滆湖湖滨带生态修复技术初步研究

在滆湖湖滨带进行生态修复试验,为湖滨带修复技术的进一步完善和滆湖水环境治理提供参考,也为太湖流域湖滨带生态功能恢复提供实用示范技术。在太滆运河滆湖河口28.67 hm~2试验区内设置围隔,放养鲢鳙、细鳞鲴、三角帆蚌,保护和栽培水生植物等,对比分析各种工程技术措施及水生生物群落结构对营养盐削减效果,监测和评价水质。2008-2009年试验期间的水质监测结果表明,试验区综合污染指数1.76~1.79,为重污染水平;对照点(滆湖大湖区)为2.03~2.09,属严重污染水平,试验区污染程度较对照点降低了一个等级。以漂浮植物为主的湖滨带湖湾湿地生物群落发育良好,与对照点相比,试验区TN去除率达26.52%,TP为27.92%,而NH_3-N为46.15%~68.12%,但chl-a及COD_(Mn)则高于对照点。在试验区内的围隔试验中,以沉水植物为主的除磷效果最好,达37.06%。放养的鲢鳙有效控制了蓝藻暴发。     

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。     

基于模糊AHP的长寿湖生态系统健康评价

Ecosystem health assessment is a focus and hot spots field of ecological research, there is no unified evaluation indicators and evaluation methods. First, according to the area physical, human features of the Changshou lake and existed research, We established ecosystem health evaluation system which has included three secondary indexes ： the ecological characteristics indicators, the function indicators and the socio - economic indicators, and has 20 indicators. Second, we assess the Changshou lake ecosystem with the ecosystem health index which based on the fuzzy AHP. The conclusions are as follows： in 2006, the Changshou lake ecosystem health index was 0. 471, it is showed that the ecosystem is in sub health, the mainly reasons is its upper reaches of the Di- anjiang county, Liangping county long - term discharge of industrial sewage and pollution of fencing fish.     

基于河流生态系统健康的生态修复技术研究进展

随着人类对河流大规模开发利用,河流生态系统遭受严重破坏。近年来,生态修复引起了社会广泛关注,也取得了显著的进步。本文从河流生态系统特性和所受胁迫出发,介绍了河流健康概念和评价方法,回顾了国内外河流生态修复相关研究发展历程,归纳了河流生态修复的理念,并以河流健康因素为基础,总结了水量、连通性、水质、水生生物4个方面的生态修复技术及其实践案例,最后根据当前研究的不足,提出了河流生态修复的3个研究方向,以期为未来的修复实践提供参考和指导。     

高黎贡山南段河流生态系统健康评价

研究高黎贡山南段河流生态系统健康状况，以更好地开展生物多样性与生态系统保护工作。2018年11月，调查了高黎贡山南段6条河流22个样点的物理生境、水质和大型底栖无脊椎动物，采用河流水文指标、形态指标、河岸带指标、水质指标和大型底栖无脊椎动物指标对河流生态系统健康状况进行单因子评价，并基于多项指标构建评价体系进行综合评价。结果显示：研究区域内共采集到大型底栖无脊椎动物95个分类单元、33 725头，稀有种（单个物种数量少于338头）81种、占比85.26%，EPT指数高于5的样点19个、占比86.36%，生物多样性处于较高水平；水质状况整体较好，68.18%的样点水质为Ⅱ类水标准，其余样点水质均为Ⅲ类水标准；栖息地环境质量良好，QHEI平均得分为180.36分；综合评价结果表明研究区域内达到健康等级的样点占比为90.9%，河流生态系统整体处于健康状态，老窝河2个样点处于亚健康状态。人类活动已对少数河段的健康状况造成了影响，主要是农牧业活动、河岸河床硬化、筑坝、取水等。建议对相关河段定期开展河流健康评价，根据评价结果调整河流及河岸带的生产和开发活动，减少非必要的渠道化，针对易受干扰河段建立缓冲区，保护河流水生生物多样性。     

