过刊目录

  • 2019年, 31卷, 第01期
    刊出日期:2024-06-19
      

  • 全选
    |
  • 周建军, 杨倩, 张曼
    2019, 31(01): 1-17.
    本文根据实测资料揭示三峡水库运行以来冬季下泄水温抬高5.32℃、夏初降低3.45℃、过程滞后30~43天,三峡水库冬季水温平均高于气温10℃,且随水库蓄水位和上游水库增加不断升高.长江是罕见的从高热河源流向低热潮湿地区的世界大河,干流三峡等大型水库流量大、库容大且基本没有温度分层,水库滞热、散热和下泄热量巨大,下游水温改变范围超过汉口.需要重视的两个宏观效应:一是超温大幅降低水库和下游水溶解氧(DO),影响程度已与长江平均化学需氧量(COD)等污染同数量级,加上加速COD等耗氧,水温升高的污染危害更大;二是水库冬季巨大散热,11-1月库区平均散热强度241 W/m2、总热功率2.43亿kW,下泄潜在热量3.16亿kW、超过天然1.73亿kW,水库散发和下泄热量相当于全国平均用电功率. 2030年上游水电按规划全面建成后,冬季上游水库群还将附加吸热2亿kW(年热量2万亿kWh). DO是大坝对天然河流环境改变的重要方面,三峡支流库区现在连年水华、干流出现缺氧,水温升高进一步降低DO浓度和促进环境耗氧是当前库区和下游生态环境的主要问题之一.冬季干热河谷输出热水、2030年后更多梯级水库吸热并通过河流转移到三峡水库,巨大附加散热量对周边环境、水资源、土壤墒情和局部气候影响需要认真研究.建议在干热河谷梯级水库大规模布局水面光伏(PPV).一方面遮挡短波辐射抑制下游三峡入库水温进一步升高,另一方面利用梯级水电巨大储能、调节优势与光伏资源,互补互助、集约和大规模开发西南可再生能源与电力调节资源.本文研究显示PPV电量巨大和结构优势明显,是改善我国电力能源结构和提升水电的发展方向,还可带动更多绿色发展.
  • 杨柳燕, 杨欣妍, 任丽曼, 钱新, 肖琳
    2019, 31(01): 18-27.
    湖泊蓝藻水华暴发由于引发水生态系统的灾害和饮用水安全风险而成为国内外研究的热点之一.太湖蓝藻水华暴发原因多样,其中蓝藻自身的特性是水华暴发的内因,太湖的地理、水文和气象特征为蓝藻水华暴发提供了合适的温度和水动力条件,是蓝藻水华暴发的外因,湖泊草-藻型生态系统的转变以及氮、磷营养盐的高负荷输入更利于蓝藻生长,湖泊氮、磷营养盐四重循环是蓝藻水华不断暴发的维持机制,蓝藻水华暴发与氮、磷营养盐浓度之间存在交互作用关系.太湖蓝藻水华的控制应以陆源控源截污为基础,增加湖泊营养盐输出为重点,实现疏堵有机结合,其中恢复水生植被,重建草-藻结合型水生态系统是太湖湖泊生态修复的关键所在.
  • 刘尚武, 张小峰, 许全喜, 张欧阳, 黄俊健
    2019, 31(01): 28-38.
    三峡水库是控制和开发长江的重要工程,具有巨大的防洪、发电、航运等综合效益.水库排沙比是反映水库拦截泥沙程度的重要指标.针对目前三峡水库排沙比计算没有考虑三峡水库区间来沙,结果偏大的问题,依据三峡水库区间水文站2003-2016年实测水文资料,采用水文学法估算了三峡水库区间月、年入库输沙量,分析了三峡水库排沙效果及主要影响因素.结果表明:1)三峡水库区间年均来沙量约1775×10~4t,占总入库沙量的10.3%,近年来沙占比有所增大,其中2013-2016年来沙量占总入库沙量的26.9%; 2)三峡水库年均排沙比为21.6%,其中围堰蓄水期为34.1%,初期蓄水期为17.0%,试验性蓄水期为15.4%; 3)三峡水库采用"蓄清排浑"方式运行,主汛期7-9月的排沙比一般大于枯季,但2013年以后,出现了主汛期排沙比小于枯季的现象; 4)入库细颗粒泥沙的排沙比大于粗颗粒泥沙,其中粒径d≤0.062 mm的细颗粒泥沙排沙比为23.4%,0.062 mm0.125 mm的中粗沙排沙比分别为5.5%和11.1%; 5)三峡水库排沙比汛期主要受V/Q影响,枯季主要受入库含沙量的影响;当V/Q约为170×104s时,水库排沙效果最差;分别建立了汛期和枯季排沙比经验计算式.本文的研究成果可为三峡水库水沙优化调度等提供参考.
  • 温娅惠, 李致家, 孙明坤, 李巧玲, 霍文博
    2019, 31(01): 39-51.
