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  • 2022年, 34卷, 第04期
    刊出日期：2024-06-19
      
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  • 太湖流域水文连通性：现状、研究进展与未来挑战
    杨素, 万荣荣, 李冰
    2022, 34(04): 1055-1074.
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    水文连通性作为连接河湖水体间物质、能量及信息传递与交换的关键纽带，对水环境、水生态和生境状况具有联动与触发反馈作用，已成为水文学、水利学和生态学等诸多领域的研究热点.太湖流域作为全国典型的流域性密集平原河网区，在快速城镇化背景下，河湖水文连通关系变化剧烈并引起了一系列生态环境效应.本文以水文连通性概念与内涵为背景，对太湖流域水文连通性研究进行了综述.太湖流域水文连通性评价方法以图论法、景观格局指数及水文连通性函数等方法联合使用为主，且聚焦于区域尺度研究；演变过程按人类活动影响强度大致划分为自然水系形成阶段、古代人类活动影响阶段和现代人类活动影响阶段；气候变化和人类活动共同影响着太湖流域水文连通性变化，近百年来水利工程建设和城市化进程等人类活动的影响尤为剧烈；良好的水文连通性有利于汛期减轻流域洪涝灾害及非汛期保障水资源供给，但水文连通性的提高对水环境和水生态的效应由于涉及因素众多尚存在争议.针对当前研究现状和存在问题，提出（1）平原河网区水文连通性的定量表征与评估是水文连通性研究的前提；（2）定量解析流域水文连通性的驱动机制是水文连通性研究的重点；（3）深入跟踪大型引水调水工程对流域水文连通影响及其效应是一项长期任务；（4）兼顾环境生态效应的水利工程生态化改造研究，开展工程控制背景下的流域水文连通多目标优化调控，是实现太湖流域洪水调蓄、水资源供给、水环境净化、生物多样性维持等生态系统服务协同提升的重要途径.
  • 太湖蓝藻水华暴发的氮磷控制阈值分析
    曹晶, 田泽斌, 储昭升, 牛远, 郑丙辉
    2022, 34(04): 1075-1089.
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    藻类生长与营养盐浓度存在藻类几何级数增长的营养盐浓度变化的下限阈值和藻类生长不受氮磷浓度增加影响的上限阈值，但由于蓝藻水华的形成受多种因素的综合影响，不同湖泊、不同区域及不同时段的氮磷浓度对蓝藻水华的影响差别较大，使得蓝藻生长的氮磷控制阈值难以确定.针对控制蓝藻水华暴发的氮磷阈值的研究虽然有所开展，但多集中在实验室研究阶段或对经验值的判断，虽然也有基于野外实测数据的研究，但也限制于某一特定区域，而基于野外长序列实测数据并且覆盖整个湖泊的氮磷阈值研究则是空白.太湖作为具有较高营养背景的富营养化浅水湖泊，蓝藻水华的发生受氮磷影响较大.对太湖总磷（TP）、总氮（TN）和叶绿素a(Chl.a)浓度的时空变化分析发现，太湖西北湖区的TP、TN与Chl.a浓度明显较高，并且TP、TN与Chl.a均呈显著性正相关.为探究太湖蓝藻水华暴发的TP和TN控制阈值，以轻富营养化等级下的Chl.a分级标准（10, 26]作为表征水华暴发的条件，采用郑丙辉等的频率分布法，确定了太湖蓝藻水华暴发的TP和TN控制阈值分别为0.05～0.06和1.71～1.72 mg/L；通过空间验证，太湖藻型区TP和TN浓度远高于同级营养水平下全湖区TP和TN控制阈值，表明藻型区高氮磷水平为蓝藻水华发生提供充足营养盐条件，即使氮磷全湖平均浓度控制在蓝藻水华暴发的氮磷阈值水平之下，但在气象水文等因素适宜条件下，藻型区水华发生风险仍然较高；并且在高氮磷背景下，即便在水华发生风险低的季节，水华发生风险仍然较大.近十几年来，虽然太湖经历了大规模的高强度治理，但由于环太湖流域的湖西区入湖负荷占比大，导致太湖藻型区氮磷浓度仍处于高位运行状态，为蓝藻水华的暴发提供了充足的营养盐基础，因此，湖西区的控源减排仍然是太湖富营养化及蓝藻水华防控的重点.
  • 基于遥感藻总量和气象因子的巢湖不同湖区藻华预测
    刘东, 张民, 沈明, 曹志刚, 齐天赐, 邱银国, 段洪涛
    2022, 34(04): 1090-1101.
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    湖泊能为人类提供不可或缺的资源，而全球普遍存在的湖泊富营养化导致的藻华频繁暴发正不断损害湖泊生态环境服务功能.为合理保护湖泊环境和防治藻华危害，需预测藻华暴发.以我国富营养巢湖为研究区，本文构建了一种基于遥感藻总量和气象因子的不同湖区藻华暴发概率预测方法.基于MODIS/Aqua数据，研究首先反演了2003 2019年日尺度的藻华分布和考虑垂向结构的水柱藻总量.然后，统计了西、中和东巢湖的藻华面积，判别了藻华/非藻华日，并匹配日平均藻总量和气象因子.最后，筛选出藻华形成的关键影响因子——藻总量、气温和水汽压，并构建了不同湖区日藻华暴发概率的Logistic预测模型.不同湖区月平均藻总量基本一致，但藻华暴发日占比呈“西高东低”特征.对西、中和东巢湖的藻华/非藻华检验样本，模型精度分别为90%、85%和89.5%，模型也适用于2020年夏秋季和冬春季藻华预测.湖泊藻华暴发是藻类大量增殖并在一定气象条件下的产物，故基于遥感藻总量和气象因子的藻华暴发概率预测科学合理，可推广应用于太湖等其他富营养湖泊.
