鄱阳湖流域综合管理的实践与探索

由于人口过速增长和不合理的传统发展模式等种种原因,江西历史上也出现过山区毁林种粮、湖区盲目围垦和酷渔滥捕等短期行为,造成了水土流失严重,旱涝灾害频繁,生态环境恶化,资源利用效率低,经济发展缓慢等区域性的环境与发展不协调问题,对江西的社会经济发展构成了日益严重的威胁.始于20世纪80年代初的江西省山江湖工程,应用流域综合管理理念和生态经济理论,以流域为单元,按照流域水土等自然资源的发育与退化规律,流域的物质循环、能量流动、信息传递和价值增殖规律,系统考虑流域内人口、资源与环境间的相互关系,在全面规划的基础上,合理安排农、林、牧副各业用地和组织布局生产力,因地制宜地布设综合治理措施,对水土及其他自然资源进行保护、改良与合理利用,寻求恢复和保持鄱阳湖流域生态系统良性循环,为实现流域内经济、社会与环境协调发展而进行的_次探索与实践.本文总结了江西省山江湖工程过去近二十年来在鄱阳湖流域综合管理方面所取得的成功经验和方法,以供其他类似地区参考和借鉴.     

蚌湖与鄱阳湖水量交换关系的分析

根据蚌湖和鄱阳湖修水站的水位同步观测资料,结合湖区地形,分析蚌湖与鄱阳湖的水量交换关系,并利用三峡工程对鄱阳湖修水,星子,都昌站水位影响的预测结果,讨论三峡工程对蚌湖水情的影响。     

鄱阳湖水质现状及变化趋势

根据鄱阳湖1990年监测资料,对水质污染现状进行分析,同时利用1981—1990年资料,分析了水质变化趋势。分析表明:湖体、河口水质均属较清洁水或尚清洁水。但是,随着入湖污染负荷量的增加,湖区水体污染呈上升趋势,宜引起有关部门高度重视。     

1960—2019年鄱阳湖五河流域陆地水储量变化及其对主湖区水量的影响

流域内地表水、土壤水和地下水等水储量组分相互作用和影响,共同构成了陆地水储量(TWS)的动态变化格局.本文以GRACE卫星数据为基准,利用GLDAS数据解析1960-2019年鄱阳湖\"五河\"流域TWS的时空变化特征及各组分对其变化的贡献,采用相关分析方法分析TWS对降水的滞后响应关系,并进一步采用多元线性回归分析方法探究了\"五河\"流域TWS及各组分对鄱阳湖主湖区水量的影响.结果表明:\"五河\"流域年TWS在1960-2011年(P1)以-0.07 mm/a的下降,而在2012-2019年(P2)以3.37 mm/a的速率上升.相较于P1阶段,P2阶段春、夏季TWS盈余增强,秋、冬季TWS亏损减弱.春、夏季流域西部TWS变化逐渐由地表水转变为地下水储量主导,流域东部TWS变化主要由地下水储量主导;秋、冬季流域TWS变化主要为地下水储量主导,且地表水对TWS变化的贡献减弱.流域TWS对降水变化的响应滞时呈现夏、秋季短(1个月)而冬、春季长(3～6个月)的季节模式.地下水储量和土壤水对TWS变化的贡献增加会延长TWS对降水的响应滞时,而地表水对响应滞时起相反的作用.\"五河\"流域TWS与鄱阳湖主湖区水量具有显著的正相关性,地表水和地下水储量增加对湖区水体的增长具有正向作用,而土壤水增加对湖区水体的增长具有反向作用.本研究解析了近六十年鄱阳湖\"五河\"流域陆地水储量的变化及其对主湖区水量的影响,可为流域水安全管理提供参考.     

