丹江口库区湿地生态系统的现状分析及研究展望

丹江口水库是中国南水北调中线工程的水源地,其库区湿地已被列入《中国重要湿地名录》。温地具有截留污染、蓄洪防旱、保护生物多样性等一系列重要的生态功能,因此维持丹江口库区温地生态系统的健康对中线调水工程具有非常重要的意义。在此结合丹江口库区湿地相关的研究资料,概括出库区内三种主要的湿地类型,根据生境状况重点阐述了库区消涨带湿地生态系统的特征,并分析了库区湿地的重要生态功能。在总结了丹江口库区湿地保护现状的同时分析了库区温地存在的生态环境问题,并提出了相应的管理和研究对策,以期从生态学的角度服务于库区湿地生态系统管理及中线调水工程。     

运用水质指数法评价南水北调中线水源地丹江口水库水质

丹江口水库是南水北调中线工程水源地,水库水质的好坏直接影响工程效益的发挥. 根据2005年雨季和枯季的水质监测数据,参照GB3838-2002中Ⅱ类水质标准,将21项水质监测指标分为难处理的毒性指标(ρ(As),ρ(Hg),ρ(Cd),ρ(Cr),ρ(Pb)和ρ(Se))、易净化的污染指标(pH,ρ(DO),I_Mn,ρ(BOD₅)和ρ(NH₃-N))及其他指标(ρ(DP),ρ(DIN),ρ(F-),ρ(Cl-),ρ(SO₄2-),ρ(NO₃--N),ρ(Cu),ρ(Zn),ρ(Fe)和ρ(Mn))3类,首先计算单项水质指数,然后分类别计算分类指数,最后得到综合水质指数(WQI). 结果表明:①重金属Hg,Se,Cd和Pb危及库区水质安全;②易净化污染指标及其他指标的WQI值小于20,但氮已对水质构成极大威胁;③水库水质在枯季好于雨季;④水质空间格局为汉江库区好于丹江库区,丹江库区好于库区下游. 对于水源地,在评价有毒重金属时应结合地表水环境标准和饮用水标准. 另外,就污染物成因及水资源保护措施进行了初步探讨.      

三峡库区城镇化影响下河流DOM光谱特征季节变化

三峡库区城镇化进程对河流溶解性有机质（dissolved organic matter,DOM）的组成和输运具有重要影响.本文选取三峡库区高城镇化河流桃花溪和低城镇化河流普里河,于春季（4月）和夏季（8月）采集水样,运用紫外-可见吸收光谱和三维荧光光谱技术,分析DOM的季节变化和空间特征.结果表明,桃花溪和普里河的DOC浓度、S_275-295（短波段光谱斜率）、S_R（光谱斜率比）、BIX（新近自生源特征）和Fn（280）（类蛋白物质相对浓度）均为夏季>春季,CDOM浓度、CDOM/DOC、SUVA₂₅₄（芳香性结构）、SUVA₂₆₀（疏水性组分）、E3/E4（富里酸所占比例）、S_350-400（长波段光谱斜率）和HIX（腐殖化程度）均为春季>夏季.高城镇化桃花溪的DOC、CDOM浓度、S_R、Fn（280）、BIX和FI高于低城镇化普里河,CDOM/DOC、SUVA₂₅₄和SUVA₂₆₀低于普里河.两河流沿水流方向随城镇化增加,SUVA₂₅₄和SUVA₂₆₀逐渐减小,Fn（280）逐渐增大.春、夏季两河流DOM腐殖质来源均为陆源输入与内源产生两种方式混合,且均以内源居多,DOM均具有中度新近自生源特征.研究反映了城镇化对河流DOM组成和来源的影响.     

重庆西部山区典型湖泊水-气界面CO2交换通量及其影响因素

为了解我国西南山区湖泊水体CO_2的释放/吸收特征,于2017年7月对重庆西部山区典型9个湖泊表层水体溶解性无机碳进行调查,并同步监测关键环境因子,运用薄边界层法和静态箱法对其水-气界面CO_2通量[F(CO_2)]进行比较研究.结果表明,渝西山区湖泊夏季表层水p(CO_2)介于2.1~45.0 Pa之间,均值为(18.1±12.1) Pa;模型法和静态箱法计算的CO_2通量均值分别为(-8.0±2.9)、(-3.4±3.6)和(-7.1±22.3) mmol·(m2·d)-1,总体表现出大气CO_2汇的特征.水体p(CO_2)和F(CO_2)与关键环境因子的相关分析,表明表层水p(CO_2)和F(CO_2)与风速和ORP显著正相关,与pH显著负相关.     