  • 贵州高原百花水库浮游植物功能群的动态变化及驱动因子
    韩丽彬, 王星, 李秋华, 黄国佳, 马一明, 潘少朴, 李银久
    2022, 34(04): 1102-1114.
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    为了解贵州高原百花水库浮游植物功能群的动态变化与环境因子的关系，于2020年1—12月（除2月份）对浮游植物与水环境指标进行逐月采样，利用RDA和相关性分析，结合群落更替指数（BC）对百花水库浮游植物功能群进行分析.结果表明：1)2020年百花水库共鉴定出浮游植物7门64种，其中绿藻门物种数最多为27种，其次为硅藻门和蓝藻门，浮游植物总生物量的范围为124.8～2235.4μg/L;2）百花水库浮游植物共归类为26个功能群，其中S1、L_M、J、B、P、D、MP、Y和W1为优势功能群，多数适宜生存在中营养的水体.功能群B、D和LM是长期处于优势地位的功能群，以梅尼小环藻（Meneghiniana cyclotella）、尖针杆藻（Synedra acus）和飞燕角甲藻（Ceratium hirundinella）为主；3）综合营养状态指数（TLI（∑））为36.90～50.20，生态状态指数（Q）值为0.73～3.46，说明百花水库处于中营养状态.4）分析结果表明，水温和pH共同影响浮游植物优势功能群的动态变化.
  • 西藏麦地卡湿地的浮游植物——2.功能群特征及其与环境因子的关系
    潘成梅, 刘洋, 安瑞志, 巴桑
    2022, 34(04): 1115-1126.
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    为揭示青藏高原湿地浮游植物功能群时空分布特征与环境因子的关系，本文于2019年7月（丰水期）和2019年10月（枯水期）在麦地卡湿地调查浮游植物功能群组成和生物量，并运用Spearman相关性分析、冗余分析（RDA）和典范对应分析（CCA）等方法，对麦地卡湿地浮游植物功能群时空分布特征及其与环境因子的关系进行分析.结果表明：1）根据功能群分类方法，麦地卡湿地浮游植物可划分为27个功能群，分别为A、B、C、D、E、F、G、H1、J、K、LM、LO、M、MP、N、P、S1、S2、T、TB、TC、W1、W2、X1、X2、X3和Z；在时间维度上，丰水期有26个功能群，枯水期有23个功能群；在空间维度上，河流湿地有24个功能群，湖泊湿地有23个功能群，沼泽湿地有12个功能群.2）丰水期，以功能群A、D、LM、LO、MP、N、P、T、TB和X3为主，枯水期以功能群A、D、J、LM、LO、MP、N、P、T和TB为主，其中A和T功能群为2个水情期的共有绝对优势功能群，功能群J仅为枯水期的绝对优势功能群.3）生态状态指数（Q）范围为1.80～4.86，平均值为3.80，表明麦地卡湿地水质状态为“好”.4）相关性分析表明，浊度、CODCr、总磷和硝态氮与部分优势功能群生物量具有显著相关性；RDA分析表明，盐度和总氮是影响丰水期优势功能群生物量的主要环境因子.CCA分析表明，总氮和硝态氮是影响枯水期优势功能群生物量的主要环境因子.
  • 上海水源地毗邻湖库浮游植物群落结构的季节变化及其影响因子
    王三秀, 魏莱, 王爽, 陈玲, 黄清辉
    2022, 34(04): 1127-1139.
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    为改善城市水源地及毗邻水域的水质管理，2019年11月至2020年11月分别在青草沙水库中央沙水域和金泽水库南白荡水域开展了4个季度的采样调查.运用综合营养状态指数（TLI（∑））对水体营养状态等级进行综合评估，并采用主成分分析（PCA）、冗余分析（RDA）和相关性分析等方法研究了浮游植物群落特征与环境因子的关系.结果表明：中央沙和南白荡水域TLI（∑）范围分别为57.5～59.0、54.1～56.1,2个水体均处于轻度富营养状态；两者分别鉴定出浮游植物7门104属184种、8门96属172种；蓝藻门是中央沙水域全年浮游植物构成的主要门类，其次为硅藻门、绿藻门，而南白荡浮游植物群落结构季节性演替明显，优势门类由硅藻门/隐藻门蓝藻门隐藻门/硅藻门变化，浮游植物细胞密度季节平均值变化范围分为3.00×10~7～1.61×108cells/L、4.29×10~6～6.59×10~7cells/L；鉴定出2个水体浮游植物的优势类群分别有4门17属、5门13属，中央沙水域全年的主要优势类群为假鱼腥藻属（Pseudanabaena）和长孢藻属（Dolichospermum），而南白荡春冬季的主要优势类群为小环藻属（Cyclotella）、隐藻属（Cryptomonas）和蓝隐藻属（Chroomonas），夏秋季主要优势类群为假鱼腥藻属、平裂藻属（Merismopedia）和微囊藻属（Microcystis）；中央沙水域浮游植物群落结构变化主要与总氮、总磷、水温等环境因子有关，而南白荡主要与水温、总溶解性盐等环境因子有关，水体流通性差异对此起关键作用.
  • 藻类生长预测模型的比较研究——以洪湖水体为例
    郭正强, 严平川, 向宣好, 鲍仲涛
    2022, 34(04): 1140-1149.
