汉阳地区湖泊摇蚊幼虫群落结构及其与环境因子的关系

为了解武汉市汉阳地区湖泊摇蚊幼虫群落结构和多样性及其与湖泊富营养化的关系,2011-2012年对后官湖、三角湖、南太子湖、墨水湖和龙阳湖等5个湖泊的摇蚊幼虫群落及环境因子进行了季节性调查。在汉阳5个湖泊共采集摇蚊科幼虫6属6种。中国长足摇蚊是这些湖泊摇蚊幼虫群落的共同优势种,优势度变化范围为26.8%~86.4%。摇蚊幼虫年平均密度为(748±162)ind./m~2,年平均生物量为(2.77±0.98)g/m~2,后官湖摇蚊幼虫密度和生物量最低[(171±32)ind./m~2,(0.32±0.12)g/m~2],龙阳湖最高[(1 066±468)ind./m~2,(5.37±2.48)g/m~2])。摇蚊幼虫密度和生物量最高值出现在1月份。摇蚊幼虫Margalef指数(dM)和Shannon-Wiener指数(H')平均值分别为0.38±0.05和0.72±0.12,后官湖摇蚊幼虫多样性指数最高(dM=0.58±0.12,H'=1.03±0.19),南太子湖最低(dM=0.28±0.14,H'=0.38±0.13)。相关分析表明,汉阳地区湖泊摇蚊幼虫密度和生物量与水体总氮、氨氮、总磷和叶绿素a呈显著正相关。冗余分析(RDA)表明,透明度和总氮是影响摇蚊幼虫群落组成的关键因子。研究结果表明汉阳湖泊摇蚊幼虫优势种、密度、生物量和多样性指数对湖泊水质有较好的指示作用。     

汉阳湖群表层沉积物磷含量分布特征

2011年7月和10月对汉阳“六湖连通”工程的5个湖泊(后官湖、三角湖、南太子湖、墨水湖和龙阳湖)沉积物磷含量进行调查,研究其表层沉积物磷含量的空间分布和季节差异,以了解汉阳湖群的沉积物污染特征,为湖泊污染控制和生态修复提供依据.结果表明,后官湖沉积物磷含量最低,为(0.20±0.03) g/kg,龙阳湖最高,为(0.64±0.11) g/kg,二者差异显著(P＜0.05),三角湖、南太子湖和墨水湖沉积物磷含量差异不显著(P＞0.05).除后官湖外,汉阳湖群沉积物磷含量季节差异不显著(P＞0.05).汉阳湖群沉积物磷含量具明显的空间分布特征,这种分布格局主要受外源污染输入的影响.相关分析表明,沉积物全磷与水体总氮、总磷和电导率呈极显著正相关(P＜0.01),与水体透明度呈极显著负相关(P＜0.01).     

草型生态系统构建技术在南湖富营养化防治中的应用

水体富营养化是一个全球性的问题,生态修复是富营养化治理的主要途径之一。为了探索南宁市青秀区南湖富营养化水体治理的方法及途径,观测生态系统演变过程中水质的变化情况,利用帆布及脚手架等材料在上湖区域搭建约670 m~2、水深1.6～2.0 m的围隔试验区。清除实验区内鱼类以减少对水体的搅动,投放EM菌种增加透明度,然后种植苦草(Vallisneria natans),待沉水植物生长良好后再投放鲮(Cirrhinus molitorella)、环棱螺(Bellamya aeruginosa)、河蚌(Anodonta)等水生动物,建立新的生态系统;苦草种植密度为1.4 kg/m~2,鲮、环棱螺、河蚌的投放密度分别为6 g/m~2、10 g/m~2、1 g/m~2。结果显示,新的生态系统经过5个月构建完成并趋于稳定,试验水体水质从原来的地表Ⅴ类水提高至Ⅳ类(GB 3838-2002);透明度从0.25 m上升并稳定在1.8 m,透明度增加了6.2倍;高锰酸盐指数(COD_(Mn))从8.8 mg/L下降至2.6 mg/L,整体下降了70%;总磷(TP)从0.10 mg/L下降至0.04 mg/L,减少了60%;总氮(TN)从1.37 mg/L下降至1.17 mg/L,下降了14.5%;叶绿素a(Chl-a)从51 mg/m~3下降至4.6 mg/m~3,下降了91.1%。与整个湖区相比,试验区透明度提高了3倍以上,高锰酸盐指数降了3.7%,总磷降低了63.6%,总氮减少了4%;叶绿素a减少了89.4%。试验表明,生态修复技术能够有效控制总磷,抑制藻类生长,显著提高透明度,对富营养化水体具有很好的改善作用,可以在南湖大面积推广和实施。     

