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长江中下游地区湖泊硅藻-总磷转换函数 总被引：27，自引：8，他引：19
硅藻转换函数的研究为湖泊环境指标的定量重建提供了有效途径．在长江中下游45个湖泊水质和表层沉积硅藻调查的基础上,利用典型对应分析方法开展了表层硅藻与营养态指标的关系研究．15个水质指标中总磷解释了硅藻数据的最大变率,是影响硅藻种群分布的最重要最显著的环境变量．通过对不同加权平均回归方法的比较,选择了反向还原加权平均回归与校正方法建立了研究区硅藻一总磷转换函数模型．依据刀割法统计检验,该模型提供了较低的推导误差（RMSEPjack=0．157）．在删除异常样品后,该硅藻一总磷转换函数的推导能力明显增强,实测值与推导值的回归相关系数大大提高（R^2jackk=0．82）,推导误差（RMSEPjack=0．12）也较原来降低了近21％．该转换函数同世界上其它区域的硅藻-总磷模型相比具有更强的推导能力．长江中下游地区硅藻-总磷转换函数的建立,为今后开展研究区内不同营养类型湖泊营养本底的定量重建奠定了基础,可望为湖泊治理参考目标的制定提供有效的技术支撑． 相似文献
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云南杞麓湖沉积物记录的近现代生态环境变化及影响因子识别 总被引：1，自引：0，他引：1
随着云南社会经济的持续发展与极端气候事件的频发,高原大中型湖泊面临着水质恶化、生态与环境功能退化的长期胁迫.为识别亚热带大型湖泊面临的主要环境压力,以杞麓湖为研究对象,在对沉积物钻孔进行物理(粒度、烧失量)、生物(色素、硅藻)等指标分析的基础上,结合现代监测和湖泊调查数据,重建了近两百年来湖泊水文条件、富营养化和环境变化的历史,并对硅藻群落结构的演化进行了驱动过程识别.沉积物粒度在1958年之前变化总体较为稳定且有较高的黏土含量;随着围湖造田等流域开发的增强,沉积物粒度组成自1960s开始频繁波动且粗颗粒组分快速增加.1981—2000年期间,随着落水洞泄水工程的修建杞麓湖的水位控制与水文调控得到加强,沉积物砂质含量降低且粒度组成变化较小;2000—2013年期间,湖泊疏浚工程的开展和区域降水的持续减少都导致了沉积物粒度组成波动较大、粗颗粒组成较高.沉积物色素记录了湖泊初级生产力的缓慢上升出现于19世纪中后期,并自1960s开始总叶绿素与蓝藻色素含量总体出现了较大幅度的增加趋势并持续至今.而在2000—2005年期间,湖泊浅水区的疏浚清淤导致了内源营养盐输入量的降低与藻类生物量的明显下降;沉积物蓝藻色素含量在1998、2008和2012—2013年左右出现明显的峰值,指示杞麓湖可能出现了较大范围的蓝藻暴发事件.统计分析结果显示,湖泊硅藻群落结构出现了多次明显转变且呈现底栖硅藻百分比长期降低的特征,水体富营养化的持续是驱动硅藻群落结构演替的主要因子,而水生植物退化、水文条件与气候变化也对硅藻群落的构建产生了重要的叠加影响.本文的沉积物分析结果表明,亚热带大型湖泊的生态治理与环境保护需要重点围绕营养盐负荷控制、水文调控优化与底栖生境恢复,并需应对全球变暖与极端气候事件产生的叠加影响. 相似文献
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《中国科学:地球科学》2016,(2)
过去温度变化的定量记录对于深入探讨气候变化机制非常重要,不仅有助于检验并改善气候模式模拟的准确性,也可以为全球变化背景下的气候变化幅度提供参考.青藏高原由于其特殊的地理位置影响着大气环流格局,研究青藏高原气候变化有助于理解高原对全球气候变化的响应及其与全球气候系统之间的关系.生物标志化合物代用指标在气候变化研究中的应用为定量重建高原过去温度变化提供了可能.湖泊沉积物中甘油二烷基甘油四醚类化合物(GDGTs)来源相对复杂,其分布特征受多种气候与环境因素影响.