快速检索
过刊检索
全选反选导出
显示模式：
2026,38(5):1799-1812, DOI: 10.18307/2026.0500
摘要：
城市湖泊兼具蓄洪、供水、景观旅游与生态维系等多重功能,具有重要的生态服务价值与社会经济意义。长江流域范围内分布的城市湖泊总数约35.5万个,总水域面积占全国城市湖泊总水域面积的65%以上,生态功能显著。然而,现阶段我国城市湖泊普遍面临汛期面源污染负荷偏高、生态补水潜在风险大、水生态系统韧性不强等问题。为实现水生态环境质量的整体提升,必须从生态系统整体性与流域系统性角度出发,推进基于源网厂河湖一体化的水环境与水生态协同治理模式。本文系统梳理了长江流域城市湖泊水环境与水生态协同治理的研究现状与发展需求,综述了国内外相关研究进展及工程实践成果,深入剖析了当前协同治理中面临的主要挑战:(1)部分城区旱季“藏污纳垢”、雨季“零存整取”问题仍然突出,尤其是汛期面源污染问题已逐渐成为制约城市水环境持续改善的主要矛盾;(2)城镇污水处理厂尾水补充湖泊生态用水的关键在于实现进入湖体的再生水与受纳水体的水质与水生态融合;(3)水体水生态系统韧性不足,流域系统治理不全面。在此基础上,本文凝练提出以“外源高效控制—补水安全保障—生境修复重构—系统优化配置—平台综合管理”为核心的系统性治理思路与重点任务,以期推动长江流域城市湖泊水生态环境治理取得新突破,为国家生态文明建设与绿色发展战略的深入实施提供科技支撑。
城市湖泊兼具蓄洪、供水、景观旅游与生态维系等多重功能,具有重要的生态服务价值与社会经济意义。长江流域范围内分布的城市湖泊总数约35.5万个,总水域面积占全国城市湖泊总水域面积的65%以上,生态功能显著。然而,现阶段我国城市湖泊普遍面临汛期面源污染负荷偏高、生态补水潜在风险大、水生态系统韧性不强等问题。为实现水生态环境质量的整体提升,必须从生态系统整体性与流域系统性角度出发,推进基于源网厂河湖一体化的水环境与水生态协同治理模式。本文系统梳理了长江流域城市湖泊水环境与水生态协同治理的研究现状与发展需求,综述了国内外相关研究进展及工程实践成果,深入剖析了当前协同治理中面临的主要挑战:(1)部分城区旱季“藏污纳垢”、雨季“零存整取”问题仍然突出,尤其是汛期面源污染问题已逐渐成为制约城市水环境持续改善的主要矛盾;(2)城镇污水处理厂尾水补充湖泊生态用水的关键在于实现进入湖体的再生水与受纳水体的水质与水生态融合;(3)水体水生态系统韧性不足,流域系统治理不全面。在此基础上,本文凝练提出以“外源高效控制—补水安全保障—生境修复重构—系统优化配置—平台综合管理”为核心的系统性治理思路与重点任务,以期推动长江流域城市湖泊水生态环境治理取得新突破,为国家生态文明建设与绿色发展战略的深入实施提供科技支撑。
2026,38(5):1813-1828, DOI: 10.18307/2026.0501
摘要：
随着全球生物多样性保护需求的日益增加,如何精准获取生物多样性数据成为各国面临的重要挑战。基本生物多样性变量(EBVs)作为生物多样性监测的核心指标,能够为全球及区域性生物多样性保护政策提供科学依据。尽管传统的监测手段已为生物多样性研究提供了重要数据,但它们仍存在高成本、低效率和物种采集困难等局限。环境DNA(eDNA)技术作为一种新兴的监测手段,能够高效、精准地监测环境中各类物种,为构建基本生物多样性变量提供更为丰富的数据支持。本文探讨了eDNA技术在构建水生态EBVs中的应用潜力,并分析了其在我国生物多样性保护中的前景,旨在推动科学研究与政策决策的紧密结合;以EBVs的六大类别为分析主线,系统梳理并对比了我国现行22项国家、行业及地方尺度水生生物多样性监测与评价技术文件,评估其在不同EBVs层级上的覆盖特征。结果表明,我国水生生物多样性监测体系呈现显著的群落层级主导特征,约95.5%的技术文件集中于群落组成指标,监测对象以鱼类、浮游生物和大型底栖动物为主,而在《昆明—蒙特利尔全球生物多样性框架》强调的基因多样性、参数化种群动态及生态系统结构与功能层级上覆盖明显不足。同时,不同部门主导的技术文件在指标选择、监测对象和方法规范上差异较大,缺乏统一的时间序列设计和跨区域可比性。进一步分析表明,eDNA技术凭借其高灵敏度、非侵入性和多类群覆盖能力,可在一定程度上弥补基因多样性监测、隐蔽/珍稀濒危物种识别及高时空分辨率数据获取方面的结构性短板,为构建与EBVs框架对齐的水生生物多样性监测体系提供重要技术支撑。
随着全球生物多样性保护需求的日益增加,如何精准获取生物多样性数据成为各国面临的重要挑战。基本生物多样性变量(EBVs)作为生物多样性监测的核心指标,能够为全球及区域性生物多样性保护政策提供科学依据。尽管传统的监测手段已为生物多样性研究提供了重要数据,但它们仍存在高成本、低效率和物种采集困难等局限。环境DNA(eDNA)技术作为一种新兴的监测手段,能够高效、精准地监测环境中各类物种,为构建基本生物多样性变量提供更为丰富的数据支持。本文探讨了eDNA技术在构建水生态EBVs中的应用潜力,并分析了其在我国生物多样性保护中的前景,旨在推动科学研究与政策决策的紧密结合;以EBVs的六大类别为分析主线,系统梳理并对比了我国现行22项国家、行业及地方尺度水生生物多样性监测与评价技术文件,评估其在不同EBVs层级上的覆盖特征。结果表明,我国水生生物多样性监测体系呈现显著的群落层级主导特征,约95.5%的技术文件集中于群落组成指标,监测对象以鱼类、浮游生物和大型底栖动物为主,而在《昆明—蒙特利尔全球生物多样性框架》强调的基因多样性、参数化种群动态及生态系统结构与功能层级上覆盖明显不足。同时,不同部门主导的技术文件在指标选择、监测对象和方法规范上差异较大,缺乏统一的时间序列设计和跨区域可比性。进一步分析表明,eDNA技术凭借其高灵敏度、非侵入性和多类群覆盖能力,可在一定程度上弥补基因多样性监测、隐蔽/珍稀濒危物种识别及高时空分辨率数据获取方面的结构性短板,为构建与EBVs框架对齐的水生生物多样性监测体系提供重要技术支撑。
2026,38(5):1829-1849, DOI: 10.18307/2026.0502
摘要：
柴达木盆地位于青藏高原东北部,其“高山深盆”构造格局和超10 km的新生代巨厚沉积造就了中国最大的陆相盐湖型钾盐成矿带,探明储量占全国总量的80%以上。新近纪以来,盆地经历了多幕次构造变形,在高原持续隆升和区域气候极端干旱化的背景下,发育出察尔汗、大浪滩—黑北、昆特依与马海等次级凹陷,构建了以卤水型为主、固—液共存的复合成矿体系,其成矿过程由构造、气候、物源和沉积四维要素耦合控制。本文在系统梳理构造—沉积演化与古气候演变的基础上,揭示了钾盐成矿的时空分布格局与控制机制。研究表明,构造分异是决定卤水汇聚与储集格局的主导因素,气候是驱动蒸发浓缩与矿化节律的关键动力,物源供给通过“深—浅耦合”二元机制持续富集钾元素。结合岩相古地理分异特征,更新世期间,盆地沉积中心多次迁移,致使柴达木盆地西北部不断干旱成盐。在系统分析成矿要素的基础上,将钾盐成矿演化划分为5个阶段:统一古湖沉降阶段、多级凹陷分化阶段、极端干旱浓缩阶段、断控承袭成矿鼎盛阶段及现代盐湖群阶段,并可总结为三大成矿模式——中部沉积中心型、前陆冲断带控矿型和西北部构造控矿型。该演化序列与模式不仅揭示了青藏高原隆升背景下盐湖成矿的动力学本质,而且为我国深层卤水钾盐资源的找矿勘探与成矿模式创新提供了理论框架与实践指引。
柴达木盆地位于青藏高原东北部,其“高山深盆”构造格局和超10 km的新生代巨厚沉积造就了中国最大的陆相盐湖型钾盐成矿带,探明储量占全国总量的80%以上。新近纪以来,盆地经历了多幕次构造变形,在高原持续隆升和区域气候极端干旱化的背景下,发育出察尔汗、大浪滩—黑北、昆特依与马海等次级凹陷,构建了以卤水型为主、固—液共存的复合成矿体系,其成矿过程由构造、气候、物源和沉积四维要素耦合控制。本文在系统梳理构造—沉积演化与古气候演变的基础上,揭示了钾盐成矿的时空分布格局与控制机制。研究表明,构造分异是决定卤水汇聚与储集格局的主导因素,气候是驱动蒸发浓缩与矿化节律的关键动力,物源供给通过“深—浅耦合”二元机制持续富集钾元素。结合岩相古地理分异特征,更新世期间,盆地沉积中心多次迁移,致使柴达木盆地西北部不断干旱成盐。在系统分析成矿要素的基础上,将钾盐成矿演化划分为5个阶段:统一古湖沉降阶段、多级凹陷分化阶段、极端干旱浓缩阶段、断控承袭成矿鼎盛阶段及现代盐湖群阶段,并可总结为三大成矿模式——中部沉积中心型、前陆冲断带控矿型和西北部构造控矿型。该演化序列与模式不仅揭示了青藏高原隆升背景下盐湖成矿的动力学本质,而且为我国深层卤水钾盐资源的找矿勘探与成矿模式创新提供了理论框架与实践指引。
2026,38(5):1850-1859, DOI: 10.18307/2026.0511
摘要：
在全球气候变化背景下,极端气候事件频次与强度增加加剧了浅水富营养化湖泊中蓝藻水华的暴发与扩张,对湖泊生态安全和供水保障构成严重威胁。然而,极端气候事件如何驱动蓝藻水华的长期动态演变,其主导因子与作用机制仍不明确。本研究以洪泽湖为对象,基于1960－2024年共64年气象监测数据,开展Mann-Kendall趋势分析。结果表明:极端温度指数整体表现为显著增温特征,自1991年以来极端高温事件的总持续时间每10年增加5.33 d,发生频次每10年增加2次;同时,降水强度10年增幅为0.38 mm/d,强降水总量每10年增加15.18 mm。结合2003－2020年的遥感影像数据分析发现,洪泽湖蓝藻水华年均发生率上升1.15%,最大藻华面积扩大154.69 km²,首次出现时间提前24.56 d,潜在持续期平均延长27.20 d。SHAP归因分析结果表明,藻华发生率和最大藻华面积是对极端气候事件响应最为敏感的蓝藻水华指标,其中极端高温事件的平均强度起主导作用,该指标持续增强将进一步导致水华发生时间提前、分布范围扩大。值得注意的是,当温度超过一定阈值时,藻类生长可能受到热胁迫抑制,说明极端高温事件在蓝藻水华演变中具有“促进－限制”双重作用。本研究揭示了极端气候驱动下蓝藻水华的响应机制与阈值行为,可为湖泊水华风险预警与适应性流域管理提供理论依据与科学支持。
在全球气候变化背景下,极端气候事件频次与强度增加加剧了浅水富营养化湖泊中蓝藻水华的暴发与扩张,对湖泊生态安全和供水保障构成严重威胁。然而,极端气候事件如何驱动蓝藻水华的长期动态演变,其主导因子与作用机制仍不明确。本研究以洪泽湖为对象,基于1960－2024年共64年气象监测数据,开展Mann-Kendall趋势分析。结果表明:极端温度指数整体表现为显著增温特征,自1991年以来极端高温事件的总持续时间每10年增加5.33 d,发生频次每10年增加2次;同时,降水强度10年增幅为0.38 mm/d,强降水总量每10年增加15.18 mm。结合2003－2020年的遥感影像数据分析发现,洪泽湖蓝藻水华年均发生率上升1.15%,最大藻华面积扩大154.69 km²,首次出现时间提前24.56 d,潜在持续期平均延长27.20 d。SHAP归因分析结果表明,藻华发生率和最大藻华面积是对极端气候事件响应最为敏感的蓝藻水华指标,其中极端高温事件的平均强度起主导作用,该指标持续增强将进一步导致水华发生时间提前、分布范围扩大。值得注意的是,当温度超过一定阈值时,藻类生长可能受到热胁迫抑制,说明极端高温事件在蓝藻水华演变中具有“促进－限制”双重作用。本研究揭示了极端气候驱动下蓝藻水华的响应机制与阈值行为,可为湖泊水华风险预警与适应性流域管理提供理论依据与科学支持。
2026,38(5):1860-1870, DOI: 10.18307/2026.0512
摘要：
微囊藻作为水华蓝藻中最常被观测到的类群,其种类多样,且时空分布差异明显,但是其不同形态特征的季节性分布尚不明晰。本研究于2022-2023年对巢湖微囊藻开展连续监测,系统分析了微囊藻的形态特征、时空分布及其与环境因子(温度、营养盐等)的耦合关系。结果显示:微囊藻在群体大小和细胞直径上存在显著的种间差异。在群体大小方面,片状微囊藻(Microcystis panniformis)和铜绿微囊藻(M. aeruginosa)最大,显著大于水华微囊藻(M. flos-aquae)和放射微囊藻(M. botrys);在细胞直径方面,惠氏微囊藻(M. wesenbergii)最大,显著大于放射微囊藻、铜绿微囊藻和绿色微囊藻(M. viridis),水华微囊藻和鱼害微囊藻(M. ichthyoblabe)最小。这种形态分化伴随着对环境的差异化响应。氮和磷是影响微囊藻群体大小和细胞直径的关键环境因子,不同物种在各温度与营养梯度上的分布频率亦存在显著差异。具体而言,在低温区间,绿色微囊藻和假丝微囊藻(M. pseudofilamentosa)出现频率较高;在中温(包括中低温、中温、中高温)区间,惠氏微囊藻、挪氏微囊藻(M. novacekii)和铜绿微囊藻出现频率较高;在高温区间,放射微囊藻和史密斯微囊藻(M. smithii)出现频率较高。在低磷区间,鱼害微囊藻和铜绿微囊藻出现频率较高;随着磷浓度上升,放射微囊藻和绿色微囊藻出现频率逐步增加;达到高磷区间后,放射微囊藻出现频率则显著高于其他种类。相关性分析和广义线性回归模型结果进一步证实,温度和磷浓度对不同细胞直径的微囊藻物种具有调控作用。本研究旨在阐明巢湖微囊藻的生态适应机制,并为富营养化湖泊的蓝藻治理提供科学依据。
微囊藻作为水华蓝藻中最常被观测到的类群,其种类多样,且时空分布差异明显,但是其不同形态特征的季节性分布尚不明晰。本研究于2022-2023年对巢湖微囊藻开展连续监测,系统分析了微囊藻的形态特征、时空分布及其与环境因子(温度、营养盐等)的耦合关系。结果显示:微囊藻在群体大小和细胞直径上存在显著的种间差异。在群体大小方面,片状微囊藻(Microcystis panniformis)和铜绿微囊藻(M. aeruginosa)最大,显著大于水华微囊藻(M. flos-aquae)和放射微囊藻(M. botrys);在细胞直径方面,惠氏微囊藻(M. wesenbergii)最大,显著大于放射微囊藻、铜绿微囊藻和绿色微囊藻(M. viridis),水华微囊藻和鱼害微囊藻(M. ichthyoblabe)最小。这种形态分化伴随着对环境的差异化响应。氮和磷是影响微囊藻群体大小和细胞直径的关键环境因子,不同物种在各温度与营养梯度上的分布频率亦存在显著差异。具体而言,在低温区间,绿色微囊藻和假丝微囊藻(M. pseudofilamentosa)出现频率较高;在中温(包括中低温、中温、中高温)区间,惠氏微囊藻、挪氏微囊藻(M. novacekii)和铜绿微囊藻出现频率较高;在高温区间,放射微囊藻和史密斯微囊藻(M. smithii)出现频率较高。在低磷区间,鱼害微囊藻和铜绿微囊藻出现频率较高;随着磷浓度上升,放射微囊藻和绿色微囊藻出现频率逐步增加;达到高磷区间后,放射微囊藻出现频率则显著高于其他种类。相关性分析和广义线性回归模型结果进一步证实,温度和磷浓度对不同细胞直径的微囊藻物种具有调控作用。本研究旨在阐明巢湖微囊藻的生态适应机制,并为富营养化湖泊的蓝藻治理提供科学依据。
快速检索
过刊检索
全选反选导出
显示模式：
优先出版日期: 2026-09-11
摘要：
流域污染物通量控制是保障水环境质量的关键，尤其在极端降水事件频发、水文波动加剧的背景下，污染物负荷与径流的相对变化直接影响河流的最终浓度水平。解析浓度与通量对径流变化的响应特征，对于流域水质风险评估具有重要意义。本研究基于2021—2024年中国主要流域136个典型站点的逐日监测数据，结合同步水文资料，分析了河流总氮（TN）、总磷（TP）浓度与通量的时空分异特征，并采用幂函数回归模型构建浓度-流量、通量-流量关系，解析其对径流变化的响应规律。结果表明：中国河流氮磷的浓度与通量在空间分布上存在显著的不一致性，北方流域呈现“高浓度-低通量”特征，TN浓度常维持在4.0~8.0 mg/L，TP浓度平均值为0.093 mg/L，但受径流量限制，输送通量较低；南方流域则表现为“低浓度-高通量”格局，其TN和TP平均通量（4.29 kg/km2/d、0.18 kg/km2/d）均显著高于北方（3.62 kg/km2/d、0.12 kg/km2/d）。季节波动对氮、磷的驱动机制存在本质差异：TN以溶解态为主，受稀释作用主导，呈枯水期高浓度、丰水期高通量的特征，径流量是通量变化的决定性因素；TP以颗粒态为主，受冲刷作用主导，丰水期强降雨引发土壤侵蚀与底泥再悬浮，致使浓度与通量同步达到峰值。浓度-流量分析显示，TN浓度与径流呈显著负相关（北方b = -0.20，南方b = -0.16），受稀释作用主导；TP浓度与流量的关系较弱，尤其北方流域未达显著水平。通量-流量分析显示，TN通量对径流的敏感性南北方无显著差异；而TP通量对径流的敏感性北方（b"" = 0.41）显著高于南方（b"" = 0.28），表明北方流域在极端降雨下磷输出风险更高。综上，建议实施分区管控策略，北方流域侧重枯水期浓度控制与雨季颗粒态磷输出防控，南方流域侧重丰水期入河（海）总量控制与枯水期浓度反弹风险预警。
流域污染物通量控制是保障水环境质量的关键，尤其在极端降水事件频发、水文波动加剧的背景下，污染物负荷与径流的相对变化直接影响河流的最终浓度水平。解析浓度与通量对径流变化的响应特征，对于流域水质风险评估具有重要意义。本研究基于2021—2024年中国主要流域136个典型站点的逐日监测数据，结合同步水文资料，分析了河流总氮（TN）、总磷（TP）浓度与通量的时空分异特征，并采用幂函数回归模型构建浓度-流量、通量-流量关系，解析其对径流变化的响应规律。结果表明：中国河流氮磷的浓度与通量在空间分布上存在显著的不一致性，北方流域呈现“高浓度-低通量”特征，TN浓度常维持在4.0~8.0 mg/L，TP浓度平均值为0.093 mg/L，但受径流量限制，输送通量较低；南方流域则表现为“低浓度-高通量”格局，其TN和TP平均通量（4.29 kg/km2/d、0.18 kg/km2/d）均显著高于北方（3.62 kg/km2/d、0.12 kg/km2/d）。季节波动对氮、磷的驱动机制存在本质差异：TN以溶解态为主，受稀释作用主导，呈枯水期高浓度、丰水期高通量的特征，径流量是通量变化的决定性因素；TP以颗粒态为主，受冲刷作用主导，丰水期强降雨引发土壤侵蚀与底泥再悬浮，致使浓度与通量同步达到峰值。浓度-流量分析显示，TN浓度与径流呈显著负相关（北方b = -0.20，南方b = -0.16），受稀释作用主导；TP浓度与流量的关系较弱，尤其北方流域未达显著水平。通量-流量分析显示，TN通量对径流的敏感性南北方无显著差异；而TP通量对径流的敏感性北方（b"" = 0.41）显著高于南方（b"" = 0.28），表明北方流域在极端降雨下磷输出风险更高。综上，建议实施分区管控策略，北方流域侧重枯水期浓度控制与雨季颗粒态磷输出防控，南方流域侧重丰水期入河（海）总量控制与枯水期浓度反弹风险预警。
优先出版日期: 2026-09-10
摘要：
为揭示淀山湖浮游动物群落的长期演变规律及其对沉水植物恢复的响应，于2019~2024年开展四季调查，系统整合分析群落特征与环境因子。基于Upset集合图、非度量多维尺度分析（NMDS）与典型对应分析（CCA）等方法，量化物种组成稳定性、优势种格局及群落演替特征，并结合指示生物与多样性指数开展水质综合评价。共鉴定浮游动物58种，其中轮虫（14属28种）、枝角类（11属17种）和桡足类（11属13种）。年度共有物种占比为46.34%~55.88%，群落组成相对稳定。群落平均丰度与生物量分别为99.33 ind./L与4.87 mg/L，年际波动小，季节差异显著（夏季最高），空间分布呈现较高同质性。筛选优势种12种，长额象鼻溞（Bosmina longirostris）为连续6年的共有优势种。NMDS显示2019~2021年群落结构同质性强，尤以2020年组内集聚度最高，2022~2024年集聚度下降，且与水华消长密切相关；季节演替上，冬季沿主轴呈规律性演替，其余季节结构相近。CCA表明水温、盐度、总氮、pH、溶解氧是驱动群落结构变化的关键环境因子。淀山湖浮游动物以小型类群与长额象鼻溞长期占优，群落结构对水华事件高度敏感。首次记录到淀山湖南部湖区自2024年起重新形成并持续维持大面积沉水植物群落。指示生物与多样性评价显示水质处于α-β中污染，2024年多项指标呈好转趋势，且野外观测显示其与沉水植物恢复具有时空耦合性，推测植被恢复可能通过改善生境异质性与食物网结构间接促进了群落稳定，但其对水质的驱动效应尚需长期验证。研究构建的“理化–生物–生境”联动的响应机制链条，可为富营养化治理与生态修复成效评估提供可操作的监测指标与决策依据。
为揭示淀山湖浮游动物群落的长期演变规律及其对沉水植物恢复的响应，于2019~2024年开展四季调查，系统整合分析群落特征与环境因子。基于Upset集合图、非度量多维尺度分析（NMDS）与典型对应分析（CCA）等方法，量化物种组成稳定性、优势种格局及群落演替特征，并结合指示生物与多样性指数开展水质综合评价。共鉴定浮游动物58种，其中轮虫（14属28种）、枝角类（11属17种）和桡足类（11属13种）。年度共有物种占比为46.34%~55.88%，群落组成相对稳定。群落平均丰度与生物量分别为99.33 ind./L与4.87 mg/L，年际波动小，季节差异显著（夏季最高），空间分布呈现较高同质性。筛选优势种12种，长额象鼻溞（Bosmina longirostris）为连续6年的共有优势种。NMDS显示2019~2021年群落结构同质性强，尤以2020年组内集聚度最高，2022~2024年集聚度下降，且与水华消长密切相关；季节演替上，冬季沿主轴呈规律性演替，其余季节结构相近。CCA表明水温、盐度、总氮、pH、溶解氧是驱动群落结构变化的关键环境因子。淀山湖浮游动物以小型类群与长额象鼻溞长期占优，群落结构对水华事件高度敏感。首次记录到淀山湖南部湖区自2024年起重新形成并持续维持大面积沉水植物群落。指示生物与多样性评价显示水质处于α-β中污染，2024年多项指标呈好转趋势，且野外观测显示其与沉水植物恢复具有时空耦合性，推测植被恢复可能通过改善生境异质性与食物网结构间接促进了群落稳定，但其对水质的驱动效应尚需长期验证。研究构建的“理化–生物–生境”联动的响应机制链条，可为富营养化治理与生态修复成效评估提供可操作的监测指标与决策依据。
优先出版日期: 2026-09-10
摘要：
藻类水华对水库温室气体排放具有重要调控作用。为探究水华对温室气体的时空演变及释放机制影响，本研究在高坝洲水库水华暴发期开展了高分辨率水体表层和垂向 CO2、CH4、N2O浓度和释放通量监测。结果表明，水库CO2、CH4、N2O 浓度范围分别为 0.12~216.12 μmol/L（饱和度 1.8%~1332.9%）、0.01~0.41 μmol/L（饱和度 1198.2%~12789.5%） 和 17.83~48.78 nmol/L（饱和度 221.8%~538.5%），除水华区 CO2 ，其他区域温室气体均呈过饱和状态。浮箱法测量无水华区 CO2、CH4、N2O 释放通量分别为 204.39±170.93 mg/(m2·h)、0.36±0.42 mg/(m2·h) 和 0.01±0.01 mg/(m2·h)，水华区分别为 -88.42±39.20 mg/(m2·h)、0.55±0.51 mg/(m2·h) 和 0.07±0.05 mg/(m2·h)。水库水华区表层水体因强烈光合作用由 CO2 的“源”转为“汇”，但 CH4 和 N2O 排放通量较无水华区分别激增 54% 和 342%。浮箱法和薄边界层法测量通量结果存在显著差异，浮箱法结果为薄边界层法的 3~10 倍，其中水华最严重地区达 10 倍左右。水华造成溶解气体组分差异且引发了表层水体总溶解气体过饱和（饱和度 111.6%~136.4%）产生微气泡，致使气体传输方式转变为扩散和微气泡排放，显著增强 CH4 和 N2O 向大气排放。本研究揭示了水华通过改变气体释放途径激发了强效温室气体排放，为精细化水库碳排放评估提供了关键机理支撑。
藻类水华对水库温室气体排放具有重要调控作用。为探究水华对温室气体的时空演变及释放机制影响，本研究在高坝洲水库水华暴发期开展了高分辨率水体表层和垂向 CO2、CH4、N2O浓度和释放通量监测。结果表明，水库CO2、CH4、N2O 浓度范围分别为 0.12~216.12 μmol/L（饱和度 1.8%~1332.9%）、0.01~0.41 μmol/L（饱和度 1198.2%~12789.5%） 和 17.83~48.78 nmol/L（饱和度 221.8%~538.5%），除水华区 CO2 ，其他区域温室气体均呈过饱和状态。浮箱法测量无水华区 CO2、CH4、N2O 释放通量分别为 204.39±170.93 mg/(m2·h)、0.36±0.42 mg/(m2·h) 和 0.01±0.01 mg/(m2·h)，水华区分别为 -88.42±39.20 mg/(m2·h)、0.55±0.51 mg/(m2·h) 和 0.07±0.05 mg/(m2·h)。水库水华区表层水体因强烈光合作用由 CO2 的“源”转为“汇”，但 CH4 和 N2O 排放通量较无水华区分别激增 54% 和 342%。浮箱法和薄边界层法测量通量结果存在显著差异，浮箱法结果为薄边界层法的 3~10 倍，其中水华最严重地区达 10 倍左右。水华造成溶解气体组分差异且引发了表层水体总溶解气体过饱和（饱和度 111.6%~136.4%）产生微气泡，致使气体传输方式转变为扩散和微气泡排放，显著增强 CH4 和 N2O 向大气排放。本研究揭示了水华通过改变气体释放途径激发了强效温室气体排放，为精细化水库碳排放评估提供了关键机理支撑。
优先出版日期: 2026-09-09
摘要：
湖泊作为全球淡水资源的重要载体与关键生态功能单元,其健康状况直接关联着生物多样性的维系、水资源的可持续利用以及多种生态系统服务的稳定供给。本研究基于湖泊生态系统状态表征的理论框架,系统地梳理了多样性、完整性、稳定性和可持续性(以下简称“四性”)的概念内涵、指标体系构建逻辑及其在生态健康评价中的应用进展。总体而言,多样性与完整性主要用于刻画生态系统的群落组成与结构特征,而稳定性与可持续性则更侧重于功能过程表现以及系统的长期维持能力。此四者共同构成了湖泊生态系统健康的结构 - 功能综合表征维度。目前,现有的“四性”指标体系已在湖泊生态健康评估、修复成效判定以及管理决策支持等方面得到广泛应用,但仍面临若干关键瓶颈问题:指标体系对空间与时间尺度具有高度敏感性,跨尺度可比性欠佳；指标筛选在一定程度上缺乏明确的生态学机制约束；对能量流动、物质循环等功能过程的表征能力相对有限；同时,长期连续观测数据的匮乏限制了对系统演变趋势和滞后响应的识别。进一步分析可知,“四性”之间并非相互独立,而是通过结构 - 功能耦合形成反馈网络。在自然状态下,多样性的提升、结构的完整以及功能的增强可通过正向反馈共同提高系统的稳定性与可持续性；然而,在优势种单一化或环境高度均质化的情景下,系统可能进入“表面稳定”的简化状态,即群落波动减小,但功能冗余与响应多样性降低,从而呈现出短期稳定、长期韧性不足的潜在脆弱格局。基于上述认知,本研究强调应构建融合多尺度、多类群信息,并同时整合结构属性与功能过程的静态 - 动态综合指标体系,以增强对湖泊生态系统健康状态及其演变趋势的刻画能力,为生态风险识别、管理优化以及湖泊生态系统的长期可持续发展提供更具机制基础的理论支撑与方法参考。
湖泊作为全球淡水资源的重要载体与关键生态功能单元,其健康状况直接关联着生物多样性的维系、水资源的可持续利用以及多种生态系统服务的稳定供给。本研究基于湖泊生态系统状态表征的理论框架,系统地梳理了多样性、完整性、稳定性和可持续性(以下简称“四性”)的概念内涵、指标体系构建逻辑及其在生态健康评价中的应用进展。总体而言,多样性与完整性主要用于刻画生态系统的群落组成与结构特征,而稳定性与可持续性则更侧重于功能过程表现以及系统的长期维持能力。此四者共同构成了湖泊生态系统健康的结构 - 功能综合表征维度。目前,现有的“四性”指标体系已在湖泊生态健康评估、修复成效判定以及管理决策支持等方面得到广泛应用,但仍面临若干关键瓶颈问题:指标体系对空间与时间尺度具有高度敏感性,跨尺度可比性欠佳；指标筛选在一定程度上缺乏明确的生态学机制约束；对能量流动、物质循环等功能过程的表征能力相对有限；同时,长期连续观测数据的匮乏限制了对系统演变趋势和滞后响应的识别。进一步分析可知,“四性”之间并非相互独立,而是通过结构 - 功能耦合形成反馈网络。在自然状态下,多样性的提升、结构的完整以及功能的增强可通过正向反馈共同提高系统的稳定性与可持续性；然而,在优势种单一化或环境高度均质化的情景下,系统可能进入“表面稳定”的简化状态,即群落波动减小,但功能冗余与响应多样性降低,从而呈现出短期稳定、长期韧性不足的潜在脆弱格局。基于上述认知,本研究强调应构建融合多尺度、多类群信息,并同时整合结构属性与功能过程的静态 - 动态综合指标体系,以增强对湖泊生态系统健康状态及其演变趋势的刻画能力,为生态风险识别、管理优化以及湖泊生态系统的长期可持续发展提供更具机制基础的理论支撑与方法参考。
优先出版日期: 2026-09-09
摘要：
湖泊是大气甲烷（CH4）的重要来源，但其排放的评估存在高度的不确定性，部分原因在于对甲烷生物来源的认识尚不充分。表层过饱和CH4现象（也被称为“甲烷悖论”现象）的出现，打破了生物CH4产生仅发生在严格厌氧环境下的传统观点，表明有氧环境下可能存在CH4产生。为了揭示表层过饱和CH4现象形成的原因，本研究以富营养化的高阳平湖为研究对象，通过野外观测与培养实验相结合，探究了水柱CH4的时空分布特征及其驱动机制。野外监测显示，夏季湖泊出现明显的“甲烷悖论”现象，表层水体中CH4不仅相对于大气是过饱和的（约是大气的496倍），且比底层水体CH4高出58%。培养实验表明，甲基膦酸盐（MPn）降解是湖泊CH4的一个重要来源：（1）MPn的添加会促进CH4的产生，CH4产率相比于对照组提升了68.6%；（2）MPn降解过程受无机磷（Pi）的控制，Pi的添加会抑制MPn的降解和CH4产生；（3）在好氧湖水中添加Pi会抑制CH4产生，与对照组相比CH4产量会降低28%。此外，表层好氧水体中CH4还与可溶性活性磷（SRP，r = -0.87, p < 0.05）呈显著的负相关性，表明SRP的降低会促进表层CH4的富集，这进一步支持了“微生物代谢MPn导致表层CH4过饱和”的推断。夏季表层水体SRP被大量消耗，加上热分层阻碍了垂向营养盐输送，为MPn降解型CH4产生提供了有利条件。本研究揭示了富营养化湖泊中膦酸盐代谢对CH4循环的影响，为理解湖泊CH4来源提供了新证据与理论视角，对完善全球湖泊温室气体排放模型及预测气候变化下的生态系统响应具有重要意义。
湖泊是大气甲烷（CH4）的重要来源，但其排放的评估存在高度的不确定性，部分原因在于对甲烷生物来源的认识尚不充分。表层过饱和CH4现象（也被称为“甲烷悖论”现象）的出现，打破了生物CH4产生仅发生在严格厌氧环境下的传统观点，表明有氧环境下可能存在CH4产生。为了揭示表层过饱和CH4现象形成的原因，本研究以富营养化的高阳平湖为研究对象，通过野外观测与培养实验相结合，探究了水柱CH4的时空分布特征及其驱动机制。野外监测显示，夏季湖泊出现明显的“甲烷悖论”现象，表层水体中CH4不仅相对于大气是过饱和的（约是大气的496倍），且比底层水体CH4高出58%。培养实验表明，甲基膦酸盐（MPn）降解是湖泊CH4的一个重要来源：（1）MPn的添加会促进CH4的产生，CH4产率相比于对照组提升了68.6%；（2）MPn降解过程受无机磷（Pi）的控制，Pi的添加会抑制MPn的降解和CH4产生；（3）在好氧湖水中添加Pi会抑制CH4产生，与对照组相比CH4产量会降低28%。此外，表层好氧水体中CH4还与可溶性活性磷（SRP，r = -0.87, p < 0.05）呈显著的负相关性，表明SRP的降低会促进表层CH4的富集，这进一步支持了“微生物代谢MPn导致表层CH4过饱和”的推断。夏季表层水体SRP被大量消耗，加上热分层阻碍了垂向营养盐输送，为MPn降解型CH4产生提供了有利条件。本研究揭示了富营养化湖泊中膦酸盐代谢对CH4循环的影响，为理解湖泊CH4来源提供了新证据与理论视角，对完善全球湖泊温室气体排放模型及预测气候变化下的生态系统响应具有重要意义。
优先出版日期: 2026-09-04
摘要：
