检索结果-南通市图书馆

基于环境DNA方法探究巢湖两栖动物多样性及分布特征

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环境科学研究 2024年

作者：孙晓萱肖能文郭宁宁高晓奇张硕储昭升中国环境科学研究院国家环境保护区域生态过程与功能评估重点实验室山西农业大学林学院中国环境科学研究院湖泊水污染治理与生态修复技术国家工程实验室

两栖动物在食物链和生态系统中具有重要的地位，有效评估和监测两栖动物多样性是保护生物多样性的重要环节。该研究于2023年5月在巢湖池塘、河流、农田、湿地四种生境各选取10个调查点位，使用环境DNA技术探究两栖动物多样性，旨在摸清... 详细信息

两栖动物在食物链和生态系统中具有重要的地位，有效评估和监测两栖动物多样性是保护生物多样性的重要环节。该研究于2023年5月在巢湖池塘、河流、农田、湿地四种生境各选取10个调查点位，使用环境DNA技术探究两栖动物多样性，旨在摸清两栖动物多样性本底数据，探索两栖动物生境偏好与影响分布格局的环境因素。结果表明：①巢湖40个调查点位共检测出两栖动物4科5属7种，泽陆蛙在优势度指数(Y=0.303)和条带数占比(33%)上均表现出一定的优势。②池塘和湿地生境的群落结构相较于河流和农田生境差异性较大，河流生境内的物种丰富度低于其他生境。③泽陆蛙(Fejervarya multistriata)在池塘、农田和湿地生境中都具有一定的优势度，镇海林蛙(Rana zhenhaiensis)偏好池塘生境。④广义加性模型结果表明物种丰富度与海拔呈显著负相关(P<0.05)，与水深呈显著正相关(P<0.05)。冗余分析表明水宽、水温和pH显著影响两栖动物的分布格局(P<0.05)。研究显示，四种生境间群落结构和优势种存在差异，两栖动物的多样性和分布格局受到多种环境因子的作用，证明了环境DNA可作为调查巢湖两栖动物的有效方法。

关键词：两栖动物 eDNA 环境因子分布格局

东北地区典型湖沼沉积物溶解态有机质组成特征及来源解析:以库里泡为例

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湖泊科学 2024年第1期36卷 165-176,I0002,I0003页

作者：黄晏宇刘婷婷王桂燕储昭升高思佳潘云凤郑丙辉沈阳药科大学制药工程学院沈阳110016 中国环境科学研究院湖泊水污染治理与生态修复技术国家工程实验室北京100012

溶解态有机质(DOM)是湖泊沉积物的重要组分,解析DOM的组成和来源对于深入理解湖泊有机质生物地球化学循环及控制水体富营养化具有重要意义。本研究于2021年5月和8月采集了大庆市库里泡表层及柱状沉积物、泡内水生物(浮游藻类、挺水植物... 详细信息

溶解态有机质(DOM)是湖泊沉积物的重要组分,解析DOM的组成和来源对于深入理解湖泊有机质生物地球化学循环及控制水体富营养化具有重要意义。本研究于2021年5月和8月采集了大庆市库里泡表层及柱状沉积物、泡内水生物(浮游藻类、挺水植物和沉水植物)、岸边土壤、陆生C3和C4植物、禽畜粪便以及城镇污水等样品,分析了样品DOM的稳定同位素(δ^(13)C和δ^(15)N)组成及三维荧光光谱特征,并利用IsoSource软件计算了不同来源样品对沉积物DOM的贡献率。结果显示:(1)库里泡内表层沉积物DOM的δ13C和δ15N组成存在季节性差异,5月δ^(13)C和δ^(15)N均值分别为-25.54‰和9.02‰,8月分别为-26.81‰和8.40‰。(2)库里泡内柱状沉积物DOM的δ^(13)C和δ^(15)N组成在垂直方向存在差异,表层(0~3 cm)δ^(13)C和δ^(15)N均值分别为-26.58‰和9.04‰,深层(3~30 cm)均值分别为-25.40‰和10.61‰。(3)表层沉积物DOM的三维荧光组分存在季节性差异。5月以类腐殖质荧光组分为主,占比为87.89%,HIX和BIX分别为6.27和0.67;8月蛋白类荧光组分占比为49.58%,HIX和BIX指数均值分别为1.72和0.87。(4)5月表层沉积物DOM外源输入占比为61%,以土壤(21.40%)和城镇污水(18.08%)为主;而8月内源贡献占比稍高(55.10%),且以挺水植物为主(48.68%)。(5)柱状沉积物(0~30 cm)不同深度DOM来源组成相近,主要为城镇污水、沉水植物/藻和挺水植物,贡献率均值分别为42.13%、25.07%和18.53%。整体上,库里泡沉积物DOM来源主要受到流域内人类活动及气候特征的影响,本文研究结果有利于加深对我国东北地区湖泊沉积物有机质迁移转化及累积规律的认识。

