• 2017年第29卷第4期文章目次
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    • >综述
    • 拟柱孢藻(Cylindrospermopsis raciborskii)及其毒素的研究进展与展望

      2017, 29(4):775-795. DOI: 10.18307/2017.0401

      摘要 (20023) HTML (3056) PDF 1.74 M (16415) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着水体富营养化程度的加剧,淡水蓝藻水华在全球范围内频繁暴发. 拟柱孢藻(Cylindrospermopsis raciborskii)作为一类有害水华蓝藻,具有一定的产毒能力和较强的入侵性,日渐受到人们的广泛关注. 近年来,拟柱孢藻不断由热带、亚热带地区向温带地区扩张,并在众多水体中出现暴发现象,若其毒素进入到饮用水中,无疑将对人类健康造成潜在威胁. 本文从拟柱孢藻的分布演变、生态生理特征、毒性、检测和去除等研究前沿方面进行了综述,并对相关研究领域进行展望,为进一步研究拟柱孢藻的生态毒理、有效控制和去除提供科学依据.

    • >研究论文
    • 引水工程絮凝剂余铝对杭州西湖水体、底泥铝盐分布的影响

      2017, 29(4):796-803. DOI: 10.18307/2017.0402

      摘要 (7760) HTML (1127) PDF 2.39 M (6269) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过对杭州西湖综合保护工程钱塘江引水范围内多个湖区水体和底泥中铝盐含量的调查分析,研究了工程絮凝剂余铝对西湖水体、底泥铝盐及沉水植物附着物的影响. 结果表明:(1)引水工程输入的絮凝剂残余铝盐导致各湖区入水口水中铝离子含量普遍高于湖心,高出7.86%~288.55%不等,但底泥中Al2O3含量在整个湖区分布较为均匀;(2)约0.04~0.20 m/s流速下,沉水植物很容易成为残余铝盐絮凝物的附着受体;(3)秋、冬季水体中铝离子浓度较高,对西湖水生生物存在更大的生物潜在危害,有必要重视秋、冬季的沉水植物恢复工作. 引水工程对西湖水体的影响是长久且难以预见的,在引水的同时应尽量减少其负面影响,可减少絮凝剂的使用或选择环保型絮凝剂,并选择合适的水生植物.

    • 洱海湖滨带冬季水鸟的水质指示作用

      2017, 29(4):804-810. DOI: 10.18307/2017.0403

      摘要 (7916) HTML (795) PDF 1.08 M (6165) 评论 (0) 收藏

      摘要:水鸟在物种或群落水平上可以对湿地营养状态有所响应,预警生态系统有害的改变. 以大型淡水湖泊洱海为例,基于2015年2月沿岸17个观察点的冬季水鸟调查与水质同步监测,研究小(Podiceps ruficollis)、白骨顶(Fulica atra)和黑水鸡(Gallinula chloropus)密度对沿岸水体中总磷和总氮浓度的响应关系. 结果发现白骨顶和小密度均与总氮浓度呈显著正相关,也均与总磷浓度呈显著正相关;黑水鸡密度与总氮和总磷浓度无显著相关性. 结果表明,水鸟可以在物种水平上对洱海湖滨带水中营养物质变化有所响应,也强调了根据具体指示物种的生态学习性选择水鸟指示物种尤为重要. 白骨顶和小在更大空间和时间尺度上的水质指示作用有待于更多湖泊或水库水体的长期相关研究.

    • 结冰对乌梁素海水体富营养化的影响

      2017, 29(4):811-818. DOI: 10.18307/2017.0404

      摘要 (9154) HTML (1477) PDF 1.38 M (6130) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究结冰对湖泊富营养化状态的影响,以内蒙古乌梁素海为研究对象,用“注射器”式采水器和冰钻分别采集水样和冰样,并测定总氮、总磷、CODCr、叶绿素a浓度、冰厚、水深和透明度等指标,运用分形理论评价模型对湖泊结冰前、后的富营养化等级进行综合评价. 结果表明:乌梁素海湖泊结冰厚度与水深存在较好的负相关性,其相关系数为0.54;湖泊结冰后,水体的富营养化等级由富营养变为重富营养,表明结冰过程中,氮、磷等营养元素被排斥至冰下水体,即结冰过程对湖泊水体中的营养元素具有浓缩效应,导致冰下环境质量恶化,并促进营养元素向沉积物转移;但也可以利用该浓缩效应,从湖泊冰封期富营养化污染的特殊性入手,运用底泥疏浚和冰体-水体分离等工程技术手段,实现湖泊富营养化污染的治理.

