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    2025,37(4), DOI:
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    2025,37(4), DOI:
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    2025,37(4):1091-1095, DOI: 10.18307/2025.0400
    [摘要] (877) [HTML] (1650) [PDF 5.70 M] (398)
    摘要:
    实现精准生物监测是守牢美丽中国建设安全底线的需求之一。本文围绕淡水环境DNA(eDNA)的国内外最新研究动态,并结合2025年《湖泊科学》eDNA专刊的八项研究成果,简要综述eDNA技术目前的创新成就、关键挑战与瓶颈及未来发展方向,以期为全域生态安全中的多应用场景提供应对思路。
    2025,37(4):1096-1105, DOI: 10.18307/2025.0403
    [摘要] (680) [HTML] (1791) [PDF 2.43 M] (295)
    摘要:
    玉滩湖是重庆市西部四大供水工程之一,有2条入河河流,是一个典型的多栖境生态系统。截至目前,尚未见玉滩湖鱼类组成和多样性的相关报道。本研究采用环境DNA(eDNA)技术,与传统鱼类网具调查结果进行对比分析,研究玉滩湖鱼类群落多样性和结构特征,探索eDNA技术在河流-水库生境鱼类多样性中的应用潜力。结果显示:应用eDNA技术共检测出鱼类36种,隶属于4目11科32属,物种相对序列丰度分析发现鳙( Hypophthalmichthys nobilis )、鲢( Hypophthalmichthys molitrix )的相对丰度较高;传统鱼类网具调查共检测出21种鱼类,隶属于3目9科20属。eDNA技术与传统鱼类网具调查共检测出鱼类42种,其中15种为共有物种,占传统鱼类网具调查鱼类总数的71.43%。基于序列丰度的 α 和 β 多样性分析表明,湖区、河口和入库缓冲区鱼类组成和多样性呈现出一定的差异,河口和入库缓冲区的鱼类多样性高于湖区。综上,eDNA技术在鱼类物种检出率上高于传统鱼类网具调查,eDNA可作为一项重要的无损伤性鱼类资源监测辅助手段,在河流-水库生境资源监测中进一步增加监测的可靠性。
    2025,37(4):1106-1117, DOI: 10.18307/2025.0404
    [摘要] (641) [HTML] (2461) [PDF 6.41 M] (301)
    摘要:
    当今强人类活动干扰使我国城市湖泊生态问题愈发严重,湖泊生态系统安全已经成为人们关注的热点问题,准确评估湖泊水生态系统健康状况对实施精准治理、生态修复与保护尤为重要。鱼类作为水生食物链的高级消费者,是水生态系统重要组成部分,也是评估水生态健康状况的重要指标。本研究选取了武汉市及周边10个城市湖泊作为研究对象,利用环境DNA(eDNA)技术分析鱼类群落特征状况,在此基础上,建立针对城市湖泊水域生态健康的鱼类生物完整性指数(F-IBI)评价体系,评估湖泊的健康状况。结果表明,调查期间共检测到50种鱼类,隶属于7目10科39属,鲤形目鲤科鱼类为优势类群,贝氏餐( Hemiculter bleekeri) 、鳙( Hypophthalmichthys nobilis )、波氏吻虾虎鱼( Rhinogobius cliffordpopei )、子陵吻虾虎鱼( Rhinogobius giurinus )、鲤( Cyprinus carpio )、团头鲂( Megalobrama amblycephala )、鲫( Carassius auratus )为优势物种。F-IBI评价结果显示,在全部27个采样点中,11个健康等级为健康,占40.74%;4个为亚健康,占14.81%;10个为一般,占37.04%;2个为较差,占7.41%。结合湖泊水质状况数据分析可知,评价结果较好地体现不同湖泊水生态系统健康状况,表明基于eDNA技术的F-IBI方法在水生态系统健康评价中表现良好。研究结果为指导城市湖泊水生态保护和修复工作提供了有力的基础支撑。
    2025,37(4):1118-1127, DOI: 10.18307/2025.0408
    [摘要] (632) [HTML] (1703) [PDF 3.29 M] (283)
    摘要:
    城市化的加剧导致城市河流水质恶化、栖息地丧失及生态系统退化,对鱼类等水生生物群落产生了显著影响。解析随机性过程和确定性过程在群落组装中的相对影响对于鱼类保护至关重要。本研究采用环境DNA(eDNA)技术和传统调查方法,对广州市城市河流30个点位进行鱼类监测,进一步分析鱼类群落特征及其组装机制。结果表明:(1)广州市城市河流鱼类群落呈现出高多样性特征,eDNA技术监测到15目39科139种,传统调查方法监测到6目10科32种属,以鲤形目(Cypriniformes)、虾虎鱼目(Gobiiformes)和鲇形目(Siluriformes)为主,外来物种如齐氏罗非鱼( Coptodon zillii )等占据优势。(2)环境因子对eDNA技术和传统调查方法鱼类群落结构差异的解释率分别为49.26%和61.15% ,其中pH、溶解氧以及高锰酸盐指数等对鱼类群落结构变化有显著影响,这表明水质参数在塑造鱼类群落多样性和分布方面起着关键作用。(3)群落组装机制分析表明,确定性过程在广州河流鱼类群落组装中占主导地位,但扩散限制等随机过程的影响亦不可忽视。
    2025,37(4):1128-1139, DOI: 10.18307/2025.0406
    [摘要] (605) [HTML] (2119) [PDF 26.04 M] (295)
    摘要:
    本研究基于环境DNA(eDNA)技术,对贵州省内7个水系的30条典型山区河流开展鱼类多样性调查。结果显示,共调查到鱼类89种,以鲤形目为主,包含5种外来鱼类和4种珍稀濒危鱼类,其中至少74种鱼类(鉴定到种水平物种数的89.2%)在已有研究中有记载。从栖息水层来看,以底层和中下层鱼类为主;从食性来看,以杂食性和肉食性鱼类为主。鲤( Cyprinus carpio )、鲫( Carassius auratus )、鳙( Hypophthalmichthys nobilis )、子陵吻虾虎鱼( Rhinogobius giurinus )分布较广,均在超过90%的采样点中出现。基于eDNA序列丰度计算鱼类多样性指数(Richness、Shannon-Wiener、Simpson、Pielou),根据多样性指数评价标准,山区河流的鱼类多样性状况总体良好;在空间分布上,鱼类多样性指数未表现出显著的海拔梯度变化特征。基于分段结构方程模型分析了海拔、景观类型、理化指标、污染指标、生态流量满足程度和人类活动对4种鱼类多样性指数的影响,结果表明水体理化指标和污染指标是影响贵州省山区河流鱼类多样性的关键因子,人类活动和生态流量满足程度是次要影响因子;进一步基于聚合增强树评估了不同水质指标对鱼类多样性指数的重要性,发现水温、电导率与氨氮是影响鱼类多样性指数的主要水质因子。此外,研究的环境因子中污染指标、人类活动和生态流量直接作用于鱼类多样性指数,其他因子则通过间接途径产生影响,且不同多样性指数对同一环境因子的响应存在差异。本研究可为山区河流鱼类调查方法的选择提供参考,并为山区河流鱼类多样性保护工作提供数据基础和理论支持。
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    000-000, DOI: 10.18307/2026.0142
    优先出版日期:  2025-07-25
    摘要:
    “四碰头”台风对太湖流域的影响已成为防灾减灾体系中关注的热点,但其带来的风、暴、潮、洪对流域防洪安全产生的风险影响尚不明晰。开展“四碰头”典型台风的暴雨洪水运动分析对保障流域水安全具有重要意义。本文以1990年以来“菲特”和“烟花”两个“四碰头”典型台风为样本,以其他二、三碰头台风为参照,基于水文、工情等实测资料,对比研究“四碰头”台风对流域防洪安全的影响。结果表明:(1)“四碰头”台风均造成极端降雨,总量大、范围广,造成的流域平均降雨量高于二、三碰头台风均值7成以上,高出部分与2009年“莫拉克”台风造成的流域降雨量基本持平。(2)太湖水位涨幅分别位列1949年以来第2、3位,特别是“烟花”台风期间太湖发生编号洪水,太湖湖面最大倾斜1.00 m以上,地区河网33站最高水(潮)位打破历史极值,高水位持续时间长,严重威胁流域区域防洪安全。(3)太湖流域在“菲特”时期以充分调蓄为主,随后流域骨干工程排水能力显著增强,在“烟花”时期洪水运动格局转变为蓄泄兼筹,蓄泄比由1:0.6转变为1:1.1,外排比重提升。(4)在暴雨期间,两场台风流域排水量受天文大潮顶托的制约较为明显,降雨停止并渡过天文大潮后,骨干工程排水量明显增加,以北排长江、东出黄浦江水量增加的更为明显。(5)虽然流域骨干工程排水能力显著加强,但在面对“四碰头”台风以及区域洪涝灾害风险转移的情况下,流域排洪能力仍需进一步提升。研究成果可为今后科学防御太湖流域“四碰头”台风提供参考。
    000-000, DOI: 10.18307/2026.0114
    优先出版日期:  2025-07-25
    摘要:
    我国农业流域,小微水体作为河湖的保护屏障是重要的磷截留和储存场所,但在长期磷累积和特定环境条件下存在磷释放风险。目前,缺乏小微水体释放风险相关研究和揭示磷截留-释放动态变化特征及影响因素的长期试验。本研究针对典型农业小流域,开展4种类型水塘的沉积物采样和为期6个月的静态培养实验,分析沉积物磷形态特征及沉积物-上覆水界面磷交换动态,评估水塘磷释放风险及影响因素。结果表明:(1)水塘沉积物总磷含量为:0.55~3.02g/kg,与其他类型湿地相比偏高。其中村落塘磷含量最高,水田塘磷含量最低。(2)在长江中下游农业流域,且水塘存在时间较长的情况下,沉积物-上覆水界面的磷交换表现出明显的季节变化:沉积物在夏秋季向上覆水释放磷,秋冬季磷从上覆水向沉积物沉降。存在年限相似的前提下,水塘的磷汇能力由大到小为:林地塘>水田塘=旱地塘>村落塘。研究发现了我国农业流域水塘磷累积量大的现状,揭示了其长期磷“汇”、夏秋季转变为磷“源”的功能变化特征,阐明了周边土地利用类型的影响,为改进水塘管理策略提供科学依据,对农业面源污染治理及河湖水环境保护具有广泛的应用价值。
    000-000, DOI: 10.18307/2026.0135
    优先出版日期:  2025-07-22
    摘要:
    鄱阳湖作为中国最大的淡水湖,是东亚雁类重要的越冬地。本研究利用2019-2024年的卫星追踪数据,分析了白额雁(Anser albifrons)、鸿雁(Anser cygnoides)和豆雁(Anser fabalis)的迁徙时间节律和空间分布特征,并结合停留时间和家域分布,量化了鄱阳湖碟形湖的重要性。结果显示:不同雁类到达和离开时间存在物候差异。白额雁最早到达(10月16日至10月28日),其次是鸿雁(10月9日至11月30日),豆雁到达最晚(11月1日至11月17日),三种雁类在鄱阳湖越冬的时间分别约为 149±8天、123±7 天和 128±26 天。从迁徙时间动态来看,白额雁、豆雁相对稳定,年际差异较小,而鸿雁则年际差异较大。空间分析表明,保护区内的碟形湖仍然是雁类最重要的分布区,同时雁类在保护区外停留时间和家域面积都在增加,特别是豆雁和鸿雁。本研究量化了雁类对碟形湖的停留时间和空间利用,强调了其在支持迁徙雁类种群方面的生态作用,同时识别了雁类的重要保护区域,并确定了保护空缺区。我们建议扩大保护区范围以涵盖现有保护空缺,同时,加强保护区内外栖息地管理,以确保雁类重要越冬栖息地的可持续性。本研究为精准识别雁类关键栖息地,制定针对性的栖息地保护策略提供参考。
    000-000, DOI: 10.18307/2026.0152
    优先出版日期:  2025-07-22
    摘要:
    松滋河是荆江分流入洞庭湖的主要通道之一,其分流变化对江湖防洪、水资源利用及水环境生态具有重要影响。基于实测资料分析与物理模型试验,研究了三峡工程运行后长江干流与松滋口河段水沙演变及河床冲刷对分流的影响关系。结果表明:与1990-2002年相比,2003-2022年期间枝城站年均输沙量减少约90.6%,松滋口分沙量亦同步减少约87.1%;2003-2022年期间枝城至杨家脑河段平滩河槽冲刷2.39亿m3,平均冲深2.3m,河床显著粗化,而松滋口门段平滩河槽冲刷4325万m3,平均冲深3.0m,近期与干流卵石夹沙河床形成冲刷速率差异;根据物理模型结果预测,未来在次饱和水流长期作用下引起长江干流杨家脑以下沙质河床持续下切,导致杨家脑水位出现不同程度下降,致使分流减少,其中枝城站7000m3/s流量下2035年、2050年水位分别下降1.58m和2.57m,相应松滋口分流量减少8.3%、16.7%;但口门内外河床不对等冲刷,口门段沙质冲刷速率更高,使过水断面扩大,至2035年末,即使考虑杨家脑水位下降的影响,松滋口分流仍呈不同程度增大,其中枯水期枝城站7000m3/s流量下分流反增20.8%,杨家脑水位下降与口门内外不对等冲刷的贡献率分别为-33%和133%;随着流量增大,二者对分流变化的影响贡献率数值均显著增大,但抵消后对分流量变幅的影响不大,相关影响或主要集中于中枯水期。河床组成分异通过调控冲刷进程维持了松滋口分流稳定,枯水期分流增加有利于洞庭湖水资源调配,但会一定程度降低干流水位并影响中枯水期航道畅通。
    000-000, DOI:
    优先出版日期:  2025-07-17
    摘要:
    水—热—碳通量是反映湖泊生态系统水碳循环的重要指标,而干旱等极端环境条件如何影响水—热—碳过程有待进一步明晰。基于鄱阳湖湖泊湿地观测研究站的涡动相关仪观测数据,分析了2022年鄱阳湖水—热—碳通量的变化规律及对当年流域特大干旱事件的响应特征。结果表明:(1)在全年尺度上,潜热通量7—9月偏高,峰值出现在8月,年均值为49.5 W/m2。显热通量9—11月偏高,峰值出现在10月,年均值为10.6 W/m2。CO2通量呈明显的季节性变化,且碳源与碳汇伴随水位和净辐射等水文气象因素而转变,年均值为15.0 μmol·m-2·s-1。(2)在日尺度上,显热和潜热通量基本同步,为午间单峰,CO2通量为夜间单峰。(3)极端干旱事件通过改变能量分配格局,显著加剧了湿地生态系统的碳源效应。干旱期间,潜热通量、显热通量、CO2通量分别增至历史同期均值的1.23倍、1.78倍、5.44倍。(4)相关性分析表明,气温、风速、净辐射、降雨、相对湿度、NDVI和水位是影响水—热—碳通量的主要因子。逐步回归分析进一步揭示了不同时期和下垫面条件下各因子对通量的影响机制。极端干旱期间,下垫面为水体时,潜热通量、显热通量、CO2通量的影响因子重要性排序为:风速、气温>相对湿度>净辐射、水位;下垫面为洲滩时,潜热通量、显热通量、CO2通量的影响因子重要性排序为:气温>风速、风速>NDVI、气温>饱和水汽压差>降雨。极端干旱事件主要通过气温、风速、净辐射的增加而促使能量分配倾向于显热通量,并显著激发了CO2释放。本研究揭示了湖泊水—热—碳通量对极端气候事件的响应机制,为未来气候变化背景下湖泊生态系统的响应预测提供了科学依据。
    000-000, DOI:
    优先出版日期:  2025-07-17
    摘要:
    水质安全是保障生态系统功能、维护人类健康及实现可持续发展的关键要素。土地利用的类型、强度和景观格局作为人类活动的重要表征,对河流水质变化具有显著影响,且这种影响在不同时空尺度下存在差异。本研究以赤水河源区为研究对象,结合河岸带和子流域两个尺度,采用方差分解分析(VPA)和随机森林模型,全面量化土地利用类型、强度及景观格局三个维度对水质的独立贡献和综合影响,并识别了关键影响因子及其空间尺度。结果表明:①景观格局是影响水质变化的最主要因素(33-58%),其次为土地利用类型(11-22%)和强度(4-16%);②河岸带景观格局对水质的影响更显著,而子流域土地利用强度的解释力更大;③建设用地占比、强度(LUI_Con)和农田强度(LUI_Cul)是关键的水质预测因子,森林占比和景观格局在减少TN、COD方面发挥重要作用。研究显示,流域水质管理应根据不同土地利用特征,寻找河岸带与子流域尺度的最佳组合来制定管理措施。建议在河岸带尺度优先控制工业与生活污水点源,子流域尺度强化农业面源治理,形成“点面结合”的管控体系。本研究为理解土地利用-水质关系的多维度特征和尺度效应提供了新的实证,对于制定流域水土资源保护和空间优化策略具有重要的理论和实践意义。
    000-000, DOI:
    优先出版日期:  2025-07-17
    摘要:
    三峡水库汛期沙峰调度能够显著提高水库排沙效果,研究其调度控制指标对于保障水库库容安全、提高水库汛期综合效益具有重要意义。根据2003~2023年三峡库区水文站实测数据,分析库区汛期泥沙输移规律,重点探讨2013年金沙江下游梯级水库蓄水后三峡水库汛期沙峰调度的启动控制与过程调控指标。结果表明:金沙江下游梯级水库蓄水后,三峡水库入库沙量大幅减少,汛期输沙更加集中在场次洪水期间,应主要考虑对预报入库寸滩站洪峰流量不低于50000m3/s或沙峰含沙量不低于1.5kg/m3,且预报寸滩站7日平均含沙量不低于0.5kg/m3的场次洪水启动汛期沙峰调度。沙峰调度期间,应以防洪安全为前提,综合考虑水库汛期多目标效益与实际来水来沙情势,遵循拦洪削峰、库区拉沙、坝前排沙三个时期的基本调度策略实施动态调控。三峡水库汛期泥沙实时监测与预报是开展沙峰调度的基础,需要不断改进优化泥沙监测与预报技术,精准掌控调度启动时机与调度过程,提高水库综合效益。研究成果可为三峡水库汛期优化调度提供重要技术支撑。
    000-000, DOI:
    优先出版日期:  2025-07-15
    摘要:
