在不同蓄水位下三峡库区春季水华特征及趋势分析

基于2004—2015年三峡库区支流春季水华的监测数据,开展了三峡库区不同蓄水位下春季水华特征及趋势分析。结果表明:总共有26条支流发生春季水华,香溪河为水华发生概率最高的支流。水华藻类优势种主要是硅藻和甲藻,甲藻水华出现的概率随着蓄水位的增加而增加,但是在持续几年175 m蓄水之后,甲藻水华出现的频率下降,硅藻水华出现的频率增加。在175 m蓄水之前,水华发生期藻类密度、叶绿素a含量及水体营养盐水平相对较低,此后都有了较高的提升,但是在持续几年175 m蓄水之后,藻类密度、叶绿素a浓度以及营养盐浓度都有下降趋势。对藻密度及叶绿素a含量与主要环境因子进行主成分分析(Principal components analysis)发现,藻密度和叶绿素a与总磷、总氮、高锰酸盐指数聚类一簇,藻密度、叶绿素a浓度与总磷、溶解氧、高锰酸盐指数显著正相关。在蓄水之后,三峡库区支流营养水平有所增加,随着蓄水位的增加,三峡库区支流断面的平均流速降低,在合适的温度下,三峡库区支流水华易发生。     

三峡库区支流龙河和汝溪河浮游植物功能群的季节动态特征及其与环境的相关关系

根据不同季节的环境特点, 研究于2021年春季(3月)、夏季(7月)、秋季(9月)和冬季(11月)对龙河和汝溪河浮游植物和水环境进行调查研究。结果表明, 龙河共采集到浮游植物111种, 隶属6门; 汝溪河共采集到浮游植物142种, 隶属7门。依照Padisak理论, 在龙河和汝溪河共发现浮游植物功能群23个。龙河浮游植物优势功能群的季节演变规律: 春季(B、L_O、MP、X1)→夏季(D、J、S_N、T_B)→秋季(D、J、MP、P、T_B)→冬季(B、D、MP、T_B); 汝溪河浮游植物优势功能群的季节演变规律: 春季(B、D、X1、X2)→夏季(G、J、S1、X2)→秋季(S1、G、P)→冬季(D、J、MP、S1)。其中龙河和汝溪河的回水区受三峡工程蓄水的影响, 浮游植物功能群呈现出更为相似的特征。根据浮游植物功能群与环境因子冗余分析(RDA)可知, 水温(WT)、溶解氧(DO)、酸碱度(pH)、铵态氮(${rm{NH}}^+_4 $-N)、磷酸盐(${rm{PO}}^{3-}_4 $-P)是龙河和汝溪河浮游植物功能群分布的主要影响因素。研究为保护长江水生生态系统提供理论依据。     

三峡水库支流拟多甲藻水华的形成机制

三峡水库支流的拟多甲藻水华发生已成为近年的常态,但是其发生机制依然不清楚。2009年到2011年期间,对拟多甲藻水华频发的童庄河回水区进行重点监测,并扩展到三峡水库长江干流及26条支流未淹没区和回水区浮游植物的四季调查。结果表明,四季调查中,拟多甲藻出现率、平均密度、最大密度和最大优势度,4月最高,相同季节,回水区最高。2—4月,童庄河回水区各点拟多甲藻密度均为升高到下降变化,最高密度自上游至下游大幅下降。2010年,拟多甲藻水华于2月最先在童庄河回水区上游出现,逐步向中下游发展,维持一定规模和时间后消退。与此同时,长江干流拟多甲藻出现率、密度和最大优势度大幅低于童庄河回水区。童庄河回水区发生(2005年、2007年和2010年)比不发生(2009年)拟多甲藻水华年份,三峡水库1—3月日出库流量(平均值4489.9—5623.3 m3/s)较小、1—2月水位日变幅(平均值0.148 m、0.246 m)和2月水位日升降(平均值-0.223 m)较大。研究认为,藻类在适宜水温时形成水华,2—4月支流回水区水温适宜、氮磷含量满足甲藻营养能力和生活习性需要。拟多甲藻能否形成水华,首先取决于回水区上游是否存在满足要求的水动力条件。其次,三峡水库出库流量、水位波动等水文条件,通过改变回水区上游水动力条件和回水区流速,影响水华能否形成及形成时间、程度、范围和维持时间。由于尺度效应不同,三峡水库相同水文条件对不同位置支流拟多甲藻水华形成的影响不一样。     