沉水植物对淡水养殖池塘底泥重金属Cu污染的修复研究

为了解沉水植物对养殖池塘底泥中重金属Cu的修复效果,采用室内盆栽实验方法,以苦草(Vallisneria natans)、轮叶黑藻(Hydrilla verticillata)和伊乐藻(Elodea nuttallii)三种沉水植物在底泥Cu浓度分别为28.34 mg/kg(背景值)和112.42 mg/kg(处理组)培养120 d,通过定期采集根际土壤和收割根茎叶部位测定各相关指标,研究了沉水植物对淡水养殖塘底泥重金属Cu污染的修复效果。结果显示:(1)这3种沉水植物对Cu胁迫均具有较强的耐受性,不同植物对Cu的富集差异很大,富集能力顺序依次为苦草轮叶黑藻伊乐藻,且差异显著;(2)试验结束时,Cu处理组中三种沉水植物对底泥Cu去除率依次为55.72%、48.62%和39.27%,对照组底泥中去除率分别为19.90%、21.88%和16.23%;(3)通过进一步分析三种沉水植物SOD和POD活性及根际土壤脱氢酶活性的变化情况,表明苦草对重金属Cu胁迫具有更高的耐受适应机理。     

城市富营养化湖泊综合治理——以武汉北太子湖为例

应用"污染源控制+水生态修复+水质提升"综合技术治理北太子湖,为城市富营养化湖泊的治理提供技术体系和示范。北太子湖规划蓝线水面面积52.6 hm~2,湖岸线长5km,平均水深1.8 m,工程前水质整体为劣V类,治理目标是湖水水质达到地表水IV类。2018年3月-2019年2月,通过实施污水管网改造、初期雨水调蓄池修建、生态植草沟构建、污染底泥疏浚、湖体水生态系统构建、旁路人工湿地水体提标等工程措施,COD、TN、TP的去除率分别为58.14%、83.18%、90.91%;2019年6-8月水体COD、TN、TP连续3个月达到地表水IV类标准。建议在水生态修复工程完工后,投加一些生态环保型的水质净化剂,提升水体透明度,促进沉水植物快速生长繁殖以发挥净化水质的功能。     

洱海底泥红壤改性对水质和水生植物的影响

鉴于湖泊内源污染不断加重,出现了较多以铝(Al)、铁(Fe)、钙(Ca)、镧(La)盐等化学絮凝材料为主的湖泊底质环境改善方法,但大规模应用受长期控磷效率、生物毒性和使用成本等因素限制;天然粘土、红土和石英砂等材料由于廉价无污染、环境友好等特性,其用于改善湖泊水体环境和控制底泥磷释放越来越受到重视。2014年8月至2015年7月,在洱海近岸水域设置围隔开展原位试验,采用洱海本地无污染红壤对底质进行浅层覆盖改性,探究此方法对水质及沉水植物的影响。试验设置3个不同处理组,分别为对照组(CK)、红壤覆盖组(S)以及红壤覆盖+沉水植物组(MS),每组处理4个重复,逐月监测各围隔内水质和沉水植物生长情况。结果表明,采用红壤对底泥进行改性,可以短期提高水体透明度,为沉水植物生长创造良好条件,促进移栽沉水植物的生长与建群,在某些时段可以改善水质(透明度最高达2.2 m),但红壤覆盖措施并没有长期显著降低水体中的总氮、总磷和藻类的含量(P0.05)。全年水生植物保持在7种左右,群落主要由黑藻(Hydrilla verticillat)、篦齿眼子菜(Potamogeton pectinatus)、单果眼子菜(P.acutifolius)、金鱼藻(Ceratophyllum demersum)、狐尾藻(Myriophyllum spicatum)、苦草(Vallisneria natans)和微齿眼子菜(P.maackianus)组成,生物量也在不断增加,最高达18 000 g/m~2,群落稳定后的优势种为黑藻。研究结果可以为富营养化湖泊生态修复短期水质危机处理提供借鉴,为沉水植物群落恢复提供可探索的方向。     