    春末夏初是长江流域水源水库水质异味问题的高发期,但关于该区域水库异味物质发生的特征及影响因子尚不明晰。基于2024年5月调查的长江流域上、中、下游不同省份9座典型水源水库坝前区域水体2-甲基异莰醇(2-MIB)等异味物质含量状况及其环境条件,分析了影响该区域水源水库春季异味物质浓度高低的生态环境因子。结果发现,2-MIB是长江流域水源水库春季最常见的超标异味物质,9座水库坝前水柱2-MIB浓度均值为35.5 ng/L,超过生活饮用水卫生标准中该物质控制浓度阈值(10.0 ng/L)的样品数占比为59.4 %;相比而言,土臭素(GSM)均值仅为2.9 ng/L,超过生活饮用水卫生标准中该物质控制浓度阈值(10.0 ng/L)的样品数占例仅为12.5 %;异味物质β-环柠檬醛的均值为18.2 ng/L,β-环紫罗兰酮的均值为7.2 ng/L,引起饮用水异味的风险不大;2-MIB的源解析表明,假鱼腥藻(Pseudanabaena sp)可能该区域水源水库2-MIB的主要来源,其细胞密度与2-MIB浓度显著正相关(P<0.001);但也存在部分水库检测到2-MIB却未检出假鱼腥藻的现象,反映出2-MIB来源的复杂性。水体富营养化会显著提高2-MIB异味问题风险,2-MIB浓度与水体营养状态指数正相关。调查前一周内的累积降雨量(RF7)与2-MIB浓度负相关,说明短期强降雨等气象条件变化也会显著影响水库2-MIB浓度。研究表明,长江流域的水源水库尽管大都处于中营养水平,普遍面临2-MIB超标等阶段性水质异味风险。加强外源营养盐入库负荷的控制,优化库体食物链结构,进一步降低水库营养状态,有助于提升水库型水源地的供水质量。
    000-000, DOI:
    优先出版日期:  2025-07-15
    摘要:
    水体接纳较多硫酸盐(SO42-)会导致水环境质量恶化。研究采集2019至2023年西南喀斯特地区平寨水库流域水体样品和降水样品、污水样品等,分析监测期间水体理化指标和硫酸盐硫氧同位素(δ34SSO4、δ18OSO4)、水氢氧同位素(δDH2O、δ18OH2O)、溶解无机碳同位素(δ13CDIC)特征,对水体SO42-来源进行定性和定量研究。流域水化学类型以Ca-HCO3型和Ca-HCO3-SO4型为主,水化学特征受碳酸盐岩溶蚀的影响。同位素特征揭示了平寨水库流域SO42-的生物地球化学过程以氧化作用为主(硫化物氧化时,平均61%的氧来自周围水体),监测期间流域SO42-来源以硫化物氧化、土壤有机硫和农业硫肥为主。定量计算结果表明硫化物氧化平均贡献率最高(72.9%),其次为土壤有机硫(14.1%)和农业硫肥(12.9%)。不确定性分析结果表明农业硫肥的贡献率最稳定,硫化物氧化的贡献率表现出较大的不确定性。研究结果可为平寨水库及类似喀斯特地区水环境质量保护提供数据参考和科学依据。
    000-000, DOI:
    优先出版日期:  2025-07-09
    摘要:
    湖泊围网养殖是内陆淡水渔业的主要养殖方式之一,为粮食安全、就业和经济增长做出了重要贡献。然而,随着养殖规模和强度的增加,湖泊生态平衡逐渐被破坏。因此,明确湖泊围网的空间分布及其演变特征对湖泊生态保护具有重大意义。相比于实地调查,卫星遥感技术具有大尺度、可追溯性和经济性等优势,是监测湖泊围网的最佳方式。本研究基于Sentinel-1 SAR数据和U-Net模型构建了湖泊围网自动监测算法。算法在10个典型围网养殖湖泊进行了验证,分类精度均超80%。此外,本研究将该算法应用至江淮流域围网养殖湖泊监测,获取了2016-2023年江淮流域湖泊围网养殖的时空演变特征。结果表明:江淮流域共有48个湖泊(大于10km2)进行养殖活动,2016年至2023年江淮流域湖泊围网养殖面积呈现大幅减少趋势,总面积由2118.72 km2减少至462.94 km2,其中36个(约77%)湖泊已完全拆除围网。研究成果为围网拆除前后湖泊水环境和水生态的动态变化及成效评估提供了基础支撑,也为湖泊生态环境保护修复与可持续发展措施的制定提供了科学依据。
    000-000, DOI:
    优先出版日期:  2025-07-09
    摘要:
    底泥种子库能够有效链接过去植被的基因记忆和未来植被的发展趋势,对浅水湖泊水生植被的自然更新、群落物种多样性的维持以及生态系统的恢复具有重要意义。本研究以贵州草海为对象,通过野外沉水植被调查和室内底泥种子库萌发实验分析了草海沉水植物底泥种子库空间分布特征,并基于沉水植被、底泥种子库、沉积物和水质特征构建了综合恢复潜力评价模型,评估了草海不同湖区沉水植物恢复潜力。结果表明:(1)草海底泥中沉水植物种子库保存较完整,密度范围为976–23537粒/m2。优势科为眼子菜科(Potamogetonaceae)、水鳖科(Hydrocharitaceae)和茨藻科(Najadaceae),优势种为轮藻(平均6057粒/m2)。(2)湖泊沉水植物的群落演替过程相对稳定,底泥种子库具有明显的“表聚现象”,且南部和东北近岸湖区种子库密度显著高于湖心区。(3)结合恢复潜力评价显示,草海西南部和东北部近岸湖区沉水植物恢复潜力较高,为“优先恢复区”,恢复策略为在沉水植物种子萌发的关键期降低水位,依靠本底底泥中的种子库,自行恢复沉水植物群落;西北及北部近岸区域水位较深且种子库资源相对匮乏,恢复潜力较低,为“过渡区”,应采用低水位运行和人工投加种子/栽种幼苗相结合的方法,对此区域的沉水植物群落进行恢复。出水口、东南侧及湖心区域恢复潜力最低,为“重点恢复区”,沉水植物种子库密度较高,但内源污染负荷严重,需控制内源污染和提升水质,营造适宜生境,利用本底底泥种子库实现沉水植物群落的自然恢复。本研究可为正处于退化阶段的浅水湖泊水生植物生态系统恢复提供理论依据和支撑。
    000-000, DOI:
    优先出版日期:  2025-07-03
    [摘要] (165) [HTML] (0) [PDF 1.01 M] (155)
    摘要:
    为定量评估人类活动对鄱阳湖流域水文干旱特征的影响,基于1959-2022年流域内气象水文站点的实测数据,分析降水、气温、蒸发及径流序列的年际变化趋势。采用双累积曲线法,绘制鄱阳湖五大流域分区的累积年降水量~径流深关系曲线,根据曲线斜率变化情况,结合突变点检验,确定人类活动影响的基准期和变化期。采用两参数月水量平衡模型,依据各阶段月降水、蒸发和径流实测数据,分阶段率定模型参数,并利用纳什效率系数、相关系数及水量平衡误差检验模拟效果。通过对基准期、变化期模拟月径流深的还现、还原计算及其相对差值分析,量化气候变化、人类活动对径流的影响。以单月标准化径流指数(SRI)为干旱指标,运用游程理论识别变化期的干旱事件,对比分析参数还原前后的年平均累积干旱烈度、单次干旱最大烈度及干旱次数等特征。结果显示,总体上人类活动减少了流域的径流深,且对枯水期影响更为显著。空间上,以抚河和饶河流域受影响最为明显,年平均径流深较基准期分别减少8.5%、9.2%,枯水期径流深减少12.0%、12.3%。变化期鄱阳湖流域水文干旱频次和烈度较基准期整体增加,年均干旱次数、年均干旱烈度、单次干旱最大烈度分别增加约21.3%、55.4%和24.3%。该研究可为鄱阳湖流域干旱趋势的长期预测提供参考。
    000-000, DOI:
    优先出版日期:  2025-07-02
    [摘要] (166) [HTML] (0) [PDF 1.73 M] (130)
    摘要:
    河流是连接陆地、大气和海洋三大“碳库”之间生物地球化学过程的纽带,是全球水循环和碳循环过程的重要参与者。河流二氧化碳分压(pCO2)是反映河流水-气界面CO2交换过程的关键指标,受多种自然和人为因素综合影响而表现出复杂的时空变化,但目前对河流pCO2主要控制因子及其作用的认识仍十分有限。研究以汉江流域为例,基于高空间分辨率月尺度数据识别了河流pCO2的时空分布特征,使用可解释性机器学习方法(增强回归树模型(BRT)和累积局域效应(ALE))量化了潜在控制因子的相对贡献率并解析了其控制作用。结果表明,汉江流域多年平均河流pCO2呈现出从上游到下游的递增趋势,且高于大气平均值。基于k-Shape聚类算法,汉江流域多年月平均河流pCO2的波动类型分为平稳(T1)、单峰(T2)和双峰(T3)结构三类。BRT模型很好地模拟了汉江流域河流pCO2的多年平均值和多年月平均值,在重复实验中表现出较高的模拟效果(r > 0.86, NSE > 0.75)和可接受的误差(MAE < 212.18 μatm, RMSE < 274.16 μatm)。多年平均河流pCO2主要受温度要素控制,总相对贡献率约66.1%。多年月平均河流pCO2的控制因子相对贡献率在不同类型间差异较大,但温度要素仍发挥着关键作用(约26.6% ~ 46.9%)。植被和水量要素分别在类型T2和T3中具有较高的贡献率,而水质要素的重要性相对有限(小于约20.1%)。ALE分析结果揭示了河流pCO2与潜在控制因子之间的非线性、非单调关系,且在多年平均和多年月平均尺度之间、不同波动类型之间均表现出较大差异。研究揭示了汉江流域河流pCO2的主要控制因子及其作用的复杂时空变化,提高了对河流碳循环过程的认识。
    000-000, DOI:
    优先出版日期:  2025-07-01
    [摘要] (166) [HTML] (0) [PDF 1.31 M] (122)
    摘要:
    中国作为全球最大的发展中国家之一,正面临日益严峻的PAEs(邻苯二甲酸酯)污染问题。PAEs作为塑化剂被广泛应用于工业、食品行业和医药行业,因使用量大且未经规范处理,导致环境中长期积累并呈现出显著的毒性。为探究PAEs在中国典型湖泊中的赋存特征和人类活动的影响效应,本研究选择我国30个典型湖泊水体和20个典型湖泊沉积物,系统分析了PAEs的多介质赋存状况、空间分布、生态风险和潜在来源。结果表明,PAEs在水相和沉积相中浓度范围为0.01~27.60 μg/L、28.8~74935 ng/g,邻苯二甲酸二(2-二乙基)己酯(DEHP)和邻苯二甲酸二丁酯(DBP)是水相和沉积物中的主要PAEs;湖区空间分布呈现显著差异,长江中下游地区污染最为严重。其中,邻苯二甲酸二(2-乙基)己酯(DEHP)和邻苯二甲酸二丁酯(DBP)是湖泊水体和沉积物中的主要 PAEs 组分,贡献率最高。湖区空间分布呈现显著差异,长江中下游湖泊受污染最为严重。基于风险商(RQ)生态风险评价,发现约 30% 的湖泊对甲壳类生物存在较高风险,其中 DEHP 和 DBP 是主要的高风险 PAEs 组分。进一步的主成分分析-多元线性回归显示,工业废水排放和农业生产活动是 PAEs 主要的污染来源,特别是农用薄膜、农药使用量与 DEHP、DBP 浓度呈现显著正相关关系(p < 0.05)。研究结果表明,PAEs 在湖泊水-沉积物系统中具有显著的多介质分布特征,并受人类活动的深刻影响。因此,建议强化 农业生产中 PAEs 添加剂的使用管理,提高工业废水处理工艺中 PAEs 的去除效率,以降低湖泊水体污染负荷。本研究揭示了我国典型湖泊 PAEs 的环境行为、风险特征及其人为驱动机制,为制定水生态环境保护策略提供了科学依据。
    000-000, DOI:
    优先出版日期:  2025-06-27
    摘要:
    近年来,鄱阳湖流域种植系统氮磷的过度输入与低效利用造成了氮磷负荷增加等环境问题,因此,定量追溯鄱阳湖流域种植系统的氮磷时空格局,对保护流域生态系统可持续性具有重要意义。本研究采用物质流分析方法,分析了鄱阳湖流域2000-2022年种植系统氮磷通量的时空变化,并基于种植系统氮磷污染物排放现状设计了基准情景,减少耕地化肥投入情景、秸秆回收率提高情景和综合措施情景,在各种情景下定量描述减排潜力,提出了氮磷污染物减排防治的策略。结果表明,流域内氮磷输入情况总体呈现先上升、后平稳波动的变化,于2015年前后氮磷输入量出现峰值;空间分布上,鄱阳湖环湖区氮磷总输入量最高,分别为28.1万吨和6.4万吨;化肥和有机肥是最大来源,贡献了一半以上的氮磷输入量;从种植系统养分利用效率来看,氮和磷的综合利用率分别为48.5%和31.0%,2010年以来各种作物氮磷利用率呈下降趋势,养分投入氮磷比(N/P)也在持续下降,平均输入N/P为3.9。综合措施情景结果表明,到2050年,氮磷污染排放可减少15.9万吨,与基准情景相比减少了53.4%的污染物,排入环境中的氮磷比可升至6.5。通过定量分析鄱阳湖流域种植氮磷结构,追溯20来流域氮磷输入情况,识别判断氮磷比的变化趋势,可系统评估种植系统的氮磷代谢关键过程,并通过评估未来情景的潜在结果,为鄱阳湖流域建立有效的氮磷综合管理措施提供科学依据。
    000-000, DOI:
    优先出版日期:  2025-06-25
    [摘要] (177) [HTML] (0) [PDF 1.73 M] (137)
    摘要:
    全球变暖加剧,热浪事件频率与强度显著增加,探究其对湖泊营养盐、叶绿素a(Chla)及浮游植物生长等生态过程的影响,有助于揭示湖泊在热浪条件下的生态响应机制,并为气候变化下湖泊的管理与调控提供科学支撑。本研究基于GOTM-WET模型,模拟了2022年夏季热浪对北太湖(梅梁湾)Chla浓度的影响,重点分析了不同热浪强度对Chla的影响效应及其可能机制。结果表明,2022年夏季热浪显著抑制了Chla浓度,且抑制效应随热浪强度的增加而增强。通过进一步分析发现,2022年热浪期间最高水温超过37℃,可能超出了大多数藻类的最佳生长温度,从而抑制了藻类生长。此外,热浪期间水柱分层加剧,导致总氮(TN)和总磷(TP)浓度在表层减少而在底层积累,这种营养盐垂直分异限制了表层藻类生长所需的营养供给,同样也会抑制Chla浓度的增长。本研究揭示了极端高温条件下水温和营养盐双重因素对湖泊藻类生长的潜在影响机制,深化了对热浪事件影响湖泊生态系统过程的理解。
    000-000, DOI:
    优先出版日期:  2025-06-23
    [摘要] (213) [HTML] (0) [PDF 1.67 M] (179)
    摘要:
    洞庭湖是长江中游的重要湖泊,准确模拟其各输入、输出站点的径流响应关系,对湖区防汛抗旱和生态保护至关重要。针对复杂水力连接下洞庭湖流域多站点径流过程的时空非线性关联特性,本研究提出了一种基于图神经网络的多输入—多输出径流响应模型,首先利用长江、洞庭湖和四水的流域拓扑空间结构,将各站点的原始观测序列转化为图结构数据,以表征多站点之间的空间关联特性;然后,通过互相关分析法研究各站点观测变量之间的时滞关系,确定模型的输入特征步长;最后,利用图神经网络对数据中的站点特征进行聚合与更新,以捕捉关键控制站点间的复杂时空依赖性,提高多站点径流模拟的准确性和可靠性。结果表明:在洪水事件中,图神经网络(GNN)的纳什效率系数NSE和平均绝对误差MAE相比前馈神经网络(BP)和长短期记忆神经网络(LSTM)模型均提高5%以上,且相关性系数R^2均超过0.97,在枯水断流事件中,召回率TPR和精度Precision普遍超过0.96。GNN在洪水和枯水断流等水文事件模拟方面具有明显优势,可为洞庭湖防汛抗旱和生态治理提供科学依据。
    000-000, DOI:
    优先出版日期:  2025-06-23
    [摘要] (218) [HTML] (0) [PDF 1.42 M] (153)
    摘要:
    洪泛湖泊水文干旱及其对水文连通性的影响对当地水资源管理和湿地生态保护至关重要。基于ESTARFM(Enhanced Spatial and Temporal Adaptive Reflectance Fusion Model)模型重构的鄱阳湖区2000—2023年高时空分辨率淹水数据集,采用标准化淹水面积指数定量表征鄱阳湖洪泛系统水文干旱,并结合地统计水文连通性函数,研究分析了鄱阳湖区水文干旱和水文连通性演变特征;在此基础上,采用STL(Seasonal and Trend decomposition using Loess)时间序列分解及多元线性函数拟合法,明确了水文连通性对水文干旱变化的响应规律。研究表明,鄱阳湖区水文干旱的年内和年际变化较为复杂,干旱事件的发生频率较高,且整体上呈现旱情增加趋势。鄱阳湖区南北水文连通性强于东西水文连通性,近年来湖区水文连通性呈现出波动下降趋势,与湖区水文干旱强度变化有关。定量分析发现,随着水文干旱程度的增强,鄱阳湖区水文连通性呈现下降趋势。其中,东西方向上,鄱阳湖区轻旱、中旱、重旱、极旱较无旱情境下年均水文连通性分别降低45.2%、50.0%、54.6%和70.7%;南北方向上,年均水文连通性分别降低32.1%、35.6%、39.0%和50.7%。鄱阳湖区水文干旱引起的水文连通性变化将对湿地植被的生长分布产生重要影响,研究结果为极端水情下的湖泊生态系统管理实践提供依据。
    000-000, DOI:
    优先出版日期:  2025-06-19
    [摘要] (298) [HTML] (0) [PDF 1.12 M] (240)
    摘要:
    溶解有机质(DOM)是一类结构组成多样、理化性质复杂、分子量分布范围广的混合物质,主要包含腐殖酸、富里酸、蛋白质、脂类等多种有机组分以及羧基、羟基、酚基、醛基等活性基团。DOM在湖泊生态系统中广泛存在,可参与多种生物地球化学过程、影响生源要素及污染物的迁移转化和归趋行为,并在生态系统碳源汇转换中发挥着重要作用。湖泊水体DOM具有多种环境行为,如DOM可吸附至水体颗粒表面,调控DOM在溶解/悬浮相中的分配特征;环境条件下湖泊DOM会经历光及微生物降解过程,改变DOM在湖泊水体中的含量和结构组成;湖泊DOM中的多官能团极易与金属离子发生络合,还可因电子跃迁产生活性氧物种。此外,湖泊DOM还具有显著的生态环境效应,如DOM可负载在胶体颗粒表面,影响胶体颗粒稳定性及水体透明度;DOM与重金属络合会改变重金属离子生物有效性,进而影响湖泊生态系统健康;湖泊DOM可通过活性氧物种媒介作用促进有机污染物降解,也可通过光屏蔽作用抑制污染物的降解。需要指出的是,湖泊DOM行为及生态环境效应与其分子量、活性基团及分子结构组成息息相关。本文系统综述了湖泊DOM行为及生态环境效应,及其与DOM分子结构组成的关联性,以期为湖泊污染过程及机理、湖泊修复及调控、湖泊管理及规划等提供理论指导和技术支持。
    000-000, DOI:
    优先出版日期:  2025-06-19
    [摘要] (245) [HTML] (0) [PDF 1.30 M] (203)
    摘要:
    湖库型水源地是我国重要水源,对保障区域供水安全发挥着举足轻重的作用。本文以引滦入津工程水源地潘家口水库为研究对象,构建了三维水动力-水质数学模型,开展了水库调度、入库硝酸盐浓度等条件变化下水库底部缺氧的响应研究,提出了防控水库底部缺氧的综合策略。本文采用2017-2018年的水库实测数据,验证了模型的可靠性。研究发现:水库调度与硝酸盐浓度对库底溶解氧浓度的影响显著,在热分层中后期水库下泄水量增大,库底缺氧持续时间、缺氧严重程度显著降低;大幅度降低来水硝酸盐浓度,库底缺氧持续时间、缺氧严重程度和影响范围均显著增加。结合水库实际调度运行情况和供水水质达标的要求,本文建议:1)潘家口水库与下游大黑汀水库联合调度,将每年1~4月和9~12月的下泄水量调整至10月中下旬集中下泄,优化后库底严重缺氧持续时间、最大缺氧面积可分别缩减54%、23%;2)上游来水硝酸盐浓度降低至1.5~2mg/L的流域治污建议,在保证下泄水体TN达标的同时,能够最大限度的发挥硝酸盐对库底耗氧的缓解作用。本文从“水库上游污染源控制—库区底部缺氧防控—下游水质达标”多角度有针对性的制定水库水质保护综合策略,可为深水型水源水库水环境保护与修复提供科学指导。
