三峡澎溪河水华期间水体CH4浓度及其通量变化特征初探

三峡库区温室气体的排放近年来备受关注.为了揭示三峡库区澎溪河地区水华过程中不同氮磷浓度下藻类生长死亡过程中CH₄吸收释放的规律,于2016年4月22日至2016年5月9日,通过添加不同氮磷浓度在澎溪河高阳平湖水域展开野外原位实验.结果表明,在开始实验当日CH₄通量从（1.8093±0.0632）μmol·（m²·h）^-1到6 d急剧减少至（0.0776±0.0146）μmol·（m²·h）^-1.6 d后变化相对较小,相比较于其他水样只添加磷的水样明显有所回升.在本次实验中藻类的生长与死亡受到了不同N、P浓度梯度的影响.N对藻类的生长影响不大,各种指标与未加N、P营养盐的原水基本一致;在适宜的P浓度下,促进藻类的生长.当P浓度过多时,藻类的生长受到抑制.水样中的CH₄通量的吸收与释放和添加的硝态氮有关.     

三峡库区不同河段支流丰水期叶绿素a和营养盐的空间分布特征

三峡水库建设对流域水生态环境产生了一定的影响,使得三峡库区支流库湾频频暴发水华.为了探究夏季三峡库区不同支流水体氮、磷营养盐和叶绿素a浓度的空间分布差异,于2018年6月对三峡库区不同河段的三条支流——香溪河、神农溪和大宁河流域水生态环境进行了调查分析.结果表明香溪河、神农溪和大宁河流域水体中总氮浓度均值依次为1. 86、1. 90和1. 43 mg·L~(-1).这3条河流水体中总磷浓度均值依次为0. 09、0. 07和0. 05 mg·L~(-1).单因素ANOVA分析表明,总氮空间差异较显著,表现为神农溪香溪河大宁河;总磷空间分布差异显著,表现为香溪河神农溪大宁河.香溪河、神农溪和大宁河水体中叶绿素a浓度的均值依次为6. 41、21. 39和9. 85μg·L~(-1). Pearson相关性分析结果显示,这3条河流的叶绿素a浓度与总磷浓度均有显著相关性,其中神农溪与大宁河的叶绿素a浓度还与真光层和混合层之比(Zeu/Zmix)存在显著相关,且香溪河、神农溪和大宁河的氮磷比的均值依次为22. 36、26. 76和28. 6,表明总磷是影响这3条河流水体中浮游植物生长的关键性指标.     

三峡水库澎溪河消落带植物群落物种丰富度格局

通过样地调查和Spearman相关分析,研究了澎溪河消落带植物群落物种丰富度格局. 结果表明:沿河流纵向梯度,总物种丰富度、灌木层和草本层物种丰富度均表现出抛物线型,乔木层物种丰富度表现出直线型;沿河流侧向梯度,总物种丰富度和草本层物种丰富度随高程的增加先升高后降低;乔木层和灌木层物种丰富度随高程的升高而增加. 在纵向梯度上,底质类型与物种丰富度显著相关,距河口的空间距离对物种丰富度有重要的控制作用;在侧向梯度上,淹水时间、土壤含水量、底质异质性对群落空间格局有重要影响. 总体来说,消落带植物物种丰富度格局仍受原河流地貌及洪水格局的影响,但由于水位季节性变动,已形成与水位变动相适应的分布格局.      

香溪河流域富磷区土壤酶活性与无机磷形态相关性研究

陆源氮磷不断向水体输入已经成为水体富营养化的主要诱因。香溪河流域内分布着鄂西著名的磷矿区,该区域丰富的磷对香溪河水质产生严重影响。选取流域内磷矿区为研究对象,旨在探讨磷矿区土壤酶活性与无机磷形态之间的内在关系,进而探求用土壤酶系统表征土壤磷污染程度的可行性。结果表明:土壤酶活性与无机磷形态之间有着密切关系。其中,过氧化氢酶、蔗糖酶、脲酶活性与无机磷形态呈正相关关系,而多酚氧化酶和碱性磷酸酶活性与无机磷形态呈负相关关系。土壤过氧化氢酶、多酚氧化酶、蔗糖酶、脲酶及碱性磷酸酶活性均与无机磷形态之间呈现出不同程度的相关性,可作为反映磷矿区土壤磷污染状况的指示酶。     

三峡入库河流大宁河回水区消落带土壤氨氮释放动力学研究

在室内模拟条件下,通过消落带土壤氨氮释放动力学实验,研究了三峡入库河流大宁河消落带土壤氨氮释放动力学特征,并分析了样品组成特征对释放动力学的影响,结果表明:(1)一级动力学方程可以很好的拟合大宁河回水区消落带土壤样品氨氮释放动力学特征,前120分钟为快反应,氨氮释放速度较大,随后进入慢反应,逐渐达到最大氨氮释放量;(2)土壤样品释放动力学特征与总氮、总磷呈现较好的相关性,与有机质、样品氧化物组成、颗粒组成理化指标相关性较弱;(3)土壤样品释放动力学特征与可转化态氮呈现极显著正相关关系,与非可转化态氮的相关性较弱,这说明样品中氨氮的释放量主要受其可转化态氮含量控制。研究结果可为三峡库区支流大宁河回水区富营养化治理提供参考和理论依据。     

