洞庭湖、鄱阳湖白暨豚和长江江豚的生态学研究

1997年至1999年对洞庭湖和鄱阳湖的湖区及其支流的白暨豚和长江江豚的分布、数量和活动规律进行了系统的调查。调查结果表明,白暨豚已在洞庭湖和鄱阳湖绝迹。长江江豚随着水位的变化,其分布范围、数量和活动规律也随之而变化。长江江豚在洞庭湖的分布范围主要集中在从城陵矶到鲶鱼口一带,其种群数量大致为100－150头。洞庭湖各支流中已看不到江豚的踪迹。在鄱阳湖主要分布在湖口至龙口一带,老爷庙至小矶山是其集中分布区。赣江南北支、抚河及游及康山河在涨水季节也有少量江豚活动。洞庭湖和鄱阳湖大规模的围湖造田,湖区的迅速淤积变浅,大桥的修建,有害渔具渔法的大量使用,船舶数量的大量增加是长江江豚迅速减少的重要原因,两大湖泊中的长江江豚急待保护。     

长江江豚的交配行为和摄食行为的研究

１９９２年４月～１９９３年２月，在铜陵白豚养护场，对饲养条件下的４头长江江豚的交配行为和摄食行为进行了观察，较全面地描述和分析了江豚的交配、摄食行为模式，根据观察记录，长江江豚交配行为发生有一定的时间顺序，其交配期在３～６月；江豚背部小齿在交配活动中具有重要的生物学意义。江豚摄食的欲求行为有较强的驱动力，饥饿时常吞食异物。本研究不仅可用于江豚的保护和管理，亦可探索有效保护白豚的途径。     

汛末长江中下游主要营养盐输送特征及支流水系贡献

为分析长江中下游氮、磷、硅等营养盐的输送特征及洞庭湖、汉江、鄱阳湖对干流营养盐输送的贡献,于2020年9月自三峡坝前至河口及洞庭湖、汉江、鄱阳湖长江入汇口沿程采集水样,测定氮、磷、硅等营养盐浓度并分析沿程变化趋势,计算总氮、总磷和溶解硅通量及主要支流贡献。结果表明：长江中下游总氮浓度沿程下降,在1.23～2.32 mg/L间波动,溶解态占比超过95%;总磷浓度沿程上升,在0.01～0.08 mg/L间波动,以颗粒态为主;溶解硅浓度在汉口断面突增,三峡坝前-汉口江段均值为5.52 mg/L,汉口-河口江段均值升高为10.8 mg/L。总氮、总磷、溶解硅通量均沿程明显上升。洞庭湖、汉江及鄱阳湖对干流营养盐输送贡献较大,其中洞庭湖对总氮、总磷、溶解硅输送通量的贡献分别达到163.2%、67.9%、23.6%,但其汇入后干流水质类别未发生明显变化。洞庭湖、汉江及鄱阳湖汇入后干流水体综合营养状态指数波动范围在-12.72%至7.85%。本研究有助于了解长江中下游营养状态及支流湖泊对干流的贡献,为中下游水环境管理提供科学依据。     