    000-000, DOI:
    优先出版日期:  2025-06-18
    摘要:
    摘要:三峡大坝建设显著改变了长江水沙通量,但其对沉积物中微生物介导的多功能性(碳氮磷循环)的影响尚未明确。本研究基于16S扩增子测序、共现网络分析和结构方程模型,探究三峡大坝对上下游沉积物细菌群落组成、多样性及多功能性的影响。结果表明,上游沉积物细菌群落以假单胞菌门(~ 25.5%)为主,下游以脱硫杆菌门(~ 24.8%)为主。三峡大坝显著降低下游沉积物的细菌α多样性,且α多样性与水分(减少约35.39%)、阳离子交换量(~ 49.64%)和溶解性有机碳(~ 49.88%)的减少显著相关。结构方程模型显示,沉积物细菌α多样性能通过减少细菌网络相互作用,显著降低沉积物多功能性。本研究揭示了三峡大坝对下游沉积物生态功能的负面影响,建议通过长期监测沉积物中溶解性有机碳和阳离子交换量,以优化水文管理,减缓生物多样性损失。
    000-000, DOI:
    优先出版日期:  2025-06-18
    摘要:
    集运鱼系统作为解决高坝过鱼难题的新兴型式,于二十一世纪初开始应用于我国部分高水头电站,但相关工程集鱼效果却鲜有报道。乌东德水电站首创尾水口集鱼方案,建设了集运鱼系统帮助鱼类洄游。本研究基于乌东德集运鱼系统2021-2023年集获鱼类数据,采用多样性指数、相对重要性指数、个体生态学矩阵和Ward聚类等方法分析集获鱼类特点,与环评及设计阶段相关要求相互印证,初步评价乌东德集运鱼系统集鱼效果。2021-2023年,乌东德集运鱼系统集获鱼类52种95281尾。统计分析表明:(1)10种主次要过鱼对象全部集获,金沙鲈鲤(Percocypris pingi)平均规格最大。(2)集获的圆口铜鱼(Coreius guichenoti)、长鳍吻鮈(Rhinogobio ventralis)、中华金沙鳅(Jinshaia sinensis)、长薄鳅(Leptobotia elongata)和裂腹鱼亚科(Schizothoracinae)鱼类以4龄、3龄、6龄、4龄和4龄为主。(3)集获鱼类多样性指数总体处于一般水平,群落结构相对简单。(4)集获鱼类中优势种为?(Hemiculter leucisculus)、中华沙鳅(Botia superciliaris)和泉水鱼(Pseudogyrinocheilus procheilus),3种优势种优势程度达87.3%。(5)物种层面上,集获鱼类中粘沉性卵、定居型为主要生态类群,喜流特征以急流型鱼类为主,缓流型鱼类亦占一定比例。(6)Ward聚类分析发现,集鱼数量最多的7月、8月单独为两个聚类,其他月份为一个聚类,季节性差异明显。总体而言,乌东德集运鱼系统帮助了江段大部分鱼类物种洄游,未出现不同个体规格的选择性集诱鱼,初步判断集获的主次要过鱼对象大都为达到初次性成熟年龄的潜在繁殖群体,部分主次要过鱼对象集获月份与环评及设计阶段提出的繁殖时间相比存在滞后或提前,集获鱼类组成变化基本符合设计阶段预测。与同类型过鱼设施相比,乌东德集运鱼系统利用发电尾水诱鱼具有较好的效果,为消减电站的阻隔影响发挥了积极作用。后续需进一步优化集运鱼系统运行方式,加强相关监测,科学、合理的综合评价集运鱼系统有效性,促进金沙江下游连通性恢复。
    000-000, DOI:
    优先出版日期:  2025-06-16
    [摘要] (304) [HTML] (0) [PDF 1.40 M] (220)
    摘要:
    近年来,夏季高温热浪事件频繁出现,改变了浅水湖泊沉积物性质。由于界面处沉积物具有独特的结构特性,可直接影响湖泊生态健康。结合高温前、后滆湖原位采样和室内模拟实验,旨在探明温度对界面处沉积物结构性质的影响。首先,采样结果发现高温导致湖泊沉积物密度、屈服应力降低,促使浮泥(密度< 1.25 g/cm3)的形成。其次,模拟实验也呈现相同趋势。随着温度从25℃升高至35℃,界面处沉积物密度呈指数型下降趋势,由1.244 g/cm3降低至1.229 g/cm3。同时,粒径分布结果表明,温度升高导致沉积物的中值粒径从最初的17.22 μm增加至21.16 μm,可促使沉积物颗粒物絮凝和团聚。胞外聚合物中多糖/蛋白比值升高也表明温度升高会导致沉积物稳定性下降。此外,沉积物屈服应力与临界剪切应力随温度升高呈指数衰减趋势,且温度阈值为29℃。综上,本研究表明高温会导致沉积物结构的疏松多孔性增加,且当温度高于29℃时,沉积物更容易发生起动、悬浮。本研究加深了温度升高对沉积物性质影响的认识,阐明了高温条件下浮泥特征变化与其再悬浮潜力的响应关系,为沉积物的修复治理提供了数据支持。
    000-000, DOI:
    优先出版日期:  2025-06-16
    [摘要] (293) [HTML] (0) [PDF 1.26 M] (210)
    摘要:
    三峡工程的运用引起坝下游分汊段冲淤调整,进而改变分流分沙格局,对防洪、航运和生态等带来深远影响。本文选取监利~石矶头河段内三种不同类型分汊河段为研究对象,分析持续冲刷条件下的汊道演变特点,并基于二维水沙模型对比计算了三峡工程运用前后不同流量级下的分流分沙比,最后阐明了分流格局调整的驱动成因。结果表明:三峡运用后,研究河段内顺直分汊段两汊有冲有淤,弯曲及鹅头分汊两汊均冲,且冲刷主要发生于枯水河槽,整治工程阻止了江心洲两缘高滩崩退且促进了洲头低滩淤积;冲刷强度大的汊道发展为主汊,造成部分分汊段主支汊易位,南门洲及陆溪口右汊枯水流量下分流比分别由0.42、0.40提升至0.95、0.81,增幅均超100%;汊道不平衡冲淤是分流分沙格局调整的主要成因,且影响随流量增大而减小,主汊相对支汊冲刷厚度每增加1.0m,主汊分流比增加约7.6~15.8%,分沙比增加约8.2~11.8%;平面形态改变进一步影响了分流格局,南阳洲左汊口门处低滩淤积不利于入流,且高滩崩退后左移降低了左汊洪中流量下的分流比。
    000-000, DOI:
    优先出版日期:  2025-06-16
    [摘要] (274) [HTML] (0) [PDF 2.63 M] (219)
    摘要:
    受青藏高原气候暖湿化影响,青海湖新生湖滨带刚毛藻水华频繁暴发。以往刚毛藻水华提取研究主要依赖多源卫星遥感影像,但受限于影像空间分辨率和混合像元效应,难以精确捕捉刚毛藻水华的真实分布及其细节特征。本文利用低空无人机影像结合Attention DeepLab V3+深度学习模型自动提取青海湖刚毛藻水华特征,对比分析其与光谱指数和机器学习方法的提取结果,并探讨无人机影像与光学卫星遥感影像提取结果的差异。结果表明:(1)Attention DeepLab V3+可在没有先验阈值情况下准确检测刚毛藻水华分布范围,模型的Kappa系数、精度、召回率和F1得分分别为0.985、0.969、0.983和0.976,表明识别能力较强。(2)与现有方法相比,模型Kappa系数和F1得分分别提高4.47%-29.75%和6.35%-34.02%,能够更好地适应复杂的刚毛藻水华分布特征,尤其是在边界细节呈现和空洞分离方面具有明显优势。(3)基于Landsat OLI和Sentinel-2 MSI等常用光学卫星遥感影像的提取结果存在高估青海湖刚毛藻水华面积现象,平均相对误差值范围为5.5%-323.47%。
    000-000, DOI:
    优先出版日期:  2025-06-13
    摘要:
    太湖作为一个大型富营养化湖泊,不同湖区沉积物内源污染及释放特征差异显著。以太湖草型湖区胥湖和藻型湖区竺山湖为研究对象,研究分析不同水深下草/藻型湖区底泥内源污染和氮磷扩散通量变化规律。结果表明,胥湖和竺山湖沉积物中总氮含量分别为2.59~3.33g·kg-1和2.95~3.63g·kg-1,总磷含量分别为0.462~0.652g·kg-1和0.749~0.916g·kg-1。藻型湖区沉积物中营养盐含量显著高于草型湖区,且含量均随水深变化呈不规律波动。沉积物磷形态分析表明,胥湖沉积物中以钙磷为主,且钙磷在总磷中的占比随水深增加而明显下降,竺山湖沉积物中磷形态以铁磷为主,铁磷、铝磷和钙磷在总磷中的占比随水深增加逐步上升。胥湖浅水区域沉积物-水界面SRP含量明显高于深水区域,Fe2+和NH4+浓度在不同水深下差别较小,竺山湖浅水区域沉积物-水界面SRP、Fe2+和NH4+含量均高于深水区域。胥湖和竺山湖内源释放风险均较小,胥湖NH4+扩散通量总体随水深增加而先下降后上升,竺山湖NH4+扩散通量随水深增加而明显升高。研究结果对于深入理解水深对太湖草/藻型湖区沉积物-水界面氮磷迁移规律具有重要作用。
    000-000, DOI:
    优先出版日期:  2025-06-11
    [摘要] (400) [HTML] (0) [PDF 1.12 M] (332)
    摘要:
    潮白河流域是北京市生物多样性热点区域,研究潮白河大型底栖动物生物多样性和群落稳定性对了解潮白河水生态系统、提升生态系统保护质量有重要意义。本研究在潮白河流域山区段和平原段布设44个样点,于2020年9月(秋季)、12月(冬季)和2021年4月(春季)、7月(夏季)开展大型底栖动物群落及多样性调查。基于四次调查的底栖动物数据,分析潮白河流域底栖动物多维度生物多样性和群落稳定性的时空变化,利用Pearson相关性系数和广义线性模型分析各生物多样性指数和各群落稳定性指数之间的关系。结果表明,潮白河底栖动物的生物多样性和群落稳定性季节变化不显著,山区与平原区差异显著。山区Margalef丰富度指数等物种多样性较高,但是Pielou均匀度指数较低。此外,各功能多样性指数表示山区段底栖动物功能性状更丰富,冗余种更多。潮白河山区底栖动物次级生产力、周转率、物种竞争强度比平原区低,凝聚力比平原区高,表明山区群落稳定性比平原区高。从Pearson相关性分析得知,不同的生物多样性指数之间有存在较为显著相关性,而表征群落稳定性的不同指数之间相关性较弱、较不显著(p>0.05)。分析多样性与稳定性之间的相关性发现,物种分布越均匀、物种丰富度越高、生态位分化程度越高,则次级生产力越高,周转率越大,物种竞争越小,群落凝聚力越大,则群落稳定性越高。山区和平原底栖动物群落稳定性最简约模型都更倾向于分类多样性和功能多样性解释潮白河底栖动物群落稳定性的变化,功能分异度(FDiv)被选择的次数最多,表明物种性状丰度的差异性和种间生态位的互补程度是影响潮白河底栖动物群落稳定性的关键因素。但是仅有平原次级生产力的最简约广义线性模型的模型解释度较高,其余各模型解释度均较低,长期的环境因素可能对潮白河底栖动物群落稳定性影响更大。
    000-000, DOI:
    优先出版日期:  2025-06-11
    [摘要] (327) [HTML] (0) [PDF 1.96 M] (277)
    摘要:
    为揭示岷沱江蓝绿水对气候和土地利用变化两类驱动因子的敏感性差异,提出管控与适应性措施,定量评估蓝绿水资源的时空演变及其对气候与土地利用变化的响应。基于SWAT(Soil and Water Assessment Tool, SWAT)和FLUS模型(Future Land-Use Simulation, FLUS),结合CMIP6(Coupled Model Intercomparison Project Phase 6, CMIP6)气候数据,分析1981-2021年岷沱江流域蓝绿水时空演变,并预测至2100年动态变化。研究表明:①1981—2021年,岷沱江流域以蓝水为主,约占水资源总量的63.2%,气候变化是蓝绿水变化的核心驱动因素,气候变化对蓝绿水变化的贡献率分别为79.12%和63.18%;②1990—2020年,农业用地与草地分别减少4.0%和2.1%,城镇用地扩张了138%,显著减少农业用地与草地的面积,加剧水资源空间失衡。预估未来2040年城镇用地再扩张135%,将进一步压缩草地与农业用地空间,城镇用地扩张区域集中在流域东部成都平原,加剧人口密集区的水资源短缺风险;③在未来情景下,流域降水量将上升1.43-1.80 mm/a,气温升高0.025-0.042℃/a,绿水量将显著增加0.35-1.02 mm/a,而蓝水量在2050年前下降后转为波动增长。在4种共享社会经济路径(Shared Socioeconomic Pathways,SSPs)下,以传统化石燃料为主的路径(SSP5-8.5)蓝绿水变化最为显著,控制城镇扩张并优先实施可持续发展路径(SSP1-2.6)可有效缓解水资源压力;④空间分布上,未来蓝水集中于流域西南部,绿水高值区向东南部转移,东部的成都平原因人口密集且受高温影响,面临水资源短缺与极端灾害风险倍增。研究结果为岷沱江流域制定适应性水资源管理策略和应对气候变化提供了科学依据。
    000-000, DOI:
    优先出版日期:  2025-06-09
    [摘要] (391) [HTML] (0) [PDF 1.66 M] (266)
    摘要:
    为探明氟污染对水土系统细菌群落的影响,本研究于2022年在宁夏清水河流域采集地表水、沉积物及河岸带土壤样本66组,按地表水氟浓度划分为低氟组(F? < 1.0 mg/L)、高氟Ⅰ组(1.0 ≤ F? < 1.5 mg/L)和高氟Ⅱ组(F? ≥ 1.5 mg/L),通过16S rDNA高通量测序及多态氟形态分析,系统解析了氟污染下细菌群落的响应特征。结果表明:氟污染降低了细菌α多样性(低氟组 > 高氟Ⅰ组 > 高氟Ⅱ组),但沉积物Chao1指数因稀有物种生态位释放而出现升高现象。弯曲杆菌门(Campilobacterota)和脱硫杆菌门(Desulfobacterota)被鉴定为耐氟菌门,其中脱硫杆菌门(Desulfobacterota)的物种以低丰度参与硫酸盐还原缓解氟毒性。硫卵菌属(Sulfurovum)等是水土系统中的耐氟细菌属。细菌参与下沉积物/土壤中的残余固定态氟(Res-F)主要通过分解转化为其他形态,土壤环境更有利于细菌对Res-F的分解。本研究首次建立了清水河流域细菌群落与多态氟的关联框架,加深了人们对河流生态系统中氟化物对细菌群落影响的理解,为制定切实有效的生态环保政策提供了科学依据,有助于阻断或减轻氟化物对生态环境的潜在风险。
    000-000, DOI:
    优先出版日期:  2025-06-04
    摘要:
    为定量评估太湖藻源性磷含量以及藻类群落结构对其影响,更好地认识藻类生消与湖泊内源磷循环提供数据支撑,本文基于2021 ~ 2023年太湖藻类、水质监测资料和实验分析,测算了太湖藻源性磷浓度及其占总磷的比例。结果表明,2021 ~ 2023年期间,太湖总藻密度年均值由6.3×107 cells/L降至4.4×107 cells/L,微囊藻占比由79.8%降至35.6%,隐藻、绿藻、硅藻的藻密及占比则显著上升,藻类群落结构明显改变;同期的总磷浓度在0.053 ~ 0.062毫克/升波动,颗粒态总磷平均占比为60.4%,其中藻源性颗粒态磷(藻源性磷)占颗粒态总磷、总磷比例分别为49.4%、29.6%,表明藻源性磷是颗粒态磷的重要组成部分。从群落组成对藻源性磷的贡献上看,太湖的藻源性磷主要由蓝藻、硅藻、绿藻三个门类的藻种构成。2021 ~ 2022年,蓝藻门对藻源性磷贡献率在65%以上,随着蓝藻密度在2023年的迅速下降,其贡献的藻源性磷及占比也明显减少,硅藻门的藻源性磷及占比则由23.9%上升至56.1%。2023年的总藻、蓝藻密度相比2021年明显下降,但由于硅藻、绿藻等门类的占比有所上升,它们提供的藻源性磷增量补偿了蓝藻藻源性磷减量,最终导致全湖总藻源性磷不降反升。尽管硅藻等门类的藻类密度增量不及蓝藻密度减量,但其更大的细胞体积带来更高的单体磷含量,因而对藻源性磷补偿效应较为显著。
    000-000, DOI:
    优先出版日期:  2025-06-04
    摘要:
    克氏原螯虾(Procambarus clarkii)和小管福寿螺(Pomacea canaliculata)是全球广泛入侵的底栖动物,对入侵地水生态系统破坏严重。两者共同出现在同一水生态系统的现象越来越普遍,其对土著底栖动物的影响尚认知较少。本文通过脂肪酸生物标志物的检测,分析了外来入侵物种克氏原螯虾和小管福寿螺及土著物种铜锈环棱螺(Bellamya aeruginosa)在自然水体的食性、生态位宽度及营养级差异,结合两种入侵物种对土著物种的受控捕食实验,探讨克氏原螯虾和小管福寿螺共入侵对铜锈环棱螺的影响。利用主成分分析方法对脂肪酸分析结果发现克氏原螯虾和小管福寿螺的生态位宽度均大于铜锈环棱螺,表明两种入侵物种的食谱更广,在营养资源利用上具有竞争优势;克氏原螯虾的C18:1n-9+C22:6n-3含量百分比显著高于小管福寿螺和铜锈环棱螺,表明其肉食性特征更强;铜锈环棱螺的C15+C17含量百分比显著高于两种入侵物种,表明细菌对其碳源的贡献更高;两种入侵物种的脂肪酸C18:2+C18:3含量百分比显著高于铜锈环棱螺,表明二者的食物来源主要是维管束植物;此外,两种入侵物种的PUFA/SFA高于铜锈环棱螺,说明入侵物种的营养级高于土著物种铜锈环棱螺,因此在生态位上两种入侵物种比铜锈环棱螺具有更强的竞争能力。受控捕食实验显示克氏原螯虾对铜锈环棱螺幼螺的捕食量显著高于对小管福寿螺幼螺的捕食量,而成年小管福寿螺也能捕食铜锈环棱螺幼螺,但捕食量较低。本研究结果表明克氏原螯虾的生态位宽度和营养级均高于小管福寿螺,而小管福寿螺的生态位宽度和营养级均高于铜锈环棱螺,二者共入侵对土著螺的生存负面影响可能更大。
    000-000, DOI:
    优先出版日期:  2025-06-04
    摘要:
    甲基膦酸(Methylphosphonate,MPn)作为具有C-P键特征的典型有机膦酸盐,其生物合成与降解过程深刻影响着水生生态系统的磷循环和甲烷(CH4)产生机制。然而,目前关于水体MPn变化及藻类MPn蓄积能力却鲜见报道。本研究采用液相色谱-串联四级杆飞行时间质谱(LC-MS/MS)技术,对21个水体样本及15株水华藻种进行MPn定量分析,并结合野外连续监测、室内藻类培养及原水培养实验(添加MPn/Pi、BES处理、过滤除藻、避光处理),揭示MPn动态变化与CH4生成的关联。结果显示,52.4%(11/21)的水体样本检出MPn(1.50±0.24~6.99±0.59 μg/L),93.3%(14/15)的藻株胞内蓄积MPn(1.87±0.57~22.24±5.81 μg/L),其中微囊藻FACHB-3602胞内MPn在7天培养中呈现动态积累(峰值8.63±0.85 μg/L),表明藻类是水生态系统MPn的重要生物源。在水样和藻类中,MPn-P对溶解性有机磷(DOP)的贡献率(0.70%~37.85%、0.21%~0.90%)均显著高于MPn-C对溶解性有机碳(DOC)的贡献(0.00%~0.05%、0.00%~0.01%),凸显MPn生态化学计量特征以磷循环为主导。原水培养实验显示,添加MPn使CH4产量较对照组提升157.43%,同时添加无机磷(Pi)则抑制CH4生成;过滤除藻使水体产CH4平均含量降低23.96%,避光处理则促进CH4积累,推测藻菌互作影响水体MPn周转与有氧CH4生成,且该过程受无机磷调控。本研究可为进一步探索MPn在水体磷循环中的作用、以及有氧产CH4机制提供重要的理论支撑。
