连续筑坝河流水气界面温室气体排放通量及其影响因素 —以青海省湟水支流火烧沟为例

河流筑坝后水体环境发生巨大改变,水体温室气体排放通量和排放模式随之发生变化。为了探究筑坝后河流水气界面温室气体排放情况,选取青海湟水支流火烧沟为研究区域,采用静态箱-气相色谱实验法,对4个连续筑坝断面水气界面的3种温室气体二氧化碳(CO_2)、甲烷(CH_4)、一氧化二氮(N_2O)夏季排放通量进行监测,研究河流筑坝前后的温室气体排放通量规律及其影响因素。结果显示:(1)筑坝对河流碳、氮等有机质形成滞留效应,筑坝区温室气体排放通量显著高于未筑坝区,二者排放通量平均相差4.12倍。(2)时间尺度上,CO_2排放的最高值主要分布于8月;而CH_4排放的高峰值多分布于6月;N_2O排放高峰值多分布于7月。(3)空间分布上,CO_2排放通量无明显的规律,排放低值-1 554.19 mg/(m~2·h)和高值778.84 mg/(m~2·h)均出现在筑坝区;CH_4和N_2O排放低值均出现在未筑坝区,分别为360μg/(m~2·h)和34.72μg/(m~2·h),而高值均出现在筑坝区,分别为6 163.4μg/(m~2·h)和746.7μg/(m~2·h)。(4)不同筑坝段水体温室气体排放通量的影响因素不同,相关分析表明,火烧沟水体CO_2排放通量与电导率(Cond)(r=-0.914,P0.05)、pH(r=-0.907,P0.05)、总溶解固体(TDS)(r=-0.914,P0.05)、盐度(Sal)(r=-0.926,P0.05)以及气温(T)(r=-0.978,P0.01)呈显著负相关;CH_4排放通量与氧化还原电位(ORP)(r=-0.968,P0.01)、pH(r=0.979,P0.01)呈显著相关;N_2O排放通量与电导率(Cond)(r=0.903,P0.05)、总溶解固体(TDS)(r=0.904,P0.05)、气温(T)(r=0.970,P0.05)以及氧化还原电位(ORP)(r=0.929,P0.05)呈显著正相关。     

闽江河口养虾塘水体可溶性有机碳、营养盐和叶绿素a浓度变化特征

为揭示河口区陆基养虾塘可溶性有机碳(DOC)、营养盐、叶绿素a时空动态变化及其生态化学计量特征,在福建省闽江河口鳝鱼滩选择3个陆基养虾塘作为研究对象,于2018年5-10月原位测定养虾塘水温、pH、盐度、溶解氧指标,并采集不同深度水样,实验室测定DOC、可溶性无机氮(DIN)、磷酸盐(PO43--P)、叶绿素a浓度,探讨其主要影响因素。结果表明,养虾塘水体中DOC、DIN、PO43--P和叶绿素a质量浓度分别介于5.73~16.79 mg·L-1、0.04~1.80 mg·L-1、0.03~0.16 mg·L-1和15.02~443.08μg·L-1,均存在明显的时空变化特征;养虾塘水体DOC、营养盐、叶绿素a浓度受到养殖水体水环境参数、人为活动、养殖生物的共同影响;养虾塘水体碳(C)、氮(N)、磷(P)营养元素组成与植物、土壤之间具有相似性,并且表现为碳盈余和氮限制。在养殖过程中,加强对养虾塘水体营养盐和叶绿素a的动态变化监测,通过人为方式调节养虾塘水体C、N、P比率,对于防止养虾塘水体富营养化,促进养虾塘生态系统绿色可持续生产具有重要作用。     

湘江衡阳段河漫滩沉积物粒度特征与历史洪水事件

[目的]分析河漫滩沉积记录的历史时期洪水信息,揭示极端洪水事件和洪水发生规律,为防洪减灾提供指导.[方法]根据湘江河漫滩沉积剖面91个样品的粒度分析,结合AMS 14C精确测年,分析湘江衡阳段河漫滩剖面粒度特征与洪水事件.[结果]①河漫滩沉积物粒度组成以粗粉砂、粗砂、极细砂为主.粒度参数显示,剖面洪水沉积动力较强,分选...     

