鄱阳湖主湖区与碟形湖水位变化及其对水质的影响

水位作为鄱阳湖重要的水文因子,对鄱阳湖水动力过程和水质变化具有重要影响。根据2014~2015年鄱阳湖主湖区和碟形湖水位、水质监测数据,分析了主湖区和碟形湖水位及主要水质指标的年内变化特征,阐述了主湖区和碟形湖水质对水位的响应特征。结果表明:(1)丰水期碟形湖与主湖区联通,碟形湖水位与主湖区水位呈直线型相关,枯水期碟形湖水位高于主湖区,主湖区年内月平均水位变异系数为0.13,而碟形湖年内月平均水位变异系数为0.08;(2)丰水期,主湖区和碟形湖的氮磷比分别为19.29和46.27,枯水期主湖区和碟形湖水体的氮磷比分别为17.88和40.39;(3)鄱阳湖主湖区水质主要指标与水位的相关性显著强于碟形湖,主湖区总氮、氨氮、总磷和溶解氧均与水位呈负相关性,而碟形湖中只有p H与水位有相关性;(4)枯水季节,碟形湖水体具有较高的总氮,而鄱阳湖主湖区则具有较高的总磷和氨氮。总之,枯水期进行合理的水位调控能够有效降低富营养化风险。     

东洞庭湖水面面积变化监测及其与水位的关系

开展东洞庭湖水面面积长时间变化监测研究对于湖区洪涝旱灾监测、灾害评估等具有重要意义。采用2000~2017年的经过辐射一致性校正的Landsat Collection 1遥感数据集,在ENVI遥感数据处理平台下采用4种常见的水体提取方法（单波段阈值、多波段谱间关系、水体指数、支持向量机）开展了水面面积遥感提取方法比较及东洞庭湖区长时间序列水面面积提取,以此数据为基础开展了东洞庭湖区近18年来湖区水面面积年内和年际变化研究,并探讨了水面面积与城陵矶水文站水位之间的相关关系。结果显示：Landsat Collection 1遥感数据集具有较高的空间和时间分辨率,可以满足东洞庭区长时间序列水面面积提取,且水面面积提取精度较好;采用支持向量机方法提取的湖区多年水面面积平均值为569.9 km2,丰水期水面范围波动较大,而枯水期变化较小;湖区水面面积变化与城陵矶水位变化存在紧密相关关系,不管线性模型还是多项式模型均能准确地描述两者变化关系,受湖区地形分布特征影响,水面面积与水位之间的关系在丰水期较紧密,而枯水期两者之间的相关关系明显降低。     

峡山地不同垂直带土壤层的水文功能及其影响因子

渗透性能和持水能力是土壤重要的水力学性质,是土壤调节径流、保持水土和涵养水源等水文功能的基础。以三峡库首的夷陵-大老岭山地为对象,采集亚高山棕壤针叶林地、中山黄棕壤针阔混交林与茶园地和低山黄壤针叶林地等4个样点剖面的土壤样品,在室内进行土壤饱和导水率、水分特征曲线和理化性质测定,量化了不同样地土壤渗透性能、持水能力和水分库容等水文功能参数,并明确了其主要影响因子。结果表明: 研究区山地土壤饱和导水率在0.06～14.78 mm/min之间,亚高山棕壤和中山黄棕壤林地土壤渗透性能较好,其平均饱和导水率在7.15～14.78 mm/ min之间,低山黄壤次之（1.3 9 mm/min）,中山黄棕壤茶园土壤渗透能力最差（1.17 mm/min）。不同类型土壤的饱和含水量、毛管含水量、田间持水量存在较大差异,凋萎含水量差异较小。同一类型土壤的不同发生层内,土壤饱和含水量随土壤深度的增加而递减,毛管持水量和田间持水量随土层深度的增加波动上升。不同样地间土壤水分总库容差异较大,随着海拔的升高,土壤水分总库容增加。土壤水分特征参数与土壤性质的相关分析表明,饱和导水率与土壤总孔隙度呈显著正相关,与容重呈显著负相关;饱和含水量、毛管持水量、田间持水量均与土壤总孔隙度、粘粒含量呈显著性正相关,与容重呈显著负相关;饱和含水量与根系重量呈显著正相关;毛管持水量、田间持水量与砂粒含量呈显著负相关。与中山茶园地和低山黄壤林地相比,亚高山棕壤和中山黄棕壤林地渗透性能较好且持水性更强,具有更好的调蓄径流和涵养水源的水文功能。 关键词： 山地土壤;土壤孔隙度;饱和导水率;持水能力;三峡库区     

