三峡库首秭归地区大气降水硫同位素组成及示踪研究

2009年6月～2010年7月对三峡库首秭归地区大气降水SO24-含量和硫同位素组成特征进行了连续1 a的研究.结果表明,秭归地区降水SO24-浓度在31.4～668.1μmol.L-1之间,加权平均浓度为161.9μmol.L-1;降水SO24-硫同位素值δ34S在-2.14‰～6.07‰之间,平均值为2.06‰±1.97‰.SO24-含量季节变化特征明显,夏秋季节低,冬春季节高;而δ34S值则冬季偏正,而其他3个季节都相对偏负.对硫同位素值分析表明,生物来源硫可能对当地大气降水酸度有一定的贡献,且在夏秋季节尤为明显.     

用物理-生态集成技术局部控制富营养化

利用物理-生态工程集成技术对贵州省百花湖(水库)麦西河河口富营养水体进行局部生态修复.结果表明,同期内,富营养化指标总氮、总磷、叶绿素和化学耗氧量工程区内明显低于工程区外,最大相差分别为0.61 mg.L-1、0.041 mg.L-1、23.06μg.L-1和8.4 mg.L-1;透明度工程内明显高于工程外,最大超过1.50 m;富营养化指数工程区内明显要低于工程区外,最大相差20,工程区外属于中-富营养化,而工程区内属于贫-中营养化;浮游植物丰度和生物量工程区内低于工程区外,工程区外浮游植物丰度到达2 125.5×104cells.L-1,而工程区内仅33×104cells.L-1.工程区外浮游植物生物量以蓝藻为主,硅藻和甲藻的比例较小;在工程区内,除了部分蓝藻外,硅藻和甲藻的比例较高,还有一部分裸藻.经过1年多的运行,物理-生态集成技术水质改善生态工程有效地控制了工程区内水华的发生,改变了浮游植物群落结构,控制了富营养化趋势,物理-生态集成技术适合贵州高原河口富营养化水质改善.     

丹江口水库沉积物重金属背景值的确定及潜在生态风险评估

为研究丹江口水库表层沉积物中重金属的污染水平及潜在的生态风险,利用参考元素法,对丹江口水库表层沉积物重金属的背景值进行了确定,结果显示Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Hg和Pb的背景值分别为41.18、34、32.13、76.84、10.46、0.70、0.07和27.11 mg·kg~(-1).利用Hakanson潜在生态危害指数法对丹江口沉积物中重金属进行生态风险评估,结果表明,丹江口表层沉积物中8种重金属的潜在生态风险指数(RI)值在29.49~214.11,平均值为118.91,总体处于低风险水平;8种重金属污染系数排序为:CdHgZnCrPbNiAs=Cu,污染系数变化范围在0.22~2.96之间,平均值在1.05~1.31之间,处于中等偏低的污染状态,其中,Cd和Hg这两种危害性极大的元素污染系数稍高,平均值分别为1.31和1.24,值得进一步关注.     

淹水条件下三峡库区典型消落带土壤释放DOM的光谱特征:紫外-可见吸收光谱

消落带土壤在淹水发生时释放溶解性有机质(DOM),是上覆水体DOM的重要来源.但同时对淹水释放DOM进行定量定性分析的报道并不多见.本文以三峡库区典型消落带为研究对象,通过模拟实验,利用紫外-可见吸收光谱,研究了厌氧淹水和正常淹水条件下,淹水土壤释放DOM的光谱特征.结果表明,消落带4个区域土壤淹水均呈"快速释放-下降-动态平衡"释放规律;释放速率和通量计算表明,DOM释放呈现出"源-汇动态交换"特征.对比两种淹水处理,尽管溶解性有机碳(DOC)和有色溶解性有机质(CDOM)无显著差异,但厌氧淹水DOM芳香性(SUVA280)高于正常淹水,而光谱斜率比值(SR)对不同淹水条件不敏感.同时,厌氧淹水时,DOC和CDOM的相关性也明显高于正常淹水.另外,各区域土壤淹水释放DOM存在差异,以忠县石宝寨土壤释放强度最高,尽管土壤有机质含量是影响各区域土壤淹水释放DOM差异的重要原因之一,但其他地化因素仍需考虑.因此,仅仅关注DOC浓度变化并不足以完全描述DOM的释放特征.     

