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2026,38(3):875-884, DOI: 10.18307/2026.0300
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湖泊浮游植物异常增殖引发的水华，是全球湖泊生态环境面临的共同挑战。我国目前主要依据《地表水环境质量标准》，以总氮、总磷浓度控制为核心的防控措施在实践中常陷入“高投入、低效益”的治理困境，难以在有限资源下实现高效控制。限制因子理论为摆脱该困境提供了科学基础，其核心在于识别藻类生长的关键因子，从而提升治理措施的精准性与效能。本文基于利比希最小因子定律（影响藻类最终产量）与布兰克曼速率限制理论（调控藻类生长速率），阐述了湖泊藻类生长的多重限制机制及其耦合关系，涵盖氮、磷、光照、温度、水动力及食物网调控等；评述了经验阈值法、经验模型法与实验法3类识别方法的适用场景与局限，并进一步论述了光、热等非可控因子对营养盐控藻成效的潜在影响。在此基础上，提出了未来精准治理的3大方向：（1）明晰外源营养盐控制策略（控什么）；（2）构建藻类氮磷同化效率的“气候潜力上限实际表现”评估框架（控多少）；（3）揭示禁渔背景下营养级再分配机制（如何扩充生态容量）。本研究旨在衔接经典限制因子理论与我国湖泊治理的现实需求，阐明如何从现有技术体系中遴选出最具成本效益的管控手段，以期为我国湖泊水华的精准防控提供有益思考。
湖泊浮游植物异常增殖引发的水华，是全球湖泊生态环境面临的共同挑战。我国目前主要依据《地表水环境质量标准》，以总氮、总磷浓度控制为核心的防控措施在实践中常陷入“高投入、低效益”的治理困境，难以在有限资源下实现高效控制。限制因子理论为摆脱该困境提供了科学基础，其核心在于识别藻类生长的关键因子，从而提升治理措施的精准性与效能。本文基于利比希最小因子定律（影响藻类最终产量）与布兰克曼速率限制理论（调控藻类生长速率），阐述了湖泊藻类生长的多重限制机制及其耦合关系，涵盖氮、磷、光照、温度、水动力及食物网调控等；评述了经验阈值法、经验模型法与实验法3类识别方法的适用场景与局限，并进一步论述了光、热等非可控因子对营养盐控藻成效的潜在影响。在此基础上，提出了未来精准治理的3大方向：（1）明晰外源营养盐控制策略（控什么）；（2）构建藻类氮磷同化效率的“气候潜力上限实际表现”评估框架（控多少）；（3）揭示禁渔背景下营养级再分配机制（如何扩充生态容量）。本研究旨在衔接经典限制因子理论与我国湖泊治理的现实需求，阐明如何从现有技术体系中遴选出最具成本效益的管控手段，以期为我国湖泊水华的精准防控提供有益思考。
2026,38(3):885-902, DOI: 10.18307/2026.0301
摘要：
淡水生态系统损害评估量化的缺失制约了我国环境司法与生态补偿的实施。为此，本研究依据国家生态环境损害鉴定评估标准，并结合环保执法的实际需求，构建了系统性的淡水生态系统损害评价指标体系。该体系涵盖环境质量、生物完整性和生态功能3个维度，划分为1个目标、2个次目标、8个准则和27个指标。本体系以三分法和四分位数计算指标的生态基线；同时，提供了从指标至目标的逐层计算公式，以生态损害指数(EDI)衡量生态系统受损程度，将EDI值1.2、1.5、2.0分别界定为轻度损害、中度损害和严重损害的阈值。以湖北省洪湖和咸宁某河为案例验证了该评价体系。为进一步提升体系的适用性，分析了准则因子的敏感度与评价精度，在确保精度的基础上筛选出优选准则因子(精度为R2＞0.9和RMSE＜0.1)；随后，通过相关性分析剔除了同一准则层中的非核心指标，最终制定出优先评价的1~4级组合清单，分别包括8、7、6、5个准则，涵盖13~21项指标。淡水生态系统损害评价体系的构建与应用不仅推动了我国水生态损害评价理论的发展，也为生态环境保护执法与生态补偿实践提供了有力的理论与方法支持。
淡水生态系统损害评估量化的缺失制约了我国环境司法与生态补偿的实施。为此，本研究依据国家生态环境损害鉴定评估标准，并结合环保执法的实际需求，构建了系统性的淡水生态系统损害评价指标体系。该体系涵盖环境质量、生物完整性和生态功能3个维度，划分为1个目标、2个次目标、8个准则和27个指标。本体系以三分法和四分位数计算指标的生态基线；同时，提供了从指标至目标的逐层计算公式，以生态损害指数(EDI)衡量生态系统受损程度，将EDI值1.2、1.5、2.0分别界定为轻度损害、中度损害和严重损害的阈值。以湖北省洪湖和咸宁某河为案例验证了该评价体系。为进一步提升体系的适用性，分析了准则因子的敏感度与评价精度，在确保精度的基础上筛选出优选准则因子(精度为R2＞0.9和RMSE＜0.1)；随后，通过相关性分析剔除了同一准则层中的非核心指标，最终制定出优先评价的1~4级组合清单，分别包括8、7、6、5个准则，涵盖13~21项指标。淡水生态系统损害评价体系的构建与应用不仅推动了我国水生态损害评价理论的发展，也为生态环境保护执法与生态补偿实践提供了有力的理论与方法支持。
2026,38(3):903-918, DOI: 10.18307/2026.0302
摘要：
筑坝建库影响了全球近2/3超过1000 km的大江大河，改变了它们自然流动的状态。我国是世界上水库数量最多的国家，拥有9万余座水库。大坝截流、水利调度、水文气象等多因素共同塑造了水库沉积物这一独特生境，并显著影响其微生物群落的多样性和功能。微生物是水生态系统中物质循环的基本驱动者，对流域生态系统结构、生源物质循环、全球气候变化等方面具有重要的作用。水库不仅会通过改变各种物理、化学、生物因素等影响沉积物微生物群落，还会引发沉积物及微生物群落的时空动态分布差异，而沉积物中的微生物群落也会对环境变化做出响应，并在一定程度上改变环境条件。现有的研究往往仅关注单一变量，虽各自较为完备，但整体缺少系统性，不利于更为深入地理解“微生物水利生态环境”间的交互关系。因此，本文收集并分析了截至2025年5月7日已发表的189篇相关文献，综述了影响水库沉积物微生物群落的物理、化学、生物因素，分类总结了在水库调度下沉积物微生物群落的时空动态演变，并归纳整理了其产生的生态环境效应。结果发现，现有研究大多将水库看作类似湖泊的生境，考虑水力条件变化及生境特征的研究较少；水库沉积物研究多集中于地理分布规律的探索，对环境与微生物群落耦合作用的研究较少，且尚未系统揭示筑坝对沉积物微生物地球化学循环的内在机理。结合当前的研究不足，建议今后加强跨学科领域融合，并在微生物群落的生态环境效应、微生物生态学技术与理论应用、大数据与人工智能模型开发、全球气候变化与温室气体减排等领域深入开展相关工作。
筑坝建库影响了全球近2/3超过1000 km的大江大河，改变了它们自然流动的状态。我国是世界上水库数量最多的国家，拥有9万余座水库。大坝截流、水利调度、水文气象等多因素共同塑造了水库沉积物这一独特生境，并显著影响其微生物群落的多样性和功能。微生物是水生态系统中物质循环的基本驱动者，对流域生态系统结构、生源物质循环、全球气候变化等方面具有重要的作用。水库不仅会通过改变各种物理、化学、生物因素等影响沉积物微生物群落，还会引发沉积物及微生物群落的时空动态分布差异，而沉积物中的微生物群落也会对环境变化做出响应，并在一定程度上改变环境条件。现有的研究往往仅关注单一变量，虽各自较为完备，但整体缺少系统性，不利于更为深入地理解“微生物水利生态环境”间的交互关系。因此，本文收集并分析了截至2025年5月7日已发表的189篇相关文献，综述了影响水库沉积物微生物群落的物理、化学、生物因素，分类总结了在水库调度下沉积物微生物群落的时空动态演变，并归纳整理了其产生的生态环境效应。结果发现，现有研究大多将水库看作类似湖泊的生境，考虑水力条件变化及生境特征的研究较少；水库沉积物研究多集中于地理分布规律的探索，对环境与微生物群落耦合作用的研究较少，且尚未系统揭示筑坝对沉积物微生物地球化学循环的内在机理。结合当前的研究不足，建议今后加强跨学科领域融合，并在微生物群落的生态环境效应、微生物生态学技术与理论应用、大数据与人工智能模型开发、全球气候变化与温室气体减排等领域深入开展相关工作。
2026,38(3):919-930, DOI: 10.18307/2026.0311
摘要：
2022年呼伦湖频繁暴发蓝藻水华，几乎覆盖了整个湖面，破坏水域景观并严重威胁湖泊生态系统健康与安全。为揭示寒旱区呼伦湖大面积暴发蓝藻的驱动机制，于2022年春季、夏季和秋季共选取13个采样点采集表层、中层和底层水样，开展了蓝藻种类、丰度、生物量和水质指标的调查与研究。结果表明，共鉴定出蓝藻22种，优势类群10种，其中微囊藻(Microcystis spp.)为整个调查期间的优势类群。不同时期和不同深度水体中蓝藻的丰度和生物量均存在显著差异，夏季蓝藻丰度(2.58×109 cells/L)和生物量(3.30×102 mg/L)较春秋两季高1~2个数量级；春季蓝藻丰度和生物量均为湖泊底层最高，夏季和秋季均为湖泊表层最高。相关性分析和冗余分析结果表明，蓝藻的影响因子存在季节差异，水温、氮磷浓度、溶解氧和pH是驱动蓝藻水华暴发的关键环境因子。因此，适度控制营养盐浓度、实施氮磷双控及提升蓝藻水华预测预警与应急处置能力是有效降低蓝藻水华风险的根本途径，对未来寒旱区富营养化湖泊蓝藻水华防控具有重要意义。
2022年呼伦湖频繁暴发蓝藻水华，几乎覆盖了整个湖面，破坏水域景观并严重威胁湖泊生态系统健康与安全。为揭示寒旱区呼伦湖大面积暴发蓝藻的驱动机制，于2022年春季、夏季和秋季共选取13个采样点采集表层、中层和底层水样，开展了蓝藻种类、丰度、生物量和水质指标的调查与研究。结果表明，共鉴定出蓝藻22种，优势类群10种，其中微囊藻(Microcystis spp.)为整个调查期间的优势类群。不同时期和不同深度水体中蓝藻的丰度和生物量均存在显著差异，夏季蓝藻丰度(2.58×109 cells/L)和生物量(3.30×102 mg/L)较春秋两季高1~2个数量级；春季蓝藻丰度和生物量均为湖泊底层最高，夏季和秋季均为湖泊表层最高。相关性分析和冗余分析结果表明，蓝藻的影响因子存在季节差异，水温、氮磷浓度、溶解氧和pH是驱动蓝藻水华暴发的关键环境因子。因此，适度控制营养盐浓度、实施氮磷双控及提升蓝藻水华预测预警与应急处置能力是有效降低蓝藻水华风险的根本途径，对未来寒旱区富营养化湖泊蓝藻水华防控具有重要意义。
2026,38(3):931-942, DOI: 10.18307/2026.0312
摘要：
丹江口水库是南水北调中线工程的重要水源地及国家一级水源保护区，自2014年通水以来，库区水质整体保持在Ⅱ类及以上，具备重要的生态功能和水资源保障作用。水位变化作为水库运行的关键参数，直接影响水体的环境特征，进而间接作用于浮游植物的生长、分布及多样性。为探究丹江口水库丹库区水位波动引发的生境变化对浮游植物功能群的影响，本研究选取高水位时期（2023年10-12月）与低水位时期（2024年4-6月）进行调查采样，分析浮游植物功能群结构组成与环境因子对浮游植物功能群的影响。结果表明，丹江口水库丹库区在不同时空共鉴定出浮游植物7门75属128种，主要由绿藻门（37.33%）、硅藻门（36.00%）、蓝藻门（14.67%）组成，不同时空条件下浮游植物功能群组成存在显著差异。共划分26个浮游植物功能群，包括适应混合水层环境的功能群N、P，适应静水环境的功能群Y、T，以及具有普适性的功能群M、Lo。高水位时期，库区的优势功能群为功能群B；而低水位时期，优势功能群为功能群MP、P和Lo。支流高水位时期优势功能群为功能群M、Lo和S1；低水位时期优势功能群为功能群TC和B。冗余分析结果表明，pH、浊度、硝态氮、正磷酸盐是影响浮游植物优势功能群的主要环境因子。基于Q指数的水质评价结果显示，库区水质总体处于“良好”状态；而支流区水质处于“差良好”状态。研究表明，丹江口水库丹库区水质总体稳定，但支流在高水位时期，营养盐污染对浮游植物群落造成显著干扰，提示水库管理需重点关注高水位时期外源输入对生态系统的潜在影响。
丹江口水库是南水北调中线工程的重要水源地及国家一级水源保护区，自2014年通水以来，库区水质整体保持在Ⅱ类及以上，具备重要的生态功能和水资源保障作用。水位变化作为水库运行的关键参数，直接影响水体的环境特征，进而间接作用于浮游植物的生长、分布及多样性。为探究丹江口水库丹库区水位波动引发的生境变化对浮游植物功能群的影响，本研究选取高水位时期（2023年10-12月）与低水位时期（2024年4-6月）进行调查采样，分析浮游植物功能群结构组成与环境因子对浮游植物功能群的影响。结果表明，丹江口水库丹库区在不同时空共鉴定出浮游植物7门75属128种，主要由绿藻门（37.33%）、硅藻门（36.00%）、蓝藻门（14.67%）组成，不同时空条件下浮游植物功能群组成存在显著差异。共划分26个浮游植物功能群，包括适应混合水层环境的功能群N、P，适应静水环境的功能群Y、T，以及具有普适性的功能群M、Lo。高水位时期，库区的优势功能群为功能群B；而低水位时期，优势功能群为功能群MP、P和Lo。支流高水位时期优势功能群为功能群M、Lo和S1；低水位时期优势功能群为功能群TC和B。冗余分析结果表明，pH、浊度、硝态氮、正磷酸盐是影响浮游植物优势功能群的主要环境因子。基于Q指数的水质评价结果显示，库区水质总体处于“良好”状态；而支流区水质处于“差良好”状态。研究表明，丹江口水库丹库区水质总体稳定，但支流在高水位时期，营养盐污染对浮游植物群落造成显著干扰，提示水库管理需重点关注高水位时期外源输入对生态系统的潜在影响。
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优先出版日期: 2026-06-16
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大型水利枢纽下游卵石夹沙河床持续粗化，引起床沙级配、河道阻力、河相关系等显著变化，粗化层级配预测是泥沙运动力学领域一个基础且关键的问题。对比分析了尹学良方法、Gessler方法、许全喜方法、韩其为方法等四种代表性河床粗化计算方法在不同河床质类型和水流条件下的适用性，系统评估了传统方法的计算精度。代表性方法应用于丹江口水库、三峡水库下游天然河道及室内水槽试验时，尹学良方法预测的粗化层级配结果呈现过度粗化现象，其原因可能在于该方法假设处于临界起动粒径与最大隐蔽粒径之间粒径组的累计占比取为定值。Gessler方法的计算结果整体上细于实测粗化层级配，应用于天然河流时，均方根误差RMSE值和平均绝对误差MAE值分别为16.2%和13.0%，应用于水槽试验时分别为13.9%和6.4%，与该方法未充分考虑床面泥沙颗粒间的隐蔽—暴露作用、近床水流紊动、“水流冲刷—河床粗化”互馈机制等因素有关。许全喜方法计算得到的粗化层级配整体上较实测值粗，受床沙粗化稳定条件设置及活动层厚度取值影响较大。韩其为方法计算得到的粗化层级配与实际级配较为接近，应用于天然河流时，RMSE值和MAE值分别为6.6%和4.1%，应用于水槽试验时分别为5.5%和3.4%，而细颗粒组分占比普遍高于实测值，原因在于缺乏细颗粒填充量化方法。基于Markov泥沙转移概率矩阵和改进的活动层泥沙质量守恒方程，提出了考虑“悬移质—推移质—床沙”交换机制及床沙活动层厚度动态调整的卵石夹沙河床粗化计算方法。新方法在天然河流和水槽试验中的计算精度相较于传统方法显著提高，应用于天然河流时，RMSE值和MAE值分别为4.9%和3.3%，应用于水槽试验时分别为5.5%和2.5%，且河床冲刷深度的预测值与实测值吻合，能有效体现“水流冲刷—河床粗化”的互馈机制。
大型水利枢纽下游卵石夹沙河床持续粗化，引起床沙级配、河道阻力、河相关系等显著变化，粗化层级配预测是泥沙运动力学领域一个基础且关键的问题。对比分析了尹学良方法、Gessler方法、许全喜方法、韩其为方法等四种代表性河床粗化计算方法在不同河床质类型和水流条件下的适用性，系统评估了传统方法的计算精度。代表性方法应用于丹江口水库、三峡水库下游天然河道及室内水槽试验时，尹学良方法预测的粗化层级配结果呈现过度粗化现象，其原因可能在于该方法假设处于临界起动粒径与最大隐蔽粒径之间粒径组的累计占比取为定值。Gessler方法的计算结果整体上细于实测粗化层级配，应用于天然河流时，均方根误差RMSE值和平均绝对误差MAE值分别为16.2%和13.0%，应用于水槽试验时分别为13.9%和6.4%，与该方法未充分考虑床面泥沙颗粒间的隐蔽—暴露作用、近床水流紊动、“水流冲刷—河床粗化”互馈机制等因素有关。许全喜方法计算得到的粗化层级配整体上较实测值粗，受床沙粗化稳定条件设置及活动层厚度取值影响较大。韩其为方法计算得到的粗化层级配与实际级配较为接近，应用于天然河流时，RMSE值和MAE值分别为6.6%和4.1%，应用于水槽试验时分别为5.5%和3.4%，而细颗粒组分占比普遍高于实测值，原因在于缺乏细颗粒填充量化方法。基于Markov泥沙转移概率矩阵和改进的活动层泥沙质量守恒方程，提出了考虑“悬移质—推移质—床沙”交换机制及床沙活动层厚度动态调整的卵石夹沙河床粗化计算方法。新方法在天然河流和水槽试验中的计算精度相较于传统方法显著提高，应用于天然河流时，RMSE值和MAE值分别为4.9%和3.3%，应用于水槽试验时分别为5.5%和2.5%，且河床冲刷深度的预测值与实测值吻合，能有效体现“水流冲刷—河床粗化”的互馈机制。
优先出版日期: 2026-06-15
摘要：
为明晰宁夏南部干旱半干旱区水库不同生境细菌群落的时空演替特征及其环境驱动机制，本研究选取固原市8座典型水库，于2025年4月、7月和10月分3次采集水体与沉积物样品，综合运用16S rRNA基因高通量测技术，结合营养状态指数（TLI）评价、Mantel检验和冗余分析，探究细菌群落的结构组成、季节动态及其与环境因子的关系。结果表明：TLI评价显示8座水库构建了从中营养（S6）到重度富营养（S1）的完整环境梯度，变形菌门（Proteobacteria）在水体（31.68%~36.49%）和沉积物（38.16%~43.48%）中均为第一大优势菌门。7月水体群落受高温与强光照驱动蓝藻门（Cyanobacteriota）及其下属聚球藻目（Synechococcales）爆发式富集，导致群落结构单一化及α多样性下降；相比之下，沉积物生境更加稳定，富集了酸杆菌门（Acidobacteriota）和绿弯菌门（Chloroflexi）等底泥特有类群，α多样性呈逐季增加趋势。环境驱动机制存在明显的生境特异性。水体细菌群落受总氮（TN）、总磷（TP）、高锰酸盐（CODMn）及硝态氮（NO3-N）的影响显著（P<0.01），且夏季高温与pH是重塑群落结构的关键物理因子；沉积物群落的演替则主要受铵态氮（NH4+-N）、总磷（TP）及盐度（SAL）调控。本研究系统揭示了干旱半干旱区水库不同生境微生物群落结构的季节性差异及其影响因素，为区域水环境管理提供了科学依据。
为明晰宁夏南部干旱半干旱区水库不同生境细菌群落的时空演替特征及其环境驱动机制，本研究选取固原市8座典型水库，于2025年4月、7月和10月分3次采集水体与沉积物样品，综合运用16S rRNA基因高通量测技术，结合营养状态指数（TLI）评价、Mantel检验和冗余分析，探究细菌群落的结构组成、季节动态及其与环境因子的关系。结果表明：TLI评价显示8座水库构建了从中营养（S6）到重度富营养（S1）的完整环境梯度，变形菌门（Proteobacteria）在水体（31.68%~36.49%）和沉积物（38.16%~43.48%）中均为第一大优势菌门。7月水体群落受高温与强光照驱动蓝藻门（Cyanobacteriota）及其下属聚球藻目（Synechococcales）爆发式富集，导致群落结构单一化及α多样性下降；相比之下，沉积物生境更加稳定，富集了酸杆菌门（Acidobacteriota）和绿弯菌门（Chloroflexi）等底泥特有类群，α多样性呈逐季增加趋势。环境驱动机制存在明显的生境特异性。水体细菌群落受总氮（TN）、总磷（TP）、高锰酸盐（CODMn）及硝态氮（NO3-N）的影响显著（P<0.01），且夏季高温与pH是重塑群落结构的关键物理因子；沉积物群落的演替则主要受铵态氮（NH4+-N）、总磷（TP）及盐度（SAL）调控。本研究系统揭示了干旱半干旱区水库不同生境微生物群落结构的季节性差异及其影响因素，为区域水环境管理提供了科学依据。
优先出版日期: 2026-06-12
摘要：
