三峡水库坝前段蓄水前后桡足类种类组成的变化

三峡水库蓄水后库区水环境发生了巨大变化,坝前茅坪至归州的西陵峡段由激流型河流生态系统演变为相对静水的水库型生态系统。桡足类是河流、湖泊、水库中重要的浮游动物类群,在水生态系统中占有重要地位,在浮游动物的研究中备受重视[1—7]。20世纪50年代三峡水库论证时也曾对其淹没区小水体的桡足类进行过调查,并对建库后的桡足类的种类组成进行了预测,但当时在未成库区干流中没有采集到桡足类[8]。作者对三峡水库蓄水前后坝前段(茅坪至归州)的桡足类进行研究,以期为三峡水库水生态系统中桡足类的演替、水环境管理、第二和第三阶段蓄水后桡…     

河北省白洋淀蓄水后的枝角类

1989年4月、8月、11月和1990年5月对重新蓄水后的白洋淀枝角类作了采样调查,共发现枝角类46种,隶属于18属6科,并对结果作了初步分析。     

三峡水库蓄水前后浮游植物调查及水环境初步分析

比较了三峡水库蓄水前后湖北库区干流江段及其主要支流的藻类生态特征及水质状况,结果显示,蓄水前(2002年12月至2003年6月)和蓄水后(2003年6月至2004年5月)三峡湖北库区江段藻类的群落结构和细胞密度存在明显差异。蓄水前共鉴定藻类7门66属79种,硅藻、绿藻、蓝藻分别占34.6%,38.5%和10.3%,其余藻类合计16.6%。蓄水后,藻类的总种类数增至151种,硅藻、绿藻、蓝藻所占比例依次为23.8%,55.0%和9.9%,其余藻类合计11.3%。藻类的细胞密度,蓄水前,干流平均272.6×104ind/L,支流1042×104ind/L;蓄水后,干流和支流的平均细胞密度分别高达384.8×104ind/L和2006.7×104ind/L,较蓄水前增加41.2%和92.6%,数据说明,三峡成库过程对湖北库区水生态系统中的藻类群落结构产生了影响,尤以对支流中的影响更为明显。作者通过分析蓄水后库区水质下降的原因及其负面影响,提出了相应的防治措施与建议。       

三峡水库初次蓄水后干流库区枝角类的空间分布与季节变化

为了阐明三峡水库初次蓄水后干流库区枝角类的时空分布规律, 2004年4月至2005年1月, 在600余公里干流库区设置10个样点, 定性和定量采集枝角类标本。本次调查共采到9种枝角类, 其中春季8种, 夏季5种, 秋季2种, 冬季3种。枝角类种类组成的空间分布差异明显, 河流状态的江段有4种, 水库状态的江段有7种, 水库状态的江段距大坝越近, 枝角类种类越丰富。枝角类的密度和生物量的空间分布和季节变化规律一致, 季节间差异极显著(P<0.01), 春季最高, 夏季次之, 秋季和冬季较低; 空间分布上表现为在干流库区的纵向分布上差异极显著(P<0.01), 河流状态样点远低于水库状态的样点, 水库上游江段又低于下游坝前段。结果显示三峡水库的枝角类具有明显的纵向分布和季节变化特征。     

三峡水库蓄水后香溪河库湾底栖动物群落结构的变化

2003年8月到2004年8月对长江三峡水库香溪河库湾的底栖动物进行了定量研究。共采到底栖动物26种,隶属4门6科,总平均密度为276ind./m2,总平均生物量为0.301g/m2,优势种为霍甫水丝蚓和前突摇蚊幼虫。与其他同类型的水库比较香溪河库湾的现存量相对较低。研究结果同时显示随着蓄水时间的延长,底栖动物的现存量在逐渐增加。霍甫水丝蚓和前突摇蚊幼虫等耐污种发展为优势种,表明水质有恶化的趋势,寡毛类的平缓发展说明目前香溪河库湾的沉积情况尚不严重。     

