洪泽湖叶绿素a浓度的时空变化特征

叶绿素a浓度是衡量藻类生物量及评价水体营养状态的重要指标.基于洪泽湖2012年12月至2013年11月的水质监测数据,利用统计手段分析湖区叶绿素a浓度的时空变化规律,并进一步探究叶绿素a浓度与各项水质理化因子的响应关系.从时间维度上看,洪泽湖叶绿素a浓度季节变化规律在不同湖区有所差异,东部湖区叶绿素a浓度随季节变化曲线呈"双峰型",分别在3月和8月达到峰值.北、西部湖区叶绿素a浓度在春季变化平缓,并在秋季达到峰值.从空间维度上看,3个湖区之间叶绿素a浓度在春、冬两季存在显著差异,其余季节差异不显著.典范对应分析表明洪泽湖不同月份、不同湖区叶绿素a浓度与水质理化因子之间存在不同的响应关系.本研究为探究洪泽湖藻类时空异质性原因、宏观掌控其营养状态以及制定相应水质改善措施提供参考依据.     

太湖鱼类产量、组成的变动规律及与环境的关系

湖泊生态系统健康包含两个方面的内涵:满足人类社会合理要求的能力和湖泊生态系统自我维持与更新的能力.获知湖泊生态系统健康状况及其区域分异特征,对于湖泊管理具有重要意义.本文基于对太湖的野外调查,计算了表征湖泊生态系统健康的系统能、系统能结构、生态缓冲容量和湖泊营养状态指数.聚类分析结果表明,太湖不同湖区生态系统健康状况存在一定差异,东部湖区较好,西部湖区较差,呈现由东南部湖区向西北部湖区递减的趋势.该结果对进一步研究湖泊生态系统健康评价指标阈值具有重要的参考意义.     

洪泽湖风生流对风场和水位变化响应特征

深入认识大型湖泊在不同风速、风向和水位下三维风生流结构特征对于湖泊污染控制、生态恢复及资源的开发利用具有重要意义.本文在构建笛卡尔坐标系下洪泽湖三维水动力模型的基础上,利用2次全湖30个点位流场监测数据验证了模型精度.基于1975-2020年长系列风场观测数据,确定了洪泽湖典型风速风向.在此基础上,模拟了16种不同风向,13种不同风速和20种不同水位工况条件下洪泽湖三维风生流结构.结果表明：水动力模型可以较好地刻画洪泽湖三维湖流变化特征.洪泽湖风生流结构随风向变化呈现出较大空间差异.风生流流速随着风速的升高呈加速上升趋势,其中表层水体流速上升幅度远高于其他水层.在2.4 m/s东风驱动下,溧河洼、成子湖和南部湖区垂向平均流速随着水位上升呈先升高后降低的趋势,3个湖区分别在12.7、12.4和12.2 m水位下流速达到最大值.     

基于水生态改善的太湖分区分时动态水质目标制定方法

科学、合理地制定水体主要污染物浓度控制目标,即水质目标是实施河、湖"水质目标管理"的基础和前提.本文基于环境条件决定生态系统结构以及自组织适应生态学原理,提出一种可促进水生态改善的太湖分区分时动态水质目标制定方法.该方法在出入湖河道流量情景及分区污染物浓度情景设计的基础上,进行不同情境下水生态系统要素时空演化的数值试验;然后以藻类生物量减小、沉水植物生物量增加为判据,构造水质目标优化模型;最后将湖泊水生态模型与水质目标优化模型耦合,判断各污染物浓度情景下水生态系统健康状况,进而确定不同时间尺度下太湖各分区总氮、总磷、氨氮、高锰酸盐指数等主要污染物指标的动态控制目标.结果表明：本方法制定的太湖各湖区分时水质目标相比传统的"静态"目标更能促进太湖水生态系统健康发展,并为太湖水环境的精细化管理提供了可能.     

基于PSR模型的乌梁素海生态系统健康分区评价

在压力-状态-响应(Pressure-State-Response,PSR)模型的基础上,诊断了内蒙古乌梁素海不同湖区的生态系统健康状态.从湖泊生态环境特征、生态功能和社会环境3个方面筛选出25项诊断指标,在专家打分法的基础上,采用层次分析法确定每项指标的权重.根据湖区生态环境特征差异,将湖泊划分为Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ3个不同的区域,分别诊断各个区域的健康状态.结果显示,乌梁素海生态系统综合健康指数在0.3~0.5之间,属于警戒或者较差的状态.Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ区域的综合健康指数分别为0.3395、0.3866和0.4494.基于湖泊的生态系统健康存在区位上差异,为恢复湖泊健康提出有针对性的措施.本研究的开展,可为湖泊生态系统恢复和管理政策的制定提供科学依据.     