    000-000, DOI:
    优先出版日期:  2025-06-04
    [摘要] (397) [HTML] (0) [PDF 1.25 M] (275)
    摘要:
    大王滩水库是南亚热带地区典型大型饮用水水源水库,因富营养化导致的蓝藻优势及其水华是供水安全的主要威胁,明确水库浮游植物群落特征以及丝状蓝藻优势驱动因子对水华防治和水库供水安全管理有重要意义。于2021年对大王滩水库水环境和浮游植物群落开展季度调查,探讨浮游植物群落季节动态及丝状蓝藻优势形成的驱动因子。结果表明,水库浮游植物由7门127种组成,以绿藻门、硅藻门和蓝藻门为主,归属于26个功能群;浮游植物细胞密度范围为1.2×106 ~ 430×106 cells/L,表现为秋季>春季>冬季>夏季,生物量在0.14~51 mg/L之间,表现为秋季>冬季和春季>夏季;优势属为泽丝藻(Limnothrix)和假鱼腥藻(Pseudanabaena),S1功能群为长期优势功能群。水库综合营养状态指数介于36.02~49.57之间,表明水库处于中营养状态。Mantel检验和冗余分析(RDA)表明,水温、透明度和氮浓度是影响丝状蓝藻优势形成的显著解释变量,丝状蓝藻绝对优势出现在透明度和氮浓度较低而水温较高的夏、秋季节,其中秋季为泽丝藻和假鱼腥藻水华高风险时期。结合功能群分析,表明大型水库浑浊环境是丝状蓝藻优势形成的重要原因,秋季水温及营养条件处于泽丝藻和假鱼腥藻的生长适宜范围,是其大规模增殖的关键驱动因素。在泽丝藻和假鱼腥藻等丝状蓝藻的威胁下,应关注水库水体浊度、色度升高的原因以提高水体透明度限制丝状蓝藻的优势形成。
    000-000, DOI:
    优先出版日期:  2025-06-03
    [摘要] (351) [HTML] (0) [PDF 1.21 M] (394)
    摘要:
    有机微污染物的治理已成为全球高度关注的环境问题,结合流域水环境特点,建立有效的筛选方法识别高风险污染物,是实现有机微污染物有效控制的关键。本研究以浅水湖泊(太湖)为关注区域,以水和沉积物中有机微污染物浓度和毒理数据为基础,开发了基于暴露风险和危害风险为指标组别的优控污染物筛选方法,通过2/3累计秩法对检出的123种污染物进行优控评分,氟胺氰菊酯、氯菊酯和磷酸三苯酯等33种污染物确定为优控对象,其中31种物质是通过水相数据评估确定,炔雌醇和全氟十二酸是结合沉积物暴露风险评估数据后的增补对象,沉积物介质中污染物暴露数据是优控体系评分的重要补充。在33种优控物质中有17种物质在不同国家的管控清单中出现,16种物质未受足够重视。开发的优控物质筛选体系的不确定性主要源于部分污染物毒性数据或相关阈值的缺失,以及监测数据的时效性和同步性不足,建议后期重点开展有机微污染物监测标准建立、毒性数据完善等工作。本研究可以为全国河湖区域的有机微污染物有效控制工作提供支撑。
    000-000, DOI:
    优先出版日期:  2025-05-26
    [摘要] (442) [HTML] (0) [PDF 1.14 M] (283)
    摘要:
    叶绿素a是湖泊生态系统初级生产力的重要指标,其浓度变化反映水体的营养状态和生态健康。本研究基于2011-2024年查干淖尔水质及环境数据,采用相关性和冗余分析等方法,揭示叶绿素a浓度年际与年内变化特征及其关键驱动因子。结果表明:2011-2024年间,查干淖尔叶绿素a浓度年际变化稳定,夏季浓度最高,冬季次之,且自北向南递减。年际上,叶绿素a浓度与高锰酸盐指数负相关,与水量、水深、降水量、蒸发量和气温正相关,径流量对其浓度有促进作用。年内,叶绿素a浓度主要受总氮和气温影响,蒸发量和径流量在夏冬季影响显著。春季叶绿素a与冬季叶绿素a、气温和径流量正相关,夏季与气温正相关、与总氮负相关,秋季与夏季叶绿素a、气温、径流量正相关、与总氮、总磷和高锰酸盐指数负相关,冬季与气温、径流量和春季叶绿素a正相关。总的来说,查干淖尔叶绿素a浓度变化受到多种环境因素的共同作用,揭示湖泊生态系统对气候变化和水文条件的敏感性。
    000-000, DOI:
    优先出版日期:  2025-05-26
    [摘要] (367) [HTML] (0) [PDF 1.03 M] (286)
    摘要:
    溶解性有机质(DOM)在水生生态系统和生物地球化学过程中起着至关重要的作用。解析我国北方典型湖库水体溶解性有机质组分特征、来源及影响因素对湖泊水体有机物污染及防治具有十分重要的意义。该论文共采集了130个点位的表层水样,采集区域如下:小兴凯湖(XXKH)、 松花湖(SHH)、大伙房水库(DHF)、官厅水库(GT)、于桥水库(YQ)、白洋淀(BYD)、衡水湖(HSH)、南四湖(NSH)。结果显示:①采用平行因子分析(PARAFAC)从北方八个湖库水体的DOM中分离出3个组分:类腐殖质(C1)、类色氨酸(C2)、类酪氨酸(C3)。其中东北湖库的DOM具有较强的腐殖化和较低的自生源特征,华北地区湖库的DOM具有较强的自生源特征;相较于其他湖库,BYD的DOM具有强烈的自生源特征,且DOM含量和类蛋白质占比偏高。 ②人类活动等外源带来的类腐殖质输入与COD、HIX有显著正相关(p<0.01);类蛋白质组分C2、C3含量与DOC浓度、FI、BIX指数有显著正相关(p<0.01),以及与HIX指数有显著负相关性(p<0.01);DOM各组分与氮营养盐的相关性比磷营养盐高。③较大的流域面积会延长DOM在湖内的滞留时间,并促进内源DOM组分的积累;较深的水体有利于DOM组分的保存。温度升高会增强DOM的湖内转化,增强内源特征,减弱外源特征;降水量较多的地区,雨水径流将陆源腐殖质输入水体,增强外源DOM特征。藻类、水生植被和微生物主要通过内源过程来影响DOM的动态变化,共同调节水体的营养循环和生态功能。人类活动较高的地区,会促进湖库水体产生内源性DOM。植被覆盖度较高的地区,会给湖库水体带来更多的类腐殖质组分。
    000-000, DOI:
    优先出版日期:  2025-05-26
    [摘要] (393) [HTML] (0) [PDF 1.72 M] (595)
    摘要:
    长江中下游是东亚?澳大利西亚迁飞通道的重要水鸟栖息地,但气候变化和人类活动加剧了栖息地的退化与破碎,严重威胁水鸟多样性。本研究基于公民科学数据,利用MaxEnt模型模拟了123种水鸟的潜在栖息地,识别出水鸟多样性热点区作为生态源地;结合电路理论和生态阻力面分析,构建了生态廊道并确定生态“夹点”;同时,将生态源地和生态夹点所构成的关键水鸟栖息地与现有保护区叠加,评估了保护空缺。研究结果表明:(1) 长江中下游潜在的关键水鸟栖息地总面积为30,322 km2,其中生态源地为27,669 km2,生态夹点为2,653 km2;(2) 关键水鸟栖息地的保护率为26.85%,但生态夹点的保护率仅为12.24%,表明高连通性栖息地保护的不足;(3) 重要栖息地的保护空缺面积为9417.5 km2,其中44块栖息地部分得到保护,仍有19块未受到保护。根据保护空缺栖息地的空间分布,提出四项保护建议:建立食物资源补给带、优化保护区多目标管理、修复关键河段的生态连通性,将高生物多样性的保护空缺地纳入保护体系。结合其他有效的区域保护措施(Other Effective Area-based Conservation Measures, OECMs)等灵活保护理念,弥补传统保护体系的不足,为提升水鸟多样性保护成效提供科学依据和实践路径。
    000-000, DOI:
    优先出版日期:  2025-05-26
    摘要:
    随着经济快速发展,湖泊等淡水生态系统出现了程度不同的富营养化现象,并引发一系列的水生态问题,如水质恶化、生物多样性下降等。富营养化浅水湖泊生态修复最关键的环节是实现初级生产者从浮游植物向大型水生高等植物的转换。生态修复可影响水质,而水质改善和工程措施可能会影响碳循环过程,进而影响含碳温室气体排放,但目前这一主题尚未得到充分关注。本研究通过对玄武湖修复区与未修复区进行调查采样,比较了两类区域水体理化参数与水-气界面的CO2和CH4通量。研究结果表明,玄武湖未修复区Chl a含量在四个季节均显著高于修复区,夏季最高可达修复区Chl a的5倍之多。未修复区的TN、TP浓度同样显著高于修复区。修复区内CO2通量在各季节均远低于未修复区。就水-气界面CH4扩散通量而言,未修复区的CH4扩散通量在各季节均比修复区的CH4扩散通量高。在未修复区内,浮游植物生物量与TP、pH、Chl a均有较强(但并不显著)的正相关性,而与NO3--N、DIC等有较强负相关性。在修复区内,沉水植物生物量与盐度、电导率具有较强负相关性,与NH4+-N、PO43--P、CO2及CH4通量均为负相关关系。总体而言,生态修复通过恢复沉水植物有效抑制了浮游植物的快速生长繁殖,既改善了富营养化浅水湖泊水质,又通过提高水体与沉积物溶解氧浓度等降低含碳温室气体通量。本研究将为提高湖泊固碳增汇功能提供科学参考。
    000-000, DOI:
    优先出版日期:  2025-05-22
    [摘要] (426) [HTML] (0) [PDF 1.63 M] (315)
    摘要:
    浮游植物在维持生态系统稳定性和功能中发挥着关键作用。然而,目前针对湖泊冰封期冰中浮游植物群落结构及其与环境因子关系的研究仍然较少。为揭示湖冰中浮游植物群落特征及其影响因素,于2023年2月对东居延海、乌梁素海、哈素海和查干淖尔冰中浮游植物和理化指标进行取样调查,结果显示:(1)在乌梁素海、东居延海、查干淖尔和哈素海冰层中,共鉴定出132种浮游植物。东居延海冰中鉴定26种浮游植物,以小球藻属sp.(Chlorella sp.)为优势种;乌梁素海冰中鉴定80种,以泽丝藻属sp.( Zygnema sp.)为优势种;哈素海冰中鉴定54种,以微囊藻属sp.(Microcystis sp.)为优势种;查干淖尔冰中鉴定34种,以环离浮鞘丝藻(Anabaena)为优势种。(2)东居延海冰中的生态系统较为单一,生物多样性较低;乌梁素海冰中的生态系统丰富,生物多样性较高;哈素海和查干淖尔冰中的生物多样性处于适中水平。不同湖泊间藻类的相似性差异显著,乌梁素海与哈素海的相似性最高,东居延海与乌梁素海的差异最大,查干淖尔则表现出一定的独特性。(3)湖冰中的浮游植物密度与总氮、冰温、盐度呈显著正相关,与酸碱度和叶绿素a浓度呈显著负相关。浮游植物密度在东居延海和乌梁素海呈“上高中降下回升”的趋势,哈素海随冰层深度逐渐降低,而查干淖尔中层密度因叶绿素a的增加而升高,下层因营养盐减少而下降。
    000-000, DOI:
    优先出版日期:  2025-05-22
    摘要:
    研究基于白洋淀5个站点近30年水质监测数据,运用多源统计分析方法,结合文献调研,系统揭示了白洋淀水质演变趋势、影响因素和控制对策。结果表明,①2005和2015年前后为近30年白洋淀水质较差时段;2022~2023年淀区稳定在III类,2023年水质为30多年以来最好水平,主要污染指标为COD和总磷。大规模生态补水是白洋淀水质很大程度改善的主要原因。②2009~2023年,淀区COD、TN和TP均呈明显下降趋势,年变化速率分别为-0.611mg.(L.a)-1(α=0.05)、-0.21mg.(L.a)-1(α=0.01)和-0.013 mg.(L.a)-1(α=0.05)。③各站点水质指标可空间聚为3类,西部的南刘庄站点水质最差;富营养化指标可聚为2类,呈现出北部站点高于南部站点的特征;近年白洋淀整体为磷限制特征,但为氮污染型湖泊。④入淀水量和水位是近年影响白洋淀水质的关键因素;分区域看,西部南刘庄站点应重点关注外源输入,北部站点应重点降低总氮浓度,南部站点重点治理化学需氧量和总磷污染。下一步,应进一步加强淀区底泥和腐殖质等内源污染控制和流域协同污染治理。
    000-000, DOI:
    优先出版日期:  2025-05-22
    [摘要] (403) [HTML] (0) [PDF 1.32 M] (309)
    摘要:
    水体溶解性有机物(DOM)是湖泊生态系统中碳循环的重要组成部分;为了解城市化建设对湖泊DOM特征的影响,本文以目前国内最大城市人工湖——上海滴水湖为例,利用紫外-可见吸收光谱和三维荧光光谱技术,探讨了冬季到夏季(1月、3月和7月)过程中,滴水湖及周围水系中有色可溶性有机物(CDOM)组成的时空变化特征,初步探究了上海临港新城城市化建设对水体CDOM组成和来源的影响。结果表明:①平行因子分析法(PARAFAC)解析CDOM三维荧光图谱发现,滴水湖及相连河道水体主要有类酪氨酸C1、类色氨酸C2和陆源类腐殖质C3三类CDOM物质,其中类蛋白质组分(C1和C2)的荧光强度贡献占比降低,C3的贡献占比升高;②自生源指数(BIX)绝大多数位点都>1.0或接近1,荧光指数(FI)均值在1.4-1.9之间,说明从冬季到夏季过程中受到内源和外源输入的双重影响,以生物活动产生(微生物源)为主,且具较强的自生源特征;春、夏季受到降雨量/地表径流的外源输入影响,CDOM相对浓度被稀释降低,1月a(254)显著高于3月和7月(P<0.01),且CDOM分子量较小;③滴水湖周围河道的用地类型以居民区和新建公园为主,以及建设中的建筑工地,0.8
    000-000, DOI:
    优先出版日期:  2025-05-20
    [摘要] (464) [HTML] (0) [PDF 1.16 M] (374)
    摘要:
    附着藻类在河流生态恢复过程中群落构建机制的研究是深入了解河流生态系统结构与功能恢复的关键。本研究以广州市实施低水位运行策略的的代表性穿城河流——车陂涌(自然生境)、猎德涌(高度渠道化)、沙河涌(混合生境)为研究对象,系统分析了修复后连续四年(2020~2023年)丰水期附着藻类群落结构与功能响应的动态变化过程,探讨近自然修复措施影响下附着藻类群落恢复及环境驱动机制。结果显示:本研究共记录到193种附着藻类,隶属于6门53科90属,其中硅藻门占主导(51.26%)。现存量在空间变化均无显著差异(P>0.05),年际间均有显著差异(P<0.001),时间异质性高于空间异质性。空间上,车陂涌总物种数最高(184种);猎德涌在丰度(2.17×109 cells/m2)、生物量(3.16×103 mg/m2)、香农多样性指数(3.14)及均匀度指数(0.66)均值方面最高。时间上,猎德涌的物种数和香农多样性指数年际增幅最大,分别为:41.43% 和15.58%,沙河涌丰度和生物量增幅最高分别为92.62%、96.53%,均匀度指数0.6左右年际变化较为持平,反映所研究河流附着藻类恢复的有效性。基于生态位特征分析,附着藻类群落构建以协作关系为主,表现出资源高效利用和低竞争压力。校正随机率结果表明,确定性与随机性过程在修复过程中都有主导作用,且环境异质性影响这两种过程的相对作用。冗余分析表明,TN、TP、DO、水深和流速是河流附着藻类群落恢复的重要环境因子,可通过影响群落演替与分布格局,间接介导群落构建过程。研究结果为城市河流的近自然修复的有效性提供了一定的数据支撑及科学依据。
    000-000, DOI:
    优先出版日期:  2025-05-14
    [摘要] (418) [HTML] (0) [PDF 1.18 M] (337)
    摘要:
    湖泊、水库等内陆水域近年来被认为是碳排放热区,其中发生在水-气界面的二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)等温室气体扩散释放是湖泊与水库碳排放的最重要途径。扩散释放是气体在气-液两相间的传质过程,气液传质系数是计算温室气体扩散释放通量的关键参数,而风速通常被认为是决定湖泊、水库表层水体气液传质系数取值的主要因子,然而目前对于风速对温室气体气液传质系数影响的研究大多基于示踪气体野外观测结果,还尚缺乏考虑温室气体气液传质特性的机理试验研究,给定量评估水域温室气体扩散释放量及源汇变化造成不确定性。通过机理试验分别探究不同水面风速影响下的水体CO2与CH4的浓度变化与在水-气界面的释放规律,试验结果表明CO2与CH4的气液传质系数与风速呈正相关关系,分析认为风速的增大可促进水面湍动,且风生成的水面波增大了气液接触面积,从而促进气液传质发生。同一工况下的CO2与CH4气液传质系数的对比结果表明,除分子扩散系数外,气体溶解度等气体其他的物理、化学和生物性质也会对气液传质产生影响,且随着风速的增大,气体传质特性的影响更为显著。基于试验结果建立了考虑温室气体在不同风速影响下的气体传质特性的气液传质系数取值公式,并应用该公式与传统经验公式进行通量计算差异比较分析,分析发现传统经验公式的通量计算结果更高,但不同公式结果仍然具有较好的一致性趋势。研究结果将加深对不同温室气体气液传质机理与传质特性差异的理解,有助于科学分析湖泊、水库等水域温室气体扩散释放的影响机制,进一步提高碳排放评估的准确性。
    000-000, DOI:
    优先出版日期:  2025-05-14
    [摘要] (433) [HTML] (0) [PDF 1.48 M] (648)
    摘要:
    随着气候变化和城镇化影响的加剧,极端复合水文事件频发,扰乱城市生产生活节奏,威胁人民生命财产安全,揭示极端水文事件的联合频率特征及其变化机制对水安全保障至关重要。论文基于联合分布理论分析了太湖平原地区极端雨洪、洪潮和雨潮复合事件的联合频率变化特征,揭示了不同城镇化阶段极端水文事件遭遇概率的变化规律。结果表明:城镇化高速期极端水位、潮位和降雨等水文要素相比于早期均有所提高;城镇化高速期年最大1日降水增幅达15%以上,年最大1日水位增幅达6%以上,且武澄锡虞区各水文要素的均值都要大于阳澄淀泖区。武澄锡虞区遭遇极端雨洪复合事件风险较大,而阳澄淀泖区极端雨潮和洪潮复合事件遭遇风险相对较大。太湖平原地区极端水文复合事件受到城镇化程度的显著影响,城镇化高速期遭遇复合极端水文事件概率均增大约2倍,其中武澄锡虞区重现期变化率大于阳澄淀泖区。研究结果可为太湖平原及类似快速城镇化地区的工程水文设计和防洪减灾提供一定科学参考。
