重污染湖区综合整治后水环境效应研究

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沉水植物在富营养化湖泊水体中常大量消失,进而导致整个生态系统的改变。如何修复湖泊水体中沉水植物成为目前研究的热点。征对湖泊水体中的沉水植物的修复已有相关研究,但大多是在相对封闭的水体中,如五里湖。而对完全开放水体进行沉水植物的修复目前还不多见。本文选取太湖上游的滆湖作为研究对象,因其水质在2009年时已处于劣五类,故称其为重污染湖泊。滆湖北部整治湖区(湖区I)于2008年至2011年进行了大范围的综合整治,以期为沉水植物重建提供相关基础条件。综合整治措施有:建立前置库、底泥疏浚、种植水生植物、鲢鳙鱼非经典生物操纵、大型仿生式机械捞藻等。这些措施的施用是否改善了沉水植物生长所需的环境仍不清楚,故成为本文的研究重点。本文主要从综合整治后湖区I的水质和光环境方面评价综合整治对重建沉水植物的影响,并提出一些重建沉水植物的相关意见。在综合整治后,湖区I的TP较整治时相比降低63%,但夏秋季部分月份TP会成为湖区I重建稳态的限制性因子;湖区I的TN较整治时相比虽然降低24%,但在秋冬春三季TN是沉水植物重建稳态的限制性因子。夏秋冬三季的光环境监测表明,综合整治前后滆湖全湖水体光环境均呈现出显著的时空变化,夏季水体光环境也是限制沉水植物在湖区I恢复的限制因子之一。与整治时同期相比,发现在夏冬季湖区I的水体光环境均有显著改善,有利于沉水植物的生长。影响夏秋冬三季水体光环境的因子呈现出一定的时空变化。湖区I的光环境显著好于临近未进行综合整治的湖区(湖区II)。但造成湖区I、湖区II水体光环境差异的原因随时间变化而变化。2013年7月、10月、11月、1月、2月造成湖北2个湖区水体光环境差异的主要原因分别为:ISS、OSS、ISS、ISS和叶绿素a(Chl.a)、ISS。有色有机物(CDOM)虽然具有显著时空变化,但其对水体光环境的影响不大。相邻月份湖区I的水体光环境也有一定的差异性,如Chl.a、ISS和Chl.a、ISS和CDOM、OSS的显著差异是造成7月与8月、9月与10月、12月与1月、1月与2月之间水体光环境显著差异的原因。在秋冬季通过改善水质的同时可以改善水体光环境,进而有利于沉水植物的生长。同时湖区I水体光环境在秋冬季节显著好于夏季,因此可以优先考虑在秋冬季节进行沉水植物的重建,同时为春季沉水植物生长提供前驱光环境。种植的沉水植物可以优先考虑较耐受悬浮物的穗花狐尾藻。在周年都有沉水植物生长的基础下,需在满足草型稳态和其他使用需求之间,沉水植物要有一个合理的覆盖率。
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