江苏省6个典型湖泊水生植物分布及其与环境因子的关系

针对近30年来江苏省湖泊富营养化问题较为严重的现状,2016年4-5月(春季)和7-9月(夏季)进行了6个典型湖泊(白马湖、宝应湖、高邮湖、邵伯湖、长荡湖、滆湖)水生植物的野外分布情况调查,计算其优势度,判定典型湖泊的水生植物优势种。结果表明,江苏省6个典型湖泊常见水生植物19科、29种,呈现明显的季节及地域差异,主要优势种为芦苇(Phragmites australis)、茭草(Zizania latifolia)、菹草(Potamogeton crispus)、穗状狐尾藻(Myriophyllum spicatum)、荇菜(Nymphoides peltata)、空心莲子草(Alternanthera philoxeroides)及野菱(Trapa natans),生活型主要以挺水植物为主。综合营养指数法评价结果显示,6个典型湖泊均属于富营养化湖泊;其中长荡湖和滆湖为中度富营养水平,白马湖、宝应湖、高邮湖、邵泊湖均达到轻度富营养化水平。结合环境因子相关性和冗余分析(RDA),认为总氮(TN)、五日生化需氧量(BOD_5)是影响江苏省湖泊优势水生植物生长分布最主要的环境因子。     

伊乐藻在滨海盐碱地蟹池的利用及耐盐性试验

伊乐藻(Elodea Canadensis)是一种优质、速生、高产、耐低温、营养丰富的沉水植物,是多种鱼虾蟹等水生动物的优良天然饵料,被誉为沉水植物的娇子,上世纪由中科院南京地理与湖泊研究所引进后[1],在我国南方广大地区广泛应用,已成为河蟹、小龙虾(克氏螯虾(Procambarus clarkii)养殖池塘中优选的水草[2].蟹池种植伊乐藻,可以为河蟹提供优质饵料,还可以净化水质,防止水体富营养化,营造蟹池良好的生态环境,提供河蟹活动、隐藏、蜕壳所需的隐蔽环境[3].伊乐藻适应力极强.水温在5℃以上即可生长,冬季在冰下以营养体越冬,当苦草、轮叶黑藻尚未发芽时,该草已大量生长[4],非常适合我国北方地区的池塘引种.     

磷的不同动态变化对模拟湖泊生态系统中附草螺类的影响

采用试验围隔模拟湖泊富营养化过程,选取磷的不同动态变化,研究其动态输入模式对附草螺类的影响。结果表明,总量相同时,中短期内低频次的磷输入比高频次的磷输入对螺类生物量的影响更显著,而长期条件下高低频次的磷输入对螺类生物量的影响无显著差异(P>0.05)。营养的添加显著促进螺类生物量(密度和丰度)的增长。试验系统中附植藻类的生物量与螺类的生物量成显著负相关(P<0.05),沉水植物刺苦草(Vallisneria spinulosa)与螺类(Radix)生物量的相关性不显著(P>0.05),表明螺类是螺类-附着藻-沉水植物系统的关键调控因子,而沉水植物可能会因生态系统状态的差异而存在不同的响应机制。     

