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太湖蓝藻水华暴发机制与控制对策 总被引：2，自引：0，他引：2
湖泊蓝藻水华暴发由于引发水生态系统的灾害和饮用水安全风险而成为国内外研究的热点之一.太湖蓝藻水华暴发原因多样，其中蓝藻自身的特性是水华暴发的内因，太湖的地理、水文和气象特征为蓝藻水华暴发提供了合适的温度和水动力条件，是蓝藻水华暴发的外因，湖泊草-藻型生态系统的转变以及氮、磷营养盐的高负荷输入更利于蓝藻生长，湖泊氮、磷营养盐四重循环是蓝藻水华不断暴发的维持机制，蓝藻水华暴发与氮、磷营养盐浓度之间存在交互作用关系.太湖蓝藻水华的控制应以陆源控源截污为基础，增加湖泊营养盐输出为重点，实现疏堵有机结合，其中恢复水生植被，重建草-藻结合型水生态系统是太湖湖泊生态修复的关键所在. 相似文献
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过去40年,全球气候变暖、辐射变暗和变亮、风速减弱、气候异常波动等自然环境变化以及筑坝建闸、岸堤硬质化和调水引流等强烈人类活动势必会深刻改变太湖湖泊物理环境和过程,驱动湖泊生态系统演化.基于历史文献、档案数据以及气象水文和透明度等长期观测数据,本文系统梳理了太湖气温、水温、风速、水位和透明度等物理环境空间分布和长期变化特征,探讨了气温和风速、水位和透明度相互协同作用机制及其潜在生态环境意义.受全球变化和城市化等影响,过去40年太湖气温和水温呈现显著升高趋势,而近地面风速则表现为持续下降,湖泊增温和风速下降有利于藻类生长和蓝藻水华漂浮聚集,某种程度上增加了蓝藻水华出现频次和集聚的面积.为防洪和满足流域日益增长的水资源需求,闸坝管控和调水引流使太湖水位呈现缓慢增加趋势,而入湖污染物增加和富营养化则造成水体透明度逐渐下降,致使透明度与水位(水深)的比值明显降低,减少了湖底可利用光强,恶化水下光环境,在一定程度上驱动了太湖水生植被和草型生态系统退化.湖泊物理环境长期变化逐渐拓展了太湖藻型生境空间而压缩了草型生境空间,加剧了草型生态系统向藻型生态系统转化和增强了藻型生态系统的自我长期维持.太湖湖泊物理环境的显著变化也会部分抵消流域营养盐削减和湖体营养盐下降对藻类生物量和蓝藻水华的控制,增加了太湖蓝藻水华防控和湖泊富营养化治理的难度.这意味着未来流域控源截污需要更加严格的标准,而湖泊水位等物理环境的有效管控是应对藻华加剧和恢复草型生态系统的适应性管理策略. 相似文献
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目前，我国湖泊富营养化及蓝藻水华问题十分突出，国家高度重视湖泊的生态环境保护.自“九五”以来，国家就投入太湖、巢湖、滇池“老三湖”等重污染湖泊的治理，但成本巨大，且历经近30年才初见成效.按照湖泊污染程度，湖泊治理与保护可分为“污染治理型”“防治结合型”“生态保育型”3大类.“老三湖”的治理是典型的“先污染、后治理”的模式，水质较好湖泊主要属于生态保育型湖泊，因此，“老三湖”治理模式不适用于水质较好湖泊的保护.本文系统总结了我国水质较好湖泊优先保护理念的形成和水质较好湖泊专项实施的历程.根据水质较好湖泊的特点，及其生态系统退化与修复的一般过程，提出了水质较好湖泊保护的基本思路.从热力学角度，阐明了氮磷营养盐输入湖泊生态系统中是熵增过程，也是湖泊生态系统退化的根本原因，湖泊氮磷污染负荷源头控制是关键.湖泊流域生态安全格局是确保湖泊生态系统健康的基础，从景观生态学角度，阐明了优化湖泊流域水土资源利用、优化发展模式是减轻湖泊环境压力的重要途径.在浅水湖泊生态系统，以沉水植物占优势的“清水态”和以浮游植物占优势的“浊水态”转换过程不是沿着同一条途径，存在上临界阈值和下临界阈值，水生态修复过程表现出一种迟滞的现象.从湖泊水生态系统稳态转换理论角度，阐明了湖泊生态修复工程应在湖泊生态系统发生退化转变之前实施，才能获得较高的环境效益.通过国家财政专项对81个水质较好湖泊的支持，既能促进湖泊流域经济社会发展，又能确保湖泊水环境质量变好，湖泊水生态系统逐步改善.建议加强不同类型湖泊保护模式的总结，深入对水质较好湖泊生态系统演替理论和保护技术研究，支撑国家系统开展水质较好湖泊保护. 相似文献
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城市富营养化湖泊生态恢复—南京莫愁湖物理生态工程试验 总被引：18，自引：2，他引：18