蓄水对三峡库区重庆段长江干流浮游植物群落结构的影响

为了分析三峡库区长江干流重庆段因蓄水产生的三类不同水体(自然河流型、过渡型、类湖泊型)对浮游植物的影响,分别于不同季节和蓄水期对水体浮游植物进行了群落调查,结果显示各群落指标仍呈现亚热带河流型水库的季节变化趋势:春季绿藻、隐藻占优势,夏季蓝藻所占比例增加,冬季硅藻占绝对优势,但不同类型水体对季节的响应程度不同:(1)2010年3月春季调查期间绿藻的优势种的优势度以及所占比例均呈现随水体类型改变逐渐增加趋势,并在类湖泊型水体中达到最大(优势度0.62、所占比例达67.8%),而夏秋季(9月蓄水前)蓝藻的优势种数、优势度、藻密度以及所占比例也存在同样的变化,2009年9月蓝藻所占比例由河流型水体的8.5%增加到类湖泊型水体的52.6%,到2010年9月类湖泊型水体蓝藻比例甚至达到63.8%。冬季蓄水期间(2010年1月),硅藻占绝对优势,但绿藻在类湖泊型水体中的比例要大于其他两类型水体。(2)Shannon-Wiener指数平均值为2.43,总体呈现出河流型水体>过渡型水体>类湖泊型水体,类湖泊型水体多样性指数夏秋季>冬季>春季,而自然河流型和过渡型水体冬季多样性指数低于其他季节。     

三峡库区（重庆段）土壤侵蚀敏感性评价及其空间分异特征

三峡库区(重庆段)具有重要的生态地理位置.土壤侵蚀是这一地区最为严重的生态环境问题.以通用水土流失方程为基础,运用GIS技术,分别分析了土壤可蚀性、降水、地形、植被覆盖因子对研究区土壤侵蚀敏感性的影响程度,并生成单要素敏感性评价图.在此基础上,基于ArcGIS的空间叠加分析,完成单要素的叠加运算,实现研究区土壤侵蚀敏感性的综合评价.探讨了三峡库区(重庆段)这一特殊生态地理区域土壤侵蚀敏感性的高低分布规律及其在不同主导因子作用下的土壤侵蚀的空间分异特征.结果表明:研究区土壤侵蚀敏感性以高度敏感、中度敏感和极敏感为主,轻度敏感和不敏感比例相对较小.空间分布具有水平地域特征,东北部最为敏感、西部最不敏感.研究区土壤侵蚀现状与土壤侵蚀敏感性分布总体上是一致的,表明降雨、地形起伏、土壤可蚀性以及自然植被状况等自然因素是土壤侵蚀发生、发展的潜在条件,而人类活动是土壤侵蚀发生、发展或减弱的主导因素.植被覆盖受人类活动影响最大.因此,转变不合理的土地利用方式,加强植被的保育和植被生态系统的重建是防治土壤侵蚀的关键环节.     

三峡库区重庆段钉螺孳生条件

三峡工程的修建使得长江水生环境发生了变化,同时水库的阶段性蓄、放水使得阶段性淹没的江洲滩增加,更加有利于挺、浮水植物的繁殖,从而可能形成适合日本血吸虫(Schistosoma japonicum)的惟一中间宿主——钉螺(Oncomelania hupensis)的生长环境.本文在钉螺生活习性的基础上,结合数字高程模型(DEM)和相关的气象资料以及水库的蓄放水规律,从气候、淹没时间、植被、水库的蓄放水时间等角度对三峡库区钉螺孽生条件进行了分析.从气候上看,阶段性淹没区能够满足钉螺生长的需要;然而,水库冬季蓄水、夏季放水的周期与钉螺生长需求并不完全相同,尤其是冬季的高水位对钉螺生长十分不利.因此,水库的修建并不一定会造成钉螺的孽生和血吸虫的流行.     

