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我国基于湖泊类型的富营养化管理方案取得进展
【发布时间:2020-03-16 】 【 】【打印】【关闭

  营养盐、叶绿素a和透明度的定量关系是富营养化管理的基础模型,如应用非常广泛的营养状态指数(TSI)就是基于上述关系构建的。然而,湖泊水文形态条件(如换水周期和水深)、物理化学因子(如光照和温度)和生物要素(如大型浮游动物丰度)等均会影响经验的基础模型。因此,有必要建立基于湖泊类型的营养盐、叶绿素a和透明度响应关系。在中国科学院战略性先导科技专项(A类)和国家自然科学基金等项目的资助下,朱广伟研究小组博士生邹伟等以东部平原湖泊生态区为例,展开了基于湖泊类型的营养盐、叶绿素a和透明度关系研究,并提出了相应的管理应用

  东部平原湖泊区域尺度的营养盐、叶绿素a和透明度定量关系不确定性过大。分析发现,三者关系主要受到沉积物再悬浮过程和水体冲刷速率的影响。因此,根据动力沉积比(面积0.5/水深)和换水周期的差异可以将研究湖群划分为以下四个类型。

  I类由换水周期较长、动力沉积比很低的深水(>15m)水库组成。该类型的水质特征是氮磷比高(123±65)和无机颗粒物浓度很低(0.21±0.25 mg/L)。相应的,类型I湖泊叶绿素a对总氮无显著(P=0.375, R2=0.08)响应,而对总磷存在极显著的响应(P<0.001, R2=0.73);另一方面,叶绿素a和透明度的存在极显著(P<0.001, R2=0.67)的关系。

  类由换水周期较长、动力沉积比较低、且中度水深(约515m)的天然湖泊和人工水库组成。该类湖泊水质特征为氮磷比低(23±8)和无机颗粒物浓度较低(1.34±2.55mg/L)。同时,类型湖泊的总氮(总磷)、叶绿素a和透明度均表现出显著的响应关系(P<0.001, R2=0.530.77)。

  类由换水周期较长、动力沉积比高(9.24±6.84)的大型浅水湖泊(一般<5m)组成。其水相特征是氮磷比低(15±6)和无机颗粒物浓度高(17.76±18.21mg/L)。该湖泊类型中,总氮(总磷)、叶绿素a和透明度也均表现出显著的响应关系(P<0.001,R2=0.300.62),但藻类对营养盐的响应强度、叶绿素a对透明度的贡献率均低于类型湖泊。

  类由换水周期较短、动力沉积比高(8.44±6.12)的大型浅水湖泊(一般<5m)组成,其水质特征为氮磷比低(23±11)和无机颗粒物含量高(18.4±17.14 mg/L)。相应的,该湖泊类型中的叶绿素a对总氮和总磷均无显著的响应(P>0.05, R2=0.050.09);叶绿素a对透明度的解释率很低(P>0.012, R2=0.08)。

  此外,基于各湖泊类型定量的营养盐、叶绿素a和透明度回归关系式,研究论文给出了对应的富营养化评估方法和营养盐削减的定量建议。 

  相关研究结果发表在环境科学领域主流刊物Journal of Environmental Management上。

  全文链接:https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2019.109923 

 

1 东部平原湖泊营养盐、叶绿素a和透明度的定量关系 

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