本文对青藏高原27个湖泊表层沉积物及部分湖泊流域表土样品GDGTs进行分析,探讨湖泊表层沉积物中GDGTs分布特征的影响因素,并建立其与气候要素的定量关系.结果显示:(1)绝大多数湖泊表层沉积物GDGTs以b GDGTs为主,crenarchaeol和GDGT-0含量较低;(2)高原多数湖泊表层沉积物与表土GDGTs分布没有显著差异,表明i GDGTs可能同时来源于湖泊环境和陆源输入;(3)湖泊表层沉积物i GDGTs分布主要受湖水水化学要素(p H和盐度)及近地表大气年均温的影响,对于青藏高原小型湖泊,TEX86可能反映湖水p H的变化;(4)湖泊表层沉积物b GDGTs分布主要受气候要素(温度和降水)控制;(5)利用已发表的转换方程重建高原同一地区温度差异明显,因此利用GDGTs定量重建青藏高原过去气候前必须开展GDGTs的现代过程调查.本研究基于湖泊表层沉积物b GDGTs分布,分别利用代用指标(MBT,CBT)及不同b GDGTs化合物组分丰度(fabun)与湖泊所在地的年均气温(MAAT)建立了适用于青藏高原湖泊古气候研究的转换方程,为高原古气候定量重建提供研究基础. 相似文献
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藻类是湖泊生态系统中重要的初级生产者,物种多样性高且对水环境变化敏感,其生产力水平与群落构建模式是反映湖泊环境梯度和生态系统特征的可靠指标。其中硅藻优势属种的演替模式及其环境条件识别,是开展湖泊生态健康和环境质量评价的重要内容。本文选择亚热带地区浅水湖泊异龙湖开展季节调查,对20个采样点的叶绿素a和硅藻群落组成等指标开展分布特征及其驱动因子的定量评价,系统分析藻类变化的时空模式、驱动因子及其指标异同。2020年12月一2021年9月,异龙湖水环境特征的季节波动明显,综合营养指数TSI平均为74.76,总体处于富营养水平。在80个水体样品中共发现硅藻21属68种,群落结构以浮游类型(平均占比79.33%±20.69%)的耐中富营养种为主;在4个季节的调查中,膜糊直链藻Aulacoseira ambigua(61.62%±20.26%)为优势种。主成分分析显示,硅藻群落组成存在明显的空间差异和季节变化。冗余分析和方差分解等结果表明,水体营养因子(TN、TP和N:P)是影响叶绿素a浓度空间变化的重要因子(解释方差为19.08%±11.4%),水温和水深梯度的影响较小(9.63%±11.31%... 相似文献
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太湖沉积物重金属和营养盐变化特征及污染历史 总被引：3，自引：1，他引：3
通过对太湖北部开阔湖区沉积岩芯粒度、营养盐、重金属元素等指标的分析,结合硅藻分析结果,讨论了该湖区近100年来沉积环境变化特征、营养演化规律及重金属元素污染历史.结果表明,20世纪20年代前后,流域人为活动方式的改变及强度加大使沉积物特征开始发生变化,沉积物粒度变粗,重金属元素及TP含量减少.20世纪50年代～20世纪70年代末期,受人为污染影响,沉积物及水体TP含量逐渐增加,湖泊处于中等营养水平.20世纪70年代末期以来,沉积物中TOC,TN含量升高,C/N比值增大,沉积物中人为排放的外源有机成分所占比例增加,沉积物及水体中TP含量明显升高,硅藻组合以富营养型种属为主,湖泊水体发生显著富营养化;同期,随着重金属元素人为污染程度的加重,Cu,Mn,Ni,Pb和Zn等元素总量及有效结合态含量升高,并具有一定程度的潜在生物毒性. 相似文献
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太湖梅梁湾富营养化过程的同位素地球化学证据 总被引：4，自引：0，他引：4