为了解牛头山水库季节性热分层诱发的深水低氧如何影响鱼群在垂向与水平两个空间维度上的分布格局，本研究于2025年开展水声学航测与刺网试捕，并结合水温/溶氧剖面监测，分析鱼群垂向生境压缩和空间聚集格局变化。针对传统相关分析难以区分鱼群垂向上移是否源于低氧回避的问题，本文构建零模型（null model），检验鱼群对低氧水层的占用是否低于随机期望；同时将水平鱼群聚集热点转化为站点尺度的聚集强度指标，通过多元线性回归模型（LM）分析其对水深结构和低氧程度的响应。结果表明，在垂向分布上，四个月份鱼群垂向分配结构存在显著差异（PERMANOVA，p=0.001，R²=0.277）；分层期（5月、10月）鱼群分布垂向质心（Zc）显著变浅且离散度降低（中位数7.54 m；混合期12.19 m；ΔZc=-4.65 m），零模型分析表明，在3 mg/L低氧阈值下，鱼群对深水低氧层的利用总体低于随机期望。在水平分布上，鱼群聚集热点在多个月份出现在河库过渡带（S3站点）；多元线性回归模型显示鱼群聚集强度与水深呈倒U型（最优水深 D?≈14.4 m），且在控制水深结构与季节差异后，低氧胁迫亏缺量（DOdef ）与鱼群聚集强度呈负向关系（β=-1.151±0.444，p=0.022）。本研究建立的零模型检验与聚集强度量化框架，为识别鱼群低氧回避及空间聚集响应提供了方向性证据，可为类似中深水山谷河道型水库分层期鱼类栖息地监测及低氧风险识别提供依据。
为了解牛头山水库季节性热分层诱发的深水低氧如何影响鱼群在垂向与水平两个空间维度上的分布格局，本研究于2025年开展水声学航测与刺网试捕，并结合水温/溶氧剖面监测，分析鱼群垂向生境压缩和空间聚集格局变化。针对传统相关分析难以区分鱼群垂向上移是否源于低氧回避的问题，本文构建零模型（null model），检验鱼群对低氧水层的占用是否低于随机期望；同时将水平鱼群聚集热点转化为站点尺度的聚集强度指标，通过多元线性回归模型（LM）分析其对水深结构和低氧程度的响应。结果表明，在垂向分布上，四个月份鱼群垂向分配结构存在显著差异（PERMANOVA，p=0.001，R²=0.277）；分层期（5月、10月）鱼群分布垂向质心（Zc）显著变浅且离散度降低（中位数7.54 m；混合期12.19 m；ΔZc=-4.65 m），零模型分析表明，在3 mg/L低氧阈值下，鱼群对深水低氧层的利用总体低于随机期望。在水平分布上，鱼群聚集热点在多个月份出现在河库过渡带（S3站点）；多元线性回归模型显示鱼群聚集强度与水深呈倒U型（最优水深 D?≈14.4 m），且在控制水深结构与季节差异后，低氧胁迫亏缺量（DOdef ）与鱼群聚集强度呈负向关系（β=-1.151±0.444，p=0.022）。本研究建立的零模型检验与聚集强度量化框架，为识别鱼群低氧回避及空间聚集响应提供了方向性证据，可为类似中深水山谷河道型水库分层期鱼类栖息地监测及低氧风险识别提供依据。
优先出版日期: 2026-09-03
摘要：
全球变暖背景下，极端高温事件频发且强度加剧，湖泊热浪作为其典型代表，可在短时间内改变浅水湖泊CO2的产生与排放，进而影响湖泊生态系统CO2收支估算的准确性。为探究短期热浪对浅水湖泊CO2产生和排放的影响，探讨其响应特征及相关影响因素，本研究依托太湖东山站“智慧湖泊”中宇宙模拟系统开展实验，设置热浪组（+8℃）与对照组（大气温度）。基于不同时期（热浪前—热浪中—热浪后）的观测，分析表层水体与沉积物孔隙水pCO2变化特征及其影响因素。结果表明，热浪期间两组水体pCO2均上升，但热浪组增幅更大，均值为860±54 μatm，高于对照组(均值606±37 μatm)。同时，试验结果表明热浪胁迫可显著增加水–气界面CO2排放通量，热浪组CO2排放通量均值为31.2 ± 3.1 mmol m-2 d-1，显著高于对照组（19.2 ± 5.0 mmol m-2 d-1）。相比之下，热浪期间热浪组沉积物–水界面CO2排放通量较小，仅为1.3±0.2 mmol m-2 d-1，表明沉积物CO2产生和排放并非热浪驱动下水-气界面CO2排放升高的主导来源。偏相关分析表明，在控制水温影响后，热浪组表层水体pCO2与各水质因子的均无显著相关性，表明试验中环境因子对pCO2作用效应可能受水温调控影响。综上，冬季短期热浪事件可显著改变浅水湖泊水体–沉积物系统CO2动态变化特征，但上述响应背后的生物代谢过程与物理化学驱动机制仍需进一步探讨。
全球变暖背景下，极端高温事件频发且强度加剧，湖泊热浪作为其典型代表，可在短时间内改变浅水湖泊CO2的产生与排放，进而影响湖泊生态系统CO2收支估算的准确性。为探究短期热浪对浅水湖泊CO2产生和排放的影响，探讨其响应特征及相关影响因素，本研究依托太湖东山站“智慧湖泊”中宇宙模拟系统开展实验，设置热浪组（+8℃）与对照组（大气温度）。基于不同时期（热浪前—热浪中—热浪后）的观测，分析表层水体与沉积物孔隙水pCO2变化特征及其影响因素。结果表明，热浪期间两组水体pCO2均上升，但热浪组增幅更大，均值为860±54 μatm，高于对照组(均值606±37 μatm)。同时，试验结果表明热浪胁迫可显著增加水–气界面CO2排放通量，热浪组CO2排放通量均值为31.2 ± 3.1 mmol m-2 d-1，显著高于对照组（19.2 ± 5.0 mmol m-2 d-1）。相比之下，热浪期间热浪组沉积物–水界面CO2排放通量较小，仅为1.3±0.2 mmol m-2 d-1，表明沉积物CO2产生和排放并非热浪驱动下水-气界面CO2排放升高的主导来源。偏相关分析表明，在控制水温影响后，热浪组表层水体pCO2与各水质因子的均无显著相关性，表明试验中环境因子对pCO2作用效应可能受水温调控影响。综上，冬季短期热浪事件可显著改变浅水湖泊水体–沉积物系统CO2动态变化特征，但上述响应背后的生物代谢过程与物理化学驱动机制仍需进一步探讨。
优先出版日期: 2026-09-01
摘要：
环境DNA（environmental DNA，eDNA）宏条形码已成为水生生物监测的颠覆性技术手段，但不同实验室间结果的一致性仍缺乏系统评估。本研究联合三家实验室，在统一标准化框架下对同批次淡水样品独立处理与测序，并通过阳性样本验证流程可靠性。结果表明，阳性样本中三家实验室均无假阴性，假阳性序列占比<0.5%；环境样本中实验室间物种检出重叠率≥80%，α多样性变异系数<0.05；实验室共检出物种的相对丰度相关系数≥0.94。尽管群落组成存在显著差异（PERMANOVA, R2=0.35, p=0.005），但优势物种丰度模式高度一致。本研究证实，在关键环节标准化前提下，eDNA宏条形码可实现跨实验室间物种检出与多样性估计的一致，但群落结构比较需谨慎考虑实验室差异。
环境DNA（environmental DNA，eDNA）宏条形码已成为水生生物监测的颠覆性技术手段，但不同实验室间结果的一致性仍缺乏系统评估。本研究联合三家实验室，在统一标准化框架下对同批次淡水样品独立处理与测序，并通过阳性样本验证流程可靠性。结果表明，阳性样本中三家实验室均无假阴性，假阳性序列占比<0.5%；环境样本中实验室间物种检出重叠率≥80%，α多样性变异系数<0.05；实验室共检出物种的相对丰度相关系数≥0.94。尽管群落组成存在显著差异（PERMANOVA, R2=0.35, p=0.005），但优势物种丰度模式高度一致。本研究证实，在关键环节标准化前提下，eDNA宏条形码可实现跨实验室间物种检出与多样性估计的一致，但群落结构比较需谨慎考虑实验室差异。
优先出版日期: 2026-09-01
摘要：
为识别长江中下游典型支流水生植物指示物种，并阐明其对环境梯度与空间过程的响应机制，本研究以湘江、汉江和赣江为对象，结合环境DNA（eDNA）宏条形码技术及水质、生物气候和地形数据，系统分析群落结构差异、指示物种分布特征及其驱动因素。结果表明，三条支流水生植物群落组成存在显著差异，其中氨氮是控制空间结构后唯一保持显著的环境因子。变异分解显示空间变量的独立解释率高于环境变量，且模型残差存在显著空间自相关，表明空间过程在群落构建中具有重要作用。基于IndVal分析共识别出3个显著指示物种，包括湘江的篦齿眼子菜（Stuckenia pectinata）以及汉江的宽叶香蒲（Typha latifolia）和乌菱（Trapa bicornis）。GLM和随机森林模型均显示，不同指示物种对环境与空间因子的响应存在显著差异：S. pectinata主要受氨氮梯度约束，T. latifolia主要受空间结构控制，而T. bicornis同时响应环境与空间因子但解释力较弱。两类模型均具有较好的预测能力，表明环境与空间变量联合框架能够有效解释指示物种分布格局。此外，eDNA与传统调查的一致性较低，但表现出明显互补性，可有效扩展水生植物物种检出范围。研究表明，支流水生植物群落及其指示物种分布并非单纯受局地环境控制，而是由环境过滤与空间过程共同塑造，其中空间结构对环境信号具有显著调制作用。本研究为河流水生植物指示物种筛选、群落组装机制解析及eDNA在流域生态监测中的应用提供了理论依据。
为识别长江中下游典型支流水生植物指示物种，并阐明其对环境梯度与空间过程的响应机制，本研究以湘江、汉江和赣江为对象，结合环境DNA（eDNA）宏条形码技术及水质、生物气候和地形数据，系统分析群落结构差异、指示物种分布特征及其驱动因素。结果表明，三条支流水生植物群落组成存在显著差异，其中氨氮是控制空间结构后唯一保持显著的环境因子。变异分解显示空间变量的独立解释率高于环境变量，且模型残差存在显著空间自相关，表明空间过程在群落构建中具有重要作用。基于IndVal分析共识别出3个显著指示物种，包括湘江的篦齿眼子菜（Stuckenia pectinata）以及汉江的宽叶香蒲（Typha latifolia）和乌菱（Trapa bicornis）。GLM和随机森林模型均显示，不同指示物种对环境与空间因子的响应存在显著差异：S. pectinata主要受氨氮梯度约束，T. latifolia主要受空间结构控制，而T. bicornis同时响应环境与空间因子但解释力较弱。两类模型均具有较好的预测能力，表明环境与空间变量联合框架能够有效解释指示物种分布格局。此外，eDNA与传统调查的一致性较低，但表现出明显互补性，可有效扩展水生植物物种检出范围。研究表明，支流水生植物群落及其指示物种分布并非单纯受局地环境控制，而是由环境过滤与空间过程共同塑造，其中空间结构对环境信号具有显著调制作用。本研究为河流水生植物指示物种筛选、群落组装机制解析及eDNA在流域生态监测中的应用提供了理论依据。
优先出版日期: 2026-08-31
摘要：
沉积物溶解性有机质（DOM）是湖泊碳库的重要活性组分，其分子多样性对湖泊碳循环及生态功能具有重要影响。本研究聚焦长江、淮河中下游流域，采集38个湖泊80个表层沉积物样品，基于傅里叶变换离子回旋共振质谱技术，按照分子组成特征划分DOM类群，解析富营养化胁迫下不同DOM类群的分子多样性特征及其驱动因素。结果表明，DOM类群间分子丰富度和组成差异显著。其中，木质素类（39.63%）和蛋白质类（31.63%）构成DOM的主要组成部分，其α多样性（分子丰富度）均显著高于其它类群（P < 0.05），均值分别为1125.75和783.73；二者β多样性（Bray-Curtis不相似度）亦最低，均值分别为0.30和0.38，表明其组成在空间分布上最为均一。DOM多数类群分子丰富度与沉积物理化因子、土地利用因子显著相关，但分子丰富度、组成变化与营养状态指数均无显著相关性。随机森林分析进一步量化各因子对分子丰富度的重要性，结果显示沉积物溶解性有机碳是影响7个类群的主要因素，沉积物铵态氮（NH4+）主要驱动碳水化合物类、氨基糖类等生物可利用组分，表明沉积物理化因素是多数类群分子丰富度的主要驱动因素。此外，耕地面积占比等土地利用因素对木质素类、单宁类和稠环芳烃类贡献较高，暗示农业活动可能促进多种难降解分子在湖泊沉积物中累积。冗余分析结果显示，沉积物理化因素可解释多数类群的组成变化，其中单宁类和稠环芳烃类受土地利用（如耕地面积占比）和社会经济发展（如国内生产总值）等因子协同影响，表明自然与人为因素共同调控DOM类群分子多样性变化。本研究加深了对沉积物DOM类群分子多样性及其主要驱动因素的认识，可为富营养化背景下湖泊碳汇管理和流域尺度碳库稳定性评估提供分子层面的科学依据。
沉积物溶解性有机质（DOM）是湖泊碳库的重要活性组分，其分子多样性对湖泊碳循环及生态功能具有重要影响。本研究聚焦长江、淮河中下游流域，采集38个湖泊80个表层沉积物样品，基于傅里叶变换离子回旋共振质谱技术，按照分子组成特征划分DOM类群，解析富营养化胁迫下不同DOM类群的分子多样性特征及其驱动因素。结果表明，DOM类群间分子丰富度和组成差异显著。其中，木质素类（39.63%）和蛋白质类（31.63%）构成DOM的主要组成部分，其α多样性（分子丰富度）均显著高于其它类群（P < 0.05），均值分别为1125.75和783.73；二者β多样性（Bray-Curtis不相似度）亦最低，均值分别为0.30和0.38，表明其组成在空间分布上最为均一。DOM多数类群分子丰富度与沉积物理化因子、土地利用因子显著相关，但分子丰富度、组成变化与营养状态指数均无显著相关性。随机森林分析进一步量化各因子对分子丰富度的重要性，结果显示沉积物溶解性有机碳是影响7个类群的主要因素，沉积物铵态氮（NH4+）主要驱动碳水化合物类、氨基糖类等生物可利用组分，表明沉积物理化因素是多数类群分子丰富度的主要驱动因素。此外，耕地面积占比等土地利用因素对木质素类、单宁类和稠环芳烃类贡献较高，暗示农业活动可能促进多种难降解分子在湖泊沉积物中累积。冗余分析结果显示，沉积物理化因素可解释多数类群的组成变化，其中单宁类和稠环芳烃类受土地利用（如耕地面积占比）和社会经济发展（如国内生产总值）等因子协同影响，表明自然与人为因素共同调控DOM类群分子多样性变化。本研究加深了对沉积物DOM类群分子多样性及其主要驱动因素的认识，可为富营养化背景下湖泊碳汇管理和流域尺度碳库稳定性评估提供分子层面的科学依据。
优先出版日期: 2026-08-28
摘要：
水库消落带植被优势种群的变化是河流生态系统演变的重要指示因子，也是湿地生态管理的核心依据。然而，目前尚缺乏快速、准确获取其优势草本群落信息的高效方法。为此，本研究以二滩水库消落带优势草本群落为研究对象，系统评估了U-Net、PSPNet与DeepLabV3+三种主流深度学习模型，结合不同卷积神经网络骨干网络，在消落带典型草本群落类型自动识别中的性能，并与基于特征工程与堆叠集成机器学习方法进行对比。结果表明：（1）U-Net与ResNet50组合的综合表现最优，总体精度达0.918，F1分数最高，在狗牙根（F1=0.941）、苘麻等优势草本群落识别中尤为突出。其编码—解码结构能够有效融合多层级语义与空间细节信息，增强模型在复杂植被场景下的识别稳定性。（2）PSPNet与DeepLabV3+在部分组合中验证损失波动较大，如PSPNet-ResNet50在训练早期损失波动显著，可能与其多尺度模块对网络深度敏感有关；但二者训练效率较高，推理时间较短，适用于大范围植被监测。（3）与传统方法相比，深度学习在优势草本群落识别方面表现相当，如堆叠集成模型总体精度为0.931，U-Net+ResNet50与之接近。然而，在样本较少的“其他草本群落”类别中，传统方法的F1分数整体高于深度学习模型，其最低值（0.672）仍高于深度学习的最高值（0.539）。尽管如此，深度学习具备自动特征提取能力，显著降低了对人工特征工程的依赖，展现出较强的跨区域迁移潜力。综上，深度学习模型在水库消落带草本群落分类中具有良好的应用前景，未来应进一步扩充样本规模、融合多源遥感数据，并结合迁移学习方法，构建“数据—模型—应用”协同优化的智能识别体系，以支撑湿地生态系统精细化监测与管理。
水库消落带植被优势种群的变化是河流生态系统演变的重要指示因子，也是湿地生态管理的核心依据。然而，目前尚缺乏快速、准确获取其优势草本群落信息的高效方法。为此，本研究以二滩水库消落带优势草本群落为研究对象，系统评估了U-Net、PSPNet与DeepLabV3+三种主流深度学习模型，结合不同卷积神经网络骨干网络，在消落带典型草本群落类型自动识别中的性能，并与基于特征工程与堆叠集成机器学习方法进行对比。结果表明：（1）U-Net与ResNet50组合的综合表现最优，总体精度达0.918，F1分数最高，在狗牙根（F1=0.941）、苘麻等优势草本群落识别中尤为突出。其编码—解码结构能够有效融合多层级语义与空间细节信息，增强模型在复杂植被场景下的识别稳定性。（2）PSPNet与DeepLabV3+在部分组合中验证损失波动较大，如PSPNet-ResNet50在训练早期损失波动显著，可能与其多尺度模块对网络深度敏感有关；但二者训练效率较高，推理时间较短，适用于大范围植被监测。（3）与传统方法相比，深度学习在优势草本群落识别方面表现相当，如堆叠集成模型总体精度为0.931，U-Net+ResNet50与之接近。然而，在样本较少的“其他草本群落”类别中，传统方法的F1分数整体高于深度学习模型，其最低值（0.672）仍高于深度学习的最高值（0.539）。尽管如此，深度学习具备自动特征提取能力，显著降低了对人工特征工程的依赖，展现出较强的跨区域迁移潜力。综上，深度学习模型在水库消落带草本群落分类中具有良好的应用前景，未来应进一步扩充样本规模、融合多源遥感数据，并结合迁移学习方法，构建“数据—模型—应用”协同优化的智能识别体系，以支撑湿地生态系统精细化监测与管理。
优先出版日期: 2026-08-28
摘要：
补水溶矿作为盐湖钾资源可持续开采的重要方式,对保障国家战略需求具有重要意义。本文以察尔汗盐湖达布逊区段为研究区开展了储卤层矿物组成与卤水水化学时空分布的耦合研究。结果表明：储卤层矿物垂向分带明显：浅部(0 ~ 4 m)以石盐(含量最高达95%)为主,中部(4 ~ 9 m)为光卤石(含量10% ~ 31%)富集层,伴生水氯镁石；深部(>8 m)碎屑矿物增多；卤水水体分异受Na?、Mg2?、K?控制,水平方向上K?在补水渠至采卤渠之间的高值条带和垂向上Mg2?、Cl?、K?同步升高的“化学拐点”揭示了水位动态是控制钾垂向迁移与富集的关键；研究区存在湖水天然补给与人工渠补水两种模式,前者影响范围广、持续时间长,对浅-中层固体钾盐溶解效果显著,后者是对补水范围的延申,指向性强但补水范围有限。总体研究表明,当前人工补水溶矿在浅-中层仍有较大潜力,需优化补水布局、增强低矿化度水对目标层位的穿透能力以提升钾盐资源溶采效率。该研究揭示了“矿物-水化学-水动力”耦合机制,为察尔汗盐湖补水溶矿提供了基础科学依据。
补水溶矿作为盐湖钾资源可持续开采的重要方式,对保障国家战略需求具有重要意义。本文以察尔汗盐湖达布逊区段为研究区开展了储卤层矿物组成与卤水水化学时空分布的耦合研究。结果表明：储卤层矿物垂向分带明显：浅部(0 ~ 4 m)以石盐(含量最高达95%)为主,中部(4 ~ 9 m)为光卤石(含量10% ~ 31%)富集层,伴生水氯镁石；深部(>8 m)碎屑矿物增多；卤水水体分异受Na?、Mg2?、K?控制,水平方向上K?在补水渠至采卤渠之间的高值条带和垂向上Mg2?、Cl?、K?同步升高的“化学拐点”揭示了水位动态是控制钾垂向迁移与富集的关键；研究区存在湖水天然补给与人工渠补水两种模式,前者影响范围广、持续时间长,对浅-中层固体钾盐溶解效果显著,后者是对补水范围的延申,指向性强但补水范围有限。总体研究表明,当前人工补水溶矿在浅-中层仍有较大潜力,需优化补水布局、增强低矿化度水对目标层位的穿透能力以提升钾盐资源溶采效率。该研究揭示了“矿物-水化学-水动力”耦合机制,为察尔汗盐湖补水溶矿提供了基础科学依据。
优先出版日期: 2026-08-27
摘要：
长江中游剧烈的水沙异变诱发坝下游河床系统性冲刷响应,表现出显著的空间分异特征,这种不均匀粗化过程使得床沙对不同粒径组悬沙沿程补给机制发生结构性改变。本文基于长江中游枝城、沙市和监利水文站2003-2019年实测水沙资料,运用马尔可夫随机过程理论,提出考虑转移概率的水流挟沙力计算新模式,并应用于三峡水库下游荆江河段悬移质输沙量预测,进而揭示其对上游来水来沙、床沙异质粗化及交换过程的响应机制。结果表明:(i)基于泥沙转移概率矩阵,提出适用于长江中游水流挟沙力计算公式,预测精度明显优于传统公式,纳什效率系数(NSE)在各水文站均达到0.7以上；(ii)悬移质输沙主要集中于汛期,汛期输沙占比分别在枝城、沙市、监利三个水文站由2003年的98%、93%、90%下降至2019年的93%、87%、77%,表明输沙年内空间分布非均匀程度增加；(iii)在其他条件不变的情况下,悬移概率P13随流量增大而升高,随床沙粒径增大而迅速降低,在粒径超过5 mm后几近为零；含沙量在0.2 kg/m3以下时,P13快速上升,随后趋于平稳；(iv)在2003-2019年期间,泥沙转移概率 (P13) 与输沙率呈正相关关系,枝城断面P13由0.469降至0,沙市断面由0.691降至0.496,监利断面由0.789降至0.742,反映三峡工程下游近坝段河床粗化后对悬沙补给能力显著减弱,并具有显著的空间异质性。相关研究成果可为长江中游近坝河段水沙输移及河床演变分析提供理论基础与技术支撑。
长江中游剧烈的水沙异变诱发坝下游河床系统性冲刷响应,表现出显著的空间分异特征,这种不均匀粗化过程使得床沙对不同粒径组悬沙沿程补给机制发生结构性改变。本文基于长江中游枝城、沙市和监利水文站2003-2019年实测水沙资料,运用马尔可夫随机过程理论,提出考虑转移概率的水流挟沙力计算新模式,并应用于三峡水库下游荆江河段悬移质输沙量预测,进而揭示其对上游来水来沙、床沙异质粗化及交换过程的响应机制。结果表明:(i)基于泥沙转移概率矩阵,提出适用于长江中游水流挟沙力计算公式,预测精度明显优于传统公式,纳什效率系数(NSE)在各水文站均达到0.7以上；(ii)悬移质输沙主要集中于汛期,汛期输沙占比分别在枝城、沙市、监利三个水文站由2003年的98%、93%、90%下降至2019年的93%、87%、77%,表明输沙年内空间分布非均匀程度增加；(iii)在其他条件不变的情况下,悬移概率P13随流量增大而升高,随床沙粒径增大而迅速降低,在粒径超过5 mm后几近为零；含沙量在0.2 kg/m3以下时,P13快速上升,随后趋于平稳；(iv)在2003-2019年期间,泥沙转移概率 (P13) 与输沙率呈正相关关系,枝城断面P13由0.469降至0,沙市断面由0.691降至0.496,监利断面由0.789降至0.742,反映三峡工程下游近坝段河床粗化后对悬沙补给能力显著减弱,并具有显著的空间异质性。相关研究成果可为长江中游近坝河段水沙输移及河床演变分析提供理论基础与技术支撑。
优先出版日期: 2026-08-27
摘要：
过鱼设施的修建可能引发“鱼类陷入库区生态陷阱”是我国鱼类过坝领域亟需进行深入审视与探讨的问题。目前鱼类过坝技术的研究聚焦两个问题：坝下鱼怎么过坝及过鱼设施能过多少鱼,关于鱼类过坝后能否存活、产卵和下行的系统性研究鲜有涉及,导致无法判断库区是否成为“生态陷阱”。本文围绕鱼类过坝后的生态陷阱问题,总结了过坝后生态陷阱研究的参考文献及工程报告成果,回顾水利工程与过鱼设施的关系,总结鱼类过坝的需求及其生态效应,梳理了鱼类过坝后面临的生态挑战及鱼类可能陷入生态陷阱的原因,构建了遵循洄游鱼类生命需求的生态陷阱评估框架,阐明了生态陷阱对鱼类生活史过程关键行为的影响,指出未来研究需要多维度综合考虑鱼类上行、鱼类下行、鱼类行为学、水文生态学、栖息地适宜性等,以全面评判过鱼设施的生态效应,并推动过鱼设施设计与管理向生态系统导向转变,提高其在维护河流连通性和洄游鱼类种群保护方面的有效性。
过鱼设施的修建可能引发“鱼类陷入库区生态陷阱”是我国鱼类过坝领域亟需进行深入审视与探讨的问题。目前鱼类过坝技术的研究聚焦两个问题：坝下鱼怎么过坝及过鱼设施能过多少鱼,关于鱼类过坝后能否存活、产卵和下行的系统性研究鲜有涉及,导致无法判断库区是否成为“生态陷阱”。本文围绕鱼类过坝后的生态陷阱问题,总结了过坝后生态陷阱研究的参考文献及工程报告成果,回顾水利工程与过鱼设施的关系,总结鱼类过坝的需求及其生态效应,梳理了鱼类过坝后面临的生态挑战及鱼类可能陷入生态陷阱的原因,构建了遵循洄游鱼类生命需求的生态陷阱评估框架,阐明了生态陷阱对鱼类生活史过程关键行为的影响,指出未来研究需要多维度综合考虑鱼类上行、鱼类下行、鱼类行为学、水文生态学、栖息地适宜性等,以全面评判过鱼设施的生态效应,并推动过鱼设施设计与管理向生态系统导向转变,提高其在维护河流连通性和洄游鱼类种群保护方面的有效性。
优先出版日期: 2026-08-26
摘要：
为解决大型洪泛湿地子湖泊群的水文过程和景观变化监测数据缺乏问题，并探索这些子湖泊群退水过程与其景观变化之间的关系，本文以鄱阳湖国家级自然保护区的9个碟形湖为例，综合利用遥感、地理信息系统与时空分析等技术方法，从自然降水、人为调控、湖泊地形三方面分析了碟形湖退水过程对水鸟越冬生境结构的影响，主要结论有:1）卫星遥感技术能同步监测众多湖泊的水域范围和景观组成，从而解决大型洪泛湿地子湖泊相关监测数据缺乏的问题；2）自然降水对碟形湖退水过程的影响主要发生在碟形湖与主湖区水面脱离之前，它决定着洲滩的出露时间，人为调控和湖泊地形对碟形湖退水过程的影响发生在脱离之后，人为调控相较于自然退水会延缓碟形湖的退水过程，湖泊地形决定着它的蓄水与水位调控能力；3）洪水和干旱会显著减少越冬水鸟的秋季觅食生境，但其影响基本不会持续到冬季；自然降水异常时，自然退水湖泊比人工调控湖泊其景观波动更大；极端洪水对低位置湖泊景观的影响更大，而极端干旱对高位置湖泊景观的影响更大。本文研究结果对当前鄱阳湖越冬水鸟保护和实行“一湖一策”的湿地精准管理都有重要参考价值。
为解决大型洪泛湿地子湖泊群的水文过程和景观变化监测数据缺乏问题，并探索这些子湖泊群退水过程与其景观变化之间的关系，本文以鄱阳湖国家级自然保护区的9个碟形湖为例，综合利用遥感、地理信息系统与时空分析等技术方法，从自然降水、人为调控、湖泊地形三方面分析了碟形湖退水过程对水鸟越冬生境结构的影响，主要结论有:1）卫星遥感技术能同步监测众多湖泊的水域范围和景观组成，从而解决大型洪泛湿地子湖泊相关监测数据缺乏的问题；2）自然降水对碟形湖退水过程的影响主要发生在碟形湖与主湖区水面脱离之前，它决定着洲滩的出露时间，人为调控和湖泊地形对碟形湖退水过程的影响发生在脱离之后，人为调控相较于自然退水会延缓碟形湖的退水过程，湖泊地形决定着它的蓄水与水位调控能力；3）洪水和干旱会显著减少越冬水鸟的秋季觅食生境，但其影响基本不会持续到冬季；自然降水异常时，自然退水湖泊比人工调控湖泊其景观波动更大；极端洪水对低位置湖泊景观的影响更大，而极端干旱对高位置湖泊景观的影响更大。本文研究结果对当前鄱阳湖越冬水鸟保护和实行“一湖一策”的湿地精准管理都有重要参考价值。
优先出版日期: 2026-08-24
摘要：
太浦闸作为太湖流域关键调度工程,流量预报对流域防洪、供水及水生态协同调控具有重要意义。然而,传统预报方法存在参数固化、对多源驱动因子响应机制不明、降水水位阈值不清等问题。为此,本研究耦合主成分分析、校正随机率与K-means聚类等方法,构建了多源驱动下太浦闸流量预报建模与调度站降水水位响应阈值识别体系。结果表明：(1)影响太浦闸流量的关键因子为区域水位协同、降雨径流效应和上下游水位拮抗三类主成分,累积贡献率达93.47%,变量重要性排序表明平望8时水位贡献最高。(2)基于平望、王江泾、陈墓三站水位构建的简化多元回归模型具有较高预报精度,太湖高水位情景下(＞3.80 m),太浦闸流量与太湖—平望水位差呈强线性关系(R=0.92)。(3)校正随机性分析表明,平望当日际水位变幅≥0.10 m时确定性过程占优,反之以随机波动为主；通过K-means聚类识别出触发平望水位显著变化的区域前一日降水量阈值25.0 mm可作为平望水位预警依据,分类准确率较高。降水阈值与水位变幅阈值共同构成双阈值预警体系,可为强降水情景下太浦闸自适应调度与风险规避提供先导决策支持。本研究提出的主成分降维、回归建模、聚类阈值识别的耦合框架,可为平原感潮河网区复杂工程调控下的水文预报与精细化调度提供了可参考的数据驱动范式。
太浦闸作为太湖流域关键调度工程,流量预报对流域防洪、供水及水生态协同调控具有重要意义。然而,传统预报方法存在参数固化、对多源驱动因子响应机制不明、降水水位阈值不清等问题。为此,本研究耦合主成分分析、校正随机率与K-means聚类等方法,构建了多源驱动下太浦闸流量预报建模与调度站降水水位响应阈值识别体系。结果表明：(1)影响太浦闸流量的关键因子为区域水位协同、降雨径流效应和上下游水位拮抗三类主成分,累积贡献率达93.47%,变量重要性排序表明平望8时水位贡献最高。(2)基于平望、王江泾、陈墓三站水位构建的简化多元回归模型具有较高预报精度,太湖高水位情景下(＞3.80 m),太浦闸流量与太湖—平望水位差呈强线性关系(R=0.92)。(3)校正随机性分析表明,平望当日际水位变幅≥0.10 m时确定性过程占优,反之以随机波动为主；通过K-means聚类识别出触发平望水位显著变化的区域前一日降水量阈值25.0 mm可作为平望水位预警依据,分类准确率较高。降水阈值与水位变幅阈值共同构成双阈值预警体系,可为强降水情景下太浦闸自适应调度与风险规避提供先导决策支持。本研究提出的主成分降维、回归建模、聚类阈值识别的耦合框架,可为平原感潮河网区复杂工程调控下的水文预报与精细化调度提供了可参考的数据驱动范式。
优先出版日期: 2026-08-24
摘要：
梯级水库的叠加水文调控显著改变河流生态系统的结构与功能，识别金沙江下游浮游植物群落的时空差异及其关键环境驱动因素，可为金沙江下游梯级水库生态修复与管理提供科学依据。本研究于2025年3月（枯水期）和7月（丰水期）开展浮游植物调查，系统分析其种类组成、密度及生物量、多样性、优势种及生态位特征，并结合 Pearson 相关分析与冗余分析（RDA）探讨优势种与环境因子的关系。结果表明，梯级水库共鉴定浮游植物9门83属104种，以绿藻门、硅藻门和蓝藻门为主。浮游植物种类数在丰水期显著高于枯水期（P<0.01），但在各库区间分布均匀。浮游植物密度为0.14×105~362.37×105 cells/L，生物量为0.01~19.05 mg/L，时空差异不显著。多样性指数在各库区间差异均不显著；时间尺度上，丰富度指数、香农指数和辛普森指数在丰水期显著高于枯水期，而均匀度指数季节差异不显著。多样性指数表明研究区总体处于α~β中污染水平。枯水期优势种以硅藻为主且生态位较窄，丰水期则表现为多门类共同占优、生态位宽度增大。其中小环藻在枯、丰水期均保持稳定优势，隐藻在丰水期优势度与生态位宽度同步提升。丰水期生态位重叠总体高于枯水期，枯水期不同优势度种群的重叠分布相对均衡，而丰水期低重叠优势种对的占比增加。Pearson 与冗余分析（RDA）结果表明，高锰酸盐指数、pH 和溶解氧是驱动优势种群落时空分布格局的主导环境因子。
梯级水库的叠加水文调控显著改变河流生态系统的结构与功能，识别金沙江下游浮游植物群落的时空差异及其关键环境驱动因素，可为金沙江下游梯级水库生态修复与管理提供科学依据。本研究于2025年3月（枯水期）和7月（丰水期）开展浮游植物调查，系统分析其种类组成、密度及生物量、多样性、优势种及生态位特征，并结合 Pearson 相关分析与冗余分析（RDA）探讨优势种与环境因子的关系。结果表明，梯级水库共鉴定浮游植物9门83属104种，以绿藻门、硅藻门和蓝藻门为主。浮游植物种类数在丰水期显著高于枯水期（P<0.01），但在各库区间分布均匀。浮游植物密度为0.14×105~362.37×105 cells/L，生物量为0.01~19.05 mg/L，时空差异不显著。多样性指数在各库区间差异均不显著；时间尺度上，丰富度指数、香农指数和辛普森指数在丰水期显著高于枯水期，而均匀度指数季节差异不显著。多样性指数表明研究区总体处于α~β中污染水平。枯水期优势种以硅藻为主且生态位较窄，丰水期则表现为多门类共同占优、生态位宽度增大。其中小环藻在枯、丰水期均保持稳定优势，隐藻在丰水期优势度与生态位宽度同步提升。丰水期生态位重叠总体高于枯水期，枯水期不同优势度种群的重叠分布相对均衡，而丰水期低重叠优势种对的占比增加。Pearson 与冗余分析（RDA）结果表明，高锰酸盐指数、pH 和溶解氧是驱动优势种群落时空分布格局的主导环境因子。
优先出版日期: 2026-08-24
摘要：
