丹江口水库真核浮游植物群落分布特征及其与环境因子的关系

浮游植物是湖库生态系统物质循环和能量流动的主要参与者,了解其群落组成对保护水生生态系统平衡具有重要意义.2021年6月在南水北调中线工程水源地丹江口水库淅川库区设置7个采样点,分4层分别在0.5、5、10和20 m处共采取28个样品.采用高通量测序测定真核浮游植物群落结构,分析真核浮游植物群落在水平和垂向上的分布特征.采用冗余分析探讨了浮游植物主要类群与环境因子的关系.结果表明：①库区真核浮游植物共12门68属,物种为甲藻-硅藻-绿藻型结构.水平方向上浮游植物群落差异较大,各采样点垂直方向上浮游植物丰度和多样性存在较大差异.宋岗、土门和党子口浮游植物群落多样性和丰度随水深增加呈下降趋势,其他采样点的浮游植物群落与水深关系趋势不明显.②硝氮（NO₃^--N）、水深、溶解氧（DO）、pH和水温（WT）是影响库区浮游植物垂直分布的重要环境因子.环境因子对浮游植物门类影响各异,甲藻门与NO₃^--N和水深呈负相关,与其他环境因子呈正相关;硅藻门与NO₃^--N和水深呈正相关,与其他环境因子呈负相关;绿藻门与WT、pH和DO呈负相关,与水深无明显相关性.     

基于面板数据的我国城市水资源水环境随机前沿面分析

科学客观的评价城市水资源利用差异、明晰造成差异的原因可以为决策部门制定适宜的用水供水政策提供科学依据.收集了全国283个城市15年的市辖区城市建设用地面积、市辖区年末总人口、市辖区供水总量、市辖区年末实有城市道路面积、市辖区地区生产总值、污水排放总量.采用基于面板数据的随机前沿面模型计算主要城市的水资源利用效率和水环境压力,结果显示我国主要地级城市水资源利用效率普遍不高,平均值为0.464,低于平均值的城市有167个,占评估城市的59.01%.城市水环境压力具有普遍性,平均水环境压力为0.347,高于平均值的城市有106个,占评估城市的37.46%.发挥区域地理优势,加强区域间技术合作,因地制宜的开展诸如调整产业结构,引进先进生产技术和设备等相关提高水资源利用效率、减小水环境压力的举措,是实现水资源利用和城市可持续发展的重要途径.     

一种考虑水生态修复措施对污染物降解影响的水质模型

针对水域中生态修复措施对污染物降解规律的影响,建立了平面二维水流-水质计算模型.该模型通过采用特征有限元方法,在各种吸附性边界下均能保持污染物浓度变化的单调性;通过采用2阶龙格-库塔法求解上游源头浓度特征点的位置,使得模型在流线弯曲条件下的特征浓度计算精度得到明显改善;通过分区指定水流糙率与紊动粘滞系数、污染物扩散与降解系数,可以具体分析水域内各种水质改善措施的实际效果;通过典型算例,证明模型具有较好的适应性和可靠性,为今后水生态修复工程方案的设计提供了一种定量分析工具.     

北运河秋冬季浮游植物群落结构特征及影响因子分析

浮游植物是水生生态系统的主要生产者,其群落结构与水质密切相关.为研究北京市北运河不同水体环境特征,于2018年10月（秋季）和2019年2月（冬季）在北京市北运河设置13个采样点开展浮游植物群落结构和水环境调查,共鉴定出浮游植物7门54属99种.群落结构分析表明,秋季浮游植物物种数（75种）高于冬季（58种）,城市河道型水体物种数（78种） > 城市湖泊型（59种） > 山区河道型（29种）.秋季浮游植物密度为916.04×10⁴ cells·L^-1,冬季浮游植物密度为220.52×10⁴ cells·L^-1,秋、冬季平均密度为568.28×10⁴ cells·L^-1.空间格局上,城市湖泊型水体浮游植物密度最高,绿藻门和蓝藻门为优势门类;城市河道型水体次之,大部分点位以硅藻门、绿藻门和蓝藻门为优势门类;山区河道型水体最低,硅藻门为主要优势门类.物种优势度和多样性指数分析结果显示,北京市北运河水体中以中富营养型指示物种为优势类群,水质污染类型为β-中污型.典范对应分析（CCA）排序结果表明,Ca和TN是影响秋季北京市北运河浮游植物群落结构的主要环境因子,pH是影响冬季浮游植物群落结构的主要环境因子.     