鄱阳湖国家湿地公园湿地生态系统健康评价研究

湿地生态系统与森林、海洋生态系统一起被称为地球三大生态系统,在维持地球生命和全球生态平衡方面具有不可替代的作用。对湿地生态系统健康进行评价,识别影响其健康的重要因子,可为湿地健康的诊断和湿地保护与管理提供依据。以鄱阳湖国家湿地公园湿地生态系统为研究对象,在充分考虑湿地实际情况的基础上,从湿地自然环境、整体功能和社会环境3个子系统选取21项评价指标,运用模糊综合评价法对湿地生态系统健康状况进行了综合分析。结果表明,鄱阳湖国家湿地公园生态系统健康度为0.619,处于第Ⅱ等级(健康);3个子系统中,湿地的自然环境和整体功能分别在0.431和0.540的程度上属于较健康状态,湿地的社会环境健康状况最差,在0.452的程度上属于疾病状态;制约因素主要有土壤性状、物种多样性、物质生产功能、环保投资指数、化肥使用强度、农药使用强度以及人口自然增长率。从评价结果分析来看,湿地自然环境和整体功能受到的影响虽然没有社会环境受到的影响大,但也应引起足够的重视,这两类指标属于长期指标,在短时间不会产生巨大变化。     

基于生态脆弱性评价的松花湖湖滨带功能区划研究

通过收集松花湖湖滨带水文、水质、地貌等资料,对卫星遥感影像进行遥感解译和空间统计分析,选取丰水期和平水期两个时期,对不同土地利用类型附近的湖滨带近岸水体营养物质进行采样调查与实验分析,以压力-状态-响应模型为基础,围绕湖滨带人工干扰程度、湖岸稳定性、湖滨带植被覆盖情况、总氮浓度、总磷浓度、叶绿素浓度,建立松花湖湖滨带生态脆弱性评价指标体系,利用层次分析法对其生态脆弱性进行评价,结合各地点生态脆弱性评价结果与行政区划,对松花湖湖滨带进行功能区划,并针对各功能区提出生态修复措施。结果表明,松花湖湖滨带的土地利用方式以耕地为主,占湖滨带总面积44.91%,其次是水域及水利设施用地与草地,分别占19.96%和19.21%,林地、交通运输用地与住宅用地的比例较低,分别占7.97%、4.64%、3.30%;湖滨带水体总氮浓度为2.04 mg/L,总磷浓度为0.23 mg/L,叶绿素浓度为6.25μg/L,景区、耕地的总氮、总磷、叶绿素含量高于其它区域;湖滨带生态脆弱性指数1.412～7.953,平均值为3.78,总体处于轻度脆弱,西部地区处于轻度脆弱,东南部地区处于微度脆弱,东北部地区处于重度脆弱;根据脆弱性级别将湖滨带划分为4个功能区,为非点源污染防治区、旅游观光开发区、湿地生态保护区、蛟河生态重建区。对松花湖湖滨带进行区划并提出分区生态修复重点,可为该区域生态修复提供技术支撑。     

安庆沿江湖泊湿地湖滨带土壤重金属含量特征及潜在生态风险评价

为了解安庆沿江湿地湖滨带土壤重金属污染状况,保障区域水生态安全,采集了破罡湖、菜子湖和武昌湖等3个湖滨带的 75个土壤样品,利用电感耦合等离子体原子发射光谱法分析测定了土壤样品7种重金属As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn的总量和形态特征,并利用地累积指数法和Hankson潜在生态风险指数法评价3个湖泊湖滨带土壤重金属的污染状况和生态风险。结果表明：武昌湖湖滨带土壤的As、Cd、Cr、Ni、Zn的总量均显著高于菜子湖和破罡湖;7种重金属的形态特征差异较大,武昌湖湖滨带土壤中的Cd和As的可交换态含量分别为0.19 mg/Kg和10.68 mg/Kg,其占比分别为35.59%和46.28%,其他元素都以残渣态为主;地累积指数法和潜在生态风险指数法表明Cd的污染程度和潜在生态风险系数显著高于其他6种元素;研究区湖滨带土壤整体重金属风险等级较低,破罡湖、菜子湖和武昌湖的重金属潜在生态风险指数RI分别为102.03、95.72和190.65,破罡湖和菜子湖属于重金属轻度风险区域,武昌湖属于重金属中度风险区域。研究区土壤Cd受人类活动影响较大,湖滨带土壤中重金属主要受农业面源污染。     

