三峡库区干湿交替消落区土壤磷形态

结合三峡水库“蓄清排浊”、反季节调度模式,通过对消落区首次自然干湿交替土壤中磷的赋存形式、含量变化的分析,揭示了新生消落区土壤中磷的分布特征和释放规律。结果表明：水库夏季低水位运行时上覆水总磷含量远高于冬季枯水期高水位时上覆水总磷含量,且由于汛期径流量大,上下游上覆水总磷含量波动明显。自然干湿交替状态下土壤中不同形态磷分布规律一致,活性磷、有机磷含量变化程度剧烈,成为新生消落区上覆水内源磷负荷的主要来源,且库区首次蓄水至175 m后新生消落区土壤有机磷是土壤内源磷贡献的主要承担者。覆水初期干湿交替土壤各形态磷含量没有显著差异。覆水后消落区土壤总磷释放程度与本底土壤的总磷、有机磷、活性磷呈现出显著线性相关关系。新生消落区土壤作为潜在磷源,在成库初期对库区水质影响不大。
     

三峡库区腹心地带消落区土壤氮磷含量调查

消落区土壤中氮磷是上覆水体营养物质的潜在来源之一。在2008年底三峡蓄水至172 m之前,采样分析了小江（澎溪河）等库区5条典型支流淹没前的消落区土壤氮磷含量分布情况。在研究样区范围内,消落区土壤全氮均值为1317±0484 mg/g,变化范围在0459~2735 mg/g,而土壤全磷均值为0676±0282 mg/g,变化范围在0314~2799 mg/g。不同的土地利用方式消落区土壤全氮含量有明显差异,耕地消落区和园林地消落区的全氮值明显高于河滩地消落区。不同流域之间氮素差异也达到极显著水平,朱衣河和大宁河流域消落区土壤氮素要明显高于其他3条支流。但是,不同土地利用方式的消落区之间全磷差异不显著,不同流域之间磷素差异也不显著。相比长江中下游一些浅水湖泊的底泥,库区消落区土壤中全氮和全磷含量水平已处于偏高状态,向上覆水体释放的风险较大。小江流域的丰乐镇和养鹿镇、朱衣河的胡家坝地区是研究范围内释放风险高的区域.     

三峡库区万州段不同类型消落带土壤磷形态贮存特征

三峡水库成库以来,消落带土壤磷流失已成为水体富营养化的重要来源。通过对三峡水库消落带万州段长江干流及回水区苎溪河和密溪沟土壤磷形态分析,研究了不同水力特征和人类活动对消落带土壤理化性质及土壤磷形态分布的影响。结果表明：万州段消落带土壤pH值、有效磷(A P)含量分布特征为长江干流>苎溪河>密溪沟,阳离子交换量(CEC)分布特征为苎溪河>长江干流>密溪沟,有机质(SOM)含量分布特征为密溪沟>苎溪河>长江干流,总氮(TN)含量分布特征为苎溪河>密溪沟>长江干流,总磷（TP）分布特征为密溪沟>长江干流>苎溪河。土壤水溶态磷（H2O P）、盐酸提取态磷（HCl P）、氢氧化钠提取态磷（NaOH P）、碳酸氢钠提取态磷（NaHCO3 P）、残渣态磷（Residual P）分布特征为：Residual P(65514 mg/kg)> H2O P（5177 mg/kg)>HCl P(3999 mg/kg)> NaOH P(2588 mg/kg)> NaHCO3 P(2224 mg/kg),以Residual P和H2O P为主,在干湿交替的条件下H2O P将继续向水体迁移。人类农业及旅游开发活动或将影响土壤理化性质进而影响保肥性能,土壤氢氧化钠提取态有机磷（NaOH Po）和碳酸氢钠提取态有机磷（NaHCO3 Po）所占比例大小顺序为长江干流>苎溪河>密溪沟。消落带土壤磷各形态中氢氧化钠提取态无机磷（NaOH Pi）、碳酸氢钠提取态无机磷（NaHCO3 Pi）、NaHCO3 Po、H2O P均与有A P存在极显著相关性,其来源具有同源性。密溪沟氮磷污染不同源,密溪沟有农村居民且开发旅游,人类生活废水是磷素的主要来源,而氮素主要来源于农业施肥的流失。     