    000-000, DOI:
    优先出版日期:  2025-05-14
    [摘要] (424) [HTML] (0) [PDF 1.21 M] (541)
    摘要:
    草海作为我国亚热带高原湿地生态系统的典型代表,具有丰富的水生动植物资源和极高的生态价值。然而,近年来草海水体富营养化状态加剧,沉水植物大量消亡,正逐步由草型湖泊向藻型湖泊转变,这一变化对草海生态系统功能和生物多样性产生了深远影响。本文基于2022-2023年的野外调查,系统研究了草海大型底栖动物群落的现状和特征,并比较了其与草海草型湖泊期间(1983年和2014年)的差异,揭示了草-藻型稳态转换过程中草海大型底栖动物群落的响应机制。结果显示,现阶段,草海大型底栖动物平均密度为146.49 ± 16.62 ind./m2,平均生物量为15.93 ± 14.02 g/m2,Shannon-Weiner多样性指数均值为0.73 ± 0.06,Margalef丰富度指数均值为0.37 ± 0.03,Pielou均匀度指数均值为0.66 ± 0.04,功能摄食类群相对丰度占比分别为收集者94.69%、捕食者2.81%、刮食者1.58%、滤食者0.92%。研究发现,大型底栖动物群落空间分布特征与沉水植物分布格局基本一致,生物量呈现出秋季和冬季显著高于春季和夏季的季节特征(p < 0.05),大型底栖动物的其他群落结构特征在季节间差异不显著。冗余分析结果表明,溶解氧(DO)、水深(WD)、pH值、高锰酸盐指数(CODMn)、透明度(SD)和电导率(Cond)是影响草海大型底栖动物群落结构变化的主要环境因子。草海近20年来 CODMn持续升高,稳态转换后Chl.a浓度上升,SD逐年下降。比较研究发现,草海大型底栖动物群落在草型清水态时以刮食者(腹足纲)为主,而藻型浊水态时则以收集者(颤蚓科和摇蚊科)为主,且草型湖泊阶段大型底栖动物的物种数、密度、生物量和物种多样性指数均高于藻型湖泊阶段。本研究为全面评估草海水生态系统现状,了解高原淡水湖泊稳态转换过程中大型底栖动物群落的响应,开展针对性的生态修复工作提供了重要的科学依据,也为草海后续水生态修复工作提出了科学建议。
    000-000, DOI:
    优先出版日期:  2025-05-14
    摘要:
    水体中的藻类可随着水汽界面破碎的气泡进入空气,并以气溶胶为载体在大气中传播。这不但是一种重要的藻类种群扩散方式,影响着周边水体的种群结构,同时空气中有害藻类的增多也会导致较大的健康风险,使空气富营养化加剧。目前,人们对于气载藻类的认知尚显不足,且主要见于国外文献报道。本文系统梳理了气载藻类在空气中的分布特征,包括它们的主要种群组成、季节性变化和昼夜变化模式,阐述了温度、湿度、风速等影响气载藻类生存和传播的环境因素,介绍了气溶胶中的有害藻类对人类健康的影响。最后,针对当前研究的不足之处,本文建议未来的研究应重点关注气载藻类的定殖动态,了解它们在空气中的存活和繁殖情况;汇源识别,确定气载藻类的主要来源与沉积区域;风险评估,预警气载藻类及藻毒素气溶胶对于人类健康的长期影响
    000-000, DOI:
    优先出版日期:  2025-05-14
    [摘要] (388) [HTML] (0) [PDF 1.22 M] (479)
    摘要:
    挺水植物在生长期不仅可以作为“汇”从水体及底泥中吸收养分,在衰亡期还可以作为“源”不断向水环境中释放氮、磷等营养物质,如果生物量庞大则可能引起水体“二次污染”。为探究衡水湖典型挺水植物养分释放规律及影响植物分解的微生物学机制,以优势种芦苇(Phragmites australis)与水烛(Typha angustifolia)为研究对象,于2023年2月底在衡水湖采用分解袋法开展原位分解试验,以水面上未接触水体的试验组模拟植物的“立枯分解”,水面下淹水试验组模拟挺水植物在水体中的腐烂分解。结果表明:①芦苇与水烛在淹水与非淹水条件下分解速率具有极显著差异(p< 0.01),淹水分解更有助于芦苇与水烛腐烂分解的进行,但长时间的淹水可能会导致元素积累。②水烛比芦苇分解快,是由于分解速率与初始N、P含量及氮、磷循环总基因相对丰度呈正相关,与初始纤维素、木质素、可溶性糖含量呈负相关。③固氮基因丰度随分解程度的增加而逐渐增加,芦苇(分解中后期)与水烛凋落物N含量的增加与固氮微生物的固氮基因呈正相关关系。
    000-000, DOI:
    优先出版日期:  2025-05-13
    [摘要] (372) [HTML] (0) [PDF 2.11 M] (305)
    摘要:
    为探究农业种养模式变化对平原水网区河湖水量水质的影响,以江汉平原四湖总干渠为研究对象,基于2010-2023年观测数据分析了年际年内水量水质变化特征,利用遥感影像、统计年鉴等数据识别了不同土地利用类型的年际变化,并查明了近10a不同类型氮磷污染负荷的变化趋势,运用冗余分析(RDA)和相关性热图(correlation)重点探讨了农业种养模式变化下总干渠水量水质的响应规律。研究结果表明:①2010-2023年,四湖总干渠水体总氮总磷浓度在年际上呈现出“先增加再减小后趋于稳定”,年内表现为“冬春季低、夏秋季高”,而在空间上则表现为“出入渠口低、中间高”;总干渠年内排水量主要集中在4月~9月,约占全年的65.7%。②近10a,四湖流域农业种养模式变化显著,主要表现为旱地耕作面积缩减约15%,稻田种养面积增加约19%,淡水养殖面积在2010-2016年增加了约2%,而在2016-2022年缩减了4%以上。③四湖总干渠水量变化特征除受降雨量影响外,还与流域内不同土地利用类型的降雨径流量变化相关,其中水田和旱地是主要影响因素,其贡献分别占总水量变化的366%和-236%。④近10a,四湖总干渠氮磷浓度变化特征与流域内氮磷污染负荷变化极显著正相关(解释度为79.7%,*p<0.01),而引起流域内氮磷污染负荷变化的主要影响因素是淡水养殖和畜禽养殖;此外,稻田种养对氮磷负荷的贡献近10a从6%增至26%,氮磷污染负荷占比逐渐凸显,未来水环境污染风险不容忽视。
    000-000, DOI:
    优先出版日期:  2025-05-13
    [摘要] (373) [HTML] (0) [PDF 1.32 M] (684)
    摘要:
    本研究旨在系统分析太湖不同区域沉积物中腐殖酸(humic acid, HA)的空间分布特征及其对甲烷生成过程的影响。采样区域涵盖东太湖、梅梁湾、湖心区和大浦口,分别采集表层沉积物进行定量分析。通过傅里叶红外光谱(FTIR)、分光光度法、元素分析、电化学测量以及醌类基团的定量测试,表征了HA的含量、结构特征及氧化还原特性(包括电子接受能力(electron accepting capacity, EAC)和电子供给能力(electron donating capacity, EDC))。研究结果表明,太湖不同区域的HA含量及其氧化还原特性存在显著空间差异。草型湖区(如东太湖)的HA的含量较高,主要由于其沉积物中富含类纤维素、类木质素物质;而藻型湖区(如梅梁湾)的HA的前驱体具有更多的蛋白质等含氮物质,因此具有更高的氮含量。藻型湖区的HA表现出更强的EAC。相关性分析显示,HA的EAC与沉积物碳氮比呈显著负相关以及HA的芳香缩合度呈显著正相关。为了进一步明确太湖HA对产甲烷过程的影响,本研究在富集体系中探究了不同EAC的HA对甲烷生成的调控作用,并通过测定甲烷累积量和辅酶F420相对活性来表征产甲烷过程。结果表明,随着HA的EAC增加,其对产甲烷过程的抑制作用越强,辅酶F420相对活性显著降低。这一发现表明湖泊HA能够通过其氧化还原特性在调控CH4排放方面起着关键作用。未来的研究应进一步关注不同前驱体对湖泊HA形成机制的影响,以及影响HA的EAC的关键因素,以全面理解湖泊HA在气候变化调控中的潜在作用。
    000-000, DOI:
    优先出版日期:  2025-05-13
    [摘要] (338) [HTML] (0) [PDF 1.18 M] (523)
    摘要:
    三峡大坝已经蓄水20余年,超过50%以上的三峡库区一级支流持续爆发水华,主要以蓝绿藻和甲藻为优势藻类。研究水华与内源积累的相互关系,将有助于预警三峡库区水华、预测库区生态环境。河流泥芯无疑是研究河流内源生态和水华影响的适宜材料。为此选择同位于三峡库区云阳县的两条一级支流,即水华支流澎溪河和非水华支流磨刀溪,采集两河中游泥芯,在相似的气候和地理条件下研究水华对底泥沉积的影响。通过210Pb定年法确定,澎溪河蓄水后的泥芯沉积深度为45 cm,沉积速率为2.3 cm.a-1,而磨刀溪的沉积深度约为30 cm,沉积速率为1.5 cm.a-1,其仅为澎溪河的65%。泥芯数据显示,蓄水前澎溪河底泥中有机质、TN、TP、溶解性磷(AP)和碱解氮(AN)的平均含量分别为9154.9、454.1、432.1、13.3和60.4 mg.kg-1磨刀溪底泥的相应指标为12342.4、756.5、530.2、17.0和63.2 mg.kg-1,分别比澎溪河高出35%、67%、23%、28%和5%。截至2023年采样时,澎溪河和磨刀溪泥芯底泥OM分别为19182.2和13878.6 mg kg -1,后者仅为前者的72%。澎溪河底泥中TN、TP、AP和AN较蓄水前分别增加了96%、37%、77%和51%,而磨刀溪的增幅仅分别为16%、13%、8%和AN减少2%。对澎溪河和磨刀溪泥芯表层20 cm进行5 cm分样的16S和18S DNA高通量测序,结果显示两河底泥微生物群落种类和组成无显著差异。将泥芯定年、泥芯表层DNA高通量测序与水华期间水体浮游植物群落数据结合分析,则显示2010年至2023年期间,澎溪河泥芯0~5 cm处的甲藻和绿藻相对丰度较15~20 cm处分别增加了2.1倍和0.1倍;而同期内磨刀溪泥芯的甲藻和绿藻相对丰度则分别减少了50%和70%。两河泥芯甲藻相对丰度与其有机质含量呈显著正相关(P< 0.05),表明甲藻水华是蓄水后两河内源有机质沉积差异的主要原因。随着内源有机质的积累,库区水华一级支流未来爆发水华,尤其是甲藻水华的风险将增加。沉积物中有机质含量和内源营养积累动态可作为预测库区支流未来甲藻水华规模的关键指标。
    000-000, DOI:
    优先出版日期:  2025-05-13
    [摘要] (501) [HTML] (0) [PDF 1.56 M] (600)
    摘要:
    全球增温导致青藏高原湖泊热力学特征发生显著变化,对于湖泊生态系统和水质变化具有重要影响。本研究以西藏第一大湖—色林错为研究对象,开展了连续的湖泊水温和气象观测,揭示了色林错年内热力学动态变化特征以及对气象条件的响应过程。结果表明:基于2021年6月至2022年12月水温剖面的连续观测,显示色林错属于双对流混合型湖泊,热力学状态可分为冬季结冰期(12月初至次年4月底)、春季混合期(4月中下旬至5月中旬)、夏季分层期(5月中旬至11月中旬)和秋季混合期(11月中旬至12月中旬)四个阶段。色林错于结冰期(3月中旬)开始进入热力学分层状态,随着冰面融化,进入湖水的辐射增强以及高盐度导致冰下水体快速稳定分层,表层水体得以快速升温。但色林错可能由于盐度梯度的存在,整个水柱在春季未发生完全混合,混合现象只局限在表层0-30 m的水体,底部水体一直保持缓慢的增温现象。色林错湖泊稳定度指标施密特稳定度(Schmidt Stability)变化范围为0至520J/m2。从温跃层的特征来看,2021年和2022年温跃层的变化规律非常相似,夏季分层期温跃层最大深度在17 m左右。风速与净辐射对于色林错不同时期热分层的驱动机制不同,风力和辐射在形成期共同主导了热分层的形成,而辐射减弱是导致热力学分层消失的主要原因。通过对比分析发现,气温变化相比较于表层水温变化幅度更大,表层水温滞后于气温21天左右。本研究首次开展了色林错湖水热力学特征及其影响因素研究,为深入理解青藏高原内陆湖泊水温变化及对区域气候变化的响应和湖泊模型研究提供了科学依据。
    000-000, DOI:
    优先出版日期:  2025-05-13
    [摘要] (459) [HTML] (0) [PDF 1.76 M] (476)
    摘要:
    气候变化和水利工程运行显著改变了三峡库区水循环过程,近年来,库区干旱频发,分析其农业干旱的演变特征与驱动机制,解析现状防御条件下的因旱减产阈值,对于库区流域干旱的系统应对具有重要的意义。本研究首先基于标准化土壤湿度指数,分析库区流域1982-2022年农业干旱的时空演变特征,并识别其驱动要素;基于Copula理论计算干旱重现期,提取历史典型干旱场景,综合考虑蒸发、截留和径流等损失,引入作物生育期有效降雨量改进Jensen模型参数,提出一种基于改进的Jensen模型确定现状防御条件下、历史典型干旱重演的作物因旱减产阈值的计算方法。结果表明:1982-2022年间三峡库区农业干旱整体呈加剧趋势,且时空分异显著;其中,库尾区域为农业干旱的高发地带,库中游区域为长历时、大烈度、高峰值的重旱和特旱主要发生区域,库首区域为长历时极端干旱易发区。进一步研究发现,未来库区流域农业干旱总体呈减缓趋势。库区夏伏旱的关键驱动因子为降水,冬春连旱的直接影响因素为潜在蒸散发。在现状水利工程防御条下,库区流域发生2、5、10、20、50一遇的作物因旱减产率阈值为1.23%、5.12%、8.13%、15.44%、22.32%。研究成果可为库区抗旱水源配置、抗旱补水调度及补水方案推演提供技术支撑。
    000-000, DOI:
    优先出版日期:  2025-05-13
    [摘要] (359) [HTML] (0) [PDF 1.21 M] (367)
    摘要:
    三峡水库蓄水运行后,长江中下游崩岸强度增强,而崩岸具有隐蔽性和突发性,使得崩岸界定与评估具有一定难度。选取长江中下游的向家洲、七弓岭和成德洲作为3个典型河段,基于多源遥感影像和实测地形资料,分析了崩岸界定的主要指标(岸坡坡比、滩槽高差、坡脚侵蚀度、主流贴岸距离和岸线变化),确定了5个指标的阈值,并使用模糊层次分析法确定指标的权重。结果表明:主流贴岸距离和岸线变化是影响崩岸的主要原因,其权重分别达到0.40和0.25;岸坡坡比、滩槽高差和坡脚侵蚀度次之,三者的权重在0.10-0.15。向家洲的岸坡坡比和坡脚侵蚀度分别为0.04和0.1,七弓岭分别为0.50和0.16,成德洲则均为0.2。这3个河段的滩槽高差均大于15 m,岸线变化阈值为0-0.5 m,主流贴岸距离与河宽之比的阈值为0.3-0.4。
    000-000, DOI:
    优先出版日期:  2025-05-13
    [摘要] (458) [HTML] (0) [PDF 1.97 M] (207)
    摘要:
    支流库湾温差异重流特性是研究其水华生消机理的重要基础。干支流水体温度差引起的密度差导致干流水体在春夏季、秋季、冬季分别通过中层、表层和底层异重流倒灌进入支流库湾。三峡正常运行每年要经历汛前消落期、汛期、汛后蓄水期、枯水期4个阶段,水位最大日变幅可达3.0 m/d。基于经率定验证的香溪河库湾三维水动力水温数学模型,通过对不同水位波动工况进行模拟分析,揭示了库湾温差异重流的变化特性。结果表明:随着水库水位上升,长江干流异重流的倒灌流速和倒灌厚度增大,上游来流异重流的潜入流速减小;随着水库水位下降,长江干流异重流的倒灌流速和倒灌厚度减小,而上游来流异重流的潜入流速增大。水位日升幅增大,长江干流异重流的倒灌距离也随之增大,但增幅较小;水位日降幅增大,长江干流异重流的倒灌距离显著减小,2.0 m/d的水位日降幅使得长江干流倒灌距离减少40%。水位周期性波动会引起库湾水流周期性运动。较高的水位波动频率(每6小时变动1.0 m)使得干支流水体在库湾中下游区域充分混合,降低水力停留时间,有利于限制藻类的生长和聚集。短时间(≤4 d)、小幅度(≤2.0 m/d)的水位波动难以改变库湾稳定的水温分层状态,温跃层平均深度基本不超过5.0 m。
    000-000, DOI:
    优先出版日期:  2025-05-13
    [摘要] (359) [HTML] (0) [PDF 1.80 M] (483)
    摘要:
    浮叶/挺水植被是重要的湖泊水生植被类群,其面积/覆盖度是湖泊生态健康评估及固碳潜力核算的重要参数,大面积、精确获取湖泊中浮叶/挺水植被面积/覆盖度及其变化信息,对湖泊生态修复及碳汇核算至关重要。卫星遥感是获取湖泊浮叶/挺水植被面积/覆盖度最有效的手段。然而,传统的卫星监测方法只能获取卫星像元内是否存在水生植被,无法定量估算像元内植被的覆盖度,从而无法定量、精准地获取湖泊中浮叶/挺水植被的面积/覆盖度。围绕该问题,本研究利用无人机、Sentinel-2 MSI和Landsat 8 OLI遥感数据,基于XGBoost建模方法,通过逐步升尺度的思路,分别构建了基于Sentinel-2 MSI和Landsat 8 OLI像元尺度的浮叶/挺水植被覆盖度定量估算模型,并成功地应用于四大淡水湖泊。结果表明:基于Sentinel和Landsat的估算模型测试集R2分别是0.95和0.97,RMSE分别是7.85%和4.80%,MAE分别是5.35%和3.35%。1990-2022年,鄱阳湖和洞庭湖呈显著的增加趋势(p < 0.01),太湖呈先增后减的趋势(p < 0.01),洪泽湖有不显著的增加趋势(p = 0.59)。模型在四大淡水湖的长时序应用,证明了模型的稳健性和应用潜力,预期能为湖泊生态系统碳汇核算和固碳潜力评估提供方法和数据支撑。
    000-000, DOI:
    优先出版日期:  2025-05-13
    [摘要] (417) [HTML] (0) [PDF 1.11 M] (274)
    摘要:
    为探究长江中游典型郊野型湖泊——鲁湖中有机氯农药(OCPs)的赋存特征与传输规律,在鲁湖40个点位采集水样和沉积物样,用气相色谱法(GC-ECD)测定24种OCPs,并开展污染特征、来源和多介质传输规律分析。结果表明,研究区24种OCPs均有检出,水体溶解相、颗粒相和表层沉积物中OCPs总量范围分别为0.64~6.97 ng·L-1、0.06~5.61 ng·L-1、0.47~14.16 ng·g-1 dw,与国内外其他湖泊相比,OCPs含量处于较低水平。水体溶解相以六六六(HCHs)占比最大,颗粒相和沉积物中的主要污染物是HCHs、滴滴涕(DDTs)和艾氏剂。特征比值溯源结果表明,研究区HCHs和DDTs均以历史残留为主,HCHs在水体和沉积物中主要来源分别为农业林丹施用和混合来源,DDTs主要于厌氧环境中发生降解。采用余弦相似度、分配系数和逸度法进行OCPs多介质传输分析,溶解相-颗粒相间的分配系数(Kd)表明水体中OCPs随辛醇-水分配系数(KOW)升高而更易被悬浮颗粒物吸附,水体-沉积物间的逸度分数(ffSW)随KOW的增加而减小,表明研究区沉积物是HCB、艾氏剂等高KOW OCPs的汇。
