Hydrological management strategies for the control of algal blooms in regulated lowland rivers     

Jian Li  Wei Yin  Haiyan Jia  Xiaokang Xin 《水文研究》2021,35(6):e14171

Reservoirs of lowland floodplain rivers with eutrophic backgrounds cause variations in the hydrological and hydraulic conditions of estuaries and low-dam reservoir areas, which can promote planktonic algae to proliferate and algal bloom outbreaks. Understanding the ecological effects of variations in hydrological and hydraulic processes in lowland rivers is important for algal bloom control. In this study, the middle and lower reaches of the Han River, China, a typical regulated lowland river with a eutrophic background, are selected. Based on the effect of hydrological and hydraulic variability on algal blooms, a hydrological management strategy for river algal bloom control is proposed. The results showed that (a) differences in river morphology and background nutrient levels cause significant differences in the critical threshold flow velocities for algal bloom outbreaks between natural river and low-dam reservoir sections; there is no uniform threshold flow velocity for algal bloom control. (b) There are significant differences in the river hydrological/hydraulic conditions between years with and without algal blooms. The average river flow, water level and velocity in years with algal blooms are significantly lower than those in years without algal blooms. (c) For different river sections where algal blooms occur and to meet the threshold flow velocities, the joint operation of cascade reservoirs and diversion projects is an effective method to prevent and control algal blooms in regulated lowland rivers. This study is expected to deepen our understanding of the ecological significance of special hydrological processes and guide algal bloom management in regulated lowland rivers.  相似文献   

2012-2018年巢湖水质变化趋势分析和蓝藻防控建议   总被引：4，自引：3，他引：1  

张民  史小丽  阳振  陈开宁 《湖泊科学》2020,32(1):11-20

巢湖自1990s中期至2012年间水质明显改善,但是近年来水质改善效果变缓,2018年蓝藻水华面积显著增加,为有效评估巢湖水体环境的变化,通过对20122018年巢湖17个点位的逐月调查数据分析阐述了近年来巢湖水质和藻情的变化特征,并在流域空间尺度上分析了巢湖流域水污染治理的进展和不足,为后续治理方向的调整和确定提供支撑.20122018年湖区调查数据显示:巢湖湖体总磷和总氮浓度显著升高,铵态氮浓度显著下降,水华蓝藻总量显著升高.在空间上,各污染指标水平呈现由西向东呈逐渐降低的趋势,但是各指标在不同湖区随时间的变化趋势差异明显,西部湖区的总磷、总氮和水华蓝藻指标近年来略有下降或持平,中部和东部湖区则显著升高,所以巢湖湖体总氮和总磷浓度的升高主要源于中、东部湖区的升高,这也是这两个湖区水华蓝藻变动的主要驱动因素.主要入湖河口数据显示:西部4条主要入湖污染河流(南淝河、十五里河、塘西河和派河)水质明显改善,但仍处于较高污染水平,中东部入湖河流(兆河、双桥河和柘皋河)总磷浓度明显升高,是中东部湖区水体营养盐升高的主要原因.中东部河流入湖污染的增加加剧了该区域湖体的富营养化水平,尤其是总磷浓度明显提升,导致中东部湖区夏季水华蓝藻的优势种从鱼腥藻种类演替为微囊藻种类.夏季微囊藻的大量繁殖,使得2018年巢湖中东部湖区部分月份水华面积异常增高.因此,巢湖流域的治理应该在持续强化流域西部合肥市污染治理的同时,增加对流域中部和东部治理的关注和投入.  相似文献   

过去40年太湖剧烈的湖泊物理环境变化及其潜在生态环境意义     

张运林  秦伯强  朱广伟 《湖泊科学》2020,32(5):1348-1359

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   

Estuarine biofilm patterns: Modern analogues for Precambrian self-organization     

Roeland C. van de Vijsel  Jim van Belzen  Tjeerd J. Bouma  Daphne van der Wal  Valentina Cusseddu  Sam J. Purkis  Max Rietkerk  Johan van de Koppel 《地球表面变化过程与地形》2020,45(5):1141-1154