    • 湖泊营养盐通量平衡的三维数值模拟

      2017, 29(4):819-826. DOI: 10.18307/2017.0405

      摘要 (9684) HTML (8490) PDF 1.57 M (6558) 评论 (0) 收藏

      摘要:湖泊氮、磷通量是表征湖泊营养状态的重要指标,也是探究湖泊富营养化机制的重要途径. 通过氮、磷通量的计算和质量平衡关系的分析,可以识别出在湖泊富营养化过程中起关键作用的过程.以三维水动力-水质模型为计算平台,模拟湖泊水动力、水质的动态过程,并以模拟结果为基础核算湖泊氮、磷循环通量及其在氮、磷循环整体中的贡献,识别湖泊氮、磷循环关键源汇过程的变化规律. 滇池是我国富营养化湖泊的代表,同时其半封闭特性为营养物质循环提供了更为稳定的环境,以滇池为案例,基于前期校正和验证过的滇池水动力-水质模型来分析循环通量计算方法的适用性. 结果发现,研究年度内滇池外海总氮的年总输入量(包括外源和内源)为7620.92 t,总输出量(包括出流、反硝化和沉降)为7637.31 t;总磷的年总输入量为(包括外源和内源)450.23 t,总输出量(包括出流和沉降)为429.57 t,其中陆域输入是最主要的氮、磷输入途径,而反硝化和沉降则是主要的输出过程. 相较于传统的质量平衡方法,通过三维模型计算所得的营养盐通量平衡结果能更好地揭示湖体内所发生的氮、磷转化过程.

    • 城镇化下河流水质变化及其与景观格局关系分析——以太湖流域苏州市为例

      2017, 29(4):827-835. DOI: 10.18307/2017.0406

      摘要 (10008) HTML (8550) PDF 1.71 M (6525) 评论 (0) 收藏

      摘要:以河流近域景观格局与水环境质量间的关系为研究对象,基于2001年及2010年两期土地利用类型以及7条典型河流的溶解氧、氨氮、高锰酸盐指数、总磷、总氮5项水质指标,分析城镇化下苏州市河流水质与景观格局之间的关系及其变化规律. 结果表明:(1)苏州市河流水质状况总体较差,但呈现一定的好转趋势. (2)河流水质受到城镇用地、旱地及水田的综合影响,并表现出尺度效应. 其中城镇用地与旱地对河流水质恶化具有明显的作用,水田则反之. 2001-2010年城镇用地及水田对水质的影响程度有所减弱,旱地则增强. (3)蔓延度指数、最大面积斑块比例对河流水质呈现负相关,斑块数量、斑块密度、香农均匀度指数、香农多样性指数则与水质呈现正相关. 景观格局对于水质的影响在大范围缓冲区更为显著. 研究结果可为苏州水环境管理及太湖流域城市空间开发提供一定的参考依据.

    • 基于WASP模型的太湖流域上游茅山地区典型乡村流域水质模拟

      2017, 29(4):836-847. DOI: 10.18307/2017.0407

      摘要 (9590) HTML (9763) PDF 4.06 M (6614) 评论 (0) 收藏

      摘要:池塘、河渠、水库是乡村流域水环境的重要组成. 基于WASP模型,综合运用现场调查、GIS空间分析、污染负荷估算等方法,构建茅山地区李塔陈庄乡村流域的水质模拟模型. 结果表明,主要水质指标的污染程度从高至低依次为总氮(TN)、总磷(TP)和高锰酸盐指数、氨氮. TN全年在不同水体中达到劣Ⅴ类的比例在52%~100%,而池塘、河渠的污染程度较为接近. 夏、冬季,超过TP劣Ⅴ类限值的河渠占2%~6%,池塘占8%~14%,而流域中部乡村周边的池塘明显更为严重. 负荷输入是模型主要不确定性因素,细化种植模式能够提高总体模拟效果,而禽畜散养与农村生活造成的污染则分别对池塘、河渠的水质影响更为明显. 本研究建立了乡村流域多种水体在面源污染影响下的水质联系,能够为乡村水环境治理提供决策参考.

    • 鄱阳湖流域南昌市城市湖泊水体抗生素污染特征及生态风险分析

      2017, 29(4):848-858. DOI: 10.18307/2017.0408

      摘要 (9898) HTML (1338) PDF 1.57 M (6868) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用固相萃取-超高效液相色谱-质谱法对南昌市5个城市湖泊——艾溪湖、瑶湖、青山湖、象湖和东西湖水体的抗生素进行监测,并分析其污染来源和生态风险. 结果表明,南昌市5个城市湖泊水体中四环素类、磺胺类、喹诺酮类、林可霉素及大环内酯类5类抗生素的检出浓度范围分别为ND~6.3、ND~32.0、ND~97.2、ND~54.7和ND~98.4 ng/L;红霉素和林可霉素是5个城市湖泊水体中的主要抗生素类型;相比于其他湖泊,南昌市城市湖泊水体中主要检出抗生素浓度总体处于中等水平,其中恩诺沙星的检出浓度高于其他对比湖泊. 南昌市城市湖泊中6种主要抗生素的风险商均小于0.1,表明均为最低生态风险;5个城市湖泊的主要生态风险因子分别是艾溪湖为红霉素,瑶湖为磺胺二甲嘧啶,青山湖为罗红霉素,象湖为红霉素,东西湖为磺胺嘧啶. 本研究可为南昌市城市湖泊水环境管理,特别是新型污染物的环境管理提供基础依据.

