城市静态小水体生态修复措施与生态服务价值评估研究

城市静态小水体污染是城市环境污染的重要问题之一。针对城市静态小水体的特点,依据稳态转换理论和生物操纵理论,形成适应于城市静态小水体的生态修复措施,并运用于武汉市青山区倒口湖水生态修复工程。工程实施后湖水水质得到明显改善,其中,水体透明度由0.2～0.4 m提高至1.0～1.5 m,溶解氧浓度由1.82～2.35 mg/L上升至5.21～6.28 mg/L,COD_(Mn)浓度由14.96～16.3 mg/L降低至3.56～5.01 mg/L,TN浓度由2.61～2.99 mg/L降至1.27～1.6 mg/L,TP浓度由0.43～0.62 mg/L降至0.06～0.12 mg/L。进一步对倒口湖水生态系统的供给、调节、文化以及支持4方面的服务价值进行评估,通过对水生态系统服务价值评价指标计算得出,工程实施前后水生态系统服务价值分别为299.34万元和645.62万元,新增服务价值346.28万元。在增量价值中固碳释氧、净化水质指标占比最大,表明在水生系统动植物的协同作用下,倒口湖的水质条件得到明显改善。     

生态修复工程对天津清净湖生态服务价值影响评估

本研究以天津中新生态城污水库为研究对象,通过建立生态服务价值评价指标体系,对比分析生态修复工程实施前污水库和实施后清净湖的生态服务价值变化,评估修复工程投入与工程实施后产生的生态效益。结果表明,污水库生态服务价值估算为2546.78万元/a,调节服务是主要服务类型,占总价值量的99.46%;生态修复工程(总投资1.5亿元)实施后,生态服务价值估算为15093.05万元/a,文化服务成为主要服务类型,占比87.8%。对比分析发现,生态修复工程带来的生态效益明显增加,总价值增加了5.9倍,其中景观美学增值明显。研究以清净湖为例初步探讨了生态修复工程对污染生态系统服务价值的影响,为开展类似城市水体生态修复项目决策提供科学依据和借鉴。     

贵州草海重污染区生态修复水质效果评估

对比分析贵州草海重污染湖区沉水植物生态修复区与对照区沉积物内源磷释放通量,探讨外源负荷得到有效控制后草海重污染区沉水植物生态修复效果,为草海综合污染治理与生态恢复提供一定的数据支撑和科学依据。2018年在草海修复区内和对照区各布设3个采样点, 10月至次年10月每个月分别对修复区和对照区水质开展连续跟踪监测。利用薄膜梯度扩散技术（DGT）对比分析了修复区和对照区内源磷释放通量,综合评估了草海重污染区生态修复效果。结果表明,沉水植物修复工程实施一年后,修复区水体氨氮（NH3-N）、总磷（TP）和溶解活性磷（SRP）浓度分别降低为对照区的65%、42%和67%。修复区沉水植物生长茂盛,水体DO含量稳定在8 mg/L以上,透明度显著提高,水质明显改善,CODMn 、NH3-N、TP浓度分别降低至5.7、0.39 、0.05 mg/L,达到地表水Ⅲ类标准。生态修复工程对内源磷释放量削减30% 以上,修复区内源磷贡献率38%,远低于对照区（74%）。当草海流域外源污染得到有效控制后,沉水植物生态系统恢复成为重污染区内源污染控制与水环境修复有效的手段。     