以浅水湖泊太湖为研究对象,通过湖泊水体、水生生物同位素以及相应湖泊水体营养指标的比较分析,并根据梅梁湾钻孔沉积物TN,TP,TOC,C/N,δ15N,δ13C等多项指标记录,恢复了湖泊富营养化过程.研究结果表明,不同湖区植物碳、氮同位素值和水体NH4+的δ15N值变化反映了植物组成和营养水平的差异.梅梁湾水体NH4+的δ15N和水环境参数不同月份的变化反映了外部营养载荷的输入对湖泊环境有明显的影响.1950～1990年湖泊沉积物有机质碳、氮同位素同步变化的趋势说明湖泊初级生产力的增长和湖泊逐渐富营养化的过程,而1990年之后二者之间反相关关系的出现表明在富营养条件下,大量浮游植物生长对富15N的无机氮的吸收及表层沉积物有机质分解和反硝化作用,代表湖泊富营养化加剧.以同位素示踪,并结合元素地球化学指标变化,将太湖梅梁湾富营养化过程分为三阶段,以20世纪50年代和20世纪90年代为营养状态的转换时段,揭示了人类活动不断加强的影响,与近50年来的湖泊环境监测结果一致. 相似文献
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巢湖近代沉积硅藻种群变化与富营养化过程重建 总被引：6，自引：2，他引：4
根据巢湖西部湖心40cm长的沉积柱放射性核素定年和化石硅藻分析,结合长江中下游湖泊硅藻-总磷转换函数模型,重建了其过去200年来硅藻组合演替与湖水总磷浓度变化的历史.研究结果表明,巢湖硅藻经历了从Aulacoseira granulata优势组合(1826-1978年)向耐营养种Cyclostephanos dubius优势组合(1978年以来)变化的两个重要阶段.1978年前,水体总磷浓度在60-75μg/L之间;此后迅速增高(80-100μg/L),为明显的营养富集时期;至2000年以来总磷浓度进一步上升(110μg/L),硅藻组合以Cyclostephanos dubius占绝对优势.硅藻数据的最大变率与总磷浓度的关系反映硅藻生态主要响应于营养富集的变化,但历史时期水动力条件对硅藻种群也有一定影响.20世纪70年代以来,工农业以及生活污水排放是硅藻种群转变和富营养化发生的主要根源,而巢湖闸的建立引起的水文条件的改变也是水体营养富集的诱因.21世纪开始富营养化进一步加重可能与生活污水排放、营养内负荷释放以及增温有关. 相似文献
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太湖富营养化湖区秋季水体和沉积物中硝化微生物分布特征及控制因素 总被引：2，自引：1，他引：1
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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高山湖泊远离人类活动直接影响,通常具有面积小、寡营养、食物网单一等特点,对气候变化和营养输入具有较高的敏感性。我国青藏高原东南缘地区氮沉降通量较高、增温幅度显著,已有研究显示该地区可能受湖泊类型、流域特征等影响存在差异性的湖泊响应模式。本研究选择该区域位于树线以下、具有不同水深的3个小型湖泊(盖公错纳、沃迪错、碧沽天池)开展沉积物调查和对比研究,通过钻孔样品测年、理化特征和藻类(硅藻群落、藻类色素)等多指标分析,结合区域气候定量重建和氮沉降等数据收集,评价了过去300年来藻类演替模式的异同特征及湖泊水深的调节作用。结果显示,3个湖泊中硅藻的优势物种与群落组成差异明显。深水型湖泊盖公错纳(最大水深39.4 m)的硅藻群落以浮游种为主(占比达82%),优势种为眼斑小环藻(Pantocsekiolla ocellata)、科曼小环藻(Pantocsekiella comensis);深水型湖泊沃迪错(最大水深20.7 m)的硅藻群落中浮游种和底栖种约各占50%,优势种为眼斑小环藻(Pantocsekiella ocellata)、连结脆杆藻(Saurosira construens);浅水湖... 相似文献
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古生态记录揭示的长江中下游太白湖生态系统稳态转换过程 总被引：2，自引：2，他引：0
