新模型，单体生物标志化合物鉴别通常也能为区分湖积有机质中陆生、水生、细菌生等不同碳的来源提供有用信息，特定化合物同位素分析技术近年来成功地应用于建立单体生物标志化合物碳同位素地层学，为湖积有机碳同位素在生态环境演变研究方面的应用提供了思路，我国许多湖泊的湖底沉积岩芯尚未钻取，那些对过去全球变化研究有价值的δ^13Corg记录有待我们去获取和研究。 相似文献
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五里湖富营养化过程中水生生物及生态环境的演变 总被引：15，自引：1，他引：14
五里湖是太湖西北部一个小型浅水湖湾,是无锡市的饮用水源和主要风景游览区。50年代时,该湖基本保持着原始状态,全湖以大型水生植物占优势。湖水清澈见底,水质为中营养水平,溶氧接近饱和,对外来的N、P污染冲击具有很强的缓冲能力。底泥的氧化程度较高,磷和有机物含量仅为0.023％和0.75％。浮游藻类受到了大型水生植物的强烈抑制,年均数量为26.7×10~4个/L,以硅藻和隐藻为主;从春季至秋季,随着大型水生植物的增长,浮游藻类数量大幅度减少。浮游动物多达190种,年均数量为5660ind./L。大型底栖动物较多,以日本沼虾和螺、蚌类为主。鱼类资源十分丰富,63种鱼中以凶猛性鱼类占优势,并有较多的底栖性鱼类。 自50年代以来,大约有1/2的湖面被围垦,沿岸带生态条件被破坏,失去了最适合于大型水生植物生长的浅水区。加之60年代后期在全湖放养草鱼,水生植被遭到彻底毁灭。外源污染加剧,引起了水质的严重富营养化。围垦和修建水闸隔断了五里湖与太湖间的通道,限制了两个水体间的水流交换,妨碍了污染物的稀释扩散,使得来自无锡市区的污水成了五里湖的主要补给水源,加速了富营养化的进程。五里湖水质已达重富营养水平,透明度小于0.5m,缺氧较为严重。营养物在底泥中大量积累,TP和TOC含量分别增高了4.17倍和1.87倍。在春末 相似文献
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采用太湖湖泊生态系统研究站太湖梅梁湾富营养化四种主要驱动因子叶绿素a(Chl.a)、水温、总磷(TP)、总氮浓度1992-2010年的监测数据,利用小波变换方法,分析了四种因子不同时间尺度上的时间格局特征.结果表明,四种驱动因子在年际和年代际尺度上都具有清晰的多时间尺度特征,主周期各不相同,但Chl.a和TP浓度的小波实部变化趋势具有较高的一致性.本文分析了各因子在不同时间尺度上的强弱分布以及高低交替,并在此基础上从时间尺度的角度预测出在未来3~5年内,太湖梅梁湾湖区的富营养化程度将保持在一个比较平稳的水平,为太湖富营养化的认识和治理提供更加可靠的科学依据. 相似文献
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针对近年来太湖水体中长孢藻（Dolichospermum,曾用名鱼腥藻Anabaena）比例增加的趋势,本文研究了2005—2019年太湖春季不同湖区长孢藻生物量的长期变化趋势和空间差异,探究了冬、春季气象条件（气温、日照时长、风速、降雨量）和营养盐（总氮、总磷）水平对其的影响.结果表明,2005—2019年太湖监测数据显示春季长孢藻生物量有比较明显的升高现象,主要发生在竺山湖富营养程度较高的区域,其次是湖心区、梅梁湾和南部湖区.偏最小二乘路径建模（PLS-PM）结果表明,不同湖区长孢藻生物量变化的主要驱动因素存在差异.在湖心区,春季长孢藻的生物量主要受冬季气候条件（气温、风速、日照时长）的影响,其次受春季营养盐和春季气候条件的影响.在梅梁湾、竺山湖和南部湖区,春季长孢藻的生物量主要受春季气候条件的影响.在梅梁湾和竺山湖,春季风速、日照时长是春季长孢藻生物量的显著影响因子;在南部湖区,春季长孢藻生物量的主要驱动因素是春季的日照时长和春季气温.本研究从长时间序列角度,对太湖固氮蓝藻的时空分布特征和影响因素开展了研究,为太湖不同湖区开展针对性的藻类水华防控和富营养化治理提供理论基础. 相似文献
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对太湖北岸贡湖和梅梁湾湖滨带(水-陆交错区)观测场中的主要水生植物群落的种类组成、生物量进行了测定,定量分析了其生长型和群落特征的季节变化,比较分析了上述两个湖滨带观测场的水质变化情况,并且在此基础上进一步探讨了影响湖滨带沉水植物生长的关键因素.结果表明:(1)贡湖观测场的荇菜(Nymphoides peltatum) 马来眼子菜(Potamogeton malaianus)群落由3种浮叶植物和3种沉水植物构成,共5种水生植物生长型.而梅梁湾观测场的菹草群落为单优群落,只有一种沉水植物菹草(Potamogeton crispus),其生长型为大眼子菜型.以上两个湖滨带观测场水生植物群落特征与人为活动的干扰(如水质污染、人工堤岸建设等)密切相关;(2)以上两湖湾的主要污染指标为氮、磷营养物,均已达到富营养水平,但贡湖观测场的水质(除透明度外)明显好于梅梁湾观测场;(3)透明度、水深和风浪可能是影响贡湖和梅梁湾湖滨带沉水植物种群数量、分布和格局的重要因素. 相似文献
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梅梁湾是太湖北部最大湖湾,也是太湖生态环境问题最严重的区域之一,近年来对太湖治理力度不断加大,然而对其生态状况演变的认识尚不清晰。本文基于长期监测及文献资料,获得1980s以来太湖梅梁湾底栖动物及环境因子数据,分析底栖动物种类组成、优势种、丰度的时空变化,应用非度量多维尺度分析(NMDS)和随机森林(RF)分析群落结构演变及其与环境因子的关系。结果表明,梅梁湾1980—2019年共记录到44属(种)底栖动物,以摇蚊幼虫和软体动物为主,总丰度年际变化显著,40年来底栖群落结构发生显著变化,优势种经历了由较敏感的软体类为主到以耐污寡毛类、摇蚊幼虫等为主的转变。综合NMDS和随机森林分析结果,梅梁湾底栖动物群落演变大致可分为4个阶段:1980s及以前,物种多样性丰富,以河蚬(Corbicula fluminea)等大型软体动物为优势种;1990s—2007年,底栖动物群落快速退化,以耐污种占优;2008—2016年,水生态略有恢复,河蚬等清洁种略有回升;2017—2019年,耐污种优势度和丰度反弹。近40年来梅梁湾底栖动物群落变化主要受底质氮磷、有机质和水体营养盐、蓝藻水华等环境因子变化的影... 相似文献