EN中文

过刊目录

  • 2022年, 34卷, 第05期
    刊出日期：2024-06-19
      
  • 全选
    |
  • “引江济太”20年：工程实践、成效和未来挑战
    吴浩云, 甘月云, 金科
    2022, 34(05): 1393-1412.
      可视化   收藏
    过去几十年太湖流域经济社会快速发展,但由于经济增长方式尚未根本转变,流域水循环系统遭到无序干扰和破坏,太湖水污染问题严重,水质型缺水问题突出,流域水安全面临巨大挑战.“引江济太”作为太湖流域水安全保障的关键措施和流域水环境综合治理的重要举措,自2002年启动实施以来,以丰补枯,增加流域水资源供给;以动治静,抑制太湖蓝藻大规模暴发,改善流域区域水环境;科学应对,保障突发水污染事件和重大活动期间供水安全,取得了显著的综合效益,社会各界予以了广泛关注.本文基于监测数据和大量文献,在综述“引江济太”实践背景、过程和成效的基础上,重点围绕“引江济太”调度模式、水量水质保障、洪旱风险管控、调水事件驱动等进行了研究.结果表明,“引江济太”通过试验探索回答了流域治理管理的一些关键科学问题,已经成为提升流域水资源和水环境承载能力的重要手段.面对极端气候变化、流域水循环格局变化、保障长三角一体化高质量发展水安全新需求和挑战,建议“引江济太”实践中,探索多目标统筹协调调度、开展数字孪生太湖调水、促进流域骨干水网建设,实现”引江济太”综合效益最大化.
  • 小流域农业面源污染监测断面设置与污染物通量估算研究进展
    李影, 秦丽欢, 雷秋良, 罗加法, 杜新忠, 闫铁柱, 刘宏斌
    2022, 34(05): 1413-1427.
      可视化   收藏
    流域尺度面源污染的监测是系统认识农业面源污染的发生、迁移及转化过程,并对其进行有效控制的重要基础.当前,田块尺度的面源污染监测方法比较成熟,而流域尺度的监测,尤其是监测断面的布设及采样频率设置等方面的研究较少.本文详细梳理了小流域采样断面布设、采样频率优化和河流断面通量估算3方面的主要进展.1)从小流域样点布设来看,包括常规监测采样设计、针对性监测采样设计和融合前两种类型的监测采样设计3种类型,点位布设方法上有遗传算法、模糊逻辑法、熵值法和模型法等,样品采集方式包括随机采样、复合采样、综合采样以及连续采样4种类型,其中复合采样应用广泛;2)从采样频率来看,1～2周一次的采样频率即可精准获取污染负荷通量,若需要进一步提高精度,可在水文/水质变异大的时期提高监测频率及在特殊断面加密布点;3)在通量估算上,当前主要的计算方法有平均法、插值法和回归/曲线法3类方法,其中流量加权的浓度估计法、插值算法和LOADEST法是简便且精确的方法,方法的选择上也可根据不同时期流域污染源特征进一步优化.
  • 铁（氢）氧化物介导的溶解性有机质、无机磷的固定及相互作用研究进展
    文帅龙, 刘静静, 戴家如, 黄秀琳, 安世林, 刘正文, 杜瑛珣
    2022, 34(05): 1428-1440.
      可视化   收藏
    铁(氢)氧化物介导的溶解性有机质(DOM)和无机磷(DIP)的固定在水生态系统中普遍存在,对碳、磷元素的生物地球化学循环有重要的影响.铁(氢)氧化物主要通过吸附和共沉淀两种过程固定DOM和DIP,且铁(氢)氧化物、DOM和DIP三者存在复杂的相互作用.本文主要从铁(氢)氧化物对DOM和DIP的固定,铁(氢)氧化物、DOM和DIP之间的相互影响等方面综述了相关研究进展,梳理了铁(氢)氧化物、DOM和DIP在吸附和共沉淀过程中的相互作用机制与影响因素.DOM的存在会通过占据铁(氢)氧化物表面吸附点位、络合、抑制铁水解沉淀等途径影响铁(氢)氧化物对DIP的固定;且不同机制与DOM的不同性质如分子大小、芳香组分、羧基官能团含量等有关.而DIP的存在会改变铁(氢)氧化物对DOM的固定分馏过程,改变溶液中DOM的组分和性质.在明晰三者相互作用基础上,探讨了铁(氢)氧化物介导的DOM和DIP的固定过程对湖泊内源磷释放和碳埋藏的可能影响,并对未来的研究方向进行了展望.
  • 2016—2020年长江中游典型湖泊水质和富营养化演变特征及其驱动因素
    赵晏慧, 李韬, 黄波, 冯艳玲, 雷明军, 卓海华, 吴云丽
    2022, 34(05): 1441-1451.
      可视化   收藏
    “十三五”时期,长江流域水环境质量改善明显,但湖泊水质和富营养化状况改善滞后.长江中游作为我国淡水湖泊集中分布区域之一,部分湖泊存在水环境质量恶化和富营养化加重问题.本文以长江中游区域国家开展监测的洪湖、斧头湖、梁子湖、大通湖、洞庭湖和鄱阳湖这6个典型湖泊为研究对象,科学评价其2016-2020年水质和富营养化时空变化特征及关键驱动因素,探讨其成因及治理对策.结果表明,“十三五”时期长江中游湖泊水质和富营养化程度存在较大差异,与2016年相比,2020年大通湖水质改善最为明显,梁子湖水质变差,总磷是影响长江中游湖泊水质类别的主要因子;洪湖富营养程度恶化最为严重,斧头湖次之,TLI(SD)对长江中游湖泊富营养化评价贡献最大.目前长江中游湖泊呈有机污染加重和叶绿素。浓度升高现象,洪湖、斧头湖和梁子湖主要与氮、磷营养盐浓度升高有关,而大通湖、洞庭湖和鄱阳湖受水文过程、流域纳污量和湖泊管理等非营养盐因素影响较大.总氮和总磷仍然是影响“十三五”时期长江中游湖泊水质和富营养化的最主要驱动力,且各湖泊总氮和总磷浓度变化均具有较强正相关性,建议开展河湖氮、磷标准衔接工作,提出河湖氮、磷标准限值或考核目标,以完善河湖水环境质量标准和生态健康影响评价技术规范.同时,建议长江中游湖泊在开展截污控源、内源控制和生态修复的同时,进一步深化流域管理,特别是对洞庭湖、鄱阳湖、梁子湖和斧头湖等跨行政区湖泊,以提高湖泊治理与修复的系统性和整体性.
