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第一篇 洱海水环境特征及演变3

第1章 洱海概况及演变3

1.1 洱海及其流域概况3

1.1.1 地理位置与地质地貌3

1.1.2 社会经济与自然资源4

1.1.3 河流水系及水文气象6

1.2 洱海形成及其演变9

1.2.1 洱海湖盆及沉积特征9

1.2.2 洱海水位变化10

1.2.3 洱海水深变化13

1.3 洱海富营养化概况及水生态演变14

1.3.1 流域环境及洱海营养状况14

1.3.2 洱海水生态演变15

1.4 本章小结18

第2章 洱海主要水质指标特征及演变19

2.1 洱海上覆水TN浓度及其演变19

2.1.1 洱海上覆水总氮及不同氮形态浓度季节性变化21

2.1.2 洱海上覆水总氮及不同氮形态浓度空间分布28

2.1.3 洱海上覆水TN浓度历史变化趋势32

2.2 洱海上覆水TP浓度及其演变33

2.2.1 洱海上覆水总磷及不同磷形态浓度季节性变化34

2.2.2 洱海上覆水总磷及不同磷形态浓度空间分布39

2.2.3 洱海上覆水TP浓度历史变化趋势42

2.3 洱海上覆水CODMn浓度及其演变43

2.3.1 洱海上覆水CODMn浓度季节性变化43

2.3.2 洱海上覆水CODMn浓度空间分布44

2.3.3 洱海上覆水CODMn浓度历史变化趋势46

2.4 本章小结47

第3章 洱海上覆水理化特征及演变49

3.1 洱海上覆水温度时空分布及演变49

3.1.1 洱海上覆水温度季节性变化50

3.1.2 洱海上覆水温度空间分布51

3.1.3 洱海上覆水温度历史变化趋势53

3.2 洱海上覆水溶解氧时空分布及演变54

3.2.1 洱海上覆水溶解氧含量季节性变化54

3.2.2 洱海上覆水溶解氧含量空间分布55

3.2.3 洱海上覆水溶解氧含量历史变化趋势57

3.3 洱海上覆水pH值时空分布及演变58

3.3.1 洱海上覆水pH值季节性变化58

3.3.2 洱海上覆水pH值空间分布59

3.3.3 洱海上覆水pH值历史变化趋势62

3.4 洱海上覆水Eh值时空分布及演变63

3.4.1 洱海上覆水Eh值季节性变化63

3.4.2 洱海上覆水Eh值空间分布65

3.5 洱海初级生产力时空变化67

3.5.1 洱海初级生产力季节性变化67

3.5.2 洱海初级生产力空间分布68

3.6 洱海上覆水理化指标与主要水质指标间关系70

3.6.1 洱海上覆水理化指标与水质的历史变化趋势70

3.6.2 洱海上覆水理化指标对水质空间分布的影响71

3.6.3 洱海上覆水理化指标年内变化对水质的影响72

3.6.4 洱海上覆水理化指标垂向变化对水质的影响72

3.7 本章小结73

第4章 洱海上覆水营养状况及演变75

4.1 洱海上覆水Chla含量及演变75

4.1.1 洱海上覆水Chla含量季节性变化76

4.1.2 洱海上覆水Chla含量空间分布77

4.1.3 洱海Chla含量历史变化趋势80

4.2 洱海透明度及演变81

4.2.1 洱海透明度季节性变化82

4.2.2 洱海光照强度空间分布82

4.2.3 洱海透明度历史变化趋势85

4.3 洱海富营养化指数及演变86

4.3.1 洱海富营养化指数季节性变化86

4.3.2 洱海富营养化指数空间分布88

4.3.3 洱海富营养化指数历史变化趋势88

4.4 洱海水质演变特征90

4.4.1 洱海主要水质指标演变特征90

4.4.2 洱海水质演变的阶段性特征91

4.4.3 对洱海水质状况的认识98

4.5 本章小结100

第二篇 洱海沉积物氮磷有机质赋存及富营养化影响103

第5章 洱海沉积物氮磷有机质赋存特征及富营养化指示103

5.1 洱海沉积物有机质组分时空分布特征及富营养化指示意义103

5.1.1 洱海沉积物有机质组分空间分布特征104

5.1.2 洱海沉积物有机质组分垂向分布特征106

5.1.3 洱海沉积物有机质组分时空分布的富营养化指示意义109

5.2 洱海沉积物磷形态时空分布特征及富营养化指示意义110

5.2.1 洱海表层沉积物磷形态空间分布特征110

5.2.2 洱海表层沉积物磷形态季节性变化特征112

5.2.3 洱海沉积物磷形态垂向分布特征114

5.2.4 洱海沉积物磷形态时空分布及富营养化指示意义115

5.3 洱海沉积物氮形态时空分布特征及富营养化指示意义117

5.3.1 洱海表层沉积物氮形态空间分布特征118