在分析了太湖及其流域所面临的水环境质量问题及其原因基础上,回顾总结了“十五”太湖水环境治理经验,认为源头控制需要长期不懈的努力,太湖流域的湖泊治理要针对太湖平原河网与湖荡水系特色,要重视太湖东部草型湖区生态环境恶化的严重性,必须加强生态修复单项技术间的效应优化和有效集成．根据太湖流域的社会经济发展规划,提出了太湖流域水污染控制技术与水体生态修复工程示范的总体思路是:从污染源头到湖泊出口,依次通过污染源控制、河道截污、湖荡调节、河口净化、湖泊生态修复、出湖疏导等多道防线,有效促使太湖水环境向良性方向转化．在此基础上提出了具体实施建议:全流域污染源削减和太湖水源地典型水域生态修复技术集成与工程示范,同时进行全流域水环境治理强化管理政策与决策支持技术的研究与示范． 相似文献
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太湖湖滨带类型划分及生态修复模式研究 总被引：3，自引：0，他引：3
太湖湖滨带岸线总长405 km,73%以上被防洪大堤所包围,其余部分临近山体,属于典型的大堤型湖滨带.按照湖滨带地形地貌分为大堤型、山坡型、河口型三类,根据水文条件和露滩情况,又将大堤型分为长期露滩、间歇露滩、无滩地型,山坡型分为有滩地型、无滩地型,形成6种类型的湖滨带.根据以上太湖湖滨带划分类型,结合湖滨带生境、气候、水文条件以及植被分布现状等因素,分别采取生态保育、生态修复、生态重建的对策,设计了不同类型的太湖湖滨带生态修复模式,并分别提供了形象的修复模式示意图,以期为太湖及其类似湖滨带的生态修复提供一定的借鉴. 相似文献
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太湖生态与环境若干问题的研究进展及其展望 总被引：30，自引：5，他引：25
本文着重就太湖水动力及其生态环境效应、太湖沉积物及其内源污染问题和太湖生态系统结构与功能及其蓝藻水华等热点问题近十年来的研究进展进行了回顾.在水动力及其生态环境效应方面,初步摸索出一套适合太湖这样大型浅水湖泊的研究方法,即通过沉积物悬浮过程的研究,把风浪与水体光照透明度、内源释放、水土界面的氧化还原环境等过程和要素联系起来,获得了太湖理化要素随深度变化的内部结构特征,确立了三维水动力模拟模型在太湖应用中的必要性.建立了太湖光照和透明度与悬浮物的关系,及基于悬浮物浓度的太朔初级生产力计算模型.在太湖沉积物与内源污染问题上,初步弄清了太湖沉积物分布与污染物质分布的特征,太湖沉积物悬浮的动力作用的来源与大小.太湖水动力对内源释放的影响,进一步提出了适于太湖内源污染控制的判断方法.对于太湖生态系统结构与功能及其蓝藻水华问题,在蓝藻水华爆发过程假设的基础上,进一步通过营养盐阈值、休眠孢子复苏等方面对此进行了完善.研究还发现了富营养化导致生态系统退化,生物趋于小型化且多样性下降的现象,营养盐循环速率加快,加重水体富营养化程度.进一步通过附着生物的研究,揭示了富营养化导致草型生态系统向藻型生态系统转化的原因.在此基础上,提出了生态恢复应该首先降低营养盐负荷、其次才是生态恢复的新观念,以及湖泊治理必须先控源截污、后生态恢复的新思路.最后,就这几个方面的进一步发展做出了展望. 相似文献
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滇池东北岸生态修复区的环境效应——Ⅱ.污染净化效应 总被引：2，自引：0，他引：2
研究了滇池东北沿岸带生态修复区去除水体中污染物和营养盐的能力．对修复区在重富营养水体迎风岸、无陆源污染情况下通过收获水生植物和促进悬浮物沉降方式去除的湖泊内源污染物质进行了定量的监测分析．结果显示,修复区对外来的悬浮物质具有强大的凝集、固定作用,植被区内每平方米湖面平均年沉积量达118．9 kg(干重),其中的氮、磷、有机碳含量分别达120 g／(m2·a)、70 g／(m2·a)、1080 g／(m2·a):修复区内的底质环境得到明显改善,表层沉积物中氮和有机碳含量比原初提高了4倍以上;修复区内水生植被具有极高的生产能力,仅2002年修复区就收割打捞水生植物113t(干重),由此去除氮、磷分别为30．0 g／(m2·a)和4．8 g／(m2·a).因此,沿岸带生态修复完全可以作为湖泊内源污染净化的一项工程措施在滇池东北沿岸或类似重污染水体推广应用． 相似文献
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太湖北部滨岸区水生植被自然修复观测研究 总被引：13，自引：2，他引：13