  • 寡-中营养型水体偶发性蓝藻水华的驱动因素分析——以南京方便水库为例
    陈文权, 孟洋洋, 单延功, 李香华, 王炜, 张民
    2022, 34(05): 1452-1460.
      可视化   收藏
    寡-中营养型水体中,虽然营养盐水平偏低,但仍会偶发性出现较为严重的蓝藻水华现象,其具体机制仍有待深入探索研究.本研究以偶发水华水体方便水库为例,通过历史数据分析和调查研究,探讨了其水华蓝藻的优势类群,并分析了蓝藻水华形成的主要驱动因素.研究发现:方便水库优势的水华蓝藻为浮丝藻和长孢藻,这两种丝状蓝藻是发生偶发性蓝藻水华的潜在风险物种,其中浮丝藻的发生风险最高,风险时段为7-9月.方便水库多年来营养盐浓度呈现下降的趋势,其中总氮浓度的下降趋势快于总磷浓度,整体有利于蓝藻水华的防控,但是营养盐的波动,尤其是随着降雨导致的地表径流入库对水体总磷的脉冲式补充,降低了水体氮磷比,增加了水库偶发蓝藻水华的风险;在营养盐满足的条件下,水温、高锰酸盐指数和氧化还原电位是发生浮丝藻水华的主要驱动因素,氧化还原电位、水温和透明度是发生长孢藻水华的主要驱动因素.本研究结果有助于提升对偶发性蓝藻水华机制的认识和应急处置工作的精准性.
  • 氮磷比对微囊藻与栅藻磷赋存及分配的影响
    谭啸, 石琳, 段志鹏, 曾庆飞, 李聂贵, 强娟
    2022, 34(05): 1461-1470.
      可视化   收藏
    太湖水体氮浓度及氮磷比的改变可能影响藻类对磷元素的赋存及分配,进而影响水体总磷浓度.为此,本研究选取常见蓝藻(群体微囊藻和单细胞微囊藻)和绿藻(斜生栅藻),设置低氮磷比(N:P=2)和高氮磷比(N:P=20)培养实验,分析藻体胞内磷(INT-P)和胞外磷(EPS-P)含量、形态及分布,探究氮磷比对藻体磷元素赋存及分配的影响.结果表明:低氮磷比组斜生栅藻和群体微囊藻的藻体磷(CTP,即INT-P与EPS-P之和)显著增加,分别为高氮磷比组的2.7和1.4倍.斜生栅藻和群体微囊藻EPS-P含量(约占CTP的80%)分别增加了3.1和0.48倍,而INT-P含量对氮磷比无明显响应.低氮磷比组的斜生栅藻和群体微囊藻EPS含量分别增加了51.7%和63.5%.此外,微囊藻的CTP与EPS-P主要以可交换态活性磷存在,而INT-P主要以铁铝结合态磷存在.本研究发现低氮磷比促进了藻类EPS分泌,导致EPS-P升高,显著增加了藻体颗粒态磷的含量.这或许是近年来太湖水体总磷波动的原因之一.
  • 太湖流域浮游植物功能类群分布特征及其与环境因子的关系
    罗敏纳, 孙蓓丽, 朱冰川, 宋挺, 蔡琨, 吕学研, 张咏, 张玮, 石浚哲, 张虎军, 刘妍, 陆欣鑫, 范亚文, 张军毅
    2022, 34(05): 1471-1488.
      可视化   收藏
    太湖流域地处长江下游,水系发达,是典型的平原水网地区,为明确空间和环境因子对太湖流域浮游植物功能类群分布的影响,本研究于2019年8-9月期间比较太湖流域包括河流、湖泊和水库的85个采样点的浮游植物、空间和环境特征.首次利用“人工智能图像识别技术”,并结合传统人工镜检,共鉴定浮游植物250个分类单位,隶属于9门13纲28目57科110属,以绿藻门(45.6%)、硅藻门(19.2%)和蓝藻门(16.4%)为主.共划分功能类群31个,包括M、D、J、S1、C、Y、F、P、MP、H1、SN、W1、G、K和TB共15个优势功能类群.结果表明:1)太湖流域不同水体功能类群组成差异显著,差异主要来自M、J、S1、Y、P、H1类群;2)浮游植物功能类群分布具有一定的空间异质性,以太湖为中心向外形成3个聚类组,物种组成类型依次为蓝藻型、蓝藻-绿藻-硅藻型、绿藻-硅藻-蓝藻型,主要贡献类群依次为M、S1类群,M、S1、P、J类群,P、S1、J、D、C类群;3)在太湖流域,相对于环境因子而言,空间因子对浮游植物功能类群组成的影响更大.RDA分析表明,COD_(Mn)、NO_3~--N、TN、SD、pH值和DO与太湖流域浮游植物优势功能类群呈显著相关.过去十年,以控源截污为主导的环境管理政策已在太湖流域取得显著成效,但是对于以M、S1类群水华为特征的夏季太湖流域而言,蓝藻水华防控仍是必须面对的难题,有机污染物和氮的控制仍是关注重点,不同水体类型和浮游植物功能类群因地制宜的管控模式仍是关键.
  • 不同生长型沉水植物配置对生物量积累和水质净化效果的影响
    胡傲, 李宇辉, 杨予静, 彭秋桐, 李中强
    2022, 34(05): 1484-1492.
      可视化   收藏
    种植水生植物,尤其是沉水植物,是目前广泛应用于受损水体的最主要的生态修复方法之一.研究不同生长型沉水植物组合对水体理化因子的影响及营养物质的去除效率可为受损水生生态系统修复提供重要的科学依据.本研究以我国水体修复中常用的3种不同生长型沉水植物苦草(Vallisneria natans)、黑藻(Hydrilla vertiillata)和穗状狐尾藻(Myriophyllum spicatum)为研究对象,采用1种生长型种植和2种生长型及3种生长型混种模式,研究不同生长型沉水植物组合及其不同生长阶段对实验系统水质指标及氮、磷等营养物质去除率的影响.结果表明,所有植物组合处理均显著提高了系统中总氮、总磷和氨氮去除率;在实验前中期总氮、总磷和氨氮去除率最高.从本实验受试物种组合来看,1种和2种生长型组合比3种生长型组合具有更高的生物量累积量和总氮去除率.Pearson相关性分析显示,实验系统中的pH、DO浓度与植物总生物量呈显著正相关,总氮、总磷、氨氮浓度均与植物总生物量呈显著负相关.建议在受损浅水水生态系统修复过程中,根据生态修复不同阶段考虑不同生活型、生长型和功能群的水生植物组合;在生态修复过程中需加强管理,如水生植物收割等,才能达到最好的修复效果.
