三峡蓄水后长江口凤鲚汛期生物学特征及捕捞量变动

分别在长江南支南门至新河水域、北港水域和圆沙至九段沙水域设置调查断面,对三峡蓄水后(2003~2011年)长江口凤鲚汛期生物学特征、渔汛特征及捕捞量进行了持续调查,并将之与蓄水前(1997~2002年)调查数据进行了对比研究。调查期内凤鲚汛期绝对怀卵量变幅为3 404~26 850粒,平均为11 554粒;相对怀卵量变幅为347~1 582粒/g,平均为783粒/g;卵径变幅为0.53~1.06mm,平均为0.78mm。凤鲚全长变幅为139~155mm,平均为146mm;体长变幅为123~137mm,平均为129mm;体重变幅为12.0~15.8g,平均为13.6g;丰满度系数变幅为0.387~0.466,平均为0.442。2003~2011年凤鲚全长小于140mm的个体所占比例均值为36.91%,140~180mm的个体占比为57.06%;体重小于12g的个体占比为39.57%,12~20g的个体占比为45.34%。长江口凤鲚渔汛出现时水温通常介于17℃~20℃,5月中下旬至6月中旬为旺汛期,各年5月捕捞量占比变幅为30.59%~83.76%,平均为61.17%。调查期间长江口凤鲚汛期捕捞船数量变幅为63~278艘,平均为141艘;单船全汛捕捞量变幅为367.9~5 023.5kg,平均为2 441.2kg;汛期总捕捞量变幅为23.2~1 256.9t,平均为422.3t。三峡蓄水后长江口凤鲚渔获规格和捕捞量均出现了不同程度的下降,与历史记录相比,其资源几近枯竭,捕捞价值基本丧失。建议立即对凤鲚实施禁捕,并尽快建立繁殖场和越冬场保护区。     

基于HHT的三峡水库蓄水后坝下游水情多尺度时频特征

利用基于噪声辅助经验模态分解（EEMD）的改进型希尔伯特-黄变换（HHT）,对三峡蓄水后8 a的三峡日入库、出库流量和坝下各水文站日水情信号进行多尺度时频分析,并与连续小波和离散小波变换进行异同性比较。结果表明,三峡蓄水后2004～2011年三峡日入库、出库流量和宜昌、大通站日径流量均具显著的1 a尺度主周期振荡规律,三峡季节性调蓄对坝下流量1 a尺度的主周期振荡规律无显著影响。三峡蓄水后河口北支江水位的半月主周期振荡特征始终占主导地位,表明三峡调蓄影响下上游来水量变化对河口北支水位波动的影响权重小于河口自身海潮波动的影响权重。与离散小波变换固定频带下的信号分解比较,基于HHT的水文信号多尺度分解有更好的自适应性;与连续小波变换比较,HHT方法在水文信号高频部分周期振荡特征的揭示和频域混叠现象的避免方面更具优势     

长江口纹缟虾虎鱼的繁殖生物学特征

研究了长江口水域纹缟虾虎鱼的繁殖生物学。结果如下：(1)纹缟虾虎鱼雌雄亲鱼间形态学特征具有差异,肥满度分别为347±036与217±052,体长/体高、体长/头长、头长/眼径、头长/眼间距等比值存在极显著差异;(2)纹缟虾虎鱼产卵期为3~7月份,盛产期为4~6月份。绝对生殖力平均为12 6892粒,体长相对生殖力平均为2069粒/mm;(3)纹缟虾虎鱼成熟的卵为球形,卵径0482~0606 mm,卵中油球数量10~200个,精子较小,由圆形头部和细长尾部（鞭毛）两个部分组成;(4)纹缟虾虎鱼产卵受精一般在洞穴内进行,而且雄鱼具有护卵习性;(5)纹缟虾虎鱼受精卵呈梨形或者梭形,卵膜端具有由粘丝组成的附着盘,动物极靠近附着盘。纹缟虾虎鱼人工催产与自然繁殖时的受精率分别为7858%与8384%。在17~25℃范围内,纹缟虾虎鱼胚胎均能孵出仔鱼,随着水温上升发育速度加快,温度与孵化时间呈正相关关系,有效积温为3 1283 h·℃。长江口水域生态环境变动可能对纹缟虾虎鱼繁殖及其资源量产生一定影响。     