大鳍鱊对4种沉水植物的选择性摄食

杂食性鱼类往往是修复后浅水湖泊的优势鱼类。大鳍鱊是一种小型杂食性鱼类,在无锡蠡湖生态修复区内发展成为优势种;虽主要以沉水植物为食,但对不同沉水植物的选择性目前尚不清楚.目前有关杂食性鱼类对沉水植物影响的研究多集中在个体较大的种类（如鲤、鲫）,而对小型杂食性鱼类的研究较少。本文通过受控实验,研究了大鳍鱊对4种沉水植物（轮叶黑藻Hydrilla verticillata、密刺苦草Vallisneria denseserrulata、金鱼藻Ceratophyllum demersum和穗花狐尾藻Myriophyllum spicatum）的选择性摄食,分析了大鳍鱊对这些沉水植物生长的影响。结果显示:1)大鳍鱊组的水体营养盐浓度显著高于对照组,而pH值则显著低于对照组;2)肠道内含物分析结果显示：穗花狐尾藻和金鱼藻是大鳍鱊的主要食物,其所占肠道内含物的体积比分别为75%和17%;而大鳍鱊对密刺苦草的选择性较低(8%),且内含物中未出现黑藻;3)大鳍鱊显著抑制了穗花狐尾藻和金鱼藻的生长(RGR),而对轮叶黑藻和密刺苦草的RGR有促进作用。沉水植物在维持湖泊生态系统结构稳定与湖泊生态修复中发挥重要作用,大鳍鱊等小型鱼类与沉水植物关系密切,主要生活在沉水植物丰富的水域。我们的研究结果发现大鳍鱊可显著增加水体营养盐浓度,对不同沉水植物有明显的摄食选择性,其摄食活动可显著降低沉水植物的生物量。因此,大鳍鱊或者其它小型杂食性鱼类(如麦穗鱼和鲹等)可能会通过选择性摄食沉水植物的途径影响沉水植物群落结构和生物量,严重时可能会对湖泊生态系统结构的稳定性产生负面影响。所以,在湖泊管理与生态修复中,需要关注此类小型杂食性鱼类的种群规模,将其控制在较低生物量水平。该研究探讨了大鳍鱊的选择性摄食行为以及该行为带来的影响,为浅水湖泊的修复提供了参考。     

杭州西湖浮游植物群落对沉水植物恢复的响应

为评价杭州西湖沉水植物恢复对浮游植物群落的影响,以西湖湖西水域(茅家埠、乌龟潭、浴鹄湾)为代表,通过5年连续采样监测数据,研究了该区域沉水植物恢复前后浮游植物物种组成、生物量、多样性指数及其与水质理化参数的动态变化关系。结果表明,2009-2013年共检出浮游植物156种,隶属8门、78属,其群落结构在3个湖区间不存在显著差异(P0.05),藻类优势种的年际变化呈现由绿藻门(Chlorophyta)的球衣藻(Chlamydomonas globosa)、小球衣藻(Chlamydomonas microsphaera)和蓝藻门(Cyanophyta)的铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)、不定微囊藻(Microcystis incerta)逐渐向绿藻门的蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)、细丝藻(Ulothrix teneriima)、多形丝藻(Ulothrix variabilis)和硅藻门(Bacillariophyta)的颗粒直链藻(Melosira granulata)、具星小环藻(Cyclotella stelligera)转变。浮游植物群落的Margalef和Shannon-Weiner多样性指数分别在0.632~3.396和0.581~4.438之间变化,指示水体处于中度富营养状态且有转好趋势。调查期间水体总氮和总磷浓度分别在0.92~5.26 mg/L和0.005~0.108 mg/L。水质理化参数分析表明,茅家埠和乌龟潭浮游植物生物量与水体总氮的变化呈显著正相关(P0.05)。研究表明,相比工程实施前,西湖湖西水质有明显好转,沉水植被恢复是富营养化水体治理的有效措施之一。     

盐龙湖沉水植物群落变化规律及其驱动因子研究

为探究沉水植物群落现状及其变化规律,2015年10月至2019年10月对江苏省盐龙湖沉水植物进行连续跟踪调查,并分析沉水植物生长和分布的主要驱动因子。结果表明,调查期间共记录沉水植物15种,隶属于1门、6科;其中2015-2019年沉水植物出现种类数分别为13、12、9、11、12种。从优势种变化来看,沉水植物优势种整体经过穗状狐尾藻（Myriophyllum spicatum）→金鱼藻（Ceratophyllum demersum）→马来眼子菜（Potamogeton malaianus）→穗状狐尾藻的变化过程。从覆盖度和生物量变化看,盐龙湖沉水植物的覆盖度和生物量均呈现先下降、后上升的变化趋势,其中2016-2017年沉水植物退化显著,但随着生态修复措施的进行,2018-2019年沉水植物群落逐渐恢复。相关分析表明,沉水植物生物量与透明度显著正相关（P <0.05）,与浊度、草食性鱼类生物量和水深呈显著负相关（P<0.05）;限制沉水植物生长的生态因子依次为透明度、浊度、草食性鱼类生物量和水深。水体透明度和浊度的改善、草食性鱼类的控制和水位调节是实现盐龙湖沉水植物恢复的主要方向及对策。     