云南高原典型湖泊水样氮磷含量随低温储存时间的变化

总氮(TN)、总磷(TP)是评价湖泊水体富营养化的主要指标,而实验分析中的总氮、总磷含量的测定结果受诸多因素(如水样储存方式、储存时间和氮磷赋存状态等)的影响,易造成分析数据的不稳定性。对于云南典型喀斯特地区湖泊水体氮磷含量分析而言,特别是在采样点距实验室距离远、样品数量多的情况下,不能按实验分析标准要求时间完成分析。该研究针对云南九大高原典型湖泊的特殊性和在大批量样品采集、远距离搬运、实验分析需要一定时间的实际情况,选择3个氮磷含量差异较大的抚仙湖、阳宗海和滇池为研究对象,对采样后样品在低温储存条件下随测定时间而发生变化进行分析,探讨样品TN、TP和溶解态氮(DN)、溶解态磷(DP)含量的变化特征,以确定最佳的实验分析时间。研究结果表明:(1)采样后即进行氮磷含量分析结果显示:3个湖泊水样氮磷含量差别明显,同时存在状态不相一致,滇池样品中氮磷含量最高,其TN含量为2.44 mg/L,DN含量为1.47 mg/L,占总氮的60%,TP含量为0.13 mg/L,DP含量为0.02 mg/L,占总磷的15%;阳宗海次之,其中TN含量为0.73 mg/L,DN含量为0.60 mg/L,占总氮的82%,TP含量为0.04 mg/L,DP含量为0.03 mg/L,占总磷的75%;抚仙湖最低,其中TN含量为0.32 mg/L,DN含量为0.28 mg/L,占总氮的90%,TP含量为0.02 mg/L,DP含量为0.01 mg/L,占总磷的50%;(2)样品在低温室(3℃～4℃)随着静置时间的增长,TN、TP含量均呈现降低趋势,说明静置时间对其有影响;其中滇池和阳宗海水样总氮总磷含量降低幅度较大,而抚仙湖较小;(3)样品经过滤后,滇池阳和宗海的水样氮磷含量呈现降低趋势,而抚仙湖则无明显变化。样品储存时间、过滤处理对氮磷含量低的湖泊水样影响较小,对氮磷含量大的湖泊影响较大,尤其是颗粒态氮磷含量较高的样品。由于水样中氮磷存在多种形态,湖泊营养程度不同,在对水样进行氮磷含量测定时,应当考虑水样储存时间和氮磷赋存状态等因素。     

淀山湖底栖动物群落结构及其与沉积物碳氮磷的关系

2009~2010年对淀山湖底栖动物和沉积物碳氮磷含量进行了季度调查,探讨了它们之间的关系,并对水环境质量进行了评价。共鉴定底栖动物3门5纲17种,优势种为背蚓虫、寡鳃齿吻沙蚕和河蚬,群落密度以前两者为主(占81.2%),生物量以后两者贡献较大(75.0%)。沉积物有机碳(TOC)、总氮(TN)和总磷(TP)分别为7.91、1.02和0.79 mg/g,两两间均无相关性。多变量分析显示,淀山湖底栖动物群落物种组成无显著空间差异;多配对非参数检验表明,现存量(密度和生物量)、多样性指数(香浓指数H’、辛普森指数D、丰富度指数d、均匀度指数J)和沉积物碳氮磷中,仅总氮含量存在显著空间差异。相关分析显示,现存量与TN显著正相关,多样性与TP显著负相关,且均不与TOC相关。使用底栖动物Carlander、H’和d指数、ABC曲线及沉积物氮磷相关的指标,评价了淀山湖表层底质的环境质量,总体表明该湖处于中度—严重污染程度或中营养—富营养状态。淀山湖底栖动物总密度及寡毛类密度低、多毛类和河蚬占优的结构特征与该湖为近距离经江通海湖泊及其底泥为有机质含量低的粉砂质粘土有关。     

Strategic assessment of the magnitude and impacts of sand mining in Poyang Lake, China