2011—2021年黄河中游城市群高质量发展与水资源保护利用耦合关系

[目的]探讨黄河中游城市群高质量发展与水资源保护利用的时空协调关系,为该区域水资源的可持续利用与水生态有效保护提供决策支持和科学依据。[方法]基于黄河中游19个城市2011—2021年高质量发展与水资源保护利用两系统的面板数据,运用组合赋权、耦合协调度模型、地理探测器模型等方法,分析该区域高质量发展与水资源保护利用的耦合协调度及其时空特征。[结果]黄河中游城市群的高质量发展和水资源保护利用水平不断提高,区域间差距逐渐缩小。两个系统的耦合协调度呈现上升趋势,一些地区已从濒临失调转变为初级协调阶段。此外,区域间的耦合协调度呈现正的空间自相关,由西安和郑州市两个中心城市向外呈放射状递减。对外贸易依存度、第三产业产值所占比例对两系统协调度影响较大,且交互因子之间呈非线性加强或双加强关系。[结论]为提升黄河中游城市群高质量发展与水资源保护利用的空间依赖度,应加强区域间合作,优化水资源利用结构,提高水资源管理能力,增加科技投入,提高区域创新能力,积极推动区域协同发展。     

Effects of irrigation pumps on riverine fish

Abstract  The total number and condition of fish extracted via high and low flow irrigation pumps was assessed over a 2-year period in the Namoi River, Australia. A combination of boat electric fishing and fyke netting was used for 10 weeks during the peak irrigation period to determine species and size classes susceptible to entrainment during water abstraction. Over 2300 fish passed through the pump outlets over the study period, with many individuals (7.5% of total) both killed and injured. The maximum number of fish entrained in a single day was 232. Mortality was significantly higher from the high volume pump site, but only large (>200 mm long) or small (<50 mm long) fish were killed. Medium-sized fish (50–200 mm long) largely survived the abstraction process; although 70 were injured (3% of total), only one was killed (0.07%). The Electric fishing surveys showed that only four species were present in storage dams, suggesting that survival through the pump systems may be size and species specific. Fish that survived the water abstraction process had no opportunities to return to the main river system and were effectively classified as lost from the main river population. The development of suitable mitigation measures, including operational changes and screening, are suggested as mechanisms to prevent extraction and minimise any adverse impacts arising from irrigation development.     

怒江濒危鱼类角鱼种群遗传结构研究

测定了怒江角鱼(Epalzeorhynchus bicornis)4个群体共70尾个体的线粒体DNA cytb基因序列,以探讨种群遗传结构和遗传多样性。结果显示:1140 bp的cytb基因共检测到13个变异位点,70个样本得到16个单倍型,平均单倍型多样性(h)为0.579,核苷酸多样性(π)为0.00070,遗传多样性表现为较低。木城群体和泸水群体之间的遗传距离最远0.00080,泸水群体和道街群体之间的遗传距离最近为0.00059。Fu′Fs中性检验和碱基岐点分布分析暗示了角鱼在历史上曾经历过遗传瓶颈和种群扩张。分子方差分析(AMOVA)表明,群体间总遗传分化系数Fst=0.0049(P>0.05),几乎所有变异均来自于群体内,群体间未出现遗传分化,提示群体内存在广泛的基因交流。     

基于PLUS模型的2030年滹沱河流域山区段生态承载力时空格局多情景预测

为探讨滹沱河流域山区段当前及未来不同发展情景下生态承载力的时空变化,应用植被净初级生产力改进的生态足迹模型测算分析了流域 2015—2020年生态承载力的时空格局变化,并借助经过精度验证的 PLUS模型对 2030年区域自然发展、经济发展及生态保护三种发展情景下的生态承载力时空格局进行预测。结果表明：2015—2030年滹沱河流域山区段单位面积生态承载力整体格局变化不大,但内部空间分异明显,整体呈东南及西北区域单位面积生态承载力高,而东北、西南部区域单位面积生态承载力低的特点。2015—2020年区域生态承载力总量由1.078 0×10⁶ bhm²增加到1.079 6×10⁶ bhm²,呈上升趋势;2030年自然发展和经济发展情景下区域生态承载力总量分别为 1.078 3×10⁶、1.078 2×10⁶ bhm²,与 2020年相比呈下降趋势,草地向耕地的转移、林地向建设用地的转移是生态承载力下降的主要原因;2030年生态保护情景下生态承载力总量为 1.080 2×10⁶ bhm²,与 2020年相比呈上升趋势,耕地向林地、草地转移是区域生态承载力增加的主要原因。各类用地的生态承载力总量由高到低依次为草地耕地＞林地＞建设用地＞水域,生态保护情景有益于林地、草地生态承载力总量的增加,经济发展情景有益于耕地和建设用地生态承载力总量的增加,水域生态承载力总量在各种发展情景下变化较小。生态保护情景更有利于未来生态承载力的增加,符合区域未来发展方向。严格控制草地向耕地的转变以及林地向建设用地的转变,继续实施退耕还林、还草生态工程,加强区域废弃矿山生态复垦的力度,将会提高区域未来生态承载力,实现区域生态安全及经济、社会、生态的可持续发展。     