    000-000, DOI:
    优先出版日期:  2025-05-08
    [摘要] (480) [HTML] (0) [PDF 1.39 M] (422)
    摘要:
    湖泊沉积物中磷的形态是影响其在水生态系统中迁移转化的关键内因。本研究采集了呼伦湖36个样点的表层与柱芯沉积物样品,系统分析了沉积物中磷的形态特征与粒度、pH、有机碳及同步提取铁铝钙锰等元素的关联关系。结果表明,呼伦湖沉积物总磷(TP)呈西北向东南递减趋势;沉积物中磷与同步提取的铝(Al)、钙(Ca)、铁(Fe)和锰(Mn)等金属元素呈显著正相关关系,与磷在这些金属氧化物或氢氧化物表面的吸附和共沉淀有关;同时,磷与平均粒径和pH值显著负相关,平均粒径与铁磷(Fe-P)和铝磷(Al-P)的显著负相关主要与铁铝矿物有在细颗粒物中富集趋势且细颗料物比表面积大能提供更多吸附点位有关;Fe-P、Al-P和钙磷(Ca-P)对pH的变化响应较为敏感。路径分析表明,有机质、吸附、氧化还原、微生物及沉积物粒径等均是磷的含量及其形态特征的重要影响因子,总有机碳(TOC)是呼伦湖沉积物中磷形态分布的首要影响因子;沉积物粒径虽然对沉积物磷含量的直接影响较小,但可通过影响TOC含量对磷产生间接影响。本研究积累了我国北方湖泊沉积物中磷的迁移转化的基础数据,为从全国尺度上理解不同湖区沉积物中磷的地球化学特征对流域自然和人为过程的响应机制提供新的视角。
    000-000, DOI:
    优先出版日期:  2025-05-08
    摘要:
    基于8条太湖主要入湖河流2020-2022年8个监测断面的8个指标,分析探讨主要入湖河流污染的时空分异特征,引用正定矩阵因子分析模型(PMF)定量化解析污染来源。结果表明:1、入湖河流各项污染指标浓度呈逐年下降趋势;NH3-N、TN浓度冬季(1—2月、12月)较高,CODMn、TP浓度夏季(6—9月)较高,COD、BOD5浓度一年有两次(1—5月、6—9月)峰值;2、太湖北部入湖河流望虞河、小溪港,西南山区大港河各项污染指标浓度处于相对较低水平。西部入湖河流武进港、太滆运河、太滆南运河、大浦港、乌溪港相对较高,对太湖N、P贡献较大。3、太湖主要入湖河流污染源主要有4类,分别为畜禽养殖和种植、生产生活、工业、水产养殖,贡献率分别为42.1%、12.9%、25.2%、19.8%。农业面源对水体污染物影响较大,应针对畜禽、水产养殖及农田退水路径削减污染物入河量。本研究将入河污染物来源定量化,研究结果可为太湖水体治理提供科学参考。
    000-000, DOI:
    优先出版日期:  2025-04-30
    [摘要] (455) [HTML] (0) [PDF 1.37 M] (693)
    摘要:
    冒泡作为湖库等淡水生态系统中温室气体CH4排放的主要方式,存在着高度的时空异质性。水库库尾浅水区沉积物易产生甲烷,并以冒泡的形式释放,但是在开放水体中很难捕捉到CH4冒泡的排放热区。冰封水库在冰的生长过程中会冻结捕捉由沉积物产生并上浮富含CH4的气泡,在冰面上形成一定规模的“冰封气泡”,这使得基于冰封气泡特征识别CH4冒泡排放热区的规模、空间分布成为可能。本研究以我国东北地区大型水库-东风水库为调查对象,基于冬季水库冰面的无人机影像与现场冰封气泡特征调查,结合面向对象的分类方法构建了冰封气泡影像提取分割方法,利用空间自相关分析探究冰封气泡空间分布模式,识别冰封气泡聚集的热点区域。研究结果表明:(1)东风水库库尾冰封气泡直径的范围为1~10cm,无人机15m飞行高度空间分辨率为0.4cm,能够满足识别冰封气泡的质量要求,形态学顶帽变换方法能够有效改善图像光照不均现象,显著提高正射影地图的合成质量;(2)利用气泡、冰裂纹在长宽比、亮度、密度等特征值的差异性能够有效进行冰封气泡的提取分类,受调查的3个气泡区分类总体精度均为0.8以上,显示了较高的冰封气泡提取精度;(3)3个气泡区冰封气泡面积占比顺序为R2>R1>R3,总气泡面积占库尾的0.24%,但3个区域内部10个调查样带的气泡面积占比存在一定差异,分布范围为2.6%~7.8%,冰封气泡空间分布均呈现显著的聚集模式(Moran"s I >0.8, Z>80),被划分为冒泡排放热点的“高-高”聚类占库尾总面积的21.5%。基于无人机影像识别冰封水库CH4冒泡排放热区可以进一步指导开放水体中CH4排放规模研究。
    000-000, DOI:
    优先出版日期:  2025-04-18
    [摘要] (528) [HTML] (0) [PDF 1.33 M] (754)
    摘要:
    内陆水体是大气中温室气体甲烷的一个重要自然来源。沉积物在厌氧条件下的产甲烷潜势是决定水体甲烷排放规模的一个关键指标。然而,截止目前尚缺乏针对内陆水体沉积物产甲烷潜势的跨系统比较研究,对其驱动因子的认识尚不清晰。本研究收集了我国内陆水体包括水库、湖泊、河流和湿地的沉积物产甲烷潜势数据,结合部分未发表自有数据(共210条数据),探索了4种不同水体沉积物产甲烷潜势的时空分布,并识别了水环境因子对沉积物产甲烷潜势的驱动因子。研究发现,沉积物产甲烷潜势季节性明显,呈现雨季显著大于旱季态势(~3.5倍,p<0.01);拦河筑坝会导致沉积物的产甲烷潜势增加十倍以上,水库、湖泊沉积物产甲烷潜势显著(p<0.01)大于河流或湿地。相关分析表明,人类活动引起的水体富营养化对沉积物产甲烷潜势驱动作用显著(p<0.05),水温、水深、沉积物有机质含量均对沉积物产甲烷潜势有显著(p<0.01)正向刺激作用,而水体盐度对沉积物产甲烷存在显著(p<0.01)抑制作用。本研究表明,在全球气候变化这一背景下,预测未来内陆水体的碳排放,除去全球升温这一自然过程,一些强人类活动干扰诸如拦河筑坝、水体富营养化等过程也必须给予充分考虑。
    000-000, DOI:
    优先出版日期:  2025-04-17
    摘要:
    本文基于河道洲滩变化特征、来水来沙条件和滩地植被的促淤效应,分析了抚河故道的淤塞成因。研究发现,1985年~2022年,抚河故道上游河段洲滩面积持续增长、主河槽淤塞萎缩。上游河段滩地植被生长茂盛,受滩地植被阻水影响,滩地流速降低,泥沙浓度沿程衰减,促进了上游河段泥沙淤积。上游河段来水来沙进入中、下游河段后,由于断面宽度扩大,平均流速沿程降低,导致中、下游河段发生泥沙淤积。此外,抚河故道引水量逐年呈减小趋势,年内水沙条件搭配不合理,小流量时发生淤积,大流量时又无法冲刷小流量沉积下的泥沙,使得河道不断呈现淤积态势。基于平面二维水沙数学模型,通过设计多种水沙调控情景、不同滩槽构造及植被分布等工况开展计算分析,提出了减淤措施:当抚河故道入口含沙量超过0.01kg/m3时,增加一定历时的大流量过程,控制流量在85~125m3/s区间,可以有效促进上游河段的由淤积转为冲刷。在中、下游河段实施切滩治理和植被分布调整,提高中、下游河段的水流挟沙能力,以减缓中、下游河段滩地泥沙的淤积态势。
    000-000, DOI:
    优先出版日期:  2025-04-17
    [摘要] (568) [HTML] (0) [PDF 1.51 M] (521)
    摘要:
    湖泊沉积物参与水体元素循环重要环节,是目前水体富营养化的治理难点之一。为揭示城市内湖沉积物氮磷和有机质污染特征及来源,并为水环境综合治理的环境效应评估提供新视角,采集并测定了黄冈市遗爱湖25个点位沉积物柱状样中的TN、TP和OM含量,监测湖泊9个点位与排口溢流污水水质,解析湖泊水质与沉积物N、P和OM空间分布特征,采用综合污染指数法定量评估沉积物氮磷和有机质污染风险,利用聚类分析和化学计量特征相结合的手段对湖泊沉积物N、P和OM的来源进行定性识别和定量解析。结果表明:水平分布上,沉积物TN、TP和OM含量范围分别在940~3677 mg·kg-1、323~1667 mg·kg-1和1.03%~7.44%,空间分布差异大,且氮磷和有机质高值区集中在湖泊沿岸及排口附近。垂向上总体表现为表层>中、底层,表层沉积物中TN、TP和OM的含量范围分别在920~4450 mg·kg-1、208~1970 mg·kg-1、2.05~7.48%之间,表层TP含量较中国东湖浅水湖泊平均值处于较高水平,与国内沉积物污染严重的湖泊水平相近。综合污染指数法显示表层沉积物TP污染严重,52%的湖区总磷处于中度及重度污染状态,TN污染和综合污染程度较低。聚类分析-化学计量特征结果表明,表层沉积物C/N值为10.67,C/P值在20.16~190.97之间,OM来源受内源释放(55%)、溢流排放和面源污染(45%)的共同影响,TP主要来自面源污染、其次是溢流污水,TN的来源与OM相似。
    000-000, DOI:
    优先出版日期:  2025-04-17
    [摘要] (547) [HTML] (0) [PDF 1.55 M] (464)
    摘要:
    城郊型湖泊受农业扩展和城市化加速的双重影响,面临日益加剧的重金属污染问题,威胁水生态系统及周边人类健康。本研究以长江中下游典型城郊湖泊石塘湖为研究对象,通过沉积岩芯采集和年代序列建立,结合粒度组分和元素浓度分析,采用富集系数法和潜在生态风险指数法,评估并重建了近两百年来Cd、As、Pb、Co、Cu、Ni、Cr和Zn的污染历史。此外,利用相关性分析、聚类分析和正定矩阵因子分析法解析了重金属的来源及其相对贡献率。研究表明,大部分重金属(如As、Pb、Co、Cu、Ni、Cr和Zn)的污染等级较低,潜在生态风险轻微;然而,Cd的污染等级和潜在生态风险较高,自1981年起由无污染至较轻污染上升至中等污染,2004年达到强生态风险等级。此外,自20世纪70年代中期以来,沉积物综合潜在生态风险指数显著上升,但总体风险仍处于轻微水平。污染来源分析显示,1930年之前,石塘湖沉积物中的重金属主要来源于自然风化(平均贡献率为63.63%),工业源和农业源的贡献率分别为25.22%和11.15%;1930年至1974年,农业源上升至23.44%,而自然源和工业源的平均贡献率分别为51.72%和24.84%;1975年以后,农业源和工业源贡献率分别上升至46.74%和41.19%,成为主要污染来源。本研究为石塘湖流域的重金属污染防治提供了科学依据,为长江中下游湖泊生态环境保护提供了长期变化视角,同时也为其他发展中国家和地区在快速城镇化背景下的城郊型湖泊污染防治提供了理论参考和技术支持。
    000-000, DOI:
    优先出版日期:  2025-04-17
    摘要:
    氧化亚氮(N2O)作为一种强效应温室气体,是全球气候变暖的主要贡献者之一。受大量污染物输入的影响,城市河流一直是N2O的排放热点,但在平原地区水动力较弱的河流中其排放特征尚不清晰。研究以中国典型平原城市地区的滆湖入湖河流为对象,分析了枯水期和丰水期N2O排放特征,利用q-PCR技术定量了功能微生物丰度,探讨了其潜在的作用机制。研究结果表明,N2O排放通量在枯水期和丰水期的差异不显著,但表现出明显的空间异质性。N2O排放通量沿河流流向明显下降,且与湖泊距离呈显著正相关。河流入湖距离每减少1 km,N2O排放通量 减少0.05 mg/(m2·d)。N2O排放通量也随着硝化细菌与反硝化细菌丰度比值的增加而增加,表明硝化作用及其底物氨氮对N2O排放起着关键调控作用。此外,研究区EF5r平均值比IPCC-2019默认值高约5.5倍。研究结论深化了对平原内城市河流N2O排放的认识,为区域排放估算的改进提供了科学依据。
    000-000, DOI:
    优先出版日期:  2025-04-17
    [摘要] (535) [HTML] (0) [PDF 1.36 M] (614)
    摘要:
    【目的】地下水中的砷浓度和形态受到微生物活动的显著影响和调控。奎屯河流域是典型的高砷区,而对奎屯河流域该区地下水中的砷代谢相关微生物代谢特征的研究尚显匮乏。【方法】本研究在奎屯河流域采集了11组地下水样本进行宏基因组测序,分析高砷和低砷地下水化学特征以及砷代谢相关微生物的群落结构和功能基因与环境因子之间的关联。【结果】结果表明,本研究区地下水的优势菌门为Proteobacteria(变形菌门)、Actinobacteria(放线菌门)、Planctomycetota(浮霉菌门)。在属水平上,低砷组样品的微生物群落展现出显著的物种丰富度和多样性优势。Nitrosomonas(亚硝化单胞菌属)、Thiobacillus(硫杆菌属)、Sulfuritalea的丰度与总砷呈显著正相关。参与氮循环的微生物会间接影响砷代谢过程。本研究共注释到砷甲基化功能基因、As(III)氧化功能基因、As(V)还原功能基因及As运输功能基因共12种。As(总砷)与arsC1(砷酸盐还原基因)和arsH(有机砷氧化基因)呈显著负相关,与AS3MT(亚砷酸甲基转移基因)呈显著正相关。【结论】砷浓度会抑制砷代谢微生物群落和功能基因的丰度和多样性,对微生物群落结构具有选择压力,使具有砷抗性的微生物在高砷环境中富集。研究区地下水微生物存在多种砷代谢途径,包括ArsJ(有机砷外排通透酶)和GAPDH(甘油醛-3-磷酸脱氢酶)构成的As(V)外排系统等,砷甲基化是该流域高砷地下水中微生物砷代谢的主要途径。砷代谢微生物群落和功能基因与总砷之间的关系受到多种环境因素的调控和影响,而不是受单因子调控。本研究通过筛选具有砷代谢能力的微生物种群及其关键功能基因,不仅深化了我们对砷代谢机制的理解,还为砷污染的生物修复技术提供了新策略。
    000-000, DOI:
    优先出版日期:  2025-04-17
    [摘要] (475) [HTML] (0) [PDF 2.17 M] (487)
    摘要:
    柴达木巴伦马海盆地卤水资源储量丰富,然而其成因机理及卤水资源潜力尚不明确。本研究以巴伦马海盆地晶间卤水为研究对象,开展了元素及氢氧同位素地球化学研究,系统分析了其水源、溶质来源、演化过程及成因模式,探讨了钾硼锂资源元素的找矿潜力。研究表明,巴伦马海盆地北部晶间卤水水化学类型为硫酸镁亚型,南部以氯化物型水为主,卤水溶质主要源于石盐、钾盐和石膏等矿物的溶解,蒸发浓缩、水岩反应及阳离子交换作用控制了卤水的水化学过程,南部氯化物型水可能受沿断裂渗流深部Ca-Cl水体影响。水化学特征系数显示,研究区晶间卤水为岩盐溶滤成因水,含盐地层封闭性差,变质程度较低。氢氧同位素显示,晶间卤水主要水源为祁连山的大气降水或冰雪融水,主要补给源为鱼卡河水和流经冲积扇的浅层地下水,强烈的蒸发浓缩和水岩作用对晶间卤水矿床的形成产生了重大影响。南北地区水化学类型和空间分布的差异与这两种来源的补给和混合有着根本的联系,可概括为巴伦马海盆地晶间卤水“溶滤补给+深部补给”二元成矿模式。研究区晶间卤水钾硼锂资源潜力较大,综合水化学特征系数,赋卤层厚度、区域成盐演化过程,钻孔ZK7618、ZK8014、ZK8024和ZK8431附近可能为找矿有利靶区。
    000-000, DOI:
    优先出版日期:  2025-04-17
    [摘要] (441) [HTML] (0) [PDF 1.98 M] (265)
    摘要:
    柴达木盆地是我国钾盐资源的主要储集地和钾肥生产基地。近年来地质勘查研究在盆地西部山前冲洪积扇发现了一种新型含钾砂砾孔隙卤水矿床,预估氯化钾资源储量可观,卤水具有明显“承袭盐岩”的高钠、氯特征及成矿模式。马海作为柴北缘从昆特依盐盆分离发育的次级盆地,湖盆虽小但赋存多种卤水类型(晶间卤水、承压卤水、砂砾孔隙卤水、背斜构造卤水等),系统研究马海盆地砂砾孔隙卤水水化学特征及与不同卤水间物源联系,对揭示柴达木盆地新型砂砾孔隙卤水成因及成矿模式具有重要的理论意义。本文通过马海盆地河水及不同卤水常微量离子含量、矿化度和氢氧同位素组成对比分析,获得主要结论如下:①马海盆地砂砾孔隙卤水平均K+含量为2.16 g/L,矿化度(TDS)均值为254.2 g/L,具有明显高(Na+Cl)/TDS比值(0.94)特征,水化学类型为Na-Cl型卤水;②砂砾孔隙卤水K+含量和TDS虽低于马海盐湖湖表卤水、晶间卤水和承压卤水值,但其含量接近钾盐最低工业开采品位,具有一定的资源开发潜力;同时,砂砾孔隙卤水、晶间卤水和承压卤水K+含量高值与含钾蒸发盐的空间分布基本重合,结合卤水TDS和埋深差异引起的盐度梯度和重力效应,指示了砂砾卤水含盐溶质和钾源自晶间卤水和承压卤水补给;③利用K-B-Li当量图和不同水体B含量差异,显示砂砾孔隙卤水是由鱼卡河水与晶间卤水/承压卤水共同构成了二元混合端元;④马海盆地砂砾孔隙卤水的δD-δ18O值分别为-56.9‰~-17.6‰和-5.70‰~+6.00‰,与承压卤水和晶间卤水展现出相似的氢氧同位素特征,均分布于当地蒸发线两侧,并伴随2H-18O的上升引起的B、Li 含量增加,表明砂砾孔隙卤水经历了蒸发和浓缩作用。综上所述,砂砾孔隙卤水应该长期继承了晶间卤水和承压卤水中的溶质离子,如K+、Na+、Cl-等其他离子,使得三者具有相似的H-O同位素特征。
    000-000, DOI:
    优先出版日期:  2025-04-14
    [摘要] (528) [HTML] (0) [PDF 1.61 M] (354)
    摘要:
    流域土地利用及“源-汇”景观格局通过影响污染物的产生、输移和消纳过程,从而对水质产生复杂影响。认识河流水质对流域土地利用及“源-汇”格局的响应关系,是优化流域景观配置的前提和关键。本文以千岛湖上梧溪流域为研究对象,分析了河流总氮、总磷、硝态氮和磷酸盐等水质指标时空变化特征,解析了子流域尺度土地利用及“源-汇”景观格局及其对河流水质的影响。结果表明,上梧溪流域主要河流水质指标呈现出由上游到下游、由外侧支流到主河道污染物浓度逐渐上升的空间特征。非汛期氮浓度显著高于汛期,而汛期高锰酸盐指数和磷浓度略高于非汛期。进一步采用景观格局指数和源汇景观空间负荷比指数(LWLI),研究发现LWLI与多项水质指标之间呈现显著正相关性,说明LWLI可有效解释水质的时空变异,子流域中“源”景观面积比例越高、距离流域集水口越近、所处坡度越陡则LWLI也越高,氮磷的潜在流失风险更大。汛期总氮(TN)浓度与水田、旱地和村庄的面积占比显著正相关总磷(TP)与茶园和旱地的面积占比也呈显著正相关,而林地面积占比与TN和TP呈负相关,而非汛期除TP外其他水质指标与景观指标的相关性均有所下降。从“源-汇”景观格局的角度来看上梧溪流域存在显著的“源-汇”景观空间失调现象,“源”景观集中于中下游的河道附近,“汇”景观则多分布于距离河道较远的坡地上,这导致“汇”景观难以充分发挥截流净化的作用,建议通过调整土地利用结构和优化景观配置来实现千岛湖流域水质的改善和生态环境的可持续发展。
    000-000, DOI:
    优先出版日期:  2025-04-14
