三峡水库藻类“水华”预测

根据三峡库区江段16条一级支流以及重庆市35座大中型〖JP2〗水库的调查资料，分析天然河流与水库两种不同水流条件下，水体叶绿素a浓度与总磷和透明度的关系。结果发现,在水库环境中，水体叶绿素a的浓度与总磷以及与透明度都具有较好的相关性，但在河流条件下则没有明显的关系。由于三峡库区江段大多数支流的营养水平已达到富营养化状况，当三峡水库建成、水流条件发生变化后，在支流河口等水域存在爆发“水华”的风险。为此，我们根据1998年枯水期，在三峡库区长江江段流域面积大于100 km2的40条支流河口实测的总磷浓度，利用所建立的水库环境中总磷与叶绿素a 浓度的关系，对三峡成库后在局部水域爆发“水华”的可能性和程度进行了分析，并提出了相应的对策。     

大宁河春季浮游藻类“水华”及其营养限制

报道了大宁河2004年春季和2005年春季浮游藻类的种类组成、垂直分布、数量、生物量以及C含量的调查结果，并应用多样性指数、丰富度指数和均匀性指数对其水质进行了综合评价；对大宁河蓄水后出现的富营养化现象和春季发生“水华”的原因进行了探讨，同时提出了控制水体富营养化的建议。2004年春季，藻类优势种为美丽星杆藻〖WTBX〗（Asterionella formosa）、卵形隐藻（Cryptomonas ovata）、里海小环藻（Cyclotella caspia）和新星形冠盘藻（Stephanodiscus neoastraea）；2005年春季的优势种为实球藻（Pandorina morum）、空球藻（Eudorina elegans）、里海小环藻(Cyclotella caspia)和卵形隐藻(Cryptomonas ovata)〖WTBZ〗。2004年和2005年的细胞密度、生物量和C含量分别平均为171.1×105 cells/L，12.2 mg/L，1 732.2 μg C/L和113.1×105 cells/L，10.1 mg/L，1 395.9μg C/L。对2005年春季熊猫洞采样点“水华”水进行生物测试的结果表明，P是藻类生长的限制因子。研究认为，控制大宁河沿岸带生活污水的排放量并减少由于农田地表径流所带来的营养输入是防止该河加重富营养化和发生“水华”的关键。     

三峡水库小江夏初水华暴发特征及原因分析

2013年5月对三峡水库小江回水区的水华发生过程进行了连续的动态监测与分析,以期了解水华过程中浮游植物群落结构的变化情况、小江夏初水华暴发特征及其主要的影响因素。期间共鉴定出浮游植物8门80属136种(含变种),以绿藻类为主(35属48种),蓝藻类(10属31种)和硅藻类(18属30种)次之,水华发生后期浮游植物及其蓝藻类的种类数少于初期和中期。浮游植物群落组成表现为蓝藻-绿藻型,且蓝藻门微囊藻占绝对优势,细胞丰度最高可达90%以上。浮游植物数量最高达10⁷cells/L以上,表层水体大于中层和底层水体。水华过程中,总氮处于重富营养水平,总磷处于轻-中富营养水平,不同水层的流速变化规律不同,其中中层与底层水体理化因子的变化特征基本一致,与表层水体有显著差异。冗余分析结果表明,浮游植物细胞总数与蓝藻数量及其微囊藻数量密切相关,与溶解氧、氮磷比等呈正相关,与总磷、流速等呈负相关,氮磷比及流速是水华发生的主要环境影响因素。     

