Evaluation of the Bioavailability of Metals in Sediment from the Southern Coastal Wetland of the Qiantang Estuary by Using Diffusive Gradients in Thin Films Technique     

FENG Weihua  WANG Zhifu  ZHU Wenzhuo  ZHENG Fangqin  ZHANG Dongrong  XU Hengtao 《中国海洋大学学报(英文版)》2022,21(2):375-387

Metal pollution has become an major issue governing the wetland ecosystem health.The southern coastal wetland of the Qiangtang Estuary are facing unusual perturbation due to rapid development along the embayment in recent decades.This study evaluated the bioavailability of metals(Cu,Pb,Cd,Cr and Zn)in the sediment of the southern coastal wetland of the Qiangtang Es-tuary using diffusive gradients in thin films(DGT)techniques and compared with several methods based on total metal content.The results showed that the contents of Cr,Pb,Cd and Cu in sediment,as detected using DGT,were considerably correlated with the exchangeable fraction and the content in Phragmites australis roots,while a weak correlation was observed for Zn.Therefore,DGT analysis could be used to evaluate the bioavailability and potential risk of Cr,Cd,Pb and Cu for P.australis.Quantitative indices,such as DGT concentration,bioaccumulation in P.australis,geoaccumulation index(Igeo)and potential ecological risk index(RI),revealed that Cd was a major potential ecological risk factor along the southern coast wetland of the Qiantang Estuary,especially in the upstream region,which is potentially more vulnerable to the anthropogenic pollution.  相似文献   

基于多指标综合评分法筛选地表水环境优先污染物——以湖北涨渡湖为例     

丁琪琪  龚雄虎  王兆德  金苗  卢少勇  张路  赵中华 《湖泊科学》2022,34(1):90-107

人类活动和社会经济迅速发展导致大量化学品排放进入地表水环境,对水生生态系统和人类健康产生诸多不利影响,如何从众多的化学品中筛选识别出具有潜在危害的优先污染物是水污染治理和管控的关键.本研究基于污染物环境暴露水平、持久性、生物累积性、生态风险和人体健康风险5个评价参数,构建多指标综合评分法定量筛选识别地表水环境优先污染物类别,并应用于涨渡湖水体中优先污染物清单的建立.污染物环境暴露水平基于靶向分析综合考虑了污染物环境实测浓度和检出频率.目标污染物持久性和生物累积性毒害性参数分别采用生物降解系数和正辛醇-水分配系数来表征.此外在物种敏感度分布法和评估因子法的基础上计算生态风险熵以定量表征生态风险,人体健康风险则由终生致癌风险指数或危害指数来表征.基于该多指标综合评分法可于涨渡湖水体7类151种特征污染物中筛查出41种优先污染物,主要包括11种多氯联苯、8种有机氯农药、6种多环芳烃、4种邻苯二甲酸酯、4种挥发性有机物和8种金属元素.鉴于不同地表水环境污染状况不同,通过多指标综合评分法可建立因地制宜的优先污染物清单,从而有利于形成以保护水生生物和人类健康为最终目标的优先污染物水质基准,为地表水环境污染物管控及治理提供方法学支撑和科学依据.  相似文献   

基于长时间序列(1975—2020年)生态耗水的岱海动态生态需水分析          下载免费PDF全文

马佳丽  刘东伟  王杰  程英楠  刘华民  王立新 《湖泊科学》2022,34(1):207-218

生态需水是湖泊生态系统的重要指标,维持着湖泊生态系统的良性循环.以内蒙古中部半干旱湖泊岱海为研究对象,对湖泊动态生态需水进行分析.本研究在遥感和气象数据的基础上,获得1975-2020年长时间序列高精度水文要素数据,分析岱海水文要素时空演变规律;通过天然生态水深分析法、水深经验频率分析法和湖泊形态分析法分析岱海的水深随面积变化的关键水深;构建基于生态耗水规律的湖泊生态需水模型,计算自然状态下岱海生态需水动态变化范围.研究结果如下:岱海地区6-9月为丰水期,10月至次年5月为枯水期;45 a以来岱海水面面积呈显著下降趋势,近年来下降速率减缓;枯水期岱海适宜生态水深为8.72~9.92 m,丰水期为9.40~10.69 m,适宜生态需水量为5.62亿~7.71亿m³,适宜湖面面积为70.92~84.77 km².本文构建了长时间序列气候水文数据库,确定岱海动态生态需水范围可以实现对湖泊生态健康的实时监测,为相关规划与管理提供科学依据及可操作性指导,从而为岱海湖泊治理提供理论参考.  相似文献   