穗花狐尾藻在不同营养水平湖泊繁殖策略的比较研究

研究资源在植物不同繁殖组分间的分配,初步了解水生植物在繁殖策略上适应富营养化的机制。试验地点为富营养化的星云湖和贫营养化的抚仙湖,各设置6个采样点,每个采样点在1.5 m水深处收集穗花狐尾藻10株,分为有性繁殖组分和无性繁殖组分,利用双因素方差分析比较穗花狐尾藻有性繁殖和无性繁殖的绝对生物量和相对生物量在不同采样点、不同营养化湖泊间的差异。穗花狐尾藻在抚仙湖有性繁殖的绝对生物量最高0.071 g、最低0.054 g,无性繁殖绝对生物量最高1.519 g、最低1.157 g;在星云湖有性繁殖的绝对生物量最高0.127 g、最低0.107 g,无性繁殖绝对生物量最高1.031 g、最低0.955。穗花狐尾藻在抚仙湖有性繁殖的比例最高为5.59%、最低为3.65%,无性繁殖比例最高为96.35%、最低为94.41%;在星云湖有性繁殖的比例最高为11.61%、最低为9.71%,无性繁殖最高为90.29%、最低为88.39%。穗花狐尾藻在富营养化湖泊星云湖将更多的资源投入到了有性繁殖,而在贫营养化湖泊抚仙湖则将更多的资源投入到无性繁殖。     

湖北长湖蓝藻季节动态及其驱动因子分析

长湖是调控长江中游地区生态平衡的重要湿地生态系统，为了解长湖蓝藻季节动态并进一步探究蓝藻与环境因子的相关关系，根据其湖形特征设置5个采样点，于2020年4月至2021年3月对长湖进行了逐月采样调查与分析。结果显示，调查期间共检出蓝藻18种（属），主要优势种为棒胶藻属（Rhabdogloea sp.）、惠氏微囊藻（Microcystis wesenbergii）和伪鱼腥藻属（Pseudanabaena sp.）。二维非度量多维尺度（NMDS）分析显示，长湖蓝藻生物量季节变化明显，5、6、8月的蓝藻生物量较高，为6.88~15.50 mg/L，占浮游植物总生物量的24.0%~43.8%；冬季和初春较低，为0.13~0.29 mg/L，占浮游植物总生物量的0.5%~2.8%。逐步回归分析显示，气温、气压、总磷、降雨量和溶解氧是影响蓝藻的重要因素，共解释了蓝藻生物量变化的70.0%。结构方程模型展示了环境因子与蓝藻生物量的关系，气温和溶解氧的上升可促进蓝藻的生长，而气压、总磷和降雨量正好相反，环境因子可直接或间接地通过改变湖泊的湖沼学特征影响蓝藻生物量。本研究可为长湖蓝藻水华防控提供参考依据。     