关键词：库里泡沉积物溶解态有机质三维荧光光谱-平行因子分析碳氮稳定同位素来源解析

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湖库蓝藻水华控制技术发展、应用及展望

环境工程技术学报 2024年第2期14卷 487-500页

作者：曹晶袁静赵丽潘正国闫国凯高思佳储昭升郑丙辉湖泊水污染治理与生态修复技术国家工程实验室中国环境科学研究院清华大学环境学院无锡德林海环保科技股份有限公司

蓝藻水华暴发会引起供水系统堵塞、水体异味、水生生物死亡等一系列生态环境问题,严重时还将威胁饮用水安全,因此采取切实有效的蓝藻水华控制技术对蓝藻水华防控至关重要。通过文献调研系统梳理了国内外蓝藻水华控制技术发展历程,综述... 详细信息

蓝藻水华暴发会引起供水系统堵塞、水体异味、水生生物死亡等一系列生态环境问题,严重时还将威胁饮用水安全,因此采取切实有效的蓝藻水华控制技术对蓝藻水华防控至关重要。通过文献调研系统梳理了国内外蓝藻水华控制技术发展历程,综述了典型蓝藻水华控制技术及其适用范围、应用情况及优缺点等。结果表明:蓝藻水华控制技术总体分为物理控藻技术、化学控藻技术和生物控藻技术。从技术文献关键词时间发展脉络看,2010年之前国外蓝藻水华控制技术关键词多集中在絮凝、混凝等化学控藻技术,2010年后向水生植物抑藻等生物控藻技术发展;我国蓝藻水华控制技术关键词2010年前主要集中在鲢鳙鱼控藻、水生植物抑藻等生物控藻技术,2010年后超声波、机械除藻等物理控藻技术和絮凝等化学控藻技术快速发展,2015年后物理控藻技术进一步发展。国外蓝藻水华控制技术于20世纪50年代起步于化学控藻技术,2000年后研发了超声波、光波等物理控藻技术,2010年后主要以生物控藻和化学控藻技术为主;国内蓝藻水华控制技术于20世纪80年代起步于针对小型水体的生物控藻技术,2000年后逐渐发展为针对大型湖库的机械除藻技术(物理控藻技术)。物理控藻、化学控藻技术的应急效果显著,但物理控藻技术存在成本高、长效性不足等缺点,化学控藻技术存在二次污染风险;而生物控藻技术存在见效慢、有外来物种入侵风险、生态系统被扰乱风险等生态安全问题,目前实际应用案例较少。未来应加快推进蓝藻水华控制技术优化筛选和示范应用,同时开展蓝藻水华控制技术与内外源污染控制、水生态修复等技术的集成应用,提高蓝藻水华控制效果。

关键词：湖库蓝藻水华控制技术物理控藻化学控藻

芦苇碳源水平潜流人工湿地强化农田退水脱氮效能研究

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环境科学学报 2024年第1期44卷 275-282页

作者：常洋王文富王冠峰闫国凯王欢董伟羊王海燕储昭升中国环境科学研究院环境污染控制工程技术研究中心北京100012 中国环境科学研究院国家环境保护湖泊污染控制重点实验室湖泊水污染治理与生态修复技术国家工程实验室北京100012 驻马店市生态环境局驻马店463000 三门峡市规划勘测设计院三门峡472000

以洱海地区硝酸盐占比高、C/N比低的农田退水为处理对象,将经济易得的芦苇(Phragmites Australis)碎段投加于水平潜流湿地(Horizontal Subsurface Flow Construction Wetland,HSFW)构建PHSFW湿地,并研究其对模拟农田退水中氮的强化去除... 详细信息