太湖北岸湖滨带观测场水生植物群落特征及其影响因素分析

研究了鄱阳湖流域在1955-2002年间的径流系数的变化,重点分析了它与水循环的两个基本要素:降水量和蒸发量的关系,同时对其原因进行了初步的探讨.经分析,在鄱阳湖流域中,径流系数较大的是饶河流域和信江流域,较小的是抚河流域;在年内变化上,4-6月为五河流域径流系数比较大的月份,这与鄱阳湖流域降水集中期相对应.在空间上,4-6月仍然以饶河流域和信江流域相对较大,而抚河流域较小,特别是8月份的径流系数远小于其他四河;年代际变化上,1990s径流系数增加较为显著.尽管鄱阳湖流域的径流系数除了受气候因子的影响外,还受到水土流失和地形等因素的影响,但是降水量的增加,特别是暴雨频率的增加仍然是其主要影响因素,蒸发量的减小对径流系数的增加也有一定程度的影响.径流系数与气温并无明显的线性相关关系.     

“堑秋湖”围堤改变鄱阳湖洲滩湿地土壤碳循环过程

水文节律是影响湖泊湿地土壤碳循环的重要因素.\"堑秋湖\"是鄱阳湖传统的渔业生产方式,对鄱阳湖碟形湖水文节律具有显著影响.因此,本文研究了\"堑秋湖\"对鄱阳湖洲滩土壤碳循环的影响.结果表明,\"堑秋湖\"围堤内外洲滩土壤总有机碳含量无显著差异,但围堤内土壤轻组有机碳含量比围堤外低35.03%.围堤内土壤有机碳(SOC)矿化速率明显高于围堤外.围堤内SOC矿化的平均Q10为2.72,比围堤外低4.83%,但两者SOC矿化的水分敏感性没有显著差异.围堤内外SOC矿化速率分别与土壤可溶性有机碳和土壤轻组氮含量相关关系最为显著.综上所述,\"堑秋湖\"围堤已经改变了鄱阳湖洲滩的土壤碳循环过程.模拟湖泊湿地土壤碳循环时需要充分考虑当地渔业生产的影响.     

鄱阳湖水华蓝藻的一个新记录种——旋折平裂藻(Merismopedia convoluta Breb. Kützing)

2011年8月对鄱阳湖进行全湖大采样中发现了一种鲜见报道的水华蓝藻种类——旋折平裂藻(Merismopedia convolute Breb.Kützing).本文对该种的主要形态特征进行描述,并介绍它在鄱阳湖内的分布区域和生境.     

鄱阳湖区水资源综合开发与治理

以鄱阳湖区自然条件为基础,分析了湖区水资源开发利用现状,水体污染现状以及水旱灾害,并对湖区２０００年与２０１０年的需水量及水质污染进行了预测,最后,对整个湖区水资源的综合开发治理作了较全面的规划。     

鄱阳湖典型洲滩湿地土壤含水量和地下水位年内变化特征

湿地植被空间分布受多个水分因子共同影响,为了探求鄱阳湖典型洲滩湿地不同植被类型下地下水、土壤水的变化特征,本文选择鄱阳湖吴城湿地保护区内一个长约1.2 km的典型洲滩湿地为实验区,建立了气象-土壤-水文联合观测系统.对观测的气象、水文要素进行分析发现:(1)洲滩湿地地下水位年内呈单峰变化,季节性差异显著,最大埋深可达10 m,出现在1月份,丰水期8月份地下水位最高时可出露地表,且地下水位与湖泊水位变化具有高度一致性;(2)由远湖区高地至近湖区低地,不同植被带中地下水平均埋深变化为藜蒿带(4.76 m)芦苇带(2.87 m)灰化薹草带(1.61 m).地下水埋深小于50 cm的持续时间分别为:藜蒿带27 d、芦苇带112 d、灰化薹草带170 d;(3)土壤平均含水量沿不同植被带梯度变化为:藜蒿带最小(15.9%),芦苇样带(40.7%)和灰化薹草样带(43.7%)较大.土壤含水量年内变幅为:藜蒿带最大(2.5%~55.2%),芦苇带和灰化薹草带相对较小,分别为22.1%~48.1%和28.4%~54.1%;(4)不同植被带土壤含水量季节变化规律不同,藜蒿带土壤含水量年内呈单峰型,仅夏季土壤含水量较高,其余季节均在10%左右,而芦苇带和灰化薹草样带春、夏、秋季均维持较高含水量(42%以上),仅冬季水分含量较低.     