1997－1999年连续3年对太湖北部围隔实验区水生植被自然修复过程的观测表明，大型富营养化浅水湖泊滨岸水域，通过实施围隔保护等途径，土著水生高等植物如荇菜、菱等能够在次生裸区水域自然修复生长。1998年夏季荇菜、菱种群覆盖面积分别达到围隔保护区总面积的14．3％和12．7％。伴生种群有马来眼子菜、狐尾藻和苦草等。分析了人为刈割、水产养殖对水生高等植物自然修复进程的影响。据此提出治理太湖等大型浅水湖泊富营养化污染的对策。 相似文献
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湖泊藻型富营养化控制——技术、理论及应用 总被引：66，自引：7，他引：66
湖泊富营养化防治走过了从控制营养盐、直接除藻、到生物调控、生态工程及生态恢复等艰难历程，各国为此投入了巨额资金、然而收效甚微，富营养化依然是全球性重大水环境问题。回顾和分析富营养化湖泊治理研究与实践的成功经验与失败教训，无疑将有助于采取更切实可行的技术有效控制湖泊富营养化。综观全球营养养化治理研究成果，不难看出，富营养化是一个典型的生态问题，生态问题只有用生态学方法解决。在全湖性富营养化难以快速根治的情况下，如何集中技术优势和有限财力，优先解决对人类生活影响较大的局部水域富营养化问题，逐步修复受损的湖泊生态系统，提高水体自净能力、改善水体环境质量并建立湖泊健康生态系统。 相似文献
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分析湖泊中磷浓度的变化特征,揭示其变化的驱动机制,是有效实施湖泊水体磷浓度控制的前提.本文整理分析了太湖70年来(1949 2020年)水体磷浓度监测历史资料,对比了太湖不同湖区、不同时间尺度水体磷浓度的差异性及波动性,发现影响太湖磷浓度变化的原因既有人为的因素,也有自然的因素.无论是污染较轻的1950年,还是污染负荷相对较重的近30年,太湖水体磷浓度一直存在较大时空差异性.暴雨引发入湖河流携带磷污染的扩散、风浪扰动引起的内源释放及蓝藻水华期间藻类生物量的大幅时空变化,都加剧了太湖水体磷浓度的不稳定性.近20年的太湖水污染治理对磷浓度的时空分布影响明显,1998年的太湖水污染治理"零点行动",2007年以来的水利调度等系列水污染治理工程,以及2017年以来的藻情变化等,都对太湖水体磷浓度的时空格局产生了影响.然而,高强度治理投入下太湖水体磷浓度依然偏高,其原因与流域建设用地比例增加、人口增加、耕地种植结构变化等外源负荷因素发生变化有关,也与湖体沉水植被退化、出入流结构发生变化、气候变化引发的蓝藻水华扩张等内源强度及水体表观磷浓度决定因素的生态环境变化有关.近70年来太湖水体磷浓度的变化过程对类似大型浅水湖泊的磷控制策略具有启示意义:大型浅水湖泊存在磷浓度较大波动的自然属性,在水环境保护目标考核中应充分考虑其不确定性,制定切实可行的控制目标;在控制策略上应将外源负荷控制放在首位,在流域污水处理厂深度除磷及流域土地利用调整等方面采取措施,实现入湖磷负荷的大幅削减,同时实施湖体生态修复与食物链调控措施,才能逐步实现湖泊水体磷浓度的控制目标. 相似文献
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人类活动的加剧和经济社会的发展导致滇池开发强度持续增加,滇池生态系统结构与功能受到严重影响,评估滇池的生态脆弱性程度与主要驱动因子是明晰滇池生态系统现状和问题、实现其精准治理和可持续发展的首要任务。基于“暴露程度—敏感程度—适应程度”模型(VSD模型),选取3个准则7个要素24个指标构建滇池生态系统脆弱性评估指标体系,利用逼近理想解排序法(TOPSIS)进行权重方案比选,并通过鲁棒性检验分析,确定计算权重的最优方案。通过分析1980—1989、1990—2009、2010—2020年这3个时间段滇池的生态脆弱性,识别出影响滇池生态系统的主要驱动因子,以期为滇池未来生态保护与修复方向的确定提供参考。结果显示,1980—2020年滇池生态脆弱性呈现先增加后降低的趋势,生态脆弱度最高的是1990—2009年(0.502),属于中度脆弱。影响滇池生态系统的主要因素为敏感程度指标,其次为暴露程度指标。在暴露程度方面,影响生态系统的主要驱动因子逐渐从单一的工业污染向工农业的复合污染转变,1980—1989年工业废水排放量为主要驱动因子,1990—2009年建设用地面积是主要胁迫因素,2010—20... 相似文献