    针对降雨输入不确定性对实时洪水预报影响的问题,本文采用不考虑未来预报降雨、考虑未来预报降雨、考虑预报降雨的降雨量误差和降雨时间误差4种方法,以陕西省两个半湿润流域(陈河流域和大河坝流域)为研究区域,分析不同预见期和不同降雨输入情况下洪水预报的精度.研究表明:相对于不考虑未来降雨情况,考虑未来降雨后在预报预见期较长时对预报结果精度提升较大,在预见期较短时对预报结果精度提升不显著;暴雨中心位置不同对预报精度影响也不同,当暴雨中心位于流域下游时降雨量误差对流量预报误差影响更大;降雨量误差主要影响洪量相对误差和洪峰相对误差,且这种影响是线性的,对确定性系数的影响是非线性的二次函数,降雨时间误差主要影响峰现时间误差.
  • 刘长杰, 余明辉, 周潮晖, 吴瑞霖
    2019, 31(01): 52-64.
    研究输水对水库水质时空变化的影响有助于科学预测水体富营养化及防控水华暴发.本文以于桥水库为例,基于2011-2015年实测资料分析入库水质——水温、总氮(TN)、总磷(TP)与流量的相关关系;并以2012年为典型年,运用平面二维"水动力-水质"数学模型模拟库区水质变化随入库流量的响应关系.研究表明:(1) 11月-次年4月水库水温受气温控制,入库与库区水温差异不明显; 5-10月,非输水期库区上游水温最高,输水期入库温差随流量增大呈线性升高趋势,库区上游水温明显降低且出现谷值;(2)营养物(TN、TP)浓度变化规律全年基本一致,非输水期入库TN浓度高、TP浓度低,营养物在果河段汇集,库区营养物衰减浓度降低且浓度梯度平缓;输水期入库TN浓度随流量增大呈幂函数降低趋势、TP浓度呈线性升高趋势,营养物被输移至库区上游导致库区TN、TP浓度升高且浓度梯度增大;(3)库区水温谷值及TN、TP浓度峰值均滞后于果河流量变化,且库区南岸比北岸更易受果河来流影响污染更严重.
  • 余萍萍, 王敬富, 陈敬安, 张耀, 陈权, 卢耀庭
    2019, 31(01): 65-71.
    季节性缺氧导致夏季沉积物内源磷强烈释放,加剧水体富营养化,是我国西南地区深水湖泊(水库)面临的重要挑战.有效增加夏季缺氧期深水沉积物-水界面的含氧量,是减少内源磷释放的关键.现有的深水增氧技术由于缺乏对沉积物-水界面增氧的针对性,因此治理效果有限.近年来,纳米气泡已被证实具有的稳定性好、氧传质速率高和环境风险低等优点,为新型深水增氧技术研发提供了巨大潜力.本文以天然矿物材料白云母、绢云母、硅藻土和沸石为基底,负载纳米气泡,研发纳米气泡改性矿物颗粒技术,开展湖泊沉积物-水界面增氧模拟实验研究,运用平面光电极技术评估其界面增氧效果.结果表明,纳米气泡改性矿物颗粒对沉积物-水界面具有比较明显的增氧效果.其中,改性白云母、绢云母和沸石的界面持续增氧时间可达7天以上,增氧后的界面最大溶解氧(DO)浓度达4.40 mg/L,而改性硅藻土不具有增氧能力.其次,矿物粒度对改性颗粒的增氧效果有一定影响:粒度越细,界面的最大增氧浓度越高,且持续增氧时间越长.纳米气泡改性矿物颗粒技术有望成为夏季缺氧期深水沉积物-水界面精准增氧和内源污染控制的有效技术手段.
  • 李彪, 荀凡, 陈向超, 马书占, 王亚蕊, 冯慕华
    2019, 31(01): 72-80.
    以高原深水抚仙湖为研究对象,分析了全湖16个样点表层沉积物(0~5 cm)的酸可挥发性硫化物(AVS)和同步提取重金属(SEM)的分布特征,并利用∑SEM和AVS的物质的量浓度比对全湖重金属潜在生态风险进行了评估.结果表明:AVS在南北湖区分布存在明显差异,南部湖区分布均匀,平均含量仅为0.074±0.043μmol/g,而北部湖区则由湖岸带向北湖心(N9)呈现出递增趋势,平均含量高达0.317±0.485μmol/g. SEM在南北湖区分布较为集中,南部湖区主要集中在路居河口(S2),北部湖区主要分布在老凹地(N5)和东大河口(N4).除牛摩河口(S5)、梁王河口(N3)和北湖心(N9)外,其余所有点位[∑SEM]/[AVS]>1,且南部湖区平均[∑SEM]/[AVS]值(3.51±1.91)显著高于北湖湖区(2.19±2.10).因此抚仙湖全湖尤其是南部湖区重金属生态风险应引起高度重视.
  • 姜涛, 张生, 赵胜男, 史小红, 孙标, 田伟东, 韩知明, 吕杰
    2019, 31(01): 81-87.