大型过水性湖泊——洪泽湖浮游植物群落结构及其水质生物评价

大型过水性湖泊——洪泽湖是南水北调东线工程重要的调蓄湖泊,在气候调节、防洪抗旱、旅游休闲、水资源和水产品供应等方面都有着重要的作用.为了解其浮游植物群落结构和水体健康状态,于2015年8月-2016年7月,对洪泽湖浮游植物进行了逐月野外采样.共鉴定浮游植物147种,隶属于8门,其中绿藻门、硅藻门、蓝藻门物种最多.浮游植物细胞丰度全湖年平均值为5.35×10⁷±4.67×10⁷ cells/L,生物量平均值为14.24±8.52 mg/L.洪泽湖浮游植物分布存在明显的时空差异,空间格局上,北部成子湖区浮游植物细胞丰度最高,绿藻门为优势门类;西部溧河洼湖区丰度次高,蓝藻门为优势门类;湖心区及南部丰度较低,大部分点位蓝藻门或绿藻门为优势门类.季节动态上,夏季浮游植物细胞丰度高,蓝藻门是主要的优势门类;冬季细胞丰度较低,硅藻门是主要的优势门类.与1980s的调查相比,近年来浮游植物种（属）数有所下降,丰富度、均匀度等也低于早期调查结果.利用浮游植物进行水质生物评价的结果显示,洪泽湖总体上处于β-中污带,与周边水体相比,洪泽湖富营养化水平低于骆马湖,但高于淮河、高邮湖.     

2012—2018年洪泽湖水质时空变化与原因分析

洪泽湖是南水北调东线工程的重要枢纽.为评估水环境长期变化,于2012-2018年开展逐月水质监测.结合水文气象与淮河水质水量数据,分析洪泽湖水质长期变化趋势及空间分异的驱动因素,结果显示:2012-2018年,洪泽湖总氮、总磷多年平均浓度为1.74和0.081 mg/L,分别为Ⅴ类水和Ⅳ类水,透明度均值为0.48 m,下降趋势不显著,而高锰酸盐指数、叶绿素a多年平均浓度分别为4.13和0.008 mg/L,呈显著下降趋势.在空间分布上,过水区总氮、总磷浓度显著高于成子湖、溧河洼;高锰酸盐指数、叶绿素a浓度则相对较低,透明度则是成子湖较高,溧河洼和过水区相近.3个湖区的叶绿素a浓度下降明显,但过水区的高锰酸盐指数呈上升趋势.洪泽湖与淮河水质相关性分析结果显示,洪泽湖总氮、总磷浓度与淮河水质呈强相关性,特别是过水区各个水质指标与淮河水质均有显著的相关性,而成子湖、溧河洼水质与淮河水质相关性较弱.广义可加模型(GAM)显示,过水区的总氮、总磷浓度等参数与淮河营养盐、高锰酸盐指数及悬浮物浓度变化的关系显著,成子湖和溧河洼的水质指标影响因素差异较大,成子湖、过水区的叶绿素a浓度与高锰酸盐指数相关性较强,而溧河洼的叶绿素a浓度与降水、透明度关系显著.相关性和GAM模型表明淮河对于洪泽湖,尤其是对过水区的水质影响极为明显,是洪泽湖维持较高营养水平和水质空间分异的重要原因.尽管不同湖区叶绿素a浓度下降趋势表明洪泽湖营养状态有所降低,但其氮、磷浓度仍维持在较高水平,存在富营养化风险.应持续关注淮河入湖水质变化,削减污染物输入,压缩湖泊围网、圈圩养殖规模,通过加强水污染防治和水域空间管控保障洪泽湖水环境安全.     

苏北骆马湖浮游植物群落结构及其水质生物评价

为了解骆马湖浮游植物的群落结构及其水质健康状态,于2014年对骆马湖浮游植物进行逐月野外调查研究.共鉴定出浮游植物7门71种属,其中蓝藻门和硅藻门最多,其次为绿藻门.全湖细胞丰度在1.52×10~6~7.89×10~6 cells/L之间,全湖生物量在0.048~12.44 mg/L之间.非多维度量尺度分析结果显示,骆马湖全湖浮游植物生物量从冬春季喜低温的硅藻门为主演替到夏秋季喜高温的蓝藻门为主,表明骆马湖浮游植物有着明显的季节演替规律.与20世纪相比,骆马湖浮游植物优势种属有着很大的变化,富营养化指示属隐藻、纤维藻、针杆藻、鱼腥藻、伪鱼腥藻等明显增多,表明自20世纪以来,骆马湖富营养化程度正在加剧.与邻近的洪泽湖、南四湖、高邮湖、邵伯湖和宝应湖相比,骆马湖浮游植物细胞丰度高于宝应湖,但低于其他4个湖泊.基于浮游植物的水质评价结果,骆马湖目前处于从寡污带向β-中污带过渡的状态,富营养化程度轻于洪泽湖,与南四湖部分湖区富营养化程度相似.     