    • 太湖西北湖区浮游植物和无机、有机氮的时空分布特征

      2017, 29(4):859-869. DOI: 10.18307/2017.0409

      摘要 (11083) HTML (867) PDF 1.64 M (7413) 评论 (0) 收藏

      摘要:以太湖重度蓝藻水华发生的西北湖区为研究对象,从河口至湖心区设置5个采样点,于2012年10月至2013年10月逐月采集表层水体样品,测定了水温、溶解氧和浮游细菌丰度,并分析了浮游植物群落结构的组成、溶解性无机氮(DIN)和有机氮(DON)浓度以及氮磷比. 研究结果表明,太湖西北湖区浮游植物主要由蓝藻、硅藻、绿藻和隐藻组成.可能由于风、浪等混合作用使太湖西北湖区不同采样点之间蓝藻细胞密度没有显著差异. 蓝藻生物量在浮游植物中所占比例最高为34%±15%,春季部分点位隐藻生物量高于50%,表明隐藻与蓝藻的相互竞争趋势显著. CCA排序图结果表明,DIN、DON浓度以及总氮:总磷比(TN:TP比)是影响西北湖区浮游植物优势属分布的重要环境因子. 5个采样点铵态氮(NH+4-N)与DIN浓度具有显著差异,与DON浓度没有显著差异. 夏季蓝藻水华暴发期间,可能由于蓝藻的吸收利用引起NH+4-N和硝态氮(NO-3-N)浓度迅速降低. 此外,由于NH+4-N浓度还可能受到沉积物NH+4-N释放的影响,因此,蓝藻细胞密度与NO-3-N的相关系数和显著水平均高于NH+4-N. 夏季TN:TP比和DIN:TP比降至最低,表明该湖区浮游植物,尤其是蓝藻的生长可能受到氮限制. 蓝藻细胞密度与DON浓度呈显著负相关,表明在氮限制条件下,DON可能是蓝藻氮素利用的重要补充.

    • 鄱阳湖湿地苔草(Carex)景观变化及其水文响应

      2017, 29(4):870-879. DOI: 10.18307/2017.0410

      摘要 (9613) HTML (1573) PDF 1.97 M (6975) 评论 (0) 收藏

      摘要:淡水湿地水文过程控制着湿地植被景观的形成与演变. 基于Landsat TM/ETM+遥感影像数据,利用决策树分类法提取鄱阳湖湿地1992、1999、2006、2012年4期景观信息,通过景观格局指数、转移矩阵和质心迁移法对苔草景观的空间变化及其与水文过程关系进行分析. 结果表明:研究期间,鄱阳湖湿地秋、冬季苔草景观分布面积受到水位和退水过程的影响,低水位年的中滩位缓慢退水与低滩位快速出露更有利于苔草景观的扩张;苔草景观的空间格局与水位关系密切,在低水位年份,低位洲滩提前出露,苔草景观分布高程较低,部分低位光滩被苔草所侵占,原苔草分布的部分洲滩转变为芦荻景观,景观的破碎化程度较重,在高水位年份,低位洲滩长期被水体淹没,苔草景观分布高程相对较高,部分芦荻分布区被苔草所侵占,而原苔草景观的部分区域转变为水体和光滩,由于该期间苔草主要集中分布在湖周和入湖河口地带的高位洲滩上,其景观破碎化程度较轻;水位年际间的升降变化会影响苔草景观质心位置,年均水位上升引起景观质心发生向湖岸方向推进,而年均水位下降则会导致苔草景观质心向湖心方向转移.