以洱海地区硝酸盐占比高、C/N比低的农田退水为处理对象,将经济易得的芦苇(Phragmites Australis)碎段投加于水平潜流湿地(Horizontal Subsurface Flow Construction Wetland,HSFW)构建PHSFW湿地,并研究其对模拟农田退水中氮的强化去除效能.结果表明:①投加芦苇碎段的PHSFW湿地的启动速度及脱氮效能优于未投加芦苇的PHSFW_(0)湿地,在工况1(进水TN为(18.2±1.6)mg·L^(-1)、HRT=3 d、第29~41 d)和工况2(进水TN为(17.6±0.7)mg·L^(-1)、HRT=2d、第42~81 d)条件下PHSFW的TN平均去除率分别为77.0%±9.0%和68.9%±7.0%,与PHSFW_(0)相比分别提高了56.0%和50.3%;②在工况4(进水TN为(16.7±0.7)mg·L^(-1)、HRT=3 d、第130~149 d)条件下,PHSFW脱氮效能最高,其出水TN可满足《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)Ⅳ类水标准;③PHSFW在工况1出现了较为明显的TP、COD_(Mn)、NH_(4)^(+)-N和NO_(2)^(-)-N积累情况,运行稳定后在工况4条件下,出水COD_(Mn)、NH_(4)^(+)-N、NO_(2)^(-)-N浓度可满足地表水Ⅲ类水标准.PHSFW具有优异的脱氮效能,但仍应采取相关措施以避免湿地运行初期阶段出水COD_(Mn)、NH_(4)^(+)-N、NO_(2)^(-)-N和TP的积累.

关键词：水平潜流人工湿地芦苇碳源强化脱氮低碳氮比农田退水效能

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水质较好湖泊环境保护的理论基础及中国实践

湖泊科学 2022年第3期34卷 699-710页

作者：郑丙辉曹晶王坤储昭升姜霞中国环境科学研究院湖泊水污染治理与生态修复技术国家工程实验室北京100012 清华大学环境学院北京100084

目前,我国湖泊富营养化及蓝藻水华问题十分突出,国家高度重视湖泊的生态环境保护.自“九五”以来,国家就投入太湖、巢湖、滇池“老三湖”等重污染湖泊的治理,但成本巨大,且历经近30年才初见成效.按照湖泊污染程度,湖泊治理与保护可分为... 详细信息

目前,我国湖泊富营养化及蓝藻水华问题十分突出,国家高度重视湖泊的生态环境保护.自“九五”以来,国家就投入太湖、巢湖、滇池“老三湖”等重污染湖泊的治理,但成本巨大,且历经近30年才初见成效.按照湖泊污染程度,湖泊治理与保护可分为“污染治理型”“防治结合型”“生态保育型”3大类.“老三湖”的治理是典型的“先污染、后治理”的模式,水质较好湖泊主要属于生态保育型湖泊,因此,“老三湖”治理模式不适用于水质较好湖泊的保护.本文系统总结了我国水质较好湖泊优先保护理念的形成和水质较好湖泊专项实施的历程.根据水质较好湖泊的特点,及其生态系统退化与修复的一般过程,提出了水质较好湖泊保护的基本思路.从热力学角度,阐明了氮磷营养盐输入湖泊生态系统中是熵增过程,也是湖泊生态系统退化的根本原因,湖泊氮磷污染负荷源头控制是关键.湖泊流域生态安全格局是确保湖泊生态系统健康的基础,从景观生态学角度,阐明了优化湖泊流域水土资源利用、优化发展模式是减轻湖泊环境压力的重要途径.在浅水湖泊生态系统,以沉水植物占优势的“清水态”和以浮游植物占优势的“浊水态”转换过程不是沿着同一条途径,存在上临界阈值和下临界阈值,水生态修复过程表现出一种迟滞的现象.从湖泊水生态系统稳态转换理论角度,阐明了湖泊生态修复工程应在湖泊生态系统发生退化转变之前实施,才能获得较高的环境效益.通过国家财政专项对81个水质较好湖泊的支持,既能促进湖泊流域经济社会发展,又能确保湖泊水环境质量变好,湖泊水生态系统逐步改善.建议加强不同类型湖泊保护模式的总结,深入对水质较好湖泊生态系统演替理论和保护技术研究,支撑国家系统开展水质较好湖泊保护.

