干旱区生态环境知识资源中心(Arid): 寒旱区湖泊水华暴发机理及其抑制措施研究

Arid

	寒旱区湖泊水华暴发机理及其抑制措施研究
	张树礼; 李兴; 勾芒芒; 张春媛; 李建茹; 乔威; 李现华
完成单位	内蒙古环境信息中心
登记(发布)日期	2014
中文摘要	目前,研究者对湖泊“水华”暴发的研究多集中在南方温暖湿润地区,对北方寒冷干旱地区湖泊水华暴发研究极少。内蒙古湖泊数量众多,同样也面临着水体富营养化的威胁。由于内蒙古乌梁素海上游大量农田排水、工业废水和生活污水的排入,乌梁素海已成为内蒙古富营养化最为严重的湖泊。2008年5月中旬,乌梁素海已无法承容日积月累的污染负荷,出现了大面积“水华”,致使乌梁素海核心区域水面被覆盖,引起水体严重污染,鸟类无家可归、鱼类资源遭到破坏,可见“水华”暴发后危害巨大。2009年5月,乌梁素海同样暴发了“水华”事件。因此,如何防控、防治乌梁素海“水华”的暴发已成为亟待解决的重大环境问题。这也是新时期环境保护领域迫切解决的重大环境问题。为防控内蒙古乌梁素海“水华”暴发,特开展本项目研究。主要科学技术内容及创新点： (1) 在使用环境流体动力学模型(EFDC)中考虑水生植物分布影响的水质数学模型尚未报道。本模型中不仅考虑了风速、蒸发、辐射等气象因素,也考虑了水生植物分布、生长密度、高度、宽度等形态指标,以此反映有水生植物生长的区域里,风速对底部应力的影响。这样使建立的数学模型更接近于实际,模拟计算过程中明显提高了模拟效率和模拟精度。 (2) 以往对内蒙古乌梁素海的研究主要集中在以实验为主,本项目第一次采用数值模拟的方法,对乌梁素海藻类的生长消亡和多相污染迁移转换规律进行了模拟。 (3) 由于CE-QUAL-ICM模型能够以三种不同的动力学参数区分蓝藻、绿藻和硅藻,并考虑了多种营养盐与藻类相互作用的过程,涉及藻类生长、呼吸作用、新陈代谢、被捕食等过程。另外,这些变化过程受光照、温度、营养盐浓度等限制因子的影响。本项目以EFDC的水动力模块作为CE-QUAL-ICM模型的输入文件,联合EFDC和CE-QUAL-ICM模型模拟了乌梁素海藻类生消和污染物迁移转换的过程。 (4) 目前,关于系统地研究乌梁素海水域中浮游植物群落结构特征属于空白。本项目结合乌梁素海地理位置特殊,平均水深小,自净能力差,湖区多草、多藻,尤其是冰封期较长,冰盖厚,冰下水环境复氧条件差等特点,探讨生态系统中浮游植物物种组成,群落结构,演替规律及主要的影响因子。 (5) 浮游植物功能群组的研究是目前浮游植物群落特征研究的新思路和新方法。本项目将浮游植物进行功能群组的划分,探讨功能群组的季节演替规律和主要影响因子。为其它湖泊、河流等水域的浮游植物群落特征及水华暴发的研究提供一定的借鉴作用。 (6) 自组织特征映射神经网络(SOM)是研究数量生态学中新颖的方法,在处理复杂的、大量不精确的生态数据时显示出较大的优势。目前该神经网络已经应用于多个领域的研究,而且在动物及植被中应用较多,但在浮游植物群落划分方面的研究属于空白,本项目将其应用到浮游植物群落划分中,研究各划分群落的生态意义,为浮游植物群落划分提供了新的思路。应用情况：通过本项目的建议,乌梁素海每年生态补水约2.5亿m3,通过该措施有效抑制了水华的暴发,不仅可降低富营养程度、改善水环境质量、提高水资源利用效能、增加生物多样性,还可促进第三产业的发展和完善、扩大流域旅游业、保护流域生态环境、改善流域人民生活水平、提高流域人民收入,促进湖区经济的可持续发展,明显改善河套灌区水环境整体质量, 为当地的经济发展和水环境保护提供保障,体现出了良好的社会效益。
中文关键词	寒旱区湖泊 ; 浮游植物群落结构 ; 浮游植物功能群组 ; 水华暴发机理 ; 抑制措施
成果类型	基础理论
中图法分类号	X52
URL	http://dbpub.cnki.net/grid2008/dbpub/detail.aspx?dbcode=SNAD&dbname=SNAD&filename=SNAD000001690612
资源类型	成果
条目标识符	http://119.78.100.177/qdio/handle/2XILL650/243486
推荐引用方式 GB/T 7714	张树礼,李兴,勾芒芒,等. 寒旱区湖泊水华暴发机理及其抑制措施研究[Z]. 基础理论,2014.