三峡水库蓄水对洞庭湖湿地生态系统服务价值的影响

通过实地调查与测定,获取相关数据,运用货币方法分别估算三峡水库蓄水前(1996年)后(2010年)洞庭湖湿地生态系统服务价值.结果表明:三峡水库蓄水后,湿地生态系统服务总价值由1996年的156.69×108元增加到2010年的177.11 ×108元;1996年湿地主要服务价值量排位为:调蓄洪水＞蓄水供水＞大气调节＞科研教育,2010年湿地主要服务价值量排位变为旅游休闲＞交通航运＞大气调节＞蓄水供水;在洞庭湖湿地生态系统服务总价值量中,与水体关联的直接价值量由1996年的110.85×108元减少到2010年的27.47×108元,减少了75.2％;尽管物质产品生产与供给方面的直接价值比重有所增加,但生态环境调节与维护、文化社会方面的间接价值却保持在总价值量的80％左右;除气候因素外,三峡水库蓄水、长江入湖水沙减少也是导致洞庭湖湿地生态系统服务价值变化的症结所在.     

三峡水库175 m试验性蓄水期库区及其上游江段鱼类群落结构时空分布格局

根据2010—2012年在三峡水库及其上游江段5个江段的商业性渔获物调查结果,对该区域鱼类群落结构的时空分布格局进行了分析。调查中共收集到鱼类87种,隶属于8目18科63属。沿坝前江段溯河而上至库尾以上流水江段,鱼类种类数逐渐增加。采用聚类分析(CA)和非度量多维标度(NMDS)方法对三峡水库175 m试验性蓄水期间各江段的鱼类种类组成进行分析,发现这5个调查江段的鱼类种类组成可以分为两个类群:类群Ⅰ包括秭归、巫山、云阳3个库区的江段,其鱼类种类组成在各年间的差异程度较大;而类群Ⅱ包括库尾的涪陵江段以及上游的江津江段,其鱼类种类组成在各年间差异程度较小。采用CA和NMDS方法对鱼类群落结构时空分布格局的分析结果表明,5个调查江段的鱼类群落结构在各年间可以分为不同类群;云阳与涪陵江段的鱼类群落结构的相似性逐年增加,而与秭归、巫山江段的相似性逐年减少;涪陵江段与江津江段的鱼类群落结构相似性也呈逐年减少趋势。总体而言,175m试验性蓄水对库中和库尾江段的鱼类群落结构的影响较大,但对库首以及库尾以上流水江段的影响均较小。     

三峡水库蓄水前后水生态系统动态的初步研究

本专辑登录的论文系中国科学院知识创新工程重要方向性项目“三峡水库库区蓄水前后水生态系统变化的研究”的部分研究结果,内容包括1)蓄水前后水体理化参数变化;2)蓄水前后水生生物群落变化;3)三峡水库的富营养化问题;4)春季水华暴发过程的连续监测与动力学;5)对三峡水库生态学研究的几点思考和建议。       