在国家“双碳”战略背景下，科学评估水库温室气体排放特征，是客观认定水电工程气候效应、支撑水电行业低碳属性的重要内容。河道型水库兼具河流纵向输移、水库滞留沉积和工程调度控制等特征，其温室气体排放不仅取决于水体内部碳转化过程，也受蓄水淹没、水位调度、过坝下泄和消落带干湿交替等过程共同控制。科学识别河道型水库温室气体的排放路径、动态变化及尺度外推方法，是客观评估水电工程气候效应和低碳属性的重要基础。本文围绕河道型水库温室气体排放的主要途径识别及其评估需求，系统梳理了蓄水期碳脉冲、水库调度驱动的源汇转换、水-气界面扩散、气泡释放、过坝下泄消气及消落带非稳态排放等关键过程及其监测要求。进一步评述了通量箱法、薄边界层模型、涡度相关法、声学探测及遥感空间识别等多种主要技术的适用性与局限。在此基础上，以三峡水库为典型案例，总结大型河道型水库温室气体监测技术的实践演进和主要挑战。综合分析表明，当前河道型水库温室气体监测仍面临排放过程耦合解析不足、多方法接口不清、关键路径高不确定性、消落带非稳态过程难以刻画以及多尺度数据融合能力不足等问题。未来应从单项技术应用转向监测目标驱动的方法组合，构建多要素协同监测网络和标准化数据集，强化遥感空间约束与机理约束，并推动过程模型与数据驱动方法融合，为河道型水库温室气体全库动态评估、碳足迹核算和低碳运行管理提供方法支撑。
在国家“双碳”战略背景下，科学评估水库温室气体排放特征，是客观认定水电工程气候效应、支撑水电行业低碳属性的重要内容。河道型水库兼具河流纵向输移、水库滞留沉积和工程调度控制等特征，其温室气体排放不仅取决于水体内部碳转化过程，也受蓄水淹没、水位调度、过坝下泄和消落带干湿交替等过程共同控制。科学识别河道型水库温室气体的排放路径、动态变化及尺度外推方法，是客观评估水电工程气候效应和低碳属性的重要基础。本文围绕河道型水库温室气体排放的主要途径识别及其评估需求，系统梳理了蓄水期碳脉冲、水库调度驱动的源汇转换、水-气界面扩散、气泡释放、过坝下泄消气及消落带非稳态排放等关键过程及其监测要求。进一步评述了通量箱法、薄边界层模型、涡度相关法、声学探测及遥感空间识别等多种主要技术的适用性与局限。在此基础上，以三峡水库为典型案例，总结大型河道型水库温室气体监测技术的实践演进和主要挑战。综合分析表明，当前河道型水库温室气体监测仍面临排放过程耦合解析不足、多方法接口不清、关键路径高不确定性、消落带非稳态过程难以刻画以及多尺度数据融合能力不足等问题。未来应从单项技术应用转向监测目标驱动的方法组合，构建多要素协同监测网络和标准化数据集，强化遥感空间约束与机理约束，并推动过程模型与数据驱动方法融合，为河道型水库温室气体全库动态评估、碳足迹核算和低碳运行管理提供方法支撑。
优先出版日期: 2026-08-24
摘要：
下荆江河段具有天然蜿蜒趋向性及自然裁弯特性，七弓岭弯道作为长江中游河势控制关键节点，该弯道一旦发生自然裁弯，将对河道稳定、江湖关系及港口航道安全等产生显著不利影响。为了明确该弯道自然裁弯过程，本研究利用实测资料分析与理论公式计算，深入探究了其裁弯主导形式，界定了触发自然裁弯的极端水文条件，并定量揭示了自然裁弯的动态演化过程。研究结果表明：冲切型裁弯及极端洪水诱发的复合型裁弯，是七弓岭弯道可能发生的裁弯形式；对应的极端水文组合为监利站流量40512m3/s、城陵矶站流量23688m3/s、螺山站水位 31.12m；裁弯发生时长与河道糙率呈显著正相关关系，在糙率0.025~0.037区间内，裁弯时长介于65~113h之间；设置极端水文后流量逐日递减情景模拟，第4d末狭颈最大冲刷深度超过裁弯临界阈值，验证了自然裁弯的可能性。该极端水文组合对应枝城站流量约54000m3/s，上游大洪水叠加中游来流偏枯的不利组合易诱发裁弯风险；本研究为初步研判成果，后续需深化水文频率分析与精细化模拟，该类水文组合可作为三峡水库调度与河道巡查的重点关注情景。
下荆江河段具有天然蜿蜒趋向性及自然裁弯特性，七弓岭弯道作为长江中游河势控制关键节点，该弯道一旦发生自然裁弯，将对河道稳定、江湖关系及港口航道安全等产生显著不利影响。为了明确该弯道自然裁弯过程，本研究利用实测资料分析与理论公式计算，深入探究了其裁弯主导形式，界定了触发自然裁弯的极端水文条件，并定量揭示了自然裁弯的动态演化过程。研究结果表明：冲切型裁弯及极端洪水诱发的复合型裁弯，是七弓岭弯道可能发生的裁弯形式；对应的极端水文组合为监利站流量40512m3/s、城陵矶站流量23688m3/s、螺山站水位 31.12m；裁弯发生时长与河道糙率呈显著正相关关系，在糙率0.025~0.037区间内，裁弯时长介于65~113h之间；设置极端水文后流量逐日递减情景模拟，第4d末狭颈最大冲刷深度超过裁弯临界阈值，验证了自然裁弯的可能性。该极端水文组合对应枝城站流量约54000m3/s，上游大洪水叠加中游来流偏枯的不利组合易诱发裁弯风险；本研究为初步研判成果，后续需深化水文频率分析与精细化模拟，该类水文组合可作为三峡水库调度与河道巡查的重点关注情景。
优先出版日期: 2026-08-18
摘要：
干旱、半干旱区面积约占我国国土面积的一半，但气候变化背景下，干旱胁迫对水生生物的影响仍知之甚少。为探究干旱相关水环境因子（DHFs：Drought-related hydrological factors）对浮游植物的影响，选取我国西北干旱、半干旱区河湖水生态演变的典型区域—黄河流域宁夏片区的干支流河道及附属湖泊、水库为研究对象，于2023年10月（秋季）在研究区内布设66个监测点位，开展水生态调查。采用层次聚类分析、非度量多维尺度分析、相似性分析探究群落空间分布格局和不同分组间群落结构的差异，并采用Mantel检验、冗余分析和方差分解等方法系统解析了浮游植物对DHFs的响应机制。结果表明，调查期间共鉴定出浮游植物7门81属143种（含变种），群落呈典型的硅藻-绿藻型特征，其中硅藻门物种数占总物种数的39%，生物量占总生物量的47%。研究区内DHFs空间异质性显著，浊度、氮磷质量比和总溶解性固体浓度的变异系数高达2.04、2.03和1.66；相应浮游藻类细胞密度和生物量的变异系数亦高达1.84与1.42。研究区域内氮磷质量比平均值高达91.15，呈现明显磷限制。基于Bray-Curtis距离的层次聚类分析将浮游植物划分为4个空间异质性极显著的组群（相似性分析ANOSIM：R=0.783，p=0.001），各组间DHFs差异均显著。Mantel检验和冗余分析(RDA)结果表明：pH、浊度、化学需氧量和总磷等是浮游植物群落结构变化的关键驱动因子，方差分解结果显示DHFs对群落变异的单独解释率（12%）是传统营养盐等其他因子（2%）的6倍。本研究证实了干旱对浮游植物群落结构变化的潜在影响，为干旱区浮游植物群落空间格局形成机制提供了新的视角。
干旱、半干旱区面积约占我国国土面积的一半，但气候变化背景下，干旱胁迫对水生生物的影响仍知之甚少。为探究干旱相关水环境因子（DHFs：Drought-related hydrological factors）对浮游植物的影响，选取我国西北干旱、半干旱区河湖水生态演变的典型区域—黄河流域宁夏片区的干支流河道及附属湖泊、水库为研究对象，于2023年10月（秋季）在研究区内布设66个监测点位，开展水生态调查。采用层次聚类分析、非度量多维尺度分析、相似性分析探究群落空间分布格局和不同分组间群落结构的差异，并采用Mantel检验、冗余分析和方差分解等方法系统解析了浮游植物对DHFs的响应机制。结果表明，调查期间共鉴定出浮游植物7门81属143种（含变种），群落呈典型的硅藻-绿藻型特征，其中硅藻门物种数占总物种数的39%，生物量占总生物量的47%。研究区内DHFs空间异质性显著，浊度、氮磷质量比和总溶解性固体浓度的变异系数高达2.04、2.03和1.66；相应浮游藻类细胞密度和生物量的变异系数亦高达1.84与1.42。研究区域内氮磷质量比平均值高达91.15，呈现明显磷限制。基于Bray-Curtis距离的层次聚类分析将浮游植物划分为4个空间异质性极显著的组群（相似性分析ANOSIM：R=0.783，p=0.001），各组间DHFs差异均显著。Mantel检验和冗余分析(RDA)结果表明：pH、浊度、化学需氧量和总磷等是浮游植物群落结构变化的关键驱动因子，方差分解结果显示DHFs对群落变异的单独解释率（12%）是传统营养盐等其他因子（2%）的6倍。本研究证实了干旱对浮游植物群落结构变化的潜在影响，为干旱区浮游植物群落空间格局形成机制提供了新的视角。
优先出版日期: 2026-08-18
摘要：
在通江湖泊湿地中，泥沙淤积和干旱同时对湿地植物的生长和分布产生影响，但当前有关两者共同作用的研究较少。本研究以在长江中下游湖泊湿地扩张比较明显的虉草(Phalaris arundinacea L.)和升金湖优势湿地植物陌上菅(Carex thunbergii Steud.)为对象，研究了不同水位(0 cm、-20 cm和-40 cm)和泥沙淤积(0 cm、3 cm和6 cm)对虉草在陌上菅种群中(1 株虉草:25 株苔草)生长的影响。结果表明，在高泥沙淤积(6 cm)条件下，水位从0 cm下降至-20 cm显著提高了虉草的生物量、株高和根长(P ＜ 0.05)，但显著降低了陌上菅的株高(P ＜ 0.05)，表明在高泥沙淤积条件下，中度干旱更有利于虉草生长。在中度干旱(-20 cm)条件下，泥沙淤积从0 cm增加至6 cm显著提高了虉草的地上生物量(P ＜ 0.05)，但显著降低了陌上菅的地上生物量 (P ＜ 0.05)。此外，在中度干旱和高泥沙淤积条件下，虉草地上生物量在总地上生物量（虉草+陌上菅）中的占比显著提高 (P ＜ 0.05)。研究结果表明，中度干旱和高泥沙淤积条件将有利于虉草在苔草草地中的生长，进而可能引起虉草扩张。因此，在湖泊湿地管理中，应积极采取调控水位、减少泥沙淤积等措施以维持湿地植被的结构和功能稳定。
在通江湖泊湿地中，泥沙淤积和干旱同时对湿地植物的生长和分布产生影响，但当前有关两者共同作用的研究较少。本研究以在长江中下游湖泊湿地扩张比较明显的虉草(Phalaris arundinacea L.)和升金湖优势湿地植物陌上菅(Carex thunbergii Steud.)为对象，研究了不同水位(0 cm、-20 cm和-40 cm)和泥沙淤积(0 cm、3 cm和6 cm)对虉草在陌上菅种群中(1 株虉草:25 株苔草)生长的影响。结果表明，在高泥沙淤积(6 cm)条件下，水位从0 cm下降至-20 cm显著提高了虉草的生物量、株高和根长(P ＜ 0.05)，但显著降低了陌上菅的株高(P ＜ 0.05)，表明在高泥沙淤积条件下，中度干旱更有利于虉草生长。在中度干旱(-20 cm)条件下，泥沙淤积从0 cm增加至6 cm显著提高了虉草的地上生物量(P ＜ 0.05)，但显著降低了陌上菅的地上生物量 (P ＜ 0.05)。此外，在中度干旱和高泥沙淤积条件下，虉草地上生物量在总地上生物量（虉草+陌上菅）中的占比显著提高 (P ＜ 0.05)。研究结果表明，中度干旱和高泥沙淤积条件将有利于虉草在苔草草地中的生长，进而可能引起虉草扩张。因此，在湖泊湿地管理中，应积极采取调控水位、减少泥沙淤积等措施以维持湿地植被的结构和功能稳定。
优先出版日期: 2026-08-18
摘要：
綦江是长江上游典型的梯级开发支流，连续坝系重塑了河流纵向连通性，但其对小型定居性鱼类种群遗传格局的影响仍缺乏实证。本研究以斑点蛇鮈(Saurogobio punctatus)为对象，基于9个地理群体线粒体Cyt b、CO I和D-loop的串联序列进行分析，旨在分析梯级水坝阻隔背景下该物种的遗传多样性和遗传结构特征。结果显示：(1)185尾样本共检测到36个变异位点，鉴定出18个单倍型，总体单倍型多样性指数与核苷酸多样性指数分别为0.787 ± 0.019与0.0020 ± 0.0002；不同江段群体遗传多样性未呈现规律性变化；(2)遗传分化指数(Fst)和基因流(Nm)分析表明，最上游S9群体与其余群体间存在中度以上遗传分化，但仍保持一定的基因交流；(3)AMOVA分析显示，仅1.72%的分子变异源于群体间，而98.28%源于群体内，且单倍型系统发育树和网络图均未呈现明显的水坝阻隔特征；(4)错配分布和中性检验表明，总群体及各江段群体均未检测到明显的种群扩张信号。综合上述研究结果，綦江梯级水坝尚未导致斑点蛇鮈整体遗传多样性显著下降，对其总体遗传结构的影响也较为有限，但最上游群体已出现一定程度的局部分化信号，表明该物种在高密度梯级水坝环境下短时期内仍能维持较稳定的种群连通性。本研究可为梯级水电开发背景下杂食性小型鱼类的种群遗传分化研究提供基础数据和科学依据。
綦江是长江上游典型的梯级开发支流，连续坝系重塑了河流纵向连通性，但其对小型定居性鱼类种群遗传格局的影响仍缺乏实证。本研究以斑点蛇鮈(Saurogobio punctatus)为对象，基于9个地理群体线粒体Cyt b、CO I和D-loop的串联序列进行分析，旨在分析梯级水坝阻隔背景下该物种的遗传多样性和遗传结构特征。结果显示：(1)185尾样本共检测到36个变异位点，鉴定出18个单倍型，总体单倍型多样性指数与核苷酸多样性指数分别为0.787 ± 0.019与0.0020 ± 0.0002；不同江段群体遗传多样性未呈现规律性变化；(2)遗传分化指数(Fst)和基因流(Nm)分析表明，最上游S9群体与其余群体间存在中度以上遗传分化，但仍保持一定的基因交流；(3)AMOVA分析显示，仅1.72%的分子变异源于群体间，而98.28%源于群体内，且单倍型系统发育树和网络图均未呈现明显的水坝阻隔特征；(4)错配分布和中性检验表明，总群体及各江段群体均未检测到明显的种群扩张信号。综合上述研究结果，綦江梯级水坝尚未导致斑点蛇鮈整体遗传多样性显著下降，对其总体遗传结构的影响也较为有限，但最上游群体已出现一定程度的局部分化信号，表明该物种在高密度梯级水坝环境下短时期内仍能维持较稳定的种群连通性。本研究可为梯级水电开发背景下杂食性小型鱼类的种群遗传分化研究提供基础数据和科学依据。
优先出版日期: 2026-08-18
摘要：
清淤是水库生态治理中常用手段之一，然而该过程会对水库浮游植物群落结构产生影响。湖漫水库为温岭市重要水源地，近年来暴发了拉氏尖头藻水华，为应对此威胁，全库区于2024年2月~2024年9月进行清淤工程，以削减内源营养，改善水库水质。为评估清淤对浮游植物群落的影响，本研究于2023年10月至2025年9月对该水库拉氏尖头藻水华进行监测，分析了不同时期（基于水华发生阶段和清淤过程划分）浮游植物群落的组成、多样性、生态位特征及其与环境因子的关系。结果表明湖漫水库营养盐浓度在清淤后显著下降。监测期间共鉴定出浮游植物7门55属，清淤时浮游植物总细胞丰度明显下降，但清淤后再次升高。蓝藻优势属为尖头藻和假鱼腥藻，在时间上呈现由尖头藻属为优势到假鱼腥藻属为优势的演替现象。清淤前拉氏尖头藻丰度最高，达到了2.56×107 cells/L，清淤时其丰度降低，清淤后其丰度又升高。清淤前浮游植物群落多样性指数较低，清淤后明显上升。冗余分析表明，清淤前浮游植物群落与营养盐正相关，清淤后两者间相关性减弱。随机森林模型显示水华发生阶段和清淤过程是影响浮游植物群落结构的关键因子，其次是铵态氮。清淤时拉氏尖头藻的生态位宽度变窄，清淤后变宽。组间离散度的多元同质性检验显示湖漫水库浮游植物群落结构在清淤结束后的一年时间内逐步恢复到清淤前的状态。这些结果表明，短期内清淤可以改善水质，减缓或者控制拉氏尖头藻水华，但维持时间较短，浮游植物群落会逐步恢复，拉氏尖头藻水华会快速反弹。
清淤是水库生态治理中常用手段之一，然而该过程会对水库浮游植物群落结构产生影响。湖漫水库为温岭市重要水源地，近年来暴发了拉氏尖头藻水华，为应对此威胁，全库区于2024年2月~2024年9月进行清淤工程，以削减内源营养，改善水库水质。为评估清淤对浮游植物群落的影响，本研究于2023年10月至2025年9月对该水库拉氏尖头藻水华进行监测，分析了不同时期（基于水华发生阶段和清淤过程划分）浮游植物群落的组成、多样性、生态位特征及其与环境因子的关系。结果表明湖漫水库营养盐浓度在清淤后显著下降。监测期间共鉴定出浮游植物7门55属，清淤时浮游植物总细胞丰度明显下降，但清淤后再次升高。蓝藻优势属为尖头藻和假鱼腥藻，在时间上呈现由尖头藻属为优势到假鱼腥藻属为优势的演替现象。清淤前拉氏尖头藻丰度最高，达到了2.56×107 cells/L，清淤时其丰度降低，清淤后其丰度又升高。清淤前浮游植物群落多样性指数较低，清淤后明显上升。冗余分析表明，清淤前浮游植物群落与营养盐正相关，清淤后两者间相关性减弱。随机森林模型显示水华发生阶段和清淤过程是影响浮游植物群落结构的关键因子，其次是铵态氮。清淤时拉氏尖头藻的生态位宽度变窄，清淤后变宽。组间离散度的多元同质性检验显示湖漫水库浮游植物群落结构在清淤结束后的一年时间内逐步恢复到清淤前的状态。这些结果表明，短期内清淤可以改善水质，减缓或者控制拉氏尖头藻水华，但维持时间较短，浮游植物群落会逐步恢复，拉氏尖头藻水华会快速反弹。
优先出版日期: 2026-08-11
摘要：
湿地修复是遏制湖泊生态系统退化、恢复其生态功能的关键技术途径。通过提升水系连通性与优化景观格局，可显著提升水鸟栖息地质量。黄陂湖为长江中下游典型的小型浅水湖泊，历史上因围垦养殖等人为活动，导致景观破碎化加剧、生态功能持续退化。2023年6月至2024年6月，该区域开展了为期一年的湿地修复工程，但其生态效应尚未进行过系统评估。本研究以从水鸟功能群的角度，系统分析修复前后越冬水鸟群落动态，整合景观配置特征与组成结构，评估景观格局变化对水鸟群落的影响。研究结果表明：修复后湖泊湿地景观格局得到优化，越冬前期整体斑块密度下降48.93%、水域面积增加53.49%及泥滩斑块数量下降53.89%；越冬中期水域斑块数量下降71.31%；越冬后期植被聚合指数增加12.45%。水鸟功能群对景观格局变化产生了差异化响应，水域聚合指数提升促进捕食性潜水游禽（G1）种群数量增长；泥滩聚合指数提升有效增加了植食性游禽（G5）集群规模；而浅水聚合指数升高导致均质化，使依赖此类异质斑块的食底栖动物小型涉禽（G3）种群下降。广义加性模型（GAM）分析表明，斑块密度是影响G5动态变化的关键景观配置因子，水域面积和聚合指数是驱动潜水游禽与大型涉禽分布的主导因素。针对小型浅水湖泊湿地修复，建议通过增强水系连通、分阶段合理调控水位等措施优化景观格局，满足不同水鸟功能群越冬需求。本研究强调了湿地修复过程中构建异质生境镶嵌体对越冬水鸟保护的重要性，为长江中下游地区强人为干扰湿地的科学修复与水鸟栖息地保护提供理论支撑与实践依据。
湿地修复是遏制湖泊生态系统退化、恢复其生态功能的关键技术途径。通过提升水系连通性与优化景观格局，可显著提升水鸟栖息地质量。黄陂湖为长江中下游典型的小型浅水湖泊，历史上因围垦养殖等人为活动，导致景观破碎化加剧、生态功能持续退化。2023年6月至2024年6月，该区域开展了为期一年的湿地修复工程，但其生态效应尚未进行过系统评估。本研究以从水鸟功能群的角度，系统分析修复前后越冬水鸟群落动态，整合景观配置特征与组成结构，评估景观格局变化对水鸟群落的影响。研究结果表明：修复后湖泊湿地景观格局得到优化，越冬前期整体斑块密度下降48.93%、水域面积增加53.49%及泥滩斑块数量下降53.89%；越冬中期水域斑块数量下降71.31%；越冬后期植被聚合指数增加12.45%。水鸟功能群对景观格局变化产生了差异化响应，水域聚合指数提升促进捕食性潜水游禽（G1）种群数量增长；泥滩聚合指数提升有效增加了植食性游禽（G5）集群规模；而浅水聚合指数升高导致均质化，使依赖此类异质斑块的食底栖动物小型涉禽（G3）种群下降。广义加性模型（GAM）分析表明，斑块密度是影响G5动态变化的关键景观配置因子，水域面积和聚合指数是驱动潜水游禽与大型涉禽分布的主导因素。针对小型浅水湖泊湿地修复，建议通过增强水系连通、分阶段合理调控水位等措施优化景观格局，满足不同水鸟功能群越冬需求。本研究强调了湿地修复过程中构建异质生境镶嵌体对越冬水鸟保护的重要性，为长江中下游地区强人为干扰湿地的科学修复与水鸟栖息地保护提供理论支撑与实践依据。
优先出版日期: 2026-08-11
摘要：
位于天山山脉中部的麦兹巴赫冰湖常年溃决，产生的冰湖溃决洪水严重威胁下游流域水资源安全。为弥补现有研究在冰湖溃决洪水响应机制与预警指标研究的不足，本研究结合了1990—2022年多源遥感影像、再分析气象数据与水文站径流观测数据，通过归一化水体指数与目视解译相结合的方法，构建了近30年高精度、高时间分辨率的冰湖边界数据集，并提取了溃决洪水事件，分析近30年冰湖及冰湖溃决洪水的演变特征。研究揭示了冰湖面积演变可分为快速扩张期（1990–1996年）、相对稳定期（1997–2010年）和结构性转变期（2011–2022年）三个阶段；冰湖溃决洪水事件集中于7–8月（占比96%），且有提前趋势（7 d/10a），洪峰流量呈增加趋势（约66 m3·s?1/10a），且突发性增强（历时缩短1.1 d/10a），洪水量级在2010年以来有所增强；定量解析了冰湖溃决前最大面积—冰湖排水体积—净洪峰流量—洪量关系，并结合溃决前冰湖面积、浮冰覆盖以及0°C层高度变化，提出一套能够支持溃决时间与洪水量级判别的多维预警指标。研究成果可为提升冰湖溃决洪水的预测预警能力和灾害风险评估提供科学依据和参考。
位于天山山脉中部的麦兹巴赫冰湖常年溃决，产生的冰湖溃决洪水严重威胁下游流域水资源安全。为弥补现有研究在冰湖溃决洪水响应机制与预警指标研究的不足，本研究结合了1990—2022年多源遥感影像、再分析气象数据与水文站径流观测数据，通过归一化水体指数与目视解译相结合的方法，构建了近30年高精度、高时间分辨率的冰湖边界数据集，并提取了溃决洪水事件，分析近30年冰湖及冰湖溃决洪水的演变特征。研究揭示了冰湖面积演变可分为快速扩张期（1990–1996年）、相对稳定期（1997–2010年）和结构性转变期（2011–2022年）三个阶段；冰湖溃决洪水事件集中于7–8月（占比96%），且有提前趋势（7 d/10a），洪峰流量呈增加趋势（约66 m3·s?1/10a），且突发性增强（历时缩短1.1 d/10a），洪水量级在2010年以来有所增强；定量解析了冰湖溃决前最大面积—冰湖排水体积—净洪峰流量—洪量关系，并结合溃决前冰湖面积、浮冰覆盖以及0°C层高度变化，提出一套能够支持溃决时间与洪水量级判别的多维预警指标。研究成果可为提升冰湖溃决洪水的预测预警能力和灾害风险评估提供科学依据和参考。
优先出版日期: 2026-08-11
摘要：
针对季节性洪泛湿地“水文-光谱”动态耦合特性引发的单一光谱指数提取精度不足、湿地监测效能受限问题，本文以鄱阳湖典型洪泛区为研究对象，基于Sentinel-2 MSI影像构建8种代表性光谱指数，系统开展不同水情时期洪泛区水体提取的对比研究，解析水情变化与地物类型差异对光谱指数适应性的作用机制。研究表明：（1）水情变化对光谱指数的提取效能存在显著调控作用，丰水期NDWI表现最优（OA=95.4%），TCB因受高湿度环境干扰精度最低（OA=73.5%）；枯水期SWI（OA=97.4%）和NDWI（OA=97.2%）对混合光谱的区分能力突出，TCW则因季节性水体与泥滩光谱重叠度高而精度最低（OA=75.7%）。（2）不同水体类型对光谱指数的适配特征差异显著，季节性碟形湖以SWI表现最佳（OA=98.5%），永久性水体中NDWI和TCB提取精度最优（OA均为99%），水田仅MBWI保持高精度（OA=94%）。（3）光谱指数的适应性本质体现为其波段组合对“类内集中性”与“类间分离度”的协同强化能力，精度差异源于对特定地物光谱特征的响应差异。本研究明确了不同水情与水体类型下光谱指数的最优适配模式，可为季节性洪泛湿地水体动态监测提供针技术支撑，对于提升湿地生态系统保护与水资源精细化管理水平具有重要实践价值。
针对季节性洪泛湿地“水文-光谱”动态耦合特性引发的单一光谱指数提取精度不足、湿地监测效能受限问题，本文以鄱阳湖典型洪泛区为研究对象，基于Sentinel-2 MSI影像构建8种代表性光谱指数，系统开展不同水情时期洪泛区水体提取的对比研究，解析水情变化与地物类型差异对光谱指数适应性的作用机制。研究表明：（1）水情变化对光谱指数的提取效能存在显著调控作用，丰水期NDWI表现最优（OA=95.4%），TCB因受高湿度环境干扰精度最低（OA=73.5%）；枯水期SWI（OA=97.4%）和NDWI（OA=97.2%）对混合光谱的区分能力突出，TCW则因季节性水体与泥滩光谱重叠度高而精度最低（OA=75.7%）。（2）不同水体类型对光谱指数的适配特征差异显著，季节性碟形湖以SWI表现最佳（OA=98.5%），永久性水体中NDWI和TCB提取精度最优（OA均为99%），水田仅MBWI保持高精度（OA=94%）。（3）光谱指数的适应性本质体现为其波段组合对“类内集中性”与“类间分离度”的协同强化能力，精度差异源于对特定地物光谱特征的响应差异。本研究明确了不同水情与水体类型下光谱指数的最优适配模式，可为季节性洪泛湿地水体动态监测提供针技术支撑，对于提升湿地生态系统保护与水资源精细化管理水平具有重要实践价值。
优先出版日期: 2026-07-31
摘要：
浅水湖泊富营养化已成为全球性环境问题。磷是湖泊富营养化的关键因子，其在沉积物中的分布以及不同形态间的转化直接影响内源磷释放潜力和生态恢复进程。现有研究多聚焦于浅水湖泊内源磷释放，对长尺度下湖泊富营养化对沉积物磷赋存特征的改变及其生态反馈机制仍然缺乏研究。本研究以我国东部平原37个浅水湖泊为研究对象，基于沉积柱记录，结合现代观测水体理化指标，重建了百年来湖泊沉积物磷形态的演变历史，探讨了其环境效应。结果表明，富营养化使得藻类生物量升高，表层沉积物中高释放风险的活性态磷对含量与比例上升，相对稳定的钙磷（Ca-P）含量和比例下降。同时，Ca-P与钙（Ca）的比值在时间序列上持续降低，表明与碳酸钙相关的磷固定过程逐渐减弱，包括磷酸根离子（PO43-）对碳酸钙（CaCO3）晶体结构中的部分碳酸根离子的替换（CO32-），以及难溶性钙磷矿物在CaCO3晶体表面或内部形成，这进一步说明富营养化背景下浅水湖泊沉积物惰性态磷累积能力可能被削弱。研究认为沉积物中活性磷比例升高将增强湖泊内源释放风险，加强湖泊浊水态正反馈过程，使得湖泊生态系统修复更加困难。
浅水湖泊富营养化已成为全球性环境问题。磷是湖泊富营养化的关键因子，其在沉积物中的分布以及不同形态间的转化直接影响内源磷释放潜力和生态恢复进程。现有研究多聚焦于浅水湖泊内源磷释放，对长尺度下湖泊富营养化对沉积物磷赋存特征的改变及其生态反馈机制仍然缺乏研究。本研究以我国东部平原37个浅水湖泊为研究对象，基于沉积柱记录，结合现代观测水体理化指标，重建了百年来湖泊沉积物磷形态的演变历史，探讨了其环境效应。结果表明，富营养化使得藻类生物量升高，表层沉积物中高释放风险的活性态磷对含量与比例上升，相对稳定的钙磷（Ca-P）含量和比例下降。同时，Ca-P与钙（Ca）的比值在时间序列上持续降低，表明与碳酸钙相关的磷固定过程逐渐减弱，包括磷酸根离子（PO43-）对碳酸钙（CaCO3）晶体结构中的部分碳酸根离子的替换（CO32-），以及难溶性钙磷矿物在CaCO3晶体表面或内部形成，这进一步说明富营养化背景下浅水湖泊沉积物惰性态磷累积能力可能被削弱。研究认为沉积物中活性磷比例升高将增强湖泊内源释放风险，加强湖泊浊水态正反馈过程，使得湖泊生态系统修复更加困难。
优先出版日期: 2026-07-31
摘要：
探明大型水库鱼类群落的时空动态及其对环境梯度的关系，对于制定科学的渔业资源保护与管理策略、优化流域梯级水库水文调度等具有重要意义。以澜沧江干流控制性工程——糯扎渡水库为研究对象，于2024年7月、10月、12月和2025年4月在糯扎渡水库库区布设11个采样点开展鱼类季度调查，并结合水环境因子系统解析糯扎渡水库蓄水后库区鱼类群落结构、α多样性格局及其环境驱动机制。现场标准化调查共采集鱼类36种；结合渔民渔获物补充记录，共记录鱼类43种，以鲤形目为优势类群，外来种（如?Hemiculter leucisculus、马拉瓜丽体鱼Parachromis managuensis、齐氏罗非鱼Coptodon zillii）构成全年稳定优势种，而本地特有鱼类在群落中多表现为低丰度、低重要性指数（IRI）的边缘组成。 从物种组成角度看，库区鱼类以定居性（76.74%）、喜静水型（58.14%）和杂食性（58.14%）物种占比较高。鱼类α多样性在时间尺度上整体稳定，但沿“近坝—远坝”纵向梯度呈现显著空间分化，库尾区域的多样性显著高于库首区域。广义线性模型（GLM）与广义加性模型（GAM）综合分析表明，鱼类多样性对多种环境因子表现出非线性关系，其中离坝距离作为表征库区纵向空间梯度的综合变量，在模型中具有较高解释力（呈显著正效应）；此外，鱼类多样性还受到溶氧、总氮（先增后减）及水深（递减）等水环境因子的显著影响。本研究系统揭示了糯扎渡水库蓄水运行后鱼类群落结构特征、时空动态及其与环境因子的关联关系，研究结果可为我国大型水库鱼类资源保护与管理提供依据。
探明大型水库鱼类群落的时空动态及其对环境梯度的关系，对于制定科学的渔业资源保护与管理策略、优化流域梯级水库水文调度等具有重要意义。以澜沧江干流控制性工程——糯扎渡水库为研究对象，于2024年7月、10月、12月和2025年4月在糯扎渡水库库区布设11个采样点开展鱼类季度调查，并结合水环境因子系统解析糯扎渡水库蓄水后库区鱼类群落结构、α多样性格局及其环境驱动机制。现场标准化调查共采集鱼类36种；结合渔民渔获物补充记录，共记录鱼类43种，以鲤形目为优势类群，外来种（如?Hemiculter leucisculus、马拉瓜丽体鱼Parachromis managuensis、齐氏罗非鱼Coptodon zillii）构成全年稳定优势种，而本地特有鱼类在群落中多表现为低丰度、低重要性指数（IRI）的边缘组成。 从物种组成角度看，库区鱼类以定居性（76.74%）、喜静水型（58.14%）和杂食性（58.14%）物种占比较高。鱼类α多样性在时间尺度上整体稳定，但沿“近坝—远坝”纵向梯度呈现显著空间分化，库尾区域的多样性显著高于库首区域。广义线性模型（GLM）与广义加性模型（GAM）综合分析表明，鱼类多样性对多种环境因子表现出非线性关系，其中离坝距离作为表征库区纵向空间梯度的综合变量，在模型中具有较高解释力（呈显著正效应）；此外，鱼类多样性还受到溶氧、总氮（先增后减）及水深（递减）等水环境因子的显著影响。本研究系统揭示了糯扎渡水库蓄水运行后鱼类群落结构特征、时空动态及其与环境因子的关联关系，研究结果可为我国大型水库鱼类资源保护与管理提供依据。
优先出版日期: 2026-07-31
摘要：
山地城市河流受复杂地形格局与高强度人类活动叠加影响，水污染问题突出，其水质时空特征及污染来源识别对流域精细化管理具有重要意义。本研究以赤水河一级支流盐津河为主要研究对象，阐明其水质时空特征，结合环境容量定量评估污染负荷超载情况，并采用正定矩阵因子分解模型（PMF）解析主要污染源结构及其在不同水文条件下的贡献变化，从而揭示水文变化与土地利用共同作用下的污染格局形成机制。结果表明：（1）除TN浓度随流量升高整体呈现上升趋势外，其余水质指标在各流量区间的变化并不显著；污染物通量随流量增强而升高且表现出不同的削减需求，DOC在低到高流量区间均需削减23.76%~30.93%，为25.00~427.93 kg/d；CODMn也在中低流量区间需削减11.93%，为40.93 kg/d；NH4+-N和TP无需削减；相较于区域背景河流，TN的削减需求在不同流量区间（80.50~416.14 kg/d，14.32%~98.21%）和不同河段（142.56~686.25 kg/d，为29.77%~41.38%）较低。（2）盐津河水质空间分异显著，整体呈现由上游向中下游逐渐恶化的趋势，中游非水库河段多项污染物削减需求最大，DOC和CODMn需大幅削减92.80%和84.79%，为241.67 kg/d和92.81 kg/d；NH4+-N和TP可削减86.16%和55.58%，为51.30 kg/d和10.27 kg/d；TN的削减需求仍相较于区域背景值较低；建成区占比调控TN、NH4+-N、TP显著增加，土地利用在宏观尺度上对DOC与CODMn影响强度有限。（3）PMF源解析结果表明，非汛期生活污水和工业废水合计贡献超过60%，生活污水以NH4+-N（68.97%）和TP（91.66%）为主要贡献指标，工业废水以CODMn（60.11%）和电导率（62.80%）为主要贡献指标；汛期点源贡献减弱而面源贡献增强且污染来源结构更加复杂，地表径流贡献为15.37%，以DOC（43.44%）和TN（28.06%）为主要贡献指标，工业与养殖废水贡献达26.84%，以TP（32.44%）和CODMn（63.34%）为主要贡献指标。本研究明确了盐津河水污染格局受到水文变化与土地利用空间格局的双重调控，为山地城市河流水环境研究与管理提供了科学依据。