三峡水库蓄水后的浮游植物特征变化及影响因素

根据2003年10月和2004年4月的水生生物调查,对三峡库区二期蓄水后的浮游植物组成与分布变化进行研究,探讨水力学与营养盐条件变化对库区浮游植物结构与数量的影响。结果表明,库区浮游植物以硅藻类为优势种,2003年10月数量介于2.02×104~31.6×104个/L之间,与未蓄水前相比无明显变化,2004年4月浮游植物种类与数量发生较大变化,部分断面浮游植物数量显著增加,总体介于3.18×104~16 288×104个/L之间。通过对浮游植物与水力学条件、营养盐水平的关系分析,发现蓄水前后水动力学条件的变化与所形成的空间差异是造成浮游植物变化的关键因素,而偏高的营养盐水平则为浮游植物的生长创造了有利条件。为此,根据流速差异将库区水体划分为河流型水体、过渡型水体、湖泊型水体三种类型,对比分析表明过渡型水体和湖泊型水体的浮游植物数量在二期蓄水后增加较多,它们是三峡库区富营养化暴发的敏感区域。     

基于TRMM卫星资料分析三峡蓄水前后的局地降水变化

为揭示三峡蓄水对局地气候的影响,利用TRMM 3B42卫星降水产品分析了三峡蓄水前后（以2003年为分界）库区的局地降水变化。分析表明,蓄水以后,库区西北部年累积降水量增加,东南部年累积降水量减少,这种降水变化是大尺度上降水变化的区域体现。蓄水对干流附近降水产生了一定影响,干流站点间降水量差别增大,但整个大库区平均的年累积降水量无明显变化。蓄水之后的降水变化具有季节差异。冬季几乎整个库区的降水量都有所增加;春季降水量在干流的上游个别地区和下游减少,中游增加;夏季除库区下游部分地区外,大部分库区降水量有所减少;秋季,库区的上游和中游降水增加,下游降水减少。区域平均的季节降水量无明显年际趋势。结果表明,三峡蓄水带来的降水变化空间尺度只局限在近库区,对整个大库区降水变化的影响可忽略不计     

近期长江口崇明岛周边岸滩沉积特征及影响机制

大河入海河口由于巨量泥沙堆积以及潮汐作用,往往发育着河口沙岛。崇明岛是世界上典型的河口沙岛,近年来,随着长江流域泥沙来源锐减以及河口大型水利工程建设等,给崇明岛周边岸滩沉积环境带来深刻影响。研究依据2015年9月～2018年4月对崇明岛周边14个岸滩断面的表层沉积物采样数据和定点水文观测资料,分析崇明岛周边岸滩沉积环境特征和区域性差异,探讨不同岸滩断面沉积过程和作用机制。结果表明:崇明岛岸滩沉积物以砂质粉砂和粉砂质砂为主,沉积物中值粒径总体表现为南岸北岸东滩,平均为48μm。南、北岸岸滩总体表现为坡陡、滩窄,沉积物自西向东逐渐变细的特征,北岸岸滩坡度略缓,南岸崇头至庙镇之间存在局部细颗粒物质沉积区;东部岸滩滩宽、坡缓,整体表现为"北细南粗"的沉积特征。岸滩沉积断面上,上细下粗,高潮滩处粘土组分含量相对较高,水下斜坡和河槽底部粉砂含量较高。南、北支河势演变形成了崇明岛"南坍北涨"沉积环境的分布格局;径、潮流作用对岸滩断面沉积物分布特征影响明显;风浪对崇明东滩浅滩沉积物具有强烈的分选作用;潮滩植被主要影响细颗粒沉积物在潮间带的分布;流域来沙减少对崇明东滩前沿沉积环境趋势影响显著。     