基于主客观赋权模糊综合评价法的湖泊水生态系统健康评价

运用湖泊营养状态指数判断湖泊的富营养化状态,并根据湖泊的水质、沉积物和水生生物群落的现状和特点,运用主观赋权法中的层次分析法和客观赋权法中的熵权法结合模糊综合评价法,对长江中游地区江汉湖群37个湖泊的水生态系统进行健康状态评价.对湖泊富营养化的调查结果表明,海口湖处于中营养状态,18个湖泊处于富营养化状态,18个湖泊处于超富营养化状态.湖泊生态系统健康评价的研究结果表明,37个湖泊中,处于健康状况"优"的湖泊只有海口湖,处于健康状况"良"的湖泊有5个,分别为东西汊湖、花马湖、梁子湖、童家湖和涨渡湖,其余31个湖泊均处于健康状况"差"的状态.经过与湖泊营养状态指数的对照,本研究结果表明,由主观赋权的专家评分的层次分析法结合模糊综合评价法对江汉湖群湖泊水生态健康状态的评价效果相比客观赋权的熵权模糊综合评价法更贴合实际.     

1988-2016年洞庭湖大型底栖动物群落变化及驱动因素分析

洞庭湖是我国第二大淡水湖泊,其水文条件对湖泊湿地生态系统健康的维系发挥着不可替代的作用.近年来,水环境恶化日益威胁湖区水生态系统健康.然而,有关底栖动物水生态健康评价的研究仍然停留在物种群落结构方面,缺乏底栖动物群落功能对水污染响应的研究,尤其在较长时间尺度上.因而,本研究分析了19882016年近30 a来洞庭湖的水质和底栖动物群落数据,探寻底栖动物群落功能对水环境恶化的响应规律.结果表明,洞庭湖水体总氮浓度是威胁底栖动物物种和功能群落变动的主要因素.此外,不断恶化的水环境驱动底栖动物物种和功能群落结构改变,表现为敏感水生昆虫的比例下降,寡毛类、小型软体动物比例的上升,并伴随着体长为1.00~1.99 cm、背扁型、侧扁型、不移动等功能性状类别比例的下降.同时,水环境恶化降低物种丰富度、功能丰富度和劳氏二次熵多样性.基于距离的冗余分析结果显示,水体氮营养盐、重金属离子和有机污染物共同驱动底栖动物物种群落结构的变异,而营养盐类与无/有机污染物决定着其功能群落结构的变异.鉴于洞庭湖水质不断恶化的状况,本研究建议采取一系列措施,包括合理管控湖区周边废水直排入湖、取缔湖区内的非法采砂以及调控枯水季洞庭湖水位等.生物监测和评价方面,建议将底栖动物物种和功能群落一并纳入评价体系,且优先选用物种丰富度、功能丰富度和劳氏二次熵指数评估换水周期较短的大型浅水湖泊水质变化对底栖动物物种和功能多样性的影响.     

洪泽湖水生植被

本文对洪泽湖水生植被的种群组成、植被类型、演变动态及生物量进行了调查研究。洪泽湖水生植被面积为550km~2,占全湖总面积34.44％,年生产量约211×10~4t(湿重),即相当于4.64×10~(15)J(能量)。另外,本文还对如何调整洪泽湖植被的组成,引进优良品种,合理开发利用水生植物资源,提出了初步意见。     

基于综合指标法的鄱阳湖生态系统健康评价

由于湖泊生态问题日益突出,湖泊生态系统安全状态已经成为人们关注的热点问题,了解湖泊水生态系统的状况并根据湖泊生态系统健康状况开展精准治理和生态修复与保护尤为重要。本文基于对鄱阳湖及其流域生态环境的长期监测数据和资料收集,采用综合指标体系法,从物理形态、水文、水环境、水域生态、湿地生态和社会服务6个方面构建了鄱阳湖生态系统健康评估的指标体系,主要涵盖了湖泊口门状况、“五河”入湖径流变异程度、入湖河流水质达标率等26个指标。依据设置的阈值等级得到鄱阳湖生态系统健康评价各层次健康状况等级,通过对各湖泊生态系统各指标得分进行加权计算,得出生态系统健康评估准则层和目标层的得分,最终对鄱阳湖生态系统健康进行了客观的评价。结果表明,构建的湖泊生态系统健康评价体系针对性强、科学全面、具有可操作性,可为鄱阳湖及类似通江湖泊的生态系统健康评价提供案例和方法借鉴。评价结果表明鄱阳湖健康体征状况目标层得分为73.45分,评价结果为亚健康,鄱阳湖水生态系统健康主要受泄流能力、水文节律变化、富营养化程度和物种多样性的影响。最后根据鄱阳湖的水生态系统健康评分等级探讨了鄱阳湖水生态系统中亟需解决的问题,针对性地提出了...     