关键词：水质较好湖泊生态系统保护成效

近50a洱海水环境演变特征及其主要驱动因素

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湖泊科学 2023年第4期35卷 1296-1305,I0010页

作者：高思佳侯泽英吴越储昭升中国环境科学研究院湖泊水污染治理与生态修复技术国家工程实验室北京100012

基于19712020年近50年洱海湖区主要水质指标的监测数据,采用M-K检验和GAMs模型定量解析了洱海水质的年际变化趋势,采用多元回归法综合分析了洱海水环境演变的驱动因素。结果表明,近50年来,在流域发展与湖泊保护双轮驱动的作用下,洱海水... 详细信息

基于19712020年近50年洱海湖区主要水质指标的监测数据,采用M-K检验和GAMs模型定量解析了洱海水质的年际变化趋势,采用多元回归法综合分析了洱海水环境演变的驱动因素。结果表明,近50年来,在流域发展与湖泊保护双轮驱动的作用下,洱海水质年际波动明显,主要水质指标浓度也呈现出多个显著变化的趋势过程。1980s初至1985年间水质指标浓度显著上升,主要与流域南部城镇化发展有关;19861980s末显著下降,与南部截污干渠(管)建设密切相关;1990s末至2003年间显著上升,主要与南部城镇工业发展、农业种植结构调整等重要发展策略有关;20042008年间显著下降,主要与中心城区截污治污、环洱海湖滨带修复等重要工程实施有关。在此期间洱海发生过两次较为严重的规模化藻华事件,1996年在水质优良的情况下洱海首次发生蓝藻水华,这与长期低水位运行、网箱养鱼和银鱼引种等导致湖泊生态系统严重受损密切相关;2003年在水质污染加重、生态系统尚未恢复情况下洱海再次发生蓝藻水华。2次藻华事件也改变了流域发展政策,对洱海的科学认识和保护治理力度不断加大,特别是2016年以来高强度的湖泊保护工作,促使洱海氨氮、总氮、总磷、透明度等主要指标均呈现向好的趋势。然而,值得注意的是,近10年洱海COD Mn浓度仍在显著升高,且TLI(COD Mn)加权占比由1992年的6%增加至2020年的17%,说明COD Mn对洱海富营养化的影响逐渐增加,这将是未来洱海保护工作重点关注的方向。

关键词：洱海水环境演变趋势驱动因素

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太湖蓝藻水华暴发的氮磷控制阈值分析

湖泊科学 2022年第4期34卷 1075-1089页

作者：曹晶田泽斌储昭升牛远郑丙辉中国环境科学研究院湖泊水污染治理与生态修复技术国家工程实验室北京100012 清华大学环境学院北京100084

藻类生长与营养盐浓度存在藻类几何级数增长的营养盐浓度变化的下限阈值和藻类生长不受氮磷浓度增加影响的上限阈值,但由于蓝藻水华的形成受多种因素的综合影响,不同湖泊、不同区域及不同时段的氮磷浓度对蓝藻水华的影响差别较大,使得... 详细信息

藻类生长与营养盐浓度存在藻类几何级数增长的营养盐浓度变化的下限阈值和藻类生长不受氮磷浓度增加影响的上限阈值,但由于蓝藻水华的形成受多种因素的综合影响,不同湖泊、不同区域及不同时段的氮磷浓度对蓝藻水华的影响差别较大,使得蓝藻生长的氮磷控制阈值难以确定.针对控制蓝藻水华暴发的氮磷阈值的研究虽然有所开展,但多集中在实验室研究阶段或对经验值的判断,虽然也有基于野外实测数据的研究,但也限制于某一特定区域,而基于野外长序列实测数据并且覆盖整个湖泊的氮磷阈值研究则是空白.太湖作为具有较高营养背景的富营养化浅水湖泊,蓝藻水华的发生受氮磷影响较大.对太湖总磷(TP)、总氮(TN)和叶绿素a(Chl.a)浓度的时空变化分析发现,太湖西北湖区的TP、TN与Chl.a浓度明显较高,并且TP、TN与Chl.a均呈显著性正相关.为探究太湖蓝藻水华暴发的TP和TN控制阈值,以轻富营养化等级下的Chl.a分级标准(10,26)作为表征水华暴发的条件,采用郑丙辉等的频率分布法,确定了太湖蓝藻水华暴发的TP和TN控制阈值分别为0.05~0.06和1.71~1.72 mg/L;通过空间验证,太湖藻型区TP和TN浓度远高于同级营养水平下全湖区TP和TN控制阈值,表明藻型区高氮磷水平为蓝藻水华发生提供充足营养盐条件,即使氮磷全湖平均浓度控制在蓝藻水华暴发的氮磷阈值水平之下,但在气象水文等因素适宜条件下,藻型区水华发生风险仍然较高;并且在高氮磷背景下,即便在水华发生风险低的季节,水华发生风险仍然较大.近十几年来,虽然太湖经历了大规模的高强度治理,但由于环太湖流域的湖西区入湖负荷占比大,导致太湖藻型区氮磷浓度仍处于高位运行状态,为蓝藻水华的暴发提供了充足的营养盐基础,因此,湖西区的控源减排仍然是太湖富营养化及蓝藻水华防控的重点.