长江靖江段刀鲚捕捞量的时间变化及相关环境因子分析

江苏靖江段位于长江近口段,是长江刀鲚渔汛最集中的水域。调查了靖江段2008、2009、2012~2015年6个渔汛期的捕捞数据,采用广义可加模型(GAM模型)分析了刀鲚捕捞量与靖江段表层水温、潮差、气压、降水量、浑浊度、CODMn等环境因子之间的相关性。调查显示,靖江段每年发放刀鲚专项渔业捕捞证84~95本,平均年作业天数28~43 d,2012~2015年的作业天数比2008~2009年明显下降。6个渔汛期刀鲚的年捕捞量变幅为3.71~17.38万尾和3.61~18.26 t,除2013年外,年捕捞量总体上仍呈下降趋势。采用GAM模型对10艘持证渔船的刀鲚日捕捞量与环境因子之间的相关性分析显示,日捕捞量随水温的升高而递增,汛期78.8%的产量在15~23.2℃水温范围获得。而当水温低于10℃时,空网率上升,仅获得5.7%的汛期产量。表明当水温不足10℃时,刀鲚可暂时停止其生殖洄游过程。分析还显示,69.1%的汛期产量在2.0 m以上的大潮差期获得,表明潮汐亦是影响刀鲚日捕捞量的重要因子。低浊度及气压、降水量、CODMn等对刀鲚的日捕捞量无显著性影响,但当浊度大于100 NTU时,日捕捞量迅速降低。可见,水温、潮差和高浑浊度是影响长江靖江段汛期刀鲚捕捞量的关键环境因子。     

三峡工程蓄水后荆江河段河势变化及生态护岸研究

三峡工程蓄水以来,进入长江中下游河道的水沙过程发生明显改变,从而导致中下游河道尤其是荆江河段冲刷、崩塌,局部河段河势调整较为剧烈,并导致主流顶冲部位发生变化,可能会引起新的崩岸发生。分析了荆江河段河势变化特点,列举了各种传统护岸方法,分析了传统护岸的特点和适用性,针对传统护岸工程的不足,提出生态护岸理念,在满足整体性、稳定性、适应变形等要求下,采取工程措施与植物措施共同护岸,并为河道与河岸之间水分交换提供条件,建立了水生生态系统和陆地生态系统之间的联系,实现了河流原本完整的结构和作为生态廊道的功能,进而保证整个生态系统的稳定,有利于生态环境的保护和水土保持,实现生态理念,满足生态需要,达到人与自然和谐发展。     

卫星遥感洞庭湖主汛期水体时空变化特征及影响因子分析

基于1989~2011年的长时间序列卫星遥感数据,利用综合水体信息提取方法提取了洞庭湖区6~9月主汛期的水体信息,通过较高分辨率卫星遥感数据验证,水体面积提取精度达到90%以上。洞庭湖年平均径流入湖量、NCEP再分析资料计算的湖体上空和流域累计月平均降水量分别与水体面积变化的关系进行分析,结果表明: 1989~2011年间洞庭湖水体面积最大值主要分布在7和8月,这两个月也是洞庭湖区域发生洪涝灾情的高风险期;洞庭湖水体面积与年平均径流入湖水量的相关系数为0.67(置信度为95%);2003年以前,洞庭湖主汛期间水体面积波动比较大,2003年三峡水库运行后,洞庭湖的面积波动有所减少;洞庭湖上空累计月平均降水量对于水体面积存在正相关性,相关系数为0.68(置信度为99%);2003年以前,洞庭湖流域累计月平均降水量和水体面积相关系数为0.50(置信度为90%),2003年三峡水库运行后,两者相关性有所减弱。     

近30年来长江口北支及口外沉积特征及输移趋势

近30 a来长江口北支在自然和人类活动影响下,沉积物特征及输移趋势发生显著变化。研究基于2015年和20世纪80年代沉积物粒度调查资料,通过粒度对比、趋势分析等方法,探讨长江口北支及口外沉积特征与输移趋势。结果表明：长江口北支及口外沉积物类型以粘土质粉砂、砂质粉砂和砂为主,近30 a来平均中值粒径减小20%左右。其中,北支口内粒径减小约30%,表明北支口内整体为淤积环境;口外0~10 m水深区域粒径增加约25%,表现为风浪和潮流作用下的侵蚀特征;10 m水深外,粒径略有减小,沉积特征基本稳定。从沉积物输移趋势上看,北支崇头至灵甸港河段,沉积物较粗,以径流作用下的沉积为主;灵甸港至三条港河段,沉积物输移趋势向下指向三条港,其中灵甸港至三和港河段边滩粗、主槽细,径潮流交汇作用明显;三条港以下河段,沉积物以海域来沙为主,颗粒细,输移趋势指向上游;北支口外,0~10 m水深区域,沉积物粗化,沉积物随水深增加变细,其中0~2 m水深区域,砂含量占比超过90%;10 m以深离岸水域,沉积物输移趋势不显著。流域来沙减少和北支围垦工程建设,致使沿岸泥沙补给不足,口外浅滩泥沙在风浪和潮流作用下,一部分随涨潮流向口内输运,一部分随落潮流向外海扩散,构成北支及口外沉积物输移趋势格局。     