    [摘要] (508) [HTML] (0) [PDF 1.30 M] (401)
    摘要:
    松嫩平原受地质和气候等因素控制,区域地下水含氟量普遍较高。尽管近些年围绕高氟地下水的研究大幅增加,但针对平原内大型水库中氟的地球化学背景、动态演变规律及潜在的生态健康风险,尚缺乏全面系统的认识。本研究综合诸如数理统计、Piper三线图、Gibbs图、端元图分析、PHREEQC水文地球化学模拟,以及生态与健康风险评价模型等多种方法和手段,深入探究向海水库高氟区成因、科学评估生态与健康风险。研究结果显示,向海水库地表水国控断面水质为Ⅴ类,地表水F?浓度介于0.69 ~ 3.68 mg/L,平均浓度达1.87 mg/L,超出我国《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)Ⅴ类水体所设定的氟化物浓度规定限值(1.50 mg/L),归类为高氟地表水;时空维度上,F-浓度呈现出西南部一场泡显著高于东北部二场泡的分布趋势;区域地表水化学特征主要为HCO3-Na、HCO3-Na·Ca和HCO3-Na·Mg型;氟的富集主要归因于蒸发浓缩、矿物的沉淀溶解以及阳离子交换作用的影响;从生态风险评估视角,向海水库被界定为氟生态中风险区域,意味着该区生态系统面临一定程度的氟污染威胁;健康风险评价结果显示,无论是儿童还是成人,均受到氟暴露带来的健康风险影响,且儿童面临的风险显著高于成人。
    000-000, DOI:
    优先出版日期:  2025-04-07
    [摘要] (647) [HTML] (0) [PDF 1.69 M] (719)
    摘要:
    作为长江旗舰物种,中华鲟自葛洲坝截流以来种群锐减,目前其自然繁殖已中断多年,洄游繁殖群体规模不足20尾,野外种群存续岌岌可危。开展中华鲟人工繁育放流是目前维持中华鲟野外种群的关键措施,也可为修复中华鲟关键生境功能、推动中华鲟野外可持续种群重建创造时间窗口。在当前的放流实践中,放流对象包括稚幼鱼、亚成体和成体,放流地点包括从葛洲坝下的长江中游一直到长江口的众多点位,而根据洄游物种洄游导航的相关理论假设,放流应该规范为在产卵场放流仔稚鱼,该实践与理论的冲突是当前中华鲟放流中的重要争议点之一。针对未在仔稚鱼时期经历从产卵场到海洋的降河洄游过程的中华鲟,在其性成熟后是否能够进行溯河洄游找到产卵场的问题,本研究对在长江口开展的中华鲟放流实验进行分析,并着重研究卫星标记(PAT)监测的人工繁育中华鲟成体及亚成体放流后的迁移状况。结果显示,2004—2021年在长江口共放流中华鲟13204尾,其中人工繁育中华鲟成体、亚成体(3龄以上)665尾,有PAT标志的71尾,监测回收PAT标志信息42份,分析发现获得有效监测信息的21尾10龄及以上放流中华鲟中,有3尾出现了沿长江溯河洄游的行为。该结果或可说明仔稚鱼时期经历从产卵场到海洋的降河洄游过程并非中华鲟性成熟后进行溯河洄游的必要条件。为了进一步验证该结论并阐明放流后的溯河洄游机制,还需要开展更精细的实验研究。
    000-000, DOI:
    优先出版日期:  2025-04-03
    [摘要] (568) [HTML] (0) [PDF 1.62 M] (472)
    摘要:
    白洋淀是华北地区最大的淡水湿地,府河是白洋淀上游主要的入淀河流之一。近年来极端降雨的频率和强度增大,府河水体氮、磷浓度及通量的时空变化规律复杂,极大影响了白洋淀的水环境质量。本研究以府河至白洋淀水体为研究对象,结合野外在线监测、野外采样、室内测定分析等方法,研究极端降雨影响条件下府河至白洋淀沿线水体总氮(TN)、总磷(TP)浓度的年内时空变化特征,并解析水体氮、磷浓度与负荷对极端降雨事件的响应规律。结果表明:TN浓度春冬高,夏季低;TP浓度春冬低,夏季高;且从府河上游至下游TN和TP浓度呈降低的趋势。2023年“7.29”极端降雨后至结冰期前,水体TN浓度呈现升高-降低-再升高的变化趋势,TP浓度呈现升高-降低的变化趋势。农业面源污染的外源输入和底泥的内源释放均导致水体TN浓度升高,稀释、反硝化和沉积作用导致极端降雨后TN降低,而后期底泥内源释放和生物吸收利用减弱导致TN浓度持续升高;极端降雨后面源污染物输入增加使TP浓度升高,而磷向底泥的沉积和生物吸收利用导致TP浓度逐渐降低。极端降雨前沿线水体氮、磷负荷逐渐降低;极端降雨后由于面源污染物的输入沿线氮、磷负荷显著升高,升高10.5~47.4倍,极端降雨期控制污染物入淀是保证白洋淀水质安全的必要条件。该研究可为变化环境下白洋淀及入淀河流的水环境管理提供科学依据。
    000-000, DOI:
    优先出版日期:  2025-04-03
    [摘要] (583) [HTML] (0) [PDF 1.33 M] (704)
    摘要:
    浮游植物作为水生态系统的初级生产者,反映了水体的生态结构和功能状态。干旱湖泊水体循环结构多变,浮游植物群落对环境变化尤为敏感。本研究于2019年5月(春季)、7月(夏季)和10月(秋季)对新疆乌伦古湖进行了浮游植物群落结构及演替特征的调查,在28个采样点共鉴定出浮游植物7门73属161种,其中春季、夏季和秋季分别检出85种、49种和149种。微小四角藻(Tetra?dron minimum)为三季的共同优势种,春季以湖生卵囊藻(Oocystis lacustis)和尖针杆藻(Synedra acus)为绝对优势,夏季则为水华束丝藻(Aphanizomenon flos-aquae)和马索卵囊藻(Oocystis marssonii),秋季优势种为环离浮鞘丝藻(Planktolyngbya circumcreta)和水华束丝藻。种间联结特征显示,春秋季的优势种呈显著正联结,而夏季则呈显著负联结。浮游植物多样性表现为春季>秋季>夏季。非度量多维尺度分析(NMDS)和置换多元方差分析(PERMANOVA)结果表明,不同季节的藻类群落组成存在显著差异(P < 0.001)。多元回归分析(MRM)显示,水温(WT)、透明度(SD)和硝酸盐氮(NO- 3-N)对群落异质性有正向影响,而高锰酸盐指数(CODMn)则为负向影响。此外,群落结构与马索卵囊藻、微小四角藻、微囊藻(Microcystis sp.)和角星鼓藻(Staurastrum sp.)的丰度密切相关。总之,乌伦古湖的浮游植物群落在季节性环境变化和种间相互作用的影响下表现出稳定的演替模式。本研究为干旱湖泊浮游植物的环境响应及种间关联性提供了重要的生态学依据。
    000-000, DOI:
    优先出版日期:  2025-04-03
    [摘要] (717) [HTML] (0) [PDF 1.85 M] (476)
    摘要:
    基于2021年6月–2023年5月的风廓线雷达监测数据,综合分析了鄱阳湖湖区的风速风向特征、湖陆风活动规律及典型湖陆风事件的发展过程,主要结论如下:(1)湖区白天近地面风速普遍高于夜间,夏季主风向为东北风,其余季节为西南风。垂直风廓线符合幂次律,风廓线指数依次为:夏季(0.41)>春季(0.29)>冬季(0.26)>秋季(0.23);(2)两年内共发生104次湖陆风事件,占比为14.3%,夏季最多(38次),秋季(24次)、春季(22次)次之,冬季最少(20次),春夏季湖风起始时间早于秋冬季,持续时间更长,陆风相反。无湖陆风日垂直风廓线指数为0.31,全天主风向均为西南风,湖陆风发生日的近地面风速更低,风速廓线指数为0.57,垂直风速变幅更大,且6–18时主风向为东北风;(3)典型湖陆风事件中,湖风高度在14时达到峰值440 m,持续时间为9小时;陆风高度在0时左右达到峰值760 m,持续时间为14小时,峰值高度与当日最高和最低温度同时出现。鄱阳湖湖陆风的季节性活动差异与湖泊面积和湖陆温差的季节性变化有关。本文可为研究季节性湖泊对大气边界层结构和局地环流的潜在影响提供科学参考。
    000-000, DOI:
    优先出版日期:  2025-04-03
    [摘要] (628) [HTML] (0) [PDF 2.21 M] (683)
    摘要:
    城市湿地发挥着越来越关键的作用,其水生态系统的健康评价更是一个重要的过程,有助于我们了解湿地的当前状况并采取相应的保护措施。为探究西藏拉鲁湿地生态系统健康状态及其与水环境因子的关系,于2021年7月(夏季)、10月(秋季)和2022年5月(春季)在拉鲁湿地主要水系进行了浮游植物样品的采集和水环境因子的测定,鉴定浮游植物物种并计算其细胞丰度和生物量,利用浮游植物形态功能群(MBFG)、水质指数(WQI)和浮游植物完整性指数(P-IBI)评价该湿地生态健康状态,分析水质及形态功能群的时空分布特征、P-IBI值与水环境因子的相关性。研究结果表明:(1)基于WQI值评价拉鲁湿地水质总体“良好 ~ 中等”,水体质量存在时空差异:春季优于秋季优于夏季,东部优于西部。(2)基于P-IBI值评价拉鲁湿地三个季节整体的水生态健康状态为“健康 ~ 亚健康”,春季水生态健康状态优于秋季优于夏季,中东部样点普遍优于西南部和东北部。(3)浮游植物生物完整性指数(P-IBI)值与水质指数(WQI)值呈现出显著的正相关关系(P < 0.05),基于P-IBI评价拉鲁湿地水生态健康状态与WQI评价结果接近一致,DO是影响拉鲁湿地水生态健康状态的主要水环境因子(P < 0.05),气温、水量、人类活动和土地利用类型是影响拉鲁湿地水质和水生态健康状态的重要影响因素。(4)春季“Ⅰ”和“Ⅲ”类功能群丰度随拉鲁湿地水生态健康状况的下降而上升,夏季水体生态健康状况与功能群的丰度变化关系不大,秋季“Ⅲ”和“Ⅶ”类功能群丰度的增加与水体生态健康状况的下降有显著关联。
    000-000, DOI:
    优先出版日期:  2025-04-03
    摘要:
    推进以跨界水体共保联治为核心的生态环境协同治理是推进太湖流域水环境综合治理、实现长三角一体化高质量发展的重要任务,探究协调相关主体责任、实施生态环境治理行动的跨界协同路径,对科学制定典型湖泊流域保护治理政策和丰富环境协同治理理论具有重要意义。本文基于协同治理理论,从协同内容需求及实现保障出发,构建跨界环境协同治理路径框架,结合实地调研与案例研究,分析苏嘉联合河长制实践的协同路径和运行效果。研究发现:制度、技术、行动是跨界环境协同治理路径的关键协同内容,三者协同实施是推动跨界环境协同治理取得实效的重要保障。由苏嘉基层政府首创的跨省联合河长制主要为基于制度性协同的治理模式,按照制度、实施成本由低到高的优先序深化和拓展行动性协同内容,有效降低了跨界环境合作成本并改善了跨界河流水环境质量,但技术性协同内容缺乏实质性推进,制约了跨界协同治理能力提升。围绕跨界环境合作的地方主体责任协调是推动协同治理路径演化的关键驱动力。本研究揭示了地方主体在跨界环境协同过程中的协同内容侧重、时序组合特征和协同效果,具有较好的实践应用价值。
    000-000, DOI:
    优先出版日期:  2025-03-27
    摘要:
    多聚磷酸盐(poly-P,简称聚磷)作为一种生物体普遍存在且生物活性高的磷组分,在富营养化水体的磷生物地球化学循环中至关重要。为探明聚磷在湖体沉积物-水界面及水体降解转化过程及其与湖底关键环境因子响应过程,采集太湖竺山湾水域原位样品模拟近自然条件下聚磷在湖体降解与转化过程。结果表明,在近自然条件下,溶解性聚磷的短期水解没有明显的受限,随浓度提高而增高,2d后高浓度聚磷水解产生的溶解性磷酸盐(SRP)浓度增长可达到0.1±0.01mg·L-1/d。聚磷的水解主要以生物降解为主,影响其降解速率的主要因素为溶解氧、碳源、温度以及水动力扰动导致的底泥再悬浮过程,低溶解氧浓度能够加速聚磷的水解进程,并使得SRP浓度提前12h达到峰值;碳源的添加能够略微增加聚磷的水解速率,并能够再培养周期内持续促进SRP的释放,净增长量达到对照组的2倍;低温能够显著减缓聚磷的水解速率,但整体SRP浓度仍然处于升高状态;扰动导致的底泥再悬浮能够增加聚磷的水解速率,并能够提高SRP浓度峰值。聚磷在沉积物主要以强结合态存在于Al-P组分中并不断释放和进一步水解,仅微量以游离态赋存于沉积物和间隙水。溶解性聚磷在近自然条件能够在48h内迅速沉降水解,并对水体SRP升高持续贡献。本研究水体聚磷的赋存特性及快速水解周转部分成果,为厘清夏秋季节的湖体藻细胞指数增殖期的活性磷供给源,以及阐明多聚磷参与水体磷循环的生物地球化学过程提供了支撑。
    000-000, DOI:
    优先出版日期:  2025-03-27
    [摘要] (604) [HTML] (0) [PDF 1.66 M] (433)
    摘要:
    原位覆盖是修复富营养沉积物的常用方法,碳基材料相对于其他修复材料具有来源广泛、环境友好、无二次污染的优势。本研究对活性焦进行了预处理和结构表征,首次评估了活性焦对沉积物的修复潜力并研究了活性焦(363.9 g/m2)和沉水植物轮叶黑藻(Hydrilla verticillata,32.4 g/m2)单独处理以及联合处理对富营养沉积物营养盐释放的抑制效果及活性焦对沉水植物生长的影响。结果表明,活性焦具有较大的比表面积和丰富的中孔结构,与对照组相比,活性焦处理组上覆水CODMn、Chl.a、TN、TP、NH3-N、SRP浓度和沉积物TN、TP、NH3-N、SRP总释放通量均显著降低。活性焦和沉水植物联合处理对上覆水和沉积物指标的提升效果优于活性焦或沉水植物单一处理。此外,活性焦处理使沉水植物生长率提高了40.32%,并显著降低了沉水植物体内活性磷的含量,从而降低了沉水植物衰亡后磷释放的风险。以上结果表明,活性焦具有较好的应用于富营养化水体生态修复的潜力,与沉水植物联合具有协同作用。
    000-000, DOI:
    优先出版日期:  2025-03-27
    [摘要] (679) [HTML] (0) [PDF 1.30 M] (696)
    摘要:
    对高山湖泊浮游动物(如枝角类)群落和生物量以及食物网碳源的变化研究有助于加深对湖泊生态系统响应区域气候环境变化的认识。本研究对滇西北高山湖泊太极湖钻孔沉积物进行多指标分析,包括枝角类亚化石组合、浮游枝角类Daphnia休眠卵和营底栖生活的摇蚊头壳稳定碳同位素(δ13C)和地球化学指标(TN、TP、δ15N和C/N等),以了解该地区高山湖泊近200年来枝角类对区域环境变化的响应模式以及食物网碳源变化特征。结果表明,湖泊营养水平(如TN含量)在近200年来呈上升趋势,分析显示流域输入和大气氮沉降是湖泊TN含量上升的主要因素,同时区域增温和营养盐富集促进了湖泊初级生产力(沉积物叶绿素a)持续上升。钻孔中枝角类群落以沿岸种美丽尖额溞(Alona affinis)和兼浮游种圆形盘肠溞(Chydorus sphaericus)为主要优势种,1860-1970s期间枝角类群落结构较为稳定,1970s以来A. affinis相对丰度上升,C. sphaericus相对丰度下降。冗余分析(RDA)显示,年均气温和湖泊初级生产力(沉积物叶绿素a)是影响枝角类群落演替的显著环境因子。浮游枝角类溞属(Daphnia)休眠卵δ13C值自1940s来发生了明显变化,1860-1940s期间Daphnia休眠卵δ13C值偏负,而湖泊初级生产力较低,且C/N值较高,表明这一时期湖泊浮游碳源明显受到陆源输入的影响。1940-2020s期间Daphnia休眠卵δ13C值明显富集,可能受到了湖泊初级生产力上升和底栖藻类相对丰度增加的影响。摇蚊头壳δ13C值相较于Daphnia休眠卵变化较小,仅在1990-2010s期间出现偏负趋势,可能是降水增加导致陆源有机质在底栖碳源组成中的占比上升。Daphnia休眠卵δ13C值与摇蚊头壳δ13C值变化存在差异,表明浮游和底栖碳源对两者δ13C信号具有差异性影响。本研究发现区域气候变化和流域输入改变了高山湖泊的生产力水平和食物网碳源组成,最终影响了枝角类群落结构和水生生物的稳定碳同位素特征。
    000-000, DOI:
    优先出版日期:  2025-03-25
    [摘要] (670) [HTML] (0) [PDF 1.03 M] (525)
    摘要:
    白洋淀是中国华北平原重要的浅水湖泊,历史上白洋淀周边分布大量制药厂和水产养殖厂,抗生素污染较为普遍。近年来白洋淀流域实施了强有力的污染治理工作,水环境质量明显改善,但水体中长期累积的抗生素的空间分布变化及其潜在生态风险研究甚少。本研究利用超高效液相色谱—串联质谱技术对白洋淀不同功能区上覆水体和沉积物中的喹诺酮类、磺胺类和大环内酯类等3类13种抗生素进行检测,通过科学赋权方法——G1评价法计算了抗生素污染指数,利用生态风险熵方法评价了典型抗生素的潜在生态风险。研究结果表明,白洋淀上覆水抗生素含量范围为15.52 ~256.72ng/L,沉积物中抗生素含量范围为0.63 ~58.56 ng/g,大环内酯类及喹诺酮类抗生素为主要的抗生素污染类型。上覆水中主要抗生素种类为环丙沙星、恩诺沙星、罗红霉素和磺胺嘧啶,沉积物中的主要抗生素种类为氧氟沙星。从抗生素在白洋淀的空间分布来看,府河入淀区的上覆水和沉积物中的抗生素含量范围浓度显著高于其他区域。停止水产养殖后,白洋淀水体中和沉积物中的抗生素污染情况改善明显,白洋淀上游的城镇污水处理厂尾水等再生水为淀区抗生素的主要污染来源。生态风险评价结果表明,环丙沙星、恩诺沙星和氧氟沙星对白洋淀生态环境具有较高风险。
    000-000, DOI:
    优先出版日期:  2025-03-19
    [摘要] (701) [HTML] (0) [PDF 1.27 M] (531)
    摘要:
    以鄂西地区碳酸盐岩出露的黄柏河流域西北口水库为研究对象, 通过针对不同季节、多个特征断面表层和垂向水体基本理化因子和主要离子的原位采样监测与室内实验分析, 从水库水化学变化的角度解析了水库生物碳泵效应(BCP)的时空规律、影响因素和碳汇能力. 结果表明, 西北口水库水体呈弱碱性, 水化学类型为HCO3-Ca.Mg型. 基本理化因子时空变异性较强, 水温、叶绿素a和pH整体上表现为夏高冬低, 水库区高于河流区;电导率、TDS和pCO2则相反. 入库河水离子浓度普遍高于水库区, 库内HCO3-、Ca2+、Mg2+、K+浓度均表现出夏低冬高的特征. 生物碳泵效应在时间上表现为夏季最强, 春秋次之, 冬季最弱;在空间上表现为水库区强于河流区, 库尾区域强于库首. 水库稳定的热分层能够促进生物碳泵效应并抑制碳排放. 水体叶绿素a与pCO2、HCO3-浓度的相关性一定程度反映出西北口水库受到明显的碳控制. 经初步估计, 西北口水库BCP碳汇通量为0.04~0.07 t/(km2/d) , 与其他喀斯特水库处于相似水平. 综合分析可知, 我国喀斯特水库BCP碳汇通量约为全国水库碳排放通量的4%~26%, 在水库碳源汇核算及固碳增汇中的作用不可忽视.