关键词：太湖叶绿素a 总氮总磷控制阈值

基于VFSMOD模型的植被缓冲带对千岛湖地区农田面源污染磷负荷削减效果模拟

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环境工程技术学报 2022年第1期12卷 29-37页

作者：李芸王斌袁静储昭升金春玲核资源与环境国家重点实验室东华理工大学中国环境科学研究院湖泊生态环境研究所东华理工大学水资源与环境工程学院

植被缓冲带是控制农业面源污染的有力生态措施,其净化能力受到许多因素影响,设计施工时应考虑不同污染源区的具体情况。以千岛湖地区农田径流磷负荷削减为例,应用VFSMOD模型分析植被缓冲带宽度、坡度以及降水量对入流泥沙削减的影响,并... 详细信息

植被缓冲带是控制农业面源污染的有力生态措施,其净化能力受到许多因素影响,设计施工时应考虑不同污染源区的具体情况。以千岛湖地区农田径流磷负荷削减为例,应用VFSMOD模型分析植被缓冲带宽度、坡度以及降水量对入流泥沙削减的影响,并估算拟合了入流总磷(TP)负荷的削减变化情况。模拟结果表明:植被缓冲带削减能力与缓冲带宽度呈正相关,与缓冲带坡度、降水量呈负相关;植被缓冲带坡度为3%时,对污染物削减效果最好;植被缓冲带对污染物的削减一般集中在前段的10 m。根据模拟结果,提出基于不同长度径流区丰、平、枯水文年植被缓冲带宽度设计的工作曲线,在设计时可根据期望的削减目标以及实际的径流区立地情况,因地制宜地确定相应的缓冲带宽度。研究可为植被缓冲带净化农田面源污染时宽度设计提供指导。

关键词：植被缓冲带缓冲带宽度 VFSMOD模型面源负荷削减

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多塘湿地对降雨径流的截留特点

环境科学研究 2022年第7期35卷 1605-1614页

作者：李丹郑丙辉储昭升侯泽英袁静中国环境科学研究院湖泊水污染治理与生态修复技术国家工程实验室北京100012 中国环境科学研究院国家环境保护湖泊污染控制重点实验室北京100012 南京工业大学城市建设学院江苏南京211816

为考察降雨过程对径流发生的影响及其对多塘湿地进出水水质、水量的影响,基于2017年8月25日和9月6日两次降雨过程中湿地进出水水质水量长时间的变化特征,探究降雨过程中湿地水质水量变化及污染物净化特征.结果表明:(1)多塘湿地进水量峰... 详细信息

为考察降雨过程对径流发生的影响及其对多塘湿地进出水水质、水量的影响,基于2017年8月25日和9月6日两次降雨过程中湿地进出水水质水量长时间的变化特征,探究降雨过程中湿地水质水量变化及污染物净化特征.结果表明:(1)多塘湿地进水量峰值出现的时间滞后于降雨雨强峰值及累计雨量峰值.降雨雨强对湿地进水量影响不显著,而累计雨量影响径流的产生量,进而影响湿地进水量,造成湿地水力负荷急剧上升,最高达2.45 m^(3)/(m^(2)·d).降雨过程中多塘湿地水位上升,水深加深,有效容积增大,水力停留时间延长.(2)进水水质变化随降雨过程无显著规律,但进水污染物负荷量始终大于非降雨期,说明降雨期间径流污染仅采用污染物浓度洪峰控制是不充分的,特别是雨季降雨频繁的地区,应重视污染负荷对多塘湿地净化效能的影响.(3)降雨期间多塘湿地对径流污染有良好的截留作用,TN、TP去除率分别为33.6%~88.7%和25.2%~78.0%.研究显示,进水水力负荷的增加增强了湿地的扰动,导致部分单元污染物出口浓度高于进水,但由于调蓄塘-表流湿地-塘-生态浮床-稳定塘耦合工艺的梯级单元有助于湿地系统对污染物消纳截留,增强了湿地对降雨径流的截留稳定性.

关键词：多塘湿地降雨径流污染物截留水力负荷水力停留时间梯级单元