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    根据洪湖2014 2019年水质及藻类监测数据，运用综合营养状态指数法评价了丰、平、枯3个时期的营养状态.在此基础上运用逐步回归分析法确定影响藻类生长的显著因子，并根据不同水量不同营养状态细分9种情形对藻类生长做回归预测分析，同时运用BP神经网络模型对回归预测的结果进行比较验证.结果表明：洪湖丰、平水期以蓝藻门为主，枯水期以硅藻门为主；湖泊的营养状态处于中度富营养与轻度富营养之间.分析各时期藻种生物量与影响因子的相关性，发现丰水期控制因子有水温、CODMn和透明度；平水期和枯水期控制因子有水温、总氮、总磷.以2014 2018年数据逐步回归分析得出枯水期+中营养和枯水期+轻度富营养决定系数较低，其余7种时期决定系数均在0.5以上，说明逐步回归并不适用于所有时期.使用2014 2018年的数据进行神经网络训练和验证，2019年的数据进行预测，比较BP神经网络与逐步回归的均方根误差发现全年预测时BP神经网络效果更好；枯水期+中营养和枯水期+轻度富营养逐步回归效果较好，逐步回归的均方根误差仅为1600～4000；丰水期和平水期2种方法预测效果相当.合理地选择预测模型能为湖泊水华做出预警，控制显著变量可以达到防治水华污染的效果.
  • 基于色度角的岱海水体营养状态遥感评估
    王芳, 青松, 刘楠, 郝艳玲, 包玉海
    2022, 34(04): 1150-1163.
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    湖泊富营养化已经成为水资源领域的研究焦点，是水环境领域面临的长期严峻挑战.为探明干旱半干旱区域湖泊营养状态，以典型岱海水体为例，利用2019 2020年6次野外实测数据为基础，针对Sentinel＿2A和Landsat＿8 OLI遥感数据，基于营养状态指数TSISDD与色度角之间的相关关系，建立了岱海水体营养状态评估模型，并利用1986 2020年遥感影像数据，得到了长时间序列的水体营养状态.结果表明：（1）本文建立的营养状态评估模型，根据精度检验结果显示模型精度较好，决定系数（R2）为0.74，均方根误差（RMSE）为3.66，平均绝对百分比误差（MAPE）为4.84%.(2)将算法应用到时间序列MSI、TM、ETM+和OLI数据，得到了岱海水体1986 2020年的营养状态动态特征.结果表明，岱海水体面积逐年减少，且多数时间处在轻度富营养化状态.水体富营养化现象大体上从边缘逐渐向湖中心趋于缓和，离岸边越近富营养化现象越严重，通常趋向湖中心以中营养为主，整体上贫营养化现象极少.（3）岱海营养状态时空变化与气温、风速和降水量等气候因子的相关性并不显著，对其解释率为13%.气候因子对营养状态的月变化影响显著，对其解释率为93%.
  • 我国南方地区桉树叶浸泡对水库沉积物致黑元素分布及迁移转化的影响
    魏尧, 李一平, 朱雅, 刘斯璇, 李荣辉, 唐春燕, 郭晋川, 陈刚, 黄亚男, 王亚宁, 陈春, 何菁
    2022, 34(04): 1164-1174.
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    我国南方地区桉树种植区周边水库冬季水体泛黑现象频发，桉树砍伐残体（尤其是叶）浸出液中富含的溶解性有机碳（DOC）、单宁酸与铁、锰、硫化物等一系列反应是其主要致黑原因，然而目前致黑物质对水库泛黑的贡献程度和途径仍不清楚.为了模拟桉树叶浸泡对水库黑水形成的影响机制，研究选取夏季水体未泛黑期（水体热分层稳定）进行室内浸泡实验，测定每6 h上覆水体溶解氧（DO）、氧化还原电位（Eh）、透光度等理化指标，分析DGT有效态铁、锰、硫和DOC、单宁酸浓度分布规律及迁移转化特征，计算沉积物水界面处Fe~(2+)、Mn~(2+)、S~(2-)表观扩散通量.结果表明：桉树叶浸泡明显消耗水体中的DO，且显著影响水体Eh与透光度.此外，透光度与DO浓度呈显著正相关（相关系数为0.618～0.978）.桉树叶浸泡释放大量DOC和单宁酸，其中单宁酸浓度远超有氧马尾松组，其上覆水中浓度分别达到23.9、26.0和34.0 mg/L，说明桉树浸泡为黑水形成提供了重要的DOC和单宁酸来源.桉树叶浸泡后上覆水和表层沉积物中DGT有效态Fe浓度均明显增加，深层沉积物间隙水中DGT有效态Fe浓度明显下降，且其表观扩散通量均为正值，说明深层沉积物中Fe向沉积物水界面迁移，为黑水形成提供了重要的Fe来源.研究结果可为解决我国南方地区桉树人工林区水库水体突发性泛黑问题提供科学依据.
  • 引水工程出水路线的优化对太湖总磷格局的影响——基于新孟河工程的思考
    朱伟, 薛宗璞, 刘环, 程林, 张昱, 赵帅, 冯甘雨, 王若辰
    2022, 34(04): 1175-1196.
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    “新孟河引水”作为“二引三排”格局的关键组成，将长江水直接引入太湖的竺山湖区，在新的引排格局下，“新孟河引水”对太湖水环境尤其是总磷会有怎样的影响？针对“新孟河引水”工程，如何设计出水路线才能趋利避弊，改善太湖总磷？本文实测并收集了2007 2020年太湖的水文水质数据为基础，模拟了不同路线对太湖分湖区总磷的影响，力求将“新孟河引水”对太湖的影响进行一个清晰的分析，并为形成最为合理的出水路线提供支撑.结果表明：太湖不同湖区对出水路线的响应不同.从单一出水路线的角度来看，新孟河引水后，太浦闸增加出水会使得太湖西北部浊水加快来到太湖东南部，对太湖东南部有不利的影响.而梁溪河或新沟河出水的西北小循环是“新孟河引水”工程优化出水路线，在降低竺山湖、梅梁湖总磷的同时，没有恶化太湖东南部水质，对太湖总磷也有降低的效果.在应用中可以组合各种出水路线，形成联动方案.从物料平衡的角度看，太湖底泥目前仍是磷汇.引水后4种出水路线年均滞留量为1435 t，其中出水河道设置在东太湖（太浦闸）磷滞留量最大，年滞留1513 t；出水河道设置在梅梁湖（新沟河、梁溪河）磷滞留量最小，年滞留1404 t左右.