    • 外源氮磷负荷比增加对刺苦草(Vallisneria spinulosa)生长的影响

      2017, 29(4):880-886. DOI: 10.18307/2017.0411

      摘要 (10102) HTML (1001) PDF 1.27 M (6051) 评论 (0) 收藏

      摘要:磷(P)是水生态系统生产力的限制因子,因此,在水体富营养化治理的过程中,许多地方采取了有效的措施控制流域P的排放;但氮(N)来源复杂,难以有效控制,导致湖泊外源的N:P负荷比日益扩大. 植物的生长需要合适的N:P比,因此,外源N:P负荷比的增加可能会对沉水植物的生长产生影响. 采取控制实验,将刺苦草(Vallisneria spinulosa)栽种于塑料桶中,每隔3 d添加1次N、P营养盐,实验设置5个处理,P外源性负荷量固定为4 mg/(m2·d),N外源性负荷量分别为0、40、80、120、160 mg/(m2·d). 实验周期为80 d. 结果显示:随着N:P负荷比的增加,刺苦草的叶干重、植株总干重、根干重、叶N及总N含量、叶片数、叶P及总P含量等指标基本保持不变或略有增加,单株总根长、根茎长度、块茎干重和无性系小株数目则呈现下降趋势. 结果表明:随外源N:P负荷比的增加,刺苦草个体生长指标总体呈现不变的趋势,但与种群扩张潜力相关的指标如根茎长度、块茎干重和无性系小株数目等则呈现下降趋势;刺苦草体内累积的N随外源N:P负荷比的增加而增加,但P的累积保持不变. 说明N:P负荷比的增加对刺苦草个体生长影响不大,但对种群扩张不利;刺苦草对P的吸收也并不随N:P比的增加而改变.

    • 外源溶解性有机碳对抚仙湖甲壳类浮游动物碳源的贡献

      2017, 29(4):887-895. DOI: 10.18307/2017.0412

      摘要 (8922) HTML (1249) PDF 1.22 M (6164) 评论 (0) 收藏

      摘要:外源溶解性有机碳(DOC)是湖泊碳库的重要组成部分,关于外源DOC对浮游动物的贡献及途径需要深入研究. 本研究在抚仙湖受控实验中添加13C标记的葡萄糖,通过分析样品中浮游植物与浮游动物的种类、数量、磷脂脂肪酸生物标志物及其稳定同位素特征,研究外源DOC对湖泊甲壳类浮游动物碳源的贡献比例及其变化. 结果表明:细菌、甲壳类浮游动物(象鼻溞)的δ13C值在加入葡萄糖后分别从-16.28‰和-23.88‰快速增加到5408.25‰和1974.7‰,而藻类磷脂脂肪酸(C18:2ω6)δ13C值从-27.07‰增加到342.44‰,增长的幅度表明添加的葡萄糖首先被细菌和浮游动物快速利用,而藻类只利用了一小部分. 同时细菌、颗粒性有机物(POM)和浮游动物的δ13C值在第1 d急剧增加,细菌的δ13C值远大于浮游动物和POM的δ13C值,之后细菌和POM的δ13C值开始下降,但浮游动物的δ13C值却仍在缓慢增加,进一步表明了DOC进入湖泊后首先被细菌吸收利用,而细菌吸收DOC后通过自身代谢作用形成细胞颗粒,浮游甲壳类动物通过摄食细胞颗粒来获得外源DOC.

    • 珠江三角洲养殖池塘底栖动物群落结构及水质生物学评价

      2017, 29(4):896-906. DOI: 10.18307/2017.0413

      摘要 (8195) HTML (1121) PDF 1.79 M (6049) 评论 (0) 收藏

      摘要:珠江三角洲是我国主要的水产养殖区域之一. 为了解珠江三角洲鱼类养殖池塘底栖动物群落结构,进而评价养殖水体水质状况,于2016年7-8月对6种养殖模式30口池塘底栖动物及其环境因子进行调查. 结果表明:1)共采集底栖动物18种,隶属于3门14属,其中寡毛类和水生昆虫均为7种,软体动物为4种. 优势种为克拉泊水丝蚓(Limnodrilus claparedeianus)、水丝蚓属一种(Limnodrilus sp.)和摇蚊属一种(Chironomus sp.)等耐污种类. 2)6种养殖模式池塘底栖动物平均种类数无显著差异,但其密度和生物量却存在显著差异,杂交鳢Y(杂交鳢幼鱼)和杂交鳢C(杂交鳢成鱼)养殖池塘均显著高于其他4种养殖模式池塘. 3)皮尔逊相关分析结果表明,影响珠江三角洲池塘底栖动物密度和生物量的主要因素是总氮(TN)和总磷(TP). 两个主要分类群中,寡毛类密度和生物量仅与TN浓度呈显著正相关,而摇蚊幼虫却与TN和TP浓度均呈显著正相关. 4)采用Shannon-Wiener多样性指数、Margalef多样性指数和Biotic Index生物指数对6种养殖模式30口池塘水质进行评价,结果表明Shannon-Wiener多样性指数不宜应用于珠江三角洲池塘的水质评价,Margalef多样性指数和Biotic Index生物指数的评价结果均表明杂交鳢Y、杂交鳢C以及草鱼池塘全部处于重度污染,而大口黑鲈S(投喂饲料)、大口黑鲈S+B(投喂饲料+冰鲜鱼类)和罗非鱼池塘大部分处于重度污染,少数处于中度污染.