5.3.2 洱海表层沉积物氮形态季节性变化特征119

5.3.3 洱海沉积物氮形态垂向分布特征120

5.3.4 洱海沉积物氮形态时空分布及富营养化指示意义122

5.4 洱海沉积物氮磷有机质耦合沉积特征123

5.4.1 洱海沉积物不同形态有机质垂向分布特征124

5.4.2 洱海沉积物不同形态氮垂向分布特征125

5.4.3 洱海沉积物不同形态磷垂向分布特征126

5.4.4 洱海沉积物氮磷有机质沉积特征及影响因素128

5.5 本章小结129

第6章 洱海沉积物溶解性有机物赋存特征及其指示意义132

6.1 洱海沉积物溶解性有机物赋存特征132

6.1.1 洱海沉积物溶解性有机碳、氮、磷空间分布特征134

6.1.2 洱海沉积物溶解性有机碳、氮、磷垂向分布特征136

6.1.3 洱海沉积物溶解性有机碳、氮含量季节性变化特征137

6.2 洱海沉积物溶解性有机质及富营养化指示意义139

6.2.1 洱海沉积物DOM结构特征及其时空分布140

6.2.2 洱海沉积物DOM来源特征及其时空变化143

6.2.3 洱海沉积物DOM组成主要影响因素及富营养化指示意义144

6.3 洱海沉积物溶解性有机氮及富营养化指示意义149

6.3.1 洱海沉积物DON含量及光谱特征149

6.3.2 洱海沉积物DON生物有效性特征及富营养化指示意义151

6.4 本章小结156

第7章 洱海沉积物氮磷有机质演变及其与流域发展间响应157

7.1 洱海沉积物有机质氮来源演变及其对流域发展的响应157

7.1.1 洱海沉积物沉积特征158

7.1.2 洱海沉积物有机质氮来源特征及其对流域发展的响应162

7.2 洱海沉积物氮磷有机质形态演变及其与流域发展间的关系167

7.2.1 洱海柱状沉积物有机质形态历史演变特征168

7.2.2 洱海柱状沉积物氮形态历史演变特征170

7.2.3 洱海柱状沉积物磷形态历史演变特征173

7.2.4 洱海柱状沉积物营养盐形态演变与流域发展间的响应关系178

7.3 洱海沉积物氮磷有机质埋藏扩散特征演变及其富营养化风险180

7.3.1 洱海沉积物氮磷有机质埋藏特征及历史演变180

7.3.2 洱海沉积物氮磷埋藏扩散特征及其富营养化风险185

7.4 本章小结187

第8章 洱海沉积物-水界面氮磷释放吸附特征189

8.1 模拟培养条件下洱海沉积物-水界面静态氮释放特征189

8.1.1 洱海沉积物氮分层释放特征190

8.1.2 洱海不同深度沉积物氨氮释放特征192

8.1.3 洱海沉积物氨氮释放影响因子197

8.2 模拟培养条件下洱海沉积物-水界面静态磷释放特征198

8.2.1 洱海沉积物磷分层释放特征199

8.2.2 洱海不同深度沉积物磷释放特征200

8.2.3 洱海沉积物磷释放影响因子206

8.3 摇床实验洱海沉积物水界面氨氮吸附-释放特征207

8.3.1 洱海沉积物氨氮释放动力学207

8.3.2 洱海沉积物氨氮吸附动力学209

8.3.3 洱海沉积物氨氮吸附等温线210

8.3.4 洱海沉积物氨氮吸附解吸平衡浓度212

8.4 摇床实验洱海沉积物-水界面磷吸附-释放特征213

8.4.1 洱海沉积物磷释放动力学214

8.4.2 洱海沉积物磷吸附动力学218

8.4.3 洱海沉积物磷吸附等温线220

8.4.4 洱海沉积物磷吸附解吸平衡浓度222

8.5 摇床实验有机质和无定形铁氧化物对洱海沉积物磷吸附影响223

8.5.1 洱海沉积物营养盐与金属赋存特征224

8.5.2 洱海沉积物磷释放吸附特征及其对水质的影响225

8.5.3 有机质和铁氧化物对洱海沉积物磷释放吸附特征影响机制228

8.6 本章小结231

第9章 洱海沉积物氮磷扩散通量及富营养化风险234

9.1 洱海沉积物氮磷扩散通量234

9.1.1 洱海沉积物氮磷扩散通量空间分布235

9.1.2 洱海沉积物氮磷扩散通量季节性分布236

9.2 洱海沉积物氮磷扩散通量影响机制238

9.2.1 洱海沉积物氮磷扩散通量特征238

9.2.2 洱海沉积物氮磷扩散通量影响因素及机制239

9.3 洱海沉积物磷释放特征及其对水质影响241

9.3.1 洱海表层沉积物磷释放通量特征及其空间分布242

9.3.2 洱海柱状沉积物磷释放通量及其变化245

9.3.3 磷形态是影响洱海不同埋藏深度沉积物磷释放的重要因素247

9.3.4 沉积物磷释放对洱海水质影响及富营养化风险250

9.4 环境因子对洱海沉积物氮磷释放影响252