近35a长江中游大型通江湖泊季节性水情变化规律研究

长江中游自然通江的洞庭湖和鄱阳湖,在长期的季风气候以及江湖交互作用下形成了相对稳定的涨-丰-退-枯季节性水位波动模式。近几十年来,受水利工程及气候变化的双重影响,两湖季节性水情均发生了显著改变。揭示和对比两湖季节性水位波动近年来的变化趋势及强度并分析其形成的可能原因,对于指导两湖地区的湖泊管理与实践,理解长江中游江湖关系演变现状具有重要意义。基于此,以2003年为断点(即1980~2002年与2003~2014年两时段),首先通过湖区多站点水文要素的单因素方差分析揭示两湖各自的季节性水情变化特征;然后通过两湖季节性水情变化状况的对比,分析长江中游大型通江湖泊水情变化的规律及其形成原因。得出的主要结论如下:(1)2003年后,涨水期和枯水期的两湖水情均呈偏枯趋势,且水位降幅均在由上游到中游的过程中扩大,由中游到下游的过程中减小,甚至涨水和枯水期的洞庭湖下游湖区还出现了水位的小幅抬升。(2)2003年后,丰水期和退水期的洞庭湖偏枯趋势呈现不同的空间分异,丰水期的洞庭湖水位下降程度在上、中游湖区更为剧烈,而退水期的水位下降程度在中、下游湖区更为剧烈。与此同时段的鄱阳湖偏枯趋势在丰水期和退水期均在由上游至下游的过程中增加。(3)2003年后的洞庭湖水位降幅在各个季节各个湖区均显著小于位于其下游的鄱阳湖。江湖关系对两湖及其不同湖区的作用方式和强度的差异是造成两湖季节性水情演变差异的主要原因。     

三峡工程对两湖的生态影响

长江干流的渔业捕捞量从1954年的43万t下降到2011年的8万t,降幅达81%,而两湖(洞庭湖和鄱阳湖)的渔业捕捞量分别在2~4万t之间波动。三峡大坝对洞庭湖三口径流量的影响有限,但使江水倒灌鄱阳湖的天数和水量进一步降低。长江来水占洞庭湖径流量的30%,而在鄱阳湖中仅有0.1%,因此,对维持长江干流的渔业资源(特别是产漂流性卵鱼类)来说,洞庭湖的重要性远超鄱阳湖。干流渔业资源的衰退主要是江湖阻隔的结果,虽然过度捕捞起到了推波助澜的作用,因此,即使在干流休渔十年,也未必能使长江的渔业资源大幅回升。如果在两湖建闸,长江渔业资源的衰退将会进一步加剧,江豚的灭绝可能难以避免,因此,维持两湖与长江的生态联系,对长江干流生物多样性的维持至关重要。     

长江湖北新螺江段长江江豚数量、分布和活动的研究

在物种保护实践中,对濒危物种的生态及行为进行监测至关重要。长江新螺段白鱀豚国家级自然保护区是长江江豚仅有的3个国家级原地保护区之一,然而较系统的监测至今还未见报道。2001年7月～2003年6月,采取常年监测与临时重点监测相结合,定点监测与流动监测相结合的方式对该保护区内长江江豚的种群数量、分布、活动规律及栖息地选择等作了研究,并提出了相应的保护建议。结果显示,保护区可能有长江江豚50～64头,多以2～3头为群生活,主要集中在沿岸浅水区;动物集群出现在3～6月,次数和规模远不如20 a前;长江江豚的集群和栖息地选择可能与觅食、休息和交配繁殖有关。建议控制过往船只速度,打击非法渔业,对近岸区要加强监测力度,尤其是在交配繁殖季节,对江豚活动频繁的团洲站、土地洲站、龙口站和腰口站要重点监测保护。
     

再论白暨豚和江豚的保护

白暨豚（Ｌｉｐｏｔｅｓｖｅｘｉｌｉｆｅｒ）的种群数量已降到了很低的水平，濒临灭绝，长江的自然环境，由于人类活动的加剧而日趋恶化。长江环境已经不可能保存白暨豚，但可能在一个半自然保护区保存下来。中国政府正在考虑集中人力和财力优先建设一个最好的白暨豚半自然保护区，即石首天鹅洲白暨豚半自然保护区，因为目前白暨豚的种群现状已不可能支持１个以上的半自然保护区。１头成熟的雌性白暨豚已于１９９５年捕获并移入石首天鹅洲保护区。江豚（Ｎｅｏｐｈｏｃａｅｕａｐｈｏ－ｃａｅｎｏｉｄｅｓ）也面临着白暨豚所面临的全部威胁。近年来其种群数量亦在迅速减少。为了防止江豚发生像现在白暨豚保护所面临的困境，我们已经在石首保护区成功建立了江豚的饲养群体。     