  • 盐度对湖冰冻结过程中氮磷营养盐排出效应的影响
    张程, 黄文峰, 李瑞, 杨惠杰, 赵雯, 林战举
    2022, 34(04): 1186-1196.
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    伴随结冰过程的盐分排出是驱动冰封浅湖营养盐动态变化的关键过程，影响湖泊水质、环境与生态演变.为探究湖冰冻融过程如何改变寒区浅湖营养盐条件，采用自制定向冻结装置开展了无机氮磷营养盐溶液（NH_3-N、NO_2~--N、NO_3~--N、PO_4~(3-)-P）的室内冻结试验，结合现场采样分析评估了冻结排出效应对典型浅湖氮磷营养盐的影响.结果表明：营养盐浓度、盐度（以NaCl表征）是影响冻结排出效率的关键因素；随营养盐浓度的升高，冰内营养盐浓度升高，但冻结分离系数减小；若盐度升高，冰内营养盐浓度和分离系数均增大，主要与未冻卤水泡的形成有关；3种形态的无机氮、磷酸根的分离系数均存在明显差异.将试验结果应用于内蒙古乌梁素海结冰期氮磷营养分析，计算表明湖冰冻结排盐过程不仅造成湖水各类营养盐浓度升高，同时改变无机氮素构成、氮磷比等营养结构状态；特别是若湖泊盐度发生变化，氮磷营养盐的冻结排出效率及其差异性均会显著改变，增加冰封期湖泊营养条件的时空变异性.本文结果可广泛应用于定量评价冰层冻融过程对冬季湖泊营养条件的影响，有助于理解冰封期浮游植物群落演变的内在驱动力.
  • 生态补水对白洋淀湿地植被格局的影响
    唐彩红, 陈东明, 易雨君, 周扬, 张尚弘
    2022, 34(04): 1197-1207.
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    白洋淀位于雄安新区腹地，是雄安新区重要的生态屏障与后花园，生态补水与植被恢复是白洋淀生态修复的重要内容.本文运用遥感影像资料，对比分析了雄安新区设立以来（2017年和2020年）白洋淀挺水植被、沉水植被、陆生植被、开阔水域、建设用地和裸地6种土地利用类型的变化趋势，深入剖析了挺水植被、沉水植被和陆生植被的时空分布格局、生长期内逐月生物量变化及其演替规律，探讨了水位变化对挺水植被和沉水植被生物量的影响，分析了雄安新区设立以来生态补水对淀区植被恢复的整体效果.结果表明：白洋淀水生植被主要分布在淀区北部、西北、西南和沿岸水深较浅的区域，相比2017年雄安新区设立之初，生态补水作用下，2020年淀区水位平均上涨0.63 m，沉水植被、陆生植被分布面积分别扩大了7.5%和21.4%，挺水植被和裸地面积则缩减了19%；挺水植被在8月生物量达到最大值，其分布面积和生物量随水位的增加整体呈减小趋势，同时受季节演替影响，温度升高则会显著促进挺水植被生长；与之相反，沉水植被随季节演替，其年内生物量最大出现在5、9和10月，但分布面积未有明显变化，且其生物量变化受水位影响不明显.总体而言，雄安新区设立以来，白洋淀年内植被生物量明显增加，为淀区水环境质量和水生态安全提供保障.
  • 三峡水库枯水期补水调度对洞庭湖越冬白鹤（Grus leucogeranus）摄食栖息地的影响
    戴凌全, 王煜, 汤正阳, 戴会超, 任玉峰, 常曼琪, 吴倩, 毛劲乔
    2022, 34(04): 1208-1218.
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    摄食栖息地面积是反映越冬水鸟生存空间的直接指标，三峡水库运行后洞庭湖枯水期水文节律出现新的变化，给越冬水鸟摄食栖息地造成的影响尚不明确.为定量描述三峡水库枯水期不同出库流量对洞庭湖越冬水鸟摄食栖息地的影响，以洞庭湖典型的珍稀越冬水鸟——白鹤（Grus leucogeranus）为指示性候鸟，以白鹤摄食对栖息地水深需求作为关键生态因子，建立白鹤摄食对水深需求的栖息地适宜度模型.构建涵盖长江干流、三口河系、洞庭湖及其四水尾闾河段的江湖一体化耦合水动力模型，实现栖息地水动力分布特征的精确模拟.在此基础上耦合栖息地适宜度模型和水动力模型，建立了面向白鹤摄食对三峡水库出库流量需求的物理栖息地模型，量化不同出库流量对应的白鹤摄食栖息地加权可利用面积，定量分析水库运行对白鹤摄食栖息地面积的影响.结果表明：1月中旬三峡水库不同出库流量下洞庭湖白鹤潜在摄食栖息地面积保持稳定并随出库流量的增加呈增大趋势，维持在101.40～121.84 km~2之间，其中东洞庭湖摄食栖息地面积在7.49～9.86 km~2之间，南洞庭湖（含横岭湖）摄食栖息地面积在47.37～60.34 km~2之间，西洞庭湖摄食栖息地面积在46.54～51.64 km~2之间.不同湖区摄食栖息地面积随着三峡水库出库流量的增加均呈增大的趋势，说明三峡水库枯水期补水调度对于维持栖息地面积具有重要作用.较三峡水库运行前相比，白鹤摄食栖息地面积最大增加20.44 km~2，对应的增幅为20.16%.成果明晰了三峡水库运行对洞庭湖白鹤摄食栖息地面积的影响规律，可为通过三峡水库补水调度改善洞庭湖越冬水鸟摄食栖息地生境提供理论基础.