浅水湖泊总磷（TP）浓度的动态变化受多种环境因子共同驱动，复杂成因与湖泊物化属性密切相关。本研究基于2021-2024年巢湖流域国家水质、水文、气象监测站的高频数据，综合运用主成分分析（PCA）与时滞相关性分析等方法，明确了巢湖水体总磷浓度变化规律与主要驱动因子，确定了总磷超标或突变的环境因子风险阈值等级。研究结果表明，水温（WT）、溶解氧（DO）与藻密度（AD）是巢湖水体TP浓度波动的主导环境因子，三因子对TP浓度变化的累计贡献率超过50%，风速（WD）则是重要的气象因子。基于此，本文识别出具有明显时滞效应的巢湖总磷级联驱动过程，即夏季WT上升4d后，藻类生物量随之增加，并伴随DO显著下降；DO降低可在24h内迅速引起水体TP浓度升高，表明沉积物-水微界面磷释放的快速响应；AD对TP浓度的峰值贡献则滞后3d，源于藻类衰亡分解的磷直接释放与DO间接影响。综合以上结果，本文提出了针对巢湖湖区不同TP浓度区间（（0.05，0.075]、（0.075，0.1]、＞0.1 mg/L）所对应的DO（7.69、7.08、6.72 mg/L）与AD（9.80、15.64、21.14×106 cells/L）风险阈值等级。该研究结果为巢湖总磷风险预警和精准化管控提供了重要的时序决策依据。
浅水湖泊总磷（TP）浓度的动态变化受多种环境因子共同驱动，复杂成因与湖泊物化属性密切相关。本研究基于2021-2024年巢湖流域国家水质、水文、气象监测站的高频数据，综合运用主成分分析（PCA）与时滞相关性分析等方法，明确了巢湖水体总磷浓度变化规律与主要驱动因子，确定了总磷超标或突变的环境因子风险阈值等级。研究结果表明，水温（WT）、溶解氧（DO）与藻密度（AD）是巢湖水体TP浓度波动的主导环境因子，三因子对TP浓度变化的累计贡献率超过50%，风速（WD）则是重要的气象因子。基于此，本文识别出具有明显时滞效应的巢湖总磷级联驱动过程，即夏季WT上升4d后，藻类生物量随之增加，并伴随DO显著下降；DO降低可在24h内迅速引起水体TP浓度升高，表明沉积物-水微界面磷释放的快速响应；AD对TP浓度的峰值贡献则滞后3d，源于藻类衰亡分解的磷直接释放与DO间接影响。综合以上结果，本文提出了针对巢湖湖区不同TP浓度区间（（0.05，0.075]、（0.075，0.1]、＞0.1 mg/L）所对应的DO（7.69、7.08、6.72 mg/L）与AD（9.80、15.64、21.14×106 cells/L）风险阈值等级。该研究结果为巢湖总磷风险预警和精准化管控提供了重要的时序决策依据。
优先出版日期: 2026-06-12
摘要：
三峡水库运行后改变了长江中下游水沙过程，引起分汊河道冲淤调整特性与相对平衡汊道分流关系变化，对防洪、航运、河道治理等产生联动影响。针对目前对梯级水库运行改变水沙条件的影响下分汊河道调整模式认识还存在局限的问题，本文根据2003—2023年实测水文和地形资料，以城陵矶至九江河段的十一个典型分汊河道为例，以基于动态分流比的分汊河道类别划分方法为基础，研究了分汊河道类型转化现象并分析其驱动机制。研究表明：①基于动态分流比的汊河类别划分方法在三峡水库不同运行方式下，对长江中下游分汊河道进行分类并识别其类型转化的适应性较好；②三峡水库蓄水后，分汊河道在不同时期存在不同的调整模式，2013年以后城陵矶至九江河段以第Ⅰ类（主汊对应枯水倾向汊河）分汊河道为主，第Ⅱ类（主汊对应洪水倾向汊河）分汊河道中界牌心滩分汊段、陆溪口、嘉鱼、燕子窝河道发生了向第Ⅰ类分汊河道的转化，由“主消支长”转变为“主长支消”；③对于第Ⅱ类分汊河道向第Ⅰ类分汊河道的转化，水沙条件改变是主要原因，而航道整治工程在大部分分汊河道中表现出对类型转化的促进作用，2013年以后20000~30000m3/s流量级出现频率增大、持续时间增长，导致该流量级下主流所在汊道冲刷加剧，部分汊道转化为第Ⅰ类分汊河道，可以预见未来长江中下游分汊河型都将以向第Ⅰ类分汊河型发展，表现为“主长支消”的调整模式为主。
三峡水库运行后改变了长江中下游水沙过程，引起分汊河道冲淤调整特性与相对平衡汊道分流关系变化，对防洪、航运、河道治理等产生联动影响。针对目前对梯级水库运行改变水沙条件的影响下分汊河道调整模式认识还存在局限的问题，本文根据2003—2023年实测水文和地形资料，以城陵矶至九江河段的十一个典型分汊河道为例，以基于动态分流比的分汊河道类别划分方法为基础，研究了分汊河道类型转化现象并分析其驱动机制。研究表明：①基于动态分流比的汊河类别划分方法在三峡水库不同运行方式下，对长江中下游分汊河道进行分类并识别其类型转化的适应性较好；②三峡水库蓄水后，分汊河道在不同时期存在不同的调整模式，2013年以后城陵矶至九江河段以第Ⅰ类（主汊对应枯水倾向汊河）分汊河道为主，第Ⅱ类（主汊对应洪水倾向汊河）分汊河道中界牌心滩分汊段、陆溪口、嘉鱼、燕子窝河道发生了向第Ⅰ类分汊河道的转化，由“主消支长”转变为“主长支消”；③对于第Ⅱ类分汊河道向第Ⅰ类分汊河道的转化，水沙条件改变是主要原因，而航道整治工程在大部分分汊河道中表现出对类型转化的促进作用，2013年以后20000~30000m3/s流量级出现频率增大、持续时间增长，导致该流量级下主流所在汊道冲刷加剧，部分汊道转化为第Ⅰ类分汊河道，可以预见未来长江中下游分汊河型都将以向第Ⅰ类分汊河型发展，表现为“主长支消”的调整模式为主。
优先出版日期: 2026-06-12
摘要：
在河流生态系统中，环境过滤作用能够筛选出对流域土地利用格局变化具有特异性响应特征的水生生物功能性状。为明确不同土地利用空间格局对水生生物功能性状分布的影响机制，本研究于2022–2024年间对赤水河流域30个样点开展系统调查，基于功能性状矩阵和聚类分析共识别出4类底栖动物功能群，以随机森林模型的Gini系数作为判别依据，为每个功能群筛选显著性状。运用多元线性回归分析，探讨50、100、250、500、1000、2000 m缓冲区内各生境因子解释力（R2）的变化规律，以R2最大化为原则，确定各样点半径500 m的圆形缓冲区为最优尺度。最后通过广义加性模型识别出维持各功能聚类群稳定的缓冲区土地利用结构响应区间（林地15.21%–44.89%，耕地＜5.29%，建筑用地1.21%–9.00%，裸地＞32.49%，水域0.64%–10.89%）及关键生境参数范围（水温15–24℃，pH 5.02–8.81，NH3-N 0.31–0.45 mg/L，底质中值粒径36-188 mm）。研究进一步量化了自然用地比例对各功能群适宜度的影响：自然用地每增加10%，刮食者与捕食者适宜度分别提升0.33与0.34单位；滤食者与收集者适宜度亦随自然用地比例升高而显著改善。本研究揭示了土地利用-生境因子-底栖动物功能群三者之间的响应关系及可能机制，为流域生态保护与土地管理提供了量化依据。
在河流生态系统中，环境过滤作用能够筛选出对流域土地利用格局变化具有特异性响应特征的水生生物功能性状。为明确不同土地利用空间格局对水生生物功能性状分布的影响机制，本研究于2022–2024年间对赤水河流域30个样点开展系统调查，基于功能性状矩阵和聚类分析共识别出4类底栖动物功能群，以随机森林模型的Gini系数作为判别依据，为每个功能群筛选显著性状。运用多元线性回归分析，探讨50、100、250、500、1000、2000 m缓冲区内各生境因子解释力（R2）的变化规律，以R2最大化为原则，确定各样点半径500 m的圆形缓冲区为最优尺度。最后通过广义加性模型识别出维持各功能聚类群稳定的缓冲区土地利用结构响应区间（林地15.21%–44.89%，耕地＜5.29%，建筑用地1.21%–9.00%，裸地＞32.49%，水域0.64%–10.89%）及关键生境参数范围（水温15–24℃，pH 5.02–8.81，NH3-N 0.31–0.45 mg/L，底质中值粒径36-188 mm）。研究进一步量化了自然用地比例对各功能群适宜度的影响：自然用地每增加10%，刮食者与捕食者适宜度分别提升0.33与0.34单位；滤食者与收集者适宜度亦随自然用地比例升高而显著改善。本研究揭示了土地利用-生境因子-底栖动物功能群三者之间的响应关系及可能机制，为流域生态保护与土地管理提供了量化依据。
优先出版日期: 2026-06-11
摘要：
江苏省境内湖泊众多，受自然地理背景与社会经济发展区域分异影响，苏南与苏北湖泊的水环境演变及其驱动机制存在差异，然而当前对其认识并不清晰。本研究选取苏北的骆马湖、洪泽湖、白马湖、高邮湖及苏南的滆湖、长荡湖、固城湖等7个典型湖泊为对象，基于2011–2023年长序列逐月监测数据，分析了主要水质指标及综合营养状态指数（TLI）的演变特征，并应用随机森林模型定量辨析水文气象与土地利用等因子的驱动贡献。结果表明：近十余年来，江苏省典型湖泊水质呈现显著的南北分异格局。在营养状态水平上，滆湖与长荡湖富营养化程度最高，处于轻度至中度富营养状态；白马湖、洪泽湖与高邮湖为轻度富营养；骆马湖与固城湖则处于中营养向轻度富营养过渡的临界范围。趋势分析显示，苏南湖泊整体趋于改善，其中滆湖总氮浓度显著下降1.96 mg/L，总磷浓度下降0.087 mg/L，TLI下降9.4；与之相对，苏北湖泊富营养化呈加剧态势，高邮湖、骆马湖和洪泽湖TLI分别上升5.4、7.4和6.6。季节变化上，苏北湖泊汛期营养水平显著高于非汛期，表现出强烈的季节性波动，而苏南湖泊季节差异不显著。苏北湖泊对气象水文波动更为敏感，降雨量增加伴随入湖水量剧增驱动外源负荷输入是主导因素，且高温与频繁风浪扰动加剧了内源释放风险。苏南湖泊水质改善则主要受益于流域污染减排与土地利用结构优化调控，耕地占比缩减及林地与湿地修复有效拦截污染。
江苏省境内湖泊众多，受自然地理背景与社会经济发展区域分异影响，苏南与苏北湖泊的水环境演变及其驱动机制存在差异，然而当前对其认识并不清晰。本研究选取苏北的骆马湖、洪泽湖、白马湖、高邮湖及苏南的滆湖、长荡湖、固城湖等7个典型湖泊为对象，基于2011–2023年长序列逐月监测数据，分析了主要水质指标及综合营养状态指数（TLI）的演变特征，并应用随机森林模型定量辨析水文气象与土地利用等因子的驱动贡献。结果表明：近十余年来，江苏省典型湖泊水质呈现显著的南北分异格局。在营养状态水平上，滆湖与长荡湖富营养化程度最高，处于轻度至中度富营养状态；白马湖、洪泽湖与高邮湖为轻度富营养；骆马湖与固城湖则处于中营养向轻度富营养过渡的临界范围。趋势分析显示，苏南湖泊整体趋于改善，其中滆湖总氮浓度显著下降1.96 mg/L，总磷浓度下降0.087 mg/L，TLI下降9.4；与之相对，苏北湖泊富营养化呈加剧态势，高邮湖、骆马湖和洪泽湖TLI分别上升5.4、7.4和6.6。季节变化上，苏北湖泊汛期营养水平显著高于非汛期，表现出强烈的季节性波动，而苏南湖泊季节差异不显著。苏北湖泊对气象水文波动更为敏感，降雨量增加伴随入湖水量剧增驱动外源负荷输入是主导因素，且高温与频繁风浪扰动加剧了内源释放风险。苏南湖泊水质改善则主要受益于流域污染减排与土地利用结构优化调控，耕地占比缩减及林地与湿地修复有效拦截污染。
优先出版日期: 2026-06-11
摘要：
沉积物氮磷污染已成为制约我国湖泊水质持续改善的重要因素。本研究查阅收集了2000-2022年间国内外文献与监测数据，获得我国五大湖区（东部平原EPL、东北平原与山地NPML、蒙新高原IXML、云贵高原YGPL、青藏高原TPL）131个湖泊的996个表层沉积物数据，采用单项污染指数法（Pi）评估了其总氮（TN）、总磷（TP）污染状况及空间分异特征，并结合案例，系统梳理了我国湖泊沉积物治理近70年的历程与范式演变。结果表明：(1)我国湖泊沉积物TN整体污染较严重(平均Pi = 4.54)，处于重度污染水平，东北与西南区域较高、中西部较低的格局；各湖区污染程度排序为NPML (Pi = 6.90) > YGPL (5.89) > IXML (5.08) > EPL (4.09) > TPL (4.08)；TP污染相对较轻(平均Pi = 1.41)，整体处于轻度污染水平；各湖区污染程度排序为YGPL (Pi = 2.26) > NPML(1.96) > IXML (1.32) > EPL (1.27) > TPL (0.94)；表明我国湖泊沉积物TN污染较严重，而TP污染相对较轻，且主要受局部人为输入和区域自然背景影响。(2)我国湖泊沉积物氮磷污染治理历经了从工程清淤（1950–1998）到环保疏浚（1998–2015）再到系统治理（2015–至今）的三个发展阶段。(3)未来我国湖泊沉积物氮磷污染治理应按照“分区、分类、分级”的策略，强化基础调查与数据库建设，推行基于污染特征的沉积物分类资源化利用技术思路，并建立长效保障机制，以实现我国湖泊内源污染有效控制和生态系统长效恢复。
沉积物氮磷污染已成为制约我国湖泊水质持续改善的重要因素。本研究查阅收集了2000-2022年间国内外文献与监测数据，获得我国五大湖区（东部平原EPL、东北平原与山地NPML、蒙新高原IXML、云贵高原YGPL、青藏高原TPL）131个湖泊的996个表层沉积物数据，采用单项污染指数法（Pi）评估了其总氮（TN）、总磷（TP）污染状况及空间分异特征，并结合案例，系统梳理了我国湖泊沉积物治理近70年的历程与范式演变。结果表明：(1)我国湖泊沉积物TN整体污染较严重(平均Pi = 4.54)，处于重度污染水平，东北与西南区域较高、中西部较低的格局；各湖区污染程度排序为NPML (Pi = 6.90) > YGPL (5.89) > IXML (5.08) > EPL (4.09) > TPL (4.08)；TP污染相对较轻(平均Pi = 1.41)，整体处于轻度污染水平；各湖区污染程度排序为YGPL (Pi = 2.26) > NPML(1.96) > IXML (1.32) > EPL (1.27) > TPL (0.94)；表明我国湖泊沉积物TN污染较严重，而TP污染相对较轻，且主要受局部人为输入和区域自然背景影响。(2)我国湖泊沉积物氮磷污染治理历经了从工程清淤（1950–1998）到环保疏浚（1998–2015）再到系统治理（2015–至今）的三个发展阶段。(3)未来我国湖泊沉积物氮磷污染治理应按照“分区、分类、分级”的策略，强化基础调查与数据库建设，推行基于污染特征的沉积物分类资源化利用技术思路，并建立长效保障机制，以实现我国湖泊内源污染有效控制和生态系统长效恢复。
优先出版日期: 2026-06-10
摘要：
为解决传统实验方法在多因素复杂体系下进行优化筛选时存在实验量大，浪费时间、人力和物力的局限性。本研究以营养盐及全氟和多氟烷基物质（Per- and Polyfluoroalkyl Substances，PFAS）污染水体为对象，集成已有文献记录，构建了包含环境因子、植物种植密度及污染物去除率的综合数据集，通过对比多目标随机森林（Multi-target Random Forest，MTRF）、多层感知机（Multi-layer Perceptron，MLP）、随机森林（Random Forest，RF）和极端梯度提升（Extreme Gradient Boosting，XGBoost）算法综合评估了各因素对水环境中PFAS去除率的影响，利用可解释机器学习SHAP（Shapley Additive Explanations）框架对模型进行深度解释，筛选最优水生植物并预测其最佳处理工况。结果表明：MTRF表现出良好的预测性能，其对营养盐和PFAS去除率的决定系数R2值普遍高于其他模型，能够准确预测不同工况下营养盐和PFAS的去除率。基于模型预测，苦草被筛选为净化营养盐及PFAS污染的最佳优势植物。通过工况优化预测，苦草去除营养盐的最佳种植密度为19株/m2，最佳修复时间为69天；去除PFAS的最佳种植密度为59株/m2，最佳修复时间为34天。本研究建立的机器学习模型不仅能够为复杂水质条件下的植物修复效率提供精准预测，也为水体复合污染的低成本、系统性治理提供了理论依据与工程决策支持。
为解决传统实验方法在多因素复杂体系下进行优化筛选时存在实验量大，浪费时间、人力和物力的局限性。本研究以营养盐及全氟和多氟烷基物质（Per- and Polyfluoroalkyl Substances，PFAS）污染水体为对象，集成已有文献记录，构建了包含环境因子、植物种植密度及污染物去除率的综合数据集，通过对比多目标随机森林（Multi-target Random Forest，MTRF）、多层感知机（Multi-layer Perceptron，MLP）、随机森林（Random Forest，RF）和极端梯度提升（Extreme Gradient Boosting，XGBoost）算法综合评估了各因素对水环境中PFAS去除率的影响，利用可解释机器学习SHAP（Shapley Additive Explanations）框架对模型进行深度解释，筛选最优水生植物并预测其最佳处理工况。结果表明：MTRF表现出良好的预测性能，其对营养盐和PFAS去除率的决定系数R2值普遍高于其他模型，能够准确预测不同工况下营养盐和PFAS的去除率。基于模型预测，苦草被筛选为净化营养盐及PFAS污染的最佳优势植物。通过工况优化预测，苦草去除营养盐的最佳种植密度为19株/m2，最佳修复时间为69天；去除PFAS的最佳种植密度为59株/m2，最佳修复时间为34天。本研究建立的机器学习模型不仅能够为复杂水质条件下的植物修复效率提供精准预测，也为水体复合污染的低成本、系统性治理提供了理论依据与工程决策支持。
优先出版日期: 2026-06-10
摘要：
在全球气候变化加剧的背景下，水文循环过程呈现显著的非平稳性、多尺度性和强非线性特征，传统机理模型难以深入揭示气象–径流响应机理，而深度学习方法在长期依赖刻画、空间关联建模和序列解耦方面仍存在不足。为此，本文提出一种融合跳跃–调幅调频模态分解（JMD）、稀疏有向图网络与Transformer的混合预测模型（JMD-Gformer）。该模型借助JMD将非平稳径流序列解耦为跳变分量（如突发径流事件）和AM–FM振荡分量（如季节性和年际尺度波动），以抑制噪声干扰；进一步构建基于气象-水文节点的稀疏有向图结构，刻画上下游驱动关系；并引入多头自注意力机制，实现长程时序依赖建模。以大辽河流域为研究区，开展多时间尺度径流预测试验。结果表明，相比次优对比模型，JMD-Gformer在主要评价指标（如MAPE和RMSE）上分别下降36.4%和41.2%，在复杂水文条件下表现出良好的鲁棒性和预测精度，可为流域智慧水务管理提供新的技术途径。
在全球气候变化加剧的背景下，水文循环过程呈现显著的非平稳性、多尺度性和强非线性特征，传统机理模型难以深入揭示气象–径流响应机理，而深度学习方法在长期依赖刻画、空间关联建模和序列解耦方面仍存在不足。为此，本文提出一种融合跳跃–调幅调频模态分解（JMD）、稀疏有向图网络与Transformer的混合预测模型（JMD-Gformer）。该模型借助JMD将非平稳径流序列解耦为跳变分量（如突发径流事件）和AM–FM振荡分量（如季节性和年际尺度波动），以抑制噪声干扰；进一步构建基于气象-水文节点的稀疏有向图结构，刻画上下游驱动关系；并引入多头自注意力机制，实现长程时序依赖建模。以大辽河流域为研究区，开展多时间尺度径流预测试验。结果表明，相比次优对比模型，JMD-Gformer在主要评价指标（如MAPE和RMSE）上分别下降36.4%和41.2%，在复杂水文条件下表现出良好的鲁棒性和预测精度，可为流域智慧水务管理提供新的技术途径。
优先出版日期: 2026-06-09
摘要：
本文以东太湖为研究对象，系统探究历史养殖区与水生植被区底泥的理化性质、营养盐分布、污染物释放特征，并采用单因子污染指数法与综合污染指数法开展底泥污染评价，以阐明东太湖历史养殖区底泥污染及释放特征。研究结果表明：历史养殖区底泥理化性质与营养盐含量及分布与水草区存在显著差异，养殖区0–10 cm、10–20 cm表层底泥pH值（分别为7.19、7.23）和含水率（分别为65.84%、54.31%）均高于水草区（p < 0.05），且pH值随深度递增、含水率随深度递减；养殖区表层0–10 cm底泥总氮（TN）、总磷（TP）、有机质（OM）平均含量分别为1610 mg/kg、665 mg/kg、4.26%，是水草区的1.22倍、1.43倍、1.51倍，且养殖区营养盐主要蓄积于底泥表层。养殖区总氮释放速率均值（31.63 mg·m–2·d–1）远高于水草区（-3.99 mg·m–2·d–1），呈持续释放状态，而两区总磷释放速率差异不显著。养殖区间隙水氨氮、二价铁浓度及Fick定律计算的释放通量显著高于水草区（p < 0.05）。养殖区薄膜扩散梯度提取磷（diffusive gradients in thin films–extractable phosphorus, DGT–P）平均浓度（0.026 mg/L）为水草区（0.017 mg/L）的1.5倍，表现出更强的活性磷释放能力。底泥污染评价显示，底泥污染呈“垂向递减、区域分异”特征，0–10 cm层位总氮重污染点位占比为17.4%、综合污染指数（FF）重污染点位占比为35.5%；10–20 cm层FF重污染点位占比降至26.1%；20–30 cm层FF以轻度污染为主（占37.4%），且各深度层养殖区污染指数均显著高于水草区，重污染点位集中于历史养殖区，研究结果可为东太湖养殖区内源污染精准治理提供科学支撑。