    • 洞庭湖湿地3种典型植物群落土壤酶活性特征

      2017, 29(4):907-913. DOI: 10.18307/2017.0414

      摘要 (8610) HTML (1127) PDF 1.11 M (5610) 评论 (0) 收藏

      摘要:调查了洞庭湖湿地典型植物群落(短尖苔草(Carex brevicuspis)、南荻(Triarrhena sacchariflora)、辣蓼(Polygonumhy dropiper))洪水期前后(5、10月)两次表层土壤酶活性及土壤养分性状. 结果表明:3种典型群落之间具有明显的土壤养分性状及土壤酶活差异. 辣蓼群落具有相对较高的土壤有机质、全氮、全磷、速效磷含量,短尖苔草群落次之,而南荻群落的土壤养分含量最低. 3种典型植物群落的土壤有机质、全氮、全磷含量均表现为5月高于10月,土壤速效磷、速效钾洪水期前后无显著差异. 辣蓼群落的蔗糖酶活性明显高于其他2个群落;3个群落脲酶活性均表现为10月高于5月,南荻、辣蓼群落有显著差异. 磷酸酶以南荻群落最高,短尖苔草群落5月显著高于10月,南荻群落则10月显著高于5月;短尖苔草、南荻群落过氧化氢酶活性显著高于辣蓼群落,短尖苔草群落5月与10月间有显著差异,其余2个群落无显著差异. 相关分析表明:脲酶活性与土壤养分含量关系不密切;蔗糖酶活性与土壤有机质、全磷、全氮及速效磷素含量均呈显著正相关. 总体上,洞庭湖典型湿地植物群落显示了较为明显的土壤理化状况以及土壤酶活差异;同时也显示了季节性差异. 相对而言,辣蓼群落土壤具有较快的物质循环与转化代谢速率,对于氮、磷等污染物具有较高的转化作用,而短尖苔草、南荻群落低于辣蓼群落,这可能与二者较低的土壤有机质以及氮磷养分积累有关.

    • 耳石锶标记在识别鳙(Aristichthys nobilis)放流个体的可行性

      2017, 29(4):914-922. DOI: 10.18307/2017.0415

      摘要 (8655) HTML (1017) PDF 2.35 M (5861) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探讨耳石微化学分析的相关方法和技术在鳙(Aristichthys nobilis)放流群体识别中的应用,以鳙的1龄幼鱼为研究对象,设置1、2、4、8、16 mg/L 5个浓度梯度的SrCl2溶液标记,利用元素电子显微探针技术(EPMA)检测获得了良好的标记图谱. 面分布分析结果显示,暂养28 d后外源Sr在耳石的边缘形成明显的标记环,与对照组的蓝色边缘相比,高锶环带从黄绿色过渡到橘红色,随着标记浓度增大有加深的趋势. 定量线分析表明对照组的Sr/Ca比值处于稳定的2.14±0.39,而不同浓度Sr的实验组Sr/Ca比值均出现一个较为明显的峰值范围(5.04~32.32),且外源Sr浓度与耳石边缘的Sr/Ca比值之间存在明显的线性关系,标记过程中对照组和标记浓度间的死亡率并没有显著差异. 结果表明锶标记原理和方法在鳙的大规模放流群体标记是可靠和安全的,验证了耳石锶标记在识别鳙放流个体上的可行性. 建议选择鳙放流前仔稚鱼和幼鱼,以4 mg/L设为外源Sr的最适标记浓度,标记持续时间为28 d以上为宜.

    • 鄱阳湖通江水道鱼类空间分布特征及资源量评估

      2017, 29(4):923-931. DOI: 10.18307/2017.0416

      摘要 (8705) HTML (1189) PDF 2.04 M (6318) 评论 (0) 收藏

      摘要:于2014 年9月24至26日在鄱阳湖通江水道湖口至屏峰段使用SIMRAD EY60回声探测仪对鱼类资源进行水声学调查. 结果显示,鄱阳湖通江水道鱼类目标强度平均值为-56.4±6.4 dB,范围为-69.9~-32.1 dB;估算的平均全长为7.6 cm,范围为1.2~98.0 cm;鱼类资源的平均密度为53.7 ind./1000 m3,范围为0~441.7 ind./1000 m3. 在水平分布上,鱼类主要分布在湖口县、鞋山和屏峰附近3个水域. 区域Ⅰ和区域Ⅲ的鱼类密度显著高于区域Ⅱ的鱼类密度;区域Ⅲ的鱼类个体大小显著小于区域Ⅰ和区域Ⅱ. 在垂直分布上,多数鱼类栖息于主河槽的深水区,且大个体更倾向于深水区. 在此基础上,利用ArcGIS地统计插值方法估算鄱阳湖通江水道湖口至屏峰山水域鱼类总数量约为6.2×107 ind.,总生物量约620 t. 结果表明,鄱阳湖通江水道是鱼类重要的栖息地,建议加强该水域的保护,保持鄱阳湖与长江的自然连通.