1950s以来鄱阳湖流域降水变化趋势及其持续性特征

以鄱阳湖流域1950s至2005年10个台站的日降水量为基础,采用距平分析、Mann-Kendall非参数检验对鄱阳湖流域1950s以来的年、季降水特征和变化趋势进行分析,并以此为基础,结合Hurat指数,从3年、5年、10年三个时间尺度上分析该流域未来降水的变化趋势.结果表明,鄱阳湖流域年内降水分配不均,年际变化较为...     

鄱阳湖国家级自然保护区食块茎鸟类种群数量与水位的关系

以4种食块茎鸟类———白鹤(Grus leucogeranus)、白枕鹤(Grus vipio)、鸿雁(Anser cygnoides)、小天鹅(Cygnus columbianus)为研究对象,分析越冬候鸟种群数量与鄱阳湖保护区内湖泊水位变化的关系.2003 2007年越冬季节,采用直接计数法调查鸟类的种群数量,通过非参数回归分析鸟类种群数量与水位之间的关系.结果表明,虽然4种食块茎鸟类的种群数量最高值分布在不同水位,但峰值水位差异较小,且种群数量与水位关系的总体趋势呈现一致性.随着保护区内湖泊水位的下降,鸟类种群数量呈现先增长后减少的倒V字形趋势.在水位由16.0 m降至14.8 m(吴淞高程)的过程中,鸟类种群数量随着湖泊水位下降逐步增加达到最高峰;在水位由14.8 m降至13.5 m的过程中,鸟类种群数量随着水位下降而减少.当鄱阳湖水位处于14.5~15.5 m之间时,食块茎鸟类的种群数量较高,其种群数量最高点出现在水位14.8 m左右.2003 2005年3个年度鸟类种群数量与水位的关系相似,呈现出先增多后减少的单峰趋势,峰值水位均位于14.75~14.90 m之间,2006和2007年平均水位升高,鸟类种群数量分布的峰值水位也高于前3年,峰值水位出现在15.25 m附近.由于受到良好保护,大湖池和沙湖鸟类种群数量与水位的关系稳定,而梅西湖未呈现出有规律的变化趋势.研究表明在本研究区域中,水位在14.5~15.5 m之间4种食块茎鸟类的种群数量较高,该研究结果对鄱阳湖国家级自然保护区水位管控具有指导意义.     

鄱阳湖流域大型湖库水生生态环境变化及驱动力分析——以柘林湖为例

鄱阳湖流域内湖库资源众多,柘林湖作为鄱阳湖最大的入湖湖库,是鄱阳湖流域内最大的调节湖库,对鄱阳湖入湖径流有一定的影响,在鄱阳湖的入湖流量中占重要地位.本文以鄱阳湖流域内纳入水质良好湖泊的柘林湖为例,通过对柘林湖的形成及湖泊水系生态环境演变进行探讨,分析近30年来该湖水生生态环境的变化及其关键驱动力因子.综合研究表明:柘林湖水生生物多样性有下降趋势,水质有先变差后改善的趋势,其变化的驱动力主要是流域内人口数量增加、城镇化工业化进程加快、入湖污染负荷逐年增长、滨湖区生态安全屏障受人为破坏以及资源开发不合理等.只有处理好\"人湖\"和谐、\"三次飞跃\"和\"四大转变\",并采取科学合理的措施进行集成研究和综合治理,才能行之有效地改善柘林湖水生生态环境,并发挥其应有的生态效应,从而保障鄱阳湖入湖\"一湖清水\".     