本文以东太湖为研究对象，系统探究历史养殖区与水生植被区底泥的理化性质、营养盐分布、污染物释放特征，并采用单因子污染指数法与综合污染指数法开展底泥污染评价，以阐明东太湖历史养殖区底泥污染及释放特征。研究结果表明：历史养殖区底泥理化性质与营养盐含量及分布与水草区存在显著差异，养殖区0–10 cm、10–20 cm表层底泥pH值（分别为7.19、7.23）和含水率（分别为65.84%、54.31%）均高于水草区（p < 0.05），且pH值随深度递增、含水率随深度递减；养殖区表层0–10 cm底泥总氮（TN）、总磷（TP）、有机质（OM）平均含量分别为1610 mg/kg、665 mg/kg、4.26%，是水草区的1.22倍、1.43倍、1.51倍，且养殖区营养盐主要蓄积于底泥表层。养殖区总氮释放速率均值（31.63 mg·m–2·d–1）远高于水草区（-3.99 mg·m–2·d–1），呈持续释放状态，而两区总磷释放速率差异不显著。养殖区间隙水氨氮、二价铁浓度及Fick定律计算的释放通量显著高于水草区（p < 0.05）。养殖区薄膜扩散梯度提取磷（diffusive gradients in thin films–extractable phosphorus, DGT–P）平均浓度（0.026 mg/L）为水草区（0.017 mg/L）的1.5倍，表现出更强的活性磷释放能力。底泥污染评价显示，底泥污染呈“垂向递减、区域分异”特征，0–10 cm层位总氮重污染点位占比为17.4%、综合污染指数（FF）重污染点位占比为35.5%；10–20 cm层FF重污染点位占比降至26.1%；20–30 cm层FF以轻度污染为主（占37.4%），且各深度层养殖区污染指数均显著高于水草区，重污染点位集中于历史养殖区，研究结果可为东太湖养殖区内源污染精准治理提供科学支撑。
优先出版日期: 2026-06-09
摘要：
水文和植被是淡水湿地景观结构的重要组分，黄河水沙变化、淡水输入减少影响了山东黄河三角洲国家级自然保护区（以下简称“自然保护区”）的水鸟多样性。为此，自然保护区已连续多年开展了淡水湿地生态补水工作，调节了水域、浅水分布面积，改善了植物群落组成，但生态补水后水鸟多样性及其与湿地景观格局之间的关系缺乏定量研究。本研究利用2023和2024年野外调查获取的水鸟数据、Sentinel - 2卫星遥感数据及水位监测数据，旨在阐明湿地恢复区的水鸟组成和数量变化，揭示水鸟多样性与湿地景观要素面积的定量关系。结果显示：研究区共记录到水鸟7目15科126种，水鸟物种和个体数量呈明显的月际波动特征，3月和11月是迁徙高峰期；迁徙季物种数量占比以鸭类和鸻鹬类为主，数量占比以鸭类和鹤鹳类为主。自然保护区湿地恢复区十万亩浅水（水深0 - 30 cm）和水域面积最大，其中，浅水面积冬季最大（1888 m2），水域面积春秋季较高（2933 m2）。植被面积呈“夏季扩张、冬季收缩”趋势，2024年较2023年增长26 %。雁类和鸭类数量与水域面积占比和植被面积占比均呈单峰关系，雁类在水域和植被面积比接近2 ：1时数量最多（n = 44，df = 40，p < 0.01，R2 = 0.14；n = 44，df = 40，p < 0.01，R2 = 0.28）；鸭类在水域和植被面积比接近1.5 ：1时数量最多（n = 118，df = 114，p < 0.01，R2 = 0.02；n = 118，df = 114，p < 0.01，R2 = 0.002）。鸻鹬类数量与浅水区域面积占比呈显著正相关关系（n = 24，df = 22，p < 0.05，R2 = 0.29）而与植被面积占比呈显著负相关关系（n = 24，df = 22，p < 0.05，R2 = 0.17）。
水文和植被是淡水湿地景观结构的重要组分，黄河水沙变化、淡水输入减少影响了山东黄河三角洲国家级自然保护区（以下简称“自然保护区”）的水鸟多样性。为此，自然保护区已连续多年开展了淡水湿地生态补水工作，调节了水域、浅水分布面积，改善了植物群落组成，但生态补水后水鸟多样性及其与湿地景观格局之间的关系缺乏定量研究。本研究利用2023和2024年野外调查获取的水鸟数据、Sentinel - 2卫星遥感数据及水位监测数据，旨在阐明湿地恢复区的水鸟组成和数量变化，揭示水鸟多样性与湿地景观要素面积的定量关系。结果显示：研究区共记录到水鸟7目15科126种，水鸟物种和个体数量呈明显的月际波动特征，3月和11月是迁徙高峰期；迁徙季物种数量占比以鸭类和鸻鹬类为主，数量占比以鸭类和鹤鹳类为主。自然保护区湿地恢复区十万亩浅水（水深0 - 30 cm）和水域面积最大，其中，浅水面积冬季最大（1888 m2），水域面积春秋季较高（2933 m2）。植被面积呈“夏季扩张、冬季收缩”趋势，2024年较2023年增长26 %。雁类和鸭类数量与水域面积占比和植被面积占比均呈单峰关系，雁类在水域和植被面积比接近2 ：1时数量最多（n = 44，df = 40，p < 0.01，R2 = 0.14；n = 44，df = 40，p < 0.01，R2 = 0.28）；鸭类在水域和植被面积比接近1.5 ：1时数量最多（n = 118，df = 114，p < 0.01，R2 = 0.02；n = 118，df = 114，p < 0.01，R2 = 0.002）。鸻鹬类数量与浅水区域面积占比呈显著正相关关系（n = 24，df = 22，p < 0.05，R2 = 0.29）而与植被面积占比呈显著负相关关系（n = 24，df = 22，p < 0.05，R2 = 0.17）。
优先出版日期: 2026-06-08
摘要：
为了探讨洱海流域在社会与自然复合驱动下的水系网络时空耦合机制，揭示拓扑特征在驱动因子与水系要素之间的中介作用。本研究基于四期遥感与地理数据，运用复杂网络理论，选取九项拓扑指标表征结构特征，为克服传统回归难以同时处理驱动共线性、空间溢出与机制分解的局限，本文构建处理多驱动共线性的同时刻画空间溢出，并将总效应分解为直接效应与经拓扑结构传导的间接效应，从而更精准识别关键中介路径的偏最小二乘（PLS）–空间杜宾（SDM）–中介分析（Med）框架。结果表明：（1）2001–2023 年间，洱海水系由多源冗余向主干清晰、相对高效稳态演化。（2）共216条路径中识别68条显著X–M–Y路径，中介效率主要位于40%–80%间，边介数中心性、紧致度、全局效率和代数连通性为核心中介指标。（3）社会因子主要通过拓扑结构对水系要素产生高比例负向效应；自然因子整体表现为中等强度正向稳定效应，少数路径呈结构性抑制效应。本研究构建的PLS–SDM–Med框架可推广用于识别高原湖泊流域的关键结构单元与风险路径，可为洱海流域和其他高原湖泊的分区限制与生态修复提供理论依据。
为了探讨洱海流域在社会与自然复合驱动下的水系网络时空耦合机制，揭示拓扑特征在驱动因子与水系要素之间的中介作用。本研究基于四期遥感与地理数据，运用复杂网络理论，选取九项拓扑指标表征结构特征，为克服传统回归难以同时处理驱动共线性、空间溢出与机制分解的局限，本文构建处理多驱动共线性的同时刻画空间溢出，并将总效应分解为直接效应与经拓扑结构传导的间接效应，从而更精准识别关键中介路径的偏最小二乘（PLS）–空间杜宾（SDM）–中介分析（Med）框架。结果表明：（1）2001–2023 年间，洱海水系由多源冗余向主干清晰、相对高效稳态演化。（2）共216条路径中识别68条显著X–M–Y路径，中介效率主要位于40%–80%间，边介数中心性、紧致度、全局效率和代数连通性为核心中介指标。（3）社会因子主要通过拓扑结构对水系要素产生高比例负向效应；自然因子整体表现为中等强度正向稳定效应，少数路径呈结构性抑制效应。本研究构建的PLS–SDM–Med框架可推广用于识别高原湖泊流域的关键结构单元与风险路径，可为洱海流域和其他高原湖泊的分区限制与生态修复提供理论依据。
优先出版日期: 2026-06-08
摘要：
作为溶解态有机磷中含量较高且光活性突出的关键组分，磷酸单酯（Phosphate monoester，PME）在水体中的光化学脱磷机制仍缺乏系统性的阐明。本研究通过实验与密度泛函理论（Density Functional Theory，DFT）计算相结合的方法，系统解析了磷酸单酯类的葡萄糖-6-磷酸（Glucose-6-phosphate，G6P）的光化学行为。研究表明，G6P的光吸收区主要集中在200—290 nm，短波光照条件光解效率更高。能量与电子转移分析显示，G6P与水体中溶解氧（Dissolved Oxygen，DO）、溶解态有机质（Dissolved Organic Matter，DOM）及主要阴离子（如NO3-、HCO3-等）之间的能量与电子转移并非驱动其光解的主要通道，其光解更依赖活性中间体（Reactive Intermediates，RIs）对糖–磷酸键延展区等电子富集位点的进攻，引发分子骨架去稳定化并最终释放无机磷（Inorganic Phosphate，IP）。光解实验进一步验证了这一机理，其中3DOM*为DOM体系中为光解起到了主要的促进作用。从环境角度看，不同水体对PME光解的调控存在显著差异，淡水和海水体系中G6P的光解速率常数分别为（2.00?5.60）×10-3 ?h-1和（1.60?3.30）×10-3? h-1，前者更倾向沿高驱动力的氧化通道推进，后者则在高盐度和富卤条件下表现出更明显的卤素取代与加成特征。总体而言，本研究表明PME的光解过程受到其分子自身特性与水环境条件协同塑造，二者共同决定了其光化学转化的路径和效率，为认识溶解态有机磷（Dissolved Organic Phosphorus，DOP）在水体中的非生物矿化过程及其环境命运提供了新的机理视角。
作为溶解态有机磷中含量较高且光活性突出的关键组分，磷酸单酯（Phosphate monoester，PME）在水体中的光化学脱磷机制仍缺乏系统性的阐明。本研究通过实验与密度泛函理论（Density Functional Theory，DFT）计算相结合的方法，系统解析了磷酸单酯类的葡萄糖-6-磷酸（Glucose-6-phosphate，G6P）的光化学行为。研究表明，G6P的光吸收区主要集中在200—290 nm，短波光照条件光解效率更高。能量与电子转移分析显示，G6P与水体中溶解氧（Dissolved Oxygen，DO）、溶解态有机质（Dissolved Organic Matter，DOM）及主要阴离子（如NO3-、HCO3-等）之间的能量与电子转移并非驱动其光解的主要通道，其光解更依赖活性中间体（Reactive Intermediates，RIs）对糖–磷酸键延展区等电子富集位点的进攻，引发分子骨架去稳定化并最终释放无机磷（Inorganic Phosphate，IP）。光解实验进一步验证了这一机理，其中3DOM*为DOM体系中为光解起到了主要的促进作用。从环境角度看，不同水体对PME光解的调控存在显著差异，淡水和海水体系中G6P的光解速率常数分别为（2.00?5.60）×10-3 ?h-1和（1.60?3.30）×10-3? h-1，前者更倾向沿高驱动力的氧化通道推进，后者则在高盐度和富卤条件下表现出更明显的卤素取代与加成特征。总体而言，本研究表明PME的光解过程受到其分子自身特性与水环境条件协同塑造，二者共同决定了其光化学转化的路径和效率，为认识溶解态有机磷（Dissolved Organic Phosphorus，DOP）在水体中的非生物矿化过程及其环境命运提供了新的机理视角。
优先出版日期: 2026-06-08
摘要：
为揭示西北干旱区天山北坡的河水稳定同位素特征及其对水文循环的指示意义,本研究于2022-2025年系统采集天山北坡主要河水样品,基于225个样品的氢氧稳定同位素数据,利用稳定同位素技术分析了天山北坡河水氢氧稳定同位素时空变化特征,并耦合了后向轨迹模型探究了研究期间水汽输送路径,结合结构方程模型和遥感手段探讨了影响河水稳定同位素的主要因素。研究结果表明：(1)天山北坡河水δ2H和δ18O值范围分别为?117.2‰ ~ ?46.4‰和?17.84‰ ~ ?7.10‰,区域平均值分别为?78.3‰和?13.27‰；氢氧稳定同位素组成时间上变化不明显,空间上呈现显著地域分异,西部、中部、东部河水δ2H和δ18O的平均值分别为?85.8‰和?14.16‰,?71.0‰和?12.28‰,?81.0‰和?13.74‰,呈现中部高、东西低的空间分布格局。(2)天山北坡的河水线(EL)方程为δ2H = 4.31δ18O ?21.94 (R2=0.72, n=225),其斜率显著低于局地大气降水线(斜率7.51)和全球大气降水线(斜率8),表明河水受蒸发分馏影响强烈；结合水汽输送路径显示西部和中部河流同位素组成特征主要受降水补给主导,而东部河流则显示出强烈的蒸发分馏信号。(3)天山北坡河水稳定同位素组成受河水自身的理化性质(电导率、pH、溶解氧、氧化还原电位、水温)和环境因子(海拔、降水量、植被覆盖度、水汽来源)多重因素共同影响。本研究阐述了天山北坡河水氢氧稳定同位素的时空分异规律,通过野外采样和遥感手段定量识别了影响区域河水氢氧稳定同位素组成的主要因素,补充了从整个天山北坡山系尺度用河水氢氧稳定同位素指示水文循环过程的研究空缺,为深入理解天山地区流域水循环过程提供了同位素证据。
为揭示西北干旱区天山北坡的河水稳定同位素特征及其对水文循环的指示意义,本研究于2022-2025年系统采集天山北坡主要河水样品,基于225个样品的氢氧稳定同位素数据,利用稳定同位素技术分析了天山北坡河水氢氧稳定同位素时空变化特征,并耦合了后向轨迹模型探究了研究期间水汽输送路径,结合结构方程模型和遥感手段探讨了影响河水稳定同位素的主要因素。研究结果表明：(1)天山北坡河水δ2H和δ18O值范围分别为?117.2‰ ~ ?46.4‰和?17.84‰ ~ ?7.10‰,区域平均值分别为?78.3‰和?13.27‰；氢氧稳定同位素组成时间上变化不明显,空间上呈现显著地域分异,西部、中部、东部河水δ2H和δ18O的平均值分别为?85.8‰和?14.16‰,?71.0‰和?12.28‰,?81.0‰和?13.74‰,呈现中部高、东西低的空间分布格局。(2)天山北坡的河水线(EL)方程为δ2H = 4.31δ18O ?21.94 (R2=0.72, n=225),其斜率显著低于局地大气降水线(斜率7.51)和全球大气降水线(斜率8),表明河水受蒸发分馏影响强烈；结合水汽输送路径显示西部和中部河流同位素组成特征主要受降水补给主导,而东部河流则显示出强烈的蒸发分馏信号。(3)天山北坡河水稳定同位素组成受河水自身的理化性质(电导率、pH、溶解氧、氧化还原电位、水温)和环境因子(海拔、降水量、植被覆盖度、水汽来源)多重因素共同影响。本研究阐述了天山北坡河水氢氧稳定同位素的时空分异规律,通过野外采样和遥感手段定量识别了影响区域河水氢氧稳定同位素组成的主要因素,补充了从整个天山北坡山系尺度用河水氢氧稳定同位素指示水文循环过程的研究空缺,为深入理解天山地区流域水循环过程提供了同位素证据。
优先出版日期: 2026-06-05
摘要：
入湖河流是湖泊外源营养盐输入的主要通道，其氮（N）和磷（P）通量变化直接影响湖泊富营养化进程及藻华风险。为准确评估巢湖流域典型入湖河流的污染物输出特征与驱动机制，本研究以巢湖最大入湖支流-杭埠河为研究对象，基于时段通量估算法、Load Estimator（LOADEST）模型和WRTDS模型对2019~2024年上游姚家河站，中游河口大桥站，中下游三河镇新大桥站和下游北闸渡口站水文-水质数据进行了通量估算与趋势分析。时段通量估算法虽计算简单，但误差较大，相比之下，LOADEST模型在巢湖流域适用性更强，其估算结果与实测日通量的吻合度显著优于WRTDS模型。结果证实，LOADEST模型在流量记录连续、水质监测相对稀疏的条件下拟合效果最佳（R2=0.89~0.97，NSE=0.84~0.98），可稳定重建连续通量序列；进一步，采用LOADEST模型估算了杭埠河总氮（TN）和总磷（TP）通量，研究发现氮磷通量时空变化剧烈。比如，入湖口断面，丰水期（5~9月）贡献全年通量的68%~77%（TN）和72%~81%（TP），单次暴雨事件（61.8mm）输出量可高达月通量的73%，呈脉冲式输出特征；空间上，TN与TP通量均自上游向下游递增，下游北闸渡口断面年通量分别达4.24×106 kg N yr-1和2.25×105 kg P yr-1，为上游的10~17倍。趋势分解结果显示，近五年杭埠河入湖TN通量呈持续上升趋势，而TP通量略有下降，表明氮负荷积累效应仍然突出，而磷输出已出现阶段性缓解。综上，流域通量变化受水文过程与人类活动双重驱动，高强度的降雨事件加剧了下游农业、城镇排放等污染对入巢湖的负荷贡献。研究结果可为新时期巢湖流域外源负荷评估、污染控制及藻华风险防控提供科学依据与管理支撑。
入湖河流是湖泊外源营养盐输入的主要通道，其氮（N）和磷（P）通量变化直接影响湖泊富营养化进程及藻华风险。为准确评估巢湖流域典型入湖河流的污染物输出特征与驱动机制，本研究以巢湖最大入湖支流-杭埠河为研究对象，基于时段通量估算法、Load Estimator（LOADEST）模型和WRTDS模型对2019~2024年上游姚家河站，中游河口大桥站，中下游三河镇新大桥站和下游北闸渡口站水文-水质数据进行了通量估算与趋势分析。时段通量估算法虽计算简单，但误差较大，相比之下，LOADEST模型在巢湖流域适用性更强，其估算结果与实测日通量的吻合度显著优于WRTDS模型。结果证实，LOADEST模型在流量记录连续、水质监测相对稀疏的条件下拟合效果最佳（R2=0.89~0.97，NSE=0.84~0.98），可稳定重建连续通量序列；进一步，采用LOADEST模型估算了杭埠河总氮（TN）和总磷（TP）通量，研究发现氮磷通量时空变化剧烈。比如，入湖口断面，丰水期（5~9月）贡献全年通量的68%~77%（TN）和72%~81%（TP），单次暴雨事件（61.8mm）输出量可高达月通量的73%，呈脉冲式输出特征；空间上，TN与TP通量均自上游向下游递增，下游北闸渡口断面年通量分别达4.24×106 kg N yr-1和2.25×105 kg P yr-1，为上游的10~17倍。趋势分解结果显示，近五年杭埠河入湖TN通量呈持续上升趋势，而TP通量略有下降，表明氮负荷积累效应仍然突出，而磷输出已出现阶段性缓解。综上，流域通量变化受水文过程与人类活动双重驱动，高强度的降雨事件加剧了下游农业、城镇排放等污染对入巢湖的负荷贡献。研究结果可为新时期巢湖流域外源负荷评估、污染控制及藻华风险防控提供科学依据与管理支撑。
优先出版日期: 2026-06-05
摘要：
半干旱区封闭湖泊是生态、气候与人文因素交织的关键节点，其多功能性在区域可持续发展中发挥着重要作用。本研究聚焦半干旱区封闭湖泊的生态功能维系问题，以蒙新高原典型的内陆封闭型咸水湖岱海为研究对象，针对其持续恶化的水环境问题，基于2020-2024年连续监测数据集进行系统分析。通过主成分分析（PCA）与因子分析（FA）方法，从多维水质参数中筛选出溶解氧（DO）、化学需氧量（CODCr）、总氮（TN）、总磷（TP）和盐度（Sal）五个关键指标，系统解析了岱海水环境参数的时空分异规律，并利用水质综合指数（WQI）进行定量评价。采用绝对主成分得分-多元线性回归（APCS-MLR）与正矩阵分解（PMF）双模型进行污染源解析，结果表明PMF模型在污染源识别中表现出更优的解析效能。源解析结果表明，岱海主要污染源的贡献率依次为：农村生活污染（23.5%）、浮游植物内源释放（22.5%）、畜禽养殖污染（20.1%）、地表径流污染（19.6%）以及农业种植污染（14.4%）。本研究量化了岱海的污染源贡献率，为岱海及半干旱地区同类湖泊的精准治理与生态修复提供了理论依据。
半干旱区封闭湖泊是生态、气候与人文因素交织的关键节点，其多功能性在区域可持续发展中发挥着重要作用。本研究聚焦半干旱区封闭湖泊的生态功能维系问题，以蒙新高原典型的内陆封闭型咸水湖岱海为研究对象，针对其持续恶化的水环境问题，基于2020-2024年连续监测数据集进行系统分析。通过主成分分析（PCA）与因子分析（FA）方法，从多维水质参数中筛选出溶解氧（DO）、化学需氧量（CODCr）、总氮（TN）、总磷（TP）和盐度（Sal）五个关键指标，系统解析了岱海水环境参数的时空分异规律，并利用水质综合指数（WQI）进行定量评价。采用绝对主成分得分-多元线性回归（APCS-MLR）与正矩阵分解（PMF）双模型进行污染源解析，结果表明PMF模型在污染源识别中表现出更优的解析效能。源解析结果表明，岱海主要污染源的贡献率依次为：农村生活污染（23.5%）、浮游植物内源释放（22.5%）、畜禽养殖污染（20.1%）、地表径流污染（19.6%）以及农业种植污染（14.4%）。本研究量化了岱海的污染源贡献率，为岱海及半干旱地区同类湖泊的精准治理与生态修复提供了理论依据。
