摘要:伴随着举世瞩目的三峡工程全面竣工,三峡水库于2010年正式进入年水位落差达30 m的正常运行阶段.水库湖沼学可为环境友好型大坝建设和水库可持续管理提供科学依据.本文在三峡成库8 a以来生态系统长期监测与研究的基础上,对三峡水库水环境现状进行了归纳和总结,分析了水环境动态的时空异质性、水库纵向分区与群落组成、垂向分布及藻类水华的成因和动态,并对三峡水库藻类水华预警与生态-水文调控机制展开了论述.最后,本文尝试给出以下两方面的展望:1)大型水库湖沼学观测研究应有长期的策略;2)近期研究应重点关注水华暴发水动力学机制的量化和水华预警模型及生态水力调度平台的耦合.

摘要:三峡工程建成投入运行后,汛末蓄水将使坝下河湖水情发生变化,长江中下游秋季来水减少成为常态.为客观分析三峡蓄水对洞庭湖水情的影响分量、空间格局及其作用机制,选取三峡工程典型的蓄水过程,运用长江中游江湖耦合水动力学模型计算了因上游来水变化引起的洞庭湖水情时空变化.结果表明:1)三峡汛末蓄水对洞庭湖水位影响具有明显的"北高南低,东强西弱"的格局,即东洞庭湖最为显著、南洞庭湖东部和西洞庭湖北部次之,南洞庭湖西部和西洞庭湖南部最小.2)洲滩湿地受蓄水影响最明显的主要为东洞庭湖、南洞庭湖和湖泊洪道两侧的条带状洲滩.3)三峡蓄水对洞庭湖水位的影响机制有二:长江干流水位快速消落加速湖泊水体下泄以及削减长江三口分流补给湖泊的水量.

摘要:三峡水库已于2010年10月完成175 m的蓄水目标,蓄水后三峡库区形成一个生态位严重空缺的人造湖泊生态系统.近年来,库区及长江上游外来入侵鱼类呈增长态势,已发现外来入侵鱼类23种,且部分已处于种群数量暴发阶段.水库蓄水初期营养盐输入增加和初级生产力的提高通常也利于广适性鱼类和外来种的生存,对外来鱼类的入侵和种群数量的扩散暴发产生一定的促进作用.外来鱼类在生态位竞争上与土著鱼类相比处于明显优势地位,可能将严重危害三峡库区的渔业资源及其水域生态系统的安全.因此,对于三峡库区的鱼类入侵及其所带来的相关效应等问题,应引起密切关注和重视,尽早建立三峡库区入侵鱼类的预警和防治体系,严格评估人为引种活动,深入研究外来鱼类得以成功入侵的原因与机理.

摘要:水柱中CO₂分压(pCO₂)的时空分布在一定程度上可反映水中碳的环境地化特征.本研究在夏季分层期间对三峡水库澎溪河(小江)流域高阳回水区段进行了昼夜连续观测发现,恒定的温跃层中pCO₂随水深增加而显著增大,表层0.5 m处pCO₂均值为152±71μatm,而在水深10.0 m处pCO₂均值为4568±1089μatm,同水温、pH及DO存在明显的负相关关系,进一步分析认为水温等将影响微生物、浮游植物的代谢过程及水气界面对流传输,进而对pCO₂分布产生影响.对水气界面CO₂扩散通量的估算结果表明,夏季分层期间高阳水域总体上表现为CO₂的汇,其对大气CO₂的吸收量最大值于15:00左右,达到-0.33 mmol/(m²·h);最弱在次日凌晨3:00左右,吸收量仅为-0.17 mmol/(m²·h).

摘要:于2005年10月、2006年1、4、7月对三峡水库香溪河流域3座水库(古洞口一级水库、古洞口二级水库和香溪河库湾)组成的梯级水库的浮游植物种类组成、优势种、群落结构、密度和生物多样性指数进行了周年调查研究.共鉴定出浮游植物7门58属121种(含变种),以绿藻和硅藻种类最多,绿藻有26属49种,占40.50%;硅藻14属41种,占33.88%;其次是甲藻,3属11种,占9.09%;蓝藻5属7种,占5.79%;隐藻3属7种,占5.79%;其它藻类仅占4.96%.浮游植物在古洞口一级水库共有25属31种,古洞口二级水库29属40种,香溪河库湾46属81种.优势度分析显示:古洞口一级水库藻类优势类群为硅藻门、绿藻门,古洞口二级水库为硅藻门、隐藻门和甲藻门,香溪河库湾为绿藻门、硅藻门、甲藻门和隐藻门.3座水库浮游植物年均密度分别为1.110×10⁶、4.837×10⁵和1.734×10⁶ cells/L;其中,最高密度出现在香溪河库湾(4.87×10⁶ cells/L),最低密度出现在古洞口二级水库(5.76×10⁵ cells/L).运用主成分分析对梯级水库进行水质分析,表明沿着水库的梯度水质逐渐恶化.Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数在3座水库间无明显差异,而香溪河库湾Margalef丰富度指数显著大于古洞口一级、二级水库.前两个指数与浮游植物优势种的评价结果显示,香溪河流域梯级水库处于中污染状态.