鄱阳湖流域水文极值演变特征、成因与影响

选用11种概率分布函数,系统分析了鄱阳湖流域\"五河\"的6个水文站年最大径流量与连续3d、7d最大平均日流量,函数参数以及拟合优度分别由线性矩法与柯尔莫哥洛夫-斯米尔诺夫方法检验,选出最适合该区流量极值分布函数.在此基础上,对引起该流域水文极值变化的原因及其影响作了有益的探讨.结果表明:(1)韦克比分布是用于研究都阳湖流...     

鄱阳湖湿地典型中生植物水分利用来源的同位素示踪

水分是维持植物生长、决定种群分布的关键因子,研究植物水分利用来源是揭示水文过程与植被演替作用机制的基础,作为中国最大的淡水湖泊系统,鄱阳湖水文情势的显著改变已直接影响到湿地生态系统的水分补给来源.本文通过测定降水、土壤水、地下水、湖水和植物茎水中δ¹⁸O、δD同位素组成,识别鄱阳湖湿地典型中生植被——茵陈蒿（Artemisia capillaris）群落的土壤水分补给来源,并应用直接对比法和IsoSource多源混合模型估算优势种茵陈蒿的主要吸水区间及水源利用比例.结果发现：（1）与降水同位素相比,湖水和湿地土壤水同位素较为富集,地下水同位素较少发生分馏;（2）湿地地下水主要受历史长期降水和湖水共同补给,土壤水在雨季4—6月和秋季9—10月主要受降水补给,夏季7—8月深层土壤水受湖水侧向入渗和地下水的共同补给,并在蒸发作用下水分向浅层土壤传输;（3）茵陈蒿主要利用0~80 cm深度的土壤水,且能够在不同土层水源间灵活转换.当土壤含水量较高时（4—5月）,主要利用0~40 cm浅层土壤水,利用率约49%~68%;当浅层土壤含水量较低时（6—8月）,主要利用40~80 cm深层土壤水,利用率高达74%~95%;当植物进入生长后期（9—10月）,主要利用0~15 cm表层土壤水,利用率介于41%~70%.总体发现,湖水是鄱阳湖湿地中生植物群落土壤水分的重要补给来源,优势种茵陈蒿能够响应土壤含水量的变化改变吸水深度,具有较强的干旱适应能力.研究结果可为鄱阳湖湿地植被生态系统演变和科学保护提供理论参考.     

鄱阳湖拟建水利枢纽工程对洪泛区地下水动力的影响及其生态意义

洪泛湿地是位于水生系统和陆生系统之间的过渡带,在河流和陆地之间的水文生态方面起着纽带作用,受气候变化和人类活动的叠加影响,其水文过程改变很大程度上影响了湿地生态系统循环、结构和功能的稳定。本文以鄱阳湖洪泛区湿地为研究区,应用湖泊水动力和洪泛区地下水数值模型,评估鄱阳湖拟建水利枢纽工程对洪泛区地下水系统的影响。模拟结果表明,拟建水利枢纽工程将会遵循调度方案使得湖泊水位明显提高,但同时导致洪泛区地下水位的整体抬升,且东部主湖区附近的地下水位受到的影响（约1～3 m）要明显强于洪泛区其它区域（约小于1 m）。地下水位的变化同时导致不同典型时期洪泛区地下水流速的减小及地下水流向的改变,表现为枢纽建设后地下水流向的逆转和流速基本小于0.1 m/d。鄱阳湖涨水-丰水期总体为湖水补给洪泛区地下水模式,枯水-退水期主要为地下水补给湖水模式,但水利枢纽可能导致洪泛区地下水系统水均衡状态发生转变,影响了地下水系统的补给和排泄状态,最终形成了长期稳定的湖泊补给地下水的作用模式。从地下水-生态系统响应变化的角度分析,拟建水利枢纽建设引起的地下水位上升,可能会给湿地生物地球化学元素的迁移转化、植被群落的演变与退...     

