新疆艾比湖流域枯、丰水期三维荧光光谱特性及其与水质的关系     

王迪  张飞  张兆永  张海威  朱世丹  张贤龙 《湖泊科学》2020,32(2):483-495

以艾比湖流域主要入湖河流为研究对象,在5月（丰水期）和8月（枯水期）分别沿博尔塔拉河（博河）和精河进行采样,采用平行因子模型（PARAFAC）和三维荧光区域积分法对水体三维荧光特性进行研究并对其与水质的关系在枯、丰水期下的变化进行探讨.结果表明①河流DOM在枯水期与丰水期都含有C1（240、425 nm） UVC类腐殖质,C2（225、290 nm）紫外区内络氨酸类有机物,C3（230/280、330 nm）蛋白类有机物,C4（265、260 nm）腐殖质类共4种组分.通过对水体三维荧光进行区域积分可以看出DOM荧光成分的占比在不同时期的变化.博河在枯水期时EEM光谱中的区域Ⅲ富里酸含量低于丰水期,枯水期时区域Ⅱ芳香类蛋白质、区域Ⅳ可溶性微生物代谢物以及区域Ⅴ类腐殖质酸高于丰水期;对于精河来说,区域Ⅱ芳香类蛋白质和区域Ⅳ可溶性微生物代谢物在枯水期的含量高于丰水期,区域Ⅲ富里酸和区域Ⅴ类腐殖质酸的含量枯水期低于丰水期,这表明水体腐质化程度较高.②本研究选取了一些常规的荧光指数来描述枯、丰水期水体的荧光指数特性.经研究发现,精河的荧光指数、自生源指数和腐殖化指数在不同时期的变化幅度较小,而博河的变化幅度较大.③将荧光指数与水质参数进行相关性分析并建模,结果表明枯水期自生源指数（BIX）与化学需氧量呈显著正相关,相关系数R=0.688;丰水期时BIX与铵态氮浓度呈显著负相关,相关系数R=-0.493.通过对比分析艾比湖主要入湖河流的三维荧光光谱特性与水质在枯、丰水期时的关系进一步表明水体中DOM的特性以及在枯、丰水期下的差异,为艾比湖流域的治理改善提供一定的理论支持和参考依据.  相似文献   

富营养化高原浅水湖泊持续多年生态修复工程效果分析——以滇池大泊口为例     

华映肖  潘继征  杜劲松  李杨  杨齐  徐双  黄育红 《湖泊科学》2023,35(5):1549-1561

大泊口位于滇池草海南部,水域面积0.52 km²,平均水深约2 m,作为滇池草海重富营养化水域生态修复示范区,大泊口分别于2015和2019年开展了两期生态修复工程,经过近年来的系统治理,大泊口水生态治理效果初步显现。为分析探究成功修复湖区水质改善、生态系统企稳向好的原因,本研究选择2015年2月—2021年12月共7年的连续监测数据,根据工程开展情况以及水生态状况将大泊口水域划分为4个部分(A1～A4水域),首先分析4个区域内主要的水质指标(悬浮物(SS)、化学需氧量(COD_Cr)、总磷(TP)、总氮(TN)和叶绿素a(Chl.a))的变化趋势和相关性,其次探究不同类型生态工程的修复效果,最后与草海和外海水域进行对比,分析大泊口的治理效果。结果表明,治理后大泊口A1～A4水域的COD_Cr、TP和Chl.a稳定下降,COD_Cr分别降低18.65、27.96、25.26、40.92 mg/L,TP分别降低0.11、0.10、0.11、0.14mg/L,Chl.a分别降低0.037、0.068、0.06...  相似文献   

基于系统动力学的巢湖流域水资源承载力动态预测与调控     

张礼兵  胡亚南  金菊良  吴成国  周玉良  崔毅 《湖泊科学》2021,33(1):242-254

湖泊流域水资源承载能力动态预测与调控是维护湖泊生态安全、保障社会经济健康持续发展的重要基础和手段.本文以巢湖流域为研究对象,提出基于系统动力学的湖泊流域水资源承载力动态预测技术和试验优化调控方法.首先以县(市)为基本单元构建水资源承载力系统动力学模拟与动态预测模型;再从空间上将各县(市)耦合为流域系统整体模型,并通过敏感性分析筛选量质要素调控指标;最后采用正交试验设计确定流域水资源承载力优化调控方案.结果表明:由于流域内产业规模的扩大以及城镇化率的提升,20172050年巢湖流域水资源承载状态值整体呈恶化趋势,并于2030年以后将长期处于超载状态,通过对影响要素针对性优化调控后,20172050年流域水资源承载状态均达到临界或可载.研究表明本文提出的方法对于促进区域社会经济环境协调发展和改善流域水资源承载力具有较好的实际应用价值.  相似文献   