  • 汉江中下游梯级枢纽联合生态调度对产漂流性卵鱼类自然繁殖的效应研究
    雷欢, 陈锋, 谢文星, 陈金生, 金瑶, 黄道明
    2022, 34(04): 1219-1233.
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    为促进汉江中下游鱼类繁殖，2018年6月汉江中下游首次实施梯级联合生态调度试验.该研究在汉江中下游钟祥、沙洋、泽口、仙桃江段设置监测断面，采集鱼类早期资源，并在兴隆枢纽泄洪闸上、下开展鱼类溯流集群情况监测，以分析生态调度对促进汉江中下游鱼类繁殖的效果.监测结果表明汉江中下游鱼卵种类共有26种（属），其中产漂流性卵鱼类22种.监测期间漂流性卵径流量为143411万粒，其中四大家鱼卵径流量为4887万粒，占3.41%，推测汉江中下游有6处成规模的产漂流性卵鱼类产卵场.生态调度期间，坝下鱼类溯流集群随兴隆枢纽调度过程发生变化，钟祥和仙桃江段均出现两次鱼类产卵高峰，鱼卵径流量占总径流量的61.66%，并监测到四大家鱼卵，表明梯级联合生态调度结合区间来水，对汉江下游鱼类，特别是四大家鱼的繁殖具有积极的作用.
  • 不同沉水植物叶片附着细菌群落多样性及网络结构差异
    昂正强, 孙晓健, 曹新益, 周淇, 关保华, 曾巾
    2022, 34(04): 1234-1249.
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    沉水植物叶表附着大量细菌，与沉水植物构成了复杂的共生体系.叶片附着细菌是水生态的重要组成部分，能影响沉水植物自身生长和水体物质循环过程.目前，对于沉水植物多样性对植物叶片附着细菌群落的影响知之甚少.本研究比较了不同沉水植物物种多样性对浮游细菌和叶片附着细菌群落的影响，同时探究不同植物——苦草（Vallisneria natans）、穗状狐尾藻（Myriophyllum spicatum）、微齿眼子菜（Potamogeton maackianus）和黑藻（Hydrilla verticillata）叶片附着细菌的群落结构和多样性特征.结果表明，浮游细菌和叶片附着细菌的群落α多样性和β多样性具有显著差异.与单一植物物种体系相比，高植物物种多样性体系中植物叶片附着细菌群落α多样性较高.在高植物物种多样性体系中，黑藻叶片附着细菌群落的α多样性显著较高而β多样性显著较低，苦草叶片附着细菌群落的α多样性较低.沉水植物叶片附着细菌群落优势菌群属于变形菌门（Proteobacteria）和拟杆菌门（Bacteroidetes）.高植物物种多样性体系中苦草的物种共现网络最具模块性.嗜甲基菌（g＿Methylophilus）、红杆菌（f＿Rhodobacter）、黄杆菌（g＿Flavobacterium）是物种共现网络的关键物种.本文研究植物物种多样性对淡水湖泊细菌群落结构的影响，并强调宿主植物对附着细菌群落的重要选择作用，加深对细菌群落在水生植物叶片定殖机制的理解.
  • 水文与岸滩变化对滨岸带南荻—芦苇群落适宜生境的影响——以长江武汉河段为例
    熊海滨, 孙昭华, 陈立, 杨绪海, 周歆玥, 李芷晴, 周炜兴
    2022, 34(04): 1250-1261.
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    建立了考虑淹没频率和淹没水深等生境因子的水动力生境适宜度数学模型，基于三峡水库蓄水前后的长序列水文观测数据和不同时期的河道地形资料，研究了近20年来武汉河段汉口边滩南荻（Miscanthus lutarioriparius）芦苇（Phragmites australis）群落的适宜生境变化情况，量化了不同因素的影响.结果表明：所建立的生境数值模型能较好地模拟还原南荻芦苇群落实际空间分布情况.与2001年前的情况相比，若维持地形不变，三峡水库蓄水后的径流过程调平、年内水位变幅减小将导致群落适宜分布带向河道方向转移，且面积减小33.24%；若保持水文条件不变，岸线利用引起的地形坡度坦化将导致群落扩张，其分布面积增加69.11%；由于后者影响占主导地位，在2种因素综合影响下，南荻芦苇群落向低滩地蔓延的同时呈现了扩张的趋势，面积增加42.53%.进一步发现，若滩地地形变化或人工建筑位于淹没频率在5%～25%区间带内，则水文变化、地形变化2种因素会对南荻芦苇群落生境产生迭加影响，这种迭加影响甚至会大于单因素影响之和.研究表明岸滩开发等人为干扰导致滨岸滩地改变时，可能会影响滩上植被生长条件，这值得有关部门进行岸线规划、利用和进行生态保护时重点关注.
  • 克氏原螯虾（Procambarus clarkii）对新鲜和不同分解腐烂程度的沉水植物摄食选择性研究
    罗艺涓, 张泽慧, 高健, 焦一滢, 王和云, 廖明军
    2022, 34(04): 1262-1270.