  • 太湖入、出湖湖区磷的特征及其影响因素分析
    蔡梅, 钱旭, 王元元, 陆志华, 张玮
    2022, 34(05): 1493-1504.
      可视化   收藏
    为进一步了解人类活动及环境因子对太湖磷污染的贡献,揭示磷在太湖不同介质中的迁移转化规律,本文以太湖主要入湖湖区竺山湖、西部沿岸区、南部沿岸区和主要出湖湖区东太湖为对象,调查了表层水、上覆水、间隙水和沉积物中总磷(TP)分布的概况,分析了不同介质中磷的交换特征及其影响因素.结果表明,表层水和上覆水TP浓度基本相当,平均值均为0.10 mg/L,上覆水和间隙水TP差异较大,间隙水平均浓度约为上覆水的7倍,表层沉积物TP含量为474～2160 mg/kg.在本研究水域中,TP具有较强的沉积物吸附特性,沉积物作为“汇”的特征明显强于其“源”的特征,且磷的留存能力高度依赖于铁浓度.空间分布上,入湖湖区磷污染程度明显高于出湖湖区,竺山湖和西部沿岸区存在较大的底泥污染释放风险,但竺山湖外源污染影响较内源污染更加突出,应列为当前太湖磷治理重点关注的区域,建议以控源截污作为竺山湖周边区域的治理重点.西部沿岸区需注重外源和内源污染同步控制.南部沿岸区周边区域需妥善处理好未来经济发展与废水排放负荷的关系.
  • 基于改进SWAT模型的灌溉—施肥—耕作对乌梁素海流域营养物负荷及作物产量的影响
    王维刚 , 史海滨 , 李仙岳 , 孙亚楠 , 张文聪 , 周慧
    2022, 34(05): 1505-1523.
      可视化   收藏
    不合理的灌溉、施肥和耕作是导致乌梁素海流域农业面源污染的主要根源,乌梁素海作为我国北方地区重要的生态安全屏障,多年来面临着湖泊水环境污染、水生态退化等问题,科学开展湖泊水环境综合治理首先要解决流域内农业面源污染问题.研究通过修改土壤水平衡、溶质平衡、地下水平衡和作物生长等模块对SWAT 2012原始版本进行改进,并采用改进的SWAT模型构建了乌梁素海流域分布式水文模型,利用实测径流、硝态氮与总磷排放量、地下水埋深以及作物产量校正和验证模型.基于现状情景,以玉米、葵花和小麦3种主要作物为研究对象,设置了削减灌水量、施肥量及调整耕作方式3种农田管理情景.基于改进SWAT模型不同情景的模拟结果,计算分析各管理情景下的硝态氮与总磷负荷及对各作物产量的影响.结果表明,改进SWAT模型具有良好的模拟效果.不同作物削减5%夏灌水量增产最多达8.41%～10.32%,削减10%秋浇水量均明显减少硝态氮和总磷负荷.不同作物营养物负荷均随着氮磷施肥削减比例的增大呈现逐渐降低的趋势,但下降曲线逐渐趋于平缓;各作物产量随氮磷施肥削减比例的增加呈先增加后减少的趋势,其中玉米、小麦氮磷施肥削减比例达20%时产量开始下降,葵花氮磷施肥削减比例达25%时产量开始下降.不同作物营养物负荷与小麦产量均随耕作方式混合深度与混合效率参数的增大逐渐减小,而玉米和葵花产量则随耕作参数增大逐渐增加.综合分析,削减5%夏灌水量+削减20%氮磷施肥比例+模板犁耕作组合玉米产量增幅最大达36.5%;削减10%秋浇水量+削减25%氮磷施肥比例+模板犁耕作组合葵花硝态氮负荷降幅最大达42.1%;削减5%夏灌水量+削减20%氮磷施肥比例+免耕组合小麦产量增幅最大达29.1%;而削减5%秋浇水量+削减20%氮磷施肥比例+常规春耕组合小麦硝态氮负荷减少最大达27.2%,总磷负荷减少最大达18.5%.本研究可为降低流域内面源污染、提高作物产量及减少乌梁素海营养物入湖负荷农业管理措施的实施提供理论依据.
  • 典型网状河网区域土地利用和景观格局对地表季节水质的影响——以江苏省溧阳市为例
    张志敏, 杜景龙, 陈德超, 张飞
    2022, 34(05): 1524-1540.
      可视化   收藏
    地表水质受区域景观组成及其空间配置的影响较大,了解景观特征与水质之间的关系可以极大地提高潜在污染的可预测性和污染物输出的评估能力.以典型网状河网区域(江苏省溧阳市)为例,研究了土地利用和景观格局特征对地表季节水质的影响.本研究基于2017年每单月从12个监测断面收集的21个水质指标,首先分析了多尺度缓冲区(500、1000、1500、2000、2500和3000 m)内土地利用和景观格局特征,然后通过主成分分析选取12个指标作为主要水质因子,采用冗余分析确定景观因子对水质指标的最佳影响尺度,最后采用偏最小二乘回归(PLSR)探究了最佳影响尺度下景观因子对季节水质的影响.结果表明,2500 m缓冲区是该区域景观因子对水质指标的最佳影响尺度,旱季大多数水质指标PLSR模型的显著性和预测能力比雨季强.雨季大多数水质指标都受园地、林草地、散布与并列指数(IJI)和香农均匀度指数(SHEI)的重要影响,并且这些景观因子与除pH和溶解氧浓度之外的其他水质指标均呈负相关.在旱季,溶解氧、石油类、化学需氧量、总氮和总磷浓度受土地利用的影响最大;另外,IJI是电导率、硫酸盐和亚硝酸盐氮浓度的最重要影响因子,而SHEI对硫化物和总悬浮物浓度的影响最大.此外,景观指数对雨季水质的影响更大.本研究结果揭示了网状河网区域土地利用/景观格局与季节性水质的关系,为区域水环境管理和景观格局优化提供了科学依据.
  • 珠江流域东江（东莞段）溶解氧时空变化及其影响因素
    徐闯, 刘广州, 陈晓宏
    2022, 34(05): 1540-1549.