太湖生态系统发育的Ecopath with Ecosim动态模拟

以20世纪60年代作为初始状态,采用Ecosim对1961-2002年间太湖生态系统的发育动态进行了模拟.结果表明,在时间强制序列的驱动下,模型较准确地预测了各个功能组的捕捞量和生物量的变化趋势.结果较好地解释了太湖生态系统的发育机制.在不断增强的渔业捕捞压力下,大中型鱼类尤其是顶级肉食性鱼类的资源量遭到破坏,从而减少了对小型鱼虾类的捕食压力,使得这些r型物种占据了系统的统治地位,它们对植食性浮游动物的控制作用,由此从上至下(top-down)地改变了太湖生态系统的结构.而水体的富营养化使得太湖初级生产力显著提高,由于蓝藻不适于动物摄食和利用,使得大量初级生产力未能循环利用,造成水华暴发和底泥有机质富积,进而由下而上(bttom-up)地对整个生态系统造成了不良的影响.因此,建议保护凶猛鱼类和大型鱼类资源,利用营养级串联效应控制小型鱼虾类,来恢复太湖生态系统自然结构、减缓其富营养化程度和逆向发育的进程.     

太湖鱼类生物完整性指数构建与健康评价

2018年冬季(12月)在太湖设置24个采样点,用网目12cm、7cm和3cm的浮、半沉和沉刺网和网目1.6cm的地笼相结合采集鱼类样本,参考历年渔业监测结果,选取4个参照点,筛选5大类27个候选参数,构建太湖鱼类生物完整性指数体系(Fish Index of Biotic Integrity,F-IBI),评价太湖水质状况。在太湖共采集鱼类1765尾,1门1纲6目8科28属37种,总重94017.7g。2018年冬季太湖鱼类的优势种类为刀鲚Coilia ectenes taihuensis,优势度为43.23%,重量优势种类为鲤Cyprinus carpio,优势度为37.57%。该体系包括鱼类总物种数、Shannon-Wiener多样性指数、肉食性鱼类个体百分比、鱼类总个体数、产粘性卵鱼类物种数百分比、借助贝类产卵鱼类物种数百分比、中等耐污鱼类个体百分比,共7个参数。等级和评分为:"优",F-IBI≥4.36;"良",4.36F-IBI≥3.27;"中",3.27F-IBI≥2.18;"一般",2.18F-IBI≥1.09;"差",F-IBI1.09。结果显示:西部湖区和湖心区为"一般";南部湖区和梅梁湾为"中";竺山湾为"中"～"优";东部湖区和贡湖湾为"良"～"优"。F-IBI结果与水生态健康指数(M-IBI)、物理生境指数(PHI)的相关性好,而与水质参数的相关性不高,这表示鱼类为湖泊顶级生物类群,活动能力强,其状况反映出水体物理、化学、生物等多种环境要素的综合结果,建议M-IBI将F-IBI纳入,以丰富水生态健康体系。     

基于PSR模型的鸣翠湖湿地生态系统健康评价

为给鸣翠湖的管理和生态修复提供科学依据,以PSR概念模型为基础,构建了3个子系统27个指标的健康评价指标体系,采用层次分析法测定权重、模糊综合评判模型计算生态系统健康综合指数,确定鸣翠湖湿地生态系统健康等级。鸣翠湖湿地处于亚健康状态。3个子系统中,状态指标最大隶属度为0.2333,属于亚健康状态;压力指标最大隶属度为0.2677,属于健康状态;响应指标最大隶属度为0.4553,属于亚健康状态。制约鸣翠湖生态系统健康的疾病因子主要是景观多样性单一、化肥施用强度大、水质污染、干旱指数偏高。基于各影响因子之间的关联性和制约性,在修复鸣翠湖湿地生态健康主要制约因子的同时应综合考虑其他因素,适度干预。     

Assessment of pollutant loads discharged from aquaculture ponds around Taihu Lake,China

China is the world's largest producer of aquatic animals, and the Taihu Lake area is one of the most important contributors within China. To obtain the basic information needed to minimize environmental impacts of aquaculture, the water quality and volume of effluents from 48 ponds used for raising crab, shrimp, river prawn, black carp, grass carp and turtles near Taihu Lake were monitored, and their pollutant loads were estimated. Effluent volumes ranged from 12.7 ± 1.7 (crab) to 50.9 ± 15.8 (turtle) thousand tons ha^?1 year^?1. The concentration of pollutants in the effluents often exceeded acceptable limits for Taihu Lake. Crab ponds produced the lowest gross loads of total nitrogen, total phosphorus, chemical oxygen demand and total suspended solids, whereas turtle ponds produced the highest. The net loads of monitored pollutants comprised only 4–53% of the gross loads in crab ponds, but > 50% in other species ponds. Results indicate that the pollutant loads discharged from aquaculture ponds around Taihu Lake are mild, but precautions are still needed to treat the wastewater. Connecting the ponds in series with crab ponds downstream is a feasible way to decrease pollutant loads.     