南水北调工程及其生态安全：优先研究领域

南水北调工程的实施将大幅度增加黄河上游径流量，并同时减少长江尤其是其上游及汉江下游的径流量，从而导致两条主要河流及其支流的水环境改变。中线工程从汉江上游丹江口水库调水，库区上游90 000余km2内的非点源污染和1 300万人口的生活污水处理设施的缺乏对水质将产生重大影响;调水引起水文节律的改变从而对东线沿途的湖泊生态系统产生重大影响;黄淮海平原受水区可利用水量的增加也可能导致该地区的盐渍化。介绍了南水北调工程并讨论了其必要性，提出了工程对生物迁移的影响、水环境及水生态安全、水资源保护的流域生态系统管理和西部退化生态系统的恢复和重建等优先研究领域，并提出结合“中国生态系统研究网络”、“生态环境国家野外科学观测研究站”的建设和长期监测来保障工程生态安全的策略。     

三峡库区主要河流秋季pCO2及其影响因素

于2015年10月对三峡库区主要河流表层水体中的溶解性碳组成进行了测定,结合水文地质条件和水化学关键指标,对河流表层水体二氧化碳分压(p CO_2)的空间变化及影响因素进行了研究,并利用模型法分析了水-气界面CO_2通量特征.结果表明,三峡库区主要河流秋季pCO_2介于18.75~296.31 Pa之间,均值为(141.06±77.51)Pa;河流CO_2脱气通量平均值为(101.1±78.0)mmol·(m2·d)-1,其中86%的采样点位表现为大气CO_2源的特征.p CO_2与DO和pH显著负相关,与HCO-3显著正相关.由于山区河流流速快和水力停留时间短等特征,河流有机碳原位呼吸是导致p CO_2与DO和pH很强的负相关关系的主要原因.研究结果为准确估算三峡库区河流CO_2逸出量提供了重要的数据支撑.     

南水北调中线水源地丹江口水库水化学特征研究

丹江口水库是南水北凋中线工程的水源地,对水库中的5个点位进行了3 a的动态监测.对水化学类型和水化学特征进行了系统分析,运用相关分析及方差分析,对水化学时间、空间分布特征进行了研究.结果表明,TDS介于149.9-291.2mg·L-1,属于弱矿化度水.总硬度(以Ca2 、Mg2 浓度和计)介于40～50 mg·L-1之间,属于极软水.HCO3-及Ca2 分别介于122.5-170.0 mg·L-1、37.1-43.2 mg·L-1,分别占主要阴、阳离子组成的77.54%～77.87%和70.66%-77.93%.按照O.A.阿列金分类法,丹江口库区水质为HCO3--Ca型水.主要离子呈现一致的空间变化,在丹江库区沿水流方向逐渐降低,至汉江库区达到最小值.水化学特征的季节及时间变化表明,主要离子的浓度在枯季比在雨季大.丹江口水库水化学特征主要由岩石风化决定,高浓度的HCO3-及Ca2 主要来源于方解石和白云岩,但是上游及库区周边人为活动对NO3-产生了一定的影响.最后,提出了流域水资源保护的建议和措施.     

三峡库区城镇化背景下河流DOM的吸收及荧光光谱特征

研究城镇化对河流溶解性有机质(dissolved organic matter,DOM)组分和化学结构、来源与迁移规律的影响,对水生态系统保护及生物地球化学循环研究具有重要意义.运用紫外-可见吸收光谱和三维荧光光谱技术,研究三峡库区不同城镇化程度的典型河流(桃花溪、南河和普里河)的DOM光谱学特征.结果表明,河流城镇化程度越高,DOM和有色溶解性有机质(chromophoric dissolved organic matter,CDOM)浓度越大,河流DOM的腐殖化程度和芳构化程度越小,疏水性组分越少,DOM中类蛋白物质相对浓度越高,DOM的新近自生源特性越强.河流DOM均以富里酸类为主(E3/E4均值 3. 5),CDOM浓度与DOM浓度显著正相关(P 0. 01),各河流DOM腐殖化程度(SUVA254)、芳构化程度(SUVA280)和疏水组分(SUVA260)极显著正相关(P 0. 01).桃花溪、南河、普里河的荧光指数均值为1. 715 7～1. 757 1,DOM的腐殖质来源均为外源输入和微生物、藻类生产两种方式混合,且以内源产生为主.