      可视化   收藏
    溶解氧是水生生态系统健康程度的重要度量指标,研究溶解氧时空变化及其影响因素对揭示河流溶解氧动态过程和理解水体生物地球化学循环具有重要意义.当前,许多河流均存在溶解氧偏低问题,严重影响河流水质.基于此,收集了珠江流域东江(东莞段)上游桥头、中游樟村和下游沙田泗盛3个水质监测站的实测资料,采用折线图和箱型图分析溶解氧在月、季节和年际时间尺度下的变化规律及其空间差异;采用最大信息系数、交叉小波转换和多元线性回归3种方法解析溶解氧时空变化的影响因素.结果表明:空间分布上,溶解氧浓度从上游到下游逐渐降低,低值区分布在入海口处的沙田泗盛站,多年平均溶解氧浓度仅为3.11 mg/L.时间变化上,2011-2019年溶解氧主要在11.64个月的周期下循环变化.溶解氧展现出明显的季节性.3个站点丰水期溶解氧浓度比枯水期分别降低1.68、2.03和1.77 mg/L.驱动因素上,溶解氧的时空变化受到多个因素的综合作用.桥头站和樟村站水质较好,水温是这两个站点溶解氧时空变化的主要影响因素.其主要在8～16个月的周期上调控溶解氧变化,在两个站点分别可以解释溶解氧整体变化的70%和57%.沙田泗盛站受多条支流汇入的影响,水体中硝化和氧化作用耗氧增强,加之悬浮物遮光效应,使得该处的溶解氧浓度降低.
  • 不同来源有色溶解性有机物光化学/微生物降解过程
    张怡晅, 庞锐, 任源鑫, 程丹东
    2022, 34(05): 1550-1561.
      可视化   收藏
    城市非点源污染向水生生态系统中输入大量的溶解有机物(DOM),对生态系统健康产生重要影响.有色可溶性有机物(CDOM)是广泛分布于自然水体中的一类成分和结构复杂、含有多种高活性化学官能团的大分子聚合物,是DOM的重要组分,对水生生态系统健康、能量流动及生物地球化学循环有重要影响.光化学反应和微生物代谢过程被认为是控制水体CDOM转化、降解和循环的主要影响因素.然而,对城市化如何影响CDOM组成以及光化学和微生物如何相互作用影响城市水体CDOM动态的理解是不足的.因此,为评估光化学过程和微生物代谢对不同城市水体CDOM降解与转化的贡献,解析不同城市水体CDOM光化学/微生物降解作用机理,本研究在英国伯明翰选择3类具有典型DOM来源的水体样本,通过实验室9 d受控培养实验,对比分析光化学以及微生物影响下CDOM来源和组成的变化.结果表明:(1)城市河流由于接受上游污水排放及较短的水力滞留时间,含有丰富的芳香性碳,其CDOM光化学活性明显高于湖泊,光化学降解率为16.60%;(2)城市湖泊CDOM受人类活动影响,自生源类荧光成分富集,生物活性高,在微生物培养过程中CDOM增加了62.16%,而相较于城市湖泊,非城市湖泊由于接受周围景观土壤输入的大量腐殖质类CDOM,光照对其降解转化作用较为明显;(3)光化学过程促进了陆源CDOM中大分子类腐殖质物质降解成为生物活性高的小分子化合物,刺激微生物代谢生成类蛋白质类有机物;以类蛋白质组分为主导的CDOM在光照过程中被转化为难降解状态,生物活性降低,CDOM微生物代谢过程被抑制.研究成果为城市水体不同CDOM来源及活性差异特征研究提供了新的思路,有助于城市河流的可持续开放与管理.
  • 湿地植物固体碳源养分释放动态及其对人工湿地水体脱氮效率的影响
    谭佩阳, 侯志勇, 谢永宏, 李峰, 杨扬, 陈薇, 李阳
    2022, 34(05): 1562-1569.
      可视化   收藏
    污水低碳氮比(C/N)是影响人工湿地氮去除效果限制因素,传统的碳源添加及利用存在成本较高、补充困难的局限性.本研究契合“就地取材,原位处理”的废物利用原则,选择人工湿地常见的水生植物和农业废弃物(玉米芯、稻草)作为对照,对比了挺水植物(香蒲、美人蕉)、浮叶植物(莲)、沉水植物(菹草)、湿生植物(南荻、短尖苔草)的释碳能力,初步确定了以香蒲、美人蕉、南荻为代表的植物具有较好的释放碳能力,在中国湿地中分布广泛,且均对水体二次污染较小.以南荻、美人蕉、玉米芯作为碳源添加的模拟人工湿地实验验证表明,在低碳氮比的模拟表流人工湿地投入植物碳源,能有效提高系统的脱氮效率,对照组、南荻组、美人蕉组和玉米芯组的出水总氮浓度分别为(5.24±0.07)、(4.50±0.10)、(3.75±0.17)和(2.97±0.18) mg/L,对应的去除率分别为58%、64%、70%和76%,确定南荻和美人蕉植物残体以及改性材料均残体和改性材料适合作为人工湿地中原位利用的外加碳源.本研究探索了通过湿地植物配置解决人工湿地水体低C/N比的问题,为提高湿地脱氮效果提供了有意义的新途径.
  • 乌梁素海冰封期溶解氧的平衡性分析
    张帆, 史小红, 赵胜男, 郝若男, 翟佳伦
    2022, 34(05): 1570-1583.
      可视化   收藏
    为探明中国北方浅水湖泊乌梁素海冰封期水体溶解氧平衡的内在机理,于2021年1-2月在湖心处布设了一台水质在线监测浮标,收集到包括溶解氧等在内的水质数据.通过对溶解氧数据的小波降噪处理,结合气象资料,模拟分析了冰生长及稳定期内水体溶解氧的变化趋势,定性分析了水体溶解氧的平衡机理.结果表明:湖泊的日均最高产氧速率为7.19 mg/(L·d),最低产氧速率为2.01 mg/(L·d);日均最高耗氧速率为7.13 mg/(L·d),最低耗氧速率为2.37 mg/(L·d).24 h的单位时间平均最高产氧速率为0.55 mg/(L·h),最低产氧速率为0 mg/(L·h);单位时间平均最高耗氧速率为0.36 mg/(L·h),最低耗氧速率为0.08 mg/(L·h).由此说明小时间尺度下溶解氧的补充消耗不均衡导致了大时间尺度下的溶解氧不平衡,进而产生了冬季湖泊的亏氧现象.通过进一步溶解氧驱动因素与水环境因子响应关系的分析发现,浊度、水温与产氧速率呈显著负相关,叶绿素a与产氧速率和耗氧速率均呈显著正相关,表明了这些限制性水环境因子在一定程度上影响了冰下水体的溶解氧平衡.
  • 鄱阳湖夏季极端水位条件下越冬水鸟多样性、空间分布及其保护对策
    张超, 李言阔, 任琼, 单继红, 王贤芳, 方彭军, 邵瑞清, 申锦, 钱磊, 李安梅, 塔旗
    2022, 34(05): 1584-1599.