长江中下游浅水湖泊在过去百年内受到强烈的人类活动影响,生态系统状态发生显著的变化,服务功能逐渐丧失.为了更科学有效地管理浅水湖泊,当前迫切需要了解湖泊的生态系统转变过程.以长江中下游典型富营养化浅水湖泊太白湖为例,结合历史资料和监测数据,基于铅铯同位素重建年代序列,利用粒度、地化指标和沉积物中硅藻群落的时间序列数据,对太白湖过去百年间生态系统转变进行分析.基于T检验的STARS法检测硅藻群落的结果显示,有2个稳态转换分别发生在1950s末和1990s末.1950s末太白湖硅藻群落代表的生态系统状态发生了显著突变,这主要归因于由于建闸筑坝造成的水文条件和营养条件的改变;1990s期间的湖泊生态系统整体转变则是由长期营养输入和渔业活动加强导致的生态系统弹性损失引起的.讨论了不同阶段太白湖生态系统主要要素间反馈机制在水文条件改变和营养富集影响下的变化,加深了对人类活动干扰下太白湖生态系统结构变化过程的理解,为建立浅水湖泊系统动力学模型提供基础. 相似文献
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The use of TN:TP and DIN:TP ratios as indicators for phytoplankton nutrient limitation in oligotrophic lakes affected by N deposition 总被引：1，自引：0，他引：1
Ann-Kristin Bergström 《Aquatic Sciences - Research Across Boundaries》2010,72(3):277-281
The stoichiometric composition of lake water chemistry affects nutrient limitation among phytoplankton. I show how TN:TP and
DIN:TP ratios vary in oligotrophic lakes of Europe and the USA affected by different amounts of N deposition, and evaluate
whether the DIN:TP ratio is a better indicator than the TN:TP ratio for discriminating between N and P limitation of phytoplankton.
Data were compiled from boreal and low to high alpine lakes, and comprise epilimnetic lake water chemistry data (106 lakes)
and results from short-term nutrient bioassay experiments (28 lakes). A large share (54%) of the oligotrophic lakes in the
study had low TN:TP mass ratios (<25). DIN:TP ratios showed higher variability than TN:TP ratios. Variability in DIN:TP ratios
was related to N deposition, but also to catchment characteristics. Data from short-term bioassay experiments with separate
addition of N and P showed that the DIN:TP ratio was a better indicator than the TN:TP ratio for N and P limitation of phytoplankton.