    为揭示冰封期氨氮(NH_4~+-N)在沉积物-水界面的迁移机制及内源性营养盐对全湖污染的贡献,于2018年2月初在乌梁素海湖区7个采样点采集了上覆水体与沉积物样品,得到了冰封期上覆水体与沉积物间隙水中的NH_4~+-N浓度,估算了沉积物-水界面NH_4~+-N的扩散通量.结果显示,上覆水体中NH_4~+-N浓度变化范围为0.55~1.60 mg/L,平均值为1.05mg/L,0~5 cm表层沉积物间隙水中NH_4~+-N浓度是上覆水体中的10倍以上,其变化范围为6.64~18.63 mg/L,平均值为11.92 mg/L.估算沉积物间隙水NH_4~+-N向上覆水体的扩散通量为1.282~4.269 mg/(m~2·d),表明在湖水冻结过程中,底泥沉积物接纳了大量的可溶性污染物成为内源污染源,会在冰封稳定期、融冰期和融冰后的一段时间内成为湖水的主要污染源.
  • 赵健, 代丹, 王瑞, 郝晨林, 何成达, 于涛
    2019, 31(01): 88-98.
    为揭示太湖流域降雨和湖水酸根阴离子长期变化特征及环境意义,通过历史数据收集和采样分析,对太湖流域降雨和湖水中的SO_4~(2-)、NO_3~-变化特征和来源进行了研究.结果表明:自1990s以来太湖流域降雨中SO_4~(2-)呈显著下降趋势,年平均下降率为0.28 mg/(L·a); NO_3~-浓度却呈显著上升趋势,年平均增长率为0.05 mg/(L·a),降雨中氮污染呈现加重的趋势.与之相反,湖水中SO_4~(2-)呈显著上升趋势,年平均增长率为1.24 mg/(L·a); NO_3~-浓度却呈显著下降趋势,年平均下降率为0.02 mg/(L·a). 30年以来,太湖水体SO_4~(2-)/NO_3~-比值不断升高,远高于降水SO_4~(2-)/NO_3~-比值.研究认为:流域SO2排放引起的酸沉降是湖水SO_4~(2-)浓度增长的最重要原因,但氮氧化物排放并未引起湖水NO_3~-浓度升高,说明太湖流域对大气沉降的氮氧化物有滞留作用,而太湖水体是流域大气沉降硫酸盐的重要汇.综合治理太湖流域酸性物质排放对防止太湖水体酸化和治理富营养化都具有重要意义.
  • 张培培, 吴艺帆, 庞树江, 王晓燕, 杜伊
    2019, 31(01): 99-112.
    化学需氧量(COD)是影响地表水体水质的主要污染指标.明确地表水中COD的降解系数,可为把握有机物污染过程变化以及有效控制污染提供科学依据.北运河是城市再生水河流,COD污染严重.以北运河从上游至下游的5个典型断面(马坊桥、火沙路、东关大桥、榆林庄桥、杨洼闸)为例,通过室内模拟实验,估算了不同断面COD_(Cr)降解系数,并对COD_(Cr)降解系数进行校正;测定了颗粒物沉降速率、复氧系数,评估了水体自净能力;分析了不同环境条件(温度、溶解氧、流速)对COD_(Cr)的降解影响.结论如下:北运河水体自净能力较差,颗粒物沉降速率范围为1.09~3.22 m/d,杨洼闸断面颗粒物沉降速率最低为1.09 m/d,其复氧系数偏低,为0.016 d~(-1).北运河水体COD_(Cr)降解系数符合一级动力学方程;经水力、温度经验公式校正后,COD_(Cr)降解系数范围为0.0184~0.0883 d~(-1),低于我国其他平原地区河流.北运河COD_(Cr)降解系数存在明显的空间差异性,上游断面的降解系数高于下游断面,不过下游北京界最后出水断面杨洼闸表现出闸坝特殊性,降解系数最高(0.0416~0.0883 d-1).水质参数中温度、溶解氧、氧化还原电位、营养盐以及总有机碳是COD_(Cr)降解系数的主要影响因子. COD_(Cr)降解系数随着温度、溶解氧、外源动力增加而增大; COD_(Cr)降解系数与营养盐、TOC呈显著正相关,与氧化还原电位呈显著负相关.研究结果可为我国相关城市再生水体水质改善和城市黑臭水体治理提供科学依据.
  • 刘祖发, 陈记臣, 卓文珊, 曾珂, 梁廖逢, 刘茹
    2019, 31(01): 113-123.