      可视化   收藏
    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.近年来,鄱阳湖水文情势异常使得候鸟越冬环境更加复杂.本文以2020年鄱阳湖出现夏季极端水位为背景,基于2019和2020年鄱阳湖越冬水鸟同步调查数据,探讨了夏季极端水位对越冬水鸟丰富度和空间分布的影响.研究结果表明:夏季极端水位条件下鄱阳湖越冬水鸟的总数量、群落结构和优势物种组成相对稳定,水鸟数量由597307只下降至572358只,主要是鸭科、鸥科、鹳科、鸬鹚科和鹮科鸟类数量明显下降;食块茎、食种子和食鱼集团水鸟数量均有所下降.水鸟的整体空间分布格局变化不大,主要栖息地仍为鄱阳湖保护区和上饶湿地的碟形湖及人控湖汊,越冬水鸟向人工湿地扩散加剧.2019年在人工湿地主要记录到灰鹤926只、白鹤3只;2020年则记录到白鹤2215只、灰鹤7294只、白头鹤88只、白枕鹤378只、豆雁550只、鸿雁3100只、灰雁3200只和小天鹅1543只.2020年冬季人工湿地中的越冬水鸟数量比2019年增加显著.鄱阳湖夏季极端水位导致沉水植物群落崩溃,造成植食性水鸟在天然湿地中的越冬食物短缺,从而导致种群空间分布格局出现明显变化,这也是鹤类和雁类水鸟前往人工湿地觅食的主要原因.因此,在夏季洪水频发的背景下加强人工湿地管理,是当前解决越冬水鸟天然湿地食物资源短缺的重要措施.
  • 长江中下游升金湖湿地越冬鸭属（Anas）鸟类群落结构和行为特征
    范少军, 周立志, 于超
    2022, 34(05): 1596-1608.
      可视化   收藏
    升金湖是长江中下游地区典型的浅水通江湖泊,是东亚-澳大利西亚候鸟迁徙路线上水鸟重要的越冬地.2017年11月-2018年3月,以该湖泊越冬鸭属(Anas)鸟类为研究对象,对其在芦苇湿地、芡实塘、退耕还湿和水生植被恢复湿地4种湿地生境中的群落结构、行为特征及其环境影响因素进行了研究.结果表明,升金湖分布有10种越冬鸭属鸟类,斑嘴鸭(Anas poecilorhyncha)、绿翅鸭(A crecca)和绿头鸭(A. platyrhynchos)为该属鸟类群落的优势种.鸭属鸟类群落在越冬前期种类和数量最多,在整个越冬期,鸭属鸟类在芦苇湿地中种数、数量、密度和多样性指数最高.在水生植物盖度高、人为活动弱的芦苇湿地,鸭类的主要行为是休息;在食物资源丰富、人为活动强的芡实塘和退耕还湿湿地,其主要行为是觅食和警戒.鸭属鸟类群落种数、数量、密度和多样性指数与湿地的面积、水域面积、水生植物盖度呈正相关,与干扰度和水深呈负相关.觅食时间与气温和沉水植物的盖度呈正相关,与水深和干扰度呈负相关,警戒时间与干扰度呈正相关,与挺水植物的盖度呈负相关.各种恢复类型的湿地生境成为越冬鸭属鸟类的重要栖息地,因此恢复多种湿地栖息地对于越冬水鸟的保护具有重要意义.
  • 我国8个水电站15种过鱼对象游泳能力研究
    柯森繁, 金志军, 李志敏, 雷青松, 王永猛, 石小涛, 涂志英
    2022, 34(05): 1608-1619.
      可视化   收藏
    近几年我国水电站过鱼设施设计已将过鱼对象游泳能力作为重要参考.以我国8个水电站主要过鱼对象为研究目标,在野外实验设施条件下测试了15种鱼(四大家鱼组、裂腹鱼组和鳅组)的感应流速和爆发游泳速度.采用多元线性回归法分别分析了各组鱼体长及水温对游泳能力的影响,并构建了优化的游泳能力预测模型.结果表明,四大家鱼组、裂腹鱼组和鳅组的感应流速和爆发游速皆与体长呈负相关,感应流速与水温也皆呈负相关关系.水温升高使四大家鱼组和裂腹鱼组的爆发游速能力增强,而水温对鳅组鱼的爆发游速影响不大,可能与鳅科鱼类特殊的腹部吸附行为有关.利用绘制的鱼感应水流和爆发未疲劳的数量百分比的生存曲线进行上行及下行过鱼设施流速设计.结果表明:当鱼感应水流的数量百分比为90%时,四大家鱼、裂腹鱼和鳅组幼鱼感应流速分别为3.00、1.67和3.22 BL/s,裂腹鱼和鳅组成鱼感应流速分别为1.27和2.09 BL/s;当鱼爆发未疲劳的数量百分比为90%时,四大家鱼、裂腹鱼和鳅组幼鱼爆发游泳速度分别为8.13、9.27和9.61 BL/s,裂腹鱼和鳅组成鱼爆发游泳速度分别为7.64和7.77 BL/s.当以裂腹鱼或鳅成鱼为主要过鱼对象时,上行过鱼设施内流速范围建议为1.27～7.64和2.09～7.77 BL/s.当以四大家鱼、裂腹鱼或鳅幼鱼为主要过鱼对象时,下行过鱼设施入口流速建议小于8.13、9.27和9.61 BL/s.本研究结果可为我国水电站主要过鱼对象的过鱼设施设计提供参考依据.
  • 东太湖浮游植物与浮游动物群落的嵌套性及其互作网络的季节特征
    胡洋, 张亚洲, 姜星宇, 邵克强, 汤祥明, 高光
    2022, 34(05): 1620-1629.
      可视化   收藏
    浮游生物主要由浮游植物和浮游动物组成,是湖泊生态系统的重要组分.嵌套性结构及物种间的互作关系对群落的分布格局、功能乃至稳定性都具有重要意义,然而到目前为止,我们对此仍知之甚少.为此,本研究以东太湖为研究区域,在2019-2020年期间进行了春、夏、秋、冬季的观测调查,根据浮游生物群落的组成和多样性特征,结合群落分布矩阵和二分网模型研究浮游生物的嵌套性格局及其互作关系,并探讨其驱动机制.结果显示:(1)在时间上,春、秋、冬季水体的理化特征较为相似,但与夏季的水质差异显著.在空间上,西南部区域的综合污染指数显著高于东北部;(2)环境异质性使得浮游植物呈现出明显的嵌套性分布,即秋、冬季群落是春、夏季群落的子集.然而,浮游动物并未呈现该分布特征;(3)浮游生物的互作关系具有明显的季节特征:冬季的互作网络组成最简单,物种竞争最激烈,物种的特异性关系、物种脆弱性和一般性最小,说明浮游生物群落的稳定性在冬季最弱.综上所述,水环境的时空差异性造成的生态位分离可能是造成浮游生物嵌套性及其互作网络季节性变化的主要机制.