三峡库区不同阶段蓄水前后江面江岸冬季鸟类动态

2003~2013年的隆冬季节(2011年除外),对三峡库区长江主河道的重庆朝天门港-秭归茅坪港江段(全程约618.30 km)和12条一级支流(合计调查河道长度约619.49 km),以及2个湖泊(长寿湖65.5 km~2,大洪湖30 km~2;调查年份2000~2013年,2003和2011年除外),进行了水禽及傍水栖息鸟类的监测调查。观察统计到鸟类76种,隶属8目14科39属,其中国家Ⅰ级重点保护野生动物1种,Ⅱ级重点保护野生动物3种。鉴于不同类群鸟类对环境变化的反应差别较大,将观察到的与水域生境密切相关的鸟类分为游禽类(32种)、鸥类(6种)、涉禽类(23种)、傍水栖息鸟类(13种)和空中傍水栖息鸟类[2种,以崖沙燕(Riparia riparia)为主体]等5种类型,并对各类群鸟类在三峡水库不同工程阶段蓄水高程前后的数量分布状况进行对比分析。结果显示,长江主河道中的游禽类在蓄水139 m高程前后数量波动幅度不大,蓄水156 m高程后表现出增长趋势,并且趋向于尾水点集中分布,直至最终蓄水目标175 m高程后的第5个冬季(2013年1月)数量猛增到最高,与蓄水139 m水位线前后的2个冬季(2003年1月和2004年1月)数量相比,增幅分别达171.83%和179.91%;然而2个湖泊中的游禽数值却表现出下降趋势,蓄水175 m高程后5个冬季(2008~2013年)与2000年冬季数值相比,降幅达52.96%~83.29%;大多数支流河道中的游禽数量呈现波动幅度不大或是明显下降趋势,只有乌江和小江这2条支流河道中的游禽数量呈现出增长趋势,并且小江中的游禽数量一度表现出"爆发式"增长现象后又大幅回落(2012~2013年),可能与水质富营养化程度的变化相关。涉禽类在长江主河道中的分布格局类似于游禽类(偏向于上游),其数量分别在蓄水139 m高程和156 m高程后的第1个冬季出现峰值,蓄水前后的其他年份数量差别不大;多数支流河道中涉禽类分布数量不高,只有嘉陵江、乌江、小江、大宁河与梅溪河的涉禽数量较多且数值波动明显。傍水栖息型鸟类总体数量在蓄水前后出现急剧变动,数量下降明显,个别鸟种甚至消失不见。空中傍水栖息型鸟类蓄水之后在长江主河道数量锐减,在大多数支流河道中几乎绝迹。鸥类主要分布在长江主河道,其数量在不同阶段蓄水初期出现峰值,至最终蓄水目标175 m后的第5个冬季其数量趋于接近蓄水之前。     

三峡水库库首初期蓄水前后理化因子的比较研究

根据2002—2004年对三峡水库库首的监测,对该水域的理化特征及其动态进行了比较分析,并对三峡水库初期蓄水前后的数据进行了差异显著性分析。结果显示主要理化指标空间差异不大,主要随季节变化。部分理化指标在蓄水前后有显著差异。其中TN、TP在蓄水后与蓄水前同期比较有明显降低,分别由蓄水前的周年平均值2.38mg/L、0.274mg/L下降到蓄水后的1.62mg/L0、.132mg/L。在无机氮组成中,NO3-N高达91.25%,而NO2-N仅占1.05%,这表明调查水域有较强的自净能力。透明度、浊度月变化很大,且呈良好的负相关,并在7—9月分别有显著降低与升高,表明本地区水土流失在降雨季节十分剧烈。而TP也随库区水体中悬浮物增高而显著增高,表明流失水土受磷污染严重。但由于同时期PO4-P反而是降低的,则说明此污染并不能有效转化为PO4-P。对营养状态指数(TSIM)的评价表明,尽管蓄水后库首水质污染较之蓄水前有明显降低,但仍呈中营养化水平。与国内其他大型水库比较,结果显示TP、NO3-N都远远高于被比较水库。     