    • 近50年来洪湖鱼类群落分类学多样性变动

      2017, 29(4):932-941. DOI: 10.18307/2017.0417

      摘要 (9395) HTML (1295) PDF 1.13 M (5907) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于洪湖1959-2004年鱼类群落状况的调查研究,应用分类学多样性指数分析洪湖鱼类群落分类学多样性的变动. 结果显示:受江湖阻隔及人为干扰加剧等因素影响,洪湖鱼类种、属的数目在1981年表现出下降的趋势,科以上的分类阶元的数目则在1993年之后明显减少. 对洪湖鱼类组成进行NMDS排序,1959、1964和1981年的鱼类群落组成较为类似,1993和2004年的群落组成则发生了较大的变化. 随着时间推移,分类差异性指数Δ+表现出先上升后下降的趋势,而变异分类差异性指数Λ+则表现出先下降后上升的趋势,表明随着人为干扰的增加,洪湖鱼类群落的分类学进化树的平均路径长度和均匀度发生了不同程度的变化. 零假设模型显示,5个时期的Δ+值都位于置信区间内,而1993和2004年的Λ+值却位于置信区间的上方,显示分类学进化树的均匀度显著下降. Δ+Λ+值的变化提供了与物种数变化所蕴含的不同信息,在多样性评价研究中可以作为经典多样性指数的补充. 洪湖鱼类Λ+值随干扰程度的加剧而增加,表明这一指数在多样性保护和评价中具有良好的应用价值.

    • 三峡大坝下游粗细颗粒泥沙输移规律及成因

      2017, 29(4):942-954. DOI: 10.18307/2017.0418

      摘要 (10632) HTML (2206) PDF 3.31 M (7284) 评论 (0) 收藏

      摘要:以三峡下游河段为研究对象,利用1987-2014年原型观测数据,分析粗细颗粒在时间和空间的输移过程,并以水文站作为划分单元探讨其成因. 三峡水库蓄水后坝下游d≤0.125 mm(细颗粒)各粒径组沙量沿程递增,并小于蓄水前均值;d>0.125 mm(粗颗粒)沙量在宜昌—监利河段得到补给,其下游为淤积趋势,其中2003-2007年至监利站恢复程度最大. 在成因上:①宜昌—沙市河段,河床粗化限制了粗细颗粒泥沙补给,其中细颗粒补给受制于总水量,粗颗粒受制于大流量持续天数和量值;②沙市—监利河段,粗细颗粒补给均受制于总水量;③监利—螺山河段,洞庭湖入汇对细颗粒补给起决定作用,河床补给量中洪水年大于中枯水年,粗颗粒为淤积趋势,且中洪水年淤积量小于中枯水年;④螺山—汉口河段,细颗粒增加受河床补给决定,2008-2014年补给强度弱于2003-2007年,2010年前后粗颗粒泥沙由淤转冲,与大流量持续天数和量值增加有关;⑤汉口—九江河段,细颗粒泥沙淤积,粗颗粒因河床冲刷得到补给,大水年补给量高于枯水;⑥九江—大通河段,鄱阳湖入汇和河床补给对细颗粒增加的贡献比例为1:2.82,河床冲刷对粗颗粒泥沙起补给作用,受大流量持续天数和量值影响.

    • 地形变化对鄱阳湖枯水的影响

      2017, 29(4):955-964. DOI: 10.18307/2017.0419

      摘要 (9179) HTML (1090) PDF 3.10 M (5876) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于2010年鄱阳湖最新地形,构建精细的鄱阳湖二维水动力数学模型,相同网格下构建1998年地形,分别模拟不同地形条件下2006年枯水年水位、流量时空分布,分析地形变化对水位、流量的影响,阐释地形影响的时空差异. 结果表明:相比1998年,2010年地形由于北部入江通道的下切,相同的2006年水文条件下,水位普遍降低;水位越低,上下游水面坡降越大,受地形影响越明显;低水位最大降幅1~2 m,而高水位最大不超过0.4 m,分别对应湖口9 m以下、15 m以上水位;地形对水位的影响程度都昌 >星子 >棠荫 >康山;都昌至湖口段水头差降低了2 m,水面坡度变缓,棠荫至都昌段水面坡度变陡,康山至湖口水头差基本不变;全年出湖总流量增加了6%;地形变化影响最显著为河道区,影响范围可波及大部分湖区,局部地形的变化使得子湖水面积也存在一定差异. 本研究首次基于水动力模拟量化了鄱阳湖地形变化对水位的影响程度和范围,结果可为水资源管理、江湖关系演变分析、湿地生态环境保护等提供科学参考.