最小二乘支持向量机在太湖流域水质评价中的应用

为客观、准确地评价水质状况,从而为水污染防治和水资源合理开发利用提供科学指导,根据最小二乘支持向量机(LS-SVM)的基本原理,引入其分类算法构建太湖流域的水质评价模型,以太湖流域5个重点断面为研究对象,通过对已知训练样本进行学习训练,对测试样本的水质等级进行评价,并将其结果与BP神经网络、判别分析法相比较。结果表明,LS-SVM在太湖流域水质评价方面有着更出色的效果,可为太湖流域水资源管理提供新的参考方法。     

东太湖沉积物中磷的形态分布特征研究

应用化学连续提取法对东太湖沉积物中不同形态的磷进行提取,并分析了其空间分布特征和垂直分布特征。结果表明,东太湖沉积物中磷形态以碎屑态磷(Ca-P)、有机磷(Or-P)、自生磷(De-P)、铁结合态磷(Fe-P)为主,平均含量分别为188.6±32.5、73.1±18.6、45.2±3.3、34.3±18.5μg/g;弱吸附态磷(Ex-P)、闭蓄态磷(Oc-P)和铝结合态磷(Al-P)含量较低,分别为6.7±2.2、4.0±1.9、1.3±0.4μg/g;总磷（TP）的平均值为353.1±46.3μg/g。Ca-P、Or-P 、De-P 、Oc-P四种不易释放的磷形态占88%,而Fe-P、Ex-P、Al-P三种易释放的磷形态仅占12%。除了Ca-P含量随沉积物深度的增加而增大,Al-P含量较低且随深度增加无明显变化,其他各形态磷含量大致随深度的增加而减少,表现出“表层富集”现象。上述结果表明,东太湖的内源磷负荷较小,但有增加的趋势。     

基于底栖动物生物完整性的武汉市湖泊生态系统健康评价

大型底栖动物是生态系统健康评价最常用的生物类群。本文以武汉市浅水湖泊为研究区域,分析近20年（1998-2018）野外调查的104个湖次底栖动物数据,初步构建适合我国中部浅水湖泊底栖动物完整性评价的多参数指数MMI (Multimetric Index),包括36个群落结构性参数和35个功能性参数共71个生物参数,经筛选武汉湖泊MMI指数由总分类单元数、腹足类个体数%、功能趋异指数和穴居者%共4个核心指标组成。通过比值法将健康状态划分为5个等级：健康、亚健康、一般、差和极差。回归分析结果表明,MMI指数不仅与富营养化指标关系显著,能够反映湖泊营养状态的变化;而且能够显著区分城市湖泊与农村湖泊,城市湖泊的健康状况明显差于农村湖泊。基于MMI的健康评价结果表明,武汉市湖泊健康状况一般,其中34.6%湖泊健康状况亚健康以上,41.3%的湖泊健康状况处于一般水平,24.1%湖泊健康状况较差。本研究构建的包含功能性状参数的MMI完整性指数,可在湖泊健康评价中推广应用,也为湖泊修复和可持续发展提供了科学基础。     

利用水生植物改善南太湖水质的研究

2010年对太湖水域非种植区与景观水生植物种植区的浮游植物群落结构及水质理化指标进行了调查。结果显示,非种植区和种植区采样点的理化指标在一定程度上存在差异性,且6个水生植物种植区水质理化指标均有一定程度的好转;其中,TN、TP、叶绿素a、COD Mn的降幅分别在13.76%～40.12%、5.81%～37.10%、5.50%～32.64%、3.04%～20.64%;从浮游植物群落结构分析,不同月份浮游植物优势种群变化明显,太湖水域采样点处蓝藻爆发时间比水生植物种植水域早,且爆发规模大;表明种植水生植物对于减轻南太湖营养盐内负荷、控制湖泊富营养化具有积极作用,岸边和水域内均有大量水生植物分布的1～3号采样点的净水效果略优于岸边有大量水生植物但分布较少的4～6号点。