上海水源地毗邻湖库浮游植物群落结构的季节变化及其影响因子   总被引：1，自引：0，他引：1  

王三秀  魏莱  王爽  陈玲  黄清辉 《湖泊科学》2022,34(4):1127-1139

为改善城市水源地及毗邻水域的水质管理,2019年11月至2020年11月分别在青草沙水库中央沙水域和金泽水库南白荡水域开展了4个季度的采样调查.运用综合营养状态指数(TLI(Σ))对水体营养状态等级进行综合评估,并采用主成分分析(PCA)、冗余分析(RDA)和相关性分析等方法研究了浮游植物群落特征与环境因子的关系.结果表明:中央沙和南白荡水域TLI (Σ)范围分别为57.5~59.0、54.1~56.1,2个水体均处于轻度富营养状态;两者分别鉴定出浮游植物7门104属184种、8门96属172种;蓝藻门是中央沙水域全年浮游植物构成的主要门类,其次为硅藻门、绿藻门,而南白荡浮游植物群落结构季节性演替明显,优势门类由硅藻门/隐藻门-蓝藻门-隐藻门/硅藻门变化,浮游植物细胞密度季节平均值变化范围分为3.00×10⁷~1.61×10⁸ cells/L、4.29×10⁶~6.59×10⁷ cells/L;鉴定出2个水体浮游植物的优势类群分别有4门17属、5门13属,中央沙水域全年的主要优势类群为假鱼腥藻属(Pseudanabaena)和长孢藻属(Dolichospermum),而南白荡春冬季的主要优势类群为小环藻属(Cyclotella)、隐藻属(Cryptomonas)和蓝隐藻属(Chroomonas),夏秋季主要优势类群为假鱼腥藻属、平裂藻属(Merismopedia)和微囊藻属(Microcystis);中央沙水域浮游植物群落结构变化主要与总氮、总磷、水温等环境因子有关,而南白荡主要与水温、总溶解性盐等环境因子有关,水体流通性差异对此起关键作用.  相似文献   

Historical variations in autochthonous and allochthonous sediment supplies to the largest freshwater lake in Central India     

《国际泥沙研究》2022,37(5):563-575

Lacustrine sediment preserves high-resolution biogeochemical records of past variations in watershed processes controlling lake sedimentation. The current study explores historical variations in autochthonous and allochthonous sediment supplies to a large tropical freshwater lake system (Upper Lake, Bhopal) protected under the international Ramsar Convention of 2002 against anthropogenic pressures. For this purpose, multi-proxy biogeochemical data are presented for organic matter (total organic carbon, total nitrogen, phosphorous, and loss on ignition [LOI] at 550 °C), carbonate (LOI at 950 °C), lithic sediment (aluminum, titanium, iron, calcium, magnesium, sodium, potassium, manganese, zirconium, niobium, hafnium, tantalum, thorium, uranium, and rare earth elements), and anthropogenic inputs (lead) measured in a 38 cm long sediment core retrieved from the lake. In addition to the lacustrine sediment core, the samples of catchment bedrock, surface soils, major stream sediment, and eolian dust collected from the lake periphery also are analyzed. The systematic biogeochemical excursions in the upper core section (top ～8 cm) indicate increased anthropogenic inputs, watershed denudation by agricultural activities, artificially reduced fluvial sediment supply, relatively increased dust inputs and lake eutrophication in the last few decades. The current study underscores the roles of anthropogenic land-use and wetland conservation practices in the rapid alteration of autochthonous and allochthonous sediment supplies to open aquatic ecosystems. Further, rising lake eutrophication levels despite a managed reduction in allochthonous sediment supplies seem challenging to control due to dissolved nutrient supply from urban sewage discharge and runoff from agricultural land in the watershed.  相似文献   