摘要:植被和土壤是消落带生态系统的重要组成部分.本研究选择三峡库区腹地忠县境内的3个地质地貌和土地利用历史相似的近自然消落带,对不同水位高程(160 m和170 m)植被群落和土壤特征进行研究,结果表明:一年生草本在消落带植物物种数中比例高达72.4%,而多年生草本仅为27.6%;不同水位高程植被物种组成完全相同,且盖度、生物量、生物多样性指数均没有显著差异;随着水位高程变化,群落优势物种存在一定差异,即160 m高程优势种为多年生狗牙根(Cynodon dactylon),而170 m高程为一年生白酒草(Conyza japonica);土壤容重、含水量、pH、有机质、总氮、总磷在160 m和170 m水位高程间均没有显著差异.因此,160 m和170 m水位高程在淹水时间和深度上的差异造成群落优势种的不同,而对当前植被和土壤特征并没有显著影响.

摘要:在三峡库区消落带落干期间(2010年4月),对库区巫山-重庆主城区段消落带土壤有机质(OM)和全氮(TN)含量分布及与土壤理化性质的相关性进行了调查研究.结果表明该区域消落带土壤OM和TN含量均较低,分别为10.70±4.03和0.84±0.39 mg/g,且服从正态分布.消落带土壤碳氮比(C/N)较低,推测消落带土壤无机氮在淹水期间存在向上覆水体释放的可能性.在与其它关于土壤OM和TN含量研究的比较中,研究区域内土壤OM和TN含量处于偏低的水平;而在与对照带样品的比较分析中发现,消落带样品的OM和TN含量变异系数均偏低,因此消落带干湿交替可减小不同区域消落带之间土壤OM和TN含量差异.相关性分析表明,消落带土壤pH、ORP、TN与OM之间呈显著正相关,可见研究范围内消落带土壤氮形态可能主要以有机氮的形式存在于有机质中,而C/N与TN呈负相关,与OM相关性不显著,表明C/N的大小主要取决于TN含量.

摘要:对三峡水库一级支流神农溪2008年夏季蓝藻水华进行调查,结果表明神农溪蓝藻水华优势种是铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa),暴发水域面积约0.2 km²,持续时间约50 d.本次水华暴发与水体总磷浓度呈正相关,温度、降雨、光照和营养盐等对水华暴发具有重要影响.研究发现尽管神龙溪水域总体处于中-富营养状态,但局部水域由于水流缓慢、水体滞留时间长、营养稀释扩散速率小,在夏季出现富营养化状态,这是蓝藻水华暴发的根本原因.建议开展包括流域综合治理在内的环境整治,确保神农溪水体生态环境的稳定.

摘要:为了解156 m蓄水前后三峡水库次级河流藻类多样性变化特征,对2007年7月至2008年1月澎溪河回水区的藻类种群结构的变化进行连续监测.基于三峡水库水位调度特点,将监测期划分为蓄水前、中、后三个时段,即7-9月、10月、11月至翌年1月,应用Shannon-Weaver多样性指数H'对藻类多样性进行评价,通过Connell中度扰动假说理论结合优势藻种探讨蓄水过程水动力变化及藻类多样性的变化特征.结果表明:2007年7-9月蓄水前H'均值为3.466±0.317,10月蓄水期则降为3.246±0.338,而11月蓄水后高水位阶段H'均值上升为3.431±0.352.蓄水前澎溪河回水区具有河流型特征,流量与降雨作为主要的物理扰动因子影响水体扰动强度,进而引起多样性变化.10月蓄水期间水位突升、流量骤降导致水体扰动强度加剧,较蓄水前藻类多样性下降.自11月蓄水后的高水位阶段,降雨较小、流量趋于稳定,水体扰动降低,多样性回升并维持在相对稳定的状态.