三峡入库河流大宁河回水区沉积物和消落带土壤磷形态及其分布特征研究

应用淡水沉积物中磷形态的标准测试程序（SMT）对三峡入库河流大宁河回水区表层沉积物、消落带土壤不同形态P进行了分级测定,分析了各形态磷之间以及各形态磷与样品理化性质如有机质、主要氧化物组成之间的相关性.结果表明,沉积物总磷含量在483.4～848.4 mg/kg之间,平均为569.0 mg/kg,与长江中下游浅水湖泊表层沉积物总磷含量相比,大宁河回水区表层沉积物TP含量处于中下游水平,而消落带土壤中总磷含量在488.9～1 487.7 mg/kg之间,平均含量为813.3 mg/kg,远远高于沉积物样品总磷含量,显示了人类活动对消落带土壤P含量的影响.各种形态P在河流沉积物与岸边消落带土壤中分布特点不同: ① 河流沉积物中IP/TP（平均值55.7%）略高于消落带土壤（平均值49.4%）;② 河流沉积物中IP以Ca-P为主（平均比例为83.5%）, Fe/Al-P占IP比例仅为15%;消落带土壤Ca-P占IP平均比例为73.9%, 而Fe/Al-P占IP比例上升至22%;③ 河流沉积物中活性磷组分（OP+Fe/Al-P）平均含量为261.8 mg/kg,在TP中所占比例平均值为49%,而消落带土壤活性磷组分（OP+Fe/Al-P）平均含量为405.7 mg/kg,在TP中所占比例平均达到54%.消落带土壤中活性磷组分在适宜的环境条件下会成为水体的二次污染源,因此消落带土壤P对水体富营养化的潜在影响不容忽视.     

三峡水库入库河流大宁河土壤重金属分布特征

对三峡水库实验性蓄水172 m回落至166 m后入库支流大宁河回水淹没迁建区浸没土壤、消落带土壤和172 m以上背景土壤中重金属含量进行了测定,该地区Cu,Pb的平均含量较高,Zn,Cr的污染最为严重。地累积指数法评价结果显示,Cu、Pb、Zn、Cr的相对污染程度较高,Cd处于较为清洁状态。重金属元素污染程度排序为Cr>Zn>Pb>Cu>Cd。生态风险评价结果表明该地区Cr为极强生态危害等级;Cu,Cd,Pb为低生态风险;Zn为中等或强生态风险等级,生态危害程度的排序为Cr>Zn>Cd>Pb>Cu。     

基于SWAT模型污染防治措施对茫溪河水质改善影响研究

为了更好地开展茫溪河的污染防治,摸清茫溪河流域污染源贡献比例以及各种污防措施对水质改善效果十分必要。基于SWAT构建了茫溪河流域分布式水文和污染负荷模型,根据监测数据分析了茫溪河近年超标污染物,基于SWAT模型分析了茫溪河水质达标场景假设,包括污染源贡献率及生态补水、点源和面源等污染防治措施对水质改善的效果情况。结果表明,茫溪河流域超标项目集中在总磷和高锰酸盐指数;污染源中,面源相对于点源对高锰酸盐指数和总磷贡献率大些,特别是水土流失的贡献率最大,分别达到了42.8%和76.1%;生态补水对污染物浓度降低有一定影响,直排源和非直排源污染控制一定程度上使污染物浓度降低,达标率有所提升。基于SWAT模型的茫溪河水质达标场景分析对于推动水质改善具有积极的意义。     

次级河流回水区叶绿素a与影响因子的多元分析——以临江河为例

为了对次级河流回水区富营养化进行深入研究,把长江次级河流之一的临江河回水区为研究对象,根据2007年10月至2008年9月临江河回水区中游叶绿素a含量及其水质理化指标的监测数据,分析了临其叶绿素a浓度的时间分布,对叶绿素a浓度及影响因子进行相关分析,找出与叶绿素a显著相关的环境因子并建立多元逐步回归模型。结果表明：临江河回水区叶绿素a浓度峰值主要集中在5月上旬至9月下旬,变化范围为227～661 mg/m3。临江河回水区叶绿素a浓度变化受多个环境因子共同影响,与水温、流速、透明度、COD、总磷之间显著相关,而与总氮相关性不显著。经过叶绿素a及其影响因子的相关分析,建立了以水温、流速和总磷为自变量,叶绿素a浓度为应变量的逐步线性回归模型,模型初步验证结果表明：多元逐步回归模型可以用来描述临江河回水区叶绿素a浓度的变化。通过对临江河回水区叶绿素a及其影响因子的分析,控制临江河回水区水体中磷含量应是其富营养化防治工作的重点,防治工作应主要在春末和整个夏季,尤其是在5、6月份。     

三峡库区香溪河中重金属元素的分布特征

长江三峡水库蓄水后,香溪河水环境条件将发生变化,也导致该流域内重金属环境化学行为的变化,有些金属的危害比现在会更大.为积累蓄水前的基本资料,在1996～ 1997年春、夏、秋、冬四季采集了香溪河原水、沉积物、鱼类和植物样品,并对所采集的鱼进行分类,分析这些样品中的Ca、Mg、As、Pb、Cd、Cr、Cu、Hg和Zn元素的含量.研究结果显示,香溪河局部地区因小金矿开发引起的Hg污染十分严重;洪水期(7月)原水中的Pb、C d、Cr、Cu浓度大于枯水期(1月);沉积物中Pb、Cd浓度在7月最低,10月浓度达到全年最高点;原水中Pb、Cd、Cr、Cu重金属浓度均低于国家Ⅰ类地面水环境质量标准;香溪河水中不同种鱼类的金属富集能力各不相同,鱼类的重金属富集系数顺序为Cd>Zn>Pb>Ca>Cu>Cr>Mg .统计分析表明鱼体中的Pb和Cd浓度分别与沉积物、原水中的某些金属呈显著相关.