灞河流域水环境数值模拟研究

【目的】对灞河流域水环境状况进行数值模拟分析,为湖泊型城市河道水质时空分布特征及水质类型主导性指标的分析提供参考。【方法】利用DHI MIKE21FM中的HD模块耦合Ecolab模块,选取溶解氧（DO）、化学需氧量（COD）、叶绿素a（Chl-a）、氨氮（NH₃-N）和总磷（TP）共5项指标作为水环境模型的状态变量,参考WQ模板中各指标的生化反应方程并对其修改后,以灞河流域下游城区段内灞河和浐河为研究对象,构建了适用于研究区的水环境模型,利用该水环境模型分析了基准年、丰水年、平水年与枯水年条件下灞河口水质特征,采用BP神经网络算法计算了灞河流域的时均综合水质类型,并对其空间分布进行了分析;采用主成分分析法（PCA）评估了灞河流域时均综合水质类型的主导性指标。【结果】灞河口水质超标因子主要为NH₃-N和COD,丰水年与平水年超标时间较基准年有所增加。浐河和灞河交汇前,灞河时均综合水质类型为Ⅱ类,浐河时均综合水质类型为Ⅳ类。浐河和灞河交汇后,灞河时均综合水质类型下降至Ⅳ类。研究区水质类型主导性指标为COD和NH₃-N。【结论】灞河流域时均综合水质类型在不同水文条件下基本都处于Ⅳ类。所构建的水环境模型在湖泊型城市河道水质时空分布特征及水质类型主导性指标分析中具有较好的精度和普适性。     

长江流域农药面源多介质归趋评估

为明确长江流域典型农药面源时空分布,本研究基于逸度理论,构建了适合大尺度、多区域、长时期的农药面源多介质环境归趋模型,量化了1991—2020年长江流域克百威农药在水、土、气、沉积物等环境介质中的累积水平、赋存浓度及传输通量。结果表明：长江流域的克百威总残留量呈现先上升后下降的趋势,在2010年达到峰值（1 647 t）;水体和土壤为克百威的主要赋存介质,其范围分别为0.278~135 ng·L^-1和0.052 2~16.7 ng·g^-1;长江流域中下游地区为热点区域,尤其是赣江流域;每年施用的农药约5.40%会残留在环境中,主要去除方式为降解,其次是输移到近海（2017年约109 t·a^-1）。研究表明,农药面源在大时空尺度的累积和传输作用不容忽视,模型改进使得面源模拟结果更加合理,为长江流域农药面源的科学管控提供了重要的数据参考和技术支持。     

山区河流生态河道治理工程扰动区植被群落恢复的影响研究

工程扰动严重破坏原有地形地貌和生态植被,加剧生态环境的恶化与生态系统的退化,为减少水土流失和浅层滑坡,加速植被恢复和生态修复,对工程扰动区植被群落恢复进行研究是比较有意义的课题。研究选择生态治理后处于自然恢复期的石葵河作为研究对象,对工程扰动区不同水位的植被恢复进行季节性监测和实地调查,统计河道边坡植被恢复种类及数量、植被群落类型及其结构特征。经调查统计,常水位以上植被种类为43种,常水位以下只有17种;常水位以上Pielou均匀度指数为0.774,而常水位以下Pielou均匀度指数仅为0.397;常水位以上基本形成乔灌草垂直分布的植被群落结构,常水位以下全部是草本植物。说明水位变化对工程扰动区植被恢复有很大影响,水位变化不仅对植被恢复种类和数量有影响,而且还影响植被的生活型和生长型。     

2020年湘江长沙段仔稚鱼资源现状及其对水文环境的响应

为了解湘江下游长沙段仔稚鱼资源现状,2020年5-6月,在湘江下游长沙香炉洲江段(28°20′17″N ,112°53′5″E)进行为期57天的仔稚鱼资源调查。结果显示：(1)采集点共出现鱼苗汛7次,第一次为5月22日,最后一次为6月29日,7次鱼汛平均水温为26.5±0.57 ℃,网口平均流速为0.237±0.095m/s;(2)共采集仔稚鱼54.8万尾,分别隶属5目、8科、41种,其中,鲤科鱼类30种、占比73.2%,分析鱼卵类型和生态习性发现,主要以产沉性卵鱼类(23种)和广适性鱼类(24种)为主,分别占56.1%、58.5%,分析相对重要性指数发现,优势种为9种：子陵吻鰕鯱(Rhinogobius giurinus,2416.9)、飘(Pseudolaubuca sinensis,1507.0)、大鳍鱊(Acheilognathus macropterus,451.5)、银鲴(Xenocypris argentea,321.9)、鲤(Cyprinus carpio,314.6)、?(Hemiculter leucisculus,219.1)、黄尾密鲴(Xenocypris davidi,206.2)、鲫(Carassius auratus,179.9)和麦穗(Pseudorabora parva,158.7);(3)白天时段鱼苗总密度(0.093 ind/m_³)远低于夜间,约为夜间(0.567 ind/m_³)1/6,鲴类的昼夜差异更加明显,夜晚占比为白天的25倍,经Spearman检验,优势种及家鱼种类中,大鳍鱊、子陵吻鰕鯱、银鲴及草鱼(Ctenopharyngodon diellus)昼夜分布存在显著差异(P＜0.05);(4)分析发现,表层鱼苗密度(0.548 ind/m_³)为中下层(1.048 ind/m_³)的1/2,且子陵吻鰕鯱、银鲴、鲤鱼(Cyprinus carpio)及草鱼垂直分布存在显著差异(P＜0.05);(5)冗余分析(RDA)发现,流速对方差的贡献率为90.8%,与鱼苗总密度变化呈显著性相关(P=0.042),但与优势种及家鱼种类未表现出显著关系性,水温为9.2%,未表现出显著相关性。综上,湘江长沙段仔稚鱼资源丰富,且存在一定的昼夜垂直分布规律,应进一步完善湘江长沙段仔稚鱼资源的时空分布规律及其对水文环境的响应的调查研究,为长江十年禁渔效果评估提供理论依据和数据参考。     

