西五里湖不同生态修复措施对沉积物营养盐的影响

摘要

太湖西五里湖地处太湖北部，是梅梁湾伸入陆地的一片水域，位于无锡市西南近郊，2001年的水质监测为劣V类，为太湖中富营养化最严重的水域。为了对该湖区进行治理，在西五里湖区开展了“重污染水体底泥疏浚与生态重建技术”工程，其为国家“863”计划重大科技专项子课题之一，从2003年开始分别在西五里湖的不同区域开展了退渔还湖、底泥疏浚、底泥疏浚并生态重建(以水生植被重建为主)示范工程。本论文考察了不同生态修复湖区上覆水的理化参数和氮磷的季节性变化，着重分析了沉积物中各种氮磷形态的时空分布特征，包括不同氮磷形态的区域分布和垂直分布、季节性变化等，目的在于揭示不同生态修复措施对湖泊中氮磷的迁移转换的影响，有助于理解湖泊生态系统中氮磷的生物地球化学循环过程，对于富营养化浅水湖泊的科学治理具有重要意义；其次，利用载玻片在不同湖区水体中培养生物膜，研究了不同水环境条件下，生物膜的生长发育，以及氮磷在生物膜上的富集特征，可以进一步认识天然水体中生物膜的形成机制及影响因素，同时也有助于理解湖泊生态系统中氮磷的生物地球化学循环过程。 本论文的研究结果表明，不同生态修复措施下的湖区水体及沉积物中的氮磷含量不同，其季节变化规律也不相同。疏浚工程结束一年半后，疏浚区水体中氮磷含量上升，与对照区的差别不大；柱状沉积物中TN的平均含量甚至略高于对照区，因此单一的疏浚措施对水环境改善的长期效应需要进一步研究。采取了“干湖清淤”措施的退渔还湖区水体及沉积物中的氮磷含量较低，但是该湖区湖水较深，底质坚硬，水生植物较难存活，不利于生态系统的恢复。而在疏浚的基础上进行水生植被重建的示范区内，水体及沉积物中的TN、TP含量均比较低，易释放到水体的Al-P、Fe-P、Ca-P均较其他区域低，水体透明度高，水生植被恢复较好。结果表明，在减少外来污染的前提下，对重富营养化湖区底泥进行疏浚并开展水生植被恢复工程是控制湖泊富营养化的有效途径。 对生物膜的研究结果表明，天然水体中生物膜的生物量随时间的增长呈逐渐上升的趋势，其厚度和体积也随着时间的增长而增大，生物膜中磷的含量亦随时间的增长而增加，但氮的含量有所起伏，可能与微生物的作用有关。0.3m水深处的生物膜的生物量、氮磷含量都要大于1m水深处样品，表明光照对天然水体中生物膜的生长影响显著。较高的水体透明度、溶解氧水平，较低的水体流速，以及丰富的水生生物的存在有利于形成结构较复杂的生物膜，利于天然水体中生物膜对水体中氮磷的富集。

目录

文摘

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第1章绪论

1.1引言

1.2湖泊富营养化概述

1.2.1湖泊富营养化的定义及危害

1.2.2湖泊富营养化的限制性因子及成因

1.3沉积物中氮、磷对湖泊富营养化的影响

1.3.1磷的存在形态及在沉积物—水界面的迁移转化

1.3.2氮的存在形态及在沉积物—水界面的迁移转化

1.4富营养化湖泊的生态修复措施

1.4.1底泥疏浚

1.4.2水生植被恢复

1.5天然水体中生物膜对营养盐的影响

1.6研究区域—太湖西五里湖简介

1.7研究目的、意义及内容

第2章不同生态修复措施下沉积物及其上覆水中磷的时空分布

2.1采样区域及采样点

2.2采样与分析

2.3结果与讨论

2.3.1采样点上覆水的理化参数

2.3.2采样点上覆水磷的时空分布

2.3.3沉积物中磷的时空分布

2.4小结

第3章不同生态修复措施下沉积物及其上覆水中氮的时空分布

3.1样品分析方法

3.1.1水样氮形态的分析测定

3.1.2沉积物氮形态的分析测定

3.2结果与讨论

3.2.1各采样点上覆水氮含量的时空分布

3.2.2沉积物中氮的分布

3.3 小结

第4章天然水体中生物膜对氮磷营养盐的影响研究

4.1材料与方法

4.1.1采样点设置及生物膜培养方法

4.1.2分析方法

4.2结果与讨论

4.2.1水体水质特征

4.2.2生物膜生物量的变化特征

4.2.3生物膜中磷含量的变化特征

4.2.4生物膜中氮含量的变化特征

4.2.5不同季节对生物膜生长的影响

4.3 小结

第5章结论与建议

5.1结论

5.2建议

参考文献

致 谢

附 录