三峡成库后香溪河库湾底栖动物群落演变及库湾纵向分区格局动态

水库生态系统演替是水库生态学研究及水库管理过程中都比较关注的问题。三峡水库自2003年6月成库以来,有关水库生态系统演替的研究却鲜见报道。以三峡水库香溪河库湾底栖动物为研究对象,分析了自2003年8月—2010年7月3个不同蓄水阶段底栖动物群落的演变状况,并对库湾纵向分区格局的动态变化进行了探讨。结果表明,水库蓄水后,摇蚊科和颤蚓科成为第一批定殖者,并以摇蚊科为主;随后,颤蚓科中的霍甫水丝蚓逐渐成为优势类群;直到2004年4月仙女虫科的肥满仙女虫与霍甫水丝蚓共同主导群落。一期蓄水后约1a,底栖动物密度和物种数呈现出明显的增长趋势,空间上呈现出"中间高、两头低"的格局。库湾总体密度于2006年4月达到最高值,高达24146个/m2。二期蓄水导致底栖动物总密度显著降低,而三期蓄水后则变化相对较小。随着时间的增长,库湾底栖动物偶见种出现的频率逐渐降低,群落逐渐趋于稳定。基于TWINSPAN(two-way indicator species analysis)的分析,一期蓄水后期,香溪河库湾纵向上底栖动物群落结构呈现出稳定的分区格局,库湾中部区域呈现出相同的群落类型,无季节变化;而自二期蓄水开始,库湾纵向上大部分样点的群落类型发生改变,表明二期蓄水的干扰较强;之后呈现出季节性波动,此种格局与水位的季节波动相关联,表明三峡水库底栖动物逐渐适应水库周期性的调度,群落结构呈现稳定的季节性周期波动。     

三峡库区支流生境因子对库区蓄水的响应

三峡水库的运行调度,使库区支流形成了截然不同的3种河段类型:完全受水库蓄水影响的145m回水段(完全河段),既受蓄水影响又受自然洪汛影响的145—175m回水段(双重河段)以及不受蓄水影响的大于175m的自然河流段(自然河段)。为明确库区蓄水对河流不同河段生境因子的影响程度及差异,对三峡库区36条重要支流的254个河段进行河流生境调查,进行不同河段下生境指标的因子分析,并进一步分析水文情势自然性与不同河段各生境因子的相关关系。结果表明,植被状况对3种不同河段来说均为重要生境因子,但受三峡水库蓄水影响,完全河段植被结构不完整;受库区蓄水影响,完全河段与双重河段及自然河段相比,流速流态状况、表层覆盖物状况、河岸带宽度、湿润率等生境因子有明显改变;水文情势自然性对不同河段生境因子的影响不同。     

三峡库区蓄水前后农田生态系统服务与环境压力分析

农田生态系统是人类赖以生存的基础,重大工程影响下农田生态系统服务的响应与反馈对指导工程影响区的社会经济发展具有重要意义。基于三峡工程蓄水前后(2002,2011)的农业生产数据,评估了库区农田生态系统服务价值,并对其在蓄水前后的变化特征与环境压力进行了分析。结果表明:(1)三峡库区蓄水后,农田生态系统各项服务价值均增加,总价值增加了16.81%,增加部分主要为产品供给、休闲旅游和气体调节,相对于生产功能与生活功能,生态功能价值增加幅度较小;(2)总价值的变化是自然与包括三峡工程在内的人类活动综合影响的结果,其增加原因主要与常用耕地面积增加、种植结构调整、化肥农药施用强度增加,以及休闲旅游发展和科研投入加大有关,部分区县,尤其是常用耕地面积下降的区县,种植结构调整、化肥农药施用强度的增加起主导作用,按1990年不变价计算,库区蓄水淹没耕地损失的农田生态系统服务价值约为4.24亿元/a,其中产品供给价值1.37亿元/a;(3)化肥农药施用强度增加,化肥施用增产效益下降,是维持与提高库区农田生态系统产品供给服务所带来的环境压力,而农田生态系统服务除受到化肥农药施用强度增加对其自身的抑制外,还受到总人口增加与农业人口减少、耕地资源逐年减少和蓄水淹没高质量耕地的制约。     