山地城市河流受复杂地形格局与高强度人类活动叠加影响，水污染问题突出，其水质时空特征及污染来源识别对流域精细化管理具有重要意义。本研究以赤水河一级支流盐津河为主要研究对象，阐明其水质时空特征，结合环境容量定量评估污染负荷超载情况，并采用正定矩阵因子分解模型（PMF）解析主要污染源结构及其在不同水文条件下的贡献变化，从而揭示水文变化与土地利用共同作用下的污染格局形成机制。结果表明：（1）除TN浓度随流量升高整体呈现上升趋势外，其余水质指标在各流量区间的变化并不显著；污染物通量随流量增强而升高且表现出不同的削减需求，DOC在低到高流量区间均需削减23.76%~30.93%，为25.00~427.93 kg/d；CODMn也在中低流量区间需削减11.93%，为40.93 kg/d；NH4+-N和TP无需削减；相较于区域背景河流，TN的削减需求在不同流量区间（80.50~416.14 kg/d，14.32%~98.21%）和不同河段（142.56~686.25 kg/d，为29.77%~41.38%）较低。（2）盐津河水质空间分异显著，整体呈现由上游向中下游逐渐恶化的趋势，中游非水库河段多项污染物削减需求最大，DOC和CODMn需大幅削减92.80%和84.79%，为241.67 kg/d和92.81 kg/d；NH4+-N和TP可削减86.16%和55.58%，为51.30 kg/d和10.27 kg/d；TN的削减需求仍相较于区域背景值较低；建成区占比调控TN、NH4+-N、TP显著增加，土地利用在宏观尺度上对DOC与CODMn影响强度有限。（3）PMF源解析结果表明，非汛期生活污水和工业废水合计贡献超过60%，生活污水以NH4+-N（68.97%）和TP（91.66%）为主要贡献指标，工业废水以CODMn（60.11%）和电导率（62.80%）为主要贡献指标；汛期点源贡献减弱而面源贡献增强且污染来源结构更加复杂，地表径流贡献为15.37%，以DOC（43.44%）和TN（28.06%）为主要贡献指标，工业与养殖废水贡献达26.84%，以TP（32.44%）和CODMn（63.34%）为主要贡献指标。本研究明确了盐津河水污染格局受到水文变化与土地利用空间格局的双重调控，为山地城市河流水环境研究与管理提供了科学依据。
优先出版日期: 2026-07-30
摘要：
浮游动物群落结构是反映湖泊健康状况的关键指标，研究其时空动态及环境驱动机制，对于湖泊生态保护与水环境管理具有重要意义。华阳河湖群位于长江中下游，是典型闸控通江湖群和区域重要饮用水源地，阐明其后生浮游动物群落结构的时空变化及环境驱动机制，对湖泊生态保护、水质改善和饮用水源地管理具有重要意义。本研究于2023年4月（春季）、7月（夏季）、10月（秋季）及2024年1月（冬季）对华阳河湖群后生浮游动物群落结构和水体理化因子开展了系统调查，采用冗余分析（RDA）和方差分解分析（VPA）探讨群落结构的主要驱动因素。调查期间共鉴定出后生浮游动物50属67种，其中轮虫23属37种，枝角类14属15种，桡足类13属15种；丰度和生物量范围分别为21–956 ind./L和2.83–17.09 mg/L。时间尺度上，后生浮游动物群落结构表现出明显季节差异，丰度在秋季最高、生物量在春季最高，夏季丰度和生物量均处于最低水平；秋、冬季优势种数、Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数高于春、夏季，Margalef丰富度指数则在夏季达到最高。空间尺度上，后生浮游动物丰度和生物量总体呈现龙感湖＞黄大湖＞泊湖，而Margalef丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数则表现为泊湖＞黄大湖＞龙感湖。环境驱动分析表明，不同时间和空间尺度上影响后生浮游动物群落结构的关键环境因子存在差异。时间上，春季后生浮游动物群落与悬浮物（SS）和氨氮（NH4+–N）呈显著正相关，夏季与溶解性总磷（DTP）和磷酸盐（PO?3?–P）呈显著正相关，秋季与PO?3?–P和高锰酸盐指数（CODMn）呈显著正相关，冬季与总磷（TP）和溶解氧（DO）呈显著正相关。在空间上，SS、PO?3?–P、SD分别是驱动龙感湖、黄大湖和泊湖后生浮游动物群落结构分布的主要环境因子。VPA结果表明，水环境因子与闸控水文因子共同解释了后生浮游动物群落结构变异的54.7%，其中水环境因子独立解释率为28.1%，水文因子独立解释率为17.4%，二者共同解释率为9.2%，说明闸控水位过程通过影响水体交换、悬浮物输移和营养盐分布，对群落结构变化具有重要作用。从季节变化看，夏季华阳河湖群总体处于贫–中营养状态、寡污型，春、秋、冬季则处于富营养状态、α-中污型；从空间分布看，泊湖属于贫–中营养状态、寡污型，黄大湖属于中营养状态、α-中污型，龙感湖属于富营养状态、β-中污型。总体来看，华阳河湖群后生浮游动物群落结构具有显著时空异质性，其形成受营养盐、悬浮物、透明度、溶解氧及闸控水文过程的共同驱动。研究结果可为闸控通江湖泊水生态保护、富营养化防控和饮用水源地精细化管理提供科学依据。
浮游动物群落结构是反映湖泊健康状况的关键指标，研究其时空动态及环境驱动机制，对于湖泊生态保护与水环境管理具有重要意义。华阳河湖群位于长江中下游，是典型闸控通江湖群和区域重要饮用水源地，阐明其后生浮游动物群落结构的时空变化及环境驱动机制，对湖泊生态保护、水质改善和饮用水源地管理具有重要意义。本研究于2023年4月（春季）、7月（夏季）、10月（秋季）及2024年1月（冬季）对华阳河湖群后生浮游动物群落结构和水体理化因子开展了系统调查，采用冗余分析（RDA）和方差分解分析（VPA）探讨群落结构的主要驱动因素。调查期间共鉴定出后生浮游动物50属67种，其中轮虫23属37种，枝角类14属15种，桡足类13属15种；丰度和生物量范围分别为21–956 ind./L和2.83–17.09 mg/L。时间尺度上，后生浮游动物群落结构表现出明显季节差异，丰度在秋季最高、生物量在春季最高，夏季丰度和生物量均处于最低水平；秋、冬季优势种数、Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数高于春、夏季，Margalef丰富度指数则在夏季达到最高。空间尺度上，后生浮游动物丰度和生物量总体呈现龙感湖＞黄大湖＞泊湖，而Margalef丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数则表现为泊湖＞黄大湖＞龙感湖。环境驱动分析表明，不同时间和空间尺度上影响后生浮游动物群落结构的关键环境因子存在差异。时间上，春季后生浮游动物群落与悬浮物（SS）和氨氮（NH4+–N）呈显著正相关，夏季与溶解性总磷（DTP）和磷酸盐（PO?3?–P）呈显著正相关，秋季与PO?3?–P和高锰酸盐指数（CODMn）呈显著正相关，冬季与总磷（TP）和溶解氧（DO）呈显著正相关。在空间上，SS、PO?3?–P、SD分别是驱动龙感湖、黄大湖和泊湖后生浮游动物群落结构分布的主要环境因子。VPA结果表明，水环境因子与闸控水文因子共同解释了后生浮游动物群落结构变异的54.7%，其中水环境因子独立解释率为28.1%，水文因子独立解释率为17.4%，二者共同解释率为9.2%，说明闸控水位过程通过影响水体交换、悬浮物输移和营养盐分布，对群落结构变化具有重要作用。从季节变化看，夏季华阳河湖群总体处于贫–中营养状态、寡污型，春、秋、冬季则处于富营养状态、α-中污型；从空间分布看，泊湖属于贫–中营养状态、寡污型，黄大湖属于中营养状态、α-中污型，龙感湖属于富营养状态、β-中污型。总体来看，华阳河湖群后生浮游动物群落结构具有显著时空异质性，其形成受营养盐、悬浮物、透明度、溶解氧及闸控水文过程的共同驱动。研究结果可为闸控通江湖泊水生态保护、富营养化防控和饮用水源地精细化管理提供科学依据。
优先出版日期: 2026-07-29
摘要：
长江中下游河-湖-库-塘复合水域系统作为流域水文连通性与生态过程交互的核心载体，其多要素协同演化规律与驱动机制尚待深入揭示。现有研究多聚焦单一水域类型，难以系统解析复合系统内部组分的动态关联及多因子耦合效应。基于多源遥感影像生成的专题数据产品，本文综合运用景观格局分析方法与地理探测器模型，系统阐明了长江中下游复合水域景观格局时空分异特征，并定量识别了自然与人为驱动因子的交互作用机制。结果表明：（1）研究期内复合水域景观总面积呈增加趋势，但内部结构分异显著；河渠、水库坑塘及滩地面积扩张，而湖泊、滩涂与沼泽湿地持续萎缩，凸显了人类活动对水域结构的深度改造。（2）复合水域景观组分间动态转换特征明显，前者表现为净转入，后者呈净转出，揭示了水域景观要素间的复杂权衡关系。（3）整体景观格局趋于破碎化与复杂化，表现为斑块数量（NP）、斑块密度（PD）、边界密度（ED）、景观形状指数（LSI）、香农多样性指数（SHDI）及均匀度指数（SHEI）持续上升，聚集度指数（AI）则呈下降趋势；不同类型水域景观指数响应存在显著差异，反映了其演化路径的分异。（4）复合水域景观演变受自然基础与人为扰动的交互驱动，其中气温与降水奠定了其区域格局，而人口密度变化率对湖泊萎缩、沼泽退化等过程影响尤为显著。本研究揭示了长江中下游复合水域系统的结构演化规律及驱动机制，可为流域水资源统筹管理、生态修复与国土空间规划提供科学依据。
长江中下游河-湖-库-塘复合水域系统作为流域水文连通性与生态过程交互的核心载体，其多要素协同演化规律与驱动机制尚待深入揭示。现有研究多聚焦单一水域类型，难以系统解析复合系统内部组分的动态关联及多因子耦合效应。基于多源遥感影像生成的专题数据产品，本文综合运用景观格局分析方法与地理探测器模型，系统阐明了长江中下游复合水域景观格局时空分异特征，并定量识别了自然与人为驱动因子的交互作用机制。结果表明：（1）研究期内复合水域景观总面积呈增加趋势，但内部结构分异显著；河渠、水库坑塘及滩地面积扩张，而湖泊、滩涂与沼泽湿地持续萎缩，凸显了人类活动对水域结构的深度改造。（2）复合水域景观组分间动态转换特征明显，前者表现为净转入，后者呈净转出，揭示了水域景观要素间的复杂权衡关系。（3）整体景观格局趋于破碎化与复杂化，表现为斑块数量（NP）、斑块密度（PD）、边界密度（ED）、景观形状指数（LSI）、香农多样性指数（SHDI）及均匀度指数（SHEI）持续上升，聚集度指数（AI）则呈下降趋势；不同类型水域景观指数响应存在显著差异，反映了其演化路径的分异。（4）复合水域景观演变受自然基础与人为扰动的交互驱动，其中气温与降水奠定了其区域格局，而人口密度变化率对湖泊萎缩、沼泽退化等过程影响尤为显著。本研究揭示了长江中下游复合水域系统的结构演化规律及驱动机制，可为流域水资源统筹管理、生态修复与国土空间规划提供科学依据。
优先出版日期: 2026-07-21
摘要：
武汉南湖是典型的长江中下游城市浅水湖泊，因长期受高强度人类活动影响，其生态演变过程具有典型的城市富营养化湖泊特征。为揭示持续治理下南湖的长期生态响应，本研究整合了1991-2022年的历史文献数据，并结合近期（2023年2月至2025年1月）系统实地监测，分析了水质和浮游植物的演变特征、现状及影响因子。长期数据表明，南湖氮、磷浓度演变趋势呈现三个典型阶段：（1）1990s开始氮、磷浓度呈波动上升；（2）2003-2020年氮、磷浓度长期持续高于《地表水环境质量标准》（GB 3838-2002）V类水标准；（3）2020年后氮、磷浓度进入下降通道，表明一系列治理措施初见成效。与之对应，浮游植物丰度在2017-2018年夏季高达1191.94×106 cells/L，而在2023-2025年间显著回落，但年均叶绿素a浓度仍高达61.08 μg/L，表明藻类水华发生风险依然高。近期监测表明南湖夏、秋季浮游植物以蓝藻门的假鱼腥藻和微囊藻等类群为主，其中潜在产毒藻类占比最高达81%；冬、春季则以硅藻门的小环藻为主，Pearson相关性与冗余分析均表明总磷和水温是影响浮游植物及潜在产毒蓝藻生物量的关键环境因子。结果表明，尽管长期治理使南湖氮、磷浓度大幅下降，但磷负荷及其与水温的协同效应仍是调控藻类生物量并维持产毒蓝藻竞争优势的关键因子，因此未来治理需持续强化外源磷输入控制与内源磷释放抑制。
武汉南湖是典型的长江中下游城市浅水湖泊，因长期受高强度人类活动影响，其生态演变过程具有典型的城市富营养化湖泊特征。为揭示持续治理下南湖的长期生态响应，本研究整合了1991-2022年的历史文献数据，并结合近期（2023年2月至2025年1月）系统实地监测，分析了水质和浮游植物的演变特征、现状及影响因子。长期数据表明，南湖氮、磷浓度演变趋势呈现三个典型阶段：（1）1990s开始氮、磷浓度呈波动上升；（2）2003-2020年氮、磷浓度长期持续高于《地表水环境质量标准》（GB 3838-2002）V类水标准；（3）2020年后氮、磷浓度进入下降通道，表明一系列治理措施初见成效。与之对应，浮游植物丰度在2017-2018年夏季高达1191.94×106 cells/L，而在2023-2025年间显著回落，但年均叶绿素a浓度仍高达61.08 μg/L，表明藻类水华发生风险依然高。近期监测表明南湖夏、秋季浮游植物以蓝藻门的假鱼腥藻和微囊藻等类群为主，其中潜在产毒藻类占比最高达81%；冬、春季则以硅藻门的小环藻为主，Pearson相关性与冗余分析均表明总磷和水温是影响浮游植物及潜在产毒蓝藻生物量的关键环境因子。结果表明，尽管长期治理使南湖氮、磷浓度大幅下降，但磷负荷及其与水温的协同效应仍是调控藻类生物量并维持产毒蓝藻竞争优势的关键因子，因此未来治理需持续强化外源磷输入控制与内源磷释放抑制。
优先出版日期: 2026-07-20
摘要：
受典型湖泊水网区（以太湖流域为代表）水体富营养化及水系连通性影响，入侵物种福寿螺（Pomacea canaliculata）在湖滨湿地、公园湖泊及乡村水体中频繁暴发。由于繁殖能力强、环境适应性高，福寿螺已在该区域广泛定殖并持续扩散，对淡水及农业生态系统构成严重威胁。以往检测研究多依赖单一无人机（Unmanned Aerial Vehicle, UAV）或无人船（Unmanned Surface Vehicle, USV）平台，受限于视角局限与作业效率，难以兼顾大范围筛查与精细识别。本文利用无人机与无人船协同监测技术，结合深度学习方法，构建了“空中筛查—区域投射—近距验证”的协同检测方法，制作了涵盖湖滨带、湿地公园及村庄等典型水域的无人机航拍与无人船近观两个独立数据集。结果表明：（1）基于密度的空间聚类算法（Density-Based Spatial Clustering of Applications with Noise, DBSCAN）的密度聚类方法可有效生成群落级标注，提升密集目标检测准确性；（2）无人机端与无人船端改进模型的平均精度均值（mean Average Precision, mAP）在交并比（Intersection over Union, IoU）阈值为0.5时（mAP@0.5）分别达到 0.946 和 0.968，在复杂水域环境下保持稳定检测性能；（3）空—水协同框架充分发挥了无人机广域覆盖与无人船精细观测的互补优势，显著提升了检测效率与定位精度。本研究为典型湖泊水网区福寿螺精准防控提供了技术支撑，可为未来其他水系入侵物种监测提供方法参考。
受典型湖泊水网区（以太湖流域为代表）水体富营养化及水系连通性影响，入侵物种福寿螺（Pomacea canaliculata）在湖滨湿地、公园湖泊及乡村水体中频繁暴发。由于繁殖能力强、环境适应性高，福寿螺已在该区域广泛定殖并持续扩散，对淡水及农业生态系统构成严重威胁。以往检测研究多依赖单一无人机（Unmanned Aerial Vehicle, UAV）或无人船（Unmanned Surface Vehicle, USV）平台，受限于视角局限与作业效率，难以兼顾大范围筛查与精细识别。本文利用无人机与无人船协同监测技术，结合深度学习方法，构建了“空中筛查—区域投射—近距验证”的协同检测方法，制作了涵盖湖滨带、湿地公园及村庄等典型水域的无人机航拍与无人船近观两个独立数据集。结果表明：（1）基于密度的空间聚类算法（Density-Based Spatial Clustering of Applications with Noise, DBSCAN）的密度聚类方法可有效生成群落级标注，提升密集目标检测准确性；（2）无人机端与无人船端改进模型的平均精度均值（mean Average Precision, mAP）在交并比（Intersection over Union, IoU）阈值为0.5时（mAP@0.5）分别达到 0.946 和 0.968，在复杂水域环境下保持稳定检测性能；（3）空—水协同框架充分发挥了无人机广域覆盖与无人船精细观测的互补优势，显著提升了检测效率与定位精度。本研究为典型湖泊水网区福寿螺精准防控提供了技术支撑，可为未来其他水系入侵物种监测提供方法参考。
优先出版日期: 2026-07-17
摘要：
活性氧物种（reactive oxygen species，ROS）是湖泊水体中广泛存在的一类高活性含氧中间体，主要包括超氧阴离子（O2?·）、过氧化氢（H2O2）、羟基自由基（·OH）、单线态氧（1O2）及激发三线态溶解性有机质（3DOM*）等。湖泊水体ROS可通过光化学反应、微生物代谢、金属介导氧化还原反应及沉积物-水界面过程等多种途径产生，并受湖泊水体深度、热分层状态、溶解有机质组成、无机离子与金属循环等因素共同影响。浅水湖泊光照作用强、湖体混合充分，ROS易在整个水柱中扩散并维持较高浓度水平；深水分层湖泊中ROS则具有明显的垂向分异特征，表层以光化学生成为主，温跃层和底层则受到界面过程与暗态生物过程控制。ROS在湖泊水体质量和生态系统演变过程中发挥重要作用，不仅可参与生源要素（碳、氮、磷、铁、锰等）循环、影响污染物消减转化，还可通过调控群落结构和生物代谢影响湖泊生态系统结构。ROS的强氧化性与环境友好性使其在湖泊污染治理和生态修复等领域具有广阔的应用潜力，包括基于ROS强化生成的水体污染物高效降解与净化、基于ROS靶向生成的湖泊生态系统精准调控与修复等。需要指出的是，湖泊ROS的行为与生态环境效应与其生成途径、稳态浓度及主导类型密切相关，不同ROS在氧化能力、反应选择性及空间分布上的差异决定了其在湖泊水体中的作用方式并不相同。本文系统综述了湖泊 ROS的时空赋存特征、生物与非生物形成机理及其生态环境效应，并对未来湖泊ROS的研究方向进行了展望，以期为湖泊生境演变解析、生态系统评估及污染湖泊治理与管控提供理论指导与技术支持。
活性氧物种（reactive oxygen species，ROS）是湖泊水体中广泛存在的一类高活性含氧中间体，主要包括超氧阴离子（O2?·）、过氧化氢（H2O2）、羟基自由基（·OH）、单线态氧（1O2）及激发三线态溶解性有机质（3DOM*）等。湖泊水体ROS可通过光化学反应、微生物代谢、金属介导氧化还原反应及沉积物-水界面过程等多种途径产生，并受湖泊水体深度、热分层状态、溶解有机质组成、无机离子与金属循环等因素共同影响。浅水湖泊光照作用强、湖体混合充分，ROS易在整个水柱中扩散并维持较高浓度水平；深水分层湖泊中ROS则具有明显的垂向分异特征，表层以光化学生成为主，温跃层和底层则受到界面过程与暗态生物过程控制。ROS在湖泊水体质量和生态系统演变过程中发挥重要作用，不仅可参与生源要素（碳、氮、磷、铁、锰等）循环、影响污染物消减转化，还可通过调控群落结构和生物代谢影响湖泊生态系统结构。ROS的强氧化性与环境友好性使其在湖泊污染治理和生态修复等领域具有广阔的应用潜力，包括基于ROS强化生成的水体污染物高效降解与净化、基于ROS靶向生成的湖泊生态系统精准调控与修复等。需要指出的是，湖泊ROS的行为与生态环境效应与其生成途径、稳态浓度及主导类型密切相关，不同ROS在氧化能力、反应选择性及空间分布上的差异决定了其在湖泊水体中的作用方式并不相同。本文系统综述了湖泊 ROS的时空赋存特征、生物与非生物形成机理及其生态环境效应，并对未来湖泊ROS的研究方向进行了展望，以期为湖泊生境演变解析、生态系统评估及污染湖泊治理与管控提供理论指导与技术支持。
优先出版日期: 2026-07-17
摘要：
闸控调度是滨海平原河网水资源管理的关键手段，但其引发的强水动力扰动易诱导沉积物再悬浮，导致沉积物-水界面溶解氧交换通量（SOD）激增，进而改变溶解氧（DO）动态过程并诱发缺氧风险。为揭示闸控条件下水动力与 SOD 的响应机制，以上海金汇港为例，基于现场水文水质监测与沉积物采样，构建了考虑支流影响的一维水动力模型，结合沉积物耗氧动力学实验建立SOD预测模型，系统分析了不同引水强度下水动力条件与SOD的耦合特征。结果表明：（1）构建的一维模型能有效模拟闸控河道的水动力演变过程，精准捕捉水动力扰动的沿程传播与滞后效应；（2）闸控引水显著增强了河道水动力强度，SOD随引水规模增加呈整体上升趋势，并表现出显著的空间异质性；（3）在强水动力扰动下，SOD与流速呈稳定的正线性响应关系；流速通过增大悬浮沉积物等效堆积厚度（hs），加速耗氧物质的暴露与释放，是放大SOD的主控机制。研究揭示了闸控情景下“水动力增强—沉积物再悬浮—SOD 放大”的关键响应链条，为平原闸控河道的水质精细化调度与缺氧风险防控提供理论依据。
闸控调度是滨海平原河网水资源管理的关键手段，但其引发的强水动力扰动易诱导沉积物再悬浮，导致沉积物-水界面溶解氧交换通量（SOD）激增，进而改变溶解氧（DO）动态过程并诱发缺氧风险。为揭示闸控条件下水动力与 SOD 的响应机制，以上海金汇港为例，基于现场水文水质监测与沉积物采样，构建了考虑支流影响的一维水动力模型，结合沉积物耗氧动力学实验建立SOD预测模型，系统分析了不同引水强度下水动力条件与SOD的耦合特征。结果表明：（1）构建的一维模型能有效模拟闸控河道的水动力演变过程，精准捕捉水动力扰动的沿程传播与滞后效应；（2）闸控引水显著增强了河道水动力强度，SOD随引水规模增加呈整体上升趋势，并表现出显著的空间异质性；（3）在强水动力扰动下，SOD与流速呈稳定的正线性响应关系；流速通过增大悬浮沉积物等效堆积厚度（hs），加速耗氧物质的暴露与释放，是放大SOD的主控机制。研究揭示了闸控情景下“水动力增强—沉积物再悬浮—SOD 放大”的关键响应链条，为平原闸控河道的水质精细化调度与缺氧风险防控提供理论依据。
优先出版日期: 2026-07-15
摘要：
拟柱孢藻是继微囊藻后广受全球关注的水华蓝藻，目前正在我国南方地区快速扩张。为了解拟柱孢藻在华南地区的分布特征及影响因子，本研究在枯水期对广东省七大流域的100座水库进行调查，采用基于rpoC1基因的实时荧光定量PCR技术对拟柱孢藻丰度进行测定。结果发现本研究所采集的所有样品均能检出拟柱孢藻，其丰度在4.98×104~4.23×108cells/L间变化，水库间丰度变化达4个数量级，水库间拟柱孢藻的种群数量差异明显。主成分分析显示，广东省水库环境因子在流域间的空间差异主要受氮磷营养盐和水温驱动。从流域来看，珠江三角洲和粤西沿海诸河流域的拟柱孢藻丰度均值显著高于西江、韩江和北江等流域，这两个流域也是拟柱孢藻水华发生较为严重的地区区域，有10座水库发生了重度水华。采用澳大利亚基于拟柱孢藻丰度对水华毒性风险等级划分的标准，本次调查期间有53%的水库为低风险，处于警戒水平2级别的水库达到23%。极致梯度提升（Extreme Gradient Boosting, XGBoost）和随机森林（Random Forest, RF）机器学习二分类模型以及多元线性逐步回归分析结果表明，拟柱孢藻丰度与营养状态指数（TSI）呈显著正相关，表明水体富营养水平是广东省水库拟柱孢藻差异性分布的主要影响因子。
拟柱孢藻是继微囊藻后广受全球关注的水华蓝藻，目前正在我国南方地区快速扩张。为了解拟柱孢藻在华南地区的分布特征及影响因子，本研究在枯水期对广东省七大流域的100座水库进行调查，采用基于rpoC1基因的实时荧光定量PCR技术对拟柱孢藻丰度进行测定。结果发现本研究所采集的所有样品均能检出拟柱孢藻，其丰度在4.98×104~4.23×108cells/L间变化，水库间丰度变化达4个数量级，水库间拟柱孢藻的种群数量差异明显。主成分分析显示，广东省水库环境因子在流域间的空间差异主要受氮磷营养盐和水温驱动。从流域来看，珠江三角洲和粤西沿海诸河流域的拟柱孢藻丰度均值显著高于西江、韩江和北江等流域，这两个流域也是拟柱孢藻水华发生较为严重的地区区域，有10座水库发生了重度水华。采用澳大利亚基于拟柱孢藻丰度对水华毒性风险等级划分的标准，本次调查期间有53%的水库为低风险，处于警戒水平2级别的水库达到23%。极致梯度提升（Extreme Gradient Boosting, XGBoost）和随机森林（Random Forest, RF）机器学习二分类模型以及多元线性逐步回归分析结果表明，拟柱孢藻丰度与营养状态指数（TSI）呈显著正相关，表明水体富营养水平是广东省水库拟柱孢藻差异性分布的主要影响因子。
优先出版日期: 2026-07-14
摘要：
流场是湖泊能量与物质输移的核心驱动力，对污染物、藻类和鱼类等要素的分布具有决定性影响，明晰湖泊流场的时空变化特征对于深入理解湖泊生态环境问题成因和精准治理至关重要。本研究基于2024年巢湖20个自动监测站点的高频风场与流场同步观测数据，系统分析湖区风场与流场的时空分布特征，并探讨其响应关系及驱动机制。采用矢量分解、Pearson相关分析及圆统计学方法，构建流速变异系数、流向离散系数与合成流速比等指标，对不同时间尺度下流场稳定性与动力特征进行了定量分析。结果表明：巢湖风场受东亚季风环流控制，呈现明显季节转换特征。2024年全湖平均风速约3.4m/s，春季主导风向为东风，夏季转换为偏南风，秋季和冬季分别为东北风和北风。巢湖流场整体呈“西入东出”弱流格局，各站点平均流速介于3.75~9.27cm/s之间，全湖平均为5.18cm/s。高流速区主要分布在出入湖河口与姥山岛两侧水流通道等水域，而西北部湖区、湖心及部分近岸区呈低流速状态。巢湖水体垂向流速仅为mm/s量级，垂向交换能力有限。流场在季节、月及日尺度上均表现出显著波动特征，春夏季全湖矢量平均流速分别为0.92cm/s和0.89cm/s，明显高于秋冬季的0.53cm/s。“引江济巢”调水期间兆河入湖区日均流速维持在9.69~14.82cm/s。8个国控站点平均流速变异系数达94.06%，流向离散系数为73.5%~95.8%，平均合成流速比仅0.28，表明巢湖流场具有“低流速、高波动、强离散”特征。风速与流速总体呈显著正相关（p<0.01），反映出风场是驱动巢湖流场变化的主要驱动力，但不同点位流场对风场的响应程度呈现显著差异，说明巢湖流场结构受湖盆形态、出入湖流量等多因素共同影响。研究结果可为浅水湖泊水动力调控、弱流滞留区识别及富营养化和藻类水华防控提供科学依据。
流场是湖泊能量与物质输移的核心驱动力，对污染物、藻类和鱼类等要素的分布具有决定性影响，明晰湖泊流场的时空变化特征对于深入理解湖泊生态环境问题成因和精准治理至关重要。本研究基于2024年巢湖20个自动监测站点的高频风场与流场同步观测数据，系统分析湖区风场与流场的时空分布特征，并探讨其响应关系及驱动机制。采用矢量分解、Pearson相关分析及圆统计学方法，构建流速变异系数、流向离散系数与合成流速比等指标，对不同时间尺度下流场稳定性与动力特征进行了定量分析。结果表明：巢湖风场受东亚季风环流控制，呈现明显季节转换特征。2024年全湖平均风速约3.4m/s，春季主导风向为东风，夏季转换为偏南风，秋季和冬季分别为东北风和北风。巢湖流场整体呈“西入东出”弱流格局，各站点平均流速介于3.75~9.27cm/s之间，全湖平均为5.18cm/s。高流速区主要分布在出入湖河口与姥山岛两侧水流通道等水域，而西北部湖区、湖心及部分近岸区呈低流速状态。巢湖水体垂向流速仅为mm/s量级，垂向交换能力有限。流场在季节、月及日尺度上均表现出显著波动特征，春夏季全湖矢量平均流速分别为0.92cm/s和0.89cm/s，明显高于秋冬季的0.53cm/s。“引江济巢”调水期间兆河入湖区日均流速维持在9.69~14.82cm/s。8个国控站点平均流速变异系数达94.06%，流向离散系数为73.5%~95.8%，平均合成流速比仅0.28，表明巢湖流场具有“低流速、高波动、强离散”特征。风速与流速总体呈显著正相关（p<0.01），反映出风场是驱动巢湖流场变化的主要驱动力，但不同点位流场对风场的响应程度呈现显著差异，说明巢湖流场结构受湖盆形态、出入湖流量等多因素共同影响。研究结果可为浅水湖泊水动力调控、弱流滞留区识别及富营养化和藻类水华防控提供科学依据。
优先出版日期: 2026-07-13
摘要：
高原浅水湖泊的水位过程是理解人地关系演变及其生态风险的重要切入点,但受限于现代监测起步较晚,难以获得长时段连续观测记录。本文以云南杞麓湖为例,综合聚落分布、古岸线地貌、历史文献、古旧地图与遥感等多源证据,重建1284、1523、1691、1798、1894、1937年6个典型年份的丰、枯水域范围,结合历史文献记录推算构建1284—1955年水位振幅特征序列。结果表明,湖盆主体形态受地形约束总体稳定,水域变化集中在西岸及南、北两岸浅滩—三角洲等易围垦地带,表现为堤线外推与湾地围合,丰水期湖面外扩空间逐步收缩。杞麓湖水位振幅在过去约600年呈阶梯式减振并叠加平台内波动,在1523年与1691年前后发生两次台阶式下跳,显示水位振幅发生平台转换,1894年虽然发生外泄渠道强干预事件,但未出现平台转换。驱动机制分析表明杞麓湖水位振幅是治理能力中介下气候窗口与工程控制耦合驱动的,气候暖干阶段为围垦、疏浚与外泄改造提供较低水位与滩地熟化的工程实施窗口。但是,平台能否下移取决于制度与治理能力能否将窗口期行动组织为持续化、常态化工程,并在后续维护中形成锁定效应。研究为高原浅水湖泊历史时期阶段性转折识别与治理路径评估提供了可追溯的过程参照。
高原浅水湖泊的水位过程是理解人地关系演变及其生态风险的重要切入点,但受限于现代监测起步较晚,难以获得长时段连续观测记录。本文以云南杞麓湖为例,综合聚落分布、古岸线地貌、历史文献、古旧地图与遥感等多源证据,重建1284、1523、1691、1798、1894、1937年6个典型年份的丰、枯水域范围,结合历史文献记录推算构建1284—1955年水位振幅特征序列。结果表明,湖盆主体形态受地形约束总体稳定,水域变化集中在西岸及南、北两岸浅滩—三角洲等易围垦地带,表现为堤线外推与湾地围合,丰水期湖面外扩空间逐步收缩。杞麓湖水位振幅在过去约600年呈阶梯式减振并叠加平台内波动,在1523年与1691年前后发生两次台阶式下跳,显示水位振幅发生平台转换,1894年虽然发生外泄渠道强干预事件,但未出现平台转换。驱动机制分析表明杞麓湖水位振幅是治理能力中介下气候窗口与工程控制耦合驱动的,气候暖干阶段为围垦、疏浚与外泄改造提供较低水位与滩地熟化的工程实施窗口。但是,平台能否下移取决于制度与治理能力能否将窗口期行动组织为持续化、常态化工程,并在后续维护中形成锁定效应。研究为高原浅水湖泊历史时期阶段性转折识别与治理路径评估提供了可追溯的过程参照。
优先出版日期: 2026-07-13
摘要：
潜在蒸散量（PET，potential evapotranspiration）是水文循环和生态过程研究的重要参数，目前多采用Penman-Monteith（P-M）公式计算。然而，通常难以直接测量 PET ，导致计算结果缺乏实证检验，其计算结果的不确定性往往不得而知。本研究利用鄱阳湖洲滩湿地的下垫面特性，基于涡动相关系统的潜热通量（LE）观测数据，借鉴Granger(1989)关于 PET 的概念解析，结合多种精度评价指标，检验了不同的温度输入条件下 P-M 公式的计算结果。综合分析表明：不同方法得到的 PET 计算值与实测数据具有较高一致性，但采用表面温度作为输入的 PET 最接近 LE 观测值，能更好地反映 PET 的时间变化特征。这一研究结果，有助于进一步厘清 PET 对温度的敏感性，提升计算结果的可靠性，具有积极的理论意义和实际参考价值。
潜在蒸散量（PET，potential evapotranspiration）是水文循环和生态过程研究的重要参数，目前多采用Penman-Monteith（P-M）公式计算。然而，通常难以直接测量 PET ，导致计算结果缺乏实证检验，其计算结果的不确定性往往不得而知。本研究利用鄱阳湖洲滩湿地的下垫面特性，基于涡动相关系统的潜热通量（LE）观测数据，借鉴Granger(1989)关于 PET 的概念解析，结合多种精度评价指标，检验了不同的温度输入条件下 P-M 公式的计算结果。综合分析表明：不同方法得到的 PET 计算值与实测数据具有较高一致性，但采用表面温度作为输入的 PET 最接近 LE 观测值，能更好地反映 PET 的时间变化特征。这一研究结果，有助于进一步厘清 PET 对温度的敏感性，提升计算结果的可靠性，具有积极的理论意义和实际参考价值。
优先出版日期: 2026-07-13