优先出版日期: 2026-06-04
摘要：
半个多世纪的长江-洞庭湖水网演变过程中,洞庭湖的对长江及湖南湘江、资水、沅江、澧水的调蓄作用由滞洪沉沙逐渐演变为调洪和补水补沙,江湖关系进入全新阶段,江湖治理与保护需要更新的视野。本文依托长江干流及洞庭湖水系全序列原型观测资料,全面解析了洞庭湖泥沙由沉积至补给的发展过程、分布特征与驱动因子,揭示了湖区洪枯水文情势对于泥沙沉积状态变化的宏观响应。结果表明：洞庭湖区先后经历了拦沙减弱期、拦沙稳定期和补沙增强期三个发展阶段,湖区泥沙的沉积自西向东发展,泥沙的补给自东向西发展,年内依然保持汛期沉积、非汛期补给的属性,泥沙补给以极细颗粒为主,不参与长江干流的造床作用,但有利于生源物质的补充；较大来沙量和较弱水动力条件是泥沙沉积的主要原因,控制性水库群运行、水土保持工程等导致的入湖水流含沙量持续下降是泥沙补给的核心驱动因子,但湖区泥沙补给的水平较低且很难进一步发展。泥沙沉积是三峡水库蓄水前湖区最高水位普遍抬升的主要因素之一,枯水期三峡水库对于坝下游的补水调度难以缓解洞庭湖区最低水位的下降趋势,泥沙沉积状态的变化将促进洞庭湖的防洪形势向好发展,但湖区枯水情势趋于紧张。
半个多世纪的长江-洞庭湖水网演变过程中,洞庭湖的对长江及湖南湘江、资水、沅江、澧水的调蓄作用由滞洪沉沙逐渐演变为调洪和补水补沙,江湖关系进入全新阶段,江湖治理与保护需要更新的视野。本文依托长江干流及洞庭湖水系全序列原型观测资料,全面解析了洞庭湖泥沙由沉积至补给的发展过程、分布特征与驱动因子,揭示了湖区洪枯水文情势对于泥沙沉积状态变化的宏观响应。结果表明：洞庭湖区先后经历了拦沙减弱期、拦沙稳定期和补沙增强期三个发展阶段,湖区泥沙的沉积自西向东发展,泥沙的补给自东向西发展,年内依然保持汛期沉积、非汛期补给的属性,泥沙补给以极细颗粒为主,不参与长江干流的造床作用,但有利于生源物质的补充；较大来沙量和较弱水动力条件是泥沙沉积的主要原因,控制性水库群运行、水土保持工程等导致的入湖水流含沙量持续下降是泥沙补给的核心驱动因子,但湖区泥沙补给的水平较低且很难进一步发展。泥沙沉积是三峡水库蓄水前湖区最高水位普遍抬升的主要因素之一,枯水期三峡水库对于坝下游的补水调度难以缓解洞庭湖区最低水位的下降趋势,泥沙沉积状态的变化将促进洞庭湖的防洪形势向好发展,但湖区枯水情势趋于紧张。
优先出版日期: 2026-06-04
摘要：
径流模拟预报对于流域水灾害防御及水资源高效利用至关重要，而降水输入表达结构差异对径流模拟有显著影响。作为地面观测降水的主要来源，选取合理分布与密度的雨量站点资料对提高径流模拟准确性十分重要。本研究采用长短时记忆神经网络（LSTM）与图神经网络（GNN）构建一种时空图神经网络模型框架，融合水文要素时序动态特性与站点空间拓扑关系的时空特征开展流域径流模拟研究；同时考虑雨量站密度与空间分布的影响，对比分析不同权重方法计算面降雨量对模型性能的影响。结果表明：①聚类处理后得到的4种不同雨量站密度等级分布情景，对应的雨量站样本与总雨量站比率依次为100%、72.22%、50%与27.78%。时空图神经网络在各情景下的径流模拟结果中纳什效率系数NSE平均值均高于0.93，其中分布3情景下径流模拟的NSE、径流平均绝对误差MAE、径流总量相对偏差BIAS与决定系数R2分别为0.967、175.5m3/s、0.01与0.98，在径流总体过程以及高水与低水区段的表现均为最佳；②采用聚类权重法计算面平均雨量进行径流模拟得到的结果在所有面平均雨量计算方法中最为稳健，其中NSE值整体水平最高，MAE值普遍偏低，BIAS值最接近0。在不同面平均雨量计算方法下，分布3在所有分布情景中模拟效果误差与偏差最小，总体表现仍保持为最佳。通过优化雨量站网并选取合适的面雨量计算方法能够提升模型预测的效率与适应性，为提高径流模拟精度提供科学依据。
径流模拟预报对于流域水灾害防御及水资源高效利用至关重要，而降水输入表达结构差异对径流模拟有显著影响。作为地面观测降水的主要来源，选取合理分布与密度的雨量站点资料对提高径流模拟准确性十分重要。本研究采用长短时记忆神经网络（LSTM）与图神经网络（GNN）构建一种时空图神经网络模型框架，融合水文要素时序动态特性与站点空间拓扑关系的时空特征开展流域径流模拟研究；同时考虑雨量站密度与空间分布的影响，对比分析不同权重方法计算面降雨量对模型性能的影响。结果表明：①聚类处理后得到的4种不同雨量站密度等级分布情景，对应的雨量站样本与总雨量站比率依次为100%、72.22%、50%与27.78%。时空图神经网络在各情景下的径流模拟结果中纳什效率系数NSE平均值均高于0.93，其中分布3情景下径流模拟的NSE、径流平均绝对误差MAE、径流总量相对偏差BIAS与决定系数R2分别为0.967、175.5m3/s、0.01与0.98，在径流总体过程以及高水与低水区段的表现均为最佳；②采用聚类权重法计算面平均雨量进行径流模拟得到的结果在所有面平均雨量计算方法中最为稳健，其中NSE值整体水平最高，MAE值普遍偏低，BIAS值最接近0。在不同面平均雨量计算方法下，分布3在所有分布情景中模拟效果误差与偏差最小，总体表现仍保持为最佳。通过优化雨量站网并选取合适的面雨量计算方法能够提升模型预测的效率与适应性，为提高径流模拟精度提供科学依据。
优先出版日期: 2026-06-02
摘要：
湖泊生态修复工程对水质改善效果的研究较为丰富,但对沉积物内源污染的动态变化及氮磷释放机制缺乏系统性评估,特别是高原富营养化湖泊生态修复后沉积物-水界面营养盐释放的季节性特征尚不明确。本研究以滇池草海典型富营养化水域大泊口为研究对象，通过对比生态修复区与未修复区在雨季（沉水植物生长旺盛期）和旱季（沉水植物衰亡期）的水环境特征、沉积物氮磷赋存形态及界面释放通量，系统阐明了生态修复区上覆水—沉积物系统氮磷时空分布特征及界面释放通量的季节演变规律。结果表明，生态修复改善了上覆水环境质量，水体结构呈现由藻型向草型转变的特征；修复区雨季水体总氮（TN）、总磷（TP）浓度较未修复区分别下降 53.9% 和 43.2%，透明度（SD）显著提升，溶解氧（DO）由过饱和状态回落至正常水平。在沉积物赋存方面，修复区呈现差异化的演变特征：沉积物总氮（STN）较未修复区显著削减约 50%，且可转化态氮（TTN）仅占总氮的 0.01%–0.02%，氮素以稳定形态为主；然而，生物有效磷（BAP）在修复区表层富集（达 468.72~534.35 mg/kg），形成了较高的潜在可释放磷库容。在氮磷释放特征方面，沉积物-水界面释放通量呈现明显的季节转换：雨季沉水植物生长旺盛时，界面以净吸附为主，溶解性活性磷（SRP）释放通量为 -1.08 mg/(m2·d)；旱季植物残体分解改变了底质微环境，界面释放通量显著升高，部分点位氨氮（NH??-N）释放通量达 86.31~91.53 mg/(m2·d)，为未修复区的 7 倍以上，SRP 亦转为释放状态。综合而言，大泊口生态修复工程在植物生长期表现为水质提升与界面净吸附特征，但在旱季存在由残体分解引发的氮磷再释放风险。针对高原浅水湖泊水位波动明显、植物季节性衰退集中的特点，沉水植物恢复措施应与旱季残体清除、水位调控及底质氧化维持等管护手段相结合，以控制季节性内源释放强度，为滇池全湖及同类高原湖泊内源污染治理提供科学依据与工程参考。
湖泊生态修复工程对水质改善效果的研究较为丰富,但对沉积物内源污染的动态变化及氮磷释放机制缺乏系统性评估,特别是高原富营养化湖泊生态修复后沉积物-水界面营养盐释放的季节性特征尚不明确。本研究以滇池草海典型富营养化水域大泊口为研究对象，通过对比生态修复区与未修复区在雨季（沉水植物生长旺盛期）和旱季（沉水植物衰亡期）的水环境特征、沉积物氮磷赋存形态及界面释放通量，系统阐明了生态修复区上覆水—沉积物系统氮磷时空分布特征及界面释放通量的季节演变规律。结果表明，生态修复改善了上覆水环境质量，水体结构呈现由藻型向草型转变的特征；修复区雨季水体总氮（TN）、总磷（TP）浓度较未修复区分别下降 53.9% 和 43.2%，透明度（SD）显著提升，溶解氧（DO）由过饱和状态回落至正常水平。在沉积物赋存方面，修复区呈现差异化的演变特征：沉积物总氮（STN）较未修复区显著削减约 50%，且可转化态氮（TTN）仅占总氮的 0.01%–0.02%，氮素以稳定形态为主；然而，生物有效磷（BAP）在修复区表层富集（达 468.72~534.35 mg/kg），形成了较高的潜在可释放磷库容。在氮磷释放特征方面，沉积物-水界面释放通量呈现明显的季节转换：雨季沉水植物生长旺盛时，界面以净吸附为主，溶解性活性磷（SRP）释放通量为 -1.08 mg/(m2·d)；旱季植物残体分解改变了底质微环境，界面释放通量显著升高，部分点位氨氮（NH??-N）释放通量达 86.31~91.53 mg/(m2·d)，为未修复区的 7 倍以上，SRP 亦转为释放状态。综合而言，大泊口生态修复工程在植物生长期表现为水质提升与界面净吸附特征，但在旱季存在由残体分解引发的氮磷再释放风险。针对高原浅水湖泊水位波动明显、植物季节性衰退集中的特点，沉水植物恢复措施应与旱季残体清除、水位调控及底质氧化维持等管护手段相结合，以控制季节性内源释放强度，为滇池全湖及同类高原湖泊内源污染治理提供科学依据与工程参考。
优先出版日期: 2026-06-02
摘要：
水生植物作为淡水生态系统的关键组成部分，在维持生态系统结构、功能和稳定性方面发挥着重要的作用。然而，全球变化背景下，水生植物正面临富营养化、气候变暖、新型污染物及生物入侵等多重胁迫，导致水生植被尤其是沉水植被呈显著衰退趋势。本文基于武汉大学梁子湖国家野外生态科学观测研究站多年来的系统性研究成果，从个体、种群、群落及生态系统多个尺度，全面综述了水生植物生态学与生态系统功能研究的主要进展。在个体与种群水平上，揭示了水生植物化学计量的环境调控机制，阐明了克隆整合与功能性状对异质生境的适应策略；在群落水平上，解析了生物多样性-生产力关系的关键调控因子及种间互作机制；在入侵生态学方面，系统阐明了环境变化与生物互作驱动外来水生植物入侵的机制，评估了外来植物对物质循环、附生生物群落及污染物响应的生态效应；在遗传进化方面，综合运用多组学手段揭示了水生植物的谱系地理格局、局部适应机制及入侵潜力；在生态恢复方面，通过长期原位监测与修复实践，验证了沉水植被重建对内源氮磷负荷的控制效果，提出了复合修复技术及生物调控的新思路。这些研究不仅深化了对水生植物生态适应与生态系统功能关系的理论知识，也为淡水生态系统的保护修复与可持续管理提供了重要的理论依据和实践指导。
水生植物作为淡水生态系统的关键组成部分，在维持生态系统结构、功能和稳定性方面发挥着重要的作用。然而，全球变化背景下，水生植物正面临富营养化、气候变暖、新型污染物及生物入侵等多重胁迫，导致水生植被尤其是沉水植被呈显著衰退趋势。本文基于武汉大学梁子湖国家野外生态科学观测研究站多年来的系统性研究成果，从个体、种群、群落及生态系统多个尺度，全面综述了水生植物生态学与生态系统功能研究的主要进展。在个体与种群水平上，揭示了水生植物化学计量的环境调控机制，阐明了克隆整合与功能性状对异质生境的适应策略；在群落水平上，解析了生物多样性-生产力关系的关键调控因子及种间互作机制；在入侵生态学方面，系统阐明了环境变化与生物互作驱动外来水生植物入侵的机制，评估了外来植物对物质循环、附生生物群落及污染物响应的生态效应；在遗传进化方面，综合运用多组学手段揭示了水生植物的谱系地理格局、局部适应机制及入侵潜力；在生态恢复方面，通过长期原位监测与修复实践，验证了沉水植被重建对内源氮磷负荷的控制效果，提出了复合修复技术及生物调控的新思路。这些研究不仅深化了对水生植物生态适应与生态系统功能关系的理论知识，也为淡水生态系统的保护修复与可持续管理提供了重要的理论依据和实践指导。
优先出版日期: 2026-06-02
摘要：
全氟化合物（PFASs）在城乡交互浅水湖泊中的环境行为与健康风险是当前研究热点。以中国东部典型城乡交互区浅水湖泊骆马湖为研究对象，考察了15种PFASs在水体及11种鱼类不同组织（肌肉与内脏）中的分布、生物积累与生物放大特征，初步评估了当地居民经水产品摄入的健康风险。结果表明：水体中检出9种PFASs（∑PFASs: 58.80~90.59 ng/L），鱼类肌肉和内脏组织中均检出全部15种PFASs（∑PFASs: 肌肉 166.59~417.65 ng/g dw；内脏 76.04~897.83 ng/g dw）；PFBA、PFOA和PFHpA分别为水体、肌肉和内脏中的主要污染物。PFASs呈现显著的组织特异性积累，浓度分布依次为：肾脏 > 肝脏 > 鳃 > 肌肉 > 肠 > 脑。城乡梯度效应显著影响生物体内PFASs浓度，临近城市湖区鱼类的肌肉、肾脏、肝脏及鳃中PFASs浓度显著高于乡村湖区，而脑和肠中浓度无显著差异。长链PFASs的生物富集因子（BAF）普遍高于短链PFASs；在食物链传递中，长链PFASs表现出明显的生物放大效应（营养级放大因子TMF > 1），短链PFASs则呈生物稀释趋势（TMF < 1）。健康风险评估显示，当前骆马湖水产品中PFASs对居民的健康风险处于可接受水平（HR < 1），但长期暴露的潜在风险及乡村湖区可能的累积毒性仍需关注。研究结果为深入理解城乡交互区浅水湖泊PFASs的环境行为、生态效应及健康风险管理提供了科学依据。
全氟化合物（PFASs）在城乡交互浅水湖泊中的环境行为与健康风险是当前研究热点。以中国东部典型城乡交互区浅水湖泊骆马湖为研究对象，考察了15种PFASs在水体及11种鱼类不同组织（肌肉与内脏）中的分布、生物积累与生物放大特征，初步评估了当地居民经水产品摄入的健康风险。结果表明：水体中检出9种PFASs（∑PFASs: 58.80~90.59 ng/L），鱼类肌肉和内脏组织中均检出全部15种PFASs（∑PFASs: 肌肉 166.59~417.65 ng/g dw；内脏 76.04~897.83 ng/g dw）；PFBA、PFOA和PFHpA分别为水体、肌肉和内脏中的主要污染物。PFASs呈现显著的组织特异性积累，浓度分布依次为：肾脏 > 肝脏 > 鳃 > 肌肉 > 肠 > 脑。城乡梯度效应显著影响生物体内PFASs浓度，临近城市湖区鱼类的肌肉、肾脏、肝脏及鳃中PFASs浓度显著高于乡村湖区，而脑和肠中浓度无显著差异。长链PFASs的生物富集因子（BAF）普遍高于短链PFASs；在食物链传递中，长链PFASs表现出明显的生物放大效应（营养级放大因子TMF > 1），短链PFASs则呈生物稀释趋势（TMF < 1）。健康风险评估显示，当前骆马湖水产品中PFASs对居民的健康风险处于可接受水平（HR < 1），但长期暴露的潜在风险及乡村湖区可能的累积毒性仍需关注。研究结果为深入理解城乡交互区浅水湖泊PFASs的环境行为、生态效应及健康风险管理提供了科学依据。
优先出版日期: 2026-06-01
摘要：
溶解无机磷（DIP）是淡水生态系统中的关键限制性营养元素，其过量输入严重威胁湖泊水质安全与生态稳定。现有研究多集中于地表水中河流湖泊DIP的来源解析，对地下水中DIP时空分布特征及其来源贡献仍缺乏系统认识。本研究以太湖流域为例，于2024年平、丰和枯水期系统采集地下水样品，分析其DIP浓度、水化学特征，并采用磷酸盐氧同位素进行污染源解析。结果表明，太湖流域地下水水位总体呈西高东低、中部洼地的空间格局。丰水期地下水水位较高，以补给太湖为主；枯水期地下水水位下降，使得其以排泄过程为主。空间上，地下水DIP浓度表现为流域中部和南部偏高，西部和东部相对较低的格局；时间上，呈现丰水期 > 平水期 > 枯水期的规律。通过水化学特征分析显示，丰水期和平水期地下水主要表现出农业面源和生活污水输入的化学特征，而枯水期地下水中SO42–、Cl–等离子占比升高，显示工业活动对地下水水化学组成的扰动作用增强。地下水磷源解析结果进一步显示，平水期工业污染、生活污水和农业污水的贡献相近，分别占34%、31%和30%；来源于林地污染贡献比例最低，为5%。丰水期以农业污水为主导，占比为37%；生活和工业污水贡献分别下降至28%和25%，林地污染占比略升为10%。枯水期农业贡献进一步继续升高，其占比为42%，生活污水贡献占比上升为31%，林地污染贡献显著增加至18%，而工业污水贡献降至9%。研究结果揭示了太湖流域地下水DIP的时空分布格局及其来源贡献的季节性差异，为识别主要地下水磷污染源、制定差异化的水环境管理策略提供了科学依据。
溶解无机磷（DIP）是淡水生态系统中的关键限制性营养元素，其过量输入严重威胁湖泊水质安全与生态稳定。现有研究多集中于地表水中河流湖泊DIP的来源解析，对地下水中DIP时空分布特征及其来源贡献仍缺乏系统认识。本研究以太湖流域为例，于2024年平、丰和枯水期系统采集地下水样品，分析其DIP浓度、水化学特征，并采用磷酸盐氧同位素进行污染源解析。结果表明，太湖流域地下水水位总体呈西高东低、中部洼地的空间格局。丰水期地下水水位较高，以补给太湖为主；枯水期地下水水位下降，使得其以排泄过程为主。空间上，地下水DIP浓度表现为流域中部和南部偏高，西部和东部相对较低的格局；时间上，呈现丰水期 > 平水期 > 枯水期的规律。通过水化学特征分析显示，丰水期和平水期地下水主要表现出农业面源和生活污水输入的化学特征，而枯水期地下水中SO42–、Cl–等离子占比升高，显示工业活动对地下水水化学组成的扰动作用增强。地下水磷源解析结果进一步显示，平水期工业污染、生活污水和农业污水的贡献相近，分别占34%、31%和30%；来源于林地污染贡献比例最低，为5%。丰水期以农业污水为主导，占比为37%；生活和工业污水贡献分别下降至28%和25%，林地污染占比略升为10%。枯水期农业贡献进一步继续升高，其占比为42%，生活污水贡献占比上升为31%，林地污染贡献显著增加至18%，而工业污水贡献降至9%。研究结果揭示了太湖流域地下水DIP的时空分布格局及其来源贡献的季节性差异，为识别主要地下水磷污染源、制定差异化的水环境管理策略提供了科学依据。
优先出版日期: 2026-05-28
摘要：
为掌握长江十年禁渔期鄱阳湖及支流水域长江江豚分布动态特征，于2022~2025年在鄱阳湖不同水位期开展长江江豚监测。结果显示，禁渔期长江江豚主要分布在湖区老爷庙-渚溪河口-瓢头、都昌-瓢山水域，高水位期在湖区分散分布、范围宽广，通江水道和支流尾闾分布较少；低水位期集中于主航道，并在砂坑、通江水道和支流尾闾分布增加。支流赣江、信江、饶河、抚河、修河均有长江江豚分布，其中，赣江扬子洲、信江犀牛湾水域存在常年分布的长江江豚群体。长江江豚迁移活动与季节和水位相关：冬季/低水位期由湖区迁入支流尾闾，夏季/高水位期则由支流尾闾迁入湖区。且随着低水位时间的持续，可能为寻求资源和空间，长江江豚向支流尾闾迁移的距离增加。KDE模型结果显示，长江江豚核心家域（50%KDE）高水位期主要在湖区中部呈连续分布状态，低水位期则在湖区、支流尾闾呈破碎化分布状态。50%KDE面积随水位下降而减少，二者呈显著线性正相关（R=0.721，P＜0.05）。禁渔后，鄱阳湖长江江豚分布范围扩大，但受低水位常态化影响，栖息水域面积缩减且破碎化显现，可能是种群重要栖息风险因素。研究结果提示，鄱阳湖长江江豚保护需重点关注低水位常态化背景下核心家域的保护与生态廊道的连通性。
为掌握长江十年禁渔期鄱阳湖及支流水域长江江豚分布动态特征，于2022~2025年在鄱阳湖不同水位期开展长江江豚监测。结果显示，禁渔期长江江豚主要分布在湖区老爷庙-渚溪河口-瓢头、都昌-瓢山水域，高水位期在湖区分散分布、范围宽广，通江水道和支流尾闾分布较少；低水位期集中于主航道，并在砂坑、通江水道和支流尾闾分布增加。支流赣江、信江、饶河、抚河、修河均有长江江豚分布，其中，赣江扬子洲、信江犀牛湾水域存在常年分布的长江江豚群体。长江江豚迁移活动与季节和水位相关：冬季/低水位期由湖区迁入支流尾闾，夏季/高水位期则由支流尾闾迁入湖区。且随着低水位时间的持续，可能为寻求资源和空间，长江江豚向支流尾闾迁移的距离增加。KDE模型结果显示，长江江豚核心家域（50%KDE）高水位期主要在湖区中部呈连续分布状态，低水位期则在湖区、支流尾闾呈破碎化分布状态。50%KDE面积随水位下降而减少，二者呈显著线性正相关（R=0.721，P＜0.05）。禁渔后，鄱阳湖长江江豚分布范围扩大，但受低水位常态化影响，栖息水域面积缩减且破碎化显现，可能是种群重要栖息风险因素。研究结果提示，鄱阳湖长江江豚保护需重点关注低水位常态化背景下核心家域的保护与生态廊道的连通性。