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    原产美国南部和墨西哥东北部的克氏原螯虾是目前全球入侵最广的小龙虾，也是对淡水生态系统最具破坏性的物种之一，其对栖息地沉水植物的现存量构成严重威胁，然而目前对克氏原螯虾摄食沉水植物的机制还知之甚少.本文选择6种沉水植物，研究克氏原螯虾对浅水湖泊常见的沉水植物穗花狐尾藻（Myriophyllum spicatum）、密刺苦草（Vallisneria denseserrulata）、轮叶黑藻（Hydrilla verticillata）、菹草（Potamogeton crispusL.）、马来眼子菜（Potamogeton malaianus）和金鱼藻（Ceratophyllum demersum）的新鲜植株和分解腐烂后的植株的摄食偏好及原因，结果表明克氏原螯虾对沉水植物新鲜植株选择逗留偏好为：最偏爱逗留在轮叶黑藻区，在穗花狐尾藻、密刺苦草和马来眼子菜3种植株区逗留频次无区别，而在金鱼藻区逗留频次显著最低，6种植物湿重减少量与逗留偏好趋势相似；相对各新鲜植株，克氏原螯虾均更喜欢逗留在分解腐烂8 d或12 d后的植物碎屑区域，相应分解腐烂8 d或12 d植物湿重降低量也显著更高.6种植物新鲜植株总酚类含量均显著高于分解腐烂后的植株，其中穗花狐尾藻新鲜和分解腐烂后的植株的总酚类含量始终显著高于其他5种植物.结合植物总酚类指标和摄食偏好结果，表明克氏原螯虾对沉水植物的摄食具有选择性，相对新鲜植物更喜摄食腐烂后的碎屑，总酚类不是影响其选择的关键因子.
  • 海洋水色遥感产品在青海湖鱼产潜力估算中的应用
    班璇, 舒鹏, 祁涛, 龙奥运, 祁洪芳, 杜浩, 杨建新, 史建全, 杨海乐, 李君轶
    2022, 34(04): 1271-1283.
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    鱼产潜力可为渔业资源保护和管理提供科技支撑，传统的鱼产潜力估算方法在大型湖泊中往往成本高、采样率低、时效差.本研究基于2018 2020年非冰封期（5 10月）在青海湖的实测数据，通过提取和校对海洋水色遥感MODIS卫星数据反演产品（1 km分辨率）并结合垂向归纳模型（VGPM）构建了青海湖浮游植物初级生产力及鱼产潜力估算模型，估算的浮游植物初级生产力与实测值对比的平均相对误差小于25%.利用该模型估算2018 2020年非冰封期青海湖基于浮游植物初级生产力的鱼产潜力并分析其时空分布规律，结果显示青海湖鱼产潜力在5 10月呈现先增加后减少的季节波动规律，最大值出现在夏季（7 8月）；空间分布上呈现湖心小，岸边及靠近入湖支流河口区域大的分布状态，全湖总鱼产潜力月均变化范围为2.5万～17.6万t.鱼产潜力的时空分布规律主要受气温、外源营养物质、裸鲤摄食等影响.研究表明青海湖非冰封期的鱼类资源承载力年累计值可达45.8万t，明显高于现有裸鲤资源的现存量和历史产量高峰值，表明青海湖仍然具备很大的鱼类资源承载力与增殖空间.本研究为同类型的大型高原湖泊基于卫星遥感的高效长期鱼产潜力监测估算提供了范例，为青海湖“封湖育鱼”政策制定和增殖放流保护决策提供参考.
  • 有壳变形虫群落组成及与环境因子的关系——以山西滹沱河湿地为例
    王春玲, 胡杰, 赵心语, 王婷婷, 苟奎贤, 甄志磊
    2022, 34(04): 1284-1294.
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    滹沱河湿地是山西省重要的湿地资源，对生物多样性的保护有至关重要的作用.有壳变形虫是一类生活在淡水生态系统中的原生动物，对环境变化响应敏感，是良好的环境生物指示剂.本研究主要对山西滹沱河流域6个湿地52个不同生境的沉积样品进行有壳变形虫物种组成及多样性分析，通过对有壳变形虫和环境因子数据进行排序分析探讨影响有壳变形虫群落分布的关键环境因子.结果显示：滹沱河湿地共记录有壳变形虫20种，其中斜口三足虫（Trinema enchelys）、顶足法帽虫（Phryganella acropodia）和线条三足虫（Trinema lineare）为优势种，相对丰度分别为23.4%、17.38%、13.48%.沉积物粒度和有机质含量对有壳变形虫的物种组成及多样性有显著影响，砂粒含量越低、有机质含量越高，有壳变形虫的丰富度和多样性就越高.CCA排序结果表明硝态氮和COD是影响有壳变形虫种类组成和分布的关键环境因子，解释量分别为19.6%和17.3%，而pH的解释量最小，为8.6%.本研究结果为山西湿地有壳变形虫的现代生态学研究提供借鉴，为湿地多样性保护、管理和修复提供理论支撑.
  • 1994—2018年松嫩平原西部月亮泡水淹区生态变化及其对水淹频次的响应
    李晓东, 宋开山, 闫守刚
    2022, 34(04): 1294-1307.
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    半干旱内陆地区的湖泊湿地是一种特殊的生态系统，季节和年际时间尺度上的湖泊水文变化对湖泊湿地生态结构和功能有着重要影响.近20年来，月亮泡湖泊湿地经历了自然和人为因素共同作用下的水文波动过程.为了实现大尺度地表生态年内/年际变化检测，更好地了解湖泊年际水淹范围及其水淹频次对内陆湖滨湿地生态的影响，基于19942018年Landsat TM/OLI影像数据（30 m），首先，计算提取月亮泡的年际水体信息和水淹频次，进而获取湖泊年际淹没范围.其次，采用综合生态指数变化检测法提取生态信息，选取3个标准观测年（1995、2006、2016年），从年内变化和年际变化视角分级评价了研究区生态变化，并分析了水淹频次与湿地生态变化的关系.最终，现有研究表明：湖泊年际水淹区主要分布在月亮泡的北侧与西侧尾闾，月亮泡湖泊湿地北侧的年际水淹频次更为显著.湖泊面积的扩展与自然湿地的减少是月亮泡水淹区域的主要变化类型.在这种变化情况下，研究区水体指数累积量的增加与植被指数累积量的衰减成为显著的生态变化特点.月亮泡湖泊年际水淹频次在一定时间和空间上影响着水淹区域的植被生产能力，水淹的低频波动是研究区植被累积量增加的关键因子.因此，在湿地生态恢复与管理过程中，维持合理的水文波动，恢复月亮泡北侧与西侧沼泽湿地是该区域内生态保护的核心措施.