Phytoplankton shift from N to P limitation when DIN:TP mass ratios increase from 1.5 to 3.4. High DIN:TP ratios, indicating
P limitation of phytoplankton, were generally found in alpine lakes with low to moderate N deposition and in boreal lakes
with high to very high amounts of N deposition. 相似文献
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太湖流域湖泊污染严重,非常有必要建立相应的水质基准以便于湖泊水体的保护与修复.根据太湖流域12个受人类影响较小的湖库及太湖早期的总磷、总碱度、平均水深等数据建立了MEI(morphoedaphic index)模型,通过对模型中总磷与总碱度、平均水深因子的相关关系进行分析,并结合太湖流域湖库水深较浅的特征,提出了确定太湖流域湖库水体中总磷参照浓度的改进MEI模型.将该模型应用于太湖,得到太湖总磷参照浓度为0.025 mg/L.研究结果旨在丰富我国水体营养物基准的确定方法,并为太湖流域水体富营养化的控制提供理论依据,同时为长江中下游类似湖库水质基准的建立提供技术支撑. 相似文献
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太湖水体的总磷分布及湖流对其影响的数值研究 总被引：6，自引：2，他引：4
用数值模拟的方法研究了太湖水体中ＴＰ分布特征及湖流对其影响,推导,建立了包括平流,水平扩散,沉降和底泥释放的浅水湖泊中污染物浓度分布计算的二维迎风有限元数值模式,并在给定若干点源条件下计算各种稳态流场下太湖水体中的ＴＰ分布。 相似文献
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SD模型在洱海流域营养物削减策略研究中的应用 总被引：1，自引：1，他引：0
针对洱海富营养化问题,本文在深入分析洱海流域营养物输运转移特征的基础上,应用VENSIM-DSS构建了洱海流域的社会、经济、技术、环境SD耦合模型.模型由7个子系统组成,确定了一套适用于洱海流域的耦合模型特征参数.对入湖TN、TP进行追根溯源,模拟结果表明洱海流域入湖TN主要来源于种植业子系统、畜牧业子系统、生活污水子系统和干湿沉降子系统,以上4大子系统占入湖TN的88%;入湖TP主要来源于种植业子系统、畜牧业子系统、生活污水子系统和水土流失子系统,以上4大子系统占入湖TP的89%.以此为基础通过设置4种不同的营养物削减情景,模拟未来10年入湖TN、TP的变化,并通过构建的政策评价子系统和DILLON模型定量评价不同削减方案的可行性,提出最优洱海流域营养物削减方案. 相似文献
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内蒙古乌梁素海叶绿素a浓度时空分布及其与氮、磷浓度关系 总被引：7，自引：1，他引：6
采用2005-2007年乌梁素海监测数据,对乌梁素海水体中叶绿素a浓度的时空分布进行分析,并对叶绿素a浓度与总氮、总磷浓度相关关系进行研究,结果表明:乌梁素海叶绿素a浓度具有明显的时空分布特征,在时间上,5月份>7、8月份>10月份>9月份>6月份,可以看出5月份、10月份叶绿素a浓度偏高,其原因是乌梁素海特殊的地域性,补水来源主要为河套灌区的农田退水,5月份、10月份正处于春浇秋灌时期,农田退水携带充足的氮磷元素进入乌梁素海,使藻类迅速增长繁殖;在空间上,北部区>南部区.通过分析得出,2006年叶绿素a与氮、磷浓度的相关关系在5月、10月存在明显的相关性,8月份相关性较小,其他月份无明显相关性. 相似文献
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水动力条件下底泥中氮磷释放通量 总被引：28，自引：4，他引：24
在环形水槽内模拟了水动力条件下底泥的起动规律,分析了底泥运动的不同状态。该环形水槽内水体流速基本均匀,水槽转速与槽内水体流速能够精确的相互转换,实验中通过改变水槽转速模拟了不同扰动强度下底泥悬浮和释放的规律．以太湖底泥为例,通过上覆水中TN、TP浓度的变化,建立了底泥中TN、TP的释放通量(y)与水流(x)的关系,其表达式为TN：y=137．88e^0.06x(R^2=0．94);TP：y=36．78e^0.56x(R^2=0．97);并将该实验结果应用在太湖的水量水质模型中,取得了比较满意的效果． 相似文献
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三峡水库小江回水区不同TN/TP水平下氮素形态分布和循环特点 总被引：23，自引：4，他引：19
TN/TP的变化是水中浮游植物营养结构特点的重要反映.对2007年3月至2008年3月三峡水库小江回水区的TN、TP和TN/TP的跟踪观测结果进行总结,发现小江回水区TN平均浓度为1553±43μg/L,TP平均浓度为61.7±2.7μg/L.二者季节变化过程相似,但季节差异明显:2007年春季保持较低水平,在春末夏初出现较大幅度的增加,并在夏季达到全年的较高水平.入秋后TN、TP浓度逐渐下降,但入冬后继续缓慢上升.研究期间TN/TP平均值为30.6±1.4,总体表现为磷素限制,且季节变化不显著.TN与TP显著正相关,说明氮、磷输入和输出的途径大体相同.TP的波动是调控该水域TN/TP的主要因素.对不同TN/TP水平下各形态氮素和TP、TN/TP的相关性分析发现,当TN/TP≤22时,TN是调控水体营养结构特点的主要因素,生物固氮作用有可能发生以调节TN/TP、消纳水中相对丰足的TP.当22相似文献
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The changes of NH3-N, NO3-N, NO2-N and TN/TP were studied during growth and non-growth season in 33 subtropical shallow lakes in the middle and lower reaches of the Yangtze River. There were significant positive correlations among all nutrient concentrations, and the correlations were better in growth season than in non-growth season. When TP>0.1 mgL-1, NH3-N increased sharply in non-growth season with increasing TP, and NO3-N increased in growth season but decreased in non-growth season with TP. These might be attributed to lower dissolved oxygen and low temperature in non-growth season of the hypereutrophic lakes, since