    采用固相微萃取-气质联用技术对珠江三角洲9个城市共48个湖库水体中的土臭素(GSM)、2-甲基异茨醇(MIB)和2,3,6-三氯苯甲醚(TCA)等5种嗅味物质进行检测,并探讨污水处理厂和自来水厂处理工艺中嗅味物质的浓度变化规律,同时研究强化混凝沉淀工艺对嗅味物质的去除效果.结果表明:珠江三角洲湖库水体中嗅味问题最严重的是广州、佛山、肇庆、东莞、惠州和深圳6个城市,各市湖库的嗅味物质平均浓度为70.93~116.61 ng/L;中山、珠海与江门3个城市的嗅味问题不明显,各市湖库的嗅味物质平均浓度为22.78~58.82 ng/L;珠江三角洲的湖库中浓度最高的嗅味物质是MIB、TCA和GSM,这3种嗅味物质占了嗅味物质总浓度的80.18%~100.00%;污水处理厂和自来水厂中的处理工艺对嗅味物质均有一定的去除效果,嗅味物质的去除主要发生在混凝沉淀阶段;污水处理厂对MIB、TCA和GSM的平均去除率分别为53.55%、57.40%和72.90%;自来水厂对MIB、TCA和GSM的平均去除率分别为64.14%、69.63%和36.86%;强化混凝沉淀实验中,当嗅味物质初始浓度为200 ng/L时,Al2O3投加量为13.75 mg/L可使得混凝沉淀工艺对嗅味物质的去除效果最佳且保证铝盐不超标,嗅味物质浓度增大时Al2O3投加量也需增大;反应体系的p H值处于5~8时,混凝沉淀工艺对嗅味物质的去除效果最佳;混凝搅拌速率越快,嗅味物质的去除率越高且越快达到稳定.
  • 莫苑敏, 黄亮亮, 王倩, 黄健, 邓明星, 邹琦, GUYEN Manhlinh, 李艳红
    2019, 31(01): 124-133.
    利用高效液相色谱法对桂林市青狮潭水库喹诺酮类抗生素(氧氟沙星(OFX)、诺氟沙星(NOR)、环丙沙星(CIP)、恩诺沙星(ENR))进行监测,并分析其污染来源和生态风险.结果表明:青狮潭水库水体中氧氟沙星、诺氟沙星、环丙沙星和恩诺沙星的检出浓度范围分别为50.00~660.13、3.70~5.00、3.49~6.22和4.59~6.06 ng/L;与国内河流抗生素浓度水平相比,青狮潭水库水体中喹诺酮类抗生素浓度处于中等偏低水平;青狮潭水库水体喹诺酮类抗生素浓度与水体理化性质的相关性分析表明:NOR浓度与pH相关性极显著、与浊度相关性显著,CIP浓度与总磷浓度相关性显著,OFX和ENR浓度与理化指标无显著相关性;生态风险评价结果表明青狮潭水库东湖区、西湖区水体中OFX存在高风险,NOR、CIP与ENR处于中等风险水平.
  • 夏莹霏, 胡晓东, 徐季雄, 李一平, 吴苏舒, 吴沛沛
    2019, 31(01): 134-146.
    2013年10月-2015年7月对太湖分季节共进行8次采样,以分析太湖浮游植物功能群组成、时空变化及其理化影响因子.结果显示:调查期间共鉴定出20组功能群,其中主要代表性功能群11组,分别为M、Y、C、J、P、S1、D、H1、T、MP、W1.两年的数据显示太湖浮游植物功能群的季节演替变化明显,其中富营养水体的代表性功能群M、C、Y组在各季节均占优势.RDA分析显示,以M、C功能群为主的夏、秋季功能群分布主要受到透明度的影响;以Y功能群为主的春季功能群分布主要是受到总氮浓度的影响.Pearson相关性分析显示基于功能群计算的Q指数和Shannon-Wiener指数与水温、氨氮浓度存在显著关系,两种评价方法之间也呈显著正相关.对比Q指数、Shannon-Wiener指数以及TLI指数3种水质评价方法,发现Q指数评价方法能更好地反映水体的营养状态.综上所述,功能群能直观反映太湖浮游植物季节演替特征,更能客观指示太湖水质状况.
  • 白宁静, 陈丽, 蒋伊能, 张涛, 刘术, 刘晓曦, 李天丽, 赵帅营, 陈光杰
    2019, 31(01): 147-158.
    人类活动导致的重金属污染是湖泊水体面临的主要环境压力之一.云南高原湖泊阳宗海于2008年暴发了砷污染事件且水体砷浓度目前仍然超过生活饮用水卫生标准,严重影响了水安全和生态系统健康.本研究于2015年4月-2016年2月每两月对阳宗海南、中、北部湖区进行采样调查及分析,共鉴定出浮游植物7门44属68种,绿藻门种数最多.蓝藻门占绝对优势,其中伪鱼腥藻(Pseudoanabaena sp.)、浮丝藻(Planktothrix sp.)、束丝藻(Aphanizomenon sp.)为全年的优势种,这与已有调查显示的阳宗海砷污染后浮游植物群落中蓝藻占优的基本特征一致.方差分析结果表明浮游植物生物量在时间尺度上呈现显著的变化特征,最大值出现在8月(14.06 mg/L),最小值出现在12月(1.23 mg/L),而空间差异不显著. Pearson相关分析显示,浮游植物总生物量与水温、p H呈显著正相关,而与砷、透明度、锰、钠、钾和总磷浓度呈显著负相关.冗余分析结果表明,水温、砷、钙、锰、钾共同解释了阳宗海浮游植物群落结构变化的57.18%.方差分解的结果进一步表明,水温、钙离子和砷三者作用共同解释了浮游植物群落结构变化的32.05%,其中水温和钙离子分别独立解释了群落变化的12.45%和8.28%,水体砷浓度仅独立解释了2.33%,但与水温共同作用解释了9.46%.因此,我们推测水温的季节性波动导致了湖泊水体热力分层的明显变化,其中水体混合作用的增强可能会促进底泥释放过程并增加表层水体的砷浓度,进而影响了浮游植物群落的季节性变化.研究结果有利于评价重金属污染对湖泊的长期生态效应,并为砷污染湖泊的环境修复提供重要的科学依据.