重庆市“禁磷”绩效评估

国内外研究表明，水体中的磷16％左右来自使用含磷洗涤用品。为保护三峡水库水环境,防止库区水体富营养化，重庆市政府决定，从2003年１月１日起，在全市范围内禁止销售和使用含磷洗涤用品。含磷洗衣粉的磷含量平均为4%，无磷洗衣粉的磷含量平均为0.013%，“禁磷”后洗衣粉的磷削减率平均为99.7%。监测结果表明，“禁磷”前后主城区城市污水排放口总磷浓度平均降幅为15.12%、中等城市为18.36％、县城为33.66％；禁磷前，城市居民洗衣粉磷排放量占城市污水总磷的13.77％，禁磷后只占0.05％；禁磷前，农村居民洗衣粉磷排放量占农村生活污水总磷排放量的30.53％，禁磷后只占0.01％。按城市综合污水总磷浓度变化计算（考虑到城市公建商贸行业的洗涤剂用量），则禁磷后城镇削减磷排放量1 056.2 t/a；农村居民按洗衣粉实际使用量计算，入河生活污水削减磷1 203.8 t/a；城镇和农村共削减总磷排放量2 260 t/a，占重庆市磷污染负荷总量的6.0％。     

三峡库区支流富营养化及水华现状研究

三峡水库蓄水以来,库区支流水体营养状态、藻类生物量及群落结构发生明显改变,对不同蓄水阶段研究表明：库区支流富营养化程度加重,且时空差异显著,春、夏季富营养化程度严重,秋、冬季节相对较轻.整体上由蓄水前的贫 中营养状态转变为中 富营养状态。由于库区支流营养盐浓度高且蓄水前后相对稳定,对藻类生长不形成限制,因此支流富营养化加重的原因是蓄水后库区支流流速减缓,使得透明度增加,水体透光性增加,藻类生长环境改善,从而使生物量大幅度增加,库区支流藻类水华频繁发生,且优势种类趋向于多样化,硅藻、甲藻、隐藻、蓝藻、绿藻都可成为水华优势种,且整体组成呈现硅藻、甲藻下降,蓝藻、绿藻、隐藻上升的态势,演替趋势总体上由河流型向湖泊型转变。但随着蓄水位的上升,水华发生比率总体上有所降低     

河流型硅藻水华研究进展

通过对硅藻水华发生机制相关文献的研究分析,对硅藻水华发生机制做了一般性探讨,并重点关注了河流型水华的发生机制的独特点。河流水华种类主要为中心硅藻纲,静水生态系统水华种类除中心硅藻纲还包括部分羽纹硅藻纲种类。河流水华硅藻种类对营养盐浓度、温度和光照等环境因子具有一定的适应范围。与静水生态系统相比,河流硅藻水华受气象和水文等物理指标的影响更为明显。河流硅藻水华中常具有时滞现象,其中由气象和水文因素引起的时滞现象最为明显。目前河流硅藻水华的防治仍然以上游水库下泄稀释为主,但是这种方法会造成一定的水资源浪费。河流水华硅藻的生理属性、硅藻水华对生态系统的影响、节水与抑制水华的统筹以及其他控制水华的方法都是未来河流硅藻水华研究的重点。     

汉江中下游早春冠盘藻（Stephanodiscus hantzschii）水华暴发过程及其成因初探

近年来汉江中下游早春频繁暴发硅藻水华,为探明汉江早春硅藻水华暴发过程及原因,2010年1月1日~3月6日,对汉江干流及部分支流进行了浮游植物采样调查。结果表明,早春期间汉江干、支流的浮游植物密度分布具有明显的空间差异性：襄樊及以上各个站点浮游植物密度明显低于襄樊以下,汉江干流各个站点的浮游植物密度明显低于入汉江支流--唐白河。1月7日,唐白河站点浮游植物的密度最高,达5050×106个/L,冠盘藻的比例占9609%;从1月27日开始,汉江干流开始出现水华（1442×106个/L）,2月23日达到峰值（2466×106个/L）,到3月3日,水华开始消退（666×106个/L）,前后共持续了1个多月。相关分析表明,汉江早春期间藻体密度与DO（溶解氧）、STN（溶解性总氮）、STP（溶解性总磷）有着极显著的正相关（Pearson (DO),r=063,p＜001; Pearson (STN),r=085,p＜001;Pearson (STP）,r=077,p〖WTBZ〗＜001）,与SD（透明度）有极显著的负相关关系（Pearson,r=-044,p＜001）,而与水体中的SSi（溶解性硅）呈显著的负相关（Pearson,〖WTBX〗r=-035,p〖WTBZ〗＜005）。依据汉江干、支流优势硅藻密度的时空差异,可以推测,唐白河中高密度的冠盘藻可能是汉江中下游水华暴发的种源之一;同时分析指出,2010年早春汉江中下游干流水华生消与气象因素密切关联     