摘要：
鱼类过坝后溯流运动策略是检验坝后鱼类生境适宜性的重要依据。尤其是山区河流典型水力突变特征对过坝后鱼类上溯行为有何影响亟待回答。本文选择金沙江黑水河2种典型鳅科鱼类红尾副鳅(Paracobitis variegatus)和短体副鳅(Paracobitis potanini)为研究对象,通过网捕法调查目标鱼资源状况,利用射频识别技术评估2种鳅科鱼过坝后的溯流效果,构建耦合库区水文水动力因素的鳅科鱼过坝后溯流效果定量评价模型,识别影响鳅科鱼过坝后溯流效果的关键因子,建立鳅科鱼过坝后上溯成功率与各关键因子的响应关系曲线。结果表明：(1)2022、2023和2024年2种鳅科鱼的鱼道通过率分别为22.92%、9.01%和7.00%。(2)鳅科鱼过坝后有不同生境选择占比,85%的鳅科鱼停留于近坝库区,占比最高；15%的鳅科鱼继续上溯至坝上0.7km；未发现有鳅科鱼上溯至坝上1.3km。(3)影响鳅科鱼过坝后溯流效果的显性关键因子为鱼种、河道流量和河道水温。(4)鳅科鱼过坝后上溯成功率与河道流量和水温呈显著负相关(P＜0.05)；短体副鳅过坝后上溯成功率显著高于红尾副鳅(P＜0.05)；(5)坝后鳅科鱼类资源分布及底质特征调查发现鳅科鱼类多分布于漂石和淤泥混合组成的底质区域。本研究为金沙江流域小水电生态调度和鱼类过坝后生境修复提供重要参考依据。
鱼类过坝后溯流运动策略是检验坝后鱼类生境适宜性的重要依据。尤其是山区河流典型水力突变特征对过坝后鱼类上溯行为有何影响亟待回答。本文选择金沙江黑水河2种典型鳅科鱼类红尾副鳅(Paracobitis variegatus)和短体副鳅(Paracobitis potanini)为研究对象,通过网捕法调查目标鱼资源状况,利用射频识别技术评估2种鳅科鱼过坝后的溯流效果,构建耦合库区水文水动力因素的鳅科鱼过坝后溯流效果定量评价模型,识别影响鳅科鱼过坝后溯流效果的关键因子,建立鳅科鱼过坝后上溯成功率与各关键因子的响应关系曲线。结果表明：(1)2022、2023和2024年2种鳅科鱼的鱼道通过率分别为22.92%、9.01%和7.00%。(2)鳅科鱼过坝后有不同生境选择占比,85%的鳅科鱼停留于近坝库区,占比最高；15%的鳅科鱼继续上溯至坝上0.7km；未发现有鳅科鱼上溯至坝上1.3km。(3)影响鳅科鱼过坝后溯流效果的显性关键因子为鱼种、河道流量和河道水温。(4)鳅科鱼过坝后上溯成功率与河道流量和水温呈显著负相关(P＜0.05)；短体副鳅过坝后上溯成功率显著高于红尾副鳅(P＜0.05)；(5)坝后鳅科鱼类资源分布及底质特征调查发现鳅科鱼类多分布于漂石和淤泥混合组成的底质区域。本研究为金沙江流域小水电生态调度和鱼类过坝后生境修复提供重要参考依据。
优先出版日期: 2026-07-08
摘要：
剧烈的气候变化与日益增强的人类活动深刻改变了河流水文过程，对河流水生态系统的健康与安全具有重要影响。基于“时空演变-驱动机制-因果路径”的研究范式，本研究系统解析了南北盘江流域18个水文站水文格局指数时空演变特征及驱动机制。采用贝叶斯突变、季节性和趋势估计（BEAST）方法识别径流序列非平稳与突变特征，采用水文改变指标变化范围法（IHA-RVA）量化大坝建设前后水文格局的改变程度，同时结合极限梯度提升-可解释机器学习（XGBoost-SHAP）、最优多元分层地理探测器（OMGD）与偏最小二乘结构方程（PLS-SEM）解析自然和人类活动对整体、控制与自然流域的单因素、多因素及影响路径的差异。结果表明：（1）径流突变与区域干旱、洪涝事件高度吻合；（2）水库大坝使水文格局呈现“高流量降低、低流量升高” 的演变特征，且大坝影响随距离增加逐渐减弱；（3）XGBoost-SHAP表明气候因素是主导不同流域水文格局变化的关键，而OMGD和PLS-SEM一致表明气候与水系/景观/人类活动的耦合作用分别是整体/控制/自然流域的主控因素；而地形、岩性、土壤等因子仅对部分水文格局指数产生影响。综上，南北盘江喀斯特流域水文格局指数对气候和下垫面因子表现为非线性响应，控制流域主要受“气候-景观”主导，自然流域主要受“气候-人类活动”主导两类模式，均一致表现为对气候变化具有高度敏感性，而自然流域一旦人类扰动增强，其脆弱性风险将可能增大，因而亟需关注和调控人类活动的可能影响；未来流域水资源管理需重点关注极端气候变化引起的极端水文事件，同时重视水库调控、土地利用（人类活动）等对水生态系统的潜在影响。
剧烈的气候变化与日益增强的人类活动深刻改变了河流水文过程，对河流水生态系统的健康与安全具有重要影响。基于“时空演变-驱动机制-因果路径”的研究范式，本研究系统解析了南北盘江流域18个水文站水文格局指数时空演变特征及驱动机制。采用贝叶斯突变、季节性和趋势估计（BEAST）方法识别径流序列非平稳与突变特征，采用水文改变指标变化范围法（IHA-RVA）量化大坝建设前后水文格局的改变程度，同时结合极限梯度提升-可解释机器学习（XGBoost-SHAP）、最优多元分层地理探测器（OMGD）与偏最小二乘结构方程（PLS-SEM）解析自然和人类活动对整体、控制与自然流域的单因素、多因素及影响路径的差异。结果表明：（1）径流突变与区域干旱、洪涝事件高度吻合；（2）水库大坝使水文格局呈现“高流量降低、低流量升高” 的演变特征，且大坝影响随距离增加逐渐减弱；（3）XGBoost-SHAP表明气候因素是主导不同流域水文格局变化的关键，而OMGD和PLS-SEM一致表明气候与水系/景观/人类活动的耦合作用分别是整体/控制/自然流域的主控因素；而地形、岩性、土壤等因子仅对部分水文格局指数产生影响。综上，南北盘江喀斯特流域水文格局指数对气候和下垫面因子表现为非线性响应，控制流域主要受“气候-景观”主导，自然流域主要受“气候-人类活动”主导两类模式，均一致表现为对气候变化具有高度敏感性，而自然流域一旦人类扰动增强，其脆弱性风险将可能增大，因而亟需关注和调控人类活动的可能影响；未来流域水资源管理需重点关注极端气候变化引起的极端水文事件，同时重视水库调控、土地利用（人类活动）等对水生态系统的潜在影响。
优先出版日期: 2026-07-08
摘要：
附着硅藻是河流生态系统中重要的初级生产者,在水体营养动态和生态健康评估中具有重要指示意义。为揭示汾河干流附着硅藻群落的时空分布特征及其对环境因子的响应,本研究分别于2021年4月至2022年1月的四个季节在汾河干流设置25个采样点,系统调查了附着硅藻群落组成、多样性及其与水体理化因子的关系。结果表明,汾河附着硅藻群落在季节和空间尺度上均呈现出明显差异。念珠状等片藻(Diatoma moniliformis)在春秋季及冬季占据优势地位,而梅尼小环藻(Cyclotella meneghiniana)在夏季丰度明显升高。α多样性指数在不同季节之间整体差异不显著,但在空间尺度上,表现为上游河段显著高于中、下游河段。β多样性分析结果显示,季节(R2=0.143,P=0.001)和河段(R2=0.136,P=0.001)均对附着硅藻群落结构产生显著影响。冗余分析(RDA)进一步表明,水温、pH、溶解氧、总溶解性固和总磷是驱动附着硅藻群落分布的主要环境因子。
附着硅藻是河流生态系统中重要的初级生产者,在水体营养动态和生态健康评估中具有重要指示意义。为揭示汾河干流附着硅藻群落的时空分布特征及其对环境因子的响应,本研究分别于2021年4月至2022年1月的四个季节在汾河干流设置25个采样点,系统调查了附着硅藻群落组成、多样性及其与水体理化因子的关系。结果表明,汾河附着硅藻群落在季节和空间尺度上均呈现出明显差异。念珠状等片藻(Diatoma moniliformis)在春秋季及冬季占据优势地位,而梅尼小环藻(Cyclotella meneghiniana)在夏季丰度明显升高。α多样性指数在不同季节之间整体差异不显著,但在空间尺度上,表现为上游河段显著高于中、下游河段。β多样性分析结果显示,季节(R2=0.143,P=0.001)和河段(R2=0.136,P=0.001)均对附着硅藻群落结构产生显著影响。冗余分析(RDA)进一步表明,水温、pH、溶解氧、总溶解性固和总磷是驱动附着硅藻群落分布的主要环境因子。
优先出版日期: 2026-07-02
摘要：
为探究环境胁迫下生物多样性对生态系统功能和稳定性的维持机制是否发生改变，本研究利用48个淡水中宇宙系统，构建沉水植物多样性群落，并分别模拟了升温和脉冲式地表径流污染两种典型环境胁迫，系统分析了不同胁迫条件下生态系统功能和稳定性机制的响应特征。结果表明，升温显著增加了生态系统的净生物多样性效应（Net Biodiversity Effects, NBE），而脉冲式地表径流污染对功能及其分量均未产生显著影响。互补效应是驱动生态系统功能的主要内在机制，且升温和污染均未显著改变其与功能之间的正相关关系。选择效应同样对系统功能做出了重大的贡献，然而在污染处理下，其与功能之间的正相关性呈现一定程度的弱化趋势。在稳定性维持机制方面，升温通过降低物种异步性和提高平均物种稳定性，维持了生态系统的总体稳定性，且没有改变其与两个分量之间的正相关关系。进一步分析表明，平均物种稳定性对系统整体稳定性的贡献高于物种异步性，凸显了优势物种在稳定性维持中的主导作用。对两个胁迫因子的路径分析表明，升温主要通过增强生态系统功能间接缓冲其对稳定性的负面作用；而污染虽诱导了一定程度的物种异步响应，但该正向调节作用在当前实验尺度下被主导物种的绝对生物量优势所掩盖。总体而言，研究结果强调了在环境胁迫的背景下，生物多样性维持生态系统功能和稳定性的内在机制可能发生改变，尽管在相对温和的胁迫强度下，这些机制整体仍表现出较强的稳健性。研究结果深化了对淡水生态系统在全球变化情景下面对潜在生态风险时功能和稳定性响应机制的认识，并为其科学管理与生态风险评估提供了新的理论依据。
为探究环境胁迫下生物多样性对生态系统功能和稳定性的维持机制是否发生改变，本研究利用48个淡水中宇宙系统，构建沉水植物多样性群落，并分别模拟了升温和脉冲式地表径流污染两种典型环境胁迫，系统分析了不同胁迫条件下生态系统功能和稳定性机制的响应特征。结果表明，升温显著增加了生态系统的净生物多样性效应（Net Biodiversity Effects, NBE），而脉冲式地表径流污染对功能及其分量均未产生显著影响。互补效应是驱动生态系统功能的主要内在机制，且升温和污染均未显著改变其与功能之间的正相关关系。选择效应同样对系统功能做出了重大的贡献，然而在污染处理下，其与功能之间的正相关性呈现一定程度的弱化趋势。在稳定性维持机制方面，升温通过降低物种异步性和提高平均物种稳定性，维持了生态系统的总体稳定性，且没有改变其与两个分量之间的正相关关系。进一步分析表明，平均物种稳定性对系统整体稳定性的贡献高于物种异步性，凸显了优势物种在稳定性维持中的主导作用。对两个胁迫因子的路径分析表明，升温主要通过增强生态系统功能间接缓冲其对稳定性的负面作用；而污染虽诱导了一定程度的物种异步响应，但该正向调节作用在当前实验尺度下被主导物种的绝对生物量优势所掩盖。总体而言，研究结果强调了在环境胁迫的背景下，生物多样性维持生态系统功能和稳定性的内在机制可能发生改变，尽管在相对温和的胁迫强度下，这些机制整体仍表现出较强的稳健性。研究结果深化了对淡水生态系统在全球变化情景下面对潜在生态风险时功能和稳定性响应机制的认识，并为其科学管理与生态风险评估提供了新的理论依据。
优先出版日期: 2026-06-30
摘要：
青藏高原湖泊受气候变化影响极大，其快速变暖导致的湖泊扩张与盐度下降，正改变着湖泊内部的物理环境，进而影响其生态过程。然而，目前对高原湖泊浮游植物生物量垂向分布在热力分层期与混合期的差异特征认识仍不充分。本研究利用2024—2025年高原10个大型湖泊在热力分层期和混合期的综合观测数据，结合历史高分辨率、连续的湖水温度廓线，分析了浮游植物生物量（以叶绿素a为表征）在热力分层期与混合期的特征差异，探讨了热力稳定性与盐度梯度驱动的密度屏障对叶绿素a时空位移的调控机制。结果表明：湖泊热力结构变化主导叶绿素a垂向分异，并且大部分湖泊热力混合期的叶绿素a浓度显著低于热力分层期。在热力分层期，巴木错、色林错和扎日南木错湖泊叶绿素a垂向呈现典型的深层叶绿素最大值（Deep Chlorophyll Maximum, DCM）现象（巴木错叶绿素a峰值浓度在2024年和2025年分别为6.15 μg/L和4.10 μg/L；2024年扎日南木错叶绿素a峰值浓度为7.10 μg/L；2024年色林错叶绿素a峰值浓度为3.97 μg/L），即表层浓度较低，随深度增加在温跃层形成显著突出峰并达到最大值，之后在深水层逐渐降低；而不是所有大湖都遵循该规律，例如佩枯错和当惹雍错虽然存在热力分层现象，但是其中的叶绿素a浓度垂向分布上不存在显著差异。而在热力混合期，湖泊中叶绿素a浓度垂向分布均处于均匀分布状态，而且整体叶绿素a浓度均处于较低水平（2025年扎日南木错混合期叶绿素a浓度最大值为2.61μg/L，色林错混合期叶绿素a浓度最大值为2.40μg/L）。此外，达则错下层（20 m以下）的高盐度水体形成了稳定的盐度跃层，致使湖泊常年维持密度分层状态。这一独特的物理结构使其叶绿素a垂向分布模式显著异于其他仅受热力分层控制的湖泊。本研究结果表明，热力结构变化控制着高原湖泊叶绿素a的垂向分布模式，而达则错稳定的盐度分层则可形成常年有效的物理屏障，主导其独特的垂向分布格局，因此湖泊热力分层和高盐度共同决定高原湖泊浮游植物生物量垂直分布特征。
青藏高原湖泊受气候变化影响极大，其快速变暖导致的湖泊扩张与盐度下降，正改变着湖泊内部的物理环境，进而影响其生态过程。然而，目前对高原湖泊浮游植物生物量垂向分布在热力分层期与混合期的差异特征认识仍不充分。本研究利用2024—2025年高原10个大型湖泊在热力分层期和混合期的综合观测数据，结合历史高分辨率、连续的湖水温度廓线，分析了浮游植物生物量（以叶绿素a为表征）在热力分层期与混合期的特征差异，探讨了热力稳定性与盐度梯度驱动的密度屏障对叶绿素a时空位移的调控机制。结果表明：湖泊热力结构变化主导叶绿素a垂向分异，并且大部分湖泊热力混合期的叶绿素a浓度显著低于热力分层期。在热力分层期，巴木错、色林错和扎日南木错湖泊叶绿素a垂向呈现典型的深层叶绿素最大值（Deep Chlorophyll Maximum, DCM）现象（巴木错叶绿素a峰值浓度在2024年和2025年分别为6.15 μg/L和4.10 μg/L；2024年扎日南木错叶绿素a峰值浓度为7.10 μg/L；2024年色林错叶绿素a峰值浓度为3.97 μg/L），即表层浓度较低，随深度增加在温跃层形成显著突出峰并达到最大值，之后在深水层逐渐降低；而不是所有大湖都遵循该规律，例如佩枯错和当惹雍错虽然存在热力分层现象，但是其中的叶绿素a浓度垂向分布上不存在显著差异。而在热力混合期，湖泊中叶绿素a浓度垂向分布均处于均匀分布状态，而且整体叶绿素a浓度均处于较低水平（2025年扎日南木错混合期叶绿素a浓度最大值为2.61μg/L，色林错混合期叶绿素a浓度最大值为2.40μg/L）。此外，达则错下层（20 m以下）的高盐度水体形成了稳定的盐度跃层，致使湖泊常年维持密度分层状态。这一独特的物理结构使其叶绿素a垂向分布模式显著异于其他仅受热力分层控制的湖泊。本研究结果表明，热力结构变化控制着高原湖泊叶绿素a的垂向分布模式，而达则错稳定的盐度分层则可形成常年有效的物理屏障，主导其独特的垂向分布格局，因此湖泊热力分层和高盐度共同决定高原湖泊浮游植物生物量垂直分布特征。
优先出版日期: 2026-06-30
摘要：
华阳湖群作为长江中下游典型湿地系统，兼具水鸟保护、水文连通、水质净化等核心生态功能，并承担供水、防洪等社会生产保障功能。现有水位调控聚焦单一要素且缺乏全年动态过程线，难以充分支撑其核心生态功能稳定发挥。本文整合近50年水文、地形、水质及生境数据，采用IHA-RVA法、ArcGIS空间分析、水动力—水质模型及生境适宜面积法，构建“水文—形态—水质—生境”多要素协同计算框架，提出满足湖群水文稳定与生态健康的全年最适生态水位过程线。结果表明：最适生态水位11.86 m（4月） ~ 13.53 m（9月），阈值范围11.56 m（3月） ~ 14.87 m（8月），且在时间分布上呈“冬春收敛、夏秋扩张”特征，各季节水位适配生物生境、水文节律及水质改善需求。该方案可保障重点鸟类越冬、水生生物栖息及水质净化目标，为长江中下游同类闸控湖泊或湖群生态水位调控提供科学借鉴。
华阳湖群作为长江中下游典型湿地系统，兼具水鸟保护、水文连通、水质净化等核心生态功能，并承担供水、防洪等社会生产保障功能。现有水位调控聚焦单一要素且缺乏全年动态过程线，难以充分支撑其核心生态功能稳定发挥。本文整合近50年水文、地形、水质及生境数据，采用IHA-RVA法、ArcGIS空间分析、水动力—水质模型及生境适宜面积法，构建“水文—形态—水质—生境”多要素协同计算框架，提出满足湖群水文稳定与生态健康的全年最适生态水位过程线。结果表明：最适生态水位11.86 m（4月） ~ 13.53 m（9月），阈值范围11.56 m（3月） ~ 14.87 m（8月），且在时间分布上呈“冬春收敛、夏秋扩张”特征，各季节水位适配生物生境、水文节律及水质改善需求。该方案可保障重点鸟类越冬、水生生物栖息及水质净化目标，为长江中下游同类闸控湖泊或湖群生态水位调控提供科学借鉴。
优先出版日期: 2026-06-29
摘要：
摘要：洞庭湖作为长江中下游第二大天然通江湖泊，是长江四大家鱼重要的栖息地，具有不可替代的生态功能和经济价值。本研究基于洞庭湖2016-2020年水文和地形数据，构建了洞庭湖二维水动力模型，模拟了2016-2020年洞庭湖流速水深分布，结合文献资料建立了四大家鱼幼鱼及成鱼索饵育肥流速、水深适宜度曲线，计算了2016-2020年7-10月栖息地适宜度指数（Habitat Suitability Index, HSI）和加权可利用面积（Weighted Usable Area, WUA）变化，拟合了WUA与洞庭湖城陵矶水位关系，确定了洞庭湖适宜生态水位。结果表明：（1）洞庭湖四大家鱼幼鱼索饵育肥最适流速为0.1~0.2 m/s，最适水深为0.7~1.6 m，成鱼索饵育肥最适流速为0.1~0.3 m/s，最适水深为2.0~4.0 m。（2）洞庭湖2016-2020年7-10月月均流速和水深基本呈现逐渐递减的趋势，南洞庭湖流速较大，东洞庭湖水深较大，2020年较其他年份整体月均流速和水深较大。（3）洞庭湖2016-2020年7-8月四大家鱼幼鱼索饵育肥月均HSI和WUA范围分别为0.004~0.14、12~402 km2，9-10月成鱼索饵育肥月均HSI和WUA范围分别为0.05~0.23、146~683 km2，幼鱼和成鱼在南洞庭湖非主流区适宜度最高。（4）洞庭湖四大家鱼幼鱼索饵育肥适宜生态水位为26.9~28.0 m，对应WUA为342 km2，占总面积的13%，成鱼索饵育肥适宜生态水位为29.0~30.0 m，对应WUA为832 km2，占总面积的32%。研究结果为洞庭湖生态系统保护提供了参考。 关键词：洞庭湖；四大家鱼；幼鱼索饵育肥；成鱼索饵育肥；生态水位
摘要：洞庭湖作为长江中下游第二大天然通江湖泊，是长江四大家鱼重要的栖息地，具有不可替代的生态功能和经济价值。本研究基于洞庭湖2016-2020年水文和地形数据，构建了洞庭湖二维水动力模型，模拟了2016-2020年洞庭湖流速水深分布，结合文献资料建立了四大家鱼幼鱼及成鱼索饵育肥流速、水深适宜度曲线，计算了2016-2020年7-10月栖息地适宜度指数（Habitat Suitability Index, HSI）和加权可利用面积（Weighted Usable Area, WUA）变化，拟合了WUA与洞庭湖城陵矶水位关系，确定了洞庭湖适宜生态水位。结果表明：（1）洞庭湖四大家鱼幼鱼索饵育肥最适流速为0.1~0.2 m/s，最适水深为0.7~1.6 m，成鱼索饵育肥最适流速为0.1~0.3 m/s，最适水深为2.0~4.0 m。（2）洞庭湖2016-2020年7-10月月均流速和水深基本呈现逐渐递减的趋势，南洞庭湖流速较大，东洞庭湖水深较大，2020年较其他年份整体月均流速和水深较大。（3）洞庭湖2016-2020年7-8月四大家鱼幼鱼索饵育肥月均HSI和WUA范围分别为0.004~0.14、12~402 km2，9-10月成鱼索饵育肥月均HSI和WUA范围分别为0.05~0.23、146~683 km2，幼鱼和成鱼在南洞庭湖非主流区适宜度最高。（4）洞庭湖四大家鱼幼鱼索饵育肥适宜生态水位为26.9~28.0 m，对应WUA为342 km2，占总面积的13%，成鱼索饵育肥适宜生态水位为29.0~30.0 m，对应WUA为832 km2，占总面积的32%。研究结果为洞庭湖生态系统保护提供了参考。 关键词：洞庭湖；四大家鱼；幼鱼索饵育肥；成鱼索饵育肥；生态水位
优先出版日期: 2026-06-25
摘要：
为揭示西北干旱区天山北坡的河水稳定同位素特征及其对水文循环的指示意义,本研究于2022-2025年系统采集天山北坡主要河水样品,基于225个样品的氢氧稳定同位素数据,利用稳定同位素技术分析了天山北坡河水氢氧稳定同位素时空变化特征,并耦合了后向轨迹模型探究了研究期间水汽输送路径,结合结构方程模型和遥感手段探讨了影响河水稳定同位素的主要因素。研究结果表明：(1)天山北坡河水δ2H和δ18O值范围分别为?117.2‰ ~ ?46.4‰和?17.84‰ ~ ?7.10‰,区域平均值分别为?78.3‰和?13.27‰；氢氧稳定同位素组成时间上变化不明显,空间上呈现显著地域分异,西部、中部、东部河水δ2H和δ18O的平均值分别为?85.8‰和?14.16‰,?71.0‰和?12.28‰,?81.0‰和?13.74‰,呈现中部高、东西低的空间分布格局。(2)天山北坡的河水线(EL)方程为δ2H = 4.31δ18O ?21.94 (R2=0.72, n=225),其斜率显著低于局地大气降水线(斜率7.51)和全球大气降水线(斜率8),表明河水受蒸发分馏影响强烈；结合水汽输送路径显示西部和中部河流同位素组成特征主要受降水补给主导,而东部河流则显示出强烈的蒸发分馏信号。(3)天山北坡河水稳定同位素组成受河水自身的理化性质(电导率、pH、溶解氧、氧化还原电位、水温)和环境因子(海拔、降水量、植被覆盖度、水汽来源)多重因素共同影响。本研究阐述了天山北坡河水氢氧稳定同位素的时空分异规律,通过野外采样和遥感手段定量识别了影响区域河水氢氧稳定同位素组成的主要因素,补充了从整个天山北坡山系尺度用河水氢氧稳定同位素指示水文循环过程的研究空缺,为深入理解天山地区流域水循环过程提供了同位素证据。
为揭示西北干旱区天山北坡的河水稳定同位素特征及其对水文循环的指示意义,本研究于2022-2025年系统采集天山北坡主要河水样品,基于225个样品的氢氧稳定同位素数据,利用稳定同位素技术分析了天山北坡河水氢氧稳定同位素时空变化特征,并耦合了后向轨迹模型探究了研究期间水汽输送路径,结合结构方程模型和遥感手段探讨了影响河水稳定同位素的主要因素。研究结果表明：(1)天山北坡河水δ2H和δ18O值范围分别为?117.2‰ ~ ?46.4‰和?17.84‰ ~ ?7.10‰,区域平均值分别为?78.3‰和?13.27‰；氢氧稳定同位素组成时间上变化不明显,空间上呈现显著地域分异,西部、中部、东部河水δ2H和δ18O的平均值分别为?85.8‰和?14.16‰,?71.0‰和?12.28‰,?81.0‰和?13.74‰,呈现中部高、东西低的空间分布格局。(2)天山北坡的河水线(EL)方程为δ2H = 4.31δ18O ?21.94 (R2=0.72, n=225),其斜率显著低于局地大气降水线(斜率7.51)和全球大气降水线(斜率8),表明河水受蒸发分馏影响强烈；结合水汽输送路径显示西部和中部河流同位素组成特征主要受降水补给主导,而东部河流则显示出强烈的蒸发分馏信号。(3)天山北坡河水稳定同位素组成受河水自身的理化性质(电导率、pH、溶解氧、氧化还原电位、水温)和环境因子(海拔、降水量、植被覆盖度、水汽来源)多重因素共同影响。本研究阐述了天山北坡河水氢氧稳定同位素的时空分异规律,通过野外采样和遥感手段定量识别了影响区域河水氢氧稳定同位素组成的主要因素,补充了从整个天山北坡山系尺度用河水氢氧稳定同位素指示水文循环过程的研究空缺,为深入理解天山地区流域水循环过程提供了同位素证据。
优先出版日期: 2026-06-22
摘要：
寒区湖泊浮游植物是湖泊生态系统物质循环与能量流动的关键载体，其群落结构相较于中低纬度湖泊浮游植物，对气候变化及人类活动胁迫表现出更高的敏感性。为阐明寒区湖泊浮游植物群落结构的时空特征及其关键驱动因子，本研究以1月、5月、7月和9月依次代表冬、春、夏、秋四季，于2024年对查干湖开展浮游生物群落和水质样品的采集与室内分析。结果表明，查干湖春、夏和冬季水体营养状态处于中营养状态（34.20≤TLI≤47.16），秋季水体为富营养状态（介于48.85≤TLI≤59.56）。本次研究共鉴定出浮游植物8门175种，硅藻门生物量最高，蓝藻门藻密度最大；浮游植物优势种5门12种，春、夏、秋、冬的绝对优势种（优势度最高）分别为硅藻门的尖针杆藻（Synedra acus）、黄藻门的拟丝黄丝藻（Tribonema ulothrichoides）、蓝藻门的螺旋长孢藻（Dolichospermum spiroides）和硅藻门的尖针杆藻极狭变种（Synedra acus var.angustissima）。浮游植物群落ShannonWiener多样性指数、Simpson多样性指数、Pielou均匀度指数和Margalef丰富度指数普遍较低，表明其对外部和内部环境变化的抵抗能力较弱。基于Pearson相关性分析、冗余分析（RDA）和Mantel检验，阐明了水温（WT）、总磷（TP）、总氮（TN）、氨氮（NH4+-N）、硝氮（NO3--N）和溶解氧（DO）是影响查干湖浮游植物藻密度的主控因子，其中WT、TN、TP和NO3--N是影响浮游植物优势度的主控因子，TN、NH4+-N和DO是影响浮游植物群落结构的主控因子。值得注意的是，冬春的低温、弱光（冰盖）和水动力减弱促使硅藻成为绝对优势种，夏秋的总氮和硝氮促使黄藻和蓝藻成为绝对优势种。查干湖为了有效防控蓝藻成为四季的绝对优势种，亟需削减夏秋输入的营养盐浓度（总氮和硝氮）来应对气候变暖带来的威胁。本研究揭示了北方寒区湖泊浮游植物群落结构的驱动机制，为查干湖以及类似寒区湖泊水生态保护提供科学依据。
寒区湖泊浮游植物是湖泊生态系统物质循环与能量流动的关键载体，其群落结构相较于中低纬度湖泊浮游植物，对气候变化及人类活动胁迫表现出更高的敏感性。为阐明寒区湖泊浮游植物群落结构的时空特征及其关键驱动因子，本研究以1月、5月、7月和9月依次代表冬、春、夏、秋四季，于2024年对查干湖开展浮游生物群落和水质样品的采集与室内分析。结果表明，查干湖春、夏和冬季水体营养状态处于中营养状态（34.20≤TLI≤47.16），秋季水体为富营养状态（介于48.85≤TLI≤59.56）。本次研究共鉴定出浮游植物8门175种，硅藻门生物量最高，蓝藻门藻密度最大；浮游植物优势种5门12种，春、夏、秋、冬的绝对优势种（优势度最高）分别为硅藻门的尖针杆藻（Synedra acus）、黄藻门的拟丝黄丝藻（Tribonema ulothrichoides）、蓝藻门的螺旋长孢藻（Dolichospermum spiroides）和硅藻门的尖针杆藻极狭变种（Synedra acus var.angustissima）。浮游植物群落ShannonWiener多样性指数、Simpson多样性指数、Pielou均匀度指数和Margalef丰富度指数普遍较低，表明其对外部和内部环境变化的抵抗能力较弱。基于Pearson相关性分析、冗余分析（RDA）和Mantel检验，阐明了水温（WT）、总磷（TP）、总氮（TN）、氨氮（NH4+-N）、硝氮（NO3--N）和溶解氧（DO）是影响查干湖浮游植物藻密度的主控因子，其中WT、TN、TP和NO3--N是影响浮游植物优势度的主控因子，TN、NH4+-N和DO是影响浮游植物群落结构的主控因子。值得注意的是，冬春的低温、弱光（冰盖）和水动力减弱促使硅藻成为绝对优势种，夏秋的总氮和硝氮促使黄藻和蓝藻成为绝对优势种。查干湖为了有效防控蓝藻成为四季的绝对优势种，亟需削减夏秋输入的营养盐浓度（总氮和硝氮）来应对气候变暖带来的威胁。本研究揭示了北方寒区湖泊浮游植物群落结构的驱动机制，为查干湖以及类似寒区湖泊水生态保护提供科学依据。
优先出版日期: 2026-06-22
摘要：
分子物种鉴定与环境DNA（environmental DNA, eDNA）技术近年来在生物多样性调查与环境监测中迅速发展，因其高效、非侵入式等优势而受到广泛关注，但其应用效果和结果准确性在很大程度上依赖于DNA条形码等参考数据库的完整性与可靠性。当前，我国多数流域尚缺乏系统、规范且覆盖全的 DNA 条形码数据资源，已成为制约分子监测技术在生态评估与生物多样性保护中应用的瓶颈。雅鲁藏布江作为世界上海拔最高的大型跨境河流之一，独特的气候条件和水文地貌孕育了丰富多样、极具特色的淡水鱼类区系，然而其流域尺度的鱼类DNA条形码数据库建设仍滞后，缺乏系统性数据支撑，限制了分子监测手段在该区域生物多样性调查与保护中的应用。本研究集成了研究团队1998—2024年采自雅鲁藏布江流域鱼类样品DNA序列，并整合公共数据库中的雅鲁藏布江流域鱼类序列，经统一数据处理、严格质量控制和基于遗传距离的可靠性评估，汇编形成了首个覆盖雅鲁藏布江全流域的鱼类 DNA 条形码参考数据集。数据集包含3,174条高质量 DNA序列，其中自主测序序列2,890条（占总序列数的91.1%），公共数据库序列284条（占8.9%）。数据样点覆盖雅鲁藏布江干流、主要支流及附属湖泊、湿地，共计82个样点；海拔跨度为155—4,600 m；物种涵盖8目21科49属78种，包括土著鱼类62种，外来鱼类16种；覆盖了69%的雅鲁藏布江特有鱼类物种和100%的泸公河汇口及其上游江段鱼类；序列平均长度约为813 bp，核心分子标记为 COI和Cyt b，序列长度范围分别为461-1779 bp和798-1390 bp；多数物种表现出清晰的 DNA 条形码间隙，可支持分子水平的物种鉴定。数据集采用“元数据—序列数据”分离管理模式，遵循 FAIR（可发现、可访问、可操作、可重用）和 CARE（集体利益、控制权、责任、伦理）国际数据治理原则，包含物种分类地位、标本凭证号、分布信息、采集时间、采集人及序列来源等标准化字段，并附有部分测序物种的彩色照片。数据集通过科学数据银行（ScienceDB；DOI：10.57760/sciencedb.36688）向用户开放访问。本数据集弥补了雅鲁藏布江流域鱼类分子鉴定参考数据的关键缺口，可为物种鉴定、生物多样性编目、外来物种监测及eDNA 宏条形码研究提供参考依据，并为高原河流生态系统的科学保护与系统管理提供数据支撑。
分子物种鉴定与环境DNA（environmental DNA, eDNA）技术近年来在生物多样性调查与环境监测中迅速发展，因其高效、非侵入式等优势而受到广泛关注，但其应用效果和结果准确性在很大程度上依赖于DNA条形码等参考数据库的完整性与可靠性。当前，我国多数流域尚缺乏系统、规范且覆盖全的 DNA 条形码数据资源，已成为制约分子监测技术在生态评估与生物多样性保护中应用的瓶颈。雅鲁藏布江作为世界上海拔最高的大型跨境河流之一，独特的气候条件和水文地貌孕育了丰富多样、极具特色的淡水鱼类区系，然而其流域尺度的鱼类DNA条形码数据库建设仍滞后，缺乏系统性数据支撑，限制了分子监测手段在该区域生物多样性调查与保护中的应用。本研究集成了研究团队1998—2024年采自雅鲁藏布江流域鱼类样品DNA序列，并整合公共数据库中的雅鲁藏布江流域鱼类序列，经统一数据处理、严格质量控制和基于遗传距离的可靠性评估，汇编形成了首个覆盖雅鲁藏布江全流域的鱼类 DNA 条形码参考数据集。数据集包含3,174条高质量 DNA序列，其中自主测序序列2,890条（占总序列数的91.1%），公共数据库序列284条（占8.9%）。数据样点覆盖雅鲁藏布江干流、主要支流及附属湖泊、湿地，共计82个样点；海拔跨度为155—4,600 m；物种涵盖8目21科49属78种，包括土著鱼类62种，外来鱼类16种；覆盖了69%的雅鲁藏布江特有鱼类物种和100%的泸公河汇口及其上游江段鱼类；序列平均长度约为813 bp，核心分子标记为 COI和Cyt b，序列长度范围分别为461-1779 bp和798-1390 bp；多数物种表现出清晰的 DNA 条形码间隙，可支持分子水平的物种鉴定。数据集采用“元数据—序列数据”分离管理模式，遵循 FAIR（可发现、可访问、可操作、可重用）和 CARE（集体利益、控制权、责任、伦理）国际数据治理原则，包含物种分类地位、标本凭证号、分布信息、采集时间、采集人及序列来源等标准化字段，并附有部分测序物种的彩色照片。数据集通过科学数据银行（ScienceDB；DOI：10.57760/sciencedb.36688）向用户开放访问。本数据集弥补了雅鲁藏布江流域鱼类分子鉴定参考数据的关键缺口，可为物种鉴定、生物多样性编目、外来物种监测及eDNA 宏条形码研究提供参考依据，并为高原河流生态系统的科学保护与系统管理提供数据支撑。