乌伦古湖水质变化及成因分析

2016年7月至2017年5月对乌伦古湖12个采样点(4个湖区)的水质进行了监测,分析了不同湖区的水质特征,并对比历史资料探究水质变化及成因。结果显示,乌伦古湖2016-2017年度年均矿化度为1.64 g/L、p H为8.70、透明度为1.90 m、水深为8.78 m、溶解氧为7.55 mg/L,总氮1.06 mg/L,总磷0.03 mg/L。与2006-2008年相比,年均矿化度由2.31 g/L降低到1.64 g/L,各湖区矿化度含量均降低,其中靠近额尔齐斯河引水的小海子(由1.97 g/L降至0.82 g/L)和接受吉力湖来水的中海子(由2.41 g/L降至1.60 g/L)矿化度降低最为明显;年均总氮含量由0.86 mg/L增加到1.06 mg/L,年均总磷含量稳定在0.03 mg/L左右,各湖区总氮、总磷含量除小海子降低外(总氮由0.83 mg/L降至0.72 mg/L;总磷由0.03 mg/L降至0.01 mg/L),其他各湖区含量保持稳定或升高,其中中海子升高最为明显(总氮由0.94 mg/L升至1.43 mg/L;总磷由0.03 mg/L升至0.05 mg/L)。研究表明,额尔齐斯河引水对于乌伦古湖水体矿化度、总氮及总磷均有稀释作用,吉力湖来水虽然对乌伦古湖水体矿化度也有稀释作用,但同时提高了总氮和总磷含量。     

岩滩水库渔业生态环境变动研究

分析岩滩水库渔业生态环境的变动,为库区渔业生产提供理论指导。使用岩滩水库1981-2014年间6个时间段共11个年度的监测数据,分析库区的水质、饵料生物、渔业生产的变化情况。从蓄水的1996年至2014年,总磷浓度由0.073 mg/L下降至0.02 mg/L,铁离子浓度由0.110 mg/L下降至0.053 mg/L,下降趋势明显;2008年监测结果显示,底层总磷浓度0.04~0.08 mg/L,是表层的4倍,全年垂直分层明显。蓄水后1996-2014年,浮游植物数量和生物量分别变化于101.3×104~263.6×104个/L和1.115~3.342 mg/L,浮游动物数量和生物量分别变化于332.5~1 045.5个/L和0.642~6.186 mg/L。1985-1986年调查共采集到鱼类4目17科71种,2003-2004年4目14科42种,2013-2014年4目14科55种。鲢、鳙年产量2003年以前近5 000 t,以后2 500 t左右。采用技术手段打破水体分层,使底层营养盐持续供给表层,满足生态养殖的饵料生物生长需要,是重振库区生态养殖的有效手段。     

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。     

枯草芽孢杆菌对海水鱼塘生态因子的影响

为探讨枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)在鱼类养殖池塘中的生态作用,采用直接往养殖水体中投放该制剂的方法,研究分析微生物数量及其与环境因子的相关关系。结果显示,枯草芽孢杆菌,实验池数量为0.35×10~3~1.45×10~3cfu/m L,对照池为0.04×10~3~0.08×10~3cfu/m L;浮游植物生物量,实验池为0.094~1.521 mg/L,对照池为0.103~0.763 mg/L,实验池中枯草芽孢杆菌数量和浮游植物生物量均高于对照组。试验鱼塘中枯草芽孢杆菌与硅藻数量呈显著正相关,相关系数0.844(P0.05);当溶氧≥6 mg/L时,枯草芽孢杆菌与亚硝酸盐氮含量呈显著负相关,相关系数-0.915(P0.05)。溶氧过低(2 mg/L)时,枯草芽孢杆菌对亚硝酸盐氮、氨氮没有明显的降解作用;溶氧≥6 mg/L时,对亚硝酸盐氮、氨氮的降解作用明显。研究表明,投放适量浓度的枯草芽孢杆菌能有效改善养殖水体状况,对水质起到进一步净化作用。     