近百年来洞庭湖堤垸空间变化及成因分析

系统分析洞庭湖堤垸的空间变迁规律对于阐明湖区调蓄水量的变化原因及其洪涝灾害的形成机制具有重要的意义。以《洞庭湖历史变迁地图集》为基础,运用ArcGIS的空间分析技术,对洞庭湖民国前期（1921~1930年）、民国后期（1930~1949年）、解放初期（1950~1963年）、20世纪70年代（1963~1980年）和现状（80年代至今）5个时期的堤垸演变进行了研究,详细分析了其空间格局的变迁规律及其成因。研究结果表明：自民国以来洞庭湖的堤垸面积虽不断增加,但速率明显减慢,从最初的3126%减缓至现在的273%;民国前期洞庭湖堤垸面积为5 08419 km2,民国后期所围堤垸主要集中在沅江中东部;至解放初期,通过兴建国营农场,并且在大通湖及西、南洞庭湖进行围垸,堤垸面积增加至8 10210 km2;至20世纪70年代,堤垸扩展部分主要集中在湖区西北角;近30 a来,由于“退田还湖”政策的实施,堤垸面积及其分布相对变化不大     

长江八里江江段的江豚种群数量与分布

长江八里江江段是长江江豚最为重要的栖息地之一。2005年7月至2008年5月,在八里江江段先后进行了10次截线抽样法考察,调查了该水域的江豚种群数量和分布情况。考察总航程1 460.2 km,发现江豚374群次。根据动物密度,将考察区域划分为上游水域（九江 湖口）和下游水域（湖口 三号洲洲头）,分别分析。分析结果显示,上下游水域的多次考察密度平均值分别为0.67头/km2（范围：0.10~1.28头/km2,〖WTBX〗s〖WTBZ〗=0.41）和1.75头/km2（范围：0.62~3.0头/km2,〖WTBX〗s〖WTBZ〗=0.72）,数量平均值分别37头（范围：5~71头,〖WTBX〗s 〖WTBZ〗=23）和52头（范围：22~78头,〖WTBX〗s 〖WTBZ〗=17）。八里江江段江豚常年平均数量约为90头,不同考察季节数量有所波动（范围：44~121头,〖WTBX〗s 〖WTBZ〗=24）。与历史考察对比分析显示八里江江段江豚仍处于下降趋势,但该研究未能在3年考察期内监测到统计学意义的种群变动情况。根据动物数量波动幅度和发生时间推测,江豚在汛期至汛末的过渡时期,可能存在一次规模为40头左右的动物迁出过程。面对日益严重的人类威胁,如挖沙、非法渔业、航运、污染和水面设施建设等,建议在该江段尽快建立江豚自然保护区     

界牌河段航道整治工程对白Ji豚和长江江豚影响评价研究

界牌河段航道整治工程于１９９４年动工,１９９８年基本结束。为了防止在施工过程中对白Ｊｉ豚和长江江豚造成意外伤害,并对整治河估的环境变化对白Ｊi豚和长江江豚的影响 作出了评价,作者在１９９５年至１９９９年在界牌河段对白Ｊi豚和江豚的活动和航道整治前后的情况进行了监测。调查结果表明,介牌般道在整 治过程中没有对白Ji豚和江豚造成伤害,原来百航严重的界牌航道得到了有效的整治,同时也有利于白Ｊi豚和江豚的活动     

长江八里江江段江豚种群数量、行为及其活动规律与保护

1989－1999年，在长江八里江江段对江豚进行了28次往返观察和8次定点观察。结果表明，近10年八里江江段江豚种群数量遥感量逐年呈明显递减趋势，平均每年以7．3％速率递减；1996年后，枯水季节江豚不再进行江一湖迁移，其活动范围仅限于约20km长的八里江江口上下江段，较1993年以前缩短了约40km。江豚在八里江江段的行为多种多样，通过对江豚种群在八里江江段的集群、摄食、逃避、发情与交配、抚幼、歇息和玩耍行为的描述、比较和分析，认为长江八里江江段是江豚典型的摄食和抚幼场所，同时也是江豚大规模集群的适宜栖居地。提出了加强八里江江段江豚种群常年监测的必要性，并对八里江江段江豚种群的就地保护提出了建议。     