优先出版日期: 2026-05-22
摘要：
察尔汗盐湖是我国重要的钾肥生产基地，其水-矿平衡关系对资源可持续开发与钾肥保障安全至关重要。本研究在气候暖湿化与强烈人类活动背景下，针对矿区水-矿关系演化机制不清的关键问题，基于收集的近30多年（1990-2024）的水文气象数据，查明了察尔汗盐湖矿区影响水-矿关系的自然和人类活动的关键因素；采用Pearson相关性分析法，揭示了察尔汗盐湖矿区水-矿系统的演变规律与驱动因素。研究结果表明：近20年来（2000-2024年），矿区气候呈现“暖干”向“暖湿”的转变，流域径流量增加了20%以上，矿区温度上升1.5~2.0 ℃，蒸发量则减小了18.5%。资源大规模开发活动，导致矿区补排水量呈负、潜卤水水位大幅下降及KCl品位降低的负面现象，而人工补水溶矿作用，缓解了这些负面现象的加剧。将水-矿关系演变分为三个阶段：由自然状态下的“水文气象因素主导”到“自然因素和人类活动共同作用”，最终演变为“人类活动影响主导”的轨迹，气候暖湿化、卤水开采和补水溶矿是驱动这一转变的关键，其中卤水开采和补水溶矿是水-矿平衡调控的首选条件。研究成果为实现察尔汗盐湖矿区水-矿平衡和管理方面提供科学依据。
察尔汗盐湖是我国重要的钾肥生产基地，其水-矿平衡关系对资源可持续开发与钾肥保障安全至关重要。本研究在气候暖湿化与强烈人类活动背景下，针对矿区水-矿关系演化机制不清的关键问题，基于收集的近30多年（1990-2024）的水文气象数据，查明了察尔汗盐湖矿区影响水-矿关系的自然和人类活动的关键因素；采用Pearson相关性分析法，揭示了察尔汗盐湖矿区水-矿系统的演变规律与驱动因素。研究结果表明：近20年来（2000-2024年），矿区气候呈现“暖干”向“暖湿”的转变，流域径流量增加了20%以上，矿区温度上升1.5~2.0 ℃，蒸发量则减小了18.5%。资源大规模开发活动，导致矿区补排水量呈负、潜卤水水位大幅下降及KCl品位降低的负面现象，而人工补水溶矿作用，缓解了这些负面现象的加剧。将水-矿关系演变分为三个阶段：由自然状态下的“水文气象因素主导”到“自然因素和人类活动共同作用”，最终演变为“人类活动影响主导”的轨迹，气候暖湿化、卤水开采和补水溶矿是驱动这一转变的关键，其中卤水开采和补水溶矿是水-矿平衡调控的首选条件。研究成果为实现察尔汗盐湖矿区水-矿平衡和管理方面提供科学依据。
优先出版日期: 2026-05-22
摘要：
上世纪八十年代，以鸭绿江水系西太公鱼(Hypomesus nipponensis)为种源群体，在全国范围内开展的渔业移植，获得了显著经济效益。然而移植所建立的初始小群体，在后续不同移植行为(重复引种、不同种源混入和无意移植)和对栖息生境适应的影响下，所形成的遗传多样性状况一直未获得应有重视。本文采集了我国主产地区(东北、华北、西北和西南) 15个移植群体的439尾样本，基于线粒体细胞色素c氧化酶Ⅰ(cytochrome c oxidase I, CO I)基因序列进行了遗传多样性及分化的分析。分析结果显示：15个群体共检出47个单倍型，总体单倍型多样性(Hd = 0.690)，核苷酸多样性(Pi = 0.00290)，整体上呈现高单倍型多样性(Hd)，低核苷酸多样性(Pi)的遗传特征。群体进化树、单倍型网络及AMOVA分析结果中，分子变异主要发生在群体内(群体内=65.06%，群体间遗传变异=34.94%)。华北地区的密云 (MY)和潘家口水库(PJK)群体形成了独立进化支系，并与其他群体间遗传分化显著(Fst > 0.5)，可能与源自日本群体的再次引入有关。打虎石水库(DHS)群体多样性极低，可能与无意移植所形成的极小奠基群体相关。与种源地水系有所连通的东北地区4群体多样性水平相对均衡。向内陆扩散的西北和西南地区群体呈现了中等至偏高多样性的水平，显示出物种对新栖息生境适应的潜力。中性检验、错配分布图及贝叶斯天际线图(Bayesian Skyline Plot，BSP)的分析结果显示，所调查群体均出现过群体扩张。基于上述研究结果现状，建议尽早确定我国西太公鱼种质资源的生物管理单元和核心群体，及时实施必要的遗传监测，进而开展有序的种质使用与区块化资源管理措施，以促进其产业的可持续性健康发展。
上世纪八十年代，以鸭绿江水系西太公鱼(Hypomesus nipponensis)为种源群体，在全国范围内开展的渔业移植，获得了显著经济效益。然而移植所建立的初始小群体，在后续不同移植行为(重复引种、不同种源混入和无意移植)和对栖息生境适应的影响下，所形成的遗传多样性状况一直未获得应有重视。本文采集了我国主产地区(东北、华北、西北和西南) 15个移植群体的439尾样本，基于线粒体细胞色素c氧化酶Ⅰ(cytochrome c oxidase I, CO I)基因序列进行了遗传多样性及分化的分析。分析结果显示：15个群体共检出47个单倍型，总体单倍型多样性(Hd = 0.690)，核苷酸多样性(Pi = 0.00290)，整体上呈现高单倍型多样性(Hd)，低核苷酸多样性(Pi)的遗传特征。群体进化树、单倍型网络及AMOVA分析结果中，分子变异主要发生在群体内(群体内=65.06%，群体间遗传变异=34.94%)。华北地区的密云 (MY)和潘家口水库(PJK)群体形成了独立进化支系，并与其他群体间遗传分化显著(Fst > 0.5)，可能与源自日本群体的再次引入有关。打虎石水库(DHS)群体多样性极低，可能与无意移植所形成的极小奠基群体相关。与种源地水系有所连通的东北地区4群体多样性水平相对均衡。向内陆扩散的西北和西南地区群体呈现了中等至偏高多样性的水平，显示出物种对新栖息生境适应的潜力。中性检验、错配分布图及贝叶斯天际线图(Bayesian Skyline Plot，BSP)的分析结果显示，所调查群体均出现过群体扩张。基于上述研究结果现状，建议尽早确定我国西太公鱼种质资源的生物管理单元和核心群体，及时实施必要的遗传监测，进而开展有序的种质使用与区块化资源管理措施，以促进其产业的可持续性健康发展。
优先出版日期: 2026-05-20
摘要：
本研究通过室内受控实验模拟富营养化湖泊中沉水植物(龙须眼子菜)残体分解过程,解析其对甲烷(CH?)排放通量(FCH?)的驱动机制。实验设置4个处理组：无植物组(CK)、低(300 g)、中(500 g)和高植物添加量(1000 g)植物残体添加组,通过恒温培养模拟冰封期(0-4℃)与冰面融化期(10-15℃)环境,结合连续监测揭示FCH?动态变化及关键环境参数。结果表明：植物残体分解向水-沉积物系统释放溶解性有机碳(DOC)和总有机碳(TOC),其进一步矿化产生溶解性无机碳(DIC)和总无机碳(TIC)。分解过程同步消耗溶解氧(DO),导致DO浓度迅速降至2 mg/L以下,形成强还原厌氧环境,显著提升产甲烷菌丰度。冰封期内,FCH?随植物添加量增加而显著上升,高植物组FCH?为对照组的3.7倍,证实“碳源输入-缺氧环境”协同作用驱动冰封期FCH?升高。温度升高进一步加速有机质矿化与CH?生成,此时FCH?与植物残体添加量仍呈显著正相关(r=0.86, p<0.001),表明气候变暖可能放大植物输入对CH?排放的促进作用。综上所述,草型富营养化湖泊中植物残体分解通过提供有机碳源与营造厌氧环境共同促进CH?生成,而全球气候变暖导致的冰封期缩短与温度上升进一步加剧CH?排放。本研究将为全球气候变化背景下的富营养化湖泊治理提供重要的理论依据。
本研究通过室内受控实验模拟富营养化湖泊中沉水植物(龙须眼子菜)残体分解过程,解析其对甲烷(CH?)排放通量(FCH?)的驱动机制。实验设置4个处理组：无植物组(CK)、低(300 g)、中(500 g)和高植物添加量(1000 g)植物残体添加组,通过恒温培养模拟冰封期(0-4℃)与冰面融化期(10-15℃)环境,结合连续监测揭示FCH?动态变化及关键环境参数。结果表明：植物残体分解向水-沉积物系统释放溶解性有机碳(DOC)和总有机碳(TOC),其进一步矿化产生溶解性无机碳(DIC)和总无机碳(TIC)。分解过程同步消耗溶解氧(DO),导致DO浓度迅速降至2 mg/L以下,形成强还原厌氧环境,显著提升产甲烷菌丰度。冰封期内,FCH?随植物添加量增加而显著上升,高植物组FCH?为对照组的3.7倍,证实“碳源输入-缺氧环境”协同作用驱动冰封期FCH?升高。温度升高进一步加速有机质矿化与CH?生成,此时FCH?与植物残体添加量仍呈显著正相关(r=0.86, p<0.001),表明气候变暖可能放大植物输入对CH?排放的促进作用。综上所述,草型富营养化湖泊中植物残体分解通过提供有机碳源与营造厌氧环境共同促进CH?生成,而全球气候变暖导致的冰封期缩短与温度上升进一步加剧CH?排放。本研究将为全球气候变化背景下的富营养化湖泊治理提供重要的理论依据。
优先出版日期: 2026-05-20
摘要：
干旱区湖泊是流域生态与环境变化的关键指示器，对维持区域水循环平衡与生态系统稳定性发挥重要的水文生态功能。本文以中国北方干旱化显著、生态脆弱的气候敏感区——浑善达克沙地为研究对象，开展了沙地湖泊动态与气候响应研究。通过融合Landsat、Sentinel以及Global Surface Water(GSW)、Global Land Analysis and Discovery(GLAD)等多源数据，利用水体指数法、水体分类增强法与随机森林分类算法提取水体面积，并结合水位-面积关系与体积-面积经验曲线计算蓄水量变化。基于上述方法，探究了浑善达克沙地2003-2023年月度与年度湖泊（＞0.01km2）的面积与蓄水量变化，并分析了相关气候影响因素。结果显示，在年内尺度上，沙地湖泊呈显著季节性波动，5-10月表现为单峰变化趋势。在年际尺度上，近21年湖泊群整体呈持续退化趋势，2023年总面积较2003年减少了37.17%。湖泊数量由1198减少至466，总体以小型浅水湖数量减少与干涸为主。在区域气候干旱条件下，8%的永久性水体向季节性水体转化，86%的季节性水体出现阶段性干涸。蓄水量整体呈下降趋势，净蓄水量变化率为-0.005km3·yr-1，大中型湖泊（≥1km2）贡献了60%的蓄水损失。气候驱动机制表明，降水、饱和水汽压差(VPD)与气温在0-2个月内对湖泊动态存在分布滞后，其中降水与VPD的滞后峰值均为1个月。VPD是年度与月度水体面积的主要负向影响因子。降水主导季节性水体面积的年际调控，并与潜在蒸散发(ET)共同正向驱动月度波动。气温通过增加VPD与蒸散需求间接影响湖泊动态。本文从区域尺度揭示了气候变化下干旱区湖泊的响应机制与时空异质性，可以为生态脆弱区的水资源适应性管理提供数据支持。
干旱区湖泊是流域生态与环境变化的关键指示器，对维持区域水循环平衡与生态系统稳定性发挥重要的水文生态功能。本文以中国北方干旱化显著、生态脆弱的气候敏感区——浑善达克沙地为研究对象，开展了沙地湖泊动态与气候响应研究。通过融合Landsat、Sentinel以及Global Surface Water(GSW)、Global Land Analysis and Discovery(GLAD)等多源数据，利用水体指数法、水体分类增强法与随机森林分类算法提取水体面积，并结合水位-面积关系与体积-面积经验曲线计算蓄水量变化。基于上述方法，探究了浑善达克沙地2003-2023年月度与年度湖泊（＞0.01km2）的面积与蓄水量变化，并分析了相关气候影响因素。结果显示，在年内尺度上，沙地湖泊呈显著季节性波动，5-10月表现为单峰变化趋势。在年际尺度上，近21年湖泊群整体呈持续退化趋势，2023年总面积较2003年减少了37.17%。湖泊数量由1198减少至466，总体以小型浅水湖数量减少与干涸为主。在区域气候干旱条件下，8%的永久性水体向季节性水体转化，86%的季节性水体出现阶段性干涸。蓄水量整体呈下降趋势，净蓄水量变化率为-0.005km3·yr-1，大中型湖泊（≥1km2）贡献了60%的蓄水损失。气候驱动机制表明，降水、饱和水汽压差(VPD)与气温在0-2个月内对湖泊动态存在分布滞后，其中降水与VPD的滞后峰值均为1个月。VPD是年度与月度水体面积的主要负向影响因子。降水主导季节性水体面积的年际调控，并与潜在蒸散发(ET)共同正向驱动月度波动。气温通过增加VPD与蒸散需求间接影响湖泊动态。本文从区域尺度揭示了气候变化下干旱区湖泊的响应机制与时空异质性，可以为生态脆弱区的水资源适应性管理提供数据支持。
优先出版日期: 2026-05-20
摘要：
沉水植物在湖泊生态修复中起着至关重要的作用。植物叶际定殖着大量微生物，这些微生物在调控湖泊营养盐循环和改善水质方面发挥重要功能。然而，目前对于不同生态修复方式下湖泊水体及沉水植物叶际微生物群落的响应特征及潜在机制的认识仍较为有限。本研究以典型城市湖泊南京玄武湖为研究区域，对比其近自然修复区（NR）、围隔修复区（ER）和未修复区（UR）水体及沉水植物苦草（Vallisneria natans）叶际细菌和真核微生物群落特征，探讨生态修复对微生物群落及功能的影响机制。结果表明，NR区沉水植物覆盖度较高、种类较多，总氮（TN）、总磷（TP）、浊度（Turb）和叶绿素a（Chl a）等浓度较低，水体浮游及苦草叶际附着细菌与真核微生物群落多样性显著高于ER区和UR区。与水体相比，苦草叶际富集了特定的微生物类群，且不同修复区域间微生物群落结构存在显著差异。TN、TP、Turb及Chl a是驱动微生物群落结构变化的关键环境因子，其中细菌群落对环境因子的响应更为敏感。功能预测分析表明，苦草叶际显著富集了参与硝化和硝酸盐氨化等过程的微生物功能类群，且其相对丰度与水体氮素浓度显著相关。在共现网络方面，NR区细菌网络的复杂性和稳定性均高于ER区和UR区；与真核微生物网络相比，细菌网络节点及其与环境因子的连接边数较多，表明其更易受到环境因子的影响。此外，功能分析结果显示，叶际细菌共现网络中的关键菌属可能在碳氮循环中发挥重要作用。本研究揭示了生态修复通过沉水植物调控微生物群落结构、互作网络和关键功能群，从而促进水质改善的潜在机制，为富营养化湖泊的生态修复实践提供了科学依据。
沉水植物在湖泊生态修复中起着至关重要的作用。植物叶际定殖着大量微生物，这些微生物在调控湖泊营养盐循环和改善水质方面发挥重要功能。然而，目前对于不同生态修复方式下湖泊水体及沉水植物叶际微生物群落的响应特征及潜在机制的认识仍较为有限。本研究以典型城市湖泊南京玄武湖为研究区域，对比其近自然修复区（NR）、围隔修复区（ER）和未修复区（UR）水体及沉水植物苦草（Vallisneria natans）叶际细菌和真核微生物群落特征，探讨生态修复对微生物群落及功能的影响机制。结果表明，NR区沉水植物覆盖度较高、种类较多，总氮（TN）、总磷（TP）、浊度（Turb）和叶绿素a（Chl a）等浓度较低，水体浮游及苦草叶际附着细菌与真核微生物群落多样性显著高于ER区和UR区。与水体相比，苦草叶际富集了特定的微生物类群，且不同修复区域间微生物群落结构存在显著差异。TN、TP、Turb及Chl a是驱动微生物群落结构变化的关键环境因子，其中细菌群落对环境因子的响应更为敏感。功能预测分析表明，苦草叶际显著富集了参与硝化和硝酸盐氨化等过程的微生物功能类群，且其相对丰度与水体氮素浓度显著相关。在共现网络方面，NR区细菌网络的复杂性和稳定性均高于ER区和UR区；与真核微生物网络相比，细菌网络节点及其与环境因子的连接边数较多，表明其更易受到环境因子的影响。此外，功能分析结果显示，叶际细菌共现网络中的关键菌属可能在碳氮循环中发挥重要作用。本研究揭示了生态修复通过沉水植物调控微生物群落结构、互作网络和关键功能群，从而促进水质改善的潜在机制，为富营养化湖泊的生态修复实践提供了科学依据。
优先出版日期: 2026-05-20
摘要：
Stacking作为一种先进的集成学习技术，是提升径流预测性能的重要手段。现有Stacking径流预测研究多聚焦于个别流域及少数预见期的准确性评价，缺乏针对在多流域与多预见期条件下Stacking径流预测的适用性评价及影响因素分析。本研究以支持向量回归（SVR）和随机森林（RF）作为个体学习器，以岭回归作为元学习器，构建了基于Stacking的径流预测模型。利用CAMELS数据集的200个流域，以1~7天为预见期，对Stacking径流预测的准确性、稳定性及适用性进行了评价，并分析了其预测效果与流域特征及个体学习器精度的相关性。结果表明：（1）Stacking在径流预测中的整体准确性和稳定性均高于个体学习器；（2）Stacking对美国大陆多数流域的径流预测精度具有提升作用，在降水量和气温较高的流域中提升效果更为显著，而在降水量和气温较低的流域中效果相对有限；（3）Stacking倾向于在个体学习器精度较低的流域提高预测精度，而在个体学习器精度较高的流域则难以显著提高预测精度。研究结果可为集成学习方法在水文预测领域的应用与推广提供技术参考。
Stacking作为一种先进的集成学习技术，是提升径流预测性能的重要手段。现有Stacking径流预测研究多聚焦于个别流域及少数预见期的准确性评价，缺乏针对在多流域与多预见期条件下Stacking径流预测的适用性评价及影响因素分析。本研究以支持向量回归（SVR）和随机森林（RF）作为个体学习器，以岭回归作为元学习器，构建了基于Stacking的径流预测模型。利用CAMELS数据集的200个流域，以1~7天为预见期，对Stacking径流预测的准确性、稳定性及适用性进行了评价，并分析了其预测效果与流域特征及个体学习器精度的相关性。结果表明：（1）Stacking在径流预测中的整体准确性和稳定性均高于个体学习器；（2）Stacking对美国大陆多数流域的径流预测精度具有提升作用，在降水量和气温较高的流域中提升效果更为显著，而在降水量和气温较低的流域中效果相对有限；（3）Stacking倾向于在个体学习器精度较低的流域提高预测精度，而在个体学习器精度较高的流域则难以显著提高预测精度。研究结果可为集成学习方法在水文预测领域的应用与推广提供技术参考。
优先出版日期: 2026-05-11
摘要：
为探究水位波动背景下调蓄湖泊鱼类的营养生态位特征，本研究以洪泽湖为研究区域，通过碳、氮稳定同位素技术，分析了鲤（Cyprinus carpio）、光泽黄颡鱼（Pelteobagrus nitidus）、花?（Hemibarbus maculatus）、黄颡鱼（Pelteobagrus fulvidraco）、蛇鮈（Saurogobio dabryi）和似刺鳊鮈（Paracanthobrama guichenoti）6种常见底层鱼类在低水位期（7月）和高水位期（11月）的营养级、营养生态位宽度、生态位重叠和主要食物来源。研究发现，6种底层鱼类的营养级均值介于2.43~3.65之间，处于中营养级水平，但δ13C–δ1?N二维空间分布、营养级及资源利用特征在不同水位期和物种间存在显著差异。6种底层鱼类在两个水位期呈现差异化的营养生态位特征。其中，蛇鮈和似刺鳊鮈的营养生态位在高水位期大幅扩张，呈现营养扩散；光泽黄颡鱼和黄颡鱼的营养生态位在高水位期整体缩减，呈现营养压缩；而花?在两个水位期的营养生态位相对稳定，呈现营养位移。生态位重叠分析显示，低水位期底层鱼类的生态位重叠高度不对称，潜在种间竞争较强；而在高水位期，生态位重叠趋于对称，竞争压力有所缓解。这些研究结果表明，水位波动通过改变生境条件与食物资源格局，显著影响了洪泽湖底层鱼类的营养生态位结构及其种间关系。本研究为认识调蓄湖泊水位波动背景下鱼类资源利用与共存机制提供了重要依据，并可为水位调控下湖泊鱼类资源保护提供科学参考。
为探究水位波动背景下调蓄湖泊鱼类的营养生态位特征，本研究以洪泽湖为研究区域，通过碳、氮稳定同位素技术，分析了鲤（Cyprinus carpio）、光泽黄颡鱼（Pelteobagrus nitidus）、花?（Hemibarbus maculatus）、黄颡鱼（Pelteobagrus fulvidraco）、蛇鮈（Saurogobio dabryi）和似刺鳊鮈（Paracanthobrama guichenoti）6种常见底层鱼类在低水位期（7月）和高水位期（11月）的营养级、营养生态位宽度、生态位重叠和主要食物来源。研究发现，6种底层鱼类的营养级均值介于2.43~3.65之间，处于中营养级水平，但δ13C–δ1?N二维空间分布、营养级及资源利用特征在不同水位期和物种间存在显著差异。6种底层鱼类在两个水位期呈现差异化的营养生态位特征。其中，蛇鮈和似刺鳊鮈的营养生态位在高水位期大幅扩张，呈现营养扩散；光泽黄颡鱼和黄颡鱼的营养生态位在高水位期整体缩减，呈现营养压缩；而花?在两个水位期的营养生态位相对稳定，呈现营养位移。生态位重叠分析显示，低水位期底层鱼类的生态位重叠高度不对称，潜在种间竞争较强；而在高水位期，生态位重叠趋于对称，竞争压力有所缓解。这些研究结果表明，水位波动通过改变生境条件与食物资源格局，显著影响了洪泽湖底层鱼类的营养生态位结构及其种间关系。本研究为认识调蓄湖泊水位波动背景下鱼类资源利用与共存机制提供了重要依据，并可为水位调控下湖泊鱼类资源保护提供科学参考。