三峡库区藻类水华调查及其毒理学研究

三峡水库一期工程蓄水近两年(2003年7月—2005年4月)期间,库区发生过多次藻类“水华”,尤其在阳光充足、气温回升的春季。经鉴定形成水华的藻类主要有拟多甲藻(Peridiniopsissp1,sp2),新星形冠盘藻(Stephanodiscusneoastraea),里海小环藻(Cyclotella caspia),湖沼红胞藻(Rhodomonas lacustris),实球藻(Pandorina morum)和空球藻(Eudorina elegans);其中以拟多甲藻水华涉及面积最大,持续时间最久,污染程度最为严重。通过对拟多甲藻水华水及其藻细胞提取液的生物毒性测试,表明其对其他水生生物和小白鼠没有明显的生物毒性。     

三峡库区不同水文类型支流大型底栖动物对蓄水的响应

为探究三峡水库修建对库区不同水文类型支流大型底栖动物的影响,于2015年7月和2016年1月对三峡水库四条支流的大型底栖动物进行调研,分别对周期性受蓄水影响支流的非回水区与回水区和长期受蓄水影响支流的非回水区与回水区大型底栖动物群落结构进行比较研究,结果表明:⑴7月份三峡水库145米低水位时期共采集到底栖动物655头计59种(属),在受蓄水影响河段采集到底栖动物4种共40头,优势种为日本沼虾(占受蓄水影响区域的57.5%); 1月份三峡水库175米蓄水时期共采集到底栖动物1123头计69种(属),在受蓄水影响河段采集到16种238头,优势种为锯齿新米虾(占受蓄水影响区域的14.2%)。⑵周期性受蓄水影响支流的非回水区与回水区底栖动物密度、生物量和多样性指数无显著差异(P0.05);长期受蓄水影响支流的非回水区与回水区之间底栖动物密度和Pielou均匀度指数无显著差异(P0.05),但非回水区底栖动物生物量显著高于回水区(P0.05),底栖动物多样性和丰富度极显著高于回水区(P0.01)。⑶7月份影响底栖动物分布的主要环境因子共6个,分别是水深、流速、硝态氮、溶解氧、水温和电导率; 1月份影响底栖动物分布的主要环境因子共7个,分别是水温、溶解氧、总磷、流速、深度、电导率和透明度。     

东海春季水华期浮游植物生长与微型浮游动物摄食

2005年4～6月在东海有害水华频发区14个站位采样,通过现场稀释法实验对春季东海水域浮游植物比生长率和微型浮游动物比摄食率进行了研究.结果表明东海有害水华频发区浮游植物群落以甲藻为优势.浮游植物比生长率在水华爆发前相对较低,平均为1.18 d~(-1);进入水华期后比生长率明显升高,但在水华站位随现存量增加而降低;非水华区比生长率近岸高、远岸低.微型浮游动物主要以急游虫和桡足类幼体为主,而种类上以砂壳纤毛虫居多.微型浮游动物比摄食率在水华爆发前波动较大,介于0.53～1.73 d~(-1),平均为0.90 d~(-1);在水华区比摄食率较为稳定,浮游植物比生长率的降低导致群落净生长率持续下降;在非水华区,比摄食率整体较高,近岸低而远岸高.微型浮游动物的摄食对浮游植物群落的生长有一定的控制作用,但在水华爆发后这种控制作用将减弱.     