优先出版日期: 2026-06-16
摘要：
自三峡水库蓄水及上游梯级水库联合调度以来，三峡水库特别是变动回水区的泥沙输运环境发生了显著变化。变动回水区作为“河道-水库”交替影响的敏感区域，其悬移质垂线分布规律的演变直接关系到库尾减淤调度决策及航道维护效益。本文基于2009—2020年长序列实测数据，利用K-means聚类算法系统识别了变动回水区悬移质垂线分布模式，并定量评价了经典Rouse公式与韩其为不平衡输沙公式的适用性。研究将267条实测垂线数据划分为三种典型模式：低浓度弱梯度型（模式0，占比67.8%）、中浓度正梯度型（模式1，占比28.8%）和高浓度近均匀型（模式2，占比3.4%）。分析表明，不同悬移质垂线分布模式在时间尺度上具有显著差异：在年内尺度上，各模式与汛期水文过程密切相关，模式0在汛前及汛末阶段占主导，其余模式主要集中在主汛期（7—8月）；在多年尺度上，低浓度模式在2009—2020年间占比持续上升，并在2014年后逐渐成为水库群调度影响下变动回水区的主要分布形态。该演变过程与金沙江下游梯级水库蓄水后“清水下泄”效应增强高度一致，反映了水流挟沙能力远大于泥沙供应的非平衡特征。在公式适用性评价方面，针对垂线平均含沙量的计算，Rouse公式与韩其为公式表现相近；但在单宽输沙率的计算中，韩其为公式通过引入非饱和系数，有效修正了模式0下由于泥沙供应受限导致的系统性偏差，其整体计算精度与稳定性显著优于Rouse公式。研究进一步指出，两种公式对近底高浓度区的刻画能力均显不足。未来研究应重点关注变动回水区复杂非恒定流态对扩散系数的修正，并结合细颗粒泥沙的絮凝特性优化输沙模型，以提升复杂工况下的输沙率预测精度。本文研究结果为特大型水库变动回水区的泥沙输运机理分析及调度方案优化提供了重要的理论依据。
自三峡水库蓄水及上游梯级水库联合调度以来，三峡水库特别是变动回水区的泥沙输运环境发生了显著变化。变动回水区作为“河道-水库”交替影响的敏感区域，其悬移质垂线分布规律的演变直接关系到库尾减淤调度决策及航道维护效益。本文基于2009—2020年长序列实测数据，利用K-means聚类算法系统识别了变动回水区悬移质垂线分布模式，并定量评价了经典Rouse公式与韩其为不平衡输沙公式的适用性。研究将267条实测垂线数据划分为三种典型模式：低浓度弱梯度型（模式0，占比67.8%）、中浓度正梯度型（模式1，占比28.8%）和高浓度近均匀型（模式2，占比3.4%）。分析表明，不同悬移质垂线分布模式在时间尺度上具有显著差异：在年内尺度上，各模式与汛期水文过程密切相关，模式0在汛前及汛末阶段占主导，其余模式主要集中在主汛期（7—8月）；在多年尺度上，低浓度模式在2009—2020年间占比持续上升，并在2014年后逐渐成为水库群调度影响下变动回水区的主要分布形态。该演变过程与金沙江下游梯级水库蓄水后“清水下泄”效应增强高度一致，反映了水流挟沙能力远大于泥沙供应的非平衡特征。在公式适用性评价方面，针对垂线平均含沙量的计算，Rouse公式与韩其为公式表现相近；但在单宽输沙率的计算中，韩其为公式通过引入非饱和系数，有效修正了模式0下由于泥沙供应受限导致的系统性偏差，其整体计算精度与稳定性显著优于Rouse公式。研究进一步指出，两种公式对近底高浓度区的刻画能力均显不足。未来研究应重点关注变动回水区复杂非恒定流态对扩散系数的修正，并结合细颗粒泥沙的絮凝特性优化输沙模型，以提升复杂工况下的输沙率预测精度。本文研究结果为特大型水库变动回水区的泥沙输运机理分析及调度方案优化提供了重要的理论依据。
优先出版日期: 2026-06-16
摘要：
湖泊年纹层是进行高分辨率古气候环境研究的重要载体之一,其分辨率可以达到年际乃至季节尺度,能够为气候重建提供高精度的时间标尺。通过对年纹层形成机理的研究,可以更深入地理解年纹层的形成过程及其记录的气候环境信息。本文以青藏高原中部的热那错年纹层为研究对象,结合210Pb/137Cs测年与纹层计年结果,证实其纹层为年纹层。通过纹层大薄片观察、纹层薄片的微X射线(μ-XRF)元素面扫描、岩芯的X射线衍射分析(XRD)以及粗颗粒表面特征的扫描电镜下观察等方法,系统地分析了热那错年纹层的结构、成分和形貌特征,进而探讨其形成过程与机理。研究结果表明,热那错年纹层由浅色层和深色层交替组成：浅色层形成于夏季,主要由富含Ca元素的自生碳酸盐文石构成,颗粒较细,同时该层含有大量枝角类碎片；深色层形成于冬季湖泊封冻后,由冰面下缓慢沉淀的富含Fe的黏土细颗粒组分与冰面上富含Si的石英、长石风成粗颗粒物质(冰面融化后沉积至湖底)共同组成。
湖泊年纹层是进行高分辨率古气候环境研究的重要载体之一,其分辨率可以达到年际乃至季节尺度,能够为气候重建提供高精度的时间标尺。通过对年纹层形成机理的研究,可以更深入地理解年纹层的形成过程及其记录的气候环境信息。本文以青藏高原中部的热那错年纹层为研究对象,结合210Pb/137Cs测年与纹层计年结果,证实其纹层为年纹层。通过纹层大薄片观察、纹层薄片的微X射线(μ-XRF)元素面扫描、岩芯的X射线衍射分析(XRD)以及粗颗粒表面特征的扫描电镜下观察等方法,系统地分析了热那错年纹层的结构、成分和形貌特征,进而探讨其形成过程与机理。研究结果表明,热那错年纹层由浅色层和深色层交替组成：浅色层形成于夏季,主要由富含Ca元素的自生碳酸盐文石构成,颗粒较细,同时该层含有大量枝角类碎片；深色层形成于冬季湖泊封冻后,由冰面下缓慢沉淀的富含Fe的黏土细颗粒组分与冰面上富含Si的石英、长石风成粗颗粒物质(冰面融化后沉积至湖底)共同组成。
优先出版日期: 2026-06-16
摘要：
河网汇流是流域水文模拟的重要组成，以Muskingum方法最为常用。但现有Muskingum方法多采用差分离散形式方程，不仅引入了数值求解误差，而且难以与微分形式水文模型实现时间尺度一致的耦合。为此，本文基于微分形式Muskingum河道汇流方法，使用矩阵组装河网所有河道相应汇流方程，引入连通性矩阵确定其组成河道的入流，提出了基于Muskingum的微分形式河网汇流方法（ODE-MR）；并将其与微分形式新安江模型进行耦合，构建了全过程微分表达的流域水文模型。微分与差分方程形式的对比实验显示，以解析解为基准，ODE-MR的均方根误差处于10-4量级，可有效降低差分形式Muskingum法的数值误差；与微分形式水文模型的耦合方法对比实验表明，通过缩短计算时间步长，混合微分-差分耦合方法的结果逐渐收敛于全微分耦合方法，说明全微分耦合方法具有更高的模型精度；实际流域应用验证表明，日尺度上，基于ODE-MR的全微分耦合模型在屯溪流域的多年平均Nash-Sutcliffe效率系数提升0.04，显示了更高的模型精度。研究可为微分形式统一框架下的水文建模、水文-交叉学科模型耦合提供参考。
河网汇流是流域水文模拟的重要组成，以Muskingum方法最为常用。但现有Muskingum方法多采用差分离散形式方程，不仅引入了数值求解误差，而且难以与微分形式水文模型实现时间尺度一致的耦合。为此，本文基于微分形式Muskingum河道汇流方法，使用矩阵组装河网所有河道相应汇流方程，引入连通性矩阵确定其组成河道的入流，提出了基于Muskingum的微分形式河网汇流方法（ODE-MR）；并将其与微分形式新安江模型进行耦合，构建了全过程微分表达的流域水文模型。微分与差分方程形式的对比实验显示，以解析解为基准，ODE-MR的均方根误差处于10-4量级，可有效降低差分形式Muskingum法的数值误差；与微分形式水文模型的耦合方法对比实验表明，通过缩短计算时间步长，混合微分-差分耦合方法的结果逐渐收敛于全微分耦合方法，说明全微分耦合方法具有更高的模型精度；实际流域应用验证表明，日尺度上，基于ODE-MR的全微分耦合模型在屯溪流域的多年平均Nash-Sutcliffe效率系数提升0.04，显示了更高的模型精度。研究可为微分形式统一框架下的水文建模、水文-交叉学科模型耦合提供参考。
优先出版日期: 2026-06-16
摘要：
河口区是陆海相互作用最为活跃的区域之一,其水动力过程与盐度分布受上游径流调控、潮汐作用及人类水利工程影响显著。位于中国东南沿海的晋江流域,其河口区域的水环境安全对支撑泉州市的社会经济发展与维持泉州湾河口湿地生态系统的健康至关重要。泉州白濑水利枢纽工程建成运行后,将通过优化流域水资源配置、提升金鸡拦河闸的供水保障能力,导致坝下河道下泄流量的减少。为分析工程对河口水环境的影响,本文基于MIKE21构建了晋江河口平面二维非稳态水环境数学模型,对白濑建库前后的河口潮流场、盐度上溯距离及沿程变化、冲淡水区域进行模拟。结果表明,建库后金鸡闸下泄流量最大减少53.4%,建库前后晋江河口及近岸海域的涨落潮流场基本形态未发生变化；晋江河口咸潮上溯距离最大增量为0.66km,变化较为明显的区域主要集中在晋江河口上游2.6~12.3km,盐度变幅基本在3.4‰以下；泉州湾河口湿地自然保护区实验区冲淡水面积最大减少3.4%,但核心区及缓冲区基本无影响。总体而言,白濑水利枢纽工程的运行对晋江河口整体潮流动力格局影响有限,对盐度场的扰动范围与幅度相对可控。本研究成果不仅能够为晋江河口水环境的精准保护与适应性管理提供关键的科学依据和决策支持,也可为我国东南沿海其他受咸潮威胁的河口区域,在协调水资源开发与河口生态环境保护方面提供有价值的案例借鉴和模拟分析范式。
河口区是陆海相互作用最为活跃的区域之一,其水动力过程与盐度分布受上游径流调控、潮汐作用及人类水利工程影响显著。位于中国东南沿海的晋江流域,其河口区域的水环境安全对支撑泉州市的社会经济发展与维持泉州湾河口湿地生态系统的健康至关重要。泉州白濑水利枢纽工程建成运行后,将通过优化流域水资源配置、提升金鸡拦河闸的供水保障能力,导致坝下河道下泄流量的减少。为分析工程对河口水环境的影响,本文基于MIKE21构建了晋江河口平面二维非稳态水环境数学模型,对白濑建库前后的河口潮流场、盐度上溯距离及沿程变化、冲淡水区域进行模拟。结果表明,建库后金鸡闸下泄流量最大减少53.4%,建库前后晋江河口及近岸海域的涨落潮流场基本形态未发生变化；晋江河口咸潮上溯距离最大增量为0.66km,变化较为明显的区域主要集中在晋江河口上游2.6~12.3km,盐度变幅基本在3.4‰以下；泉州湾河口湿地自然保护区实验区冲淡水面积最大减少3.4%,但核心区及缓冲区基本无影响。总体而言,白濑水利枢纽工程的运行对晋江河口整体潮流动力格局影响有限,对盐度场的扰动范围与幅度相对可控。本研究成果不仅能够为晋江河口水环境的精准保护与适应性管理提供关键的科学依据和决策支持,也可为我国东南沿海其他受咸潮威胁的河口区域,在协调水资源开发与河口生态环境保护方面提供有价值的案例借鉴和模拟分析范式。
优先出版日期: 2026-06-16
摘要：
大型水利枢纽下游卵石夹沙河床持续粗化，引起床沙级配、河道阻力、河相关系等显著变化，粗化层级配预测是泥沙运动力学领域一个基础且关键的问题。对比分析了尹学良方法、Gessler方法、许全喜方法、韩其为方法等四种代表性河床粗化计算方法在不同河床质类型和水流条件下的适用性，系统评估了传统方法的计算精度。代表性方法应用于丹江口水库、三峡水库下游天然河道及室内水槽试验时，尹学良方法预测的粗化层级配结果呈现过度粗化现象，其原因可能在于该方法假设处于临界起动粒径与最大隐蔽粒径之间粒径组的累计占比取为定值。Gessler方法的计算结果整体上细于实测粗化层级配，应用于天然河流时，均方根误差RMSE值和平均绝对误差MAE值分别为16.2%和13.0%，应用于水槽试验时分别为13.9%和6.4%，与该方法未充分考虑床面泥沙颗粒间的隐蔽—暴露作用、近床水流紊动、“水流冲刷—河床粗化”互馈机制等因素有关。许全喜方法计算得到的粗化层级配整体上较实测值粗，受床沙粗化稳定条件设置及活动层厚度取值影响较大。韩其为方法计算得到的粗化层级配与实际级配较为接近，应用于天然河流时，RMSE值和MAE值分别为6.6%和4.1%，应用于水槽试验时分别为5.5%和3.4%，而细颗粒组分占比普遍高于实测值，原因在于缺乏细颗粒填充量化方法。基于Markov泥沙转移概率矩阵和改进的活动层泥沙质量守恒方程，提出了考虑“悬移质—推移质—床沙”交换机制及床沙活动层厚度动态调整的卵石夹沙河床粗化计算方法。新方法在天然河流和水槽试验中的计算精度相较于传统方法显著提高，应用于天然河流时，RMSE值和MAE值分别为4.9%和3.3%，应用于水槽试验时分别为5.5%和2.5%，且河床冲刷深度的预测值与实测值吻合，能有效体现“水流冲刷—河床粗化”的互馈机制。
大型水利枢纽下游卵石夹沙河床持续粗化，引起床沙级配、河道阻力、河相关系等显著变化，粗化层级配预测是泥沙运动力学领域一个基础且关键的问题。对比分析了尹学良方法、Gessler方法、许全喜方法、韩其为方法等四种代表性河床粗化计算方法在不同河床质类型和水流条件下的适用性，系统评估了传统方法的计算精度。代表性方法应用于丹江口水库、三峡水库下游天然河道及室内水槽试验时，尹学良方法预测的粗化层级配结果呈现过度粗化现象，其原因可能在于该方法假设处于临界起动粒径与最大隐蔽粒径之间粒径组的累计占比取为定值。Gessler方法的计算结果整体上细于实测粗化层级配，应用于天然河流时，均方根误差RMSE值和平均绝对误差MAE值分别为16.2%和13.0%，应用于水槽试验时分别为13.9%和6.4%，与该方法未充分考虑床面泥沙颗粒间的隐蔽—暴露作用、近床水流紊动、“水流冲刷—河床粗化”互馈机制等因素有关。许全喜方法计算得到的粗化层级配整体上较实测值粗，受床沙粗化稳定条件设置及活动层厚度取值影响较大。韩其为方法计算得到的粗化层级配与实际级配较为接近，应用于天然河流时，RMSE值和MAE值分别为6.6%和4.1%，应用于水槽试验时分别为5.5%和3.4%，而细颗粒组分占比普遍高于实测值，原因在于缺乏细颗粒填充量化方法。基于Markov泥沙转移概率矩阵和改进的活动层泥沙质量守恒方程，提出了考虑“悬移质—推移质—床沙”交换机制及床沙活动层厚度动态调整的卵石夹沙河床粗化计算方法。新方法在天然河流和水槽试验中的计算精度相较于传统方法显著提高，应用于天然河流时，RMSE值和MAE值分别为4.9%和3.3%，应用于水槽试验时分别为5.5%和2.5%，且河床冲刷深度的预测值与实测值吻合，能有效体现“水流冲刷—河床粗化”的互馈机制。
优先出版日期: 2026-06-15
摘要：
为明晰宁夏南部干旱半干旱区水库不同生境细菌群落的时空演替特征及其环境驱动机制，本研究选取固原市8座典型水库，于2025年4月、7月和10月分3次采集水体与沉积物样品，综合运用16S rRNA基因高通量测技术，结合营养状态指数（TLI）评价、Mantel检验和冗余分析，探究细菌群落的结构组成、季节动态及其与环境因子的关系。结果表明：TLI评价显示8座水库构建了从中营养（S6）到重度富营养（S1）的完整环境梯度，变形菌门（Proteobacteria）在水体（31.68%~36.49%）和沉积物（38.16%~43.48%）中均为第一大优势菌门。7月水体群落受高温与强光照驱动蓝藻门（Cyanobacteriota）及其下属聚球藻目（Synechococcales）爆发式富集，导致群落结构单一化及α多样性下降；相比之下，沉积物生境更加稳定，富集了酸杆菌门（Acidobacteriota）和绿弯菌门（Chloroflexi）等底泥特有类群，α多样性呈逐季增加趋势。环境驱动机制存在明显的生境特异性。水体细菌群落受总氮（TN）、总磷（TP）、高锰酸盐（CODMn）及硝态氮（NO3-N）的影响显著（P<0.01），且夏季高温与pH是重塑群落结构的关键物理因子；沉积物群落的演替则主要受铵态氮（NH4+-N）、总磷（TP）及盐度（SAL）调控。本研究系统揭示了干旱半干旱区水库不同生境微生物群落结构的季节性差异及其影响因素，为区域水环境管理提供了科学依据。
为明晰宁夏南部干旱半干旱区水库不同生境细菌群落的时空演替特征及其环境驱动机制，本研究选取固原市8座典型水库，于2025年4月、7月和10月分3次采集水体与沉积物样品，综合运用16S rRNA基因高通量测技术，结合营养状态指数（TLI）评价、Mantel检验和冗余分析，探究细菌群落的结构组成、季节动态及其与环境因子的关系。结果表明：TLI评价显示8座水库构建了从中营养（S6）到重度富营养（S1）的完整环境梯度，变形菌门（Proteobacteria）在水体（31.68%~36.49%）和沉积物（38.16%~43.48%）中均为第一大优势菌门。7月水体群落受高温与强光照驱动蓝藻门（Cyanobacteriota）及其下属聚球藻目（Synechococcales）爆发式富集，导致群落结构单一化及α多样性下降；相比之下，沉积物生境更加稳定，富集了酸杆菌门（Acidobacteriota）和绿弯菌门（Chloroflexi）等底泥特有类群，α多样性呈逐季增加趋势。环境驱动机制存在明显的生境特异性。水体细菌群落受总氮（TN）、总磷（TP）、高锰酸盐（CODMn）及硝态氮（NO3-N）的影响显著（P<0.01），且夏季高温与pH是重塑群落结构的关键物理因子；沉积物群落的演替则主要受铵态氮（NH4+-N）、总磷（TP）及盐度（SAL）调控。本研究系统揭示了干旱半干旱区水库不同生境微生物群落结构的季节性差异及其影响因素，为区域水环境管理提供了科学依据。
优先出版日期: 2026-06-12
摘要：
浅水湖泊总磷（TP）浓度的动态变化受多种环境因子共同驱动，复杂成因与湖泊物化属性密切相关。本研究基于2021—2024年巢湖流域国家水质、水文、气象监测站的高频数据，综合运用主成分分析（PCA）和时滞相关性分析等方法，明确了巢湖水体TP浓度变化规律与主要驱动因子，确定了TP超标或突变的环境因子风险阈值等级。结果表明，水温（WT）、溶解氧（DO）和藻密度（AD）是巢湖水体TP浓度波动的主导环境因子，三因子对TP浓度变化的累计贡献率超过50%，风速（WD）是重要的气象因子。基于此，本文识别出具有明显时滞效应的巢湖TP级联驱动过程，即夏季WT上升4 d后，藻密度[a2.1][lp2.2]随之增加，并伴随DO浓度显著下降；DO浓度降低可在24 h内迅速引起水体TP浓度升高，表明沉积物-水微界面磷释放的快速响应；AD对TP浓度的峰值贡献则滞后3 d，源于藻类衰亡分解时磷的直接释放及DO的间接影响。综上，本文提出了针对巢湖湖区不同TP浓度区间（（0.05，0.075]、（0.075，0.1]、＞0.1 mg/L）所对应的DO（7.69、7.08、6.72 mg/L）和AD（9.80×106、15.64×106、21.14×106 cells/L）风险阈值等级，该研究结果为巢湖TP风险预警和精准化管控提供了重要的时序决策依据。
浅水湖泊总磷（TP）浓度的动态变化受多种环境因子共同驱动，复杂成因与湖泊物化属性密切相关。本研究基于2021—2024年巢湖流域国家水质、水文、气象监测站的高频数据，综合运用主成分分析（PCA）和时滞相关性分析等方法，明确了巢湖水体TP浓度变化规律与主要驱动因子，确定了TP超标或突变的环境因子风险阈值等级。结果表明，水温（WT）、溶解氧（DO）和藻密度（AD）是巢湖水体TP浓度波动的主导环境因子，三因子对TP浓度变化的累计贡献率超过50%，风速（WD）是重要的气象因子。基于此，本文识别出具有明显时滞效应的巢湖TP级联驱动过程，即夏季WT上升4 d后，藻密度[a2.1][lp2.2]随之增加，并伴随DO浓度显著下降；DO浓度降低可在24 h内迅速引起水体TP浓度升高，表明沉积物-水微界面磷释放的快速响应；AD对TP浓度的峰值贡献则滞后3 d，源于藻类衰亡分解时磷的直接释放及DO的间接影响。综上，本文提出了针对巢湖湖区不同TP浓度区间（（0.05，0.075]、（0.075，0.1]、＞0.1 mg/L）所对应的DO（7.69、7.08、6.72 mg/L）和AD（9.80×106、15.64×106、21.14×106 cells/L）风险阈值等级，该研究结果为巢湖TP风险预警和精准化管控提供了重要的时序决策依据。
优先出版日期: 2026-06-12
摘要：
三峡水库运行后改变了长江中下游水沙过程，引起分汊河道冲淤调整特性与相对平衡汊道分流关系变化，对防洪、航运、河道治理等产生联动影响。针对目前对梯级水库运行改变水沙条件的影响下分汊河道调整模式认识还存在局限的问题，本文根据2003—2023年实测水文和地形资料，以城陵矶至九江河段的十一个典型分汊河道为例，以基于动态分流比的分汊河道类别划分方法为基础，研究了分汊河道类型转化现象并分析其驱动机制。研究表明：①基于动态分流比的汊河类别划分方法在三峡水库不同运行方式下，对长江中下游分汊河道进行分类并识别其类型转化的适应性较好；②三峡水库蓄水后，分汊河道在不同时期存在不同的调整模式，2013年以后城陵矶至九江河段以第Ⅰ类（主汊对应枯水倾向汊河）分汊河道为主，第Ⅱ类（主汊对应洪水倾向汊河）分汊河道中界牌心滩分汊段、陆溪口、嘉鱼、燕子窝河道发生了向第Ⅰ类分汊河道的转化，由“主消支长”转变为“主长支消”；③对于第Ⅱ类分汊河道向第Ⅰ类分汊河道的转化，水沙条件改变是主要原因，而航道整治工程在大部分分汊河道中表现出对类型转化的促进作用，2013年以后20000~30000m3/s流量级出现频率增大、持续时间增长，导致该流量级下主流所在汊道冲刷加剧，部分汊道转化为第Ⅰ类分汊河道，可以预见未来长江中下游分汊河型都将以向第Ⅰ类分汊河型发展，表现为“主长支消”的调整模式为主。
三峡水库运行后改变了长江中下游水沙过程，引起分汊河道冲淤调整特性与相对平衡汊道分流关系变化，对防洪、航运、河道治理等产生联动影响。针对目前对梯级水库运行改变水沙条件的影响下分汊河道调整模式认识还存在局限的问题，本文根据2003—2023年实测水文和地形资料，以城陵矶至九江河段的十一个典型分汊河道为例，以基于动态分流比的分汊河道类别划分方法为基础，研究了分汊河道类型转化现象并分析其驱动机制。研究表明：①基于动态分流比的汊河类别划分方法在三峡水库不同运行方式下，对长江中下游分汊河道进行分类并识别其类型转化的适应性较好；②三峡水库蓄水后，分汊河道在不同时期存在不同的调整模式，2013年以后城陵矶至九江河段以第Ⅰ类（主汊对应枯水倾向汊河）分汊河道为主，第Ⅱ类（主汊对应洪水倾向汊河）分汊河道中界牌心滩分汊段、陆溪口、嘉鱼、燕子窝河道发生了向第Ⅰ类分汊河道的转化，由“主消支长”转变为“主长支消”；③对于第Ⅱ类分汊河道向第Ⅰ类分汊河道的转化，水沙条件改变是主要原因，而航道整治工程在大部分分汊河道中表现出对类型转化的促进作用，2013年以后20000~30000m3/s流量级出现频率增大、持续时间增长，导致该流量级下主流所在汊道冲刷加剧，部分汊道转化为第Ⅰ类分汊河道，可以预见未来长江中下游分汊河型都将以向第Ⅰ类分汊河型发展，表现为“主长支消”的调整模式为主。
优先出版日期: 2026-06-12
摘要：
在河流生态系统中，环境过滤作用能够筛选出对流域土地利用格局变化具有特异性响应特征的水生生物功能性状。为明确不同土地利用空间格局对水生生物功能性状分布的影响机制，本研究于2022–2024年间对赤水河流域30个样点开展系统调查，基于功能性状矩阵和聚类分析共识别出4类底栖动物功能群，以随机森林模型的Gini系数作为判别依据，为每个功能群筛选显著性状。运用多元线性回归分析，探讨50、100、250、500、1000、2000 m缓冲区内各生境因子解释力（R2）的变化规律，以R2最大化为原则，确定各样点半径500 m的圆形缓冲区为最优尺度。最后通过广义加性模型识别出维持各功能聚类群稳定的缓冲区土地利用结构响应区间（林地15.21%–44.89%，耕地＜5.29%，建筑用地1.21%–9.00%，裸地＞32.49%，水域0.64%–10.89%）及关键生境参数范围（水温15–24℃，pH 5.02–8.81，NH3-N 0.31–0.45 mg/L，底质中值粒径36-188 mm）。研究进一步量化了自然用地比例对各功能群适宜度的影响：自然用地每增加10%，刮食者与捕食者适宜度分别提升0.33与0.34单位；滤食者与收集者适宜度亦随自然用地比例升高而显著改善。本研究揭示了土地利用-生境因子-底栖动物功能群三者之间的响应关系及可能机制，为流域生态保护与土地管理提供了量化依据。
在河流生态系统中，环境过滤作用能够筛选出对流域土地利用格局变化具有特异性响应特征的水生生物功能性状。为明确不同土地利用空间格局对水生生物功能性状分布的影响机制，本研究于2022–2024年间对赤水河流域30个样点开展系统调查，基于功能性状矩阵和聚类分析共识别出4类底栖动物功能群，以随机森林模型的Gini系数作为判别依据，为每个功能群筛选显著性状。运用多元线性回归分析，探讨50、100、250、500、1000、2000 m缓冲区内各生境因子解释力（R2）的变化规律，以R2最大化为原则，确定各样点半径500 m的圆形缓冲区为最优尺度。最后通过广义加性模型识别出维持各功能聚类群稳定的缓冲区土地利用结构响应区间（林地15.21%–44.89%，耕地＜5.29%，建筑用地1.21%–9.00%，裸地＞32.49%，水域0.64%–10.89%）及关键生境参数范围（水温15–24℃，pH 5.02–8.81，NH3-N 0.31–0.45 mg/L，底质中值粒径36-188 mm）。研究进一步量化了自然用地比例对各功能群适宜度的影响：自然用地每增加10%，刮食者与捕食者适宜度分别提升0.33与0.34单位；滤食者与收集者适宜度亦随自然用地比例升高而显著改善。本研究揭示了土地利用-生境因子-底栖动物功能群三者之间的响应关系及可能机制，为流域生态保护与土地管理提供了量化依据。
优先出版日期: 2026-06-11
摘要：
江苏省境内湖泊众多，受自然地理背景与社会经济发展区域分异影响，苏南与苏北湖泊的水环境演变及其驱动机制存在差异，然而当前对其认识并不清晰。本研究选取苏北骆马湖、洪泽湖、白马湖、高邮湖及苏南滆湖、长荡湖、固城湖共7个典型湖泊为对象，基于2011—2023年长序列逐月监测数据，分析主要水质指标及综合营养状态指数（TLI）的演变特征，并应用随机森林模型定量辨析水文气象与土地利用等因子的驱动贡献。结果表明：近十余年来，江苏省典型湖泊水质呈现显著的南北分异格局。在营养状态水平上，滆湖和长荡湖富营养化程度最高，处于轻度至中度富营养状态；白马湖、洪泽湖和高邮湖为轻度富营养；骆马湖和固城湖则处于中营养向轻度富营养过渡的临界范围。趋势分析显示，苏南湖泊整体趋于改善，其中滆湖总氮浓度显著下降1.96 mg/L，总磷浓度下降0.087 mg/L，TLI下降9.4；与之相对，苏北湖泊富营养化呈加剧态势，高邮湖、骆马湖和洪泽湖TLI分别上升5.4、7.4和6.6。季节变化上，苏北湖泊汛期营养水平显著高于非汛期，表现出强烈的季节性波动，而苏南湖泊季节差异不显著。苏北湖泊生态系统对气象水文变化高度敏感，降雨增多带来的入湖水量剧增，是驱动外源负荷输入的核心因素；而高温与频繁风浪扰动相叠加，则显著加剧了内源释放的风险。流域污染减排、耕地占比缩减以及林地和湿地修复所带来的土地利用结构优化，是驱动苏南湖泊水质改善的主要因素。
江苏省境内湖泊众多，受自然地理背景与社会经济发展区域分异影响，苏南与苏北湖泊的水环境演变及其驱动机制存在差异，然而当前对其认识并不清晰。本研究选取苏北骆马湖、洪泽湖、白马湖、高邮湖及苏南滆湖、长荡湖、固城湖共7个典型湖泊为对象，基于2011—2023年长序列逐月监测数据，分析主要水质指标及综合营养状态指数（TLI）的演变特征，并应用随机森林模型定量辨析水文气象与土地利用等因子的驱动贡献。结果表明：近十余年来，江苏省典型湖泊水质呈现显著的南北分异格局。在营养状态水平上，滆湖和长荡湖富营养化程度最高，处于轻度至中度富营养状态；白马湖、洪泽湖和高邮湖为轻度富营养；骆马湖和固城湖则处于中营养向轻度富营养过渡的临界范围。趋势分析显示，苏南湖泊整体趋于改善，其中滆湖总氮浓度显著下降1.96 mg/L，总磷浓度下降0.087 mg/L，TLI下降9.4；与之相对，苏北湖泊富营养化呈加剧态势，高邮湖、骆马湖和洪泽湖TLI分别上升5.4、7.4和6.6。季节变化上，苏北湖泊汛期营养水平显著高于非汛期，表现出强烈的季节性波动，而苏南湖泊季节差异不显著。苏北湖泊生态系统对气象水文变化高度敏感，降雨增多带来的入湖水量剧增，是驱动外源负荷输入的核心因素；而高温与频繁风浪扰动相叠加，则显著加剧了内源释放的风险。流域污染减排、耕地占比缩减以及林地和湿地修复所带来的土地利用结构优化，是驱动苏南湖泊水质改善的主要因素。
优先出版日期: 2026-06-11
摘要：
沉积物氮磷污染已成为制约我国湖泊水质持续改善的重要因素。本研究查阅收集了2000-2022年间国内外文献与监测数据，获得我国五大湖区（东部平原EPL、东北平原与山地NPML、蒙新高原IXML、云贵高原YGPL、青藏高原TPL）131个湖泊的996个表层沉积物数据，采用单项污染指数法（Pi）评估了其总氮（TN）、总磷（TP）污染状况及空间分异特征，并结合案例，系统梳理了我国湖泊沉积物治理近70年的历程与范式演变。结果表明：(1)我国湖泊沉积物TN整体污染较严重(平均Pi = 4.54)，处于重度污染水平，东北与西南区域较高、中西部较低的格局；各湖区污染程度排序为NPML (Pi = 6.90) > YGPL (5.89) > IXML (5.08) > EPL (4.09) > TPL (4.08)；TP污染相对较轻(平均Pi = 1.41)，整体处于轻度污染水平；各湖区污染程度排序为YGPL (Pi = 2.26) > NPML(1.96) > IXML (1.32) > EPL (1.27) > TPL (0.94)；表明我国湖泊沉积物TN污染较严重，而TP污染相对较轻，且主要受局部人为输入和区域自然背景影响。(2)我国湖泊沉积物氮磷污染治理历经了从工程清淤（1950–1998）到环保疏浚（1998–2015）再到系统治理（2015–至今）的三个发展阶段。(3)未来我国湖泊沉积物氮磷污染治理应按照“分区、分类、分级”的策略，强化基础调查与数据库建设，推行基于污染特征的沉积物分类资源化利用技术思路，并建立长效保障机制，以实现我国湖泊内源污染有效控制和生态系统长效恢复。
沉积物氮磷污染已成为制约我国湖泊水质持续改善的重要因素。本研究查阅收集了2000-2022年间国内外文献与监测数据，获得我国五大湖区（东部平原EPL、东北平原与山地NPML、蒙新高原IXML、云贵高原YGPL、青藏高原TPL）131个湖泊的996个表层沉积物数据，采用单项污染指数法（Pi）评估了其总氮（TN）、总磷（TP）污染状况及空间分异特征，并结合案例，系统梳理了我国湖泊沉积物治理近70年的历程与范式演变。结果表明：(1)我国湖泊沉积物TN整体污染较严重(平均Pi = 4.54)，处于重度污染水平，东北与西南区域较高、中西部较低的格局；各湖区污染程度排序为NPML (Pi = 6.90) > YGPL (5.89) > IXML (5.08) > EPL (4.09) > TPL (4.08)；TP污染相对较轻(平均Pi = 1.41)，整体处于轻度污染水平；各湖区污染程度排序为YGPL (Pi = 2.26) > NPML(1.96) > IXML (1.32) > EPL (1.27) > TPL (0.94)；表明我国湖泊沉积物TN污染较严重，而TP污染相对较轻，且主要受局部人为输入和区域自然背景影响。(2)我国湖泊沉积物氮磷污染治理历经了从工程清淤（1950–1998）到环保疏浚（1998–2015）再到系统治理（2015–至今）的三个发展阶段。(3)未来我国湖泊沉积物氮磷污染治理应按照“分区、分类、分级”的策略，强化基础调查与数据库建设，推行基于污染特征的沉积物分类资源化利用技术思路，并建立长效保障机制，以实现我国湖泊内源污染有效控制和生态系统长效恢复。
优先出版日期: 2026-06-10
摘要：