优先出版日期: 2026-05-11
摘要：
为揭示温度对锁磷剂（LMB）钝化沉积物—水界面（SWI）磷（P）和砷（As）的影响及识别最佳修复温度，以富营养化浅水湖泊的SWI为研究对象，借助微电极系统、高分辨率间隙水采集技术、电感耦合等离子体发射质谱仪开展室内模拟实验，解析不同温度（10 ℃、20 ℃、30 ℃）下SWI中溶解氧（DO）、pH、铁（Fe）、锰（Mn）、溶解性有机质（DOM）的禀赋特征，高精度识别溶解态P、As的赋存规律。结果表明：温度升高会导致SWI中DO浓度降低、pH升高、DOM浓度升高，形成厌氧环境，从而促进铁锰氧化物的还原溶解，溶解态P、As得到释放；LMB对溶解态P和As的钝化效应的最优温度为20 ℃，第7天溶解态P和As浓度分别降低85.97%和41.43%，第50天分别降低了82.10%和20.35%；LMB的投加可促进沉积物中可移动态P、As向稳定态转化，20 ℃时稳定态P由48.55%增加到51.05%，稳定态As由62.20%增加到68.92%。本研究证实了LMB对SWI中溶解态P和As的钝化效应存在温度依赖性。研究确定的20 ℃最佳修复温度，可应用于温带与亚热带地区浅水湖泊在春、秋季水温适宜期的内源污染治理。
为揭示温度对锁磷剂（LMB）钝化沉积物—水界面（SWI）磷（P）和砷（As）的影响及识别最佳修复温度，以富营养化浅水湖泊的SWI为研究对象，借助微电极系统、高分辨率间隙水采集技术、电感耦合等离子体发射质谱仪开展室内模拟实验，解析不同温度（10 ℃、20 ℃、30 ℃）下SWI中溶解氧（DO）、pH、铁（Fe）、锰（Mn）、溶解性有机质（DOM）的禀赋特征，高精度识别溶解态P、As的赋存规律。结果表明：温度升高会导致SWI中DO浓度降低、pH升高、DOM浓度升高，形成厌氧环境，从而促进铁锰氧化物的还原溶解，溶解态P、As得到释放；LMB对溶解态P和As的钝化效应的最优温度为20 ℃，第7天溶解态P和As浓度分别降低85.97%和41.43%，第50天分别降低了82.10%和20.35%；LMB的投加可促进沉积物中可移动态P、As向稳定态转化，20 ℃时稳定态P由48.55%增加到51.05%，稳定态As由62.20%增加到68.92%。本研究证实了LMB对SWI中溶解态P和As的钝化效应存在温度依赖性。研究确定的20 ℃最佳修复温度，可应用于温带与亚热带地区浅水湖泊在春、秋季水温适宜期的内源污染治理。
优先出版日期: 2026-05-11
摘要：
微囊藻作为水华蓝藻中最常被观测到的类群，其种类多样，且时空差异明显，但是其不同形态特征的季节性分布特征仍不清楚，本研究通过对巢湖2022年-2024年微囊藻的监测，系统分析了微囊藻的形态特征、时空分布特征及其与环境因子（温度、营养盐等）的耦合关系。结果显示：微囊藻不同种类在群体大小、单细胞直径上存在显著差异，片状微囊藻和铜绿微囊藻的群体大小最大，显著高于水华微囊藻和放射微囊藻；惠氏微囊藻的细胞直径最大，显著大于放射微囊藻、铜绿微囊藻和绿色微囊藻等，水华微囊藻和鱼害微囊藻最小。这种现象对营养盐（氮、磷）和温度表现出明显的差异化 。氮和磷是影响微囊藻群体大小和细胞直径的关键营养因子，不同种类在总氮和温度区间的出现频率差异显著。低温季节绿色微囊藻和假丝微囊藻出现频率更高，随水温升高，进入中温季节时，群落转变为以惠氏微囊藻、挪式微囊藻和铜绿微囊藻出现频率更高，在高温季节，则是放射微囊藻和史密斯微囊藻出现频率最大。相关性分析和回归模型进一步揭示了环境因子对不同细胞直径微囊藻物种的调控作用，温度和磷对不同细胞直径的多数种类有显著相关性（p<0.05）。本研究旨在为理解巢湖微囊藻的生态适应机制及富营养化湖泊的蓝藻治理提供科学依据。
微囊藻作为水华蓝藻中最常被观测到的类群，其种类多样，且时空差异明显，但是其不同形态特征的季节性分布特征仍不清楚，本研究通过对巢湖2022年-2024年微囊藻的监测，系统分析了微囊藻的形态特征、时空分布特征及其与环境因子（温度、营养盐等）的耦合关系。结果显示：微囊藻不同种类在群体大小、单细胞直径上存在显著差异，片状微囊藻和铜绿微囊藻的群体大小最大，显著高于水华微囊藻和放射微囊藻；惠氏微囊藻的细胞直径最大，显著大于放射微囊藻、铜绿微囊藻和绿色微囊藻等，水华微囊藻和鱼害微囊藻最小。这种现象对营养盐（氮、磷）和温度表现出明显的差异化 。氮和磷是影响微囊藻群体大小和细胞直径的关键营养因子，不同种类在总氮和温度区间的出现频率差异显著。低温季节绿色微囊藻和假丝微囊藻出现频率更高，随水温升高，进入中温季节时，群落转变为以惠氏微囊藻、挪式微囊藻和铜绿微囊藻出现频率更高，在高温季节，则是放射微囊藻和史密斯微囊藻出现频率最大。相关性分析和回归模型进一步揭示了环境因子对不同细胞直径微囊藻物种的调控作用，温度和磷对不同细胞直径的多数种类有显著相关性（p<0.05）。本研究旨在为理解巢湖微囊藻的生态适应机制及富营养化湖泊的蓝藻治理提供科学依据。
优先出版日期: 2026-05-09
摘要：
为探究长江上游珍稀特有鱼类国家级自然保护区江津江段鱼类群落营养生态学特征，于2024年丰水期和枯水期，利用碳（δ13C）、氮（δ1?N）稳定同位素技术，对该江段42种鱼类共246尾样本进行了分析。结果显示：（1）从整个鱼类群落水平来看，δ13C值的范围为-28.76‰至-19.05‰，在丰水期和枯水期间无显著差异，而δ1?N值的范围为3.73‰至13.01‰，存在显著的季节性差异，反映了清晰的营养级分化；（2）江津江段鱼类群落营养级跨度为1.17–3.82，平均值为2.37±0.45，呈现出多层次的营养关系；（3）群落营养结构存在显著的水文期差异，枯水期整体δ1?N值及主要摄食功能群的营养级水平均显著高于丰水期；（4）以标准椭圆面积衡量的群落营养生态位宽度在丰水期大于枯水期，表明食物资源利用格局具有水文期差异。研究为理解长江上游珍稀特有鱼类国家级自然保护区鱼类群落的食物网结构、水文期动态及其资源利用策略提供了重要视角，也为该区域的鱼类多样性保护和生态系统管理提供了科学依据。
为探究长江上游珍稀特有鱼类国家级自然保护区江津江段鱼类群落营养生态学特征，于2024年丰水期和枯水期，利用碳（δ13C）、氮（δ1?N）稳定同位素技术，对该江段42种鱼类共246尾样本进行了分析。结果显示：（1）从整个鱼类群落水平来看，δ13C值的范围为-28.76‰至-19.05‰，在丰水期和枯水期间无显著差异，而δ1?N值的范围为3.73‰至13.01‰，存在显著的季节性差异，反映了清晰的营养级分化；（2）江津江段鱼类群落营养级跨度为1.17–3.82，平均值为2.37±0.45，呈现出多层次的营养关系；（3）群落营养结构存在显著的水文期差异，枯水期整体δ1?N值及主要摄食功能群的营养级水平均显著高于丰水期；（4）以标准椭圆面积衡量的群落营养生态位宽度在丰水期大于枯水期，表明食物资源利用格局具有水文期差异。研究为理解长江上游珍稀特有鱼类国家级自然保护区鱼类群落的食物网结构、水文期动态及其资源利用策略提供了重要视角，也为该区域的鱼类多样性保护和生态系统管理提供了科学依据。
优先出版日期: 2026-05-09
摘要：
在全球气候变化背景下，极端气候事件频次与强度增加加剧了浅水富营养化湖泊中蓝藻水华的暴发与扩张，对湖泊生态安全和供水保障构成严重威胁。然而，极端气候事件如何驱动蓝藻水华的长期动态演变，其主导因子与机制仍不明确。本研究以洪泽湖为对象，基于64年气象监测数据的Mann-Kendall趋势分析表明，极端温度指数整体表现为显著增温特征，自1991年以来极端高温事件的总持续天数每10年增加5.33 d，发生频次每10年增加2次；同时，降水强度（SDII）每10年增加0.38 mm d-1，强降水总量（R95p）每10年增加15.18 mm。结合2003—2020年的遥感影像分析发现，洪泽湖蓝藻水华发生率上升1.15%，最大藻华面积扩大154.69 km²，首次出现时间提前24.56 d，潜在持续期平均延长27.20 d。进一步基于SHAP方法的归因分析表明，藻华发生率和最大藻华面积是对极端气候事件响应最为敏感的蓝藻水华指标，其中极端高温事件的平均强度起主导作用，其持续增强预计将进一步导致水华提前发生与范围扩大。值得注意的是，当高温超过一定阈值时，藻类生长可能受到热胁迫抑制，表明极端高温事件在蓝藻水华演变中具有“促进—限制”双重作用。本研究揭示了极端气候驱动下蓝藻水华的响应机制与阈值行为，为湖泊水华风险预警与适应性流域管理提供了理论依据与科学支持。
在全球气候变化背景下，极端气候事件频次与强度增加加剧了浅水富营养化湖泊中蓝藻水华的暴发与扩张，对湖泊生态安全和供水保障构成严重威胁。然而，极端气候事件如何驱动蓝藻水华的长期动态演变，其主导因子与机制仍不明确。本研究以洪泽湖为对象，基于64年气象监测数据的Mann-Kendall趋势分析表明，极端温度指数整体表现为显著增温特征，自1991年以来极端高温事件的总持续天数每10年增加5.33 d，发生频次每10年增加2次；同时，降水强度（SDII）每10年增加0.38 mm d-1，强降水总量（R95p）每10年增加15.18 mm。结合2003—2020年的遥感影像分析发现，洪泽湖蓝藻水华发生率上升1.15%，最大藻华面积扩大154.69 km²，首次出现时间提前24.56 d，潜在持续期平均延长27.20 d。进一步基于SHAP方法的归因分析表明，藻华发生率和最大藻华面积是对极端气候事件响应最为敏感的蓝藻水华指标，其中极端高温事件的平均强度起主导作用，其持续增强预计将进一步导致水华提前发生与范围扩大。值得注意的是，当高温超过一定阈值时，藻类生长可能受到热胁迫抑制，表明极端高温事件在蓝藻水华演变中具有“促进—限制”双重作用。本研究揭示了极端气候驱动下蓝藻水华的响应机制与阈值行为，为湖泊水华风险预警与适应性流域管理提供了理论依据与科学支持。
优先出版日期: 2026-05-09
摘要：
寒旱区湖泊生态系统对气候变化与人为干扰响应敏感，其浮游植物群落动态是表征水生态环境变化的重要指示。呼伦湖作为我国北方干旱半干旱区的典型浅水湖泊，在“引河济湖”工程实施后，水体呈现富营养化特征。因此，探究其浮游植物群落的构建机制及关键环境驱动因子，对于湖泊生态修复与水华防控具有重要意义。本研究于2024年至2025年的春、夏两季，对呼伦湖主体湖区及主要入湖水域的26个点位进行了系统的生态调查，旨在解析浮游植物群落的季节演替规律、分类Beta多样性特征及其与环境因子的耦合关系。结果表明：呼伦湖浮游植物群落结构呈现显著的季节演替。春季以硅藻门为优势类群，其中梅尼小环藻（Cyclotella meneghiniana）为关键优势种；夏季则转变为以蓝藻门为绝对优势类群，铜绿微囊藻（Microcystis aeruginosa）和卷曲鱼腥藻（Anabaenopsis oscillarioides）成为优势物种。浮游植物细胞密度年平均值为2.42×10? cells/L，季节分布呈现夏季(2.95-3.20×10? cells/L)显著高于春季(1.68-1.76×10? cells/L)的特征。尽管夏季物种丰富度较高，但群落的Shannon-Wiener多样性指数显著低于春季。典范对应分析（CCA）表明春季群落主要受总磷（TP）、浊度（Turb）和化学需氧量（CODCr）影响；而夏季群落则主要受水温（WT）、总氮（TN）、五日生化需氧量（BOD5）和叶绿素a（Chl-a）等因子驱动。分类Beta多样性分解显示，季节间和年际间的分类β多样性主要由周转组分主导，这表明物种替换是呼伦湖浮游植物群落构建的核心过程，反映了强烈的环境筛选作用及生境异质性。本研究从物种组成和群落构建机制两个维度，揭示了环境过滤是影响呼伦湖浮游植物群落季节动态的核心驱动力。研究成果不仅明确了呼伦湖富营养化过程中的关键调控因子，也为该湖及我国北方同类型寒旱区湖泊的水生态健康评估、蓝藻水华预警与生态修复实践提供了重要的科学依据。
寒旱区湖泊生态系统对气候变化与人为干扰响应敏感，其浮游植物群落动态是表征水生态环境变化的重要指示。呼伦湖作为我国北方干旱半干旱区的典型浅水湖泊，在“引河济湖”工程实施后，水体呈现富营养化特征。因此，探究其浮游植物群落的构建机制及关键环境驱动因子，对于湖泊生态修复与水华防控具有重要意义。本研究于2024年至2025年的春、夏两季，对呼伦湖主体湖区及主要入湖水域的26个点位进行了系统的生态调查，旨在解析浮游植物群落的季节演替规律、分类Beta多样性特征及其与环境因子的耦合关系。结果表明：呼伦湖浮游植物群落结构呈现显著的季节演替。春季以硅藻门为优势类群，其中梅尼小环藻（Cyclotella meneghiniana）为关键优势种；夏季则转变为以蓝藻门为绝对优势类群，铜绿微囊藻（Microcystis aeruginosa）和卷曲鱼腥藻（Anabaenopsis oscillarioides）成为优势物种。浮游植物细胞密度年平均值为2.42×10? cells/L，季节分布呈现夏季(2.95-3.20×10? cells/L)显著高于春季(1.68-1.76×10? cells/L)的特征。尽管夏季物种丰富度较高，但群落的Shannon-Wiener多样性指数显著低于春季。典范对应分析（CCA）表明春季群落主要受总磷（TP）、浊度（Turb）和化学需氧量（CODCr）影响；而夏季群落则主要受水温（WT）、总氮（TN）、五日生化需氧量（BOD5）和叶绿素a（Chl-a）等因子驱动。分类Beta多样性分解显示，季节间和年际间的分类β多样性主要由周转组分主导，这表明物种替换是呼伦湖浮游植物群落构建的核心过程，反映了强烈的环境筛选作用及生境异质性。本研究从物种组成和群落构建机制两个维度，揭示了环境过滤是影响呼伦湖浮游植物群落季节动态的核心驱动力。研究成果不仅明确了呼伦湖富营养化过程中的关键调控因子，也为该湖及我国北方同类型寒旱区湖泊的水生态健康评估、蓝藻水华预警与生态修复实践提供了重要的科学依据。
优先出版日期: 2026-05-08
摘要：
为克服纯数据驱动模型缺乏物理约束的局限性，实现传统水库水温模型在未来气候非平稳情景下的快速预测，本文提出一种融合物理机制与数据驱动的水库水温结构预测框架。基于三板溪水库2007-2016年实测资料，结合一维水动力-水温GLM模型、RF-BILSTM机器学习模型、全球气候模型GCMs，反演了三板溪水库历史水温结构，预测了未来气候情境下2023-2100年水温结构演变情势。研究结果表明：(1)基于一维水动力-水温GLM模型和实测数据，生成物理约束下的训练数据集，克服了纯数据驱动模型在缺乏物理机制时的伪关联问题， RF-BILSTM水温预测框架的模拟精度R2>0.9。(2)基于全球气候模型GCMs，表明三板溪水库未来气温呈现显著的上升趋势(p < 0.01)，SSP5-8.5情景下的气温升高幅度远大于SSP2-4.5情景，而降水呈显著增加趋势。(3)至2100年，在SSP2-4.5和SSP5-8.5情境下，三板溪水库平均水温预计分别上升0.39和0.87℃，且呈现明显的垂向差异性：表层升温更显著，预计分别上升0.94和2.04℃，年均表底温差分别上升1.32和1.55℃，最大垂向温差都发生在8月。年均水体稳定度St分别增加643.41J/m2(+7.85%)和1829.47J/m2(+22.31%)，水温分层加剧，可增加表层水华和营养盐层化富集的风险，提前下游鱼类产卵时间。本文提出了物理机制和数据驱动深度融合新思路，为水库水温管理提供了技术支撑。
为克服纯数据驱动模型缺乏物理约束的局限性，实现传统水库水温模型在未来气候非平稳情景下的快速预测，本文提出一种融合物理机制与数据驱动的水库水温结构预测框架。基于三板溪水库2007-2016年实测资料，结合一维水动力-水温GLM模型、RF-BILSTM机器学习模型、全球气候模型GCMs，反演了三板溪水库历史水温结构，预测了未来气候情境下2023-2100年水温结构演变情势。研究结果表明：(1)基于一维水动力-水温GLM模型和实测数据，生成物理约束下的训练数据集，克服了纯数据驱动模型在缺乏物理机制时的伪关联问题， RF-BILSTM水温预测框架的模拟精度R2>0.9。(2)基于全球气候模型GCMs，表明三板溪水库未来气温呈现显著的上升趋势(p < 0.01)，SSP5-8.5情景下的气温升高幅度远大于SSP2-4.5情景，而降水呈显著增加趋势。(3)至2100年，在SSP2-4.5和SSP5-8.5情境下，三板溪水库平均水温预计分别上升0.39和0.87℃，且呈现明显的垂向差异性：表层升温更显著，预计分别上升0.94和2.04℃，年均表底温差分别上升1.32和1.55℃，最大垂向温差都发生在8月。年均水体稳定度St分别增加643.41J/m2(+7.85%)和1829.47J/m2(+22.31%)，水温分层加剧，可增加表层水华和营养盐层化富集的风险，提前下游鱼类产卵时间。本文提出了物理机制和数据驱动深度融合新思路，为水库水温管理提供了技术支撑。
优先出版日期: 2026-05-08
摘要：
探明浮游植物群落结构的时间变化特征对于理解水生态环境演变具有重要意义；浮游植物类群的自动监测为揭示浮游植物群落结构的多时间尺度变化特征提供了基础数据，然而高频监测数据的多周期性也对传统时间序列分析方法提出了挑战。本研究以九龙江北溪江东水库为案例地，获取了2017–2022年绿藻、蓝藻、硅甲藻和隐藻4个类群生物量的逐小时自动监测数据，采用多周期时间序列分解方法，将各个类群生物量分解为趋势、年周期、日周期和残差4个组分，对群落结构的多时间尺度变化特征进行分析。结果发现：（1）绿藻类群生物量从2020年开始迅速上升，于2021年达到顶峰并成为为优势类群；其它类群总体呈现下降趋势。（2）各类群季节波动较为稳定，其中隐藻振幅最大，绿藻和蓝藻次之，硅藻最小。（3）各类群均存在稳定的昼夜变化节律，在12-16时前达到峰值，其中绿藻振幅最大，蓝藻变化最为平缓。（4）季节循环和长期趋势共同解释了群落丰度变异的主要部分，而日周期的贡献相对较小。研究结果表明，绿藻和硅藻类群的变化受多年背景与季节因子共同驱动，蓝藻和隐藻类群的波动则更依赖季节性温度—光照循环。本研究揭示了浮游植物在年际、季节和昼夜多尺度下的优势替代与生态位分隔现象，可为有害藻华的早期预警和水生态系统管理提供科学依据。
探明浮游植物群落结构的时间变化特征对于理解水生态环境演变具有重要意义；浮游植物类群的自动监测为揭示浮游植物群落结构的多时间尺度变化特征提供了基础数据，然而高频监测数据的多周期性也对传统时间序列分析方法提出了挑战。本研究以九龙江北溪江东水库为案例地，获取了2017–2022年绿藻、蓝藻、硅甲藻和隐藻4个类群生物量的逐小时自动监测数据，采用多周期时间序列分解方法，将各个类群生物量分解为趋势、年周期、日周期和残差4个组分，对群落结构的多时间尺度变化特征进行分析。结果发现：（1）绿藻类群生物量从2020年开始迅速上升，于2021年达到顶峰并成为为优势类群；其它类群总体呈现下降趋势。（2）各类群季节波动较为稳定，其中隐藻振幅最大，绿藻和蓝藻次之，硅藻最小。（3）各类群均存在稳定的昼夜变化节律，在12-16时前达到峰值，其中绿藻振幅最大，蓝藻变化最为平缓。（4）季节循环和长期趋势共同解释了群落丰度变异的主要部分，而日周期的贡献相对较小。研究结果表明，绿藻和硅藻类群的变化受多年背景与季节因子共同驱动，蓝藻和隐藻类群的波动则更依赖季节性温度—光照循环。本研究揭示了浮游植物在年际、季节和昼夜多尺度下的优势替代与生态位分隔现象，可为有害藻华的早期预警和水生态系统管理提供科学依据。
优先出版日期: 2026-05-07
摘要：
为了解长江十年禁渔以来镇江段鱼类群落结构及多样性变化，本研究于2021—2024年每年鱼类繁殖期(4—7月)、育肥期(9—11月)各调查1次。4年期间，长江镇江段共调查792网次，采集到鱼类3908尾，重575.62 kg，鉴定出鱼类66种，隶属9目16科47属。研究期间，长江镇江段鱼类物种组成以杂食性(肉食性)、淡水定居型和底层鱼类为主，分别占总物种数的40.91%(40.91%)、69.70%、43.94%，群落优势种为鳊(Parabramis pekinensis)、贝氏?(Hemiculter bleekeri)和蛇鮈(Saurogobio dabryi)。2024年鱼类物种数最多为48种，明显高于2023年的39种。单因素方差分析结果显示，鱼类群落多样性水平年际差异明显，2024年鱼类多样性、丰富度、均匀度和优势度指数均最高，2024年鱼类多样性指数(3.04)显著(P<0.05)高于前3年，丰富度指数(6.86)显著(P<0.05)高于2023年，均匀度指数(0.79)显著(P<0.05)高于2022年。丰度/生物量曲线结果表明，禁渔实施后，长江镇江段鱼类群落结构受干扰程度总体较小，2022年受异常枯水位影响鱼类群落受中度干扰，稳定性下降，2024年鱼类群落初步达到稳定状态。Cluster和NMDS分析结果表明，长江镇江段鱼类群落聚为两组：2021年和2022—2024年，2022—2024年较2021年光泽黄颡鱼(Pelteobagrus nitidus)、贝氏?、银鲴(Xenocypris argentea)等小型鱼类相对丰度有所减少，刀鲚(Coilia nasus)相对丰度有所增加，群落结构呈现一定的演替特征。长江十年禁渔后，镇江段鱼类资源呈逐步恢复趋势，群落较为稳定，但鱼类群落的恢复并非简单的线性上升，而是同时受到“禁渔(正向)”和“极端枯水位(负向)”因素双重影响。本研究理清了长江十年禁渔以来镇江段鱼类群落基本特征及变动趋势，可为十年禁渔效果评估和水生生物完整性指数评价提供支撑，助力长江十年禁渔政策行稳致远。