南水北调对丹江口水库区土地资源的影响

湖北省丹江口水库是南水北调冲线工程的水源区。随着调水工程的实施,库区土地资源将受到深远的影响。以丹江口水库及其四周海拔低于２００ｍ的区域为研究范围,选用９０年代初获取的ＬａｎｄｓａｔＴＭ假彩色合成图像为主信息源,运用目视判读和地理信息系统（ＧＩＳ）方法,对该区的土地资源利用现状进行了比例尺为２５万分之一的遥感制图和计算机面积量算;在此基础上,对工程实施后本区土地资源的淹没损失,土地利用结构的变化进     

三峡重庆库区消落区基本特征与生态功能分析

三峡工程建成后,随水库运行将在库区两岸形成垂直落差30 m的消落区,面积达300多km2。消落区的形成可能会带来环境污染加重、土壤侵蚀和水土流失加大、植物多样性及生态系统被破坏、诱发地质灾害、暴发流行性疾病等生态环境问题。通过各种途径对消落区进行合理分类对于保护和改善库区生态环境有重要的意义。以三峡库区消落区的重庆段为例,结合三峡库区消落区的人文环境、气候、坡度、水深、地貌等区域基本特征,以遥感数据为基础,以GIS技术为手段,分析消落区的基本特点、人类活动对消落区的影响、消落区的生态环境问题以及生态功能定位,更好地保护消落区的生态安全。为政府和相关管理部门提供了三峡库区消落区生态环境保护、土地资源合理开发利用的理论依据。     

三峡水库消落区生态环境保护与调控对策研究

三峡水库建成后,由于水库调度引起库水位周期性的涨落,在库区两岸形成周期性变化的水陆交错区域即消落区。消落区是水、陆生态系统的交错地带,具有生态脆弱性、变化周期性和人类活动频繁性等特点。随着三峡工程逐步投入使用,人类活动对消落区的影响也逐渐增加,并且消落区自身存在生态脆弱性,如果不采取有效措施,它将影响三峡工程的正常运行和整个库区的可持续发展。因此,针对消落区的水、土环境变化特点,分析了消落区土壤与水环境的相互影响,提出了利用生物缓冲带、复合生态、坡地农业、流域生态学、人工湿地及生态河堤等技术来对消落区生态环境进行保护与调控的措施。     

汉江中下游消落区及水域面积时空变化分析

基于1987～2017年Landsat时序数据,提取汉江中下游河流消落区及水域面积和淹没频率逐年变化信息,分析消落区及水域时空变化过程及阶段性特征。结果表明:汉江消落区呈上游宽下游窄的特征分布,消落区面积最为集中的区域位于中游的宜城-钟山口段,相对较少的区域位于下游的仙桃-汉川段。在过去30年间,汉江中下游消落区平均面积在76到256 km~2之间波动,水域面积在183～550 km~2之间变化,水域及消落区面积均呈波动特征并存在较大时空差异。汉江中下游总体淹没频率在1987～2001年间呈减小特征,2002～2017年存在增加趋势。汉江中下游大型水利枢纽工程库区的水域面积、淹没频率在水库建成后大幅度增加,消落区面积波动幅度减小;而非水库地区的水域及消落区面积无明显增减趋势。     

南水北调对湖北丹江口水库区土地资源的影响

湖北省丹江口水库区是南水北调中线工程的水源区。随着调水工程的实施,库区土地资源将受到深远的影响。以丹江口水库及其四周海拔低于２００ｍ的区域为研究范围,选用９０年代初获取的ＬａｎｄｓａｔＴＭ假彩色合成图像为主信息源,运用目视判读和地理信息系统（ＧＩＳ）方法,对该区的土地资源利用现状进行了比例尺为２５万分之一的遥感制图和计算机面积量算;在此基础上,对工程实施后本区土地资源的淹没损失、土地利用结构的变化进行了宏观分析,进而对区域土地资源的合理利用进行了初步探讨。     

三峡水库消落带土壤养分含量及生态化学计量特征

作为世界上最大的水利工程,三峡水库的建设和运行对三峡水库消落带土壤环境产生了重大影响。已有研究多关注于三峡库区中某一段消落带或某一支流消落带的土壤环境变化,而缺乏对全库区消落带进行研究。以全库区尺度(8个断面)的不同海拔消落带土壤(155～165和165～175 m)为研究对象,以断面未淹没区(175～185 m)土壤为对比,对土壤养分(土壤有机质-SOM、总氮-TN、总磷-TP、总钾-TK)及生态化学计量(C/N、C/P和N/P)分布特征进行研究。结果表明：(1)消落带SOM、TN、TP和TK的含量均低于未淹没区,而C/N、C/P和P/K的值均高于未淹没区;(2)消落带165～175 m的SOM和TN分别为21.27和1.14 g·kg^-1,均显著低于155～165 m海拔和对照组相对应的土壤养分含量,而T/N和N/P分别为11.07和2.68,与对照组的土壤化学计量比有显著的差异性,且SOM变异性最小为6%、TP变异性最高为24%;(3)三峡库区全域内,上游(涪陵区)和中游(忠县、万州区、云阳县、奉节县)的土壤养分含量显著高于下游(巫山县和秭归县)地区,且SO...     