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太湖湖滨带的生态建设 总被引：17，自引：6，他引：17
太湖湖滨带是太湖流域重点污染控制区之一。本文根据流域生态学与流域管理学的原理，提出了太湖湖滨带生态建设的途径。（1）发展生态农业，减少农田污染。（2）入湖河道沿岸两侧建设河岸林带，成为农田与河流间的缓冲带。（3）加强沿岸丘陵的水土保持。（4）充分利用湖泊湿地的净化功能，作为治理太湖富营养化的有效措施。（5）选择入湖河道河口，在试验基础上建立人工湿地。推动太湖湖滨带生态建设工程顺利开展的措施：（1）提高全社会的环境保护意识。（2）从组织和制度上加强湖滨带污染控制管理。（3）建立环境监测和信息管理系统。（4）开展湖滨带污染控制工程的试验研究。 相似文献
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Taihu Lake is a mutiple-function fresh water lake situated in the delta of Yangtze River. Nowadays, the serious pollution mainly created by industry and residents'' life has made the water quality of the lake decline continuously. Eutrophication is the main characteristic of the water pollution. The water pollution not only affect the several functions of the lake, but also cause the changes of the aquatic biological community.The pollution control strategies to be adopted include the treatment of the industrial waste water and residents'' life sewage, as well as the agricultural non-point polluting source. Ecological engineering is the useful measure for diminishing the nutrition salts in water. On the basis of pollution control, the ecological restoration methods include the transplanting of the emerged and/loading anchored aquatic plants at first and the restoration of the submerged plants in the next. 相似文献
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滇池东北部沿岸带生态修复技术研究及工程示范——环境恶化、生态退化现状及其成因 总被引：4，自引：2，他引：2
本文作为“滇池沿岸带生态修复技术研究及工程示范”系列研究论文之一,主要研究了滇池东北部沿岸带环境恶化与生态退化现状、成因及妨碍自然生态恢复的主要限制因素．风浪强烈侵蚀、湖底坚硬贫瘠、水质严重污染、大型水生植物和底栖动物消失,滇池东北部沿岸带已经蜕变成了“水域荒漠”．湖滩湿地围垦、人工岸堤修建和水质污染是导致沿岸带环境恶化、生态退化的主要原因,强烈的风浪冲刷和严重的水质污染是阻碍沿岸带自然生态恢复的主要限制因素．生态恢复必须从基础环境改造入手,实施生态修复． 相似文献
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为削减东太湖养殖污染,改善湖泊水质,苏州市于2018年底基本完成东太湖养殖围网拆除工作.围网拆除后,湖泊生态环境对此如何响应,已成为学者及相关管理部门关注的重点.水生植被在维持湖泊生态系统平衡、物质循环和净化水质方面发挥着重要的作用,是诊断湖泊生态系统健康状态的关键指标.本研究基于Sentinel-2卫星数据,利用分类决策树模型和基于生活史的沉水植被优势种群提取方法,监测了东太湖2017年(围网拆除前)和2019年(围网拆除后)的水生植被类群和沉水植被优势种群的空间分布.经验证,水生植被类群监测精度为82.66%,Kappa系数为0.77;沉水植被优势种群的监测精度为62.08%,Kappa系数为0.56.结果表明:围网拆除后,东太湖水生植被优势类群由围网拆除前的沉水植被转变为浮叶植被;沉水植被分布面积减少,且种群由优势度相差不大的七大优势种群逐步向菹草和伊乐藻占据绝对优势发展,逐渐趋于单一化. 相似文献