三峡库区消落带沉积物对鱼体富集汞的影响

水体环境中的汞（Hg）容易被鱼体富集.为了研究三峡库区消落带沉积物对鱼体Hg含量的影响,采用不同Hg含量的消落带沉积物进行了为期90 d的模拟淹水实验.结果表明沉积物淹水后,水体总汞（THg）和甲基汞（MeHg）含量显著增加,鱼体肌肉中THg和MeHg含量不断增加,而内脏和头部中THg和MeHg含量前期不断增加,后期则有轻微减小的趋势.肌肉对Hg的富集量大于内脏和头部,后两者的富集量没有显著性差异.与对照组（无沉积物）相比沉积物的存在明显增加了鱼体富集Hg的量,而且当沉积物中Hg含量较高时,鱼体对Hg的富集量也显著增加.鱼体各部位THg和MeHg含量变化曲线高度相似,各部位对MeHg的富集系数（bioaccumulation factors,BCF）在1.93×10⁵~8.89×10⁵之间,对无机Hg的BCF在1.3×10³~12.8×10³之间,表明鱼体所富集的Hg形态上主要为MeHg.鱼体各部位MeHg和THg含量均为极显著相关,线性回归方程表明,在富集Hg的量中,MeHg占THg比例分别为：肌肉80.1%、内脏79.3%、头部66.7%.消落带沉积物再淹水后会发生一定程度的净甲基化现象产生MeHg,由于扩散作用使水体MeHg浓度在一段时间内升高,这导致了鱼体对Hg的富集量增加.因此对三峡库区大面积消落带可能存在的Hg污染风险不可忽视.     

洋河水库微囊藻毒素及产毒株种群丰度的时空分布特征

在洋河水库设置6个采样点,于2015年5—10月采集水样,利用高效液相色谱测定了微囊藻毒素(MC-LR、MC-RR、MC-YR)的浓度,并采用基于mcy A和mcy B基因的荧光定量PCR技术检测产毒蓝藻与产毒微囊藻种群.同时,分析了水体中微囊藻毒素浓度和组成的时空分布特征,以及产毒蓝藻与产毒微囊藻丰度的动态变化.结果表明,洋河水库微囊藻毒素(Microcystins,MCs)浓度范围为0.24~10.99μg·L~(-1);水体中产毒蓝藻占总蓝藻种群丰度的7%~55%,产毒微囊藻占总微囊藻种群丰度的8%~59%,是主要的产毒蓝藻;微囊藻毒素浓度与产毒株种群丰度时空分布特征一致,季节变化规律为夏季秋季春季,空间分布表现为西洋河口附近区域高于东洋河口附近区域;而微囊藻毒素组成无显著时空差异,均以MC-RR和MC-LR 2种亚型为主.Pearson相关分析显示,产毒微囊藻种群丰度及其比例是影响微囊藻毒素浓度变化的主要因素,且其与总磷和叶绿素a浓度呈显著正相关(p0.01).     

三峡库区典型农田系统大气汞浓度及不同自然界面释汞通量

以三峡库区周边典型农田系统为研究对象,对不同土壤利用类型下的界面汞释放通量及影响因素进行系统研究,并同时对区域内大气汞(TGM)浓度进行监测.结果表明,研究区TGM浓度范围为2.67~75.5 ng·m~(-3),春冬两季显著高于夏秋季,其均值为(6.26±8.11)ng·m~(-3),明显高于全球TGM浓度背景值.不同地表类型下土壤释汞通量表现为旱地稻田林地;季节变化表现为夏季最高,冬季最低;日变化中最大的释放量出现在正午.不同地表中释汞通量的主要影响因素均为气温、湿度、光照、紫外线强度、土温等,其中气温和紫外强度是影响不同地表土/气界面汞交换的主要因子;在环境因子与农业活动的外界影响下,土壤本底汞含量对不同界面的土壤释汞通量的作用不明显.     