气候和土地利用变化情景下闽江流域水沙变化模拟

[目的] 模拟未来土地利用和气候影响下的流域水沙变化有利于制定适合的流域管理计划。[方法] 基于土地利用和气象数据,结合CMIP6气候模式数据、PLUS模型和SWAT模型,定量模拟2030年土地利用及不同气候情景下径流和泥沙的时空变化。[结果] (1) SWAT模型在闽江流域月尺度模拟精度较好,其中径流模拟的R²范围为0.80~0.95,NSE范围为0.75~0.91;泥沙模拟的R²范围为0.75~0.98,NSE范围为0.64~0.94。(2)利用2020年土地利用数据对PLUS模型进行精度评估的Kappa系数为0.77,模拟2030年闽江流域建设用地和耕地将分别增加325.64,1 157.51 km²。(3) SSP2-4.5和SSP5-8.5情景下,2025—2035年平均降水量分别增加0.15%和2.18%,年平均气温分别增加0.23,0.62℃。(4)低碳情景和高碳情景下,仅土地利用变化导致年平均径流量相较于基准期分别增加0.08%和0.07%,年平均输沙量分别增加0.24%和减少0.05%;仅气候变化导致年平均径流量相较基准期分别减少4.76%和4.11%,年平均输沙量分别增加18.12%和0.13%;土地利用和气候综合影响导致年平均径流量相较于基准期分别减少4.57%和3.93%,年平均输沙量分别增加18.28%和0.33%。(5)未来气候和土地利用综合变化情景下,地表径流和产沙量较高且增幅较大的区域集中在以南平邵武市为中心的流域西北部和以三明将乐县为中心的流域西南部。[结论] 研究结果为未来闽江流域的合理开发建设提供一定参考依据。     

金沙江干热河谷典型水电开发对局地气候的影响

[目的] 探究水电开发对局地气候的影响,是预防和减轻水电开发可能带来的负面效应,实现能源的可持续发展与环境保护的重要保障。[方法] 选取金沙江中游的龙开口、观音岩及下游的溪洛渡、向家坝4个典型水电站,运用气候倾向率、M-K趋势检验和小波分析等方法,定量分析了中下游水电局地气温、降水在蓄水前后的月、季、年变化及在水电开发中的突变情况和周期性特征。[结果] (1)蓄水后,水电站对河谷内最高温起抑制作用,最低温起抬升作用;夏季和秋季,下游水电站发挥了降温作用,月平均气温2,6,7,9,10,11月下降显著,而中游水电站调温作用不明显,仅7月平均气温略有下降。(2)蓄水后,各季节降水量均有增加,在4,8,9月增加显著,增幅为0.71~27.95 mm。(3)气温、降水与水电开发相关,中下游水电站的气温、降水在开发中和蓄水后发生不同时间的突变。(4)气温和降水在小波变化周期上呈现相似的特征,蓄水后,局地降水呈现出更显著的周期性,并且具有一定稳定性。[结论] 不同时间尺度上,水电开发在不同河段上影响局地气温和降水的程度不同,受到地理位置、周边环境及蓄水时长的多重因素制约。     

江心洲水陆交错带土壤重金属污染特征及风险评价

选取长江安徽段8个江心洲为研究对象,采用人体健康风险评价等多种方法对江心洲水陆交错带土壤重金属Cd、Pb、Cu、Zn的污染特征及风险进行了评价。结果表明：研究区土壤整体呈弱碱性;以GB15618—2018为标准,重金属Cd有53%的样品超过农用地土壤污染风险筛选值,污染最为严重,其他元素均未超过筛选值;单因子、内梅罗和地积累指数法评价显示除Cd外,其他3种重金属呈现无污染的清洁状态;潜在生态风险指数介于4.32～442.09之间,呈现轻微潜在生态风险水平;Cd的人体健康致癌风险呈有风险但处于可接受水平,对儿童的健康风险水平均高于成人,同时4种重金属针对于成人与儿童的总非致癌风险值HI均远小于1,表明其对人体的健康风险较小或可忽略。