1958—2017年太湖蒸发量年际变化趋势及主控因子     

荆思佳  肖薇  王晶苑  郑有飞  王伟  刘强  张圳  胡诚 《湖泊科学》2022,34(5):1697-1711

湖泊蒸发对气候变化非常敏感, 是水文循环响应气候变化的指示因子, 因此研究湖泊蒸发的控制因素, 对于理解区域水文循环有重要意义. 本文利用太湖中尺度涡度通量网避风港站观测数据校正JRA-55再分析资料, 驱动CLM4.0-LISSS模型, 并利用2012—2017年涡度相关通量数据和湖表面温度数据检验模型模拟蒸发结果, 验证了该模型在太湖的适用性; 估算了1958—2017年间太湖的湖面蒸发量, 并利用Manner-Kendall趋势检验分析了湖面蒸发的变化趋势, 寻找太湖实际蒸发的年际变化的主控因子. 结果如下: 校正后的JRA-55再分析资料模拟的太湖蒸发与观测值之间存在季节偏差, 但是季节偏差在年尺度上相互抵消, 再分析资料可用于年际尺度太湖蒸发变化的模拟; 1958—2017年间太湖蒸发量以1977年为界, 先下降(-3.6 mm/a), 后增加(2.3 mm/a); 多元逐步回归结果表明, 向下的短波辐射是太湖1958—2017年间太湖蒸发变化的主控因子, 向下的长波辐射、气温、比湿也对湖泊蒸发年际变化有一定影响, 但是风速对蒸发量的年际变化影响不大.  相似文献   

鄱阳湖汇流顶托对长江汉口水位影响的量化分析     

张明月  邓鹏鑫  王磊之  邴建平  张冬冬  程小翠 《湖泊科学》2022,34(5):1712-1722

为定量评估汇流顶托对水位变化的影响, 本文从水文过程仿真及顶托响应评价入手, 提出了一种汇流顶托对水位影响的量化分析方法, 并以长江汉口江段为例, 开展了鄱阳湖汇流顶托对长江汉口江段水位影响的量化评价, 结果表明: 改进提出的长江汉口江段水文仿真模型, 经参数优选后确定性系数可达0.98以上, 总量相对误差绝对值在3%以内, 较好地再现了水文变化过程; 通过响应指数定义及水文过程模拟, 研制了汉口多值型水位流量关系响应特征曲线, 揭示了鄱阳湖与长江水位变化的关联性机制; 经2016和2020年洪水实例分析, 汉口江段长历时高洪水位主要受长江来水及鄱阳湖汇流顶托共同驱动, 二者合力贡献可达83.3%以上, 其中鄱阳湖汇流顶托贡献率在35%左右. 其余因素(如区间洪水、沿江排涝等)亦助推高洪水位形成, 部分时段贡献可达近34.4%. 本文提出的顶托量化分析方法, 可定量评估因顶托效应引起的水位变化, 为解析河段高洪水位成因机制提供了有效的技术支撑.  相似文献   