鄂东南5个典型湖泊的水体光学特性研究

为了探究水体光学特性的时空变化特征及影响因素,于2018—2019年对鄂东南5个典型湖泊（仙岛湖、梁子 湖、网湖、策湖和青山湖1号）进行了周年调查;通过分析光学衰减系数（Kd）等重要水体光学参数,得到了各湖泊光合 有效辐射衰减特征及影响因子,可为该地区富营养化湖泊的水生植被修复提供参考。结果表明：（1）鄂东南5个典型 湖泊之间的透明度、悬浮物、叶绿素a差异极显著（P<0.01）。（2）仙岛湖和梁子湖的溶解性有机物浓度较低,年均值分别 为（1.38±0.39）、（2.36±0.92）m-1,与其他湖泊差异极显著（P<0.01）。（3）年均光学衰减系数的空间分布规律为：仙岛湖 （[ 0.36±0.21）m-1]<梁子湖（[ 1.81±0.89）m-1]<青山湖1号（[ 3.77±1.89）m-1]<策湖（[ 4.40±1.90）m-1]<网湖（[ 4.70±2.54）m-1], 各湖泊之间存在极显著差异（P<0.01）。（4）仙岛湖光学衰减系数的主要影响因子是溶解性有机物,梁子湖和网湖则主要 受悬浮物影响,溶解性有机物和叶绿素a是造成策湖和青山湖1号水体光学衰减系数较高的重要原因,其中以溶解性有 机物为主。（5）各湖泊的真光层深度与透明度均呈现出极显著相关性（P<0.01）,透明度在一定程度上可以反演真光层深 度,也可为沉水植物恢复区域划分提供依据。     

太湖原位围隔中水深对苦草生长的影响

2015年6月15日至7月27日,在太湖北部湖湾原位围隔中,通过盆栽试验方法,利用不锈钢架,采用湖泥培养的苦草(Vallisneria natans),进行为期45 d的原位试验。试验共设置3个水深梯度,分别为1.0 m、1.5 m和2.0 m,依次记为D_1、D_2、D_3;将试验架顶部固定在围隔的浮体上,通过上下浮动保持试验水深,观测苦草在不同水深梯度下生长指标的变化,分析水深对苦草生长的影响,探究苦草在太湖北部湖湾生长的适宜水深。结果表明,不同水深围隔间的总氮、总磷浓度和蓝藻数量不存在显著差异(P0.05)。水深是影响苦草生长的关键因子,不同水深梯度下苦草的成活率、分蘖数和平均叶长等指标均存在一定差异。苦草的成活率随水深增加明显降低,1.0 m水深苦草的成活率与其他2组差异显著(P0.05),试验第7天,3个水深处理组苦草的成活率分别为91%、30%和27%;第28天,3组成活率依次降至64%、9%和5%。试验前期,苦草的平均叶片长度随水深增加而减小,试验后期D_1组苦草叶片出现断裂现象,试验第14~28天,D_1组苦草平均叶长由10.3 cm缩短到4.46 cm,缩减了57%。1.0 m水深苦草有分蘖出现,1.5 m和2.0 m均未出现分蘖现象。1.0 m以内湖滨带较适合太湖北部湖湾苦草的恢复重建,但需借助消浪桩和软围隔等措施降低风浪和蓝藻水华对沉水植物生长的影响。     

克氏原螯虾对3种不同生长型沉水植物清水态系统的影响

原产美国南部和墨西哥东北部的克氏原螯虾（Procambarus clarkii）是目前全球入侵最广的小龙虾,也是对淡水生态系统最具破坏性的物种之一,研究克氏原螯虾对以沉水植物为初级生产力的清水态系统的影响,有助于认识其入侵浅水湖泊带来的生态风险。本文通过受控实验,研究了克氏原螯虾对三种生长型沉水植物轮叶黑藻（Hydrilla verticillata,直立型）、穗花狐尾藻（Myriophyllum spicatum,冠层型）和密刺苦草（Vallisneria denseserrulata,莲座型）的影响以及不同植物培养系统理化因子的响应变化,结果表明直立型轮叶黑藻和莲座型密刺苦草的生物量降低大于冠层型穗花狐尾藻;克氏原螯虾进入后均导致三种生长型沉水植物清水态系统的总悬浮物浓度、叶绿素a和营养盐显著增高,其中实验结束时密刺苦草组、穗花狐尾藻组和轮叶黑藻组的总悬浮物浓度均值在实验组比对照组分别增加了41.4、11.3和29.7 mg/L,总磷分别增加了0.056、0.024和0.032 mg/L。研究表明克氏原螯虾进入3种生长型沉水植物草型清水态系统后均会导致水体悬浮物浓度和营养盐增加,也会通过直接牧食或扰动破坏降低沉水植物生物量,最终影响草型清水态系统的稳定性。