nitrification is more sensitive to dissolved oxygen and temperature than antinitrification. When 0.1 mgL-1>TP>0.035 mgL-1, TN and all kinds of inorganic nitrogen were lower in growth season than in non-growth season, and phytoplank-ton might be the vital regulating factor. When TP<0.035 mgL-1, inorganic nitrogen concentrations were relatively low and NH3-N, NO2-N had significant correlations with phytoplankton, indicating that NH3-N and NO2-N might be limiting factors to phytoplankton. In addition, TN/TP went down with decline in TP concentration, and TN and inorganic nitrogen concentrations were obviously lower in growth season than in non-growth season, suggesting that decreasing nitrogen (especially NH3-N and NO3-N) was an important reason for the decreasing TN/TP in growth season. The ranges of TN/TP were closely related to trophic level in both growth and non-growth seasons, and it is apparent that in the eutrophic and hypertrophic state the TN/TP ratio was obviously lower in growth season than in non-growth season. The changes of the TN/TP ratio were closely correlated with trophic levels, and both declines of TN in the water column and TP release from the sediment were important factors for the decline of the TN/TP ratio in growth season. 相似文献
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The changes of NH3-N, NO3-N, NO2-N and TN/TP were studied during growth and non-growth season in 33 subtropical shallow lakes in the middle and lower reaches of the Yangtze River. There were significant positive correlations among all nutrient concentrations, and the correlations were better in growth season than in non-growth season. When TP>0.1 mgL?1, NH3-N increased sharply in non-growth season with increasing TP, and NO3-N increased in growth season but decreased in non-growth season with TP. These might be attributed to lower dissolved oxygen and low temperature in non-growth season of the hypereutrophic lakes, since nitrification is more sensitive to dissolved oxygen and temperature than antinitrification. When 0.1 mgL?1>TP>0.035 mgL?1, TN and all kinds of inorganic nitrogen were lower in growth season than in non-growth season, and phytoplankton might be the vital regulating factor. When TP<0.035 mgL?1, inorganic nitrogen concentrations were relatively low and NH3-N, NO2-N had significant correlations with phytoplankton, indicating that NH3-N and NO2-N might be limiting factors to phytoplankton. In addition, TN/TP went down with decline in TP concentration, and TN and inorganic nitrogen concentrations were obviously lower in growth season than in non-growth season, suggesting that decreasing nitrogen (especially NH3-N and NO3-N) was an important reason for the decreasing TN/TP in growth season. The ranges of TN/TP were closely related to trophic level in both growth and non-growth seasons, and it is apparent that in the eutrophic and hypertrophic state the TN/TP ratio was obviously lower in growth season than in non-growth season. The changes of the TN/TP ratio were closely correlated with trophic levels, and both declines of TN in the water column and TP release from the sediment were important factors for the decline of the TN/TP ratio in growth season. 相似文献