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。     

三峡水库坝前水域浮游植物群落时空动态研究

于20122013 年对三峡水库坝前水域浮游植物组成、优势种、密度、生物量及多样性进行了周年季度调查, 共鉴定浮游植物151 种属, 其中绿藻门71 种, 硅藻门47 种, 蓝藻门20 种, 隐藻门和甲藻门各4 种,裸藻门和金藻门各2 种, 黄藻门1 种。浮游植物优势种的季节更替明显, 夏季和秋季优势种类为硅藻和绿藻,冬季为硅藻、蓝藻和绿藻, 春季为绿藻、硅藻和隐藻。浮游植物年均密度和生物量分别为3.95106 ind./L 和4.078 mg/L, 空间差异表现为支流和库湾远高于干流, 季节动态表现为夏季最高, 春季和冬季次之, 秋季最低。三峡水库坝前水域浮游植物多样性指数偏低, 水体污染类型属于-中污染。研究为客观了解三峡水库坝前水域浮游植物群落的空间分布与季节变化特征提供一定的参考依据。     

Responses of spring phytoplankton communities to their habitats in the Xiangxi Bay of Three Gorges Reservoir,China

Since the water storage was initiated in 2003, the environment of Three Gorges Reservoir (TGR) has changed significantly. Algal blooms and eutrophication have been a frequent occurrence, with serious eutrophication in the tributary bays. To provide some theoretical evidence for the prevention and control of algal blooms, the goal of this study is to elucidate factors that influence algal blooms at different sections of the Xiangxi Bay (XXB). Using field data from the XXB, the responses of phytoplankton communities to their habitats were investigated from March to May, 2010. The results indicated a significant spatial and temporal heterogeneity in phytoplankton composition, cellular abundance, and habitats in the spring. Fifty-four genera representing 6 phyla were monitored. Redundancy analysis indicated that the variation in water temperature and relative water column stability (RWCS) contributed greatly to the succession of spring phytoplankton. Due to different physiological adaptabilities and mechanisms of competition among the algae species, significant succession of the community structure had been observed. The predominant species appears to have changed from those adapted to low temperatures and strong mixing (dinoflagellates and diatoms) to those adapted to high temperatures and weak mixing (green algae and cyanobacteria). The lack of silicate resulted in the succession from diatoms to green algae. Due to the influence of the Yangtze River, there is a low potential for algal blooms at lower reaches of the bay because of frequent water exchange. In contrast, the potential is high at middle and upper reaches where the water temperature increases gradually. The hierarchical status of the two sections is significantly different. Precipitation would inhibit algal blooms somewhat, and heavy rainfall would eliminate algal blooms throughout the bay. Phytoplankton are sensitive to their changing habitat in XXB. For a bloom to occur, sufficient nutrients, a lower flow velocity, and appropriate temperature and light conditions are necessary. As an artificial regulating reservoir, proper ecological regulation could not only significantly affect the dynamic conditions of the water body tributaries, but it could also change the transfer characteristics of light and heat, abolishing the algae habitats and thereby inhibiting the water bloom.     

重庆的珍稀濒危植物

按１９９１年版的《中国植物红皮书－稀有濒危植物》（第一册）,不完全统计,重庆约有全国第一批珍稀濒危植物５２种及变种（含区域不详２种）,占湖北及其附近地区第一批珍稀濒危植物种的８１．３％,华中区的３３．３％,全国的１３．４％,是全国平均水平的１５．７倍。按不同的分类标准,这些珍稀濒危植物中有蕨类植物３种,裸子植物１４种,被子植物３５种;国家一级重点保护植物５种,二级保级植物２３种,三级保护植物２４种     

