论文部分内容阅读
长江中下游在过去几十年中受到人类频繁活动的影响,湖泊面积不断减小,富营养化水平也显著增加。上游三峡工程运行改变了长江水文节律,加剧了通江湖泊的枯水情势,改变了湖泊生态系统的结构和功能,导致鱼类和候鸟的栖息地退化。因此开展长江中下游湖泊水环境与水生态的监测,开展受损湖泊的水环境治理与水生态修复工作,构建生态评价健康体系对湖泊生态健康作出评价,依据评价结果对湖泊生态综合管理,对于长江中游地区湖泊枯水情势下的恢复和管理具有重要意义。但是现有的评价方法大多数还是基于单一的水质理化指标,很难满足湖泊生态管理的需求。本论文结合中国科学院A类战略性先导科技专项子课题“典型通江湖泊湿地生态修复技术研发与示范”,以长江经济带干流生态问题突出、生态区位关键、国家和地方修复意愿强烈的鄱阳湖流域为主体,选取鄱阳湖湖滨典型湖泊-芳兰湖为研究对象,开展了芳兰湖区域水环境与水生态现场监测与调查,掌握了芳兰湖区域水环境指标和水生态指标的本底值,并对水环境质量做出评价;对芳兰湖区域的污染源本底值进行核算,识别方兰湖区域面临的主要水生态和水环境问题;对正在生态修复中的芳兰湖开展了长期水质和水生态监测,分析芳兰湖区域水生态环境的时空变化特征和水生态现状。在此基础上确定了适用于该区域湖泊的生物完整性指标,构建了湖泊生态健康综合评价指标体系,并对芳兰湖的生态健康作出评价。主要研究结果如下:(1)以Ⅲ类水为标准,利用单因子指数法评价了芳兰湖区域的本底水环境质量,结果表明芳兰湖来水处于V类水之下,内湖处于V类水。其中入湖口TN和TP最大超标倍数分别为3.43和1.96倍,都属于劣Ⅴ类水;DO属于Ⅱ水类标准。内湖TN和TP最大超标倍数分别为2.60和3.98倍,都属于V类水边缘;氨氮与CODMn分别属于Ⅱ类水与Ⅲ类水。DO处于Ⅰ类-Ⅱ类水之间。(2)芳兰湖水生态本底调查共采集到:(1)水生藻类植物181种,优势种为绿藻门(89种),占比49.17%。(2)浮游动物32种,优势种为轮虫(21种),占比65.63%。(3)底栖动物27种,优势种为节肢动物(19种),占比70.4%。(4)水生植物共16种,优势种为挺水植物(6种),占比37.5%。(3)芳兰湖的污染源核算与问题诊断结果表明:现阶段芳兰湖区域入湖水质较差,基本为V类,主要是TN和TP超标。芳兰湖区域存在初期雨水面源污染严重、农业面源污染严重、生活污水大部分直接入河、上游来水量较小导致水体稀释自净能力减弱、水质变坏等环境问题。(4)芳兰湖修复期间各入湖口TN和TP指标的年平均浓度均超过地表水V类水标准,螺丝垄和泉水垄氨氮年平均值分别属于Ⅲ类和Ⅴ类水之外,其他点位均属于Ⅳ类水;DO平均浓度都达到了Ⅱ类水标准;CODMn年平均浓度处于Ⅳ类水;Chl-a年平均浓度整体含量较低。内湖主要超标指标为TN和TP;氨氮、CODMn和DO平均浓度分别属于Ⅱ类、Ⅱ类和Ⅰ类水标准。芳兰湖入湖口TN、TP、氨氮和CODMn平均浓度随时间变化表现出秋高春低的时间变化特征,DO平均浓度随时间变化表现出冬高夏低的时间变化特征,Chl-a平均含量随时间变化表现出春高冬低的时间变化趋势。(5)生态修复期芳兰湖的水生态监测结果为:(1)浮游植物105种,绿藻门为优势种,共49种,占比47%(2)浮游动物36种,轮虫为优势种,共20种,占比55.6%。(3)底栖生物30种,软体动物为优势种,共24种,占比80%。(4)水生植物19种,优势种为挺水植物,共8种,占比42.1%。(6)基于构建的湖泊水生态健康评价体系,芳兰湖修复前与修复中的水生态健康评价结果显示:目前芳兰湖修复工程初有成效,生态健康状况从修复前的“差”等级提升为现在的“中”等级,其中水环境系统层面,修复中的芳兰湖评价等级为“良”,较修复前有了好的改善。水生态系统层面,修复中的芳兰湖评价等级为“中”,相较修复前等级没有改变,但评价得分略有降低。社会服务系统层面,修复中的芳兰湖社会服务系统评价等级由修复前的“劣”提升到“中”。并提出了成立芳兰湖综合管理机构、加快相关法律法规和标准的制定、完善现有的芳兰湖监测体系,实现湖泊由水质管理向水生态系统管理的转变和加大公众参与度等几条未来芳兰湖生态健康维持管理策略。