淮南采煤塌陷湖泊浮游甲壳动物群落结构特征及其影响因素

分析采煤塌陷水体浮游甲壳动物群落变化特征及影响因素,为水体水生态系统管理、生态修复提供科学依据。在淮南潘谢矿区选择潘集和谢桥2个采煤塌陷湖泊,于2016年逐月采集浮游甲壳动物并同步采集水样分析水质。2个湖泊共观察到浮游甲壳动物10属16种,潘集8属13种、谢桥9属12种,其中象鼻溞属、秀体溞属、中剑水蚤属、温剑水蚤属在这2个湖泊中出现频率均较高并成为主要优势种。潘集、谢桥浮游甲壳动物年均密度分别是5.5、4.9个/L,其丰度在生长季(春、夏、秋)较高。潘集和谢桥TN浓度分别为2.0、1.9 mg/L,TP浓度分别为0.08、0.07 mg/L,总体上位于IV~V类水质;叶绿素浓度分别为16.8、14.9 mg/m3。高密度渔业活动可能是导致浮游甲壳动物丰度远低于一般的富营养化湖泊水体的重要原因,浮游植物群落结构可能是导致2个湖泊浮游甲壳动物群落结构差异的主要因素之一。     

冬季罗非鱼循环水暂养系统研究

为探索解决罗非鱼越冬问题,开展了利用循环水养殖系统进行暂养的试验研究。以具有代表性的吉富罗非鱼(Orcochromis niloticus)为研究对象,设计并构建了一套室内罗非鱼循环水养殖系统,并对罗非鱼进行了为期30 d的养殖试验。整个养殖周期内,罗非鱼养殖系统环境稳定、水质稳定良好。结果显示,系统养殖负荷总量从1 024.2 kg增长到2 309.1kg,鱼体平均体重由(170.7±10.8)g增重至(385.5±7.5)g,养殖密度由(22.9±3.5)kg/m3增加到(51.5±4.2)kg/m3,存活率达99.8%,饵料系数1.35。水质检测结果显示,水体进水口总氨氮0.21~0.33 mg/L,去除率20.64%;亚硝酸盐氮0.067~0.13 mg/L,去除率13.82%;溶氧6.5~7.4 mg/L,pH 8.15~8.65,水温23.9~24.7℃。研究表明,罗非鱼生长状况良好,系统中各水质参数符合养殖要求。循环水养殖系统用于罗非鱼冬季暂养具有一定的可行性。     

复合微生物净水剂在仿刺参养殖中的应用

为探究光合细菌与芽孢杆菌复合微生物制剂的净水能力,以实验室分离保存的1株光合细菌PSB1和1株芽孢杆菌BS1为研究对象,通过测量人工污水中氨氮质量浓度、硫化物质量浓度、化学需氧量的变化确定2株菌混合的最优密度配比为2∶1。在该混合配比下,污水中氨氮的质量浓度由4.68 mg/L降至0.39 mg/L,硫化物质量浓度由0.62 mg/L降至0.26 mg/L,化学需氧量由4.02 mg/L降至2.35 mg/L。安全性试验表明,复合微生物净水剂砷含量为0.017 mg/kg,镉含量为1.634×10~(-4) mg/kg,均低于国家标准中规定的含量,且未检测出黄曲霉素B_1、志贺氏菌等成分,符合安全标准。为进一步探究复合微生物净水剂对养殖污水水质的影响,研究在仿刺参养殖试验过程中投放该复合微生物净水剂,测量养殖污水中化学需氧量及氨氮、硫化物质量浓度变化。结果表明,在水体pH 7.0～8.5、盐度25～35时,复合微生物净水剂对氨氮、硫化物和化学需氧量均有很好的降解作用。     