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太湖东部不同类型湖区底泥疏浚的生态效应 总被引：9，自引：1，他引：8
为研究底泥生态疏浚对太湖东部不同类型湖区水生生态系统的影响,2012年8月于东太湖养殖湖区和胥口湾草型湖区采集沉积物和生物样品,分析疏浚对底泥污染控制、水质改善以及各生物群落结构的影响.结果表明,底泥疏浚能有效去除表层沉积物中的营养物质,降低底泥重金属含量及其潜在生态风险,但底泥疏浚对不同类型湖区水质和生物群落结构的影响存在明显差别.在富营养化较严重的东太湖养殖湖区,底泥疏浚达到了一定的改善水质的效果,浮游植物密度、生物量均不同程度降低,且群落中蓝藻所占比例下降;水生植物和底栖动物群落也在较短时间内得到恢复;胥口湾草型湖区的底泥疏浚则破坏了原先良好的水生植物群落,造成湖区整体水质下降,各主要生物类群的恢复相对缓慢. 相似文献
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基于随机森林的内陆湖泊水体有色可溶性有机物(CDOM)浓度遥感估算 总被引：3，自引：0，他引：3
水体中的有色可溶性有机物(CDOM)是湖泊生态系统中氮、磷等有机营养物质的重要来源,利用卫星遥感数据反演内陆水体中CDOM浓度一直是个挑战.因此本文基于滇池2009年9月、2017年4月以及太湖2016年7月的现场原位观测和室内实验,在分析水体固有光学特性的基础上,引入机器学习算法,建立了基于哨兵-3A OLCI传感器的我国内陆湖泊水体CDOM浓度随机森林反演模型.利用独立的验证数据集对所构建的随机森林模型及常用的波段比值模型、一阶微分模型、半分析模型、BP神经网络模型等的反演精度进行评价.结果表明:随机森林模型的均方根误差为0.14 m-1,平均相对误差为21%,与反演效果相对较好的BP神经网络模型相比,均方根误差降低了50%,平均相对误差降低了38%,反演精度得到了显著的提高.根据随机森林算法的特征重要性参数提供的各自变量影响力结果,发现B11(709 nm)和B6(560 nm)波段贡献率最大,是反演CDOM的敏感波段.最后将随机森林模型应用到滇池2017年4月12日、太湖2017年5月18日的哨兵-3A OLCI影像上,得到滇池、太湖水体CDOM浓度分布图.滇池CDOM浓度的分布特征大致符合东北、西南高,中西部低的趋势,且河口处的CDOM浓度高于湖泊水体,表明径流的输入给滇池水体带来了大量的CDOM.太湖CDOM浓度的分布特征大致符合西部高,湖心区和东部低的趋势.太湖西部以及北部梅梁湾受入湖河流影响较大,CDOM浓度较高,太湖开敞区远离河口处,受外源河流的影响逐渐减小,且由于湖水的不断稀释,CDOM浓度不断降低.太湖东部水生植物很多,湖水较为清澈,CDOM浓度较低. 相似文献
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由于湖泊生态问题日益突出,湖泊生态系统安全状态已经成为人们关注的热点问题,了解湖泊水生态系统的状况并根据湖泊生态系统健康状况开展精准治理和生态修复与保护尤为重要。本文基于对鄱阳湖及其流域生态环境的长期监测数据和资料收集,采用综合指标体系法,从物理形态、水文、水环境、水域生态、湿地生态和社会服务6个方面构建了鄱阳湖生态系统健康评估的指标体系,主要涵盖了湖泊口门状况、“五河”入湖径流变异程度、入湖河流水质达标率等26个指标。依据设置的阈值等级得到鄱阳湖生态系统健康评价各层次健康状况等级,通过对各湖泊生态系统各指标得分进行加权计算,得出生态系统健康评估准则层和目标层的得分,最终对鄱阳湖生态系统健康进行了客观的评价。结果表明,构建的湖泊生态系统健康评价体系针对性强、科学全面、具有可操作性,可为鄱阳湖及类似通江湖泊的生态系统健康评价提供案例和方法借鉴。评价结果表明鄱阳湖健康体征状况目标层得分为73.45分,评价结果为亚健康,鄱阳湖水生态系统健康主要受泄流能力、水文节律变化、富营养化程度和物种多样性的影响。最后根据鄱阳湖的水生态系统健康评分等级探讨了鄱阳湖水生态系统中亟需解决的问题,针对性地提出了... 相似文献