    • 基于POT与P-IOSM的洪水风险信息挖掘

      2017, 29(4):965-973. DOI: 10.18307/2017.0420

      摘要 (7035) HTML (676) PDF 1.38 M (5530) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了从有限的实测资料中挖掘更多洪水信息,以武江流域为研究对象,在考证历史洪水进行特大值处理基础上,基于犁市(二)水文站1956-2009年实测日流量数据提取了POT样本,构建基于P-Ⅲ模型确定控制点而改进的非等步长内集-外集模型(P-IOSM)进行洪水风险信息挖掘. 结果表明:结合POT和P-IOSM模型的洪水风险评估能够从有限的实测资料中获取更多的洪水风险信息,得到更贴近事实的风险评估结果,能为决策者提供更多的依据,从而使决策结果更加可靠实用.

    • 洞庭湖近30a水位时空演变特征及驱动因素分析

      2017, 29(4):974-983. DOI: 10.18307/2017.0421

      摘要 (10265) HTML (1200) PDF 2.20 M (7216) 评论 (0) 收藏

      摘要:洞庭湖地处北亚热带季风湿润气候区,水情时空变化尤为明显. 为了探明洞庭湖水位时空演变特征,以洞庭湖6个水位站(城陵矶、鹿角、营田、杨柳潭、南咀、小河咀)、出入湖流量(“三口”总入湖流量、“四水”总入湖流量、城陵矶出湖流量)和长江干流流量(宜昌、螺山)等1985-2014年逐日数据为基础,通过构建泰森多边形计算湖泊水位,运用Morlet小波分析、层次聚类分析和地统计理论研究湖泊水位的周期性变化规律及空间分布格局和自相关性. 研究结果表明:洞庭湖水位变化具有典型的季节性,且年际变化具有28和22 a的多时间尺度特征;水位空间分布格局呈现出小河咀、南咀、杨柳潭(Group 1)以及城陵矶、鹿角、营田(Group 2)两种聚类,且在不同水文季节的空间自相关性依次表现为丰水期 >退水期 >涨水期 >枯水期. 通过建立两类水位在不同水文季节与径流量的多元逐步回归模型揭示了洞庭湖水位时空演变的驱动因素,其中Group 1水位演变主要受长江干流水文情势的影响,Group 2水位演变由出入湖径流量和长江干流径流量共同作用,并随着不同水文季节江湖关系的改变以及湖泊自身水力联系的变化而变化. 研究结果对于科学认识洞庭湖水位的时空演变规律以及湖泊生态系统保护和水资源的规划、管理与调控具有重要意义.

    • 基于连续方程的河道水流双变量耦合演算模型

      2017, 29(4):984-990. DOI: 10.18307/2017.0422

      摘要 (9218) HTML (716) PDF 1.24 M (5570) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对现有的河道水流洪水演算模型只能模拟单一变量(流量或水位)的问题,以水流连续方程和河段蓄水量的两种不同表达形式(蓄水量等于平均过水断面面积与河段长乘积,蓄水量等于河段平均流量与传播时间的乘积)为基础,对马斯京根模型进行了通用性改进,提出了双变量耦合通用演算模型. 选取了四大水系(包括内陆河流和入海河流)的16个河段汛期洪水资料进行模型检验,模型验证考虑了地理范围、不同的河段特征和水力特征、洪水量级等因素,全面地检验了模型结构的合理性和模拟实际洪水的有效性. 将双变量耦合通用演算模型与传统的马斯京根法进行了效果比较,结果表明双变量耦合通用演算模型的模拟精度高于马斯京根法,模拟效果比马斯京根法稳定一些,而且具有较好的通用性.

    • 夏季金沙江下游水-气界面CO2、CH4通量特征初探

      2017, 29(4):991-999. DOI: 10.18307/2017.0423

      摘要 (8509) HTML (788) PDF 1.93 M (6325) 评论 (0) 收藏

      摘要:河流是连接大陆和海洋两大碳库的桥梁,在全球碳循环中的作用举足轻重. 金沙江作为长江的上游段,对区域碳循环及区域化学风化的影响非常重要. 于2015年8月8-18日对金沙江下游水-气界面CO2与CH4通量特征进行监测与分析. 采用顶空平衡法结合薄边界层模型估算法计算表层水体CO2与CH4的分压以及水-气界面的交换通量,并分析环境变量与其之间的相关性. 研究发现,金沙江下游表层水体p(CO2)平均值为2724.84±477.18 μatm,表层水体p(CH4)平均值为59.96±6.74 μatm;水-气界面CO2通量平均值为2.24±0.50 mmol/(m2·h),CH4通量平均值为0.000163±0.00009 mmol/(m2·h),通量与分压趋势基本保持一致. 表层水体p(CO2)与溶解性无机碳浓度、碱度均呈显著正相关,而p(CH4)与水温、叶绿素a浓度均呈显著正相关,CO2通量与p(CO2)、溶解性无机碳浓度、碱度均呈正相关,CH4通量与p(CH4)、风速均呈正相关,其他环境因素对通量的影响不明显,仍需进一步研究. 金沙江下游水-气界面CH4扩散通量较低,而CO2扩散通量在世界主要河流中属于中等水平.