河蟹、青虾、塘鳢混养和单养池塘水质变化比较

以河蟹单品种养殖池塘为对照,通过河蟹、青虾和塘鳢混养模式,检测养殖水体水温(WT)、pH值、透明度(SD)、溶解氧(DO)、总氮(TN)、总磷(TP)、化学需氧量(CODMn)和氨氮(NH4+-N)的变化,比较单养各混养模式的水体动态变化及产出效果。结果表明:混养池水温(WT)变化范围为19.1~31.5℃,pH值6.8~7.7,SD 35.0~60.0 cm,DO 5.1~7.6 mg/L,TN 1.53~1.79mg/L,TP 0.135~0.235 mg/L,CODMn7.86~8.59 mg/L,NH4+-N 0.35~0.48 mg/L,符合渔业水质标准(GB11607-89)和国家三类水指标(GB3838-2002)。方差分析结果显示,除水温和pH值外,混养模式与单养模式水质差异性显著。混养池平均纯收益为89 735元/hm2和91 860元/hm2,单养池平均纯收益为65 250元/hm2。混养比单养池多26 610元/hm2。     

南四湖水环境状态分析与评价

根据南四湖主要入湖河流及湖内15个站点的水质监测参数-叶绿素a（Chl-a）、总磷（TP）、总氮（TN）、透明度（SD）和高锰酸盐指数（CODMn）,从年际、年内不同时间段和不同监测点对南四湖及其入湖河流水质进行综合分析,旨在为南四湖的资源保护、南水北调东线工程建设及可持续发展提供依据。结果表明,湖区氮、磷浓度分布不均,空间分布具有非均一性;2010年与2004年相比,TN、CODMn有波动,总磷和叶绿素a分别下降了65.00%和60.59%,透明度升高了40.62%。南四湖及其周边河流水质总体有改善,水体的富营养化状况有所好转,但远低于Ⅲ类水质标准,尤其南阳湖,有些监测点已达重度富营养。通过对该水域的富营养化状况进行综合分析与评价。     

基于生态系统服务价值的博斯腾湖小湖湿地生态需水核算

湖泊湿地生态系统是陆地生态系统的重要组成部分，适宜的水文条件保障着湖泊湿地生态系统的健康。本文以博斯腾湖小湖湿地为例，依据能值理论系统地计算湖泊湿地各项生态系统服务价值量，并运用相关分析、层次聚类分析等方法结合生态系统服务计算结果与四项关键水文参数，综合确定研究区适宜的生态需水范围。研究结果表明，博斯腾湖小湖湿地生态系统服务价值总量由2013年以前的上下波动（平均年增幅-0.2%，其中有7年为负增长）转变为2013年后的持续增加状态（连续6年增加，平均年增幅6%）；区域来水量则经历了2000-2003年的丰水期、2005-2013年的枯水期以及2013年以来的水量持续增加等三个阶段；生态需水核算结果建议博斯腾湖小湖湿地应保证一年之内日均流量低于8.3 m^3/s的天数不超过72天，而一年之中日均流量超过20.8 m^3/s的天数不低于80天，湿地生态需水量在8.0-8.7 10^8m^3/a之间，最适宜生态水位范围为1047.4-1047.6m。本研究利用生态系统服务价值核算了湖泊湿地生态需水，对区域水资源调控提供了积极的参考价值。     

诸暨养殖池塘内水环境、三角帆蚌生长与珍珠产量

2006.06.03-11.08研究了浙江省诸暨市3口蚌养殖池塘内的水温、透明度(SD)、溶氧(DO)、pH等理化因子以及三角帆蚌(Hyriopsis cumingii)生长和珍珠产量。结果显示:实验期间池塘内水温平均为28℃,透明度为24~31 cm,pH为8.5~8.8,DO为6.6~7.8 mg/L,盐度为0.1,Ca2+含量为19.4~37.0 mg/L,总硬度为64.0~123.3 mg CaCO3/L,总碱度为58.4~109.4 mg CaCO3/L,TN为0.76~1.12 mg/L,TP为0.14~0.33 mg/L,TN/TP为4~8,CODMn为9.99~15.5 mg/L。经过158 d生长,池塘内育无核珠或有核珠的3龄蚌蚌壳长增加0.16~0.94 cm,蚌重增加21~61 g;育无核珠的5龄蚌蚌壳长增加0.1~0.25 cm,蚌重增加27~76 g。蚌壳和蚌重生长速度受蚌龄影响,蚌重生长速度的变化幅度往往比蚌壳大。育无核珠的3龄蚌和5龄蚌内珍珠增重分别为每蚌2.03~2.87 g和3.52~5.23 g。3龄蚌蚌壳长和蚌重生长比5龄蚌快,但珍珠产量低于后者,表明三角帆蚌珍珠产量与其蚌壳和蚌重生长速度并不完全一致。     