  • 渭河干流与其秦岭北麓典型支流浮游动物群落结构及影响因素
    陈越, 潘保柱, 吴利, 胡恩, 赵耿楠, 张森
    2022, 34(05): 1630-1641.
      可视化   收藏
    浮游动物作为食物链中重要的初级消费者,其群落结构特征是水生态系统健康评价的重要指标之一.本研究于2017年秋季和2018年春季对渭河干流及秦岭北麓五条典型支流开展了系统的水环境及浮游动物群落调查.结果表明,渭河干流营养盐浓度整体高于秦岭北麓支流,干流浊度远高于支流.两次调查共鉴定出浮游动物种类数136种(原生动物65种,轮虫44种,枝角类15种,桡足类12种),其中2017年秋季渭河干流浮游动物种类数、密度和生物量分别为14种、9.02 ind./L和0.0051 mg/L,秦岭北麓支流为37种、42.78 ind./L和0.0229 mg/L;2018年春季渭河干流浮游动物种类数、密度和生物量分别为52种、292.89 ind./L和0.1734 mg/L,秦岭北麓支流为68种、70.15 ind./L和0.0508 mg/L.秋季渭河干流下游浮游动物种类数、密度和生物量最低,而春季随上、中、下游三者均依次增大;秋季秦岭支流中罗敷河浮游动物密度和生物量最高,而春季灞河最高.春、秋两季干支流间浮游动物优势种差异较小,但秋季优势种种类数少于春季.秋季渭河干流中游Shannon-Wiener指数、物种丰富度指数和物种均匀度指数最高,而春季下游最高;秋季秦岭北麓支流石堤河3个指数均最高,而春季灞河Shannon-Wiener指数和物种均匀度指数最高,石堤河物种丰富度指数最高.典范对应分析表明渭河干流与秦岭北麓支流浮游动物群落结构主导因素均存在季节差异.本研究揭示了渭河干流与秦岭北麓典型支流的浮游动物群落特征及其影响因素,可为渭河流域环境监测和生态保护提供数据支撑.
  • 抚仙湖垂向分层期间水体细菌群落结构组成及多样性的空间分布
    周天旭, 罗文磊, 笪俊, 吴琼, 余春艳, 李化炳
    2022, 34(05): 1642-1655.
      可视化   收藏
    水体垂向分层是深水湖泊一个重要的特征,这不仅影响水体理化环境因子,而且影响水生生物组成的垂向分布,但是对不同水层水体细菌的多样性和群落结构组成的形成与维持机制知之甚少.本研究以抚仙湖为研究对象,在水体热力分层期间采集不同位点、不同水层水样,借助16S rDNA Illumina Miseq高通量测序技术,探究水体细菌多样性和群落结构组成的空间分布特征及关键影响因子.研究结果表明:(1)抚仙湖北部湖心在水深15～40 m处出现温跃层,温度由23℃降至15℃,其余理化环境因子也存在明显的垂向分层现象;与垂向差异相比,表层水体各理化因子在水平方向上的差异相对较小.(2)在水平方向上,南部湖心表层水体细菌alpha多样性(Operational Taxonomic Unit数目和Faith's phylogenetic diversity)最高;在垂向上,水体细菌alpha多样性随着采样水深的增加呈现单峰分布,在30和40 m水层最高;水体细菌alpha和beta多样性的垂向差异均显著大于水平方向差异.(3)表层水体细菌主要由Actinomycetales、unidentified Cyanobacteria、Burkholderiales和Sphingobacteriales组成;温跃层中以Pseudomonadales为主;均温层的优势菌群为unidentified Chloroflexi、Actinomycetales和Burkholderiales.典范对应分析表明溶解性有机碳、溶解氧、硝态氮、氨氮和总磷浓度是影响细菌群落组成的主要环境因子.
  • 基于半偏联系数和动态减法集对势的区域水资源承载力评价方法
    李征, 金菊良, 崔毅, 周戎星, 宁少尉, 周玉良, 周亮广
    2022, 34(05): 1656-1669.
      可视化   收藏
    为准确和客观地评价区域水资源承载力,从水资源承载力评价样本与评价等级标准这一集对的复杂系统结构角度,应用集对分析半偏联系数和减法集对势方法,构造了定量反映和刻画集对联系数系统结构中联系数分量间微观运动的迁移率矩阵,提出了一种联系数分量值的修正方法,同时基于减法集对势和三角模糊数方法动态确定了差异度系数,构建了区域水资源承载力定量评价方法.该方法在安徽省淮北市的应用结果表明:2011-2019年水资源承载力介于2～3级之间,承载力较差,系统态势总体上由偏反势向均势过渡,逐渐向好发展;在判别系统态势发展方面,基于普通减法集对势的联系数值由2011年的-0.279变化到2018年的-0.037,再到2019年的-0.218,基于半偏减法集对势的联系数值由2011年的-0.267变化到2018年的-0.035,再到2019年的的-0.207,说明两种方法均适用,但在确定评价等级值方面,评价效果后者更优,相对误差在1%以内,这与半偏减法集对势的物理解释意义更为深刻有关.联系数系统结构中联系数分量间的微观运动结果表明,原联系数中最大分量的值会减小,其他两个分量的变化情况与该分量本身的大小、半偏联系数表示的增量与原联系分量的比例、被迁移的原联系分量的大小有关.基于半偏联系数和动态减法集对势法可实现联系数的修正更新和差异度系数的动态确定,方法物理解释性强、评价结果准确可靠,为从系统结构成因机理角度准确判别水资源复杂系统所处状态及总体发展趋势提供了新的有效途径.
  • 基于水质-水位二元响应关系推求过水型湖泊适宜生态水位研究
    张天衍, 董增川, 罗赟, 石晴宜, 韩亚雷, 崔璨, 周强, 张游
    2022, 34(05): 1670-1682.