    • 江西省水库温室气体释放及其影响因素分析

      2017, 29(4):1000-1008. DOI: 10.18307/2017.0424

      摘要 (8225) HTML (823) PDF 1.27 M (6552) 评论 (0) 收藏

      摘要:对江西省柘林、白云山、陡水、洪门、仙女湖5个水库表面N2O、CH4和CO2这3种温室气体的溶存浓度进行测定,估算出这3种温室气体在水-气界面的释放速率分别为0.29~1.05、3.65~39.42和-51.56~1383.21 μg/(m2·h). 与其他环境因素的相关性分析表明,总氮浓度是控制N2O释放速率的决定性因素;CH4的释放速率与水体温度、透明度以及总磷浓度的相关性显著;而CO2的释放速率与叶绿素a、总有机碳浓度等环境因素均未发现单一的相关性. 根据温室气体的全球变暖潜能值计算得到5个水库温室气体总的CO2等效释放速率(TFeq-CO2)范围为237.83~2267.83 μg CO2-e/(m2·h). N2O、CH4和CO2的CO2等效释放速率在TFeq-CO2中所占比例范围分别为13.94%~83.26%、20.54%~175.21%和-140.43%~60.99%. N2O和CH4的CO2等效释放速率对TFeq-CO2的贡献基本相当;在柘林和仙女湖水库中CO2的贡献为负值,而在其余3个水库中CO2是水库所释放的最为主要的温室气体. 本实验中5个水库温室气体的TFeq-CO2相当于10.52~377.10 t C/a的碳排放,占产生相同电能燃煤发电站年碳排放量的0.05%~1.12%.

    • 用稳定同位素方法估算大型浅水湖泊蒸发量——以太湖为例

      2017, 29(4):1009-1017. DOI: 10.18307/2017.0425

      摘要 (9360) HTML (1012) PDF 1.32 M (6360) 评论 (0) 收藏

      摘要:湖泊蒸发量的准确估算对于水文学、气象学和湖泊学等研究有重要的意义. 基于2013-2015年太湖水量收支资料、气象观测数据和稳定同位素观测资料,采用稳定同位素质量守恒模型、水量平衡法和Priestley-Taylor模型估算太湖蒸发量,分析太湖蒸发量的季节变化和年际变化特征,并以Priestley-Taylor模型结果为参考值,评价水量平衡法和同位素质量守恒方程的计算精度. 结果表明:5-9月太湖蒸发量较高,冬季最低. 2013-2015年太湖年总蒸发量分别为1069、894和935 mm,蒸发量的年际变化受到天气条件的影响. 2013年12月-2014年11月期间,用Priestley-Taylor模型计算的湖泊蒸发量为885 mm;同位素质量守恒模型的估算结果较一致,为893 mm;而水量平衡方程的估算结果明显偏高,为1247 mm.

    • 人类活动影响下的云南阳宗海近百年有机碳与黑炭湖泊沉积记录

      2017, 29(4):1018-1028. DOI: 10.18307/2017.0426

      摘要 (10368) HTML (1170) PDF 1.55 M (6288) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用我国云南省昆明市阳宗海湖心40 cm沉积岩芯,分析总氮(TN)、有机碳(TOC)、黑炭(BC)含量和黑炭同位素(δ13CBC)等多环境指标,采用137Cs和210Pb定年方法建立沉积岩芯年代序列,探讨阳宗海近百年来TOC以及BC沉积变化特征及其对区域人类活动的响应. 结果表明:(1)阳宗海沉积岩芯中TN、TOC和BC含量分别为0.76~5.07、4.95~42.65和0.69~11.16 mg/g;δ13CBC值为-31.03‰~-25.45‰,均值为-27.18‰;(2)TN、TOC含量自下而上同步增长,TOC/TN摩尔比值在1994年左右增长到最大值后逐渐减小,反映了流域内人为活动导致的外源性TOC增加,阳宗海水体逐渐富营养化;(3)阳宗海沉积岩芯中BC含量及其同位素的时间序列变化,反映了当地能源结构的变化,工业源和居民消费源成为阳宗海BC的主要来源,BC与人口数量和能耗间呈显著相关.

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