基于PSR框架模型的三峡库区忠县汝溪河流域生态系统健康评价

以压力-状态-响应(PSR)框架模型作为研究方法,以2005～2009年的数据为基础,参考国内外已有的有关流域生态系统健康的研究,构建三峡库区忠县汝溪河流域生态系统健康评价体系,采用层次分析法(AHP)确定该流域各指标的权重值,运用流域生态系统健康综合指数模型对该流域进行综合健康评价分析。研究表明:5a间,忠县汝溪河流域生态系统的健康平均综合指数为0.509 7,整体上处于较健康的状态。2005～2009年,该流域生态系统健康处于波动状态,其中,2007年的流域生态系统健康状况最佳,但2006年的流域生态系统健康状态较差。研究表明,对三峡库区忠县汝溪河流域生态系统健康影响较大的有生物第一性潜在生产率、人口密度,以及地表水综合污染指数等指标。总体上,2005～2009年忠县汝溪河流域在社会、经济、自然各方面都处于良好的状态,整体上保持着整个生态系统的健康状态,基本上能实现本流域的可持续发展。然而,我们仍需将社会效应、经济效应与生态环境相结合,保持三峡库区忠县汝溪河流域生态系统的健康状态。     

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。     

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。     

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.     

三峡小江（澎溪河）藻类功能分组及其季节演替特点

藻类功能分组(phytoplankton functional classification)以藻种生理生长特征及其环境适应性机制为基础,在藻类生长的C-R-S策略分类基础上,对具有相同适应性特征的藻种进行分组,形成面向藻类集群生态属性的功能组别,便于更直接阐释生境变化对藻类集群的选择机制.本研究尝试将藻类功能分组运用...     

降雨过程中香溪河流域非点源氮素入库特征研究

在香溪河流域主要支流开展了典型降雨事件过程中的水质水量同步监测,采用数字滤波法得到的基流指数分割了次降雨中的直接径流和基流,并用流量加权平均法估算了基流和直接径流中的氮素浓度,估算了降雨径流过程中点源和非点源氮素的入库(香溪河库湾)变化特征。结果表明:氮素浓度与流量的动态变化趋势基本一致,在降雨初期径流冲刷效应使浓度升高,在流量峰值到达的同时出现浓度最大值,之后随流量的减小而减小,并逐步趋于稳定;各形态氮素直接径流的浓度均大于基流,输出负荷以非点源为主,所占比例均达到70%以上,负荷贡献率表现为:TN>DTN>NO3--N>NH4+-N,TN的输出以DTN为主,DTN的输出以NO3--N为主;氮素输出负荷与径流量存在显著的相关性,TN、DTN、NO3--N、NH4+-N输出负荷与径流量的相关系数R值分别为0.93、0.95、0.98、0.88。有效控制农业非点源氮素输出是防治香溪河流域水体富营养化的关键。     

三峡水库不同运行状态下支流澎溪河水-气界面温室气体通量特征初探

水电是具有显著减排效益的清洁能源形式,但水库潜在的温室气体效应近年来备受关切,在一定程度上影响了人们对水库清洁能源属性的认识.本研究分别于2010年8月水库低水位运行期及12月高水位运行期,对三峡库区典型支流——澎溪河上游温泉至下游双江6个沿程断面进行水样的采集及温室气体通量的监测研究.结果表明,在河流纵向上,表层水体水温、pH逐渐沿程增加,而CO2分压(pCO2)和碱度(TA)则有相反趋势.在低水位的8月,开县以下断面CO2通量为负,且浮游植物可能是控制水体CO2通量及营养盐的关键因素之一.澎溪河回水区CO2通量相对天然河道背景断面(温泉)平均降低了3.26 mmol.(m2.h)-1,而CH4通量却大幅度增加了.在高水位运行的12月,澎溪河各断面均为CO2释放通量,CH4通量相比低水位则明显降低.相比较天然河道的温泉断面,澎溪河回水区在高水位运行状态下CO2与CH4通量分别增加了4.16mmol.(m2.h)-1和0.007 mmol.(m2.h)-1.初步的净通量分析发现,该水域较加拿大实验水库的净通量特征低.