This field and laboratory study examines whether regularly patterned biofilms on present-day intertidal flats are equivalent to microbially induced bedforms found in geological records dating back to the onset of life on Earth. Algal mats of filamentous Vaucheria species, functionally similar to microbial biofilms, cover the topographic highs of regularly spaced ridge–runnel bedforms. As regular patterning is typically associated with self-organization processes, indicators of self-organization are tested and found to support this hypothesis. The measurements suggest that biofilm-induced sediment trapping and biostabilization enhance bedform relief, strength and multi-year persistence. This demonstrates the importance of primitive organisms for sedimentary landscape development. Algal-covered ridges consist of wavy-crinkly laminated sedimentary deposits that resemble the layered structure of fossil stromatolites and microbially induced sedimentary structures. In addition to layering, both the morphological pattern and the suggested formation mechanism of the recent bedforms are strikingly similar to microbialite strata found in rock records from the Precambrian onwards. This implies that self-organization was an important morphological process in times when biofilms were the predominant sessile ecosystem. These findings furthermore emphasize that self-organization dynamics, such as critical transitions invoking ecosystem emergence or collapse, might have been captured in fossil microbialites, influencing their laminae. This notion may be important for paleoenvironmental reconstructions based on such strata. © 2019 The Authors. Earth Surface Processes and Landforms published by John Wiley & Sons Ltd  相似文献   

通过水体置换降低水库富营养化风险：长江口青草沙水库案例研究   总被引：1，自引：0，他引：1  

陈义中  朱建荣 《海洋学报(英文版)》2018,37(6):23-29

城市淡水系统的富营养化风险是世界范围内普遍关注的问题。多种物理、生物和化学技术手段被应用到富营养化湖库的治理当中，以期抑制水体的富营养化程度和藻类生物量。经证实，在未有效降低营养盐来源的情况下，这些手段的效果有限。而在发展中国家，控制营养盐来源可能需要花费数十年的时间。本研究旨在分析某一高营养盐负荷的沿海水库的富营养化和藻类水华风险，以期确认通过水利调度来抑制水库富营养化状态的可行性。该案例水库为位于长江口的青草沙水库。该水库2009至2012年期间的库内五个点位的水质数据被用于进行案例分析。水质指标包括水温、透明度、溶解氧、总氮、总磷和浮游植物叶绿素a。该水库的建设期为2009年4月至2010年10月，期间水库未曾与长江口发生水体交换。该水库的试运营期为2010年10月至2011年1月，正式运营期为2011年1月至今。在运营期间，库内与长江口的水体交换逐步上升。综合营养状态指数（TLI）被用于评估该水库的营养状态变化情况，该指数是通过数个代表性水质指标计算得到。库区的TLI指数峰值在2009年夏季可达51，在2011年夏季可达55，超过TLI指数的富营养化阈值50。TLI的谷值32出现在2010年的夏季。水质观测期的其他时段的TLI指数均可保持在50以下。以上分析结果表明：水库在2009年和2011年夏季由于过量的营养盐负荷和藻类水华迅速恶化到富营养化状态。水库在2010年和2012年均未出现富营养化状态和藻类水华，这是由于2010年期间水库缺少营养盐输入，2012年期间水库调度充分地置换了库区水体。库区水质指标的时空变化均通过文中的观测资料和数据分析进行展示。经分析表明，通过潮汐涨落来充分置换库区水体的水库调度手段是一个极为经济有效的抑制高营养盐水体富营养化和藻类水华的工程手段。  相似文献   

发现于我国渤海辽东湾的海洋甲藻新种-渤海异冒藻(Heterocapsa bohaiensis sp. nov.)     