      可视化   收藏
    适宜的生态水位能够反映湖区生态系统的多种需求,是湖泊长期稳定健康运转的基本保障.目前湖泊适宜生态水位的推求大多侧重恢复天然水位情势.然而过水型湖泊承担着防洪、供水、航运等多种功能,频繁的人类活动导致湖泊水位情势异常复杂.同时随着社会经济的快速发展,水质恶化对过水型湖泊生态系统造成了较大的负面影响,仅恢复天然水位情势难以反映过水型湖泊的生态需求.因此,在IHA-RVA法的基础上,本文针对过水型湖泊吞吐性强的特点,利用水质-水位二元响应关系系统地提出了一套逐月修正过水型湖泊适宜生态水位阈值,并确定适宜水位变动率的方法.以洪泽湖为应用实例,结果表明:1)根据湖泊水文情势和入湖污染物变化情况,湖泊调度周期可以划分为平水期(1-4月)、泄水期(5-6月)、蓄水前期(7-9月)和蓄水后期(10-12月);2)各时期内,洪泽湖水位和水质呈现较强的相关性,其中平水期、泄水期和蓄水后期水质均随着水位上升而下降,平均Pearson系数达-0.77,仅在蓄水前期水质随水位上升而改善;3)现阶段洪泽湖的自净能力和污染物滞留比例竞争关系激烈,逐月适宜生态水位阈值为:12.92～12.99、12.79～12.99、12.84～12.99、12.86～12.99、12.71～12.89、12.39～12.63、11.97～12.93、12.50～13.07、12.65～13.26、12.90～13.04、12.90～13.04、12.90～13.04 m,除蓄水前期外,基于水位水质关系修正的适宜生态水位范围较IHA-RVA法计算的天然水位范围缩小了73.4%.总体而言,基于本文方法设计的湖泊适宜生态水位不仅可以满足生态系统对于水体大小的需求,一定程度上也可以体现湖泊生态系统对于水质的要求,为洪泽湖等过水型湖泊的生态调度、水资源管理提供科学依据.
  • 三峡水库影响下长江中下游水文干旱演变及对气象干旱的响应
    李峥嵘, 彭涛, 林青霞, 董晓华, 刘冀, 常文娟, 喻丹, 王高旭
    2022, 34(05): 1683-1696.
      可视化   收藏
    利用1960-2016年长江流域183个气象站逐月气温和降水数据以及干流3个水文站逐月径流资料,采用标准化降水蒸散指数(SPEI)和标准化径流指数(SRI)分析三峡水库蓄水运行前后长江中下游宜昌、汉口和大通站水文干旱的多时间尺度演变以及对气象干旱的响应特征.结果表明:(1)三峡水库运行后下游各站冬春季旱情明显趋缓,而秋季干旱状况略有加重;水库蓄水后各站中旱和重旱发生频率均呈减少趋势,其中中旱减幅明显,而特旱发生频率则总体表现为增加趋势;(2)三峡水库蓄水后3个站平均干旱历时的变幅相对较小,而干旱烈度和烈度峰值的均值增幅较大;同时,各站短时间尺度(1和3个月)干旱特征变量的变幅总体呈现沿程递增趋势,而长时间尺度(6和12个月)干旱特征变量的变幅整体表现为沿程递减趋势;(3)水库蓄水后各站短时间尺度SRI与SPEI的相关性减小,但相关性随时间尺度增加而迅速增强,12个月时间尺度的相关系数达到最大并略高于蓄水前;在年内相关性上,蓄水后各站短时间尺度SRI与SPEI的相关系数明显减小,冬季表现尤为突出,而长时间尺度的相关系数则略有增加;(4)水库影响下不同时间尺度宜昌站水文干旱滞后于气象干旱平均天数有增有减,而汉口和大通站的滞后天数均呈显著增加趋势,且总体表现为沿程递增趋势.研究结果可为变化环境下水文干旱预警与水库优化调度提供参考.
  • 1958-2017年太湖蒸发量年际变化趋势及主控因子
    荆思佳, 肖薇, 王晶苑, 郑有飞, 王伟, 刘强, 张圳, 胡诚
    2022, 34(05): 1697-1711.
      可视化   收藏
    湖泊蒸发对气候变化非常敏感,是水文循环响应气候变化的指示因子,因此研究湖泊蒸发的控制因素,对于理解区域水文循环有重要意义.本文利用太湖中尺度涡度通量网避风港站观测数据校正JRA-55再分析资料,驱动CLM4.0-LISSS模型,并利用2012-2017年涡度相关通量数据和湖表面温度数据检验模型模拟蒸发结果,验证了该模型在太湖的适用性;估算了1958-2017年间太湖的湖面蒸发量,并利用Manner-Kendall趋势检验分析了湖面蒸发的变化趋势,寻找太湖实际蒸发的年际变化的主控因子.结果如下:校正后的JRA-55再分析资料模拟的太湖蒸发与观测值之间存在季节偏差,但是季节偏差在年尺度上相互抵消,再分析资料可用于年际尺度太湖蒸发变化的模拟;1958-2017年间太湖蒸发量以1977年为界,先下降(-3.6 mm/a),后增加(2.3 mm/a);多元逐步回归结果表明,向下的短波辐射是太湖1958-2017年间太湖蒸发变化的主控因子,向下的长波辐射、气温、比湿也对湖泊蒸发年际变化有一定影响,但是风速对蒸发量的年际变化影响不大.
  • 鄱阳湖汇流顶托对长江汉口水位影响的量化分析
    张明月, 邓鹏鑫, 王磊之, 邴建平, 张冬冬, 程小翠
    2022, 34(05): 1712-1722.
      可视化   收藏
    为定量评估汇流顶托对水位变化的影响,本文从水文过程仿真及顶托响应评价入手,提出了一种汇流顶托对水位影响的量化分析方法,并以长江汉口江段为例,开展了鄱阳湖汇流顶托对长江汉口江段水位影响的量化评价,结果表明:改进提出的长江汉口江段水文仿真模型,经参数优选后确定性系数可达0.98以上,总量相对误差绝对值在3%以内,较好地再现了水文变化过程;通过响应指数定义及水文过程模拟,研制了汉口多值型水位流量关系响应特征曲线,揭示了鄱阳湖与长江水位变化的关联性机制;经2016和2020年洪水实例分析,汉口江段长历时高洪水位主要受长江来水及鄱阳湖汇流顶托共同驱动,二者合力贡献可达83.3%以上,其中鄱阳湖汇流顶托贡献率在35%左右.其余因素(如区间洪水、沿江排涝等)亦助推高洪水位形成,部分时段贡献可达近34.4%.本文提出的顶托量化分析方法,可定量评估因顶托效应引起的水位变化,为解析河段高洪水位成因机制提供了有效的技术支撑.
  • 岩芯XRF扫描在湖泊年纹层研究中的应用——以青藏高原东南缘新路海为例
    秦蓉, 刘丽媛, 王晶晶, 刘兴起, 张琪, 冯盛楠
    2022, 34(05): 1723-1734.