衡水湖国家级自然保护区生态补偿标准核算

衡水湖国家级自然保护区是华北平原第二大淡水湿地,在生物多样性保护方面具有十分重要的价值。以衡水湖国家级自然保护区为例,结合其自身特点,参考湿地型自然保护区生态补偿计算方法,综合运用费用分析法、机会成本法、生态价值法及居民意愿法,确定衡水湖国家级自然保护区生态补偿的标准。结果表明,费用分析法得到衡水湖国家级自然保护区直接成本为10.39亿元/a;机会成本法得到其机会成本为6.55亿元/a;生态价值法得到其生态系统服务总价值为71.80亿元/a;居民意愿法得到其自然保护区退田还湖农户平均受偿意愿为4.5万元/(hm2·a);湖区农民户平均受偿意愿为5.4万元/(hm2·a),湖区渔民户平均受偿意愿为3.45万元/(hm2·a)。以自然保护区管理投入的直接成本价值和限制产业发展丧失的机会成本价值作为生态补偿的下线,以生态系统服务总价值乘以衡水湖地区的生态价值系数55.1%作为生态补偿的上线,则衡水湖国家级自然保护区生态补偿的合理标准范围为16.94亿～39.56亿元/a。     

太湖滨岸带浮游动物群落结构特征与环境因子的典范对应分析

探讨浮游动物群落结构与环境因子的关系,为太湖水质监测提供方法,为富营养化治理与水生态修复提供理论支持。2016年8月进行了太湖水质状况及浮游动物群落调查,利用物种多样性指数和物种丰富度指数分析了太湖浮游动物群落结构特征,在此基础上,采用典范对应分析(CCA)探讨太湖浮游动物群落结构特征与环境因子的相互关系。结果表明,太湖不同湖区湖滨带水体水质总体评价为劣V类,总氮、总磷均值分别为(2.06±0.13)mg/L、(0.22±0.02)mg/L,叶绿素a平均含量为(65.35±9.09)mg/L。本次调查共检出浮游动物29种,其中桡足类5种,枝角类8种,轮虫16种;太湖浮游动物密度均值为(100±11)个/L,其中竺山湾浮游动物密度最高,为(273±54)个/L,胥口湾密度最低,仅为(31±6)个/L;太湖浮游动物生物量均值为(4.45±0.99)mg/L,生物量最高的是竺山湾,为(17.70±6.48)mg/L,胥口湾浮游动物生物量最低,为(1.03±0.23)mg/L。相关性分析表明,浮游动物各表征指标均与叶绿素a含量呈现显著正相关性。典范对应分析结果表明,浮游动物分布主要与溶解性总氮、总磷、透明度、溶解氧及pH值显著相关。     