水质较好湖泊环境保护的理论基础及中国实践     

郑丙辉  曹晶  王坤  储昭升  姜霞 《湖泊科学》2022,34(3):699-710

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   

北运河水系底栖动物群落结构与水环境质量评价   总被引：2，自引：0，他引：2  

顾晓昀  徐宗学  王汨  殷旭旺  刘麟菲  张欣  左德鹏 《湖泊科学》2017,29(6):1444-1454

为全面了解北运河水系的底栖动物群落结构和水环境质量,于2015年5月对北运河水系33个样点的底栖动物和水体理化性质进行了调查,分别采用综合水质标识指数法和底栖动物BI指数法对北运河水系进行水质评价,并通过Kolmogorov-Smirnov检验判断正态性,用Pearson相关分析方法对两种评价结果进行比较和分析.结果表明:北运河水系共采集到底栖动物23种,隶属于3门4纲6目11科11属,以水生昆虫和软体动物为主,整个水系底栖动物群落结构单一;底栖动物BI指数法的评价结果显示,72%的采样点水质为中污染(Ⅳ)或重污染(Ⅴ);综合水质标识指数法的评价结果显示,超过57%的采样点水质为Ⅳ类及以下;根据K-S检验,两组评价得分均符合正态分布;Pearson相关分析显示两种评价结果呈显著正相关.两种评价结果总体上呈现出相同的趋势,均显示北运河水系整体水质状况较差,干流水质状况优于支流,上游水质状况优于下游,温榆河上游、坝河下游、通惠河上游和凉水河的水质状况较差,温榆河源头和坝河上游的水质状况较好.两种评价结果在个别点位存在一定差异,具体表现为基于水体理化因子的评价结果稍优于水质生物评价结果,造成这种差异的原因是两种评价方法在时空尺度上存在差异.针对城市化水平较高、人类活动干扰较强的北运河水系,同时采用这两种评价方法有助于全面了解其复杂的水环境质量.  相似文献   

淮河流域春季浮游植物群落结构特征及其水质评价   总被引：7，自引：2，他引：5  

朱为菊  庞婉婷  尤庆敏  王全喜 《湖泊科学》2017,29(3):637-645

浮游植物是内陆水体生态系统的主要初级生产者,其群落结构能反映水体的水质状况.为了全面了解淮河流域内浮游植物群落结构及水质现状,于2013年5月在流域内设置217个样点采集浮游植物样品.共鉴定浮游植物244种(含变种和变型),隶属于8门104属,绿藻门和硅藻门的种类最丰富.浮游植物生物量为3.93 mg/L,在0.04~83.62 mg/L之间变动,生物量组成主要为甲藻门、硅藻门和隐藻门.浮游植物种类数和生物量在河流的中游较高,溪流以及下游入江入海河道较低.浮游植物优势种主要为隐藻门的啮蚀隐藻(Cryptomonas erosa)、尖尾蓝隐藻(Chroomonas acuta),硅藻门的梅尼小环藻(Cyclotella meneghiniana),甲藻门的角甲藻(Ceratium hirundinella),其相对生物量均大于5%.淮河流域浮游植物多样性指数较低,流域内多数样点处于中-重污染状态.  相似文献   

洱海湖滨带冬季水鸟的水质指示作用     

张淑霞  吴慧琳  周俊  高颖  蒋鋆  肖文 《湖泊科学》2017,29(4):804-810

水鸟在物种或群落水平上可以对湿地营养状态有所响应,预警生态系统有害的改变.以大型淡水湖泊洱海为例,基于2015年2月沿岸17个观察点的冬季水鸟调查与水质同步监测,研究小(Podiceps ruficollis)、白骨顶(Fulica atra)和黑水鸡(Gallinula chloropus)密度对沿岸水体中总磷和总氮浓度的响应关系.结果发现白骨顶和小密度均与总氮浓度呈显著正相关,也均与总磷浓度呈显著正相关;黑水鸡密度与总氮和总磷浓度无显著相关性.结果表明,水鸟可以在物种水平上对洱海湖滨带水中营养物质变化有所响应,也强调了根据具体指示物种的生态学习性选择水鸟指示物种尤为重要.白骨顶和小在更大空间和时间尺度上的水质指示作用有待于更多湖泊或水库水体的长期相关研究.  相似文献   