      可视化   收藏
    湖泊年纹层以其精确到年乃至季节尺度的高分辨率优势,成为研究古气候环境变化的重要载体.X射线荧光(XRF)岩芯扫描由于其有分辨率高、分析快速等特点,在湖泊年纹层研究中发挥了重要的作用.本文以青藏高原东南缘新路海年纹层为研究对象,采用X射线荧光(XRF)岩芯扫描,对新路海湖泊纹层计年、纹层形成机理及古气候重建进行了研究.结果表明:利用X射线图像明暗层、Rad峰值、Zr和Fe元素峰值标记法获得的年代序列基本一致,并且与独立的放射性测年(~(210)Pb/~(137)Cs)结果吻合,证实了上述各种纹层计年方法的可行性和可靠性.新路海年纹层层偶是由粗颗粒碎屑层和细颗粒碎屑层交互组成的,较厚且Zr和Si元素高的粗颗粒层形成于春、夏季,而较薄且Fe元素含量高的细颗粒层形成于秋、冬季.纹层的厚度能够指示西南季风降水量的大小,近100年以来新路海纹层厚度反映的西南季风演化,与利用昆明地区历史文献重建的湿度记录(干旱/洪水指数)、树轮δ~(18)O重建的尼泊尔喜马拉雅地区的季风降水基本一致.近100年来新路海的纹层厚度具有7～8、4～5和2年的周期,表明新路海纹层厚度记录的近100年的西南季风演化可能与厄尔尼诺-南方涛动、太平洋年代际振荡、印度洋偶极子和准两年周期震荡有关.
  • 云南云龙天池枝角类群落演替对1950s以来人类活动影响信号的识别
    索旗, 陈光杰, 孔令阳, 徐会明, 李静, 张涛, 王露, 周起, 郑昕
    2022, 34(05): 1735-1750.
      可视化   收藏
    从1950s开始,云南地区部分湖泊受到了水文调控(如筑坝)和鱼类引入等流域开发活动的直接影响,湖泊水环境与生态系统结构已出现明显改变.开展浮游动物群落的长期生态响应评价有助于认识气候波动和人为胁迫的影响模式.本文选取云龙天池进行了沉积物记录分析,在重建过去100年环境变化历史的基础上开展了枝角类群落的多指标分析(物种组成、个体大小、生物量等),进一步结合多变量分析识别了枝角类群落构建的关键驱动因子.结果显示,云龙天池在过去100年间经历了明显的水位波动,约1962年以前水位较低,1950s起的水文调控(筑坝)导致湖泊水位波动上升,2006年以来略有下降.枝角类群落随水位波动呈现由底栖种向浮游种占优转变的模式,并在2006年以来底栖种略有增加.总体上,低水位时期底栖枝角类占优,高水位时期浮游枝角类占优.水体营养水平也对枝角类群落产生了较为显著的影响.在沉积物总氮和有机质通量上升时,长额象鼻溞(Bosmina longirostris)相对丰度和枝角类浓度都明显上升.枝角类象鼻溞个体大小表明,1969年鱼类引入后象鼻溞的壳长、壳刺长度、触角长度显著减小,反映了鱼类捕食压力上升的影响.本研究进一步揭示了水文调控和鱼类引入对湖泊环境和生物群落结构的驱动影响.其中,1960s以前云龙天池处于自然波动的状态,湖泊环境和枝角类群落变化主要受气候(如降水、气温)的影响;1960s以来人类活动的影响强度已经掩盖了气候变化的信号,成为影响湖泊生态演化轨迹的主要因素.为了开展有效的湖泊保护与生态治理,有必要综合评估水文调控、鱼类引入等人类活动对湖泊生态健康的长期影响.
  • 近百年来湖泊有机碳与无机碳埋藏响应流域开发的协同变化——以石林喀斯特地区为例
    王露, 陈光杰, 黄林培, 孔令阳, 李蕊, 韩桥花, 李平, 索旗, 周起
    2022, 34(05): 1751-1764.
      可视化   收藏
    有机碳和无机碳的流域输出是湖泊碳埋藏的重要驱动因子,而喀斯特地区无机碳循环具有反应迅速且对人类活动影响敏感的特点.在流域开发持续增强的背景下,喀斯特地区湖泊有机碳和无机碳的来源、含量与埋藏通量可能会出现同步变化的协同模式.本文以云南省石林喀斯特地区流域土地利用类型不同的两个中型湖泊(长湖、月湖)开展对比分析,通过对沉积物钻孔的土壤侵蚀强度(磁化率)、流域外源输入(C:N比值)、水动力(粒度)、营养盐(总氮、总磷)、藻类生产力(叶绿素色素)等代用指标的分析,结合监测数据和历史资料重建了两个湖泊环境变化的近百年历史,并定量识别了有机碳和无机碳埋藏响应流域开发的变化特征与协同模式.沉积物磁化率和C:N比值结果揭示了流域地表侵蚀和外源输入的阶段性特征,同时总氮和总磷含量记录了长湖和月湖营养水平上升的长期模式.在流域森林覆被较高(33.43%)的长湖中,全岩和有机质C:N比值分别与磁化率信号呈显著正相关(r=0.95和0.89,P<0.001),且与无机碳和有机碳含量呈显著负相关(r=-0.94,P<0.001和r=-0.52,P=0.01),反映了森林植被退化时流域碳输出的减少对沉积物碳含量的影响.而在流域耕地覆被为主(60.98%)的月湖中,全岩和有机质C:N比值与磁化率信号呈显著负相关(r=-0.54,P<0.01和r=-0.67,P<0.001),且全岩C:N比值与无机碳含量(P=0.15)无显著关系,反映了耕作强度的增加可能促进了水体富营养化和内源输入的增强.在两个湖泊中,营养水平的上升和内源生产力的增加促进了有机碳含量的快速增加.进一步分析表明,近百年来长湖有机碳与无机碳含量变化的同步性明显(r=0.54,P<0.001)而在月湖中无显著关系(P=0.20,P>0.05).两个湖泊中沉积通量的变化均与全岩C:N比值呈显著正相关(r=0.48和0.45,P≤0.001),且有机碳与无机碳埋藏通量均呈现同步变化的显著特征(r=0.72和0.85,P<0.001).其中长湖的无机碳埋藏通量显著高于有机碳埋藏通量,而月湖的有机碳埋藏通量略高于无机碳埋藏通量,反映了岩溶地区流域外源输入和水体富营养化的差异性驱动影响.在流域开发增强的梯度下,森林退化会降低流域碳输出的负荷,而农业扩张和水体富营养化会促进藻类生长和内源有机碳的累积.因此,流域土地利用和水体营养水平对湖泊无机碳和有机碳埋藏变化的长期轨迹和协同模式产生了重要影响,对喀斯特地区的碳库评估需要考虑无机碳循环的重要性.