三峡库区及其下游溶解氧化亚氮(N2O)分布和释放

氧化亚氮(N_2O)是一种重要温室气体,对全球变暖具有重要影响.河流和水库是释放N_2O的活跃区域,但是目前对于温带和亚热带水库及其下游河道释放N_2O的研究相对较少.分别于2009年9～10月和2016年10月对长江三峡水库及其下游干流进行了调查,对库区水体溶解N_2O的浓度分布、释放通量及其影响因素进行了研究,探讨了筑坝和水库运行对长江N_2O分布和释放的可能影响.结果表明秋季三峡库区表层(～0 m)、底层(6～103 m)水体溶解N_2O平均值为(12. 49±1. 75)nmol·L-1和(11. 21±0. 91) nmol·L-1.秋季库区水体N_2O浓度变化较小,和三峡坝下干流站位无显著差异(P 0. 05).三峡库区水体N_2O与氨氮(NH4+)、亚硝态氮(NO2-)呈显著负相关(P 0. 05; P 0. 01),与硝态氮(NO3-)呈正相关(P 0. 01). 2016年和2009年10月三峡水库表层N_2O均处于过饱和状态,饱和度范围分别为114%～187%和122%～170%,库区N_2O平均释放通量分别为(4. 6±2. 4)μmol·(m2·d)-1和(16. 6±4. 9)μmol·(m2·d)-1.两次调查中大坝下游N_2O平均释放通量(6. 0±7. 0)μmol·(m2·d)-1,虽然三峡库区水面释放N_2O通量低于全球水库的平均水平,但是三峡库区仍是大气N_2O不可忽视的源.大坝下泄水和发电未造成库区和大坝下游N_2O浓度出现显著差异.运行多年以来三峡库区已进入平稳期,2009年和2016年秋季N_2O浓度无明显变化.     

Ecological Approaches to Urban Migration of the Three Gorges Reservoir Region

As a global developing tendency, the general viewpoint has been reached in the construction of the ecocities, which has produced widespread influence in the international society. Cities must enable people to live in harmony with nature and achieve sustainable development. Although more and more cities in the world are being designed and built to the ecological ones, the construction is also theoretical questions and arduous tasks. People oriented, ecocity development requires the comprehensiv…     

Effects of River Impoundment on Ecosystem Services of Large Tropical Rivers: Embodied Energy and Market Value of Artisanal Fisheries

Abstract:  Applying the ecosystem services concept to conservation initiatives or in managing ecosystem services requires understanding how environmental impacts affect the ecology of key species or functional groups providing the services. We examined effects of river impoundments, one of the leading threats to freshwater biodiversity, on an important ecosystem service provided by large tropical rivers (i.e., artisanal fisheries). The societal and economic importance of this ecosystem service in developing countries may provide leverage to advance conservation agendas where future impoundments are being considered. We assessed impoundment effects on the energetic costs of fisheries production (embodied energy) and commercial market value of the artisanal fishery of the Paraná River, Brazil, before and after formation of Itaipu Reservoir. High-value migratory species that dominated the fishery before the impoundment was built constituted a minor component of the contemporary fishery that is based heavily on reservoir-adapted introduced species. Cascading effects of river impoundment resulted in a mismatch between embodied energy and market value: energetic costs of fisheries production increased, whereas market value decreased. This was partially attributable to changes in species functional composition but also strongly linked to species identities that affected market value as a result of consumer preferences even when species were functionally similar. Similar trends are expected in other large tropical rivers following impoundment. In addition to identifying consequences of a common anthropogenic impact on an important ecosystem service, our assessment provides insight into the sustainability of fisheries production in tropical rivers and priorities for regional biodiversity conservation .