三峡水库浮游植物初级生产力的季节变化与空间分布

研究在三峡库区选取秭归、巫山、云阳、忠县、木洞5 个断面, 自2012 年8 月至2013 年4 月采用黑白瓶法进行为期一周年季节性的原位初级生产力测定, 探讨初级生产力的季节变化、水平分布、垂直分布等动态特征。结果表明: 初级生产力平均值(以溶氧计)的四季变化规律为: 夏季[5.613 mgO2/(Ld)]春季[3.630 mgO2/(Ld)]冬季[0.906 mgO2/(Ld)]秋季[0.552 mgO2/(Ld)], 与浮游植物叶绿素a 含量的季节变化一致;在初级生产力的空间分布上, 5 个断面中库首最高(秭归)、库中次之(巫山、云阳、忠县)、库尾最低(木洞);且全年所有断面干流初级生产力均显著低于支流初级生产力;在垂直分布上, 初级生产力的最大值主要出现在水下0-1 m 间, 在水下1-5 m 随着水深增加呈现递减趋势, 光能可得性可能是限制浮游植物初级生产力的重要因子。相关性分析表明, 毛初级生产力与叶绿素a、溶解氧、pH 呈显著正相关。     

ASSESSING THE ECOLOGICAL HEALTH STATUS OF THE THREE GORGE RESERVOIR北大核心CSCD

Three Gorges Reservoir (TGR) is the key project for the governance and development of the Yangtze River. TGR is an important region for the ecological and environmental protection in the Yangtze River economic belt. The hydrology and water environment have taken fundamental changes since the impoundment of TGR with some negative ecological and environmental problems. To address whether the aquatic ecosystem of TGR is healthy or not, the phytoplankton community index (PhyCoI) was used to assess the ecosystem health of TGR. Field survey was carried out on April 2015 in the whole region of TGR, including 23 tributary bays and 18 sections in the main channel of TGR with 173 sampling sites. A total of 61 phytoplankton taxa were identified, belonging to Cyanophyta, Chlorophyta, Bacillariophyta, Cryptophyta, Pyrrophyta, Euglenophyta, and Chrysophyta. Based on the scores of PhyCoI, the overall health status of TGR is good, with 68% sites in the status of very healthy (4≤PhyCoI<5) or healthy (3≤PhyCoI<4), 26% sites in sub-healthy (2≤PhyCoI<3), and 6% sites in general sick condition (1≤PhyCoI<2). Specifically, 96% sites in the main channel of TGR are healthy, and other 4% sites are in the status of sub-healthy. In the tributary bays, the ratios for the status of very healthy, healthy, sub-healthy, and general sick are 2%, 53%, 35%, and 9%, respectively. From the view of spatial distribution, overall health status of the main channel of TGR is good, and the health status of the main channel in Hubei Province is better than that in the Chongqing Province. In addition, the health status of sites in the Xiangxi Bay, Meixi Bay, and Xiaojiang Bay were highly variable. And in general, the health status of the bays near the dam of TGR is better than the bays far away from the dam. These results provide science and technology support for ecological and environmental protection of TGR. © 2019, Institute of Hydrobiology, Chinese Academy of Sciences. All rights reserved.     

Comparisons in water relations of plants between newly formed riparian and non-riparian habitats along the bank of Three Gorges Reservoir,China

The water table in the Three Gorges Reservoir (TGR) rose significantly since the construction of the Three Gorges Dam across the Yangtze River. Little is known about how such a change in local hydrological condition will affect the ecophysiology of plants along the bank of the world’s largest reservoir. In this study, water relations of the dominant plants were investigated over an entire year period by comparing stable isotope compositions of xylem water, leaf water potentials and foliar carbon isotope ratios at a newly-formed riparian site near the river bank and two non-riparian sites at higher elevations. The isotopic compositions of xylem water indicated that the plants in the newly-formed riparian zone acquired water mainly from the soil previously infiltrated by local rain rather than the Yangtze River water. Predawn and midday water potentials of the riparian trees were also similar to those at the non-riparian sites. Leaf δ¹³C values of plants across the three sites also showed no difference, even though there was a significant difference among species. Our results indicate that plants at the newly formed transient riparian area along the bank of TGR do not depend on the Yangtze River water for their water sources and that rising water levels in this reservoir may not lead to immediate changes in water relations of the plants along the bank. Communicated by K. Winter.     

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。