云南云龙天池枝角类群落演替对1950s以来人类活动影响信号的识别     

索旗  陈光杰  孔令阳  徐会明  李静  张涛  王露  周起  郑昕 《湖泊科学》2022,34(5):1735-1750

从1950s开始, 云南地区部分湖泊受到了水文调控(如筑坝)和鱼类引入等流域开发活动的直接影响, 湖泊水环境与生态系统结构已出现明显改变. 开展浮游动物群落的长期生态响应评价有助于认识气候波动和人为胁迫的影响模式. 本文选取云龙天池进行了沉积物记录分析, 在重建过去100年环境变化历史的基础上开展了枝角类群落的多指标分析(物种组成、个体大小、生物量等), 进一步结合多变量分析识别了枝角类群落构建的关键驱动因子. 结果显示, 云龙天池在过去100年间经历了明显的水位波动, 约1962年以前水位较低, 1950s起的水文调控(筑坝)导致湖泊水位波动上升, 2006年以来略有下降. 枝角类群落随水位波动呈现由底栖种向浮游种占优转变的模式, 并在2006年以来底栖种略有增加. 总体上, 低水位时期底栖枝角类占优, 高水位时期浮游枝角类占优. 水体营养水平也对枝角类群落产生了较为显著的影响. 在沉积物总氮和有机质通量上升时, 长额象鼻溞(Bosmina longirostris)相对丰度和枝角类浓度都明显上升. 枝角类象鼻溞个体大小表明, 1969年鱼类引入后象鼻溞的壳长、壳刺长度、触角长度显著减小, 反映了鱼类捕食压力上升的影响. 本研究进一步揭示了水文调控和鱼类引入对湖泊环境和生物群落结构的驱动影响. 其中, 1960s以前云龙天池处于自然波动的状态, 湖泊环境和枝角类群落变化主要受气候(如降水、气温)的影响; 1960s以来人类活动的影响强度已经掩盖了气候变化的信号, 成为影响湖泊生态演化轨迹的主要因素. 为了开展有效的湖泊保护与生态治理, 有必要综合评估水文调控、鱼类引入等人类活动对湖泊生态健康的长期影响.  相似文献   

东太湖浮游植物与浮游动物群落的嵌套性及其互作网络的季节特征     

胡洋  张亚洲  姜星宇  邵克强  汤祥明  高光 《湖泊科学》2022,34(5):1620-1629

浮游生物主要由浮游植物和浮游动物组成,是湖泊生态系统的重要组分. 嵌套性结构及物种间的互作关系对群落的分布格局、功能乃至稳定性都具有重要意义,然而到目前为止,我们对此仍知之甚少. 为此,本研究以东太湖为研究区域,在2019—2020年期间进行了春、夏、秋、冬季的观测调查,根据浮游生物群落的组成和多样性特征,结合群落分布矩阵和二分网模型研究浮游生物的嵌套性格局及其互作关系,并探讨其驱动机制. 结果显示：(1)在时间上,春、秋、冬季水体的理化特征较为相似,但与夏季的水质差异显著. 在空间上,西南部区域的综合污染指数显著高于东北部;(2)环境异质性使得浮游植物呈现出明显的嵌套性分布,即秋、冬季群落是春、夏季群落的子集. 然而,浮游动物并未呈现该分布特征;(3)浮游生物的互作关系具有明显的季节特征：冬季的互作网络组成最简单,物种竞争最激烈,物种的特异性关系、物种脆弱性和一般性最小,说明浮游生物群落的稳定性在冬季最弱. 综上所述,水环境的时空差异性造成的生态位分离可能是造成浮游生物嵌套性及其互作网络季节性变化的主要机制.  相似文献   

岱海水体及沉积物细菌多样性及群落组成特征     

张雨晴  邵克强  胡洋  丁艳青  张恩楼  高光  汤祥明 《湖泊科学》2022,34(6):2070-2082

采用高通量测序技术,研究了内蒙古岱海流域入湖河流、湖水及沉积物细菌多样性及群落组成.结果显示,细菌多样性从高到低依次为：沉积物>河流>湖泊.聚类分析表明入湖河流、湖水和沉积物细菌群落可分为明显不同的3支,说明这3种生境中细菌群落结构有较大差异.物种注释结果表明,河流中优势细菌菌群为髌骨细菌（Patescibacteria）、变形菌门（Proteobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidetes）和放线菌门（Actinobacteria）;湖水中优势细菌菌群为放线菌门（Actinobacteria）;而沉积物中优势细菌菌群为变形菌门和绿弯菌门（Chloroflexi）.典范对应分析及Monte Carlo检验表明,电导率和悬浮物含量对水体中（河流与湖泊）细菌群落影响显著,二者共解释了细菌群落变化的86.5%;而冗余分析及Monte Carlo检验表明,泥深、磁化率和总有机碳对沉积物中细菌群落影响显著,三者共解释了细菌群落变化的47.9%.近30年来,岱海地区气候变化和人类活动导致湖水咸化,沉积物碳氮指标显著增长.岱海水体及沉积物细菌多样性及群落组成的差异及其主要驱动因子,反映了细菌对这种气候变化和人类活动共同作用的响应.  相似文献