  • 杨宋琪, 祖廷勋, 王怀斌, 王丽娟, 陈天仁, 王丹霞, 杨生辉, 罗光宏
    2019, 31(01): 159-170.
    为探究黑河张掖段浮游植物群落季节动态及其与环境因子的相互关系,于2017年对黑河张掖段10个断面进行4个季度的采样调查,共计检出浮游植物8门80属316种,其中蓝藻门、绿藻门和硅藻门种类分别占总种类数的10.75%、15.22%和68.35%.水环境因子中,温度、电导率、盐度、溶解氧和叶绿素a浓度时空变化显著,总氮、总磷浓度则随着海拔降低而呈现显著升高的趋势.调查期间,黑河张掖段浮游植物密度在0.92×104~116.67×104cells/L之间,从上游到下游呈现明显的递增趋势.优势种主要集中在硅藻门,包括扇形藻(Meridion sp.)、弧形峨眉藻(Ceratoneis arcus)、极小曲壳藻(Achnanthes minutissimum)、延长等片藻细弱变种(Diatoma elongatum var. tenuis)、尖针杆藻(Synedra acus)、简单舟形藻(Navicula simplex)、谷皮菱形藻(Nitzschia palea)、变异直链藻(Melosira varians)、普通等片藻(Diatoma vulgaris)、肘状针杆藻(Synedra ulna)等,此外,在河段优势种中,中下游出现蓝藻门的微囊藻(Microcystis sp.)(优势度为0.025)、绿藻门的四尾栅藻(Scenedesmus quadricauda)(优势度为0.020)、隐藻门的尖尾蓝隐藻(Chroomonas acuta)和卵形隐藻(Cryptomonas ovata)(优势度为分别为0.045和0.032)种类. 4个季度Shannon-Wiener多样性指数(H')均值分别为2.65、2.76、2.89和2.44,Pielou均匀度指数(E)均值为0.93、0.90、0.91和0.87,Margalef丰富度指数(d)均值为1.73、1.77、2.00和1.31.随着海拔的降低,浮游植物H'和d显著升高,而E变化范围相对平稳.结合水体营养盐指标、浮游植物及多样性指数等指标对水质评价,黑河张掖段水质总体呈无污染或轻度污染到轻中度污染状态,且中游污染程度加剧. RDA与Pearson相关性分析结果表明,水体氮磷营养盐、温度、海拔是影响黑河张掖段浮游植物群落结构及动态的关键因素,而在河段下游,电导率、盐度也是影响浮游植物群落结构的主要环境因子.
  • 张莹莹, 蔡晓斌, 杨超, 宋辛辛, 李仁东, 厉恩华, 王学雷
    2019, 31(01): 171-182.
    利用Landsat系列遥感影像数据(1974、1979、1984、1990、1996、2001、2006、2009、2014和2017年)解译得到的土地利用/土地覆盖变化(LUCC)结合研究区44年的气温、降水量、水位等气象水文数据,构建LUCC经验统计模型和计算景观格局指数,探讨1974-2017年洪湖国家级自然保护区景观格局变化的主要驱动因素.研究结果表明:土地利用强度指数由1974年的207增加到2017年的249.36,人类开发利用湖滨带的程度增强,到2017年约有30%的自然湿地转化为坑塘、农田和滩地及建设用地.不同地表覆盖类型的景观格局指数均发生了较大变化,2000年以后湖滨带逐渐形成了以养殖为主的低矮围景观.总体上景观趋于破碎化、连通性降低、稳定性变弱.洪湖湿地自然保护区土地利用强度指数与景观格局综合指数呈较显著的正相关,两者的相关系数为0.84,土地利用强度增加则景观更加破碎、斑块之间的连接程度减弱、区域的景观聚集度下降和景观异质性增加.总体而言,洪湖湿地自然保护区受人为干扰影响明显,开展封湖育草自然恢复与建立植被恢复示范区相结合,构建自湖滨至湖心的梯度变化完整的湿生植被-挺水植被-漂浮植被-浮叶植被-沉水植被的水生植物群落,退耕还草、退垸还湖、修复湖滨带植被,大幅度提高洪湖的自净能力,增加其水生植物多样性,实现湿地的有效修复,改善其结构和功能,维系洪湖湿地生态系统的平衡.
  • 张娜, 李言阔, 单继红, 涂小斌, 张育慧, 李跃, 汪凌峰, 应钦
    2019, 31(01): 183-194.