Planning for the extraction of aggregates is typically dealt with at a case to case basis, without assessing environmental impacts strategically. In this study we assess the impact of sand mining in Poyang Lake, where dredging began in 2001 after sand mining in the Yangtze River had been banned. In April 2008 concern over the impact on the biodiversity led to a ban on sand mining in Poyang Lake until further plans could be developed. Planning will require consideration of both sand extraction in relation to available sediment resources and also environmental impacts within the context of future demand for sand in the lower Yangtze Valley. We used pairs of near-infrared (NIR) Aster satellite imagery to estimate the number of vessels leaving the lake. Based on this we calculated a rate of sand extraction of 236 million m³ year⁻¹ in 2005–2006. This corresponds to 9% of the total Chinese demand for sand. It qualifies Poyang Lake as probably the largest sand mining operation in the world. It also indicates that sand extraction currently dominates the sediment balance of the lower Yangtze River. A positive relation between demand for sand and GDP, revealed by historic data from the USA, suggests that the current per capita demand for sand in China might increase in the near future from 2 to 4 m³ year⁻¹. We review various environmental impacts and question whether it will be possible to preserve the rich biodiversity of the lake, while continuing at the same time satisfying the increasing Chinese demand for sand. Finally we review alternative options for sand mining, in order to relieve the pressure from the Poyang Lake ecosystem.     

太湖平原武澄锡虞区水系结构及水文连通性变化分析

河网水系在太湖平原地区水源供给、洪涝排泄、水质净化过程中发挥着重要作用,但近几十年来该地区城镇化迅速,土地利用改变、水资源过度开发等人类活动导致河网水系衰减,水文连通受阻,并引发一系列洪涝与水环境问题.为此,以太湖平原武澄锡虞区为例,构建水系结构与连通性评价指标,分析该地区1960s～2010s水系结构和水文连通性变化特征.研究表明该地区:(1)1960s～2010s水系不断衰减,武澄锡虞区河网密度、水面率、河网发育系数分别降低了22.94％、25.09％和22.35％,河网复杂度急剧下降,其中武澄锡区河网衰减程度大于澄锡虞区.(2)水文连通性存在先下降后上升发展趋势,1960～1980年,该地区的平均水文连通性为0.89,1980～2000年平均水文连通性降至0.82,2000～2016年平均水文连通性恢复到0.91.(3)城镇化发展导致水系结构大幅度衰减,水系结构主干化以及水利工程建设使得水文连通性下降,而疏浚、拓宽河道在一定程度上可提高区域水文连通性.本研究将为平原区水系利用与保护提供一定的支持与参考.     

鄱阳湖南矶湿地沉积物粒级组成特征及搬运趋势分析

沉积物的粒级组成特征对于分析湿地沉积环境和搬运趋势有着重要意义。基于自然保护区沉积物样品，利用粒度分析、Shepard三角图、C-M图、端元分析和GSTA搬运趋势模型，研究分析了鄱阳湖南矶湿地沉积物的粒级组成特征、沉积类型、动力环境和泥沙搬运趋势。结果表明，鄱阳湖南矶湿地沉积物主要以细粉砂为主，平均值为55.35%。沉积物粒度参数中平均粒径均值为5.24Φ，空间分布上具有由西南至东北Φ值逐渐减小的趋势。沉积物质地类型主要为粉砂、粘土质粉砂、砂质粉砂和粉砂质砂，其中粉砂约占62.5%。端元分析的结果显示EM1和EM2可能与鄱阳湖本身湖流带来的沉积物搬运有关，EM3则指示了赣江泥沙来源，EM4可能与局地小环境的水动力变化有关。鄱阳湖南矶湿地沉积物粒径趋势格局以东部向西部、北部向南部最为显著，鄱阳湖南矶湿地是在赣江与鄱阳湖之间复杂交互作用下形成。     

鄱阳湖流域1960～2018年极端气温变化及其与大气环流的关系

为进一步揭示鄱阳湖流域极端气温事件变化及其影响因素,基于鄱阳湖流域24个气象站点连续59年观测资料,选取8个极端气温指数,分析鄱阳湖流域极端气温动态变化,并探讨了大气环流与极端气温变化的联系.结果表明:(1)鄱阳湖流域极端气温暖指数(暖昼天数、暖夜天数和夏日天数)及极值指数(日最低气温最小值和日最高气温最大值)均呈增加趋势;冷指数(冷昼天数、冷夜天数和霜冻天数)均呈逐渐减少趋势.(2)从空间分布来看,极端气温空间变化趋势与年际变化一致,极端气温暖指数和极值指数呈增加趋势,冷指数均呈减少趋势,但在不同地区变化趋势存在差异.流域各站点霜冻天数和冷昼天数均呈显著下降趋势,但在赣北地区下降趋势最显著.大部分站点(23/24)暖夜天数、夏日天数和日最低气温最小值均呈显著增加趋势;(3)鄱阳湖流域极端气温指数的变化与大气环流的变化存在相关性,其中西太平洋副高强度指数、夏季东亚季风指数、亚洲区极涡强度指数和北极涛动指数对极端气温事件影响显著.研究结果可为极端气候风险评估、灾害预警提供参考.