9.4.1 pH和DO对洱海沉积物氮磷释放量影响253

9.4.2 pH和DO对洱海不同湖区沉积物氨氮释放量影响254

9.4.3 pH和DO对洱海不同湖区沉积物磷释放量影响256

9.4.4 洱海沉积物氮磷释放的富营养化风险256

9.5 本章小结259

第三篇 洱海氮磷污染负荷及生态效应263

第10章 洱海不同来源入湖氮磷负荷及贡献263

10.1 洱海入湖河流水质特征263

10.1.1 洱海主要入湖河流水质总体特征265

10.1.2 洱海主要入湖河流水质区域性差异266

10.1.3 洱海主要入湖河流水质季节性变化267

10.2 洱海苍山十八溪入湖水质特征268

10.2.1 苍山十八溪入湖各溪流水质特征269

10.2.2 苍山十八溪入湖水质区域差异270

10.2.3 苍山十八溪入湖水质年内变化271

10.3 洱海干湿沉降入湖水质特征272

10.3.1 洱海干湿沉降入湖水质总体变化272

10.3.2 洱海不同区域干湿沉降入湖水质特征274

10.3.3 洱海干湿沉降入湖水质年内各月变化275

10.4 洱海不同来源入湖氮负荷时空分布特征及贡献276

10.4.1 洱海主要入湖河流氮负荷时空变化277

10.4.2 洱海沉积物释放氮负荷时空变化279

10.4.3 洱海干湿沉降入湖氮负荷时空变化280

10.4.4 洱海入湖氮污染负荷来源特征及生态效应280

10.5 洱海不同来源入湖磷负荷时空分布特征及贡献283

10.5.1 洱海主要入湖河流磷负荷时空变化283

10.5.2 洱海沉积物释放磷负荷时空变化285

10.5.3 洱海干湿沉降入湖磷负荷时空变化286

10.5.4 洱海入湖磷负荷来源特征及生态效应286

10.6 本章小结288

第11章 洱海微生物特征及其对湖泊营养状况的指示290

11.1 洱海上覆水微生物群落结构290

11.1.1 洱海上覆水微生物季节性分布291

11.1.2 洱海上覆水微生物空间分布292

11.1.3 洱海上覆水微生物垂向分布294

11.2 洱海沉积物微生物群落结构及富营养化指示意义296

11.2.1 洱海沉积物微生物季节性分布296

11.2.2 洱海沉积物微生物空间分布297

11.2.3 洱海沉积物微生物垂向分布298

11.2.4 洱海沉积物微生物影响因素及富营养化指示意义299

11.3 洱海上覆水碱性磷酸酶活性及富营养化指示意义302

11.3.1 洱海上覆水碱性磷酸酶活性季节性变化302

11.3.2 洱海上覆水碱性磷酸酶活性影响因素303

11.3.3 洱海上覆水碱性磷酸酶的富营养化指示意义304

11.4 沉积物酶活性时空变化及其与洱海营养状况间关系306

11.4.1 洱海沉积物酶活性季节性变化307

11.4.2 洱海沉积物酶活性空间分布308

11.4.3 洱海沉积物酶活性季节性变化与水体理化性质间关系308

11.4.4 沉积物微生物群落及酶活性与湖泊营养状况间关系312

11.5 本章小结313

第12章 洱海浮游植物历史演变及藻华暴发特征315

12.1 洱海浮游植物现状315

12.1.1 洱海浮游植物群落结构315

12.1.2 洱海浮游植物季节性变化319

12.1.3 洱海浮游植物空间变化321

12.2 洱海浮游植物及水华历史演变322

12.2.1 洱海浮游植物历史演变322

12.2.2 洱海水华历史变化及2013年水华暴发原因分析326

12.3 本章小结328

第13章 洱海富营养化特征及发生机制329

13.1 洱海富营养化特征329

13.1.1 洱海水质特征329

13.1.2 洱海入湖污染负荷特征333

13.1.3 洱海沉积物污染特征335

13.1.4 洱海生态系统特征及其变化338

13.2 基于氮磷生物地球化学过程的洱海富营养化机制探讨341

13.2.1 洱海富营养化机制构想341

13.2.2 过量外源入湖氮磷负荷是洱海富营养化的营养基础——累积机制343

13.2.3 高风险时段水体氮磷负荷较高诱发了洱海富营养化——诱发机制345

13.2.4 氮磷周转速率较高是推动洱海富营养化的重要机制——快速周转机制347

13.3 洱海富营养化风险350

13.3.1 持续增加的入湖氮磷负荷加大了洱海富营养化风险350

13.3.2 高氮磷高有机质沉积物是洱海发生富营养化的潜在风险源354

13.3.3 退化生态系统也是洱海发生富营养化的重要风险356

13.4 本章小结357

参考文献358