为了解长江十年禁渔以来镇江段鱼类群落结构及多样性变化，本研究于2021—2024年每年鱼类繁殖期(4—7月)、育肥期(9—11月)各调查1次。4年期间，长江镇江段共调查792网次，采集到鱼类3908尾，重575.62 kg，鉴定出鱼类66种，隶属9目16科47属。研究期间，长江镇江段鱼类物种组成以杂食性(肉食性)、淡水定居型和底层鱼类为主，分别占总物种数的40.91%(40.91%)、69.70%、43.94%，群落优势种为鳊(Parabramis pekinensis)、贝氏?(Hemiculter bleekeri)和蛇鮈(Saurogobio dabryi)。2024年鱼类物种数最多为48种，明显高于2023年的39种。单因素方差分析结果显示，鱼类群落多样性水平年际差异明显，2024年鱼类多样性、丰富度、均匀度和优势度指数均最高，2024年鱼类多样性指数(3.04)显著(P<0.05)高于前3年，丰富度指数(6.86)显著(P<0.05)高于2023年，均匀度指数(0.79)显著(P<0.05)高于2022年。丰度/生物量曲线结果表明，禁渔实施后，长江镇江段鱼类群落结构受干扰程度总体较小，2022年受异常枯水位影响鱼类群落受中度干扰，稳定性下降，2024年鱼类群落初步达到稳定状态。Cluster和NMDS分析结果表明，长江镇江段鱼类群落聚为两组：2021年和2022—2024年，2022—2024年较2021年光泽黄颡鱼(Pelteobagrus nitidus)、贝氏?、银鲴(Xenocypris argentea)等小型鱼类相对丰度有所减少，刀鲚(Coilia nasus)相对丰度有所增加，群落结构呈现一定的演替特征。长江十年禁渔后，镇江段鱼类资源呈逐步恢复趋势，群落较为稳定，但鱼类群落的恢复并非简单的线性上升，而是同时受到“禁渔(正向)”和“极端枯水位(负向)”因素双重影响。本研究理清了长江十年禁渔以来镇江段鱼类群落基本特征及变动趋势，可为十年禁渔效果评估和水生生物完整性指数评价提供支撑，助力长江十年禁渔政策行稳致远。
优先出版日期: 2026-05-07
摘要：
三门峡水库汛期敞泄排沙对库区冲刷与库容恢复具有重要作用，并往往表现为冲刷—平衡的发展过程，现有研究多有不足。综合采用资料统计、理论分析、试验研究、概化模拟等方法，深入研究三门峡水库汛期敞泄排沙规律与冲刷-平衡发展过程。通过资料分析认为，三门峡水库汛期敞泄排沙可采用考虑上站来水含沙量的输沙幂律函数公式，且输沙系数随累计冲刷时间及总量增大而不断衰减，这是形成冲刷-平衡发展过程的根本原因，也是造成以往率定流量幂律指数出现小于1.0不合理现象的重要原因。进一步考虑敞泄排沙初期床面新淤泥沙与后期床面淤积固结泥沙冲刷起动临界条件差别，对考虑上站来水含沙量的输沙幂律函数公式进行改进，并对后期输沙系数进行修正，结果显示修正后输沙系数总体变化趋势更为光滑、合理；经三门峡水库泥沙淤积固结及冲刷起动试验验证，水库泥沙淤积固结干密度的小幅增大确会导致起动临界条件（流速、剪切应力、流量等）的大幅增长。最后，再进一步结合河流自动调整原理及滞后响应模型，建立输沙系数及累计冲刷量的滞后响应模型，并对三门峡水库汛期敞泄排沙冲刷—平衡发展过程进行概化模拟。结果表明计算输沙系数随累计冲刷时间变化曲线与实测值变化趋势基本符合，计算累计冲刷量随累计入库水量变化曲线与实测值变化趋势符合良好，确定性系数与Nash-Sutcliffe效率系数均在0.98以上，初步说明了所建模型方法的合理性。
三门峡水库汛期敞泄排沙对库区冲刷与库容恢复具有重要作用，并往往表现为冲刷—平衡的发展过程，现有研究多有不足。综合采用资料统计、理论分析、试验研究、概化模拟等方法，深入研究三门峡水库汛期敞泄排沙规律与冲刷-平衡发展过程。通过资料分析认为，三门峡水库汛期敞泄排沙可采用考虑上站来水含沙量的输沙幂律函数公式，且输沙系数随累计冲刷时间及总量增大而不断衰减，这是形成冲刷-平衡发展过程的根本原因，也是造成以往率定流量幂律指数出现小于1.0不合理现象的重要原因。进一步考虑敞泄排沙初期床面新淤泥沙与后期床面淤积固结泥沙冲刷起动临界条件差别，对考虑上站来水含沙量的输沙幂律函数公式进行改进，并对后期输沙系数进行修正，结果显示修正后输沙系数总体变化趋势更为光滑、合理；经三门峡水库泥沙淤积固结及冲刷起动试验验证，水库泥沙淤积固结干密度的小幅增大确会导致起动临界条件（流速、剪切应力、流量等）的大幅增长。最后，再进一步结合河流自动调整原理及滞后响应模型，建立输沙系数及累计冲刷量的滞后响应模型，并对三门峡水库汛期敞泄排沙冲刷—平衡发展过程进行概化模拟。结果表明计算输沙系数随累计冲刷时间变化曲线与实测值变化趋势基本符合，计算累计冲刷量随累计入库水量变化曲线与实测值变化趋势符合良好，确定性系数与Nash-Sutcliffe效率系数均在0.98以上，初步说明了所建模型方法的合理性。
优先出版日期: 2026-05-07
摘要：
为探究乌东德水电站坝下江段鱼类资源的时空动态，本研究于2024年5月至2025年4月利用Simrad EK80 型鱼探仪（200 kHz）开展水声学调查，结合渔获物调查（5月和11月）及坝下右岸固定集鱼站逐月监测数据进行分析。渔获物调查采集鱼类6科24属31种250尾，以鲫占绝对优势（44.4%），其次为圆口铜鱼（5.6%）和?（5.2%）；5月种类和数量均高于11月。固定集鱼站集获鱼类11科40属55种35026尾，数量占比较高为?（54.90%）、贝氏?（32.98%）和中华沙鳅（5.11%），日均集鱼量呈显著季节性峰值（6-9月）。水声学探测目标强度对应鱼体长10.1-117.4 cm，各月密度为3.07-53.43尾/1000m3，其体长及密度的变化趋势与渔获物调查结果一致，并在月尺度上与集鱼站监测结果呈显著相关（密度：R=0.73, p<0.01；5–10月体长 R=0.82, p=0.047），表明两类监测在“空间覆盖”与“时间连续性”方面互补。声学探测进一步揭示坝下鱼类典型季节性空间格局：春夏季（3-6月）以产卵驱动的空间聚集为主，不同物种产卵场随月份在坝下1.8-12.0 km间移动；秋冬季（9月-翌年3月）鱼类分布趋于离散，呈扩散—低密度—间歇性回迁的动态格局。整体变化可概括为繁殖驱动—扩散—低密度—回迁的季节性过程。研究结果为集鱼系统运行优化与坝下生态调度提供了科学依据，并可结合声学标记追踪、水文与环境因子进一步解析驱动机制。
为探究乌东德水电站坝下江段鱼类资源的时空动态，本研究于2024年5月至2025年4月利用Simrad EK80 型鱼探仪（200 kHz）开展水声学调查，结合渔获物调查（5月和11月）及坝下右岸固定集鱼站逐月监测数据进行分析。渔获物调查采集鱼类6科24属31种250尾，以鲫占绝对优势（44.4%），其次为圆口铜鱼（5.6%）和?（5.2%）；5月种类和数量均高于11月。固定集鱼站集获鱼类11科40属55种35026尾，数量占比较高为?（54.90%）、贝氏?（32.98%）和中华沙鳅（5.11%），日均集鱼量呈显著季节性峰值（6-9月）。水声学探测目标强度对应鱼体长10.1-117.4 cm，各月密度为3.07-53.43尾/1000m3，其体长及密度的变化趋势与渔获物调查结果一致，并在月尺度上与集鱼站监测结果呈显著相关（密度：R=0.73, p<0.01；5–10月体长 R=0.82, p=0.047），表明两类监测在“空间覆盖”与“时间连续性”方面互补。声学探测进一步揭示坝下鱼类典型季节性空间格局：春夏季（3-6月）以产卵驱动的空间聚集为主，不同物种产卵场随月份在坝下1.8-12.0 km间移动；秋冬季（9月-翌年3月）鱼类分布趋于离散，呈扩散—低密度—间歇性回迁的动态格局。整体变化可概括为繁殖驱动—扩散—低密度—回迁的季节性过程。研究结果为集鱼系统运行优化与坝下生态调度提供了科学依据，并可结合声学标记追踪、水文与环境因子进一步解析驱动机制。
优先出版日期: 2026-05-06
摘要：
鄱阳湖是东亚?澳大利西亚迁飞通道上的重要栖息地，系统评估其越冬水鸟多样性的时空变化，有助于优化区域湿地保护格局。基于2013?2023年鄱阳湖44个调查地点的越冬水鸟监测数据，采用物种丰富度、多度、Shannon-Wiener多样性和Pielou均匀度等生物多样性指标，分析越冬水鸟群落的年际变化趋势、不同食性功能群及保护地内外的特征差异、并刻画多样性的空间分布格局。结果表明，2013?2023年共记录越冬水鸟109种，隶属7目16科。越冬水鸟多度未发生显著变化，但群落结构已明显调整；不同食性功能群响应分化明显，食莎草/禾本科等功能群的多样性指数上升，食无脊椎动物功能群多度下降，食块茎类功能群多度虽有下降趋势但不显著；保护地内多样性普遍较高，但个体数量有所下降而在保护地外上升。根据Shannon-Wiener多样性均值及变化率，调查地点可划分为多样性核心区、退化预警区、恢复潜力区和脆弱区四类，揭示了鄱阳湖越冬水鸟多样性显著的空间分异格局。因此，在水鸟数量总体稳定的背景下，建议综合不同食性功能群的差异化响应及保护地内外多样性格局，对上述四类区域实施分区管理与协同保护，以提升鄱阳湖越冬水鸟种群及其栖息地的整体韧性。
鄱阳湖是东亚?澳大利西亚迁飞通道上的重要栖息地，系统评估其越冬水鸟多样性的时空变化，有助于优化区域湿地保护格局。基于2013?2023年鄱阳湖44个调查地点的越冬水鸟监测数据，采用物种丰富度、多度、Shannon-Wiener多样性和Pielou均匀度等生物多样性指标，分析越冬水鸟群落的年际变化趋势、不同食性功能群及保护地内外的特征差异、并刻画多样性的空间分布格局。结果表明，2013?2023年共记录越冬水鸟109种，隶属7目16科。越冬水鸟多度未发生显著变化，但群落结构已明显调整；不同食性功能群响应分化明显，食莎草/禾本科等功能群的多样性指数上升，食无脊椎动物功能群多度下降，食块茎类功能群多度虽有下降趋势但不显著；保护地内多样性普遍较高，但个体数量有所下降而在保护地外上升。根据Shannon-Wiener多样性均值及变化率，调查地点可划分为多样性核心区、退化预警区、恢复潜力区和脆弱区四类，揭示了鄱阳湖越冬水鸟多样性显著的空间分异格局。因此，在水鸟数量总体稳定的背景下，建议综合不同食性功能群的差异化响应及保护地内外多样性格局，对上述四类区域实施分区管理与协同保护，以提升鄱阳湖越冬水鸟种群及其栖息地的整体韧性。
优先出版日期: 2026-05-06
摘要：
淡水湖泊是全球碳循环的热点区域，也是地表碳排放的重要源区。本文以中国最大的吞吐型淡水湖——鄱阳湖流域内的卫星湖为研究对象，通过结合腔衰荡光谱技术、稳定同位素和有机质光谱分析等手段，系统探究了不同水文条件下鄱阳湖流域卫星湖群二氧化碳（CO2）和甲烷（CH4）排放的时空特征、产甲烷途径及其关键驱动因素。研究发现鄱阳湖流域卫星湖群的碳排放通量表现出由水文条件主导的显著时空异质性，CO2排放通量在不同规模湖泊中呈现不同的季节模式：大中型湖泊在丰水期因陆源输入和异养呼吸增强而排放更高，均值为13.68 ± 26.77 mmol m-2 d-1，而小型湖泊（<10 km2）反而在枯水期表现出更强的排放，均值为18.23 ± 28.72 mmol m-2 d-1。高碳排放区集中在受陆源输入影响强烈的入湖水域及浅水区，丰水期CO2释放峰值可达127.80 mmol m-2 d-1。同时，CH4排放在所有湖泊中均表现为丰水期高于枯水期，在中型湖泊中季节差异尤为显著（P<0.01），均值从枯水期的0.07 ± 0.12 mmol m-2 d-1增至丰水期的0.27 ± 0.23 mmol m-2 d-1，但局部区域枯水期的排放峰值可达2.6 mmol m-2 d-1。稳定同位素证据揭示产甲烷途径发生了转变，从丰水期到枯水期，αC的整体范围缩小且最大值从1.07降至1.05，表明产甲烷途径从丰水期的氢气还原与乙酸裂解共存，转变为枯水期以乙酸裂解为主。进一步分析表明，CO2的排放驱动力从丰水期的外源输入和呼吸作用，转变为枯水期的内源光化学与生物降解；而CH4的产生则从外源底物驱动的湖底产甲烷，转变为内源物质在局部微环境的分解。这些发现表明流域过程显著影响吞吐型湖泊碳排放，有助于深入理解湖泊碳循环动力学过程。
淡水湖泊是全球碳循环的热点区域，也是地表碳排放的重要源区。本文以中国最大的吞吐型淡水湖——鄱阳湖流域内的卫星湖为研究对象，通过结合腔衰荡光谱技术、稳定同位素和有机质光谱分析等手段，系统探究了不同水文条件下鄱阳湖流域卫星湖群二氧化碳（CO2）和甲烷（CH4）排放的时空特征、产甲烷途径及其关键驱动因素。研究发现鄱阳湖流域卫星湖群的碳排放通量表现出由水文条件主导的显著时空异质性，CO2排放通量在不同规模湖泊中呈现不同的季节模式：大中型湖泊在丰水期因陆源输入和异养呼吸增强而排放更高，均值为13.68 ± 26.77 mmol m-2 d-1，而小型湖泊（<10 km2）反而在枯水期表现出更强的排放，均值为18.23 ± 28.72 mmol m-2 d-1。高碳排放区集中在受陆源输入影响强烈的入湖水域及浅水区，丰水期CO2释放峰值可达127.80 mmol m-2 d-1。同时，CH4排放在所有湖泊中均表现为丰水期高于枯水期，在中型湖泊中季节差异尤为显著（P<0.01），均值从枯水期的0.07 ± 0.12 mmol m-2 d-1增至丰水期的0.27 ± 0.23 mmol m-2 d-1，但局部区域枯水期的排放峰值可达2.6 mmol m-2 d-1。稳定同位素证据揭示产甲烷途径发生了转变，从丰水期到枯水期，αC的整体范围缩小且最大值从1.07降至1.05，表明产甲烷途径从丰水期的氢气还原与乙酸裂解共存，转变为枯水期以乙酸裂解为主。进一步分析表明，CO2的排放驱动力从丰水期的外源输入和呼吸作用，转变为枯水期的内源光化学与生物降解；而CH4的产生则从外源底物驱动的湖底产甲烷，转变为内源物质在局部微环境的分解。这些发现表明流域过程显著影响吞吐型湖泊碳排放，有助于深入理解湖泊碳循环动力学过程。
优先出版日期: 2026-05-06
摘要：
抚仙湖是我国蓄水量最大的深水型淡水湖泊，2010年以来，因入湖流量减小等原因，湖水位出现下降现象，土著鱼类自然繁殖受到影响。为保护抚仙湖珍稀鱼类资源及生物多样性、维持湖泊生态系统健康可持续发展，亟需研究确定面向抚仙湖特有鱼类生境保护与修复的适宜生态水位。本文以抚仙湖特有鱼类鱇浪白鱼（Anabarilius graham）为目标物种，针对鱇浪白鱼成鱼期生境需求，选取水温、流速、溶解氧三个关键生境因子，考虑抚仙湖深水湖泊特征，构建了基于环境流体动力学模型（Environmental Fluid Dynamics Code，EFDC）的三维水动力水质模型，以生境模拟法为基础提出了适用于深水湖泊的垂向累计加权可利用面积，计算得到了抚仙湖适宜生态水位目标值并分析了可达性。结果表明：①水温、流速、溶解氧三个关键生境因子适宜度指数空间分布特征不同。水温、流速适宜度指数随水深增加变化幅度较小且对三者综合后的生境适宜度指数影响不大，而当水深大于15m时溶解氧适宜度指数显著减小，溶解氧是垂向上影响生境适宜性分布的主要因素；②不同水位方案下鱇浪白鱼生存空间内（水下0~20m范围）加权可利用面积变化规律基本相同。随水深增加，适宜鱇浪白鱼生长的加权可利用面积呈逐渐减少特征，并在水深大于15m后大幅减少；③建立湖水位与鱇浪白鱼生境垂向累计加权可利用面积之间的响应关系曲线，发现垂向累计加权可利用面积随水位上升呈先增加后减少特征，曲线最大值对应的适宜生态水位目标值为1722.29m，考虑气候变化与人类活动驱动下的抚仙湖水位变化预测以及流域规划的引调水规模，该适宜生态水位目标值具有可达性。
抚仙湖是我国蓄水量最大的深水型淡水湖泊，2010年以来，因入湖流量减小等原因，湖水位出现下降现象，土著鱼类自然繁殖受到影响。为保护抚仙湖珍稀鱼类资源及生物多样性、维持湖泊生态系统健康可持续发展，亟需研究确定面向抚仙湖特有鱼类生境保护与修复的适宜生态水位。本文以抚仙湖特有鱼类鱇浪白鱼（Anabarilius graham）为目标物种，针对鱇浪白鱼成鱼期生境需求，选取水温、流速、溶解氧三个关键生境因子，考虑抚仙湖深水湖泊特征，构建了基于环境流体动力学模型（Environmental Fluid Dynamics Code，EFDC）的三维水动力水质模型，以生境模拟法为基础提出了适用于深水湖泊的垂向累计加权可利用面积，计算得到了抚仙湖适宜生态水位目标值并分析了可达性。结果表明：①水温、流速、溶解氧三个关键生境因子适宜度指数空间分布特征不同。水温、流速适宜度指数随水深增加变化幅度较小且对三者综合后的生境适宜度指数影响不大，而当水深大于15m时溶解氧适宜度指数显著减小，溶解氧是垂向上影响生境适宜性分布的主要因素；②不同水位方案下鱇浪白鱼生存空间内（水下0~20m范围）加权可利用面积变化规律基本相同。随水深增加，适宜鱇浪白鱼生长的加权可利用面积呈逐渐减少特征，并在水深大于15m后大幅减少；③建立湖水位与鱇浪白鱼生境垂向累计加权可利用面积之间的响应关系曲线，发现垂向累计加权可利用面积随水位上升呈先增加后减少特征，曲线最大值对应的适宜生态水位目标值为1722.29m，考虑气候变化与人类活动驱动下的抚仙湖水位变化预测以及流域规划的引调水规模，该适宜生态水位目标值具有可达性。
优先出版日期: 2026-04-29
摘要：
为了厘清太湖水文演变规律，本文选取1986-2024年水文整编数据，以太湖出入湖水量和换水周期为指标，综合运用Mann-Kendall趋势检验等多种数理统计方法，分析了其变化的趋势性、周期性特征，识别了突变年份并探究了其影响因素。结果表明：（1）环太湖入、出湖水量均呈显著性上升趋势并于2007年发生突变，且存在23-25a、14a、9a多时间尺度下的主周期。（2）空间上，主要入湖河流水量发生了重整，湖西区入湖量及占比均呈显著性上升趋势，浙西区略有增加，引江济太入湖跃居第三，武澄锡虞区和杭嘉湖区入湖量分别在2009年、2004年骤降。出湖方面，望虞河及浙西区、杭嘉湖区呈显著性上升趋势。（3）与之相应，太湖换水周期呈显著的下降趋势， 2007年同步发生突变，从突变前的年均227d降至195d；考虑环湖取用水后，从突变前226d降至172d，下降更明显。突变后环湖取用水导致换水周期年均减少23d。进一步分析显示，早期流域降水是换水周期首要驱动因子，但是2007年突变后，工程调度显著改变了湖西区、浙西区、武澄锡虞区的入湖驱动机制，环湖入湖水量（降雨径流及人工调度的复合结果）取代降水成为首要驱动因子。
为了厘清太湖水文演变规律，本文选取1986-2024年水文整编数据，以太湖出入湖水量和换水周期为指标，综合运用Mann-Kendall趋势检验等多种数理统计方法，分析了其变化的趋势性、周期性特征，识别了突变年份并探究了其影响因素。结果表明：（1）环太湖入、出湖水量均呈显著性上升趋势并于2007年发生突变，且存在23-25a、14a、9a多时间尺度下的主周期。（2）空间上，主要入湖河流水量发生了重整，湖西区入湖量及占比均呈显著性上升趋势，浙西区略有增加，引江济太入湖跃居第三，武澄锡虞区和杭嘉湖区入湖量分别在2009年、2004年骤降。出湖方面，望虞河及浙西区、杭嘉湖区呈显著性上升趋势。（3）与之相应，太湖换水周期呈显著的下降趋势， 2007年同步发生突变，从突变前的年均227d降至195d；考虑环湖取用水后，从突变前226d降至172d，下降更明显。突变后环湖取用水导致换水周期年均减少23d。进一步分析显示，早期流域降水是换水周期首要驱动因子，但是2007年突变后，工程调度显著改变了湖西区、浙西区、武澄锡虞区的入湖驱动机制，环湖入湖水量（降雨径流及人工调度的复合结果）取代降水成为首要驱动因子。
优先出版日期: 2026-04-29
摘要：