    鄱阳湖是我国最大的淡水湖,也是具有国际意义的候鸟越冬地.本研究于2015和2016年越冬期对鄱阳湖越冬水鸟的群落结构、丰富度和空间分布进行了系统的调查,分别记录到水鸟494033和388017只,隶属于6目13科68种.雁形目和鸻形目鸟类种类最多,其次是鹳形目和鹤形目;从生态型来看,游禽32种,涉禽36种.雁鸭类相对丰富度最高,是鄱阳湖越冬水鸟的优势类群,其次是鸻形目鸟类,而2015和2016年鹤形目鸟类数量仅占当年总数量的2.6%和1.4%.在鄱阳湖湿地的不同区域,越冬水鸟种类组成差异较大.从空间分布来看,越冬水鸟主要集中在鄱阳湖自然保护区、九江湿地和南昌湿地.开展鄱阳湖越冬水鸟的种群数量调查,摸清越冬水鸟群落结构和种群丰富度现状,对于有针对性地开展越冬水鸟保护具有重要意义.
  • 于超, 周立志, 宋昀微
    2019, 31(01): 195-201.
    能量的消耗模式是动物适合度的重要体现,动物的日常行为和栖息地特征共同影响日能量消耗.稻田生境是越冬水鸟重要的觅食场所之一,同时又容易受到人为干扰,越冬水鸟应对日间不同的人为干扰因素而合理进行能量消耗配置,对于在越冬后期为迁徙而贮备能量的水鸟来说尤为迫切和重要.本文采用焦点动物取样法,观测越冬后期稻田中小天鹅(Cygnus columbianus)在干扰和非干扰环境中昼间行为的时间分配,推算其能量消耗.结果表明,小天鹅在干扰环境中警戒行为的时间分配和能量消耗、单次警戒时间和警戒频次均显著大于非干扰环境,游泳频次也是如此;在稻田中的昼间警戒能耗随干扰时间增加而增加,随干扰距离增加而降低.干扰造成小天鹅减少高能耗的取食行为,增加低能耗的警戒行为,降低昼间总能量的消耗.
  • 薛涛涛, 刘雄军, 武瑞文, 欧阳珊, 吴小平
    2019, 31(01): 202-210.
    于2016年10月和2017年10月对太湖全湖8个湖区129个样点的蚌类进行调查,分析蚌类的物种组成、现存量、空间分布及历史变化.共采集到蚌类704个个体,隶属8属14种.全湖蚌类平均生物量和密度分别为4.169±9.337 g/m~2和0.164±0.386 ind./m~2;各湖区蚌类平均生物量和密度差异较大,东部沿岸区生物量和密度最高,分别为14.975±16.743 g/m~2和0.577±0.758 ind./m~2;湖心区生物量和密度最低,仅为0.727±1.622 g/m~2和0.029±0.071 ind./m~2.扭蚌(Arconaia lanceolata)、圆顶珠蚌(Unio douglasiae)和背角无齿蚌(Anodonta woodiana woodiana)为太湖现阶段的优势种.基于蚌类平均密度的聚类分析,8个湖区分为3类.与历史数据相比,太湖蚌类资源呈明显衰退趋势,现状不容乐观,需加强对太湖蚌类的保护和资源的有效管理.
  • 明瑞梁, 刘润强, 林秋奇
    2019, 31(01): 211-219.
    竞争是调控水体浮游动物群落结构的生物因素之一.根据"大小效率假说",大型滤食性枝角类对小型枝角类有竞争优势.然而,大型滤食性枝角类体内磷含量通常高于小型枝角类,生长比小型枝角类更容易受食物磷缺乏的影响,食物的磷缺乏可能会改变大型枝角类和小型枝角类之间的竞争结果.本研究比较分析了食物碳磷比对两种常见枝角类(盔型溞(Daphnia galeata)和脆弱象鼻溞(Bosmina fatalis))的种群增长率、种群密度及种间竞争关系的影响.实验设计了3个食物质量处理组:高磷(碳∶磷=105)、中磷(碳∶磷=740)和低磷(碳∶磷=2400),食物浓度均为2 mg C/L蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa);针对每一个食物质量处理组,盔型溞和脆弱象鼻溞分别单独培养或混合培养.盔型溞和脆弱象鼻溞平均最大种群密度分别为378~893和364~2399 ind./L;平均种群增长率分别为0.11~0.14和0.09~0.16 d-1;平均体长分别为1.53~2.50和0.25~0.35 mm.种群增长率和体长均随着食物碳磷比的升高而显著下降,而最大种群密度在中磷处理组显著高于其它两个处理组.盔型溞种群增长率在单独培养和混合培养间无显著差异;脆弱象鼻溞种群增长率在混合培养时显著低于单独培养时.在高磷和中磷处理组,盔型溞最大种群密度在单独培养和混合培养间无显著差异,在低磷处理组,混合培养时最大种群密度显著低于单独培养时;在高磷处理组,脆弱象鼻溞最大种群密度在单独培养和混合培养间无显著差异,在中磷和低磷处理组,混合培养时显著低于单独培养时.结果表明,在食物碳不缺条件下,不管食物磷是否缺乏,盔型溞均比脆弱象鼻溞有竞争优势.