西洞庭湖鱼类物种多样性及其时空变化

洞庭湖是长江中游现存仅有的两大通江湖泊之一,研究其鱼类资源对了解湖泊通江的生态作用有着重要意义。为此,在2002年9月~2004年6月每月定期定点在西洞庭湖区开展鱼类调查,结果如下：① 实地调查到鱼类111种,隶属9目20科,包括中华鲟、胭脂鱼等珍稀物种;②鱼类物种数年动态波动较大,最高月份达69种,最低为26种,月均50±13种;③物种多样性指数年动态与物种数年动态大体一致,最高达3.34,最低为1.89,月均2.84±0.38;④空间分布上,位于入湖口的调查点物种数和多样性指数高于内湖,且差异有显著性(p<0.05);⑤在数量上,湖泊定居型鱼类占50%以上,其中,鲫数量最多,占16%左右。可见：西洞庭湖作为通江湖泊在鱼类多样性的保护上起到避难所和交流场所的作用;目前,西洞庭湖鱼类在生态组成上,湖泊定居型鱼类比重有逐渐增加的趋势。     

防洪整治工程对白暨豚和江豚的影响分析

自1998年大洪水后,为了保障人民生命财产的安全,水利部门正在规划一系列长江中下游防洪整治工程,根据工程规划方案,结合白暨豚和江豚群目前的现状,综合分析了部分规划中的防洪工程对白暨豚九江豚的影响,主要包括两个方面,一是施工期间的影响,二是工程结束后对环境的改变而带来的影响,经分析认为,有些工程,如洲湾裁弯取直工程、鄱阳湖建闸控制工程将对白暨豚和江豚产生巨大不利影响,建议在近期内不考虑实施,另一些工程如在施工期间和完工后采取积极、有效的保护措施,从白暨肜和江豚保护的角度分析是可行的。     

洞庭湖近年干旱与三峡蓄水影响分析

季节性水文干旱是洞庭湖近年突出的水情问题,并因三峡影响而倍受关注。基于洞庭湖水文干旱的关注焦点（湿地生态影响）及其与湖泊水情的对应关系,建立了湖泊滩地出露与持续时间为依据的干旱度量指标;并利用水文分析方法,揭示了洞庭湖水文干旱发生的时空特点和水情机制;最后,基于BP神经网络模型获取的三峡水库蓄水对洞庭湖的水位影响量化了三峡水库秋季蓄水对湖区干旱的贡献分量。结果认为：（1）2000年后,洞庭湖的干旱频次明显增多、旱情加重,干旱程度以西洞庭最剧,东洞庭次之,南洞庭最轻;（2）洞庭湖不同湖区干旱成因存在一定差异,其中全湖的春旱基本由洞庭湖流域来水偏少引起,而东洞庭湖秋旱主要由长江来水减少引起,西、南洞庭湖秋旱则由长江和洞庭湖流域来水共同减少形成;（3）三峡水库蓄水对东洞庭湖秋旱起到一定的加重作用,但并非洞庭湖近年干旱的主要因素     

三峡工程运用后洞庭湖水沙情势变化及其影响初步分析

采用原型资料分析、长河段一维数学模型计算等手段,分析和预测了三峡工程运用对洞庭湖水沙与冲淤影响,研究了三峡工程运用对洞庭湖出口水位的影响,在此基础上初步分析了三峡工程运用对湖区防洪与生态环境影响。研究成果表明：三峡水库运用后30 a末,荆江三口年均分流量和分沙量比多年平均值分别减少43%和73%,三口分流道的河床相应发生冲淤变化;三峡工程运用后,受荆江三口分流比减少影响,洞庭湖区泥沙淤积显著减少,对增强洞庭湖区调蓄功能、延长洞庭湖寿命有利;受三峡水库调度运用与长江干流河道冲刷影响,洞庭湖出口水位以下降为主,汛期水位的下降将对湖区防洪有利,而枯期水位的下降将对湖区水资源利用及生态环境带来一定不利影响。     