三峡库区鸟类区系及类群多样性

1996－1997年和1999－2000年,分别对三峡库区的鸟类进行了本底调查和物种监测,共纪录到鸟类354种,隶属17目51科,其中古北种153种（43．22％）,东洋种164种（46．33％）,广布种37种（10．45％）;夏候鸟87种（24．58％）,冬候鸟63种（17．78％）,旅鸟46种（12．995）,留鸟158种（44．63％）;繁殖鸟类（夏候鸟和留鸟）245种（69．21％）;国家重点保护鸟类9科42种。类群（科种）多样性分析显示,以中小型鸟类为主的雀形目鸟类对三峡库区鸟类多样性贡献最大,秭归具有最大的类群（科）多样性,而巴东则具有最多的物种数。研究表明,在一定时空条件下,地域景观的复杂性是决定鸟类种类和数量的关键因素。     

三峡库区森林植物多样性分析

三峡库区森林资源丰富 ,根据对库区典型样地的调查 ,认为目前三峡库区共有 41个森林群落类型 ,其丰富度、多样性、均匀度指数在群落梯度上呈规律性波动 .其中针叶林中 ,物种丰富度指数在群落梯度上的总体趋势表现为灌木层 >草木层 >乔木层 ;在常绿阔叶林中 ,该趋势为灌木层 >乔木层 >草本层 ;在落叶阔叶林中 ,典型的栎类林 ,其丰富度指数的趋势为灌木层 >草本层和乔木层 ,而在草本层与乔木层间是波动的 ;多样性指数的趋势为乔木层 <灌木层和草本层 ,而在灌木层与草本层间是波动的 ;在其他群落类型中 ,各指数也是波动的 ;另外 ,各指数在海拔梯度上未表现出明显的规律性 ;一方面与库区自然环境差异较大 ,群落的发育状况不同有关 ,另外 ,长期以来库区内强烈的人为干扰活动也是不可忽视的一个因素 .     

Distribution and potential eco-risk of chromium and nickel in sediments after impoundment of Three Gorges Reservoir,China

The impoundment of the Three Gorges Reservoir (TGR) altered the hydrodynamic conditions and modulated the accumulation and behaviors of heavy metals in the sediments. In this study, the sediments from the riparian and submerged areas of the entire TGR mainstream were collected in 2014 to investigate the spatial distribution of chromium (Cr) and nickel (Ni), and to assess their contamination state and potential eco-risk to aquatic environment by multiple indices. Results showed that the concentrations of Cr and Ni in the sediments increased toward the dam. The concentrations of Cr were significantly higher in the riparian sediments than in the submerged sediments, whereas the Ni concentrations were comparable. The relatively high storages of Cr and Ni in the sediments existed near the dam. The physiochemical properties of sediments and local human activities controlled the spatial variations of Cr and Ni in the sediments. Currently, the TGR sediments are not heavily contaminated by Cr and Ni and show low eco-risk. Nevertheless, considering the decrease in sediment loads from the upper Yangtze River and the rapid urbanization in the TGR catchment, much more attentions should be paid to the geochemical behaviors and the eco-risk of Cr and Ni in the sediments.     

三峡水库蓄水初期鱼体汞含量及其水生食物链累积特征

于2011-2012年在三峡库区干流水域及7条典型支流采集了11种鱼类样品,以稳定同位素(δ13C和δ15N)营养等级分析为基础,研究了三峡水库蓄水后的鱼类汞含量水平及其食物链累积特征.结果表明,库区鱼类(以鲤为例)平均总汞含量为57.1 μg/kg,与蓄水前鱼体总汞水平相当,但在库区不同水域鱼体总汞含量差异显著:干流入库水域(洛碛断面)鱼体总汞含量平均值为88.0μg/kg,显著高于水库腹区水域(巫山断面)的平均值43.1μg/kg.稳定同位素分析表明,库区支流鱼体的δ13C范围为-22.08‰--28.92‰,大于干流鱼体的δ13C范围(-23.11‰--26.87‰),表明支流鱼类的食物来源具有更明显的湖沼型特征.同时,支流鱼类食物链上汞的累积放大效率显著高于干流水域.水文水动力差异可能是库区内汞累积等生态过程存在空间差异的重要原因.