冬、春季芦苇(Phragmites australis)和狭叶香蒲(Typha angustifolia)的腐解过程及其对水质的影响     

戚美侠  王红萍  陈杰 《湖泊科学》2017,29(2):420-429

水生植物修复已经成为水体富营养化修复的重要手段,但其周期性的衰亡也给水体带来不容忽视的负效应.以府河流域丘陵地带农业区小水系自然生长的芦苇(Phragmites australis)和狭叶香蒲(Typha angustifolia)为研究对象,通过模拟实验,研究其冬季和春季腐烂分解过程的差异以及对水体营养盐水平的影响.结果表明,2种挺水植物的剩余干物质量整体上都呈现先快速下降再缓慢下降的趋势,芦苇和狭叶香蒲春季的分解速率分别为0.0251和0.0169 d~(-1),分别明显高于冬季分解速率(0.0027和0.0052 d~(-1));且腐烂分解速率与植物初始氮磷含量和氮磷比都有一定相关性.2种植物在冬季和春季磷的矿化速率都明显高于氮的矿化速率.实验水体的总氮和总磷浓度在腐解过程呈现初期迅速上升、中期迅速下降、后期缓慢下降的趋势.总体来看,芦苇和狭叶香蒲的腐烂分解受季节和初始氮磷浓度的影响较大,芦苇反应较香蒲更敏感且对水质的影响具有时效性.  相似文献   

Spatial and Temporal Distribution of Dust‐Bound Trace Metal Elements around Kuhdasht Watershed Area in Iran     

Hamid Alipour  Ahmad Jalalian  Naser Honarjoo  Norair Tommanian  Fereidoon Sarmadian 《洁净——土壤、空气、水》2019,47(10)

Dust, as a source of trace metal elements, affects the health of society. The spatial and temporal concentrations of dust‐bound trace metals (Cd, Pb, Ni, Zn, Cu, and Mn) in Kuhdasht watershed (456 km²), Lorestan Province, Iran, is investigated. Dust is collected using glass traps placed in ten research stations in the region. The spatial and temporal distribution of dust trace metals are plotted using ARC‐GIS. The highest and the lowest concentrations of Zn (9751150 mg kg^?1), Pb (46.352.9 mg kg^?1), and Cd (2.443.30 mg kg^?1) are obtained in winter, of Ni (98110 mg kg^?1) and Cu in autumn (16.053.5 mg kg^?1), and of Mn in summer (385505 mg kg^?1). The spatial concentrations of dust‐bound trace metals indicate all, except Cu, show a decreasing trend from the mountains toward the plains, similar to that of soil and of dust, except for Zn, which shows higher concentrations in dust than in soil. The potential sources of dust‐bound trace metals and their rate of contamination are also investigated using the enrichment and contamination factors. The major sources of Cd and Zn in the dust of watershed are due to anthropogenic activities or from activities outside the borders.  相似文献   

Very high resolution Earth Observation features for testing the direct and indirect effects of landscape structure on local habitat quality     

《International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation》2015

Modelling the empirical relationships between habitat quality and species distribution patterns is the first step to understanding human impacts on biodiversity. It is important to build on this understanding to develop a broader conceptual appreciation of the influence of surrounding landscape structure on local habitat quality, across multiple spatial scales. Traditional models which report that ‘habitat amount’ in the landscape is sufficient to explain patterns of biodiversity, irrespective of habitat configuration or spatial variation in habitat quality at edges, implicitly treat each unit of habitat as interchangeable and ignore the high degree of interdependence between spatial components of land-use change. Here, we test the contrasting hypothesis, that local habitat units are not interchangeable in their habitat attributes, but are instead dependent on variation in surrounding habitat structure at both patch- and landscape levels. As the statistical approaches needed to implement such hierarchical causal models are observation-intensive, we utilise very high resolution (VHR) Earth Observation (EO) images to rapidly generate fine-grained measures of habitat patch internal heterogeneities over large spatial extents. We use linear mixed-effects models to test whether these remotely-sensed proxies for habitat quality were influenced by surrounding patch or landscape structure. The results demonstrate the significant influence of surrounding patch and landscape context on local habitat quality. They further indicate that such an influence can be direct, when a landscape variable alone influences the habitat structure variable, and/or indirect when the landscape and patch attributes have a conjoined effect on the response variable. We conclude that a substantial degree of interaction among spatial configuration effects is likely to be the norm in determining the ecological consequences of habitat fragmentation, thus corroborating the notion of the spatial context dependence of habitat quality.  相似文献