观音岩水电站蓄水前后金沙江攀枝花江段鱼类群落结构及变化特征

基于2013~2017年金沙江干流攀枝花江段的鱼类资源监测数据，分析了观音岩水电站蓄水前后该江段的鱼类群落结构特征及变化情况。5年共监测到鱼类65种，长江上游特有鱼类共20种，5年均监测到的鱼类有12种，其中11种为喜流水性鱼类。各年度鱼类多样性指数呈现一定波动。ABC曲线及W统计表明2013和2014年鱼类群落结构未受到扰动，但在观音岩水电站蓄水运行后受到严重干扰。CA和NMDS分析显示鱼类群落可以分为两组，组I包括2013和2014年，组II包括2015、2016和2017年，one-way ANOSIM显示这2组在统计学上没有显著性差异。对聚类结果进行SIMPER分析结果显示，在观音岩水电站运行后，产漂流性卵的鱼类丰度明显降低，如圆口铜鱼、长鳍吻鮈等。因此，为了更好地保护攀枝花段的鱼类资源，应采取包括就地或迁地保护、生态调度和人工繁殖放流的针对性措施。     

鄱阳湖入长江口流域水体重金属分布特征及人体健康风险评价

通过采集鄱阳湖入长江口流域地表和地下水体,并对水体中重金属空间分布特征和来源进行分析,评价了水体重金属对人体健康风险。研究区水体主要阳离子为Ca²⁺,主要阴离子为HCO₃^-、SO₄^2-,地下水水化学成分的主要成因为水岩相互作用。地表水重金属平均浓度高低顺序为Cr>Fe>Zn>Pb>Cu>Mn, Cr浓度变化幅度最大,Cr与Fe在地表水中重金属总浓度中的贡献率最大,分别为54.36%和19.50%。地下水重金属平均浓度高低顺序为Mn>Fe>Cr>Zn>Pb>Cu。研究区重金属污染可能来源于研究区周围冶炼厂排污废水和城市工业排放的污废水。地表水体和地下水体中,Cr对人体健康的风险均最高。地表水体中Cr对儿童的HQ_der、HI>1,Pb次之。地下水体中,Cr对人体的HQ_der、HI>1,Mn次之。研究为鄱阳湖流域地下水资源保护与饮用水水安全提供科学依据。     

洞庭湖后生浮游动物群落结构及水质生物学评价

为了解洞庭湖后生浮游动物群落结构、影响因素,客观评价洞庭湖水生态环境质量,为支撑长江流域水生态考核工作提供一定的科学依据,在2019年对洞庭湖16个断面的后生浮游动物开展了3次调查,分别为3月(枯水期)、6月(平水期)和9月(丰水期),并同步监测了12项环境参数。结果表明洞庭湖后生浮游动物样品中共检出2门26属,其中轮虫为9属,枝角类12属,桡足类为5属。洞庭湖后生浮游动物的平均密度为84.4个·L^-1,其中轮虫占84.3%,桡足类占13.3%,枝角类占2.4%。东洞庭湖后生浮游动物密度最高,其次为南洞庭湖、入湖口、西洞庭湖和洞庭湖出口。洞庭湖后生浮游动物优势种是广生多肢轮虫(Polyarthra vulgaris)、暗小异尾轮虫(Trichocerca pusilla)、螺形龟甲轮虫(Keratella cochlearis)以及无节幼体(Nauplius)。轮虫对水体营养水平的响应相对比较显著,东洞庭湖营养状态明显高于其它湖区。洞庭湖富营养化导致了后生浮游动物群落结构的小型化,后生浮游动物可以作为湖泊水环境变化的指示性生物。Canonical correspo...     