三峡水库蓄水后的浮游植物特征变化及影响因素

根据2003年10月和2004年4月的水生生物调查,对三峡库区二期蓄水后的浮游植物组成与分布变化进行研究,探讨水力学与营养盐条件变化对库区浮游植物结构与数量的影响。结果表明,库区浮游植物以硅藻类为优势种,2003年10月数量介于2.02×104~31.6×104个/L之间,与未蓄水前相比无明显变化,2004年4月浮游植物种类与数量发生较大变化,部分断面浮游植物数量显著增加,总体介于3.18×104~16 288×104个/L之间。通过对浮游植物与水力学条件、营养盐水平的关系分析,发现蓄水前后水动力学条件的变化与所形成的空间差异是造成浮游植物变化的关键因素,而偏高的营养盐水平则为浮游植物的生长创造了有利条件。为此,根据流速差异将库区水体划分为河流型水体、过渡型水体、湖泊型水体三种类型,对比分析表明过渡型水体和湖泊型水体的浮游植物数量在二期蓄水后增加较多,它们是三峡库区富营养化暴发的敏感区域。     

南京市“两规”编制成果协调评价

土地利用总体规划和城市总体规划（以下简称“两规”）编制成果是指导城市土地利用和管理的重要依据,两者的协调对于“两规”的协调编制和实施具有重要意义。通过分析“两规”的内在联系,基于“两规”编制成果,从经济、社会、资源和环境4个方面构建了“两规”编制成果的协调状况综合评价体系,先计算了“两规”规划目标年和基期年的指标计算增长率,再采用协调度模型计算各个指标增长率的协调值,运用层次分析法确定各个因子的权重,最后采用指标加权求和法进行综合计算;并进一步通过ArcGIS软件空间叠加分析确定“两规”空间布局的差异。以南京市为例,计算了该市“两规”编制成果协调程度分值和土地利用空间布局差异。评价结果表明：南京市“两规”编制成果协调分值为9158,协调类型为中级协调;指标准则层中经济与资源相关因子的协调程度较好,但社会与环境相关因子协调程度有待提高,其主要原因是“两规”土地利用数据率与规划率及基期年存在差异;因此南京市“两规”编制成果在实施和修编中应进一步加强基础数据库与规划年限的统一     

三峡库区藻类种群结构与密度变化及其与氮磷浓度的相关性分析

2003年1月~2004年12月对三峡湖北库区江段5个采样点及其一级支流——香溪河流域6个采样点的浮游藻类进行了为期2周年的调查,共采集和鉴定浮游藻类定性和定量水样1 000余个,获得有效数据2 000多个。数据显示,蓄水前（2003年1月~2003年6月）、蓄水1周年（2003年6月~2004年5月）和蓄水1.5年（2004年6月~2004年12月）3个时间段之间,被调查水域的浮游藻类群落结构、细胞密度和水质状况均存在一定的差异。总体而言,藻类的群落结构干流江段以硅藻为主,绿藻次之;支流水域以绿藻占据首位,硅藻次之。被调查水域藻类的细胞密度随蓄水时间的延长呈增长趋势,并显示一定的季节性差异;藻类细胞密度与TP的相关性比与TN的相关性更为密切。目前干流江段和支流水域的水质状况分别为中营养型和中－富营养型,较建坝蓄水前的水质有所下降。在分析导致藻类种群结构和细胞密度变化原因的基础上,建议加强对库区水质的检测和保护,以杜绝和防止库区的水域环境进一步恶化。     