肖洁  孙娜  张议文  孙萍  李艳  庞敏  李瑞香 《海洋学报(英文版)》2018,37(10):18-27

A small armed dinoflagellate bloomed in the aquaculture ponds off the coast of Liaodong Bay, Bohai Sea of China,resulting in heavy mortalities of the cultured prawns(Penaeus japonicus) and larvae of Chinese mitten handed crabs(Eriocheir sinensis). The bloom-forming species was successfully isolated, and cellular morphology of the specimen was consequently investigated through light, fluorescent and electron microscopy. The small((14.4±1.6) μm in length) ellipsoid cells show typical Heterocapsa thecal plate arrangement(Po, cp, 5′, 3 a, 7′′, 6 c,5 s, 5′′′, 2′′′′). The episome is evidently bigger than the hyposome. One to three spherical pyrenoids are located above or beside the large elongated nucleus. The body scale is characterized by a triangle basal plate with one central upright and nine peripheral spines. Above all, Heterocapsa bohaiensis could be distinguished from other Heterocapsa species by the combination of the cell size, morphology, cellular structure and body scale. Sequence analyses of both ITS and LSU regions reveal the significant genetic divergence between H. bohaiensis and other established species in this genus, further supporting novelty of this species. Noticeably, different sample treatment methods resulted in morphological variation of the apical pore complex(APC) of H. bohaiensis, which needs to be taken into account in future study.  相似文献   

浙江梅山湾表层沉积物中甲藻孢囊分布和多样性研究     

冷天泽  郭卓然  邵倩文  陆斗定  戴鑫烽 《海洋与湖沼》2024,55(1):145-154

甲藻孢囊可以为赤潮提供种源, 还可用于指示海区富营养化状态。以往对甲藻孢囊分布的研究多集中于开放性水域和自然形成的海湾中, 在半封闭性人工海湾中的研究较少。梅山湾原属南北开放水域, 但于2012~2017年在向陆侧建设了北坝和南坝, 使其成为半封闭式人工海湾。通过对梅山湾内外海域采集到的6份表层沉积物样品分析, 共鉴定出37种甲藻孢囊, 其丰度介于237~1 054 cysts/g。甲藻孢囊平均丰度湾内高于湾外, 推测是筑堤后湾内水动力减弱, 悬浮物质浓度降低, 水体透明度升高, 水中颗粒物质沉积速率降低和水体富营养化所导致。调查海域甲藻孢囊物种多样性指数介于1.63~2.47, 均匀度指数介于0.58~0.82, 两者湾外均显著高于湾内, 反映出湾内生态系统稳定性更弱, 发生赤潮的可能性更高。研究共检出16种赤潮种和9种有毒甲藻孢囊, 产毒种及赤潮种丰度和种类占比湾内都高于湾外, 优势种有原多甲藻(Protoperidinium sp.)、美利坚原多甲藻(Protoperidinium americanum)、透镜翼甲藻(Diplopsalis lenticula)、微小亚历山大藻(Alexandrium minutum)、链状裸甲藻(Gymnodinium catenatum)和锥状斯氏藻(Scrippsiella trochoidea)。“筑堤效应”加剧了湾内外表层沉积物中甲藻孢囊分布的差异性, 也加重了湾内有毒有害赤潮发生的风险, 故应重视对湾内有毒有害甲藻的监测。  相似文献   

湘西-黔东下寒武统清虚洞组藻灰岩沉积特征及其找矿意义          下载免费PDF全文

付胜云  张丰  曾健康  龙国华  邓蕾  程怡宁  李大江 《中国地质调查》2018,5(3):56-65

铅锌矿是湘西-黔东地区的优势矿种,资源丰富,开发历史悠久,找矿潜力巨大。综合分析前人有关湘西-黔东生物礁的资料,介绍了藻灰岩的沉积特征,并结合大量实际地质资料,对藻灰岩控矿进行了论述。结果表明: 成矿物质主要来源于藻类及碳酸盐泥对Pb²⁺、Zn²⁺离子的吸取,矿床成因属于沉积成岩矿床类型,兼有成岩期后矿床性质; 藻礁灰岩与不同岩性的接合部位及其附近等微地球化学障区,往往就是铅锌富矿体产出部位; 藻礁灰岩与礁间通道的薄层泥质白云质灰岩呈指状交叉接触处,也常有铅锌富矿体产出; 铅锌富矿体基本上产于清虚洞组灰岩段中,且明显受该段藻礁灰岩控制。为满足国内外对铅锌矿日益增长的消费需要,深入研究区内铅锌矿的地层岩相岩石控矿因素及其富集规律,指导该地区藻灰岩中铅锌矿找矿工作,具有重要的现实意义。  相似文献   