三峡山地沟谷不同坡位土壤水分特征及对降雨过程的响应

土壤水分是影响地表植被生长发育及分布格局的重要因子，也是岩石圈-水圈-生物圈-大气圈水分循环的重要环节，其动态变化能够反映土壤水文过程的信息。基于高分辨率时域反射水分探针和小型气象站连续定位监测，获取2018~2019年三峡大老岭地区典型沟谷内坡上、坡中、坡下部位0~80 cm范围内各土层含水量及大气降水数据，分析了不同坡位土壤水分在月尺度，日尺度和小时尺度的变化特征及其对降雨过程的响应。结果表明：（1）月尺度上，土壤水分含量季节性差异明显，春夏季节（5~7月）是土壤水分储蓄期，土壤平均含水率为38.40%，夏秋季节（8~10月）是水分消耗期，剖面土壤平均含水率仅为35.04%。（2）日尺度和小时尺度，不同层次土壤水分含量对降水响应存在差异。0~40 cm深度土壤对降雨响应较快（响应时间<0.5 h），土壤水分与降雨量变化趋势相似；60~80 cm深度土壤对降雨响应存在明显的滞后现象（响应时间滞后0.5~3.0 h），且随深度加深，滞后时间呈阶梯式延长。（3）不同降雨条件下，土壤水分对降水的响应差异明显。随降雨量级由中雨增至大暴雨，土壤水分对降雨的响应加快，含水量变化曲线与降雨过程同步性增强，响应深度也逐层增加，土壤水分增量变大。（4）不同坡位对土壤水分的影响存在差异，上坡位对中雨、大雨响应平稳，中、下坡位对降水响应强烈，土壤水分增加迅速。产生不同坡位间响应差异的原因是各点微地形差异导致集水面积不同。     

退耕还湖后菜子湖湿地土壤理化性质及微生物量变化

以不同退耕年限下菜子湖湿地土壤和邻近原始湿地及仍耕作油菜地为研究对象,分析退耕还湖后土壤理化性质和微生物量碳氮变化。研究结果表明：随着退耕还湖年限增加,土壤容重逐渐降低,土壤含水量和粘粒含量逐渐增加,土壤有机质和全氮含量逐渐增加,而土壤全磷含量降低;表层土壤微生物量碳含量为33377~70075mg/kg,表层土壤微生物量氮含量为3080~6401 mg/kg,且均有退耕还湖后升高趋势;土壤微生物量碳与土壤有机质、全氮、pH呈极显著相关（P<001）,与土壤粘粒含量显著相关（P<005）;土壤微生物量氮与土壤有机质、全氮、容重呈极显著相关（P<001）,与pH显著相关（P<005）。分析表明,退耕还湖后随着人类活动干扰压力的减弱和湿地水文条件的恢复,自然植被也逐渐恢复,土壤理化性质朝原始湿地方向改善,促使土壤微生物量升高,但总体仍未达到原始湿地状况     

长江入海口徐六泾断面2005～2012年水环境因子及入海通量变化特征

分别于2005～2012年的4个季节对长江入海口徐六泾断面水质实施了29个航次的监测。2005、2010和2012年为丰水年,2006、2011年为枯水年,其余3 a为平水年。2005～2012年化学耗氧量（CODCr）的年度平均浓度范围为52～1469 mg/L,氨-氮（NH4 N）为0051～0358 mg/L,总磷（TP）为0069～0255 mg/L,活性磷酸盐（PO4 P）为0044～0098 mg/L,石油类（Oil）为2367～7939 μg/L,铜（Cu）为171～277 μg/L,镉（Cd）为0057～0116 μg/L,砷（As）为234～294 μg/L。引入计算Spearman秩相关系数的方法分析评价指标与时间序列间的相关性,并检验相关系数的显著性意义。评价结果显示,长江入海径流量呈现上升的趋势,但趋势不显著。年平均浓度呈上升趋势的污染因子水质要素从强到弱到小依次为TP、PO4 P、NH4 N、Oil和CODCr,TP上升趋势显著,呈下降趋势的水质要素从强到弱依次为Cu、As和Cd,Cu下降趋势显著;长江入海口的水质综合标准指数呈显著上升趋势,监测断面水质等级持续下降,污染状况持续恶化;长江污染物入海通量总体呈显著增加趋势,特别是氮的输出通量有较大增加。研究表明,长江入海口水质恶化速度加剧,应引起政府和社会的足够重视,保护长江水质刻不容缓