为解决传统实验方法在多因素复杂体系下进行优化筛选时存在实验量大，浪费时间、人力和物力的局限性。本研究以营养盐及全氟和多氟烷基物质（Per- and Polyfluoroalkyl Substances，PFAS）污染水体为对象，集成已有文献记录，构建了包含环境因子、植物种植密度及污染物去除率的综合数据集，通过对比多目标随机森林（Multi-target Random Forest，MTRF）、多层感知机（Multi-layer Perceptron，MLP）、随机森林（Random Forest，RF）和极端梯度提升（Extreme Gradient Boosting，XGBoost）算法综合评估了各因素对水环境中PFAS去除率的影响，利用可解释机器学习SHAP（Shapley Additive Explanations）框架对模型进行深度解释，筛选最优水生植物并预测其最佳处理工况。结果表明：MTRF表现出良好的预测性能，其对营养盐和PFAS去除率的决定系数R2值普遍高于其他模型，能够准确预测不同工况下营养盐和PFAS的去除率。基于模型预测，苦草被筛选为净化营养盐及PFAS污染的最佳优势植物。通过工况优化预测，苦草去除营养盐的最佳种植密度为19株/m2，最佳修复时间为69天；去除PFAS的最佳种植密度为59株/m2，最佳修复时间为34天。本研究建立的机器学习模型不仅能够为复杂水质条件下的植物修复效率提供精准预测，也为水体复合污染的低成本、系统性治理提供了理论依据与工程决策支持。
为解决传统实验方法在多因素复杂体系下进行优化筛选时存在实验量大，浪费时间、人力和物力的局限性。本研究以营养盐及全氟和多氟烷基物质（Per- and Polyfluoroalkyl Substances，PFAS）污染水体为对象，集成已有文献记录，构建了包含环境因子、植物种植密度及污染物去除率的综合数据集，通过对比多目标随机森林（Multi-target Random Forest，MTRF）、多层感知机（Multi-layer Perceptron，MLP）、随机森林（Random Forest，RF）和极端梯度提升（Extreme Gradient Boosting，XGBoost）算法综合评估了各因素对水环境中PFAS去除率的影响，利用可解释机器学习SHAP（Shapley Additive Explanations）框架对模型进行深度解释，筛选最优水生植物并预测其最佳处理工况。结果表明：MTRF表现出良好的预测性能，其对营养盐和PFAS去除率的决定系数R2值普遍高于其他模型，能够准确预测不同工况下营养盐和PFAS的去除率。基于模型预测，苦草被筛选为净化营养盐及PFAS污染的最佳优势植物。通过工况优化预测，苦草去除营养盐的最佳种植密度为19株/m2，最佳修复时间为69天；去除PFAS的最佳种植密度为59株/m2，最佳修复时间为34天。本研究建立的机器学习模型不仅能够为复杂水质条件下的植物修复效率提供精准预测，也为水体复合污染的低成本、系统性治理提供了理论依据与工程决策支持。
优先出版日期: 2026-06-10
摘要：
在全球气候变化加剧的背景下，水文循环过程呈现显著的非平稳性、多尺度性和强非线性特征，传统机理模型难以深入揭示气象–径流响应机理，而深度学习方法在长期依赖刻画、空间关联建模和序列解耦方面仍存在不足。为此，本文提出一种融合跳跃–调幅调频模态分解（JMD）、稀疏有向图网络与Transformer的混合预测模型（JMD-Gformer）。该模型借助JMD将非平稳径流序列解耦为跳变分量（如突发径流事件）和AM–FM振荡分量（如季节性和年际尺度波动），以抑制噪声干扰；进一步构建基于气象-水文节点的稀疏有向图结构，刻画上下游驱动关系；并引入多头自注意力机制，实现长程时序依赖建模。以大辽河流域为研究区，开展多时间尺度径流预测试验。结果表明，相比次优对比模型，JMD-Gformer在主要评价指标（如MAPE和RMSE）上分别下降36.4%和41.2%，在复杂水文条件下表现出良好的鲁棒性和预测精度，可为流域智慧水务管理提供新的技术途径。
在全球气候变化加剧的背景下，水文循环过程呈现显著的非平稳性、多尺度性和强非线性特征，传统机理模型难以深入揭示气象–径流响应机理，而深度学习方法在长期依赖刻画、空间关联建模和序列解耦方面仍存在不足。为此，本文提出一种融合跳跃–调幅调频模态分解（JMD）、稀疏有向图网络与Transformer的混合预测模型（JMD-Gformer）。该模型借助JMD将非平稳径流序列解耦为跳变分量（如突发径流事件）和AM–FM振荡分量（如季节性和年际尺度波动），以抑制噪声干扰；进一步构建基于气象-水文节点的稀疏有向图结构，刻画上下游驱动关系；并引入多头自注意力机制，实现长程时序依赖建模。以大辽河流域为研究区，开展多时间尺度径流预测试验。结果表明，相比次优对比模型，JMD-Gformer在主要评价指标（如MAPE和RMSE）上分别下降36.4%和41.2%，在复杂水文条件下表现出良好的鲁棒性和预测精度，可为流域智慧水务管理提供新的技术途径。
优先出版日期: 2026-06-09
摘要：
本文以东太湖为研究对象，系统探究历史养殖区与水生植被区底泥的理化性质、营养盐分布、污染物释放特征，并采用单因子污染指数法和综合污染指数法开展底泥污染评价，以阐明东太湖历史养殖区底泥污染及释放特征。结果表明：历史养殖区底泥理化性质、营养盐含量及分布均与水草区存在显著差异，养殖区0~10、10~20 cm表层底泥pH值（7.19、7.23）和含水率（65.84%、54.31%）均高于水草区，且pH值随深度总体升高、含水率随深度递减；养殖区表层0~10 cm底泥总氮（TN）、总磷（TP）、有机质平均含量分别为1610 mg/kg、665 mg/kg、4.26%，是水草区的1.22、1.43、1.51倍，且养殖区营养盐主要蓄积于底泥表层。养殖区TN释放通量均值（31.63 mg/(m2·d)）远高于水草区（-3.99 mg/(m2·d)），呈持续释放状态，而两区TP释放通量差异不显著。养殖区间隙水氨氮、二价铁浓度及Fick定律计算的释放通量显著高于水草区。养殖区薄膜扩散梯度提取磷（DGT-P）平均浓度（0.026 mg/L）为水草区（0.017 mg/L）的1.5倍，表现出更强的活性磷释放能力。底泥污染评价显示，底泥污染呈“垂向递减、区域分异”特征，0~10 cm层位TN重污染点位占比为17.4%、综合污染指数（FF）重污染点位占比为35.5%；10~20 cm层FF重污染点位占比降至26.1%；20~30 cm层FF以轻度污染为主（占37.4%），且0~10、10~20 cm层养殖区污染指数显著高于水草区，20~30 cm层两区差异缩小，重污染点位集中于历史养殖区，研究结果可为东太湖养殖区内源污染精准治理提供科学支撑。
本文以东太湖为研究对象，系统探究历史养殖区与水生植被区底泥的理化性质、营养盐分布、污染物释放特征，并采用单因子污染指数法和综合污染指数法开展底泥污染评价，以阐明东太湖历史养殖区底泥污染及释放特征。结果表明：历史养殖区底泥理化性质、营养盐含量及分布均与水草区存在显著差异，养殖区0~10、10~20 cm表层底泥pH值（7.19、7.23）和含水率（65.84%、54.31%）均高于水草区，且pH值随深度总体升高、含水率随深度递减；养殖区表层0~10 cm底泥总氮（TN）、总磷（TP）、有机质平均含量分别为1610 mg/kg、665 mg/kg、4.26%，是水草区的1.22、1.43、1.51倍，且养殖区营养盐主要蓄积于底泥表层。养殖区TN释放通量均值（31.63 mg/(m2·d)）远高于水草区（-3.99 mg/(m2·d)），呈持续释放状态，而两区TP释放通量差异不显著。养殖区间隙水氨氮、二价铁浓度及Fick定律计算的释放通量显著高于水草区。养殖区薄膜扩散梯度提取磷（DGT-P）平均浓度（0.026 mg/L）为水草区（0.017 mg/L）的1.5倍，表现出更强的活性磷释放能力。底泥污染评价显示，底泥污染呈“垂向递减、区域分异”特征，0~10 cm层位TN重污染点位占比为17.4%、综合污染指数（FF）重污染点位占比为35.5%；10~20 cm层FF重污染点位占比降至26.1%；20~30 cm层FF以轻度污染为主（占37.4%），且0~10、10~20 cm层养殖区污染指数显著高于水草区，20~30 cm层两区差异缩小，重污染点位集中于历史养殖区，研究结果可为东太湖养殖区内源污染精准治理提供科学支撑。
优先出版日期: 2026-06-09
摘要：
水文和植被是淡水湿地景观结构的重要组分，黄河水沙变化、淡水输入减少影响了山东黄河三角洲国家级自然保护区（以下简称“自然保护区”）的水鸟多样性。为此，自然保护区已连续多年开展了淡水湿地生态补水工作，调节了水域、浅水分布面积，改善了植物群落组成，但生态补水后水鸟多样性及其与湿地景观格局之间的关系缺乏定量研究。本研究利用2023和2024年野外调查获取的水鸟数据、Sentinel - 2卫星遥感数据及水位监测数据，旨在阐明湿地恢复区的水鸟组成和数量变化，揭示水鸟多样性与湿地景观要素面积的定量关系。结果显示：研究区共记录到水鸟7目15科126种，水鸟物种和个体数量呈明显的月际波动特征，3月和11月是迁徙高峰期；迁徙季物种数量占比以鸭类和鸻鹬类为主，数量占比以鸭类和鹤鹳类为主。自然保护区湿地恢复区十万亩浅水（水深0 - 30 cm）和水域面积最大，其中，浅水面积冬季最大（1888 m2），水域面积春秋季较高（2933 m2）。植被面积呈“夏季扩张、冬季收缩”趋势，2024年较2023年增长26 %。雁类和鸭类数量与水域面积占比和植被面积占比均呈单峰关系，雁类在水域和植被面积比接近2 ：1时数量最多（n = 44，df = 40，p < 0.01，R2 = 0.14；n = 44，df = 40，p < 0.01，R2 = 0.28）；鸭类在水域和植被面积比接近1.5 ：1时数量最多（n = 118，df = 114，p < 0.01，R2 = 0.02；n = 118，df = 114，p < 0.01，R2 = 0.002）。鸻鹬类数量与浅水区域面积占比呈显著正相关关系（n = 24，df = 22，p < 0.05，R2 = 0.29）而与植被面积占比呈显著负相关关系（n = 24，df = 22，p < 0.05，R2 = 0.17）。
水文和植被是淡水湿地景观结构的重要组分，黄河水沙变化、淡水输入减少影响了山东黄河三角洲国家级自然保护区（以下简称“自然保护区”）的水鸟多样性。为此，自然保护区已连续多年开展了淡水湿地生态补水工作，调节了水域、浅水分布面积，改善了植物群落组成，但生态补水后水鸟多样性及其与湿地景观格局之间的关系缺乏定量研究。本研究利用2023和2024年野外调查获取的水鸟数据、Sentinel - 2卫星遥感数据及水位监测数据，旨在阐明湿地恢复区的水鸟组成和数量变化，揭示水鸟多样性与湿地景观要素面积的定量关系。结果显示：研究区共记录到水鸟7目15科126种，水鸟物种和个体数量呈明显的月际波动特征，3月和11月是迁徙高峰期；迁徙季物种数量占比以鸭类和鸻鹬类为主，数量占比以鸭类和鹤鹳类为主。自然保护区湿地恢复区十万亩浅水（水深0 - 30 cm）和水域面积最大，其中，浅水面积冬季最大（1888 m2），水域面积春秋季较高（2933 m2）。植被面积呈“夏季扩张、冬季收缩”趋势，2024年较2023年增长26 %。雁类和鸭类数量与水域面积占比和植被面积占比均呈单峰关系，雁类在水域和植被面积比接近2 ：1时数量最多（n = 44，df = 40，p < 0.01，R2 = 0.14；n = 44，df = 40，p < 0.01，R2 = 0.28）；鸭类在水域和植被面积比接近1.5 ：1时数量最多（n = 118，df = 114，p < 0.01，R2 = 0.02；n = 118，df = 114，p < 0.01，R2 = 0.002）。鸻鹬类数量与浅水区域面积占比呈显著正相关关系（n = 24，df = 22，p < 0.05，R2 = 0.29）而与植被面积占比呈显著负相关关系（n = 24，df = 22，p < 0.05，R2 = 0.17）。
优先出版日期: 2026-06-08
摘要：
为了探讨洱海流域在社会与自然复合驱动下的水系网络时空耦合机制，揭示拓扑特征在驱动因子与水系要素之间的中介作用。本研究基于四期遥感与地理数据，运用复杂网络理论，选取九项拓扑指标表征结构特征，为克服传统回归难以同时处理驱动共线性、空间溢出与机制分解的局限，本文构建处理多驱动共线性的同时刻画空间溢出，并将总效应分解为直接效应与经拓扑结构传导的间接效应，从而更精准识别关键中介路径的偏最小二乘（PLS）–空间杜宾（SDM）–中介分析（Med）框架。结果表明：（1）2001–2023 年间，洱海水系由多源冗余向主干清晰、相对高效稳态演化。（2）共216条路径中识别68条显著X–M–Y路径，中介效率主要位于40%–80%间，边介数中心性、紧致度、全局效率和代数连通性为核心中介指标。（3）社会因子主要通过拓扑结构对水系要素产生高比例负向效应；自然因子整体表现为中等强度正向稳定效应，少数路径呈结构性抑制效应。本研究构建的PLS–SDM–Med框架可推广用于识别高原湖泊流域的关键结构单元与风险路径，可为洱海流域和其他高原湖泊的分区限制与生态修复提供理论依据。
为了探讨洱海流域在社会与自然复合驱动下的水系网络时空耦合机制，揭示拓扑特征在驱动因子与水系要素之间的中介作用。本研究基于四期遥感与地理数据，运用复杂网络理论，选取九项拓扑指标表征结构特征，为克服传统回归难以同时处理驱动共线性、空间溢出与机制分解的局限，本文构建处理多驱动共线性的同时刻画空间溢出，并将总效应分解为直接效应与经拓扑结构传导的间接效应，从而更精准识别关键中介路径的偏最小二乘（PLS）–空间杜宾（SDM）–中介分析（Med）框架。结果表明：（1）2001–2023 年间，洱海水系由多源冗余向主干清晰、相对高效稳态演化。（2）共216条路径中识别68条显著X–M–Y路径，中介效率主要位于40%–80%间，边介数中心性、紧致度、全局效率和代数连通性为核心中介指标。（3）社会因子主要通过拓扑结构对水系要素产生高比例负向效应；自然因子整体表现为中等强度正向稳定效应，少数路径呈结构性抑制效应。本研究构建的PLS–SDM–Med框架可推广用于识别高原湖泊流域的关键结构单元与风险路径，可为洱海流域和其他高原湖泊的分区限制与生态修复提供理论依据。
优先出版日期: 2026-06-08
摘要：
作为溶解态有机磷中含量较高且光活性突出的关键组分，磷酸单酯（Phosphate monoester，PME）在水体中的光化学脱磷机制仍缺乏系统性的阐明。本研究通过实验与密度泛函理论（Density Functional Theory，DFT）计算相结合的方法，系统解析了磷酸单酯类的葡萄糖-6-磷酸（Glucose-6-phosphate，G6P）的光化学行为。研究表明，G6P的光吸收区主要集中在200—290 nm，短波光照条件光解效率更高。能量与电子转移分析显示，G6P与水体中溶解氧（Dissolved Oxygen，DO）、溶解态有机质（Dissolved Organic Matter，DOM）及主要阴离子（如NO3-、HCO3-等）之间的能量与电子转移并非驱动其光解的主要通道，其光解更依赖活性中间体（Reactive Intermediates，RIs）对糖–磷酸键延展区等电子富集位点的进攻，引发分子骨架去稳定化并最终释放无机磷（Inorganic Phosphate，IP）。光解实验进一步验证了这一机理，其中3DOM*为DOM体系中为光解起到了主要的促进作用。从环境角度看，不同水体对PME光解的调控存在显著差异，淡水和海水体系中G6P的光解速率常数分别为（2.00?5.60）×10-3 ?h-1和（1.60?3.30）×10-3? h-1，前者更倾向沿高驱动力的氧化通道推进，后者则在高盐度和富卤条件下表现出更明显的卤素取代与加成特征。总体而言，本研究表明PME的光解过程受到其分子自身特性与水环境条件协同塑造，二者共同决定了其光化学转化的路径和效率，为认识溶解态有机磷（Dissolved Organic Phosphorus，DOP）在水体中的非生物矿化过程及其环境命运提供了新的机理视角。
作为溶解态有机磷中含量较高且光活性突出的关键组分，磷酸单酯（Phosphate monoester，PME）在水体中的光化学脱磷机制仍缺乏系统性的阐明。本研究通过实验与密度泛函理论（Density Functional Theory，DFT）计算相结合的方法，系统解析了磷酸单酯类的葡萄糖-6-磷酸（Glucose-6-phosphate，G6P）的光化学行为。研究表明，G6P的光吸收区主要集中在200—290 nm，短波光照条件光解效率更高。能量与电子转移分析显示，G6P与水体中溶解氧（Dissolved Oxygen，DO）、溶解态有机质（Dissolved Organic Matter，DOM）及主要阴离子（如NO3-、HCO3-等）之间的能量与电子转移并非驱动其光解的主要通道，其光解更依赖活性中间体（Reactive Intermediates，RIs）对糖–磷酸键延展区等电子富集位点的进攻，引发分子骨架去稳定化并最终释放无机磷（Inorganic Phosphate，IP）。光解实验进一步验证了这一机理，其中3DOM*为DOM体系中为光解起到了主要的促进作用。从环境角度看，不同水体对PME光解的调控存在显著差异，淡水和海水体系中G6P的光解速率常数分别为（2.00?5.60）×10-3 ?h-1和（1.60?3.30）×10-3? h-1，前者更倾向沿高驱动力的氧化通道推进，后者则在高盐度和富卤条件下表现出更明显的卤素取代与加成特征。总体而言，本研究表明PME的光解过程受到其分子自身特性与水环境条件协同塑造，二者共同决定了其光化学转化的路径和效率，为认识溶解态有机磷（Dissolved Organic Phosphorus，DOP）在水体中的非生物矿化过程及其环境命运提供了新的机理视角。
优先出版日期: 2026-06-05
摘要：
入湖河流是湖泊外源营养盐输入的主要通道，其氮（N）和磷（P）通量变化直接影响湖泊富营养化进程及藻华风险。为准确评估巢湖流域典型入湖河流的污染物输出特征与驱动机制，本研究以巢湖最大入湖支流-杭埠河为研究对象，基于时段通量估算法、Load Estimator（LOADEST）模型和WRTDS模型对2019~2024年上游姚家河站，中游河口大桥站，中下游三河镇新大桥站和下游北闸渡口站水文-水质数据进行了通量估算与趋势分析。时段通量估算法虽计算简单，但误差较大，相比之下，LOADEST模型在巢湖流域适用性更强，其估算结果与实测日通量的吻合度显著优于WRTDS模型。结果证实，LOADEST模型在流量记录连续、水质监测相对稀疏的条件下拟合效果最佳（R2=0.89~0.97，NSE=0.84~0.98），可稳定重建连续通量序列；进一步，采用LOADEST模型估算了杭埠河总氮（TN）和总磷（TP）通量，研究发现氮磷通量时空变化剧烈。比如，入湖口断面，丰水期（5~9月）贡献全年通量的68%~77%（TN）和72%~81%（TP），单次暴雨事件（61.8mm）输出量可高达月通量的73%，呈脉冲式输出特征；空间上，TN与TP通量均自上游向下游递增，下游北闸渡口断面年通量分别达4.24×106 kg N yr-1和2.25×105 kg P yr-1，为上游的10~17倍。趋势分解结果显示，近五年杭埠河入湖TN通量呈持续上升趋势，而TP通量略有下降，表明氮负荷积累效应仍然突出，而磷输出已出现阶段性缓解。综上，流域通量变化受水文过程与人类活动双重驱动，高强度的降雨事件加剧了下游农业、城镇排放等污染对入巢湖的负荷贡献。研究结果可为新时期巢湖流域外源负荷评估、污染控制及藻华风险防控提供科学依据与管理支撑。
入湖河流是湖泊外源营养盐输入的主要通道，其氮（N）和磷（P）通量变化直接影响湖泊富营养化进程及藻华风险。为准确评估巢湖流域典型入湖河流的污染物输出特征与驱动机制，本研究以巢湖最大入湖支流-杭埠河为研究对象，基于时段通量估算法、Load Estimator（LOADEST）模型和WRTDS模型对2019~2024年上游姚家河站，中游河口大桥站，中下游三河镇新大桥站和下游北闸渡口站水文-水质数据进行了通量估算与趋势分析。时段通量估算法虽计算简单，但误差较大，相比之下，LOADEST模型在巢湖流域适用性更强，其估算结果与实测日通量的吻合度显著优于WRTDS模型。结果证实，LOADEST模型在流量记录连续、水质监测相对稀疏的条件下拟合效果最佳（R2=0.89~0.97，NSE=0.84~0.98），可稳定重建连续通量序列；进一步，采用LOADEST模型估算了杭埠河总氮（TN）和总磷（TP）通量，研究发现氮磷通量时空变化剧烈。比如，入湖口断面，丰水期（5~9月）贡献全年通量的68%~77%（TN）和72%~81%（TP），单次暴雨事件（61.8mm）输出量可高达月通量的73%，呈脉冲式输出特征；空间上，TN与TP通量均自上游向下游递增，下游北闸渡口断面年通量分别达4.24×106 kg N yr-1和2.25×105 kg P yr-1，为上游的10~17倍。趋势分解结果显示，近五年杭埠河入湖TN通量呈持续上升趋势，而TP通量略有下降，表明氮负荷积累效应仍然突出，而磷输出已出现阶段性缓解。综上，流域通量变化受水文过程与人类活动双重驱动，高强度的降雨事件加剧了下游农业、城镇排放等污染对入巢湖的负荷贡献。研究结果可为新时期巢湖流域外源负荷评估、污染控制及藻华风险防控提供科学依据与管理支撑。
优先出版日期: 2026-06-05
摘要：
半干旱区封闭湖泊是生态、气候与人文因素交织的关键节点，其多功能性在区域可持续发展中发挥着重要作用。本研究聚焦半干旱区封闭湖泊的生态功能维系问题，以蒙新高原典型的内陆封闭型咸水湖岱海为研究对象，针对其持续恶化的水环境问题，基于2020-2024年连续监测数据集进行系统分析。通过主成分分析（PCA）与因子分析（FA）方法，从多维水质参数中筛选出溶解氧（DO）、化学需氧量（CODCr）、总氮（TN）、总磷（TP）和盐度（Sal）五个关键指标，系统解析了岱海水环境参数的时空分异规律，并利用水质综合指数（WQI）进行定量评价。采用绝对主成分得分-多元线性回归（APCS-MLR）与正矩阵分解（PMF）双模型进行污染源解析，结果表明PMF模型在污染源识别中表现出更优的解析效能。源解析结果表明，岱海主要污染源的贡献率依次为：农村生活污染（23.5%）、浮游植物内源释放（22.5%）、畜禽养殖污染（20.1%）、地表径流污染（19.6%）以及农业种植污染（14.4%）。本研究量化了岱海的污染源贡献率，为岱海及半干旱地区同类湖泊的精准治理与生态修复提供了理论依据。
半干旱区封闭湖泊是生态、气候与人文因素交织的关键节点，其多功能性在区域可持续发展中发挥着重要作用。本研究聚焦半干旱区封闭湖泊的生态功能维系问题，以蒙新高原典型的内陆封闭型咸水湖岱海为研究对象，针对其持续恶化的水环境问题，基于2020-2024年连续监测数据集进行系统分析。通过主成分分析（PCA）与因子分析（FA）方法，从多维水质参数中筛选出溶解氧（DO）、化学需氧量（CODCr）、总氮（TN）、总磷（TP）和盐度（Sal）五个关键指标，系统解析了岱海水环境参数的时空分异规律，并利用水质综合指数（WQI）进行定量评价。采用绝对主成分得分-多元线性回归（APCS-MLR）与正矩阵分解（PMF）双模型进行污染源解析，结果表明PMF模型在污染源识别中表现出更优的解析效能。源解析结果表明，岱海主要污染源的贡献率依次为：农村生活污染（23.5%）、浮游植物内源释放（22.5%）、畜禽养殖污染（20.1%）、地表径流污染（19.6%）以及农业种植污染（14.4%）。本研究量化了岱海的污染源贡献率，为岱海及半干旱地区同类湖泊的精准治理与生态修复提供了理论依据。
优先出版日期: 2026-06-04
摘要：
半个多世纪的长江-洞庭湖水网演变过程中,洞庭湖的对长江及湖南湘江、资水、沅江、澧水的调蓄作用由滞洪沉沙逐渐演变为调洪和补水补沙,江湖关系进入全新阶段,江湖治理与保护需要更新的视野。本文依托长江干流及洞庭湖水系全序列原型观测资料,全面解析了洞庭湖泥沙由沉积至补给的发展过程、分布特征与驱动因子,揭示了湖区洪枯水文情势对于泥沙沉积状态变化的宏观响应。结果表明：洞庭湖区先后经历了拦沙减弱期、拦沙稳定期和补沙增强期三个发展阶段,湖区泥沙的沉积自西向东发展,泥沙的补给自东向西发展,年内依然保持汛期沉积、非汛期补给的属性,泥沙补给以极细颗粒为主,不参与长江干流的造床作用,但有利于生源物质的补充；较大来沙量和较弱水动力条件是泥沙沉积的主要原因,控制性水库群运行、水土保持工程等导致的入湖水流含沙量持续下降是泥沙补给的核心驱动因子,但湖区泥沙补给的水平较低且很难进一步发展。泥沙沉积是三峡水库蓄水前湖区最高水位普遍抬升的主要因素之一,枯水期三峡水库对于坝下游的补水调度难以缓解洞庭湖区最低水位的下降趋势,泥沙沉积状态的变化将促进洞庭湖的防洪形势向好发展,但湖区枯水情势趋于紧张。
半个多世纪的长江-洞庭湖水网演变过程中,洞庭湖的对长江及湖南湘江、资水、沅江、澧水的调蓄作用由滞洪沉沙逐渐演变为调洪和补水补沙,江湖关系进入全新阶段,江湖治理与保护需要更新的视野。本文依托长江干流及洞庭湖水系全序列原型观测资料,全面解析了洞庭湖泥沙由沉积至补给的发展过程、分布特征与驱动因子,揭示了湖区洪枯水文情势对于泥沙沉积状态变化的宏观响应。结果表明：洞庭湖区先后经历了拦沙减弱期、拦沙稳定期和补沙增强期三个发展阶段,湖区泥沙的沉积自西向东发展,泥沙的补给自东向西发展,年内依然保持汛期沉积、非汛期补给的属性,泥沙补给以极细颗粒为主,不参与长江干流的造床作用,但有利于生源物质的补充；较大来沙量和较弱水动力条件是泥沙沉积的主要原因,控制性水库群运行、水土保持工程等导致的入湖水流含沙量持续下降是泥沙补给的核心驱动因子,但湖区泥沙补给的水平较低且很难进一步发展。泥沙沉积是三峡水库蓄水前湖区最高水位普遍抬升的主要因素之一,枯水期三峡水库对于坝下游的补水调度难以缓解洞庭湖区最低水位的下降趋势,泥沙沉积状态的变化将促进洞庭湖的防洪形势向好发展,但湖区枯水情势趋于紧张。
优先出版日期: 2026-06-04
摘要：
径流模拟预报对于流域水灾害防御及水资源高效利用至关重要，而降水输入表达结构差异对径流模拟有显著影响。作为地面观测降水的主要来源，选取合理分布与密度的雨量站点资料对提高径流模拟准确性十分重要。本研究采用长短时记忆神经网络（LSTM）与图神经网络（GNN）构建一种时空图神经网络模型框架，融合水文要素时序动态特性与站点空间拓扑关系的时空特征开展流域径流模拟研究；同时考虑雨量站密度与空间分布的影响，对比分析不同权重方法计算面降雨量对模型性能的影响。结果表明：①聚类处理后得到的4种不同雨量站密度等级分布情景，对应的雨量站样本与总雨量站比率依次为100%、72.22%、50%与27.78%。时空图神经网络在各情景下的径流模拟结果中纳什效率系数NSE平均值均高于0.93，其中分布3情景下径流模拟的NSE、径流平均绝对误差MAE、径流总量相对偏差BIAS与决定系数R2分别为0.967、175.5m3/s、0.01与0.98，在径流总体过程以及高水与低水区段的表现均为最佳；②采用聚类权重法计算面平均雨量进行径流模拟得到的结果在所有面平均雨量计算方法中最为稳健，其中NSE值整体水平最高，MAE值普遍偏低，BIAS值最接近0。在不同面平均雨量计算方法下，分布3在所有分布情景中模拟效果误差与偏差最小，总体表现仍保持为最佳。通过优化雨量站网并选取合适的面雨量计算方法能够提升模型预测的效率与适应性，为提高径流模拟精度提供科学依据。
径流模拟预报对于流域水灾害防御及水资源高效利用至关重要，而降水输入表达结构差异对径流模拟有显著影响。作为地面观测降水的主要来源，选取合理分布与密度的雨量站点资料对提高径流模拟准确性十分重要。本研究采用长短时记忆神经网络（LSTM）与图神经网络（GNN）构建一种时空图神经网络模型框架，融合水文要素时序动态特性与站点空间拓扑关系的时空特征开展流域径流模拟研究；同时考虑雨量站密度与空间分布的影响，对比分析不同权重方法计算面降雨量对模型性能的影响。结果表明：①聚类处理后得到的4种不同雨量站密度等级分布情景，对应的雨量站样本与总雨量站比率依次为100%、72.22%、50%与27.78%。时空图神经网络在各情景下的径流模拟结果中纳什效率系数NSE平均值均高于0.93，其中分布3情景下径流模拟的NSE、径流平均绝对误差MAE、径流总量相对偏差BIAS与决定系数R2分别为0.967、175.5m3/s、0.01与0.98，在径流总体过程以及高水与低水区段的表现均为最佳；②采用聚类权重法计算面平均雨量进行径流模拟得到的结果在所有面平均雨量计算方法中最为稳健，其中NSE值整体水平最高，MAE值普遍偏低，BIAS值最接近0。在不同面平均雨量计算方法下，分布3在所有分布情景中模拟效果误差与偏差最小，总体表现仍保持为最佳。通过优化雨量站网并选取合适的面雨量计算方法能够提升模型预测的效率与适应性，为提高径流模拟精度提供科学依据。
优先出版日期: 2026-06-02
摘要：
湖泊生态修复工程对水质改善效果的研究较为丰富,但对沉积物内源污染的动态变化及氮磷释放机制缺乏系统性评估,特别是高原富营养化湖泊生态修复后沉积物-水界面营养盐释放的季节性特征尚不明确。本研究以滇池草海典型富营养化水域大泊口为研究对象，通过对比生态修复区与未修复区在雨季（沉水植物生长旺盛期）和旱季（沉水植物衰亡期）的水环境特征、沉积物氮磷赋存形态及界面释放通量，系统阐明了生态修复区上覆水—沉积物系统氮磷时空分布特征及界面释放通量的季节演变规律。结果表明，生态修复改善了上覆水环境质量，水体结构呈现由藻型向草型转变的特征；修复区雨季水体总氮（TN）、总磷（TP）浓度较未修复区分别下降 53.9% 和 43.2%，透明度（SD）显著提升，溶解氧（DO）由过饱和状态回落至正常水平。在沉积物赋存方面，修复区呈现差异化的演变特征：沉积物总氮（STN）较未修复区显著削减约 50%，且可转化态氮（TTN）仅占总氮的 0.01%–0.02%，氮素以稳定形态为主；然而，生物有效磷（BAP）在修复区表层富集（达 468.72~534.35 mg/kg），形成了较高的潜在可释放磷库容。在氮磷释放特征方面，沉积物-水界面释放通量呈现明显的季节转换：雨季沉水植物生长旺盛时，界面以净吸附为主，溶解性活性磷（SRP）释放通量为 -1.08 mg/(m2·d)；旱季植物残体分解改变了底质微环境，界面释放通量显著升高，部分点位氨氮（NH??-N）释放通量达 86.31~91.53 mg/(m2·d)，为未修复区的 7 倍以上，SRP 亦转为释放状态。综合而言，大泊口生态修复工程在植物生长期表现为水质提升与界面净吸附特征，但在旱季存在由残体分解引发的氮磷再释放风险。针对高原浅水湖泊水位波动明显、植物季节性衰退集中的特点，沉水植物恢复措施应与旱季残体清除、水位调控及底质氧化维持等管护手段相结合，以控制季节性内源释放强度，为滇池全湖及同类高原湖泊内源污染治理提供科学依据与工程参考。
湖泊生态修复工程对水质改善效果的研究较为丰富,但对沉积物内源污染的动态变化及氮磷释放机制缺乏系统性评估,特别是高原富营养化湖泊生态修复后沉积物-水界面营养盐释放的季节性特征尚不明确。本研究以滇池草海典型富营养化水域大泊口为研究对象，通过对比生态修复区与未修复区在雨季（沉水植物生长旺盛期）和旱季（沉水植物衰亡期）的水环境特征、沉积物氮磷赋存形态及界面释放通量，系统阐明了生态修复区上覆水—沉积物系统氮磷时空分布特征及界面释放通量的季节演变规律。结果表明，生态修复改善了上覆水环境质量，水体结构呈现由藻型向草型转变的特征；修复区雨季水体总氮（TN）、总磷（TP）浓度较未修复区分别下降 53.9% 和 43.2%，透明度（SD）显著提升，溶解氧（DO）由过饱和状态回落至正常水平。在沉积物赋存方面，修复区呈现差异化的演变特征：沉积物总氮（STN）较未修复区显著削减约 50%，且可转化态氮（TTN）仅占总氮的 0.01%–0.02%，氮素以稳定形态为主；然而，生物有效磷（BAP）在修复区表层富集（达 468.72~534.35 mg/kg），形成了较高的潜在可释放磷库容。在氮磷释放特征方面，沉积物-水界面释放通量呈现明显的季节转换：雨季沉水植物生长旺盛时，界面以净吸附为主，溶解性活性磷（SRP）释放通量为 -1.08 mg/(m2·d)；旱季植物残体分解改变了底质微环境，界面释放通量显著升高，部分点位氨氮（NH??-N）释放通量达 86.31~91.53 mg/(m2·d)，为未修复区的 7 倍以上，SRP 亦转为释放状态。综合而言，大泊口生态修复工程在植物生长期表现为水质提升与界面净吸附特征，但在旱季存在由残体分解引发的氮磷再释放风险。针对高原浅水湖泊水位波动明显、植物季节性衰退集中的特点，沉水植物恢复措施应与旱季残体清除、水位调控及底质氧化维持等管护手段相结合，以控制季节性内源释放强度，为滇池全湖及同类高原湖泊内源污染治理提供科学依据与工程参考。