三峡水库水质变化趋势研究

为全面研究三峡水库蓄水之前至175 m蓄水运行期库区水质变化趋势和因蓄水导致水文条件变化后悬浮物、高锰酸盐指数、总磷等主要污染因子变化及其相互关系,通过对2000~2015年三峡水库水体水质状况进行分析,得出如下结论:三峡水库干流水质较好,其受水期及水库蓄水调度影响明显但逐渐减弱。受蓄水导致的水流条件变化、上游来水、支流汇入及沿程点面源污染等因素影响,干流沿程各断面水质变化趋势不完全一致;除清溪场和沱口断面外,从库尾到库首水质评价结果优于Ⅲ类的比例总体呈上升趋势。受蓄水影响,御临河、小江、大宁河及香溪河河口断面水质均呈下降趋势。三峡水库上游来水悬浮物含量变化与水期存在较好相关性,但自2013年开始上游来水各水期悬浮物含量均下降,悬浮物通量较2013年之前平均降低约80%。水库库中、库首断面近年来悬浮物含量在丰水期和平水期下降,其后逐渐趋于稳定,枯水期变化不明显。蓄水后主要支流河口悬浮物含量大部分时段低于库区干流同期,上游支流河口断面悬浮物含量受水期影响较库区中下游支流河口明显。干支流各断面高锰酸盐指数和总磷在各水期变化趋势各异,上游断面丰水期变化较下游断面明显;随着蓄水进程,各断面高锰酸盐指数和总磷在平水期和枯水期之间、断面间差异越来越小。悬浮物含量与高锰酸盐指数、总磷等参数之间存在一定的相关性,但在较长时间范围,不能通过拟合等手段将水样一种状态的测定结果推出样品另一种状态近似检测结果。     

三峡水库建设前后库区10年土地覆盖变化

介绍利用定量遥感监测手段,开展10年间三峡库区土地覆盖监测,采用联合国粮农组织土地覆盖分类系统在150 000尺度下划分38类土地覆盖类型,利用面向对象的信息提取方法,通过多尺度分割和模糊判别的手段开展土地覆盖的信息提取。通过监测分析,三峡库区在2002年耕地总量占总面积43.93%,森林面积占29.03%,与1992年对比,耕地面积减少1.13%,森林面积减少0.13%,灌木林增加了0.58%。影响土地覆盖变化的主要是城市扩展、库区移民、生态环境政策等原因。     

基于WebGIS三峡干流水质模拟平台研究

三峡蓄水成库后仍属于典型的河道型水库,其总体水流、水质运动特性符合一维水流水质运动规律。针对三峡库区总体水流、水质运动特性,采用一维水流水质模型对三峡库区水流和水质进行了模拟。以该模型为核心,利用Web Services技术开发并在互联网上发布了模型服务,在此基础上采用成熟的WebGIS和富客户端Flex等技术构建了适用于三峡库区的干流水质模拟平台;能够实现包括各计算断面流速、流量、水位以及污染物浓度时空过程在内的三峡库区干流流速场和浓度场的数值模拟。以库区干流清溪场至十里铺断面内的江段作为模拟实例,利用该平台模拟计算江段内水流和水质状况,并以水文水质同步观测数据对模拟结果进行验证,结果表明其具有较好的模拟效果;为三峡库区污染物总体输移扩散特性研究提供了有利工具,同时也为国家和地方政府进行库区水环境决策提供了技术支持     

三峡库区陆生植物迁地保存初报

三峡植物物种多样性保护,重点在珍稀濒危植物,但对建群种和有实用价值的种也进行收集保存。7年来试验站保存三峡库区植物200余种,迁移成活率93%,有8种未成功。（1）到2002年已有30余种植物正常开花结实（其中木本植物24种）,可以选择繁殖试验,以达到保存的目的;（2）选择了8种植物,进行生长观测,在人为控制下,生长速度满意;（3）进行了部份种类的扦插繁殖和孢子繁殖,获得了相关结果;（4）少数种类收集遇到极大困难,需要继续努力。三峡库区生物多样性研究与保护,存在一些问题与困难,如漏项问题、库区物种问题、外来种问题、隔离对生物多样性的影响问题、生物多样性的功能问题等需要进一步研讨,从而使库区物种得以保存,环境得以优化,生物资源得到持续利用。     