  • 太湖流域设计暴雨时空分布对太湖洪水位影响分析*
    徐天奕
    2022, 34(04): 1308-1318.
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    太湖是太湖流域最大的调蓄水体，合理地推求太湖流域设计暴雨，对于太湖设计洪水位确定非常重要.针对近年来太湖流域变化环境造成的暴雨特性及产汇流机制的变异，采用水文水动力学模型模拟分析了现状条件下太湖流域设计暴雨控制时段及时空分布对太湖洪水位影响.结果表明，以30、60、90日为控制时段的设计雨量与太湖最高洪水位关联密切，控制时段低于30日的暴雨时程分配对太湖最高洪水位基本没有影响.当设计暴雨中心位于太湖上游区域时，模拟的太湖洪水位具有明显升高的趋势，表明太湖洪水位对上游暴雨更为敏感.分析了1999、2016、2020年暴雨为典型的设计暴雨场景，结果表明，暴雨时程分配对太湖洪水位影响显著，主雨峰位于暴雨后期的设计暴雨可以造成更高的太湖洪水位.从太湖防洪安全考虑，采用30、60、90日为控制时段，暴雨中心位于上游，且雨峰位于暴雨过程后期的设计暴雨推求太湖洪水位是合适的.建议将2016、2020年暴雨过程列入太湖设计暴雨计算的备选典型，并作进一步分析论证.
  • 基于Copula的洞庭湖—流域—长江系统水文干旱概率分析
    李珍, 李相虎, 张丹, 蔺亚玲
    2022, 34(04): 1319-1334.
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    洞庭湖是长江中游重要的通江湖泊，水系格局复杂.近年来在气候变化和人类活动的双重影响下，江湖关系发生变化，湖泊水文干旱事件频发.基于洞庭湖、流域和长江干流水文站点的实测数据，通过标准化水位指数和标准化径流指数识别了水文干旱事件，并运用Copula函数分析了洞庭湖流域长江系统水文干旱的联合概率分布特征.结果表明：在年尺度上，1964 2016年间洞庭湖共发生了9次水文干旱事件，水文干旱的发生概率为14.01%，洞庭湖流域系统、洞庭湖长江系统的水文干旱联合概率分别为9.65%和8.58%，表明年尺度上流域来水对洞庭湖水文干旱的影响更大.在季节尺度上，洞庭湖流域系统春季水文干旱联合概率最高，且两者同时发生水文干旱事件的次数最多，表明洞庭湖春季水文干旱与流域入湖补给减少有密切关系；而洞庭湖长江系统，其秋季水文干旱联合概率最大，尤其自2003年以后更加极端和频发，这一方面受秋季降水减少和流域内人类活动的影响，另一方面三峡水库秋季蓄水使长江中下游干流水位降低，长江对湖泊顶托作用减弱也是重要原因之一.
  • 长江下游仪征河段汊道分流属性及航道滩槽演变机制
    方娟娟, 付菁, 杨云平, 许慧, 贾梦琳, 王建军, 熊慧
    2022, 34(04): 1335-1346.
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    长江下游仪征河段处于枯季潮流界的上边界，揭示其汊道分流属性及滩槽联动演变机制，对河势控制工程及深水航道工程实践具有重要意义.本研究收集了1955 2021年水文泥沙及地形等资料，在汊道分流关系及调整成因上：世业洲右汊的分流属性为枯水倾向型汊道，即低流量时期分流比大于高流量时期；1959 2021年期间，世业洲右汊分流比经历了“稳定下降上升”的调整过程，上游河段滩槽格局调整及流域来沙减少引起的汊道间不均衡冲刷是分流关系调整的主因；流域流量过程调整、河道崩岸等综合影响引起1959 2017年期间世业洲右汊分流比为减小态势，航道工程实施起到了调控汊道关系的功能，世业洲右汊分流比为增加态势.在滩槽联动演变关系上：仪征河段进口段以展宽为主，世业洲左汊展宽程度大于右汊，左汊河床形态变化与进口段滩槽形态的一致性关系优于右汊，即上游进口段滩槽演变、流域来沙量减少等综合作用会加速了左汊发展；2015年南京以下12.5 m深水航道二期工程建设以来，工程区域淤积且洲体完整性增强，且深槽冲刷及河槽容积增大，表明航道工程已实现汊道分流关系及滩槽调控的功能.
  • 不同水文情景下洪泽湖二氧化碳排放通量特征及影响因素
    朱俊羽, 彭凯, 李宇阳, 刘朝荣, 周蕾, 周永强, 丁艳青
    2022, 34(04): 1347-1358.
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    内陆水域二氧化碳（CO_2）排放是全球碳平衡的重要组成部分，全球CO_2排放通量估算通常有很大不确定性，一方面源于CO_2排放数据观测的时空离散性，另一方面也是缺少水文情景与CO_2排放通量关联性的研究.本文观测了2018年洪泽湖不同水文情景表层水体CO_2排放通量特征，并探讨其影响因素.结果表明，洪泽湖CO_2排放通量为丰水期（（106.9±73.4）mmol/（m~2·d））>枯水期（（18.7±13.6）mmol/（m~2·d））>平水期（（5.2±15.5）mmol/（m~2·d）），且碳通量由丰（310.2～32.0 mmol/（m~2·d））、枯（50.8～2.2 mmol/（m~2·d））、平（-17.3～39.8 mmol/（m2·d））3种水文情景的交替表现出湖泊碳源到弱碳汇的转变，空间上CO_2排放通量总体呈现北部成子湖区低、南部过水湖区高的分布趋势.洪泽湖CO_2排放对水文情景响应敏感，特别是上游淮河流域来水量的改变，是主导该湖CO_2排放时空分异的重要因子.丰水期湖泊接纳了淮河更多有机和无机碳的输入，外源碳基质的降解和矿化显著促进了水体CO_2的生产与排放，同时氮、磷等营养物质的大量输入，加剧了水体营养化程度，进一步提高CO_2排放量，间接反映出人类活动对洪泽湖CO_2变化的深刻影响.平、枯水期随着上游淮河来水量的减少，驱动水体CO_2排放的因素逐渐由外源输入转变为水体有机质的呼吸降解.此外，上游河口区DOM中陆源类腐殖质的累积与矿化能够促进CO_2的排放，而内源有机质组分似乎并没有直接参与CO_2的排放过程.研究结果揭示了水文情景交替对湖库CO_2排放的重要影响，同时有必要进行高频观测以进一步明晰湖泊的碳通量变化及其控制因素.