太湖五里湖湖滨带浮游动物群落结构特征

湖滨带在保持物种多样性、拦截陆源污染物、净化水体等方面发挥着重要作用。选取经生态修复的五里湖湖滨带为研究对象,于2014年7月至2015年6月对该水域4个区域(A,B,C,D)浮游动物进行逐月采样,以探讨五里湖湖滨带浮游动物群落结构及其生态意义。结果表明,本次调查共鉴定出浮游动物104属207种,其中原生动物37属88种,轮虫38属76种,枝角类17属29种,桡足类12属14种,物种数最多出现在8月(63种),最少出现在2月(25种);岸型对物种数的影响表现为自然滩地型明显高于水泥护岸。浮游动物丰度和生物量均值分别为3 135.35个/L和2.38mg/L,原生动物和轮虫丰度是五里湖湖滨带浮游动物丰度主体,轮虫生物量是五里湖湖滨带浮游动物生物量主体。浮游动物群落结构的季节差异明显,枝角类丰度和生物量表现为春季最高,夏季最低,而浮游动物、原生动物、轮虫和桡足类丰度和生物量均为秋季最高,冬季或春季最低;空间格局上也存在较大差异,浮游动物及各类群丰度和生物量均表现为C区D区B区A区,整体呈现东五里湖高于西五里湖的趋势。浮游动物多样性指数及丰度对水质的分析表明,五里湖湖滨带水质为中污染,水体营养状态为轻度富营养。冗余分析表明,TN、DO、Chl-a及pH是影响浮游动物群落结构动态变化的重要环境因子。     

基于TM遥感技术的永定河生态系统服务价值评估模型及应用

针对常规生态服务价值评估方法时间长、工作量大、成本高和当量精度低的问题,永定河生态系统服务价值时空动态分析突破了传统静态评估方法。将GIS技术与因子当量表法相结合,测算出针对永定河河流生态系统的因子当量表和单位面积生态服务价值表,通过线性优化模型计算不同情景下各类土地利用类型面积,以期为生态修复目标提供直接的定量化参考依据。测算永定河北京段总当量为124.91,每当量单位面积生态服务价值基准为2 001.54万元/km2。林地、草地、耕地、水面和其他土地利用类型单位面积生态服务价值依次为28 824.7、2 954.3、1 808.5、215 906.3和565.8万元/km2,其中水生态系统文化娱乐服务功能单位面积服务价值最大,为161 735.1万元/km2。据此,建立了只需遥感影像数据即可快速精准地动态计算区域生态系统服务价值的多元一次回归模型,与基于实地调查法的永定河历史评估结果进行比较,平均偏差为4.54%。利用线性规划方法计算出研究区域生态系统服务价值最大值为2 212亿元,最小值为513亿元;当永定河水面面积最大时,生态系统服务价值为2 212亿元,水面面积最小时生态系统服务价值为976亿元,大于未经优化配置时的432亿元。     

吉林省湿地生态系统水质净化功能分析及其价值评价

湿地作为全球三大生态系统之一,具有重要的生态系统服务功能,其中水质净化功能可有效改善区域生态环境质量。通过集成目前已有的湿地净化价值计算方法,提出了替代法计算吉林省湿地水质净化价值。结果表明,吉林省湿地的水质净化总价值为44.2188亿元,各市县水质净化总价值排序为:延边市(15.0982亿元,34.14%)松原市(11.6017亿元,26.24%)白城市(9.0938亿元,20.56%)长春市(4.2491亿元,9.61%)吉林市(1.0255亿元,2.32%)通化市(0.9898亿元,2.24%)白山市(0.8951亿元,2.02%)辽源市(0.7685亿元,1.74%)四平市(0.4973亿元,1.12%);各种类型湿地水质净化总价值排序为:沼泽湿地(25.0671亿元,56.69%)湖泊湿地(10.2821亿元,23.25%)河流湿地(7.7033亿元,17.42%)人工湿地(1.1662亿元,2.64%);单位面积水质净化价值以松原市最大,四平市最小;人均占有水质净化价值以延边市最高,四平市最低;不同湿地类型的单位面积水质净化价值差异较大,最高的能够达到3.1741万元/km2(延边市沼泽湿地类型),最低的不足0.0001万元/km2(辽源市沼泽湿地类型);不同湿地类型的人均水质净化价值最高的能够达到0.0447万元/人(白城市湖泊湿地),最低的不足0.0001万元/人(辽源市和松原市沼泽湿地类型)。研究成果能够为吉林省的湿地保护与恢复以及合理利用提供科学依据,也能为吉林省社会经济与生态环境的协调发展提供技术参考。