摘要:三峡水库蓄水后支流大宁河水华频发,为了揭示水库蓄水以来,大宁河富营养化变化趋势以及水华暴发期间水动力等环境因子的影响特征,自2005年长期跟踪监测大宁河的水质状况,并于2010年针对东坪坝库湾2次典型水华事件,初步探讨了水华暴发期间的主要影响因素.结果表明:2005年以来,大宁河水体处于中度营养状态,水质尚好,但低估了水华敏感期的富营养化状况.东坪坝3月水华暴发期间,叶绿素a浓度与流速呈显著负相关,与pH、DO也呈显著相关,表明在此次水华期间,流速对藻细胞的增殖或聚集产生直接或间接的影响,pH和DO是引起水华暴发的主要水质因子;5月水华暴发期间,叶绿素a浓度与流速呈显著负相关,与流量呈显著正相关,同时与pH、透明度(SD)呈显著相关,表明在这次水华期间,流速和流量都对藻细胞增殖或聚集产生直接或间接的影响,pH和SD成为水质敏感因子.3月和5月水华暴发时间分别处于水库高水位运行期和泄水期,这可能是导致水华影响因子不同的主要原因,但具体机理还有待于进一步研究.本文结果表明在三峡水库调度运行的不同阶段支流库湾水华暴发的机制不同,需要针对不同时段支流库湾水环境特征分别加以调查研究.

摘要:运用GIS技术,在充分考虑气温、湿度、风速以及日照等条件下,计算了1995年1月至2010年12月三峡库区22个气象站点的温湿指数和风效指数及其时空分布,对三峡库区人居环境气候适宜性的总体分布趋势进行分析.并以2003年6月三峡工程一期蓄水作为时间中点,分析了三峡工程蓄水前后库区人居环境气候适宜性变化,同时对库区水位与气象要素的相关性进行定量分析.结果表明:从11月到翌年3月,库区气候偏冷,属于较不舒适人居环境;夏季的6-9月,整个库区气候偏热,属于较不舒适的人居环境;库区年均温湿指数和风效指数均呈现明显的地区差异,整体表现为由库区中部向东西递减的趋势;库区气候适宜性指数在三峡工程前后变化明显,库区水位与气候适宜性因子在2003年6月以前没有显著的相关性,在2003年6月以后,与温湿指数呈显著正相关,而与风效指数呈显著负相关.

摘要:利用三峡库区35个台站1961-2010年汛期(5-9月)的逐日降水量资料,首先定义不同台站的极端降水量阈值,统计各站近50 a逐年汛期极端降水事件的发生频次,进而分析其时空变化特征.结果表明:三峡库区汛期极端降水事件发生频次的最主要空间模态是主体一致性,同时存在东西和南北相反变化的差异.三峡库区汛期极端降水事件发生频次具有较大的空间差异,可分为具有不同变化特点的5个主要异常区.滑动t检验表明,三峡库区西南部区代表站巴南的极端降水事件在1974年后发生了一次由偏多转为偏少的突变,北部区代表站北碚在1981年后和1993年后分别发生了由偏少转为偏多和由偏多到偏少的突变,中部区代表站武隆在1984年后发生了一次由偏多转为偏少的突变.结合最大熵谱和功率谱分析表明,近50 a来各分区汛期极端降水事件发生频次的周期振荡不太一致,三峡库区东北部区代表站宜昌、北部区代表站北碚和中部区代表站武隆分别存在5、2.4和8.3 a的显著周期.

摘要:系统动力学(SD)模型在模拟复杂的区域发展问题中具有明显优势,本文在深入分析环鄱阳湖地区区域发展各子系统、各要素之间关系的基础上,构建了区域发展SD模型,并通过设立4种发展情景模拟了不同发展模式下区域发展特征.结果表明,惯性发展不仅发展速度较慢,同时将带来严重的生态与环境问题;高经济增长低环保投入发展尽管保持了经济的高速增长,但对生态环境将造成较大程度的破坏;高经济增长高环保投入方式通过加大环保投入,能较好地解决经济高速增长所带来的污染问题;而强调经济结构调整的产业优化升级发展方式在保证经济较高速发展的同时,较好地维持了区域生态环境的良性循环.充分考虑环鄱阳湖地区区域特征,本文综合各模式优劣势,提出了推荐发展模式,以实现经济增长与生态环境保护之间的平衡.