太湖蓝藻水华的扩张与驱动因素   总被引：7，自引：6，他引：1  

张民  阳振  史小丽 《湖泊科学》2019,31(2):336-344

蓝藻水华表征指标及驱动因子的多样性增加了研究人员、湖泊管理部门对于蓝藻水华扩张驱动因素的困惑，本研究通过整合太湖蓝藻水华长尺度研究的成果，将蓝藻水华扩张区分为时间扩张、空间扩张和生物量扩张3个方面，分析各自的驱动因子，系统阐述了当下太湖蓝藻水华的扩张和驱动因素.太湖蓝藻水华的时间扩张呈现由夏季集中发生向春季和秋冬季节扩张的趋势，导致春季蓝藻水华发生的提前，以及年度峰值的推迟；空间扩张呈现由西北太湖向湖心和东部湖区、乃至全湖扩张的趋势；太湖蓝藻生物量自2003年以后一直呈现缓慢增加的趋势.蓝藻水华时间扩张的驱动因素相对独立，主要受气象因子的影响，风速和日照时间是主要驱动因子，风速降低和日照时间延长均有助于蓝藻水华时间的扩张；空间扩张和生物量扩张则受气象因子和富营养化的双重影响，其中影响水华空间扩张的因子较多，富营养化和气象因素的主次难以确定，一般偶发性大面积蓝藻水华受气象因子驱动，而频发性大面积蓝藻水华主要受营养盐空间分布影响；影响蓝藻生物量扩张的主要驱动因素为总磷，另外氮磷比、水下可利用光和风速的变化也在一定程度上驱动了太湖蓝藻生物量的扩张.目前表征蓝藻水华强度通常利用空间扩张或生物量扩张指标，但是均具有一定局限性，相互间也缺乏可比性，各指标用于长尺度趋势研究更为可靠，短尺度比较受方法缺陷影响较大，应进一步开发表征水华蓝藻总存量的指标以统一空间扩张和生物量扩张.  相似文献   

太湖不同生态型湖区枝角类组成和丰度长期变化的差异性     

程龙娟  姚书春  薛滨  李玲玲  刘金亮 《湖泊科学》2019,31(6):1670-1684

枝角类作为淡水湖泊生态系统中的初级消费者之一,对生存环境的改变极为敏感.本文分析了太湖西、中和东部等湖区的钻孔沉积物、表层沉积物以及春夏秋季活体枝角类的组成与丰度.结果表明:活体枝角类组成以象鼻溞(Bosmina spp.)为优势种,秋季枝角类属种数量最多.太湖不同生态型湖区表层沉积物枝角类组成均以象鼻溞为优势种,其中西部与中心湖区的枝角类组成与丰度较为相似,种类单一,枝角类绝对丰度高;东部湖区枝角类属种较为丰富,绝对丰度低,优势种由浮游种象鼻溞以及沿岸种圆形盘肠溞(Chydorus sphaericus sl)和西方笔纹溞(Graptoleberis testudinaria)等种属构成.百年以来,太湖枝角类组成与丰度随着营养水平增加而改变,富营养指示种(Bosmina longirostris)丰度的增加与贫营养指示种(Bosmina longispina)丰度的下降,响应了湖区生态环境的演变过程.1970s末期,太湖西部与中心湖区在进入富营养化阶段,枝角类组成单一,象鼻溞占有绝对优势,与东部湖区相比,沿岸种、底栖种稀少.东部湖区在1960s以后,枝角类属种数量增加,但丰度下降,响应了1960s以来该区域营养水平提高、沉水植被生物量增加以及沼泽化加剧的环境过程.  相似文献