富水水库消落区土地开发试验及其效果

在对湖北富水水库资源利用调查基础上,根据水位变化规律和水库调度实际,将消落区分成上、中、下3个层次,并探索不同分层的资源特征和利用途径,上区带、中区带、下区带分别采用综合开发利用、渔业开发和两栖林业开发模式。以林业开发为主,结合几年来的开发实践和消落区两栖林业带的初步形成,认为合理开发与利用消落区资源是缓解库区人地矛盾、转变库区农户增收方式、实现经济结构优化和生态可持续发展的有效途径。     

三峡库区消落带水淹初期主要优势草本植物生态位变化特征

根据三峡库区初期水位涨落情况,以空间代替时间法,连续两年对典型消落带区域地上植被进行调查,通过计算生态位宽度和生态位重叠来分析不同水淹时间下优势草本植物生态位的变化特征。结果表明,一年水淹区段在未水淹时,植物生态位宽度普遍较窄,此时生态位明显特化,而第二年水淹极大的增加了适应干湿变化的物种的优势度。水淹前生态位重叠值大于0.5的只有12对,小于0.2种对为189对,其中生态位重叠值为零的为103对;水淹后生态位重叠值大于0.5的有24对,小于0.2种对为53对,其中生态位重叠值为零的为6对,说明生境由干燥到湿润的变化,对湿润环境相对适应的物种存活,优势植物生态位重叠明显增加。经两年水淹区段中,第一年以毛马唐的生态位宽度最高,其余17种物种生态位宽度小于0.2的物种占优势物种的61%,第二年以雾水葛和鳢肠的生态位宽度较大,其余15种物种生态位宽度小于0.2的物种占优势物种的50%,共同出现的物种仅有8种。生态位重叠值大于0.5的种对由5对上升到17对,生态位重叠值为零的种对由10对减低到2对,说明连续水淹产生更加均一的生境类型,对资源要求相似的物种是增加的。     

三峡库区消落带农用坡地氮素流失特征及其环境效应

三峡库区消落带坡地的自发农用较为常见,消落带的这种利用方式可能加剧养分流失并对库区水环境造成影响.通过对库区2011～2013年3个落干期消落带农用坡地的地表径流、壤中流中氮素形态与浓度进行定位监测,研究消落带农用坡地氮素流失特征及其环境效应.结果表明:常规施肥下,消落带农用坡地侵蚀模数为1 443 kg/(hm2·a),落干期内坡地平均径流量为230 mm,径流系数为0.58,其中壤中流流量占总径流量的77％.历次降雨产流事件中常规施肥处理时,地表径流、壤中流中TN平均浓度分别是4.85±0.85、20.73±2.05 mg/L,落干期地表径流(泥沙)和壤中流的TN流失量分别为6.63± 1.19、35.22±3.38 kg/hm2,分别占当季施肥量的2.2％、11.7％.可见,随壤中流流失是三峡库区消落带农用坡地氮素流失的主要途径.与常规施肥处理相比,减量施肥处理使地表径流(泥沙)、壤中流TN流失通量分别显著降低了25％、48％,表明减少氮肥用量可以显著降低消落带农用带来的环境风险,建议消落带农用地氮肥进行减量施肥,使其既不影响作物产量,也显著降低氮流失.     