    000-000, DOI:
    优先出版日期:  2025-03-19
    [摘要] (721) [HTML] (0) [PDF 1.33 M] (563)
    摘要:
    2003年三峡工程运行以来,洞庭湖湿地的水文情势发生了显著变化,进而影响了湿地植被的分布格局。然而,有关水文情势与植被分布格局之间的关系比较复杂,相关机制仍不清晰。本研究通过遥感解译和野外调查等方法分析了1995—2022年洞庭湖湿地植被格局时空演变,并结合水文数据,探讨了三峡工程运行前后洲滩植被淹没时间变化对其分布格局的影响及驱动机理。结果表明:1)东、西、南洞庭湖水位年际变化趋势总体一致。三峡工程运行后导致洞庭湖年均水位持续下降,平均下降幅度超过0.3 m,年内最高水位下降超过0.6 m,西、南洞庭湖高水位持续时间缩短,并逐渐向低水位转移;2)1995—2022年,洞庭湖湿地植被面积不断增加,湿地植被整体呈正向演替趋势,具体表现为芦苇群落侵占苔草群落,苔草群落侵占光滩;3)三峡工程运行前后光滩→苔草、苔草→芦苇两个正向演替区域的淹没时间极显著下降(p < 0.01),而苔草→光滩与芦苇→苔草这两个逆向演替区域淹没时间变化呈增加趋势,但变化不显著(p > 0.05),这表明淹没时间下降可能是洞庭湖湿地植被正向演替的关键驱动因素之一。
    000-000, DOI:
    优先出版日期:  2025-03-19
    [摘要] (637) [HTML] (0) [PDF 1.01 M] (670)
    摘要:
    为解决直接利用原始DEM提取的模拟河网不准确,与实际水系存在偏差,进而影响子流域划分的问题。论文基于区域实际影像,先通过区域实际影像中的河流位置,降低河道所在栅格的原始DEM的高程值;采用避免河网提取阈值选取主观性的河网密度法确定河源的最佳集水面积阈值;后设置不同的子流域集水面积阈值,通过阈值与子流域数量之间的关系,确定合适的子流域集水面积阈值和子流域数量;最后通过3种不同子流域划分方案下分布式模型的水文过程模拟结果,比较验证子流域划分的合理性。桃溪流域应用结果表明:先在GIS中对实际水系主河道经过的DEM栅格的高程降低40 m,再基于河网密度法确定的河源最佳集水面积阈值0.81 km2,提取出的河网更加贴近实际;当子流域集水面积阈值为108~144 km2时,桃溪流域被划分的子流域数量均为7个,平均面积为213.19 km2,划分的子流域面积与我国一级小流域范围标准(50~300 km2)一致。记实际水系主河道经过的DEM栅格高程降低40 m后划分的7个子流域、11个子流域分别为方案A和B,由原始DEM划分的7个子流域为方案C,比较桃溪流域在3种方案下应用三水源新安江模型的分布式模拟效果,其模型参数采用遗传算法率定,结果表明:在日径流模拟中,以1982—2012年为训练样本,2013—2022年为验证样本,训练样本日径流模拟的确定性系数分别为0.87、0.87、0.86,验证样本分别为0.9,0.91,0.9,3个方案的模拟精度基本一致;选取1982—2021年内20场最大洪水过程进行模拟,前15场为训练样本,后5场为验证样本,以洪峰、洪量和峰现时间为精度评定指标,A、B、C方案的合格场次分别为19、19、16场,合格率分别为95%、95%、80%;A、B、C方案在20场洪水过程模拟平均确定性系数分别为0.93、0.94、0.93,以确定性系数为精度评定指标,方案A中甲、乙级分别为16、4场;方案B中甲、乙级分别为18、2场;方案C中甲、乙级分别为18、2场。综上,根据实际水系,降低河流主河道经过的DEM栅格的高程进行分布式洪水过程模拟比未处理DEM栅格高程合格率更优,并且按照一级小流域面积范围将桃溪流域划分7个子流域相较于11个子流域,在确定性系数等精度上相差不大。研究方法可为分布式水文模型的构建以及其它相似条件下的子流域划分提供参考。
    000-000, DOI:
    优先出版日期:  2025-03-19
    [摘要] (862) [HTML] (0) [PDF 1.68 M] (851)
    摘要:
    碟形湖是鄱阳湖湿地中植被生物量最大、物种多样性最为丰富的区域,承载了全湖80%以上的越冬候鸟,在维护湿地生态系统完整性和物种多样性方面起到至关重要的作用。全面掌握鄱阳湖洪泛区碟形湖的规模及分布特征,对于区域水资源优化配置及湿地生态系统健康保障具有重要意义。本研究以Google Earth Engine云平台为基础,通过融合多时相Sentinel-2A/B卫星影像,充分挖掘多源辅助资料信息,利用地理空间大数据技术,构建了鄱阳湖洪泛区碟形湖精细化空间编目数据库,系统阐明了洪泛区碟形湖真实的数量、大小及其空间分布格局,进而探讨了其分布特征的成因以及当前碟形湖所面临的重大问题。研究结果表明:1)鄱阳湖洪泛区共有0.01km2以上的碟形湖319个,总面积为557.68km2,约占全湖平均面积的28.88%。其中,0.01~1km2的碟形湖分布最为广泛,约占总量的70.85%,随着斑块面积分级的增加,碟形湖数量以幂函数的方式逐渐递减;2)区域分布上,赣抚河口三角洲碟形湖总面积的贡献最大,达到242.82 km2(43.54%),其次是赣修河口及饶河河口三角洲,分别为149.67 km2(26.84 %)和138.62 km2(24.86 %),南部通江水体区由于地处主航道范围,碟形湖面积仅占4.76%;3)洪泛区碟形湖总体呈现“一主、两次、多中心”的团簇状空间聚集模式,且空间密度演化表现为以高密度为核心向外围呈环带状扩散的趋势,“西南密、东北疏”的异质性特征显著;4)随着湖盆高程的升高,碟形湖数量和面积呈现出“先增长后骤降”的变化趋势,且集中分布在水力条件较适宜12~14m高程带上,具有明显的高程选择性;5)在季节性洪泛脉冲为主导的水情条件作用下,鄱阳湖洪泛区碟形湖的规模及分布是区域地形地貌、水文过程、人类活动等多重因素共同驱动的结果。本研究可为鄱阳湖湿地水文过程变化及其生态环境效应等研究提供高质量的数据支持,有望提升当前鄱阳湖枯水期水资源调配及干旱预警的科学性。
    000-000, DOI:
    优先出版日期:  2025-03-18
    [摘要] (660) [HTML] (0) [PDF 1.32 M] (966)
    摘要:
    随着水资源开发、水体污染、过度捕捞等人类活动的加剧,鱼类多样性及数量呈现严重下降趋势,如何系统监测鱼类应对变化环境时的运动行为及内在生理响应,科学解析其行为响应与环境要素之间的关联,塑造以鱼类生态需求为核心的生境要素条件,对于鱼类资源可持续性保护至关重要。声电标记系统的发展为鱼类保护研究提供了科学的技术手段,不同功能的标记可通过植入鱼体内或附着于体表,实现对鱼类运动行为或生境信息的系统监测。本文系统梳理了目前应用于鱼类保护研究中常见的声电标记信息,按照其不同的功能分为短程编码识别计数、空间寻踪定位、生理状态测定及环境信息记录采集四类标记。首先介绍了不同功能标记的基本信息,然后分别阐述了不同功能声电标记在过鱼设施效果监测、鱼类运动追踪、生理状态测定及生境信息采集中的具体应用及其研究进展,最后基于目前的应用现状,对声电标记技术在鱼类保护中亟待解决的技术难题及未来发展方向进行了展望。本文旨在总结梳理声电标记技术在鱼类保护研究中的应用现状与发展趋势,以期为水生态系统保护提供科学技术指导。
    000-000, DOI:
    优先出版日期:  2025-03-18
    [摘要] (730) [HTML] (0) [PDF 1.24 M] (573)
    摘要:
    基于MIKE21 ECOLab模块构建调水型水库水动力与富营养化二维模型,探究提升模型率定效率的方法,分析外调水主导下水库换水周期、氮磷营养盐以及叶绿素a间的时空变化特征。结果表明:ECOLab模块中9个状态变量的率定顺序为:BOD>PO43-=NH4+>NO2->NO3->Chl-a=FC=TC>DO,涉及到的41个参数中需要重点率定的有11个;用2022年实测数据对模型进行了验证,结果表明模型可以准确反应该水库的水动力及水质的变化情况;以此为基础,在年均调水量为4.9亿方条件下,模拟得到水库换水平均周期为9 d,换水周期空间上具有较高的异质性,主流方向上换水周期较短,以主流方向为分界线,换水周期向两侧递增,增幅与离岸距离呈反比,且在库湾处明显加大,最长超过200 d;以调水水质为近5年的月度均值为边界条件,模拟得到水库无机氮、无机磷及叶绿素a年均值分为0.75 mg/L、1.93 ug/L以及20.93ug/L;时间上,受东江流域面源输入季节性变化的影响,丰水期氮、磷及叶绿素a浓度要高于枯水期;空间上,换水周期越小的区域,氮、磷及叶绿素a与换水周期相关性越强,氮、磷为负相关,而叶绿素a为正相关。本研究成果可为降低水库富营养化模型构建成本提供参考,同时为调水水库富营养化防治提供科学依据。
    000-000, DOI:
    优先出版日期:  2025-03-14
    摘要:
    实际湖泊一般都经历反复的风浪扰动,这种扰动悬浮-平静沉降的循环往复过程中底泥-水界面过程对湖泊的物质循环产生重要影响。针对扰动悬浮-平静沉降过程中泥-水界面上颗粒物以及磷的变化规律,开展了多次扰动-沉降的反复实验。以振荡格栅作为扰动装置、12 h为周期、共进行10个周期的间歇扰动实验,关注了浊度、TP、DTP以及颗粒的变化规律。实验果表明:在反复悬浮-沉降过程中再悬浮引起的浊度、TP、DTP上升会逐渐减少,扰动强度越大扰动后出现的浊度、TP、DTP峰值的下降越明显。多次扰动后底泥表层团粒的粒径变大,出现了200~400μm左右的大絮团。多次扰动过程中悬浮颗粒和颗粒之间发生“扰动-聚集”作用、颗粒距离接近近,范德华引力增大使颗粒间产生了絮凝,而有机质的存在在颗粒之间产生“架桥作用”助长了更大絮团的形成。
    000-000, DOI:
    优先出版日期:  2025-03-14
    [摘要] (860) [HTML] (0) [PDF 1.65 M] (479)
    摘要:
    水文过程是影响洪泛湿地水鸟栖息地适宜性和面积变化的重要因素。当前全球变暖引起的极端水文事件频发,鄱阳湖 在2020 年和2022 年分别发生了极端洪水和极端干旱,2015 年又发生了冬季洪水,但极端水文事件对鄱阳湖水鸟越冬生境面积 的影响并不清楚。本文基于2013-2023 年的卫星影像,提取了每年9 月至次年2 月的鄱阳湖越冬水鸟栖息地数据,然后通过对 比极端水文事件年份与平水年的水鸟越冬生境的时空变化,探讨了极端水文事件对鄱阳湖水鸟越冬生境面积的影响。研究发现: 1)夏季极端洪水、夏秋季极端干旱和冬季洪水导致的鄱阳湖水鸟越冬生境的面积损失分别高达67.62%、29.83%和18.18%;2) 夏季极端洪水和夏秋季极端干旱在9-11 月导致鄱阳湖水鸟越冬生境面积明显减少,但它们并未减少水鸟越冬关键期(冬季)的 生境面积,冬季洪水的影响强度虽然不及夏季极端洪水和夏秋季极端干旱,但是冬季洪水导致水鸟越冬关键期的生境面积平均 损失了14.31%;3)极端水文事件对鄱阳湖水鸟越冬生境的影响存在明显的时空差异,它与极端水文事件的过程和湖底高程有 关。本文的研究结果对鄱阳湖及其类似洪泛湿地的管理以及水鸟保护都有参考意义。
    000-000, DOI:
    优先出版日期:  2025-03-14
    [摘要] (767) [HTML] (0) [PDF 2.04 M] (365)
    摘要:
    基于2022年2月5日于青海湖开展的冰封期湖泊气—冰—水原位观测试验,分析积雪、沙尘及裸冰面情况下的青海湖湖冰变化过程的差异。结果表明:2月处于湖冰发展稳定期,最大冰厚为36.5 cm,最大雪深10.4 cm,雪深的增加显著降低了冰厚生长速率;湖冰反照率日变化形态呈“U”型,早晚高,午时低,积雪覆盖时反照率最大为0.61,而沙尘及裸冰面情况下反照率分别降至0.27和0.16,太阳净辐射强度也随反照率变化相应改变;冰温对气温的敏感程度随深度增加而逐渐减低,日变化幅度减小,滞后时间也随之增加;裸冰面时气温与冰内温度相关系数高达0.93,但积雪存在时降低了气温与冰温间的相关性,且雪深越大,相关性越低。沙尘对太阳辐射呈现高吸收特性,加速了积雪的变质与融化,促进了气温对冰温的控制作用。强风导致冰面积雪沙尘重新分配,间接影响冰温变化;冰内垂向传导热通量的变化与冰温近似,随深度增加热通量降低,日变化幅度减小。裸冰面时传导热通量与其日变化幅度均大于积雪覆盖阶段,太阳辐射的昼夜交替影响上层冰温,传导热通量方向随之发生翻转。青海湖作为青藏高原最大的湖泊,对高原气候及水资源平衡产生深远影响,本研究丰富了青海湖冰封期的湖冰变化实测资料,为高原湖泊模式细化与参数化改进奠定基础。
    000-000, DOI:
    优先出版日期:  2025-03-14
    [摘要] (846) [HTML] (0) [PDF 1.21 M] (462)
    摘要:
    传统的产汇流模型进行洪水预报需要大量的参数与数据。为了简化模型参数与降低洪水预报的复杂度,本研究构建了一种考虑降雨损失与降雨前期流域流量的简易广义单位线(GUH)模型,采用多目标粒子群算法优化参数,以岳城流域、九洲流域为研究区域,根据改进GUH模型、SCS-CN模型、Nash单位线构建不同洪水预报组合进行对比分析,并对改进GUH模型在中小流域洪水预报的适用性进行评估,探讨了不同预见期下改进GUH模型的预报精度。研究结果表明:(1)改进GUH模型预报精度优于另外两个洪水预报组合;(2)改进GUH模型在岳城流域、九洲流域都达到了乙等预报水平,确定性系数均值分别为0.79、0.84,合格率分别为90.91%、83.33%;(3)改进GUH模型的预报精度随着预见期的增加逐渐下降,当预见期小于4h时仍能保持一定的预测水平。考虑降雨损失和前期流域流量的改进GUH模型参数少、结构简单,具有一定洪水预报潜力,为中小流域的洪水预报提供新思路。
    000-000, DOI:
    优先出版日期:  2025-03-13
    [摘要] (714) [HTML] (0) [PDF 1.12 M] (506)
    摘要:
    为了解禁捕初期鄱阳湖江湖通道鱼类早期资源现状,于2023年4月5日-8月21日在鄱阳湖江湖通道逐日开展仔稚鱼调查。结果显示,调查期间共采集仔稚鱼142054尾,鉴定出仔稚鱼38种,隶属于7目9科;其中优势种6种,刀鲚(Coilia nasus)为第1优势种,其仔稚鱼丰度相比禁捕前恢复明显,其余优势种依次为贝氏?(Hemiculter bleekeri)、子陵吻虾虎鱼(Rhinogobius giurinus)、?(Hemiculter leucisculus)、飘鱼(Pseudolaubuca sinensis)、银鲴(Xenocypris argentea)。调查期间,仔稚鱼丰度高峰期出现在7月,7月21日达到峰值,为11476 ind/100m3。空间差异分析结果显示,南岸仔稚鱼丰度显著大于北岸和河道中心(P<0.05)。冗余分析表明,浊度、流速和水位是影响仔稚鱼丰度的主要环境因子,其中浊度与仔稚鱼丰度呈显著正相关关系(P<0.01)。依据亲鱼洄游习性分类,仔稚鱼主要以淡水定居性鱼类为主,物种数和数量占比分别为76.32%和68.29%;依据产卵方式分类,仔稚鱼以产漂流性卵鱼类为主,物种数和数量占比分别为47.37%和48.94%。研究表明,鄱阳湖江湖通道仔稚鱼种类较为丰富,但主要以小型鱼类为主,仔稚鱼平均丰度整体表现为南岸(1744 ind/100m3)大于北岸(431 ind/100m3)和河道中心(259 ind/100m3)。本次调查成果补充了长江十年禁渔后鄱阳湖江湖通道鱼类早期资源基础数据,为鄱阳湖鱼类资源养护和多样性保护提供了科学支撑。
    000-000, DOI:
    优先出版日期:  2025-03-13
    [摘要] (627) [HTML] (0) [PDF 1.75 M] (785)
    摘要:
    鱼道进口“找不到”、槽身“上不去”和过坝后“怎么游”一直是恢复鱼类洄游通道,探明鱼类生活史过程需要回答的问题,其中,鱼类过坝后“怎么游”,是否会陷入库区“生态陷阱”和能否通过库区到达栖息地亟待回答。本文选择金沙江黑水河三种典型鱼类齐口裂腹鱼(Schizothorax prenanti)、红尾副鳅(Paracobitis variegatus)和短体副鳅(Paracobitis potanini)为过鱼对象,通过网捕法调查目标鱼资源状况,利用遥测技术获取3种目标鱼过坝后的上溯行为指标,构建耦合库区水文水动力因素的鱼类过坝后上溯效果定量评价模型,识别影响鱼类过坝后上溯效果的关键因子,建立目标鱼库区上溯效果与各关键因子响应关系。结果表明:(1)齐口裂腹鱼、红尾副鳅和短体副鳅在坝上-鱼道-坝下均为优势种,资源量总和占所有渔获物总量40%以上。(2)3种目标鱼鱼道通过率为11.14%,自鱼道出口向库尾上溯成功率为30.87%。(3)目标鱼过坝后有不同生境选择占比,70%的目标鱼停留于近坝库区,占比最高;28%的目标鱼继续上溯至卵石河床区;未发现有目标鱼从砾石辫状河床区上溯至沙砾蜿蜒河床区。(4)影响鱼类过坝后上溯效果的敏感因素为鱼种、流量、水文条件变化率和昼夜节律。(5)目标鱼过坝后上溯成功率随河道流量增大而下降;目标鱼选择在短涨水时上溯;超过60%的目标鱼选择在夜间上溯;齐口裂腹鱼过坝后上溯成功率显著高于红尾副鳅和短体副鳅。本研究以金沙江鱼类为例,解析了鱼类过坝后上溯行为规律和识别了驱动目标鱼生境选择的关键因子。
    000-000, DOI:
    优先出版日期:  2025-02-27
    [摘要] (1117) [HTML] (0) [PDF 1.19 M] (1040)
    摘要:
    三峡库区作为国家典型生态脆弱区和滑坡灾害频发区之一,滑坡灾害的发生严重威胁着库区生态系统的健康和稳定。因此,开展三峡库区滑坡灾害生态风险评价对于库区环境治理和生态风险防范至关重要。基于“易发性-脆弱性-潜在损失”三维模型,考虑长时间序列影响,采用随机森林模型评估滑坡灾害易发性,借助景观格局指数表征生态脆弱性,利用生态系统服务定量核算滑坡灾害潜在生态损失,开展2000-2020年三峡库区滑坡灾害生态风险评价,并划分风险防范分区,提出相应风险管理措施。结果表明:①滑坡灾害生态风险较高和高值区域分布较为散乱,但整体呈现沿长江两岸的带状分布特征,中等风险和较低风险表现出沿长江及其支流两岸向外围扩散,低风险区域占研究区总面积的60%左右,主要集中于三峡库区的外围。②2000-2010年研究区滑坡易发性和生态脆弱性呈增加趋势,而潜在生态损失显著降低,使得滑坡生态风险呈下降趋势;2010-2020年情况相反,研究区滑坡生态风险呈现上升趋势,且最终高和较高等级滑坡灾害生态风险地区呈扩张趋势。③按照风险结构主导因子、风险变化趋势和潜在生态损失将研究区分为16种风险防范分区,通过合理调整风险管理的力度和侧重点,制定研究区整体、分段和重点区县多尺度风险分段管理策略,以期实现灾害综合防范、管理精准施策和资源高效配置。
    000-000, DOI:
    优先出版日期:  2025-02-20
    [摘要] (892) [HTML] (0) [PDF 1.24 M] (600)
    摘要:
    三峡水库运行以来,支流暴发不同程度的蓝藻水华,香溪河库湾水体磷富营养化程度尤为突出,给三峡库区整体的水环境及水生态安全造成较大影响。沉积物是湖库水体磷富营养化的重要内源,微生物群落在沉积物的物质循环中扮演着重要角色,沉积物微生物活动能显著影响沉积物中磷的形态变化。为探究三峡水库支流香溪河库湾沉积物中微生物群落结构多样性特征及其对环境因子的响应,分别于2021年秋至2022年夏四个季节对香溪河布设的5个具有代表性点位进行取样,基于16S rRNA高通量测序分析及水质分析,对香溪河沉积物中细菌多样性及群落结构差异进行研究。结果表明:香溪河沉积物中微生物多样性丰度较高,α多样性指数总体上表现出秋季>冬季>春季>夏季的季节变化规律,β多样性表现为春季库湾微生物群落差异最大,冬季差异性最小;优势菌门为变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidota)、酸杆菌门(Acidobacteriota)、硝化螺旋菌门(Nitrospirota)、脱硫弧菌门(Desulfobacterota)、厚壁菌门(Firmicutes)、绿弯菌门(Chloroflexi)、疣微菌门(Verrucomicrobiota)和放线菌门(Actinobacteriota)等;通过Spearman相关性分析和RDA冗余分析发现上覆水pH值、溶解氧(DO)、电导率(Spcond)、上覆水正磷酸盐(PO43-)、水温(T)和上覆水总磷(STP)是影响菌群群落结构和分布的主要环境因子,其中STP是最为关键的影响因子。本研究有助于进一步了解香溪河库湾沉积物中微生物季节性变化对库湾磷形态、含量变化的影响,为三峡库区水环境改善和管理提供参考。
    000-000, DOI:
    优先出版日期:  2025-02-20
    [摘要] (843) [HTML] (0) [PDF 1.31 M] (621)
    摘要:
    浮游细菌在水库生态系统的物质循环中发挥着重要作用,并驱动着生物地球化学循环。本研究选取我国东南地区深水型水库——万安水库,以水温与溶解氧的垂直变化特征为依据,基于16S rRNA扩增子测序技术,对水库不同热分层时期浮游细菌群落组成、结构及其组装机制的变化进行研究。结果表明,热分层形成期浮游细菌α多样性在温跃层最高,滞水层最低;稳定期在滞水层较高,温跃层与混合层较低;消退期在温跃层与滞水层较高,混合层较低。分子生态网络分析表明,热分层消退期浮游细菌之间的正相关性较高,模块化程度较低,网络关联更复杂。热分层形成期关键物种占比最高(30.00%),其次为消退期(24.38%)和稳定期(21.60%)。中性模型分别解释了形成期、稳定期、消退期79.7%、78.8%和64.1%的群落变化,细菌群落组装以随机性过程为主,同时环境因子也是影响浮游细菌群落组装的重要因素。3个热分层时期,浮游细菌群落主要受溶解氧、叶绿素a、总氮、总磷等的影响。本研究有助于水库的水质管理以及水生生态系统健康状况的评估。

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