洪泽湖养殖网围拆除生态效应

为研究湖泊网围养殖对湖泊生态系统的影响,2018年全年3次于洪泽湖养殖网围及主要出入湖河道开展调查,通过对比洪泽湖不同区域(河口、湖心、网围区、外围区和拆除区)水质及水生生物的空间分布特征,分析养殖网围拆除后湖泊生态系统的响应机制.结果表明,洪泽湖不同区域的水质及水生生物群落结构存在明显差异,其中养殖区水体总氮、总磷及悬浮颗粒物浓度明显低于河口和湖心,但浮游动植物密度及生物量则整体高于河口和湖心,且养殖区蓝藻、轮虫所占比重较高,这种分布差异很大程度上受外源输入及水动力条件影响.与之相对,养殖区内网围区、拆除区和外围区的水质及水生生物群落结构差异并不明显,表明养殖网围拆除后的短期时间内水质并未明显改善,且高藻类密度、低透明度的水体环境也不利于沉水植物的萌发生长与群丛恢复,有必要进一步采取合理有效的生态修复措施促进养殖迹地生态系统的恢复.     

近十年青海湖水生态系统生产总值变化及其影响因素

受气候变化和人类活动影响,湖泊水生态系统及其服务功能发生改变,研究湖泊水生态系统生产总值动态变化及其影响因素,对于维护湖泊健康生命、实现湖泊功能永续利用具有重要意义。选择位于气候敏感区和生态脆弱区的青海湖作为研究对象,根据青海湖水生态系统特征及当前保护状况,筛选调节服务及文化服务2类8个评估指标,构建湖泊水生态系统生产总值指标体系,核算2010—2020年青海湖水生态系统生产总值,分析其变化趋势及主要影响因素。结果表明,2010—2020年青海湖水生态系统生产总值总体呈波动上升趋势,变化范围为6903.47亿~7848.55亿元;调节服务是青海湖水生态系统主要的服务类型,占比高达91%。近十年,气候调节和水质净化价值有所减少,其他服务功能价值均呈增加趋势。水源涵养价值增加最多,增长760.70亿元;气候调节价值下降最多,减少658.59亿元。偏最小二乘回归分析表明,水温、水位是影响青海湖水生态系统生产总值的主要因素。气候变化影响下,水温升高引起初级生产力增加及鱼类数量增长,同时近年来水体矿化度下降有利于水生生物生长,提高了固碳释氧和物种保育价值。水位与水面面积增加引起水源涵养、洪水调蓄价值增长;蒸发量减少导致气候调节价值下降。人类合理开发利用与保护作用下,物种保育、休闲旅游和科研教育价值均得到了显著提升。本研究量化了青海湖水生态系统对人类的贡献,为变化环境下退化水生态系统修复、生态保护措施效果定量评价提供了科学依据。建议定期核算青海湖水生态系统生产总值,跟踪评估气候变化与人类活动共同影响下青海湖水生态系统变化,对维持青藏高原东北部生态安全具有重要作用。     

洪泽湖、骆马湖、南四湖径流丰枯遭遇分析

依据洪泽湖,骆马湖,南四湖径流量资料,对湖泊历年不同时期径流进行丰枯评述。统计分析了洪泽湖,骆马湖,南四湖年径流,汛期径流,、枯情况,提出了洪泽湖,骆马湖及洪泽期,南四湖各种时期情况下水量丰或枯的遭遇频次。     

东太湖围网拆除前后水生植被群落遥感监测及变化

为削减东太湖养殖污染,改善湖泊水质,苏州市于2018年底基本完成东太湖养殖围网拆除工作.围网拆除后,湖泊生态环境对此如何响应,已成为学者及相关管理部门关注的重点.水生植被在维持湖泊生态系统平衡、物质循环和净化水质方面发挥着重要的作用,是诊断湖泊生态系统健康状态的关键指标.本研究基于Sentinel-2卫星数据,利用分类决策树模型和基于生活史的沉水植被优势种群提取方法,监测了东太湖2017年(围网拆除前)和2019年(围网拆除后)的水生植被类群和沉水植被优势种群的空间分布.经验证,水生植被类群监测精度为82.66%,Kappa系数为0.77;沉水植被优势种群的监测精度为62.08%,Kappa系数为0.56.结果表明:围网拆除后,东太湖水生植被优势类群由围网拆除前的沉水植被转变为浮叶植被;沉水植被分布面积减少,且种群由优势度相差不大的七大优势种群逐步向菹草和伊乐藻占据绝对优势发展,逐渐趋于单一化.     