优先出版日期: 2026-06-02
摘要：
全氟化合物（PFASs）在城乡交互浅水湖泊中的环境行为与健康风险是当前研究热点。以中国东部典型城乡交互区浅水湖泊骆马湖为研究对象，考察了15种PFASs在水体及11种鱼类不同组织（肌肉与内脏）中的分布、生物积累与生物放大特征，初步评估了当地居民经水产品摄入的健康风险。结果表明：水体中检出9种PFASs（∑PFASs: 58.80~90.59 ng/L），鱼类肌肉和内脏组织中均检出全部15种PFASs（∑PFASs: 肌肉 166.59~417.65 ng/g dw；内脏 76.04~897.83 ng/g dw）；PFBA、PFOA和PFHpA分别为水体、肌肉和内脏中的主要污染物。PFASs呈现显著的组织特异性积累，浓度分布依次为：肾脏 > 肝脏 > 鳃 > 肌肉 > 肠 > 脑。城乡梯度效应显著影响生物体内PFASs浓度，临近城市湖区鱼类的肌肉、肾脏、肝脏及鳃中PFASs浓度显著高于乡村湖区，而脑和肠中浓度无显著差异。长链PFASs的生物富集因子（BAF）普遍高于短链PFASs；在食物链传递中，长链PFASs表现出明显的生物放大效应（营养级放大因子TMF > 1），短链PFASs则呈生物稀释趋势（TMF < 1）。健康风险评估显示，当前骆马湖水产品中PFASs对居民的健康风险处于可接受水平（HR < 1），但长期暴露的潜在风险及乡村湖区可能的累积毒性仍需关注。研究结果为深入理解城乡交互区浅水湖泊PFASs的环境行为、生态效应及健康风险管理提供了科学依据。
全氟化合物（PFASs）在城乡交互浅水湖泊中的环境行为与健康风险是当前研究热点。以中国东部典型城乡交互区浅水湖泊骆马湖为研究对象，考察了15种PFASs在水体及11种鱼类不同组织（肌肉与内脏）中的分布、生物积累与生物放大特征，初步评估了当地居民经水产品摄入的健康风险。结果表明：水体中检出9种PFASs（∑PFASs: 58.80~90.59 ng/L），鱼类肌肉和内脏组织中均检出全部15种PFASs（∑PFASs: 肌肉 166.59~417.65 ng/g dw；内脏 76.04~897.83 ng/g dw）；PFBA、PFOA和PFHpA分别为水体、肌肉和内脏中的主要污染物。PFASs呈现显著的组织特异性积累，浓度分布依次为：肾脏 > 肝脏 > 鳃 > 肌肉 > 肠 > 脑。城乡梯度效应显著影响生物体内PFASs浓度，临近城市湖区鱼类的肌肉、肾脏、肝脏及鳃中PFASs浓度显著高于乡村湖区，而脑和肠中浓度无显著差异。长链PFASs的生物富集因子（BAF）普遍高于短链PFASs；在食物链传递中，长链PFASs表现出明显的生物放大效应（营养级放大因子TMF > 1），短链PFASs则呈生物稀释趋势（TMF < 1）。健康风险评估显示，当前骆马湖水产品中PFASs对居民的健康风险处于可接受水平（HR < 1），但长期暴露的潜在风险及乡村湖区可能的累积毒性仍需关注。研究结果为深入理解城乡交互区浅水湖泊PFASs的环境行为、生态效应及健康风险管理提供了科学依据。
优先出版日期: 2026-06-01
摘要：
溶解无机磷（DIP）是淡水生态系统中的关键限制性营养元素，其过量输入严重威胁湖泊水质安全与生态稳定。现有研究多集中于地表水中河流湖泊DIP的来源解析，对地下水中DIP时空分布特征及其来源贡献仍缺乏系统认识。本研究以太湖流域为例，于2024年平、丰和枯水期系统采集地下水样品，分析其DIP浓度、水化学特征，并采用磷酸盐氧同位素进行污染源解析。结果表明，太湖流域地下水水位总体呈西高东低、中部洼地的空间格局。丰水期地下水水位较高，以补给太湖为主；枯水期地下水水位下降，使得其以排泄过程为主。空间上，地下水DIP浓度表现为流域中部和南部偏高，西部和东部相对较低的格局；时间上，呈现丰水期 > 平水期 > 枯水期的规律。通过水化学特征分析显示，丰水期和平水期地下水主要表现出农业面源和生活污水输入的化学特征，而枯水期地下水中SO42–、Cl–等离子占比升高，显示工业活动对地下水水化学组成的扰动作用增强。地下水磷源解析结果进一步显示，平水期工业污染、生活污水和农业污水的贡献相近，分别占34%、31%和30%；来源于林地污染贡献比例最低，为5%。丰水期以农业污水为主导，占比为37%；生活和工业污水贡献分别下降至28%和25%，林地污染占比略升为10%。枯水期农业贡献进一步继续升高，其占比为42%，生活污水贡献占比上升为31%，林地污染贡献显著增加至18%，而工业污水贡献降至9%。研究结果揭示了太湖流域地下水DIP的时空分布格局及其来源贡献的季节性差异，为识别主要地下水磷污染源、制定差异化的水环境管理策略提供了科学依据。
溶解无机磷（DIP）是淡水生态系统中的关键限制性营养元素，其过量输入严重威胁湖泊水质安全与生态稳定。现有研究多集中于地表水中河流湖泊DIP的来源解析，对地下水中DIP时空分布特征及其来源贡献仍缺乏系统认识。本研究以太湖流域为例，于2024年平、丰和枯水期系统采集地下水样品，分析其DIP浓度、水化学特征，并采用磷酸盐氧同位素进行污染源解析。结果表明，太湖流域地下水水位总体呈西高东低、中部洼地的空间格局。丰水期地下水水位较高，以补给太湖为主；枯水期地下水水位下降，使得其以排泄过程为主。空间上，地下水DIP浓度表现为流域中部和南部偏高，西部和东部相对较低的格局；时间上，呈现丰水期 > 平水期 > 枯水期的规律。通过水化学特征分析显示，丰水期和平水期地下水主要表现出农业面源和生活污水输入的化学特征，而枯水期地下水中SO42–、Cl–等离子占比升高，显示工业活动对地下水水化学组成的扰动作用增强。地下水磷源解析结果进一步显示，平水期工业污染、生活污水和农业污水的贡献相近，分别占34%、31%和30%；来源于林地污染贡献比例最低，为5%。丰水期以农业污水为主导，占比为37%；生活和工业污水贡献分别下降至28%和25%，林地污染占比略升为10%。枯水期农业贡献进一步继续升高，其占比为42%，生活污水贡献占比上升为31%，林地污染贡献显著增加至18%，而工业污水贡献降至9%。研究结果揭示了太湖流域地下水DIP的时空分布格局及其来源贡献的季节性差异，为识别主要地下水磷污染源、制定差异化的水环境管理策略提供了科学依据。
优先出版日期: 2026-05-28
摘要：
为掌握长江十年禁渔期鄱阳湖及支流水域长江江豚分布动态特征，于2022~2025年在鄱阳湖不同水位期开展长江江豚监测。结果显示，禁渔期长江江豚主要分布在湖区老爷庙-渚溪河口-瓢头、都昌-瓢山水域，高水位期在湖区分散分布、范围宽广，通江水道和支流尾闾分布较少；低水位期集中于主航道，并在砂坑、通江水道和支流尾闾分布增加。支流赣江、信江、饶河、抚河、修河均有长江江豚分布，其中，赣江扬子洲、信江犀牛湾水域存在常年分布的长江江豚群体。长江江豚迁移活动与季节和水位相关：冬季/低水位期由湖区迁入支流尾闾，夏季/高水位期则由支流尾闾迁入湖区。且随着低水位时间的持续，可能为寻求资源和空间，长江江豚向支流尾闾迁移的距离增加。KDE模型结果显示，长江江豚核心家域（50%KDE）高水位期主要在湖区中部呈连续分布状态，低水位期则在湖区、支流尾闾呈破碎化分布状态。50%KDE面积随水位下降而减少，二者呈显著线性正相关（R=0.721，P＜0.05）。禁渔后，鄱阳湖长江江豚分布范围扩大，但受低水位常态化影响，栖息水域面积缩减且破碎化显现，可能是种群重要栖息风险因素。研究结果提示，鄱阳湖长江江豚保护需重点关注低水位常态化背景下核心家域的保护与生态廊道的连通性。
为掌握长江十年禁渔期鄱阳湖及支流水域长江江豚分布动态特征，于2022~2025年在鄱阳湖不同水位期开展长江江豚监测。结果显示，禁渔期长江江豚主要分布在湖区老爷庙-渚溪河口-瓢头、都昌-瓢山水域，高水位期在湖区分散分布、范围宽广，通江水道和支流尾闾分布较少；低水位期集中于主航道，并在砂坑、通江水道和支流尾闾分布增加。支流赣江、信江、饶河、抚河、修河均有长江江豚分布，其中，赣江扬子洲、信江犀牛湾水域存在常年分布的长江江豚群体。长江江豚迁移活动与季节和水位相关：冬季/低水位期由湖区迁入支流尾闾，夏季/高水位期则由支流尾闾迁入湖区。且随着低水位时间的持续，可能为寻求资源和空间，长江江豚向支流尾闾迁移的距离增加。KDE模型结果显示，长江江豚核心家域（50%KDE）高水位期主要在湖区中部呈连续分布状态，低水位期则在湖区、支流尾闾呈破碎化分布状态。50%KDE面积随水位下降而减少，二者呈显著线性正相关（R=0.721，P＜0.05）。禁渔后，鄱阳湖长江江豚分布范围扩大，但受低水位常态化影响，栖息水域面积缩减且破碎化显现，可能是种群重要栖息风险因素。研究结果提示，鄱阳湖长江江豚保护需重点关注低水位常态化背景下核心家域的保护与生态廊道的连通性。
优先出版日期: 2026-05-22
摘要：
察尔汗盐湖是我国重要的钾肥生产基地，其水-矿平衡关系对资源可持续开发与钾肥保障安全至关重要。本研究在气候暖湿化与强烈人类活动背景下，针对矿区水-矿关系演化机制不清的关键问题，基于收集的近30多年（1990-2024）的水文气象数据，查明了察尔汗盐湖矿区影响水-矿关系的自然和人类活动的关键因素；采用Pearson相关性分析法，揭示了察尔汗盐湖矿区水-矿系统的演变规律与驱动因素。研究结果表明：近20年来（2000-2024年），矿区气候呈现“暖干”向“暖湿”的转变，流域径流量增加了20%以上，矿区温度上升1.5~2.0 ℃，蒸发量则减小了18.5%。资源大规模开发活动，导致矿区补排水量呈负、潜卤水水位大幅下降及KCl品位降低的负面现象，而人工补水溶矿作用，缓解了这些负面现象的加剧。将水-矿关系演变分为三个阶段：由自然状态下的“水文气象因素主导”到“自然因素和人类活动共同作用”，最终演变为“人类活动影响主导”的轨迹，气候暖湿化、卤水开采和补水溶矿是驱动这一转变的关键，其中卤水开采和补水溶矿是水-矿平衡调控的首选条件。研究成果为实现察尔汗盐湖矿区水-矿平衡和管理方面提供科学依据。
察尔汗盐湖是我国重要的钾肥生产基地，其水-矿平衡关系对资源可持续开发与钾肥保障安全至关重要。本研究在气候暖湿化与强烈人类活动背景下，针对矿区水-矿关系演化机制不清的关键问题，基于收集的近30多年（1990-2024）的水文气象数据，查明了察尔汗盐湖矿区影响水-矿关系的自然和人类活动的关键因素；采用Pearson相关性分析法，揭示了察尔汗盐湖矿区水-矿系统的演变规律与驱动因素。研究结果表明：近20年来（2000-2024年），矿区气候呈现“暖干”向“暖湿”的转变，流域径流量增加了20%以上，矿区温度上升1.5~2.0 ℃，蒸发量则减小了18.5%。资源大规模开发活动，导致矿区补排水量呈负、潜卤水水位大幅下降及KCl品位降低的负面现象，而人工补水溶矿作用，缓解了这些负面现象的加剧。将水-矿关系演变分为三个阶段：由自然状态下的“水文气象因素主导”到“自然因素和人类活动共同作用”，最终演变为“人类活动影响主导”的轨迹，气候暖湿化、卤水开采和补水溶矿是驱动这一转变的关键，其中卤水开采和补水溶矿是水-矿平衡调控的首选条件。研究成果为实现察尔汗盐湖矿区水-矿平衡和管理方面提供科学依据。
优先出版日期: 2026-05-22
摘要：
上世纪八十年代，以鸭绿江水系西太公鱼(Hypomesus nipponensis)为种源群体，在全国范围内开展的渔业移植，获得了显著经济效益。然而移植所建立的初始小群体，在后续不同移植行为(重复引种、不同种源混入和无意移植)和对栖息生境适应的影响下，所形成的遗传多样性状况一直未获得应有重视。本文采集了我国主产地区(东北、华北、西北和西南) 15个移植群体的439尾样本，基于线粒体细胞色素c氧化酶Ⅰ(cytochrome c oxidase I, CO I)基因序列进行了遗传多样性及分化的分析。分析结果显示：15个群体共检出47个单倍型，总体单倍型多样性(Hd = 0.690)，核苷酸多样性(Pi = 0.00290)，整体上呈现高单倍型多样性(Hd)，低核苷酸多样性(Pi)的遗传特征。群体进化树、单倍型网络及AMOVA分析结果中，分子变异主要发生在群体内(群体内=65.06%，群体间遗传变异=34.94%)。华北地区的密云 (MY)和潘家口水库(PJK)群体形成了独立进化支系，并与其他群体间遗传分化显著(Fst > 0.5)，可能与源自日本群体的再次引入有关。打虎石水库(DHS)群体多样性极低，可能与无意移植所形成的极小奠基群体相关。与种源地水系有所连通的东北地区4群体多样性水平相对均衡。向内陆扩散的西北和西南地区群体呈现了中等至偏高多样性的水平，显示出物种对新栖息生境适应的潜力。中性检验、错配分布图及贝叶斯天际线图(Bayesian Skyline Plot，BSP)的分析结果显示，所调查群体均出现过群体扩张。基于上述研究结果现状，建议尽早确定我国西太公鱼种质资源的生物管理单元和核心群体，及时实施必要的遗传监测，进而开展有序的种质使用与区块化资源管理措施，以促进其产业的可持续性健康发展。
上世纪八十年代，以鸭绿江水系西太公鱼(Hypomesus nipponensis)为种源群体，在全国范围内开展的渔业移植，获得了显著经济效益。然而移植所建立的初始小群体，在后续不同移植行为(重复引种、不同种源混入和无意移植)和对栖息生境适应的影响下，所形成的遗传多样性状况一直未获得应有重视。本文采集了我国主产地区(东北、华北、西北和西南) 15个移植群体的439尾样本，基于线粒体细胞色素c氧化酶Ⅰ(cytochrome c oxidase I, CO I)基因序列进行了遗传多样性及分化的分析。分析结果显示：15个群体共检出47个单倍型，总体单倍型多样性(Hd = 0.690)，核苷酸多样性(Pi = 0.00290)，整体上呈现高单倍型多样性(Hd)，低核苷酸多样性(Pi)的遗传特征。群体进化树、单倍型网络及AMOVA分析结果中，分子变异主要发生在群体内(群体内=65.06%，群体间遗传变异=34.94%)。华北地区的密云 (MY)和潘家口水库(PJK)群体形成了独立进化支系，并与其他群体间遗传分化显著(Fst > 0.5)，可能与源自日本群体的再次引入有关。打虎石水库(DHS)群体多样性极低，可能与无意移植所形成的极小奠基群体相关。与种源地水系有所连通的东北地区4群体多样性水平相对均衡。向内陆扩散的西北和西南地区群体呈现了中等至偏高多样性的水平，显示出物种对新栖息生境适应的潜力。中性检验、错配分布图及贝叶斯天际线图(Bayesian Skyline Plot，BSP)的分析结果显示，所调查群体均出现过群体扩张。基于上述研究结果现状，建议尽早确定我国西太公鱼种质资源的生物管理单元和核心群体，及时实施必要的遗传监测，进而开展有序的种质使用与区块化资源管理措施，以促进其产业的可持续性健康发展。
优先出版日期: 2026-05-20
摘要：
湖泊甲烷（CH?）排放是全球碳循环与气候变化研究的重要环节。近年来，随着水质改善与生态修复的推进，许多湖泊正从“藻型浊水”状态向“草型清水”或“草型富营养化”状态转变，沉水植物及其残体在碳循环中的作用日益突出。然而，沉水植物残体在冰封期分解过程中对CH?排放的贡献机制尚不明确，尤其缺乏系统性的定量研究。为此，本研究通过室内模拟实验，设置不同梯度龙须眼子菜残体添加量（0、365、605、1185 g/m²，干重），模拟乌梁素海冰封期（0~4 ℃）与冰面融化期（10~15 ℃）环境，旨在明确植物残体输入对CH?排放通量（FCH?）的影响及其生物地球化学机制。结果表明，植物残体分解同时驱动“残体碳释放”与“水体缺氧”两个关键过程：分解释放的溶解性有机碳（DOC）为产甲烷菌提供底物，同时快速消耗溶解氧（DO），使底层水体在冰封期即进入厌氧状态（DO < 2 mg/L）。冰封期内，FCH?随植物添加量显著上升，高添加组通量为对照组的3.7倍，说明在低温条件下有机碳输入是控制CH?排放的主导因素。冰面融化后，温度升高进一步激活微生物活性并加速残体分解，导致FCH?显著增加，且与植物添加量保持显著正相关。此外，沉积物总无机碳含量在CH?排放高峰期显著下降，表明CO?还原产甲烷途径贡献突出。本研究揭示了草型湖泊冰封期 “碳源输入-缺氧环境-温度变化”对于 CH4排放的协同驱动机制，研究成果可为理解草型湖泊冬季碳循环及制定相应管理策略提供重要科学依据。
湖泊甲烷（CH?）排放是全球碳循环与气候变化研究的重要环节。近年来，随着水质改善与生态修复的推进，许多湖泊正从“藻型浊水”状态向“草型清水”或“草型富营养化”状态转变，沉水植物及其残体在碳循环中的作用日益突出。然而，沉水植物残体在冰封期分解过程中对CH?排放的贡献机制尚不明确，尤其缺乏系统性的定量研究。为此，本研究通过室内模拟实验，设置不同梯度龙须眼子菜残体添加量（0、365、605、1185 g/m²，干重），模拟乌梁素海冰封期（0~4 ℃）与冰面融化期（10~15 ℃）环境，旨在明确植物残体输入对CH?排放通量（FCH?）的影响及其生物地球化学机制。结果表明，植物残体分解同时驱动“残体碳释放”与“水体缺氧”两个关键过程：分解释放的溶解性有机碳（DOC）为产甲烷菌提供底物，同时快速消耗溶解氧（DO），使底层水体在冰封期即进入厌氧状态（DO < 2 mg/L）。冰封期内，FCH?随植物添加量显著上升，高添加组通量为对照组的3.7倍，说明在低温条件下有机碳输入是控制CH?排放的主导因素。冰面融化后，温度升高进一步激活微生物活性并加速残体分解，导致FCH?显著增加，且与植物添加量保持显著正相关。此外，沉积物总无机碳含量在CH?排放高峰期显著下降，表明CO?还原产甲烷途径贡献突出。本研究揭示了草型湖泊冰封期 “碳源输入-缺氧环境-温度变化”对于 CH4排放的协同驱动机制，研究成果可为理解草型湖泊冬季碳循环及制定相应管理策略提供重要科学依据。
优先出版日期: 2026-05-20
摘要：
干旱区湖泊是流域生态与环境变化的关键指示器，对维持区域水循环平衡与生态系统稳定性发挥重要的水文生态功能。本文以中国北方干旱化显著、生态脆弱的气候敏感区——浑善达克沙地为研究对象，开展了沙地湖泊动态与气候响应研究。通过融合Landsat、Sentinel以及Global Surface Water(GSW)、Global Land Analysis and Discovery(GLAD)等多源数据，利用水体指数法、水体分类增强法与随机森林分类算法提取水体面积，并结合水位-面积关系与体积-面积经验曲线计算蓄水量变化。基于上述方法，探究了浑善达克沙地2003-2023年月度与年度湖泊（＞0.01km2）的面积与蓄水量变化，并分析了相关气候影响因素。结果显示，在年内尺度上，沙地湖泊呈显著季节性波动，5-10月表现为单峰变化趋势。在年际尺度上，近21年湖泊群整体呈持续退化趋势，2023年总面积较2003年减少了37.17%。湖泊数量由1198减少至466，总体以小型浅水湖数量减少与干涸为主。在区域气候干旱条件下，8%的永久性水体向季节性水体转化，86%的季节性水体出现阶段性干涸。蓄水量整体呈下降趋势，净蓄水量变化率为-0.005km3·yr-1，大中型湖泊（≥1km2）贡献了60%的蓄水损失。气候驱动机制表明，降水、饱和水汽压差(VPD)与气温在0-2个月内对湖泊动态存在分布滞后，其中降水与VPD的滞后峰值均为1个月。VPD是年度与月度水体面积的主要负向影响因子。降水主导季节性水体面积的年际调控，并与潜在蒸散发(ET)共同正向驱动月度波动。气温通过增加VPD与蒸散需求间接影响湖泊动态。本文从区域尺度揭示了气候变化下干旱区湖泊的响应机制与时空异质性，可以为生态脆弱区的水资源适应性管理提供数据支持。
干旱区湖泊是流域生态与环境变化的关键指示器，对维持区域水循环平衡与生态系统稳定性发挥重要的水文生态功能。本文以中国北方干旱化显著、生态脆弱的气候敏感区——浑善达克沙地为研究对象，开展了沙地湖泊动态与气候响应研究。通过融合Landsat、Sentinel以及Global Surface Water(GSW)、Global Land Analysis and Discovery(GLAD)等多源数据，利用水体指数法、水体分类增强法与随机森林分类算法提取水体面积，并结合水位-面积关系与体积-面积经验曲线计算蓄水量变化。基于上述方法，探究了浑善达克沙地2003-2023年月度与年度湖泊（＞0.01km2）的面积与蓄水量变化，并分析了相关气候影响因素。结果显示，在年内尺度上，沙地湖泊呈显著季节性波动，5-10月表现为单峰变化趋势。在年际尺度上，近21年湖泊群整体呈持续退化趋势，2023年总面积较2003年减少了37.17%。湖泊数量由1198减少至466，总体以小型浅水湖数量减少与干涸为主。在区域气候干旱条件下，8%的永久性水体向季节性水体转化，86%的季节性水体出现阶段性干涸。蓄水量整体呈下降趋势，净蓄水量变化率为-0.005km3·yr-1，大中型湖泊（≥1km2）贡献了60%的蓄水损失。气候驱动机制表明，降水、饱和水汽压差(VPD)与气温在0-2个月内对湖泊动态存在分布滞后，其中降水与VPD的滞后峰值均为1个月。VPD是年度与月度水体面积的主要负向影响因子。降水主导季节性水体面积的年际调控，并与潜在蒸散发(ET)共同正向驱动月度波动。气温通过增加VPD与蒸散需求间接影响湖泊动态。本文从区域尺度揭示了气候变化下干旱区湖泊的响应机制与时空异质性，可以为生态脆弱区的水资源适应性管理提供数据支持。
优先出版日期: 2026-05-20
摘要：
沉水植物在湖泊生态修复中起着至关重要的作用。植物叶际定殖着大量微生物，这些微生物在调控湖泊营养盐循环和改善水质方面发挥重要功能。然而，目前对于不同生态修复方式下湖泊水体及沉水植物叶际微生物群落的响应特征及潜在机制的认识仍较为有限。本研究以典型城市湖泊南京玄武湖为研究区域，对比其近自然修复区（NR）、围隔修复区（ER）和未修复区（UR）水体及沉水植物苦草（Vallisneria natans）叶际细菌和真核微生物群落特征，探讨生态修复对微生物群落及功能的影响机制。结果表明，NR区沉水植物覆盖度较高、种类较多，总氮（TN）、总磷（TP）、浊度（Turb）和叶绿素a（Chl a）等浓度较低，水体浮游及苦草叶际附着细菌与真核微生物群落多样性显著高于ER区和UR区。与水体相比，苦草叶际富集了特定的微生物类群，且不同修复区域间微生物群落结构存在显著差异。TN、TP、Turb及Chl a是驱动微生物群落结构变化的关键环境因子，其中细菌群落对环境因子的响应更为敏感。功能预测分析表明，苦草叶际显著富集了参与硝化和硝酸盐氨化等过程的微生物功能类群，且其相对丰度与水体氮素浓度显著相关。在共现网络方面，NR区细菌网络的复杂性和稳定性均高于ER区和UR区；与真核微生物网络相比，细菌网络节点及其与环境因子的连接边数较多，表明其更易受到环境因子的影响。此外，功能分析结果显示，叶际细菌共现网络中的关键菌属可能在碳氮循环中发挥重要作用。本研究揭示了生态修复通过沉水植物调控微生物群落结构、互作网络和关键功能群，从而促进水质改善的潜在机制，为富营养化湖泊的生态修复实践提供了科学依据。
沉水植物在湖泊生态修复中起着至关重要的作用。植物叶际定殖着大量微生物，这些微生物在调控湖泊营养盐循环和改善水质方面发挥重要功能。然而，目前对于不同生态修复方式下湖泊水体及沉水植物叶际微生物群落的响应特征及潜在机制的认识仍较为有限。本研究以典型城市湖泊南京玄武湖为研究区域，对比其近自然修复区（NR）、围隔修复区（ER）和未修复区（UR）水体及沉水植物苦草（Vallisneria natans）叶际细菌和真核微生物群落特征，探讨生态修复对微生物群落及功能的影响机制。结果表明，NR区沉水植物覆盖度较高、种类较多，总氮（TN）、总磷（TP）、浊度（Turb）和叶绿素a（Chl a）等浓度较低，水体浮游及苦草叶际附着细菌与真核微生物群落多样性显著高于ER区和UR区。与水体相比，苦草叶际富集了特定的微生物类群，且不同修复区域间微生物群落结构存在显著差异。TN、TP、Turb及Chl a是驱动微生物群落结构变化的关键环境因子，其中细菌群落对环境因子的响应更为敏感。功能预测分析表明，苦草叶际显著富集了参与硝化和硝酸盐氨化等过程的微生物功能类群，且其相对丰度与水体氮素浓度显著相关。在共现网络方面，NR区细菌网络的复杂性和稳定性均高于ER区和UR区；与真核微生物网络相比，细菌网络节点及其与环境因子的连接边数较多，表明其更易受到环境因子的影响。此外，功能分析结果显示，叶际细菌共现网络中的关键菌属可能在碳氮循环中发挥重要作用。本研究揭示了生态修复通过沉水植物调控微生物群落结构、互作网络和关键功能群，从而促进水质改善的潜在机制，为富营养化湖泊的生态修复实践提供了科学依据。
优先出版日期: 2026-05-20
摘要：
Stacking作为一种先进的集成学习技术，是提升径流预测性能的重要手段。现有Stacking径流预测研究多聚焦于个别流域及少数预见期的准确性评价，缺乏针对在多流域与多预见期条件下Stacking径流预测的适用性评价及影响因素分析。本研究以支持向量回归（SVR）和随机森林（RF）作为个体学习器，以岭回归作为元学习器，构建了基于Stacking的径流预测模型。利用CAMELS数据集的200个流域，以1~7天为预见期，对Stacking径流预测的准确性、稳定性及适用性进行了评价，并分析了其预测效果与流域特征及个体学习器精度的相关性。结果表明：（1）Stacking在径流预测中的整体准确性和稳定性均高于个体学习器；（2）Stacking对美国大陆多数流域的径流预测精度具有提升作用，在降水量和气温较高的流域中提升效果更为显著，而在降水量和气温较低的流域中效果相对有限；（3）Stacking倾向于在个体学习器精度较低的流域提高预测精度，而在个体学习器精度较高的流域则难以显著提高预测精度。研究结果可为集成学习方法在水文预测领域的应用与推广提供技术参考。
Stacking作为一种先进的集成学习技术，是提升径流预测性能的重要手段。现有Stacking径流预测研究多聚焦于个别流域及少数预见期的准确性评价，缺乏针对在多流域与多预见期条件下Stacking径流预测的适用性评价及影响因素分析。本研究以支持向量回归（SVR）和随机森林（RF）作为个体学习器，以岭回归作为元学习器，构建了基于Stacking的径流预测模型。利用CAMELS数据集的200个流域，以1~7天为预见期，对Stacking径流预测的准确性、稳定性及适用性进行了评价，并分析了其预测效果与流域特征及个体学习器精度的相关性。结果表明：（1）Stacking在径流预测中的整体准确性和稳定性均高于个体学习器；（2）Stacking对美国大陆多数流域的径流预测精度具有提升作用，在降水量和气温较高的流域中提升效果更为显著，而在降水量和气温较低的流域中效果相对有限；（3）Stacking倾向于在个体学习器精度较低的流域提高预测精度，而在个体学习器精度较高的流域则难以显著提高预测精度。研究结果可为集成学习方法在水文预测领域的应用与推广提供技术参考。
优先出版日期: 2026-04-28
摘要：
水体溶解性气体是生物地球化学反应的标志性产物，对水生态系统演变过程具有重要指示作用，但传统顶空平衡取样测定法因易受空气干扰，存在样品减压脱气和检测精度不高等问题。针对这一问题，本研究提出了一套可实现深水多种溶解性气体原位同步测定的方法，并利用该方法测定了三峡水库水体溶解性气体分布特征。结果表明，本研究方法能够实现甲烷（CH4）、氮气（N2）、氧气（O2）、氩气（Ar）和二氧化碳（CO2）五种关键溶解性气体的原位同步高精度测定，测定深度最高可达百米级。通过多温度、多浓度系统标定，为上述五种气体建立了高精度校准模型，仪器读数的最小分辨率为1 ppm。相较于传统顶空平衡取样测定法，本研究方法克服了空气干扰、样品减压脱气和检测精度不高等固有缺陷，显著提升了数据保真度。与商业高精度仪器（Picarro温室气体仪、水质多参数仪）的野外同步对比验证结果显示出极高的一致性（R2>0.96，一致性相关系数CCC>0.98），充分证明了其测量结果的准确性和可靠性。在时效性、高分辨率以及监测效率方面，本方法实现了对传统方法的全面超越。通过本方法在三峡水库澎溪河库湾的现场应用中，成功获取了42公里纵向断面的高分辨率气体二维分布图谱。结果清晰揭示了夏、秋季库湾内强烈的垂直分层、大范围的底层缺氧，以及与之耦合的CO2和CH4的显著累积，精准定位了强烈的生物地球化学活动热点。本研究发展的原位监测技术不仅在准确性上与传统方法相当，更在数据保真度、时空分辨率和监测效率上实现了全面超越，可为温室气体排放评估、水质管理、水体氮循环以及复杂水环境物质循环与生态演变规律研究等领域提供创新性的技术支撑。
水体溶解性气体是生物地球化学反应的标志性产物，对水生态系统演变过程具有重要指示作用，但传统顶空平衡取样测定法因易受空气干扰，存在样品减压脱气和检测精度不高等问题。针对这一问题，本研究提出了一套可实现深水多种溶解性气体原位同步测定的方法，并利用该方法测定了三峡水库水体溶解性气体分布特征。结果表明，本研究方法能够实现甲烷（CH4）、氮气（N2）、氧气（O2）、氩气（Ar）和二氧化碳（CO2）五种关键溶解性气体的原位同步高精度测定，测定深度最高可达百米级。通过多温度、多浓度系统标定，为上述五种气体建立了高精度校准模型，仪器读数的最小分辨率为1 ppm。相较于传统顶空平衡取样测定法，本研究方法克服了空气干扰、样品减压脱气和检测精度不高等固有缺陷，显著提升了数据保真度。与商业高精度仪器（Picarro温室气体仪、水质多参数仪）的野外同步对比验证结果显示出极高的一致性（R2>0.96，一致性相关系数CCC>0.98），充分证明了其测量结果的准确性和可靠性。在时效性、高分辨率以及监测效率方面，本方法实现了对传统方法的全面超越。通过本方法在三峡水库澎溪河库湾的现场应用中，成功获取了42公里纵向断面的高分辨率气体二维分布图谱。结果清晰揭示了夏、秋季库湾内强烈的垂直分层、大范围的底层缺氧，以及与之耦合的CO2和CH4的显著累积，精准定位了强烈的生物地球化学活动热点。本研究发展的原位监测技术不仅在准确性上与传统方法相当，更在数据保真度、时空分辨率和监测效率上实现了全面超越，可为温室气体排放评估、水质管理、水体氮循环以及复杂水环境物质循环与生态演变规律研究等领域提供创新性的技术支撑。
优先出版日期: 2026-04-28
摘要：
河流流量是流域水文过程关键变量之一，在防洪防涝、水资源规划管理等方面具有重要指示作用。由于自然环境和气候条件恶劣，位于青藏高原东缘的长江源区流量观测站点稀少，属于典型的缺资料地区。因此，开展该区域的流量估算，对于保障长江流域水安全及区域生态生态保护具有重要意义。本研究以长江源区直门达水文站为参考点，设置了站点上下游虚拟站（ZMD_1和ZMD_2），利用Sentinel-2、Jason-3与Sentinel-3A卫星遥感数据，采用分位数匹配新方法，将遥感反演的水位河宽数据进行融合，并基于河道概化断面对曼宁公式进行修正，开展了长江源区流量定量估算研究。结果表明：新方法在两虚拟站处的径流量估算精度较高，其纳什效率系数（NSE）均在0.74以上；径流估算的均方根误差（RMSE）分别为302.13 m3/s、316.46 m3/s，相对均方根误差（RRMSE）分别为30.0%、32.8%，ZMD_1虚拟站流量估算精度总体优于ZMD_2虚拟站。ZMD_2虚拟站的计算结果存在较大波动，主要原因可能是ZMD_2缓冲区存在河心滩，影响了虚拟站的流量反演精度。本文基于多源卫星遥感的长江源区河流流量估算研究成果，可为缺资料地区河流流量推算提供理论方法与技术参考。
河流流量是流域水文过程关键变量之一，在防洪防涝、水资源规划管理等方面具有重要指示作用。由于自然环境和气候条件恶劣，位于青藏高原东缘的长江源区流量观测站点稀少，属于典型的缺资料地区。因此，开展该区域的流量估算，对于保障长江流域水安全及区域生态生态保护具有重要意义。本研究以长江源区直门达水文站为参考点，设置了站点上下游虚拟站（ZMD_1和ZMD_2），利用Sentinel-2、Jason-3与Sentinel-3A卫星遥感数据，采用分位数匹配新方法，将遥感反演的水位河宽数据进行融合，并基于河道概化断面对曼宁公式进行修正，开展了长江源区流量定量估算研究。结果表明：新方法在两虚拟站处的径流量估算精度较高，其纳什效率系数（NSE）均在0.74以上；径流估算的均方根误差（RMSE）分别为302.13 m3/s、316.46 m3/s，相对均方根误差（RRMSE）分别为30.0%、32.8%，ZMD_1虚拟站流量估算精度总体优于ZMD_2虚拟站。ZMD_2虚拟站的计算结果存在较大波动，主要原因可能是ZMD_2缓冲区存在河心滩，影响了虚拟站的流量反演精度。本文基于多源卫星遥感的长江源区河流流量估算研究成果，可为缺资料地区河流流量推算提供理论方法与技术参考。