基于迁移学习和金字塔卷积网络的河蟹个体图像识别方法研究

针对目前河蟹追溯成本高、消费者无法细粒度地追溯单体河蟹信息等问题,提出一种基于迁移学习和金字塔卷积的河蟹背甲图像个体识别算法。该算法使用金字塔卷积层替换普通残差卷积块构建网络模型,可以从蟹背图像中提取多尺度、深层次的特征信息。结果显示:采用金字塔卷积结构的Resnet34和Resnet50的准确率分别为98.38%、98.51%,与使用普通卷积层的模型相比,准确率提升5.49%、1.3%,而当模型深度达到101层时,模型性能不再明显提升。与使用金字塔卷积结构的全新学习模型相比,迁移学习方法的训练收敛迭代轮次从20轮降低至5轮,此时模型准确率为98.88%,较全新学习的准确率提升0.37%,同时弥补了样本量较少的问题。该研究为河蟹个体识别追溯提供了理论依据和技术支持。     

上海城市河流浮游动物季节变化及其与环境因子的关系

探究河道水体中浮游动物群落分布的变化及影响因素对河道水体生物多样性的维持和水生生态系统保护具有非常重要的意义。本研究于2017年9月至2018年8月对上海徐汇区代表性的城市河道进行了环境因子和浮游动物群落结构的周年调查,共采集到浮游动物32种,其中轮虫25种,桡足类4种,枝角类3种。全年浮游动物优势种12种,包括轮虫10种,桡足类1种,枝角类1种。不同季节环境因子差异显著,浮游动物种数、丰度和生物量均为夏季最高,冬季最低。浮游动物的典范对应分析（CCA）显示,氮磷比、叶绿素a浓度和溶解氧是影响该水体浮游动物群落差异的显著环境因子。运用水质理化因子、多样性指数及浮游动物优势种进行水质污染水平评价,判断该河流水质状况属于中污型。调查结果可为上海市城市河道生态环境保护提供理论支撑。     

黑龙江水系鲤科鱼类名录

根据《中国动物志硬骨鱼钢鲤形目（中卷）》列出黑龙江水系鲤科鱼类名录，即9亚科38属59种，订正中名称。     

河南省沙颍河流域畜禽养殖污染负荷研究

为了解河南省沙颍河流域畜禽养殖业对环境的污染状况,在流域内平顶山、漯河、许昌、郑州、周口5市所辖区域选择猪、鸡、牛的典型养殖场,分季节采集污水和粪尿,进行化学需氧量（COD）、氨氮（NH3 N）含量检测,计算排污系数,结合各市耕地面积,估算畜禽粪便耕地负荷,采用畜禽粪便负荷警报分级方法评价畜禽养殖环境污染状况。结果表明：沙颍河流域内畜禽养殖量占河南省畜禽养殖总量的25·19％,畜禽个体排污系数以牛最大,其次是猪、鸡,流域内年产生畜禽污染物总量为7529·414万 t,各市畜禽污染物产生量大小依次为：周口、平顶山、许昌、郑州、漯河;流域内单位耕地面积平均畜禽粪便负荷为33·07 t/hm2,NH3 N 耕地负荷为43·47 kg/hm2;畜禽粪便负荷警报值在0·51～1·19,警报值级别为Ⅱ～Ⅳ级,其中以平顶山最为严重。说明河南省沙颍河流域内5市的畜禽养殖污染物已经对环境构成了不同程度的污染。     

以生态恢复为导向的郪江流域大英段植物景观规划

流域植被作为基础的自然"本底",在构建和维护河流生态系统稳定方面有着重要作用。通过对生态恢复定义及模式的探析,以流域植物为主要分析对象,浅析其界定与特征。以郪江流域大英段生态恢复项目为载体,展开流域植物景观规划研究,阐述总体策略引导下的植物评价及规划。     

祁连山大野口流域青海云杉林苔藓枯落物及其土壤水热特征分析

为探讨森林生态系统中苔藓枯落物的生态属性与其下层土壤水热之间的关系,采用样地调查法及特征描述统计、相关系数等分析法,对祁连山大野口流域49块样地的青海云杉林苔藓枯落物及其土壤水热特征进行分析.结果表明:苔藓枯落物平均厚度(6.0±0.3)cm,平均含水率为(101.9±6.3)%;0~10、10~20、20~40、40~60、60~80cm土层深的土壤含水率平均值分别为(66.24±4.22)%、(57.62±3.23)%、(48.44±3.21)%、(42.81±6.48)%、25.89%,各土层温度平均值分别为(7.2±0.26)(5.2±0.27)(2.8±0.29)(2.0±0.61)(1.6±0.95)℃;苔藓枯落物厚度与海拔、坡向、坡度、胸径、树高、冠长、冠幅、郁闭度、土壤各层含水率和温度等因子均极弱相关,甚至认为不相关;苔藓枯落物含水率与海拔为中度正相关(P<0.05),与40~60cm深的土壤含水率存在显著正相关,与其温度成中度负相关.