三峡库区典型支流春季特征及其水华优势种差异分析

三峡水库蓄水后,多年来众多支流水华频发引起广泛关注。为研究春季三峡库区不同区域典型支流特征及水华的差异性,选取小江、大宁河、香溪河为研究对象,于2015年春季对三条支流进行监测与分析。结果表明:三条支流回水区长度与宽度有所区别,小江、大宁河、香溪河的蜿蜒度分别为2.151、1.384、1.126;长江干流水体以表层倒灌潜入小江,以中上层倒灌潜入大宁河,由中层倒灌潜入香溪河,越靠近库首,其倒灌影响距离相对越远,分别占研究回水范围的61.9%、69.2%和80.7%;温跃层梯度逐渐减小,水温呈现不同的层化结构,回水区上游水温较下游高;三条支流的光混比变化规律相似,水体中的总氮、总磷含量能够为藻类生长提供丰富的营养条件;春季水华的优势藻种及各优势种的分布区域有所不同,回水区上游更易暴发高强度水华,小江水华优势种主要包括蓝藻、绿藻、甲藻、硅藻;大宁河多发生以绿藻为优势藻种的水华,偶尔伴有甲藻、硅藻和隐藻水华,香溪河春季优势共存的水华类型较多见,多发生硅藻、甲藻水华,有时出现绿藻水华。倒灌异重流是三条支流水华暴发呈现分区的主要原因,水温及水动力条件差异是造成三条典型支流水华优势藻种存在差异的主要因素。     

三峡水库水质保护与渔业利用关系探讨

捕捞渔业和不投饵养鱼对水体不会造成污染,并在一定程度上具有抑制藻类生长、减缓和控制富营养化发生的功能。投饵养鱼和施肥养鱼可增加富营养化发生的几率,但通过控制网箱的数量和布局,限定养殖种类和密度,提高低污染饲料质量,采取科学的投喂方式等措施,可减少对水体的负面影响。适度发展渔业是利用三峡水库水、土地和生物资源的有效途径之一,不仅可促进库区产业发展,增加库区移民就业和收入,而且对水库水生态环境有一定的保护作用。 要做到有序利用水面资源,必须尽快制定科学的渔业发展规划,加强渔业管理指导渔业生产,使渔业生产与环境保护、移民安置和水库其他功能相协调。     

基于ISODATA法的三峡库区生态区划

在可持续发展思想的指导下,以生态学理论为基本依据,探讨了生态区划的原则、指标和方法。采用ISODATA法结合SPSS100中的层次聚类分析软件包,选择生态环境指标、社会发展指标和经济发展指标等20个定性、定量指标,利用数量化评分标准将三峡库区划分为4个生态类型区,并对各生态类型区的主要特征进行分析,应用ArcGIS绘制出三峡库区生态区划图,结果表明第I区生态类型较好。研究指出三峡地区生活在生态安全质量较高的人口约有28万多人,只占库区总人口的17%;此外通过对各区生态经济特征的综合评价结果,可以看出各区主要以山地、丘陵地为主,而且水土流失面积占60%左右,三峡库区生态安全形势十分严峻。旨在为生态分区评价以及三峡库区生态安全建设提供参考,提出加强山地丘陵的综合治理、控制水土流失及降低污染是优化三峡库区生态状况的关键。     

三峡水库蓄水前库区水质状况研究

采用单因子评价法,对长江三峡库区1996～2001年的水质监测资料进行水质状况分析,结果表明三峡库区江段水质状况总体良好,参与评价的各项指标多年均值均符合Ⅱ类水体标准;部分水质参数测值超Ⅱ类水体标准,其中高锰酸盐指数、总铅、氨氮为库区江段的主要污染因子;汛期水质劣于非汛期水质。采用PWQTrend水质污染发展趋势分析专业软件,对长江三峡库区6年来的水质监测资料进行水质趋势分析,结果显示库区江段水质参数浓度及污染物输送率趋势均以无显著变化为主,表明库区江段总体水质状况6年来保持基本稳定。