近三百年来洪泽湖演变过程及其原因分析

洪泽湖是淮河水系中最重要的湖泊之一,是我国的第四大淡水湖,它在防洪、灌溉、航运、跨流域调水以及水资源与水环境保护等方面发挥着重要作用.过去300年来,由于黄淮关系的演变和人类活动的影响,洪泽湖水域面积发生剧烈变化.研究湖泊水域空间变化有助于认识流域环境变化与人类活动影响.本文利用18世纪初以来的古地图、历史文献资料及1981-2016年期间的7期遥感影像数据,采用遥感和地理信息系统技术相结合的方法,分析了近300年来洪泽湖水域时空演变过程及其原因.研究结果表明：过去300年来,洪泽湖面积总体呈减少趋势,年际缩减速率为0.17%,且湖域范围总体表现为由四周向中心缩小的趋势,其中西南湖域的形态变化最为显著.具体而言,清中期以前,黄河多次夺泗入淮,洪泽湖面积变化受黄淮关系、高家堰等水利枢纽的修建以及降水等因素影响.至清末,洪泽湖面积由3078.78 km²下降至2335.73 km²,共减少743.05 km²,其空间形态也发生了剧烈变化,该时期黄河改道、降水以及人口增长导致的湖滨围垦是影响洪泽湖演变的主要原因.建国以来（1949-2016年）,洪泽湖面积进一步缩小,由1757.60 km²下降至1488.43 km²,共减少了269.17 km²,其中1995-2000年间湖泊面积下降最为显著,共减少了281.43 km²,湖泊动态变化度达到2.78%,该时期自然因素对湖泊水域面积的影响减弱,而人口增长、围垦及水利工程的修建等人类活动逐渐成为影响洪泽湖演化的主导因素.     

湖滨带开发利用对大型底栖动物群落结构的影响:以洪泽湖为例

湖滨带是湖泊与陆地生态系统间非常重要的生态过渡带,能够保障周围生态系统结构的完整以及功能的正常发挥.随着湖滨带被持续开发与利用,人为干扰对湖滨带的影响逐渐增强.大型底栖动物是淡水生态系统的重要生物类群之一,也是物质循环和能量流动的主要环节,起着承上启下的关键作用.为了解湖滨带开发利用对大型底栖动物群落结构的影响,2020年8月对洪泽湖湖滨带49个样点的大型底栖动物进行调查.共采集到大型底栖动物49种,隶属3门7纲17目26科44属,各样点大型底栖动物的密度差别较大,介于6.67~1386.67 ind./m²之间,整体上呈现西北高,东南低的趋势.相似性分析结果表明,河口型湖滨带和大堤型湖滨带与其他类型湖滨带差异显著,而围网型、圈圩型和光滩型3种湖滨带类型之间的大型底栖动物群落差异均不显著.相似性百分比分析结果表明,腹足纲的环棱螺属是造成不同湖滨带类型差异的主要物种.典范对应分析结果表明,悬浮物（SS）、溶解态总氮、pH、透明度（SD）、浊度、水生植物盖度和扰动指数对大型底栖动物群落有显著影响.考虑不同湖滨带宽度的开发利用情况,发现湖滨带开发利用200 m范围内,物种-环境解释率最高,说明200 m湖滨带范围内的开发利用情况对大型底栖动物的影响最大,对湖滨带200 m范围内的开发利用应该加强管控.结构方程模型表明湖滨带开发利用主要通过影响水生植物盖度、总氮、硝态氮、叶绿素a、SS、SD等进而影响大型底栖动物,且围网也会直接影响大型底栖动物群落结构.     

洪泽湖和淮河入洪泽湖河口的形成与演化

根据历史文献资料和前人研究成果,对洪泽湖和淮河入洪泽湖河口及三角洲的形成与演化进行了探讨。结果表明,洪泽湖是明,清两代治黄,保运工程的产物和组成部分,现代洪泽湖主要形成于１７世纪的靳治水时期,其形成后百余年中湖水位变化总趋势是不断上升,同时具有大幅度的年内年龄变化。