南水北调中线北京段水质状况分析

水质是水资源管理部门关心的核心问题,北京市南水北调水质更是关系到北京市生活用水安全和社会稳定.收集了南水北调中线北京段通水以来大宁调压池和大宁调蓄水库两个监测点位的总氮、硝氮等10项月水质监测数据.采用方差分析法从不同角度分析了北京南水北调来水水质差异,采用因子分析法识别了大宁调压池和大宁调蓄水库的水质风险因子.结果表明,南水北调中线北京段冀水全年硝氮、总氮、氟离子、氯离子、硫酸盐含量高于江水,江水水质优于冀水.LSD差异性检验结果显示:冀水溶解氧、硝氮和总氮汛期和非汛期差异性显著(P0.05),江水pH汛期和非汛期差异性显著,水质较冀水更为稳定.无论在汛期还是在非汛期,江水和冀水在pH、溶解氧、高锰酸盐指数、总磷、氨氮这5个指标上差异性不明显(P0.05),而硝氮、总氮、氟离子、硫酸盐及氯离子则存在显著性差异(P0.05).大宁调蓄水库硝氮、总氮、硫酸盐及氯离子含量2015年(冀水+江水)全年低于2012~2014年(冀水),江水进京后在水库对冀水起到了很好的稀释调节作用.2012~2014年及2015年水库汛期和非汛期水质差异性检验结果均显示,硝氮、总氮、氟离子、硫酸盐和氯离子存在显著性差异(P0.05),非汛期水质2015年优于2012~2014年,其他pH、溶解氧、高锰酸盐指数、总磷、氨氮这5个指标差异性不明显(P0.05).调压池、大宁水库冀水汛期和非汛期差异性比较结果显示,高锰酸盐指数、总氮、氟离子、硫酸盐及氯离子差异性显著,其中高锰酸盐、氟离子、硫酸盐和氯离子水库高于调节池.因子分析的结果表明,大宁调压池和大宁调蓄水库潜在水质风险因子主要是氮元素,包括氨氮、硝氮和总氮,大宁调蓄水库水质潜在风险因子还包括总磷.     

我国城市水资源利用效率分析

科学客观地评价我国城市水资源利用差异、明晰造成差异的原因可以为决策部门制定适宜的用水供水政策提供科学依据.收集了全国283个城市15年的市辖区城市建设用地面积占市区面积的比重、市辖区人均地区生产总值、市辖区人口密度、市辖区居民生活用水量、市辖区工业用水等10项指标.采用不变规模报酬模型（CCR）分析地级市水资源利用投入产出效益,采用基于松弛变量测度效率分析方法（SBM）逐年计算水资源利用效率,采用Mann-Kendall检验法检验水资源利用效率变化趋势.结果显示,我国主要地级城市水资源利用效率普遍不高,全国主要城市普遍存在投入冗余、产出不足的特点.2000—2014年,全国62.2%的城市水资源利用效率变化趋势不明显,显著下降的占1.4%（p<0.05）,显著升高的占13.07%（p<0.05）.加强区域间技术合作,因地制宜地开展诸如调整产业结构,引进先进生产设备、推广节水设备使用等相关提高水资源利用效率的举措,是实现我国城市可持续发展重要途径.     

春季北京市河流大型底栖动物群落结构特征及影响因子分析

2019年春季(3～5月)在北京市开展了17个水体20个断面的大型底栖动物调查,分析其群落结构特征与环境因子的关系.共采集并鉴定出大型底栖动物64个分类单元(种),分属3门6纲32科.结果发现,北京不同区域河流大型底栖动物的密度组成、优势种和物种数存在较大的空间差异,山区是水生昆虫密度最大的区域,平均密度为33.95ind.·m~(-2),主要优势种为蚋科(Simuliidae sp.)、纹石蛾(Hydropsyche sp.)和高山似突摇蚊(Paraciadius alpicola);郊区摇蚊幼虫和寡毛纲的平均密度最大,分别为82.58ind.·m~(-2)和36.21ind.·m~(-2),主要优势种为小云多足摇蚊(Polypedilum nubeculosum)和苍白摇蚊(Chironomus pallidivittatus);市区以腹足纲的密度最大,为88.75ind.·m~(-2),主要优势种为铜锈环棱螺(Bellamya aeruginosa)和梨形环棱螺(Bellamya purificata).市区和郊区发现的物种数均比山区多14种.CCA典范对应分析结果表明,营养盐浓度是影响郊区大型底栖动物群落结构的主要因素,人类活动强度和水温是影响市区和山区大型底栖动物群落结构的主要因素.