  • 方鵾鹏, 南芳茹, 冯佳, 吕俊平, 刘琪, 谢树莲
    2019, 31(01): 220-235.
    以采自山西晋祠泉的一株淡水红藻JC1712001为实验材料,对其进行分子系统发育分析和形态特征鉴定,同时利用分子数据对其进行生物地理学研究.结果显示,该株淡水红藻JC1712001与美国、西班牙地区报道的马赫拉熊野藻(Kumanoa mahlacensis Kumano)遗传距离最近,基于rbc L、COI和UPA序列的遗传距离均为0.基于3个序列,利用贝叶斯法、最大似然法和邻接法3种方法构建的系统发育树具有高度一致的系统发育关系,JC1712001均与西班牙及美国地区已报道的马赫拉熊野藻聚为一支,支持率都在97%以上,支持其为马赫拉熊野藻,同时也表明3个基因的高度保守性.形态特征的观察也支持这个结果.马赫拉熊野藻在欧洲、亚洲、北美洲均有分布,RASP软件构建的地理起源图谱显示,欧洲类群地理起源更为古老.马赫拉熊野藻为稀有种,本文的研究结果丰富了我国淡水红藻的分布,为其系统发育和地理起源研究提供了依据.
  • 马苏超, 王一郎, 敖鸿毅, 虞功亮, 李守淳, 李仁辉
    2019, 31(01): 236-242.
    现代分子生物学技术为蓝藻的生物多样性研究提供了更多信息和证据.单细胞蓝藻——双囊藻属(Geminocystis)是2009年从集胞藻(Synechocystis)分离出来的新属. 2017年5月从青海湖的封闭子湖——月牙湖采集分离到一株单细胞蓝藻藻株,16S rRNA基因序列显示此藻株和双囊藻的藻种显示出最高的相似性,都在97%以上,并且在分子系统树聚为一束.此株的细胞结构以及超微结构显示,细胞纵轴具有窝式结构以及类囊体不规则的排列等双囊藻属所具有的特征.双囊藻是我国蓝藻的新报道纪录属,本研究还对双囊藻的分类和生态进行了讨论.
  • 沈鹏珂, 张雪芹
    2019, 31(01): 243-255.
    湍流运动是大气边界层的本质特征,是地表与大气之间能量和物质交换的主要方式.本文利用2016和2017年4-10月藏南羊卓雍错湖泊涡动观测资料,分析了湖面大气湍流方差和湍流特征量的统计和变化特征.结果表明:(1)不稳定层结下,三维风速分量和超声虚温、水汽密度、CO2密度的无量纲标准差随稳定度变化符合Monin-Obukhov相似理论的"1/3"或"-1/3"次幂律,垂直风速的拟合效果最好;稳定层结下,除CO2密度无量纲标准差与稳定度无明显关系外,其他量基本上满足相似性规律;中性条件下,以上物理量的无量纲标准差分别趋近常数:3.57、3.93、0.77、20.91、6.35和11.96.(2)水平方向平均湍流强度(0.60和0.58)大于垂直方向(0.13),三维方向湍流强度与平均风速的变化呈显著负相关,相关系数分别为-0.39、-0.42和-0.34.(3)湖面湍流动能随风速呈线性增长,增长率达0.45 m/s;近中性层结时湍流动能最大,层结越稳定或不稳定湍流动能均减小.(4)湖泊下午到傍晚动量输送较强,13:00-22:30时间段平均动量通量达0.091 kg/(m·s2);热量输送以潜热为主,潜热通量日平均值(77.3 W/m~2)是感热通量(14.6 W/m~2)的5.3倍,感热和潜热通量日变化峰值分别出现在5:30(22.4 W/m~2)和16:00(106.6 W/m~2).
  • 李凯迪, 周远洋, 周起超, 董云仙, 张运林, 常军军, 陈乐, 陆轶峰
    2019, 31(01): 256-267.
    程海位于云南省丽江市永胜县,是高原封闭型深水湖泊的典型代表.为了揭示程海真光层深度的时空分布及其影响因子,于2016年3月-2017年2月在程海布设9个点位开展逐月调查.结果显示:光合有效辐射漫射衰减系数、真光层深度的年均值分别为1.06±0.25 m-1、4.64±1.27 m;空间变化方面,无论"北、中、南部"还是"西、中、东部",全年、逐月及雨旱季的真光层深度均无显著差异;时间变化方面,5月的真光层深度最高(6.49±1.03 m)、7月的最低(3.63±0.48 m),且全年、雨季、旱季的各月份间差异显著;回归分析发现,浮游植物生物量是程海真光层深度的最主要影响因子,悬浮物浓度次之(主要在雨季),有色可溶性有机物的影响甚微.为进一步识别程海真光层深度的间接影响因子,本文还分析了浮游植物生物量与生态因子的相关性.本研究可为程海的保护和治理积累数据并提供借鉴.