鄱阳湖浮游植物功能群的长期变化特征(2009-2016年)

鄱阳湖是中国最大的淡水湖,每年都有剧烈的季节性水位变化.为了解鄱阳湖浮游植物功能群特征及其与环境因子的关系,2009-2016年每季度在鄱阳湖15个采样点采集水样,分析鄱阳湖的水质和浮游植物群落结构,并对浮游植物进行功能群划分.研究结果表明,鄱阳湖共检出浮游植物8门106属.2009-2016年平均生物量分别为0.044、0.252、0.335、6.379、3.945、2.912、3.562和1.550 mg/L.硅藻门为鄱阳湖浮游植物的优势门类.鄱阳湖浮游植物可划分为27个功能群,其中15个功能群（C、D、G、H1、J、Lo、M、MP、N、P、S1、Tc、Wo、W1和Y）为优势功能群.2009-2011年,功能群P、Y、MP、D为优势类群,2012-2016年,功能群P、Y、MP、H1、Lo为优势类群.鄱阳湖浮游植物优势功能群不同水文阶段的演替规律为：枯水期P、MP、Y、Lo、D,涨水期P、Y、D、MP、H1,丰水期P、Y、D、MP、Lo、H1,退水期P、Y、MP、G.RDA分析结果显示,水位变化、水温、透明度、电导率、悬浮物浓度和亚硝态氮浓度是影响鄱阳湖浮游植物功能群的主要环境因子.     

湖泊生态水位计算新方法与应用

水位是湖泊水文情势的主要特征指标,对湖泊的水量、水质和生物的栖息地等有直接或间接的影响,被认为是湖泊生态系统健康的关键影响因素.如何确定合理的湖泊水位以保证生态系统健康成为湖泊科学研究的重要科学问题.根据湖泊天然水位情势,从天然水文变化中识别多项反映完整水位过程的指标,构建了湖泊生态水位的计算方法.从湖泊天然水位情势中提取出高、低水位的历时、发生时间和变化率等水位指数来表征其生态水位.该方法弥补了传统湖泊生态水位计算方法仅给出最小生态水位的不足,体现了湖泊生态系统健康对水位过程的要求.基于提出的生态水位计算方法和鄱阳湖都昌水位站1952-2000年共49年的日均监测数据,计算了鄱阳湖的生态水位目标值区间,以期为鄱阳湖水利工程生态调度提供决策依据.     

1960-2012年鄱阳湖流域旱涝急转事件时空演变特征

基于鄱阳湖流域五河7个主要入湖控制站1960-2012年的实测径流资料,通过短周期旱涝急转指数,结合TFPWMK趋势检验法及集合经验模态分解法,分析了鄱阳湖流域旱涝急转事件的时空分布、演变趋势、强度及周期变化等,并探讨了旱涝急转指数的不确定性及旱涝急转事件的成因.结果表明:鄱阳湖流域旱涝急转事件主要分布在3-10月,其中3-6月主要表现为\"旱转涝\",7-10月主要表现为\"涝转旱\",且不同年代间存在一定的时空差异;五河以轻度旱涝急转事件为主,重度旱涝急转事件发生频率较低,主要发生在抚河、信江和饶河流域,且多以\"涝转旱\"事件为主;在年代际上,鄱阳湖流域旱涝急转事件在1990s发生的频率最高,在2000s最低.同时,除饶河外,鄱阳湖流域年最强\"涝转旱\"事件的发生强度呈减弱趋势,而年最强\"旱转涝\"事件的发生强度在赣江和修水北支有减弱趋势,在饶河和修水南支有增强趋势.五河旱涝急转的变化存在2个特征时间尺度,分别为1a和21～35a,而年最强旱涝急转事件的发生强度具有3a左右的周期变化特征.这些变化与流域降水的不均匀性及强烈的人类活动等有关.本研究结果有助于全面系统认识鄱阳湖流域在全球变暖背景下极...