洞庭湖渔业水域氮磷时空分布分析

根据2000~2011 年对洞庭湖渔业环境监测数据,对东洞庭湖、南洞庭湖、西洞庭湖和三江口4 个不同渔业水域的总氮、总磷、氨氮和硝酸盐氮浓度的时空分布进行分析。结果表明：（1）洞庭湖总氮、总磷、氨氮和硝酸盐氮浓度均值分别为143±041、009±003、032±005和063±011 mg/L,总氮最大值为2009 年5 月丰水期东洞庭湖的鹿角采样点,为480 mg/L,总磷最大值为2008 年1 月枯水期鹿角采样点,为0417 mg/L,分析得知,所有采样点中鹿角采样点较其它采样点污染严重;（2）洞庭湖氮、磷浓度年均值间差异性显著（P<005）,除总磷变化规律不明显外,总氮、氨氮和硝酸盐氮的年浓度均值总体呈上升趋势,与此同时,洞庭湖在丰水期、平水期和枯水期的氮、磷浓度均值间也存在显著性差异（P<005）,平水期总氮平均浓度最高,枯水期总磷浓度均值最高;（3）东洞庭湖、南洞庭湖、西洞庭湖和三江口4 个湖区氮磷浓度均值间也存在显著性差异（P<005）,总氮、总磷和硝酸盐氮均值以三江口最高,氨氮均值以东洞庭湖最高,主要受城市污水和工业污水影响严重;（4）面源污染是洞庭湖主要污染方式,也是造成洞庭湖水体富营养化程度加剧的主要因素,面源污染占洞庭湖污染总量的94%～99%,主要包括农业污染、城市生活污水和畜牧水产养殖业污染;点源污染占洞庭湖污染总量的1%～6%,主要为工业污水和城市生活污水的排放,虽然排放量相对于面源污染较小,但是工业污水含有高浓度的有毒物质,且瞬时排放量大,很容易造成渔业污染事故,严重时会影响到人类的健康;（5）参照《地表水质量标准》（GB3838 2002）中的水质分类标准,所有监测年份中,仅2000 年水质为III 类,其它年份水质类型多为IV 类,部分年份为V 类,推断洞庭湖渔业水域大部分处于中度污染状态,部分湖区处于重度污染,根据《渔业水质标准》和鱼类对水环境质量的需求,洞庭湖水质不利于鱼类繁殖、早期发育、索饵和越冬等行为,势必会造成洞庭湖渔业资源的衰退     

洞庭湖的景观动态分析

景观元素分为三种：嵌块体、走廊、本底，在洞庭湖区，湖泊是洞庭湖的本底，洲滩是一种典型的嵌块体，在湖区分布广泛，数量众多，是现在洞庭湖区最为活跃的景观元素之一，研究湖泊的演变规律，洲滩的结构，动态变化，以及洲滩对洞庭湖功能的影响，对洞庭湖的治理有着重要参考价值，整个湖区洲滩面积呈增长趋势，从1961年到1985年面积增长了815km^2，由于人工因素和自然因素的差异，洲滩分布在不同湖区县市，不同时期，不同高程出现了不同规律：洲滩主要分布在岳阳、沅江和汉寿三地，不同类型洲滩的演化动态在不同湖区分布呈现异质性，洲滩（景观结构）的改变导致洞庭湖功能（调蓄功能，生态功能等）的退化，因而沿庭湖洲滩治理刻不容缓，此外，还论述了芦苇，人工林和洲滩演化的相互影响，论证了芦苇是洲滩扩张的一个重要因素，而人工林有利于开发和治理洲滩。