明确水网区应对特大干旱水源储备现状是完善区域水网格局、提升区域抗旱能力的前提。针对当前水源储备概念不清与储备规模计算方法缺失的问题,本文在辨析水源储备相关概念基础上,提出了应对特大干旱水源储备的定义,并给出湖库水、河道水、地下水和外调水四类水源应对特大干旱水源储备规模计算方法。将该方法应用于南水北调中线受水区,结果表明：受水区应对特大干旱水源储备总规模达122.52亿m3,其中湖库水、河道水、地下水、外调水四类水源储备分别占总储备的10.86%、15.7%、56.31%和17.12%。受水区20座城市中仅7市应对特大干旱水源储备水源组成包括了上述4类水源,13个地市的地下水储备规模占比超过了50%,储备水源类型较单一；4座城市现状水源储备总体规模小、且储备类型单一,亟需进一步完善应对特大干旱水源储备体系。
明确水网区应对特大干旱水源储备现状是完善区域水网格局、提升区域抗旱能力的前提。针对当前水源储备概念不清与储备规模计算方法缺失的问题,本文在辨析水源储备相关概念基础上,提出了应对特大干旱水源储备的定义,并给出湖库水、河道水、地下水和外调水四类水源应对特大干旱水源储备规模计算方法。将该方法应用于南水北调中线受水区,结果表明：受水区应对特大干旱水源储备总规模达122.52亿m3,其中湖库水、河道水、地下水、外调水四类水源储备分别占总储备的10.86%、15.7%、56.31%和17.12%。受水区20座城市中仅7市应对特大干旱水源储备水源组成包括了上述4类水源,13个地市的地下水储备规模占比超过了50%,储备水源类型较单一；4座城市现状水源储备总体规模小、且储备类型单一,亟需进一步完善应对特大干旱水源储备体系。
优先出版日期: 2026-04-29
摘要：
柴达木盆地位于青藏高原东北部，其“高山深盆”构造格局和逾?10km的新生代沉积厚度，造就了中国最大的陆相盐湖型钾盐成矿带，探明储量占全国总量的80%以上。新近纪以来，盆地经历了多幕次构造变形，在高原持续隆升和区域气候极端干旱化的共同背景下，发育出察尔汗、大浪滩—黑北、昆特依与马海等次级凹陷，构建了以卤水型为主、固—液共存的复合成矿体系，其成矿过程由构造、气候、物源和沉积四维要素耦合控制。本文在系统梳理构造—沉积演化与古气候演变的基础上，揭示了钾盐成矿的时空分布格局与控制机制。研究表明，构造分异是决定卤水汇聚与储集格局的主导因素，气候干旱化是驱动蒸发浓缩与矿化节律的关键动力，物源供给则提供了持续而充足的成矿物质。。结合岩相古地理分异，早更新世至全新世期间，盆地沉积中心多次迁移。在系统分析成矿要素的基础上，将钾盐成矿演化划分为五个阶段：统一古湖沉降期、多级凹陷分化期、极端干旱浓缩期、断控承袭成矿鼎盛期及现代盐湖群阶段，并可总结为三大成矿模式：中部沉积中心型、前陆冲断带控矿型和西北部构造控矿型。该演化序列与模式不仅揭示了青藏高原隆升背景下盐湖成矿的动力学本质，而且为我国深层卤水钾盐资源的找矿勘探与成矿模式创新提供了理论框架与实践指引。
柴达木盆地位于青藏高原东北部，其“高山深盆”构造格局和逾?10km的新生代沉积厚度，造就了中国最大的陆相盐湖型钾盐成矿带，探明储量占全国总量的80%以上。新近纪以来，盆地经历了多幕次构造变形，在高原持续隆升和区域气候极端干旱化的共同背景下，发育出察尔汗、大浪滩—黑北、昆特依与马海等次级凹陷，构建了以卤水型为主、固—液共存的复合成矿体系，其成矿过程由构造、气候、物源和沉积四维要素耦合控制。本文在系统梳理构造—沉积演化与古气候演变的基础上，揭示了钾盐成矿的时空分布格局与控制机制。研究表明，构造分异是决定卤水汇聚与储集格局的主导因素，气候干旱化是驱动蒸发浓缩与矿化节律的关键动力，物源供给则提供了持续而充足的成矿物质。。结合岩相古地理分异，早更新世至全新世期间，盆地沉积中心多次迁移。在系统分析成矿要素的基础上，将钾盐成矿演化划分为五个阶段：统一古湖沉降期、多级凹陷分化期、极端干旱浓缩期、断控承袭成矿鼎盛期及现代盐湖群阶段，并可总结为三大成矿模式：中部沉积中心型、前陆冲断带控矿型和西北部构造控矿型。该演化序列与模式不仅揭示了青藏高原隆升背景下盐湖成矿的动力学本质，而且为我国深层卤水钾盐资源的找矿勘探与成矿模式创新提供了理论框架与实践指引。
优先出版日期: 2026-04-29
摘要：
鱼类指示物种法是水生态健康评价的重要工具，其关键在于筛选出对环境变化敏感且具有代表性的物种。为构建适用于黄河上游干流的鱼类指示物种筛选体系，本研究基于2022-2023年野外调查数据，结合鱼类群落分布特征及其与环境因子的响应关系，通过多维度分析方法筛选指示物种，并利用指示值法对筛选结果进行了验证。首先，冗余分析分析了鱼类分布与水环境因子的关联性，并分析物种分布对每一环境因子的响应；其次，利用RLQ和四角分析量化鱼类功能性状与环境梯度的耦合关系；最后，基于以上两种方法筛选出对环境变化具有显著响应的物种作为指示物种。最终确定黄河裸裂尻鱼（Schizopygopsis pylzovi）、骨唇黄河鱼（Chuanchia labiosa）、花斑裸鲤（Gymnocypris eckloni）、极边扁咽齿鱼（Platypharodon extremus）、厚唇裸重唇鱼（Gymnodiptychus pachycheilus）和拟鲇高原鳅（Triplophysa siluroides）等6种鱼类为黄河上游干流关键指示物种。然后基于指示值法评估物种对特定生境的指示强度，对筛选结果进行验证，结果发现：6种指示物种中的黄河裸裂尻鱼、骨唇黄河鱼、极边扁咽齿鱼、厚唇裸重唇鱼和拟鲇高原鳅等5种鱼类均具有显著指示作用。随后利用随机森林模型分析了指示物种的出现与否和环境扰动之间的关系及其响应趋势，发现水库年龄、水产养殖年限以及大坝数量是预测指示物种出现与否的重要变量，随着水库年龄、水产养殖年限和大坝数量的增加，指示物种出现频率显著下降。本研究成果可为指示物种筛选提供方法学参考，同时也为流域水生态保护与管理提供了科学依据。
鱼类指示物种法是水生态健康评价的重要工具，其关键在于筛选出对环境变化敏感且具有代表性的物种。为构建适用于黄河上游干流的鱼类指示物种筛选体系，本研究基于2022-2023年野外调查数据，结合鱼类群落分布特征及其与环境因子的响应关系，通过多维度分析方法筛选指示物种，并利用指示值法对筛选结果进行了验证。首先，冗余分析分析了鱼类分布与水环境因子的关联性，并分析物种分布对每一环境因子的响应；其次，利用RLQ和四角分析量化鱼类功能性状与环境梯度的耦合关系；最后，基于以上两种方法筛选出对环境变化具有显著响应的物种作为指示物种。最终确定黄河裸裂尻鱼（Schizopygopsis pylzovi）、骨唇黄河鱼（Chuanchia labiosa）、花斑裸鲤（Gymnocypris eckloni）、极边扁咽齿鱼（Platypharodon extremus）、厚唇裸重唇鱼（Gymnodiptychus pachycheilus）和拟鲇高原鳅（Triplophysa siluroides）等6种鱼类为黄河上游干流关键指示物种。然后基于指示值法评估物种对特定生境的指示强度，对筛选结果进行验证，结果发现：6种指示物种中的黄河裸裂尻鱼、骨唇黄河鱼、极边扁咽齿鱼、厚唇裸重唇鱼和拟鲇高原鳅等5种鱼类均具有显著指示作用。随后利用随机森林模型分析了指示物种的出现与否和环境扰动之间的关系及其响应趋势，发现水库年龄、水产养殖年限以及大坝数量是预测指示物种出现与否的重要变量，随着水库年龄、水产养殖年限和大坝数量的增加，指示物种出现频率显著下降。本研究成果可为指示物种筛选提供方法学参考，同时也为流域水生态保护与管理提供了科学依据。
优先出版日期: 2026-04-29
摘要：
随着全球生物多样性保护需求的日益增加,如何精准获取生物多样性数据成为各国面临的重要挑战。基本生物多样性变量(EBVs)作为生物多样性监测的核心指标,能够为全球及区域性的生物多样性保护政策提供科学依据。尽管传统的监测手段已为生物多样性研究提供了重要数据,但它们仍存在高成本、低效率和物种采集困难等局限。环境DNA(eDNA)技术作为一种新兴的监测手段,能够高效、精准地检测环境中各类物种,为构建基本生物多样性变量提供更为丰富的数据支持。本文探讨了环境DNA技术在构建水生态EBVs中的应用潜力,并分析了其在我国生物多样性保护中的前景,旨在推动科学研究与政策决策的紧密结合。本文以EBVs的六大类别为分析主线,系统梳理并对比了我国现行23项国家及区域尺度水生生物多样性监测与评价技术文件,评估其在不同EBVs层级上的覆盖特征。结果表明,我国水生生物多样性监测体系呈现显著的群落层级主导特征,约95%的技术文件集中于群落组成指标,监测对象以鱼类、浮游生物和大型底栖动物为主,而在昆蒙框架强调的基因多样性、参数化种群动态及生态系统结构与功能层级上覆盖明显不足。同时,不同部门主导的技术文件在指标选择、监测对象和方法规范上差异较大,缺乏统一的时间序列设计和跨区域可比性。进一步分析表明,eDNA技术凭借其高灵敏度、非侵入性和多类群覆盖能力,可在一定程度上弥补基因多样性监测、隐蔽与稀有物种识别及高时空分辨率数据获取方面的结构性短板,为构建与EBVs框架对齐的水生生物多样性监测体系提供重要技术支撑。
随着全球生物多样性保护需求的日益增加,如何精准获取生物多样性数据成为各国面临的重要挑战。基本生物多样性变量(EBVs)作为生物多样性监测的核心指标,能够为全球及区域性的生物多样性保护政策提供科学依据。尽管传统的监测手段已为生物多样性研究提供了重要数据,但它们仍存在高成本、低效率和物种采集困难等局限。环境DNA(eDNA)技术作为一种新兴的监测手段,能够高效、精准地检测环境中各类物种,为构建基本生物多样性变量提供更为丰富的数据支持。本文探讨了环境DNA技术在构建水生态EBVs中的应用潜力,并分析了其在我国生物多样性保护中的前景,旨在推动科学研究与政策决策的紧密结合。本文以EBVs的六大类别为分析主线,系统梳理并对比了我国现行23项国家及区域尺度水生生物多样性监测与评价技术文件,评估其在不同EBVs层级上的覆盖特征。结果表明,我国水生生物多样性监测体系呈现显著的群落层级主导特征,约95%的技术文件集中于群落组成指标,监测对象以鱼类、浮游生物和大型底栖动物为主,而在昆蒙框架强调的基因多样性、参数化种群动态及生态系统结构与功能层级上覆盖明显不足。同时,不同部门主导的技术文件在指标选择、监测对象和方法规范上差异较大,缺乏统一的时间序列设计和跨区域可比性。进一步分析表明,eDNA技术凭借其高灵敏度、非侵入性和多类群覆盖能力,可在一定程度上弥补基因多样性监测、隐蔽与稀有物种识别及高时空分辨率数据获取方面的结构性短板,为构建与EBVs框架对齐的水生生物多样性监测体系提供重要技术支撑。
优先出版日期: 2026-04-29
摘要：
城市内湖承担着蓄洪、供水、景观旅游与生态维持等多重功能，具有重要的生态服务价值与社会经济意义。长江流域分布的城市内湖总数约35.5万个，其总水域面积占全国内湖面积的65%以上，生态功能显著。然而，目前城市内湖仍面临汛期面源污染负荷高、生态补水风险大、水生态系统韧性不足等突出问题。为实现水生态环境质量的整体提升，必须从生态系统整体性与流域系统性角度出发，推进基于源?网?厂?河?湖一体化的水环境与水生态协同治理。本文系统梳理了长江流域城市内湖水环境与水生态协同治理的研究现状与发展需求，综述了国内外相关研究进展及工程实践成效，深入剖析了当前协同治理中面临的主要挑战：（1）部分城区旱季“藏污纳垢”、雨季“零存整取”问题仍然突出，尤其是汛期的面源污染问题已逐步上升为制约城市水环境持续改善的主要矛盾；（2）城镇污水处理厂尾水补充内湖生态用水的关键在于，实现进入湖体的再生水与受纳水体的水质与水生态融合；（3）湖体水生态系统韧性不强，流域系统治理不全面。在此基础上，凝练形成以“外源高效控制-补水安全保障-生境修复重构-系统优化配置-平台综合管理”为核心的系统性治理思路与重点任务，以推动长江流域城市内湖水生态环境治理取得新突破，为国家生态文明建设与绿色发展战略的深入实施提供科技支撑。
城市内湖承担着蓄洪、供水、景观旅游与生态维持等多重功能，具有重要的生态服务价值与社会经济意义。长江流域分布的城市内湖总数约35.5万个，其总水域面积占全国内湖面积的65%以上，生态功能显著。然而，目前城市内湖仍面临汛期面源污染负荷高、生态补水风险大、水生态系统韧性不足等突出问题。为实现水生态环境质量的整体提升，必须从生态系统整体性与流域系统性角度出发，推进基于源?网?厂?河?湖一体化的水环境与水生态协同治理。本文系统梳理了长江流域城市内湖水环境与水生态协同治理的研究现状与发展需求，综述了国内外相关研究进展及工程实践成效，深入剖析了当前协同治理中面临的主要挑战：（1）部分城区旱季“藏污纳垢”、雨季“零存整取”问题仍然突出，尤其是汛期的面源污染问题已逐步上升为制约城市水环境持续改善的主要矛盾；（2）城镇污水处理厂尾水补充内湖生态用水的关键在于，实现进入湖体的再生水与受纳水体的水质与水生态融合；（3）湖体水生态系统韧性不强，流域系统治理不全面。在此基础上，凝练形成以“外源高效控制-补水安全保障-生境修复重构-系统优化配置-平台综合管理”为核心的系统性治理思路与重点任务，以推动长江流域城市内湖水生态环境治理取得新突破，为国家生态文明建设与绿色发展战略的深入实施提供科技支撑。
优先出版日期: 2026-04-28
摘要：
为明晰不同污染源对生态环境和人类健康风险的影响，以陕北能源化工基地典型河流窟野河为研究对象，在丰水期和枯水期分别采集59个沉积物样品，测定重金属Cu、Zn、Pb、Cd、Ni、Cr、Hg和As的浓度，采用地累积指数（Igeo）和内梅罗指数（P）评估了重金属污染程度，利用正定矩阵因子分解模型（PMF）解析重金属污染来源，并结合PMF与潜在生态风险模型（RI）和人类健康风险评估模型（HRA），建立PMF-RI/HRA风险源耦合模型，定量解析各污染来源对潜在生态和人类健康风险的贡献。结果表明：沉积物中Hg的平均浓度由丰水期的0.10 mg·kg?1降低至枯水期的0.01 mg·kg?1，而其余7种重金属枯水期浓度明显高于丰水期。8种重金属均处于无污染或低污染等级，但总体污染水平较高。基于受体浓度的PMF结果表明，丰水期重金属污染来源主要来自工业源（48.23%）、交通源（31.06%）、农业源（11.84%）和煤炭开采源（8.87%）；枯水期重金属主要受工业源（58.83%）、煤炭开采源（28.12%）和交通源（13.05%）的影响。基于污染来源的PMF-RI/HRA耦合模型结果显示，丰水期和枯水期的综合生态风险指数平均值分别为160.27和147.00，处于中等和低风险水平，主要由煤炭开采源（48.27%）的Hg排放（98.46%）（丰水期）和工业源（46.87%）的Cd排放（69.52%）（枯水期）驱动；致癌风险在所有人群中都很明显，其中男童的风险最高，主要归因于工业源（≥51.47%）的Ni暴露（≥80.13%）。基于污染源导向的环境风险评估结果可为该类地区开展污染防治提供科学依据。
为明晰不同污染源对生态环境和人类健康风险的影响，以陕北能源化工基地典型河流窟野河为研究对象，在丰水期和枯水期分别采集59个沉积物样品，测定重金属Cu、Zn、Pb、Cd、Ni、Cr、Hg和As的浓度，采用地累积指数（Igeo）和内梅罗指数（P）评估了重金属污染程度，利用正定矩阵因子分解模型（PMF）解析重金属污染来源，并结合PMF与潜在生态风险模型（RI）和人类健康风险评估模型（HRA），建立PMF-RI/HRA风险源耦合模型，定量解析各污染来源对潜在生态和人类健康风险的贡献。结果表明：沉积物中Hg的平均浓度由丰水期的0.10 mg·kg?1降低至枯水期的0.01 mg·kg?1，而其余7种重金属枯水期浓度明显高于丰水期。8种重金属均处于无污染或低污染等级，但总体污染水平较高。基于受体浓度的PMF结果表明，丰水期重金属污染来源主要来自工业源（48.23%）、交通源（31.06%）、农业源（11.84%）和煤炭开采源（8.87%）；枯水期重金属主要受工业源（58.83%）、煤炭开采源（28.12%）和交通源（13.05%）的影响。基于污染来源的PMF-RI/HRA耦合模型结果显示，丰水期和枯水期的综合生态风险指数平均值分别为160.27和147.00，处于中等和低风险水平，主要由煤炭开采源（48.27%）的Hg排放（98.46%）（丰水期）和工业源（46.87%）的Cd排放（69.52%）（枯水期）驱动；致癌风险在所有人群中都很明显，其中男童的风险最高，主要归因于工业源（≥51.47%）的Ni暴露（≥80.13%）。基于污染源导向的环境风险评估结果可为该类地区开展污染防治提供科学依据。
优先出版日期: 2026-04-28
摘要：
摘要:为系统揭示云南高原重污染湖泊杞麓湖的底泥污染特征、内源释放风险及主要污染来源，为湖泊的科学精准治理提供理论依据，本研究于2024至2025年对杞麓湖全湖进行了系统的底泥调查。研究共布设20个采样点，测定了底泥总氮（TN）、总磷（TP）、有机质（OM）及多种重金属的含量，并结合GIS分析了其空间分布格局；同时选取西部河口、湖心及东北部三个典型区域，通过室内静态培养模拟实验，定量评估了氮磷营养盐的释放通量与形态转化规律；最终运用内梅罗综合污染指数法和主成分分析（PCA）等方法，对污染程度进行评价并解析了主要污染来源。结果表明：杞麓湖底泥是污染物的巨大“储藏库”，污染极其严重，表层底泥TN、TP、OM含量分别介于2120-11300 mg/kg、270-2280 mg/kg与41.4-260 g/kg。内梅罗指数评价显示，70%的采样点达到中度及以上污染水平（PN > 2.0），且总氮是导致污染的首要决定性因子。污染物空间分布呈现显著的异质性，在承接陆源输入的西南部入湖河口区和作为内源生物沉降中心的湖心区域形成“污染热点”。主成分分析清晰地区分两大类污染来源：一是以TP和多种重金属（特别是Cd、Pb、Cu、Zn）为特征的农业面源与工业源复合污染；二是以TN和OM为特征的生活污水与内源生物贡献的有机污染。静态释放实验证实，底泥是强烈的氮磷内源，湖心与东北部是主要的“高效释放区”，总磷释放通量最高可达2.80 mg/(m2·d)，氨氮释放通量高达146.1 mg/(m2·d)；而西部入湖河口区则表现出独特的总氮净吸收现象，是潜在的“脱氮功能区”。本研究的核心创新在于首次揭示了杞麓湖内源污染“存量”与“风险”在空间上的非均一性与功能分异。研究发现，污染物存量最高的西部入湖河口区，在释放机制上却表现为独特的总氮净吸收，是一个潜在的“脱氮功能区”。与之相对，湖心与东北部虽部分区域存量并非最高，却是氮磷“高效释放区”。这一发现不仅深化了对重污染浅水湖泊生物地球化学过程复杂性的理解，更重要的是，为湖泊内源治理从传统的单一片面的整体修复模式，转向基于“源-汇”格局和功能分异的精准分区管控策略，提供了关键的科学依据。
摘要:为系统揭示云南高原重污染湖泊杞麓湖的底泥污染特征、内源释放风险及主要污染来源，为湖泊的科学精准治理提供理论依据，本研究于2024至2025年对杞麓湖全湖进行了系统的底泥调查。研究共布设20个采样点，测定了底泥总氮（TN）、总磷（TP）、有机质（OM）及多种重金属的含量，并结合GIS分析了其空间分布格局；同时选取西部河口、湖心及东北部三个典型区域，通过室内静态培养模拟实验，定量评估了氮磷营养盐的释放通量与形态转化规律；最终运用内梅罗综合污染指数法和主成分分析（PCA）等方法，对污染程度进行评价并解析了主要污染来源。结果表明：杞麓湖底泥是污染物的巨大“储藏库”，污染极其严重，表层底泥TN、TP、OM含量分别介于2120-11300 mg/kg、270-2280 mg/kg与41.4-260 g/kg。内梅罗指数评价显示，70%的采样点达到中度及以上污染水平（PN > 2.0），且总氮是导致污染的首要决定性因子。污染物空间分布呈现显著的异质性，在承接陆源输入的西南部入湖河口区和作为内源生物沉降中心的湖心区域形成“污染热点”。主成分分析清晰地区分两大类污染来源：一是以TP和多种重金属（特别是Cd、Pb、Cu、Zn）为特征的农业面源与工业源复合污染；二是以TN和OM为特征的生活污水与内源生物贡献的有机污染。静态释放实验证实，底泥是强烈的氮磷内源，湖心与东北部是主要的“高效释放区”，总磷释放通量最高可达2.80 mg/(m2·d)，氨氮释放通量高达146.1 mg/(m2·d)；而西部入湖河口区则表现出独特的总氮净吸收现象，是潜在的“脱氮功能区”。本研究的核心创新在于首次揭示了杞麓湖内源污染“存量”与“风险”在空间上的非均一性与功能分异。研究发现，污染物存量最高的西部入湖河口区，在释放机制上却表现为独特的总氮净吸收，是一个潜在的“脱氮功能区”。与之相对，湖心与东北部虽部分区域存量并非最高，却是氮磷“高效释放区”。这一发现不仅深化了对重污染浅水湖泊生物地球化学过程复杂性的理解，更重要的是，为湖泊内源治理从传统的单一片面的整体修复模式，转向基于“源-汇”格局和