丹江口水库表层沉积物不同形态氮的赋存特征及其生物有效性

为了揭示丹江口水库沉积物氮空间分布特征及其生物有效性,采用连续分级提取法研究了表层沉积物中可交换态氮(Exchangeable nitrogen,EN)、酸解态氮(Acid hydrolysable nitrogen,HN)及残渣态氮(Residue nitrogen,RN)的赋存特征,同时结合生物可利用态氮的含量,探讨了各形态氮对生物可利用态氮的贡献。结果表明,丹江口水库沉积物中总氮(Total nitrogen,TN)在425~5796 mg/kg之间,平均为1 319.32 mg/kg,其中EN、HN和RN的平均值相对比例为2.15∶1.95∶1,且各形态氮含量的空间分布呈入库河流大于库区开阔区域的特征,尤其在丹江、老灌河以及犟河-堵河入库口的含量较大。潜在矿化氮(Potential mineralized nitrogen,PMN)含量在40.20~1 468.95 mg/kg之间,平均为275.06 mg/kg,其中EN对丹江口水库沉积物PMN的贡献较大,比例在19.85%~90.80%之间,平均为63.47%。各形态氮在不同的水环境条件下发生迁移转化,保持着水-沉积物界面氮的动态平衡。     

百花湖入库河流麦西河河口消落带土壤磷形态及其分布特征研究

应用磷形态标准测定方法（SMT）对百花湖（水库）入库河流麦西河河口消落带土壤不同形态的磷进行了分级测定,分析了各形态磷及与有机质、pH之间的相关性。结果表明：消落带A区(岸边土壤)总磷含量平均为1 298.8 mg/kg,B区(交界面土壤)平均为1 1712 mg/kg,C区(淹没区土壤)平均为1 0762 mg/kg。各种形态的磷在消落带分布特点不同：（1）各点OP含量A区>B区>C区,OP/TP的平均值为592%、607%、633%;（2）各点IP以Fe/Al P为主,消落带A区Fe/Al P占无机磷的比例平均为789%,B区为642%,而C区则为546%;（3）Ca P含量C区（1017 mg/kg）>B区（849 mg/kg）>A区（621 mg/kg）;（4）消落带A区土壤中活性磷组份（OP+Fe/Al P）占TP百分数为738%,B区为744%,C区为771%。消落带土壤活性磷组份较高,在适宜的条件下容易引起水体的二次污染,加快水体富营养化的进程     

湖北丹江口水库库区降雨侵蚀力特征

降雨侵蚀力(R)指数是估算土壤侵蚀量的一个基本因子,但如何利用气象站常规降雨统计资料估算R值具有重要的实践意义。利用湖北丹江口水库库区4个观测站(丹江口、十堰、郧县、郧西)的多年逐日降雨资料,通过比较分析多个经验模型对该地区的降雨侵蚀力的计算结果,优选出了表现最佳的估算模型,并用其计算结果分析了库区年降雨侵蚀力的空间分布和时间变化特征。结果表明,湖北丹江口库区丹江、郧西、十堰、郧县的年均降雨侵蚀力分别为3 331.94、3 272.40、3 501.21、3 187.94 MJ·mm/hm²·h·a,4个测站的均值为3 323.37 MJ·mm/hm2·h·a,空间分布比较均匀,与多年平均降雨量分布类似;降雨侵蚀力主要集中于5～9月份,占全年的88.60%以上;库区4个测站年降雨侵蚀力值波动较大,以郧西和十堰为甚,其最大单次降雨侵蚀力分别占其研究时段内总降雨侵蚀力的6.94%和4.87%。离差系数Cv(0.45～0.58)和趋势系数r(绝对值0.05～0.08)计算结果表明研究年限内年均降雨侵蚀力整体趋势保持平稳。
     

三峡库区消落带富营养化及其危害预测和防治

三峡水库蓄水运行后将出现一个落差达30 m的永久消落带。消落带是水域生态系统与岸上陆地生态系统的交替控制地带,该地带具有生物的多样性、人类活动的频繁性和生态的脆弱性,随着人类活动的影响,已成为湖岸带中生态最脆弱的地带。由于工业和生活用水污染以及水体自净能力下降,消落区富营养化相关物质（如氮和磷）污染会进一步加剧。因此,必须针对库区消落带地区的特殊情况,选择适当的模式对消落带进行超前环境整治和保护,实现三峡库区生态系统的恢复和重建。     

丹江口水库水质要素变化特征及其相互关系

采用丹江口水库 1987～ 1996年间的水环境常规监测资料 ,应用因子分析方法探讨了丹江口水库不同区域水环境要素变化特征及其相互关系 ,分析表明 :丹江口水库目前水质良好 ,大多数情况下能满足地面水一类水质标准要求 :库区不同断面水体水质要素及污染因子间的相互关系可以用 6个主导因子表达。同一主导因子不同断面标识因子的差异反映了库区不同区域水质分布差异及产生这种差异的环境过程 ;影响库区水质的主要因素是上游随降水产生的面源污染、库周点源排放、水体自净以及气候因素 ,不同断面水质影响因素及其程度存在差异。     

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