  • 抚仙湖沉积物多指标记录的过去5000年湖泊环境变化
    杨春和, 杨欢, 郑平波, 段立曾, 张晓楠, 张虎才, 沈才明, 孙惠玲
    2022, 34(04): 1359-1371.
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    我国西南地区湖泊众多，利用湖泊沉积物已开展了大量全新世植被、降水、温度和水位等的重建工作.然而，代用指标的季节性差异和气候演变的区域差异使得不同代用指标和地区重建的古气候结果存在较大差异，需要更多可靠记录来相互佐证和构建我国西南地区气候变化的详细图景.本文以云南抚仙湖FXH-6钻孔沉积物为研究对象，对正构烷烃和色度指标作了分析，在厘清其来源及环境指示意义的基础上，重建过去近5000年抚仙湖有机质的来源和湖泊水位的变化，探讨了湖泊环境变化与区域气候变化的关系.结果表明，抚仙湖沉积物中正构烷烃n-C_(23)和n-C_(31)可有效指示内源沉水植物和外源陆生植物.近5000年抚仙湖湖泊环境经历了3个阶段：在5000 2300 cal a BP阶段，沉水植物广泛分布，湖泊水位处于高位；在2300 2000 cal a BP阶段，抚仙湖沉积环境快速变化，内源沉水植物生物量锐减，水位快速下降；2000cal a BP至今，沉水植物生物量持续减少，湖泊水位保持低水位；同时，人类活动也影响了该阶段（2000 cal a BP至今）陆源植物的输入.本研究重建的抚仙湖持续降低的水位变化和湖泊生产力趋势与过去5000年西南地区的年平均温逐渐降低、年平均降水量逐渐减小的总体趋势相对应，表明区域气候变化是湖泊沉积环境变化的主要驱动力.
  • 枝角类亚化石揭示的湖北太白湖过去百余年环境演变
    林涌权, 董旭辉, 廖粤军, 李燕, 羊向东, Jeppesen Erik
    2022, 34(04): 1372-1383.
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    近百年来长江中下游地区的浅水湖泊经历了气候变化及日益增强的人类扰动，造成了普遍的湖泊富营养化、水动力条件和水生生态系统的状态转变，水体的生态服务功能明显退化.枝角类作为一种重要的水生生物，敏感地响应于湖泊及其流域的环境变化，但目前对亚热带湖泊中的枝角类亚化石的环境指示意义，与其它古生态指标如硅藻、摇蚊等对环境变化的响应差异尚未明确.因此，本文以浅水湖泊太白湖为研究对象，结合流域历史资料和监测数据，基于沉积岩芯中枝角类群落过去百年来的期演化序列，重建了近百年来太白湖的历史环境演变过程及机制.对比硅藻及摇蚊的群落演化特征，探讨了多门类古生态指标对环境变化的响应差异.本文重点讨论了枝角类对湖泊鱼类产量指示意义及利用枝角类亚化石来重建历史环境的应用前景及不足.
  • 黄色的蓝藻水华
    宋挺, 张军毅, 李旭文, 朱家民, 胡俊
    2022, 34(04): 1384-1391.
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    随着全球气候变化和水体富营养化，在过去几十年中蓝藻水华改变了全球的淡水生态系统.蓝藻因独有的藻蓝蛋白而大多呈现蓝绿色，因此其水华也常称为蓝绿藻水华.然而随着蓝藻水华关注度的不断提升，尤其是监测和研究的不断深入，经常在水体中发现蓝藻水华出现黄化的现象.例如，太湖出现的黄色蓝藻水华，冬春季以长孢藻属（Dolichospermum）水华为主，夏秋季以微囊藻属（Microcystis）水华为主.即使外观看起来是蓝绿色的蓝藻水华，但仔细观察形成蓝藻水华的群体颗粒，也有部分呈现黄色，反之亦然.实际上，鉴于色素组成的差异性，也许水体中就没有两个颜色完全一致的蓝藻群体颗粒.目前对于黄色的蓝藻水华及其形成机理，国内外鲜有报道和研究.光照和氮限制被认为是最有可能的原因.在关注蓝藻水华黄化的同时，更应该关注和研究这些颜色变化给蓝藻水华及水环境所带来的风险和挑战，尤其是对水生态管理工作的启发和意义.
  • 建议将Pseudanabaena译成“假鱼腥藻属”而不是“伪鱼腥藻属”
    李仁辉
    2022, 34(04): 1392.
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    <正>自从林奈1753年创立生物双名法后，地球上的每个生物物种有了自己的属名加种名的专用名字，这为人类认识自然界带来了名称上的统一，消除了混淆.全世界统一的物种名字都是以拉丁名来表示，中国学者要了解及进一步在我国研究和交流相关物种，需要对这个拉丁名字进行中文翻译，许多在中国分布的生物类群，都已经有了中文名字.目前，生物的拉丁名是如何规范翻译成中文的，总的来说没有统一的约法和规定，但是大体分为意译、音译以及主观翻译等几类情况.