  • 杨平, 张逸飞, 金宝石, 谭立山, 仝川
    2019, 31(01): 268-281.
    模型估算法是水-气界面甲烷(CH_4)通量监测的主要方法.本研究选择6种不同的参数化模型方法估算了2015年6、8和10月两个亚热带河口养殖塘水-气界面CH_4传输速率(kx)及其扩散通量,探讨了河口养殖塘kx及CH_4扩散通量的变化特征和影响因子.结果表明:研究期间,不同模型估算下的kx及其扩散通量均值在闽江河口养殖塘变化范围分别为1.60±0.75~6.29±1.30 cm/h和9.19±2.67~30.64±6.28μmol/(m2·h),在九龙江河口养殖塘的变化范围分别为0.89±0.19~6.07±0.61 cm/h和3.18±0.48~21.03±2.13μmol/(m2·h); kx及其扩散通量在两个河口区均呈现随时间推移而升高的特征;整个养殖期间,养殖塘水-气界面平均CH_4传输速率kx呈现闽江河口略高于九龙江河口(P>0.05),但水-气界面平均CH_4扩散通量呈现闽江河口显著高于九龙江河口的特征(P<0.05);风速、水体溶解CH_4浓度和盐度是调控河口区养殖塘水-气界面CH_4扩散通量变化的重要因子;不同模型估算出的河口养殖塘水-气界面CH_4传输速率kx存在差异,表明模型估算法获得的水-气界面CH_4扩散通量存在一定的不确定性.
  • 刘会基, 刘恩峰, 于真真, 张恩楼, 林琪, 王荣, 沈吉
    2019, 31(01): 282-292.
    湖泊沉积物有机碳埋藏是陆地碳循环中重要的环节,对全球碳平衡起着重要的作用.洱海是云贵高原第二大淡水湖,目前对洱海生态环境变化、重金属与营养盐污染等已展开了较为深入的研究,但对近百年来沉积物有机碳埋藏时空变化与驱动因素缺乏系统的分析.本文通过对洱海北部湖区典型岩芯(编号EH2012)以及其他湖区13个沉积岩芯中有机碳(OC)含量的分析,结合湖泊生态环境与气候因子变化,研究了近百年来沉积物有机碳埋藏时空变化特征与影响因素. C/N摩尔比值表明洱海沉积物中OC以湖泊内源为主,不同湖区岩芯中OC含量变化趋势基本相似.以EH2012岩芯为例,OC含量历史变化可分为3个阶段:1970年以前,表现出较稳定的低值; 1970-2000年,OC含量逐渐增加; 2000年以来,OC含量增加更加明显并达到近百年来的最大值.近百年来,EH2012岩芯有机碳累积速率(OCAR)呈逐渐增加趋势,变化范围为7.9~87.2 g/(m~2·a),平均OCAR(OCAR)为24.1 g/(m~2·a); OCAR变化与OC含量和区域气温呈显著正相关,全球变暖与营养驱动下的湖泊生产力提高可能是近年来OCAR增加的主要原因之一.基于重金属Cd污染初始时间建立的时标,1982年以来不同湖区OCAR为17.1~44.7 g/(m~2·a),采用克里金插值得到的全湖OCAR均值为31.4 g/(m~2·a);不同湖区OCAR与磷累积速率呈显著正相关,指示了湖泊营养水平对有机碳埋藏空间变化的重要影响.
  • 于志同, 李广宇, 张恩楼, 刘兴起
    2019, 31(01): 293-304.
    选取博斯腾湖3个不同点位岩芯,在~(210)Pb和~(137)Cs年代序列基础上,利用沉积物中的各理化指标,分析了该湖碳沉积的时空变化特征,结合各指标的相关性、沉积速率、C/N、同位素特征等,探讨了该湖1860年以来碳沉积环境的变化过程,为干旱区湖泊碳埋藏研究提供了依据.结果表明:1860-1910年,沉积速率相对较小,受人类活动影响较小,磁化率、中值粒径、总无机碳(TIC)较为稳定,总有机碳(TOC)含量相对较低,此时该湖有较多陆源有机质的输入; 1910-1950年,湖泊西部浅水域沉积速率明显高于东部深水区,西北湖区水域有大量外源物质的输入,而湖泊初级生产力较低,内源贡献相对较小; 1950-1980年,全湖TOC、TIC含量均呈现升高的趋势,尤其是西北近黄水沟水域升高最快,湖泊内源贡献在增加,陆源组分的输入相对前一阶段要少; 1980-2002年,沉积速率快速升高,尤其湖泊东部水域最为明显,TOC含量均呈现升高的趋势,湖泊西部水域初级生产力要高于东部深水区,湖面蒸发较强,气候比较温暖; 2002年以来,全湖沉积速率相对较高,外源有机质贡献较小.过去150年博斯腾湖沉积物碳累积速率整体上呈现出升高的趋势,尤其是近50年来快速升高,东部湖区碳累积速率比西部湖区高.