摘要:利用光谱学手段研究江苏省西部湖泊表层水体中溶解性有机物(DOM)组成与结构,并对其来源进行分析.单位浓度可溶性有机碳在254和280 nm波长下的吸光度值(SUVA)测定结果表明,各湖泊芳香性程度及分子量大小依次为邵伯湖 > 天岗湖 > 白马湖 > 石臼湖 > 洪泽湖 > 固城湖 > 骆马湖 > 高邮湖 > 宝应湖.特定波长下吸光度的比值(E₂/E₃、E₃/E₄)显示邵伯湖和白马湖中的DOM结构复杂、分子量大、苯环多,以腐殖酸为主要成分;其它湖泊的DOM腐殖化程度较低,以富里酸为主.指数函数曲线斜率(S_275~295nm)拟合结果也同样表明邵伯湖DOM分子量最大,而宝应湖最低.各湖泊荧光指数和生物指数分别处于1.13~1.30和0.47~0.67范围内,体现出DOM强烈的陆源性.四个主要荧光峰的相对荧光强度之间均存在良好的相关性,表明这些湖泊的类腐殖酸及类蛋白物质可能有着相同的来源.结合这些湖泊的特征及流域经济发展水平,可以初步推断经入湖河流携带的由农业及其下游产业产生的有机质是江苏西部湖泊中DOM的主要来源.

摘要:近年来,流动的河流开始陆续暴发藻类水华,河流的水华现象是继湖泊水华现象之后又一倍受关注的科学问题.秦淮河水体污染严重并于2010年8月和9月间暴发水华.采用2010年8月15日和9月8日的秦淮河野外调查数据,对秦淮河水体叶绿素a的空间分布特征及其与环境因子的相关关系进行研究.结果表明,从上游到下游,秦淮河水体叶绿素a含量的分布表现出一定的空间差异性,平均值为73.7μg/L,其中马木桥样点的叶绿素a含量最高(184.52μg/L);秦淮河水体氮磷比为26.86,水体叶绿素a浓度的对数与TP的对数呈正相关,与氮磷比的对数呈负相关,表明磷可能是秦淮河蓝藻生长的主要影响因子;河流水体叶绿素a浓度与pH和DO呈极显著正相关,与NO₂^--N呈显著相关,而与NH₄⁺-N、NO₃^--N和TN无显著相关.

摘要:根据呼伦湖的实际水文过程,计算1963-1980年月水量平衡,在此基础上,分析库容与径流、径流+降雨、径流+降雨-蒸发的相关性.利用累积和分析水位、径流、降雨、蒸发年均值的突变情况,进而重点论述了2000年后水位持续降低的原因.同时,探讨各水平衡项的年内分布规律及相互关系.结果表明,2000年后水位的急剧降低是气候变化(暖干化)造成的.河川径流对水位的影响程度最大,其次为湖面降雨.每年4、5月,冰封期积累的降雪融化渗入地下补给湖泊,其他时间则由湖泊补给地下水.

摘要:进入湖泊中不同氮源氮稳定同位素值(δ¹⁵N)的差异和生物对氮稳定同位素的记忆作用,可以反映流域人类活动输入的污染物对生态系统的影响程度.本文调查了太湖4个湖湾(梅梁湾、贡湖湾、竺山湾和东太湖)中铜锈环棱螺(Bellamya aeruginosa)的δ¹⁵N值,结果表明环棱螺δ¹⁵N值的变幅为6.9‰~18.1‰,平均值为11.2‰,不同湖湾中环棱螺δ¹⁵N值差异极显著,从高到低依次为梅梁湾(17.7‰)、贡湖湾(13.2‰)、东太湖(10.2‰)和竺山湾(7.8‰).分析认为,梅梁湾和贡湖湾接纳较多的人类活动产生的污染物,其周边城市如无锡、常州等地的污水处理效率有待提高;竺山湾水体氮素主要来自于农业面源污染,需降低农田化肥的使用量.

摘要:本文研究洞庭湖三种分布于不同水位的主要群落(荻、苔草、虉草)土壤种子库大小组成、垂直分布特征及其地表植被的相关性.结果表明:荻群落土壤种子库密度最高,为44656粒/m²,苔草群落的最低,为15146粒/m²,虉草群落的居中,为31725粒/m².种子主要分布于土壤表层(0~5 cm),且随土壤剖面深度的增加而迅速递减.三种群落湿地种子库由53种植物组成,分属18科39属,其中多年生物种20种,一或二年生物种33种.在荻、苔草和虉草三种群落中,种子库的多年生物种分别占29.9%、35.2%和38.0%,物种多样性指数分别为0.76、0.70和0.72;地表植被物种多样性指数分别为0.53、0.17和0.45,土壤种子库与相应地表植被相似性系数分别为0.40、0.28和0.52.可见,在洞庭湖这一通江湖泊湿地,多年生地表植被所产生的种子对土壤种子库大小贡献相对有限,种子库可能主要通过其它途径(如水的流动作用)输入.

摘要:浮游生物群体分尺度估测方法在水生生态系统研究中应用越来越普遍,但大型浅水湖泊中不同尺度浮游生物群体研究鲜见报道.本文以太湖2002年10月至2003年9月的野外实测资料为基础,系统研究了不同尺度浮游生物群落的(R为浮游生物群体的平均直径,R ≥ 41μm,2μm ≤ R<41μm,R<2μm)呼吸率.结果表明,在太湖梅梁湾,R ≥ 41μm的浮游生物群体(主要是微囊藻群体)占优势,呼吸率占总呼吸率的70%以上,R<2μm的浮游生物(主要是浮游细菌)呼吸率占总呼吸率的18%左右;在太湖北部敞水区,R ≥ 41μm的浮游生物的呼吸率占总呼吸率的10%左右,R<2μm的浮游生物占优势,其呼吸率能占总呼吸率的65%以上.总体来看,梅梁湾中R ≥ 41μm的浮游生物群体特别是微囊藻群体呼吸率占优势,敞水区微型浮游生物特别是浮游细菌对总呼吸率的贡献很大.

摘要:利用线粒体细胞色素C氧化酶I(COI)分子标记分析长江中下游太湖新银鱼(Neosalanx taihuensis)8个地理种群132个样本的遗传多样性.该基因630 bp片段的碱基序列共检出8个核苷酸变异位点(变异率1.27%),其中局域性单倍型居多(75%),群体单倍型多样性较高(h=0.576±0.036),而核苷酸多样性较低(π=0.00112±0.00204).不同地理种群遗传多样性差异显著:有人工移植历史种群遗传多样性较高、隔离度较高的种群遗传多样性较低,但大部分的遗传变异来自于种群内(54.83%),反映出地理隔离和人为干扰对太湖新银鱼遗传格局影响显著.研究表明COI基因适于银鱼科鱼类物种鉴别和系统发育研究,同时可为同种种群间遗传关系分析提供一定的信息.

摘要:中华鲟与背角无齿蚌和鲢鳙混养的池水透明度(SD)对比试验表明,1^#池(对照)、2^#池(挂养背角无齿蚌)、3^#池(混养鲢鳙)透明度平均值分别为11.92、16.45、17.45 cm,分别较试验本底值依次提高26.69%、56.67%、66.19%.2^#、3^#池的透明度显著大于1^#池,最高可达1倍.3个池透明度与各水质指标关系的Panel Data模型分别为:SD₁=-0.0072 TSS+0.8353 NH₄⁺-N-2.1711 TN+0.6195 TP-0.0405 COD+16.7815,SD₂=0.0030 TSS+3.8864 NH₄⁺-N+0.1893 TN-12.4585 TP^***-0.0104 COD+24.5306,SD₃=0.0381 TSS^*+3.7821 NH₄⁺-N+0.6003 TN-15.0444TP^***-0.4078 COD^**+34.2992(*、**、***分别表示显著、较显著、极显著相关).TP是影响中华鲟养殖池透明度的主要指标,NH₄⁺-N、TN、COD是影响透明度的间接指标,而TSS是影响透明度的直接指标.在悬浮物浓度较高、水体浑浊的中华鲟养殖池水体中,鲢鳙的放养对透明度的提高效果显著优于背角无齿蚌.

摘要:为全面获得青海湖嗜盐菌种质资源,构建种群系统发育树和确定种群进化定位.采用高盐选择性培养基筛选,分离从20份青海湖水样中获得35株青海湖嗜盐微生物.耐盐梯度实验表明:水体中以中度嗜盐菌为主,约占62.85%,轻度嗜盐菌约占22.85%,非嗜盐菌与耐盐菌约占14.28%.青海湖中度嗜盐微生物能在10~45℃,pH 5.5~11.0的范围内生长,与地区盐碱化环境相关,具有嗜盐兼嗜碱微生物的特性.

摘要:荥泽是我国古代的一个著名湖泊,是我国经典地理著作《禹贡》记载的湖泊之一,其产生年代、形成环境及地理位置一直存在着不同的认识.本文以文献记载为线索,通过野外实地调查,从地质构造、地层分布和古地理环境诸方面,对荥阳地区槽状洼地内的湖相地层进行了较为系统的研究,并根据该地层的¹⁴C测年数据,认为这一湖相地层是由《禹贡》济水"入于河,溢为荥"的古湖泊所形成,因此将这个古湖泊称作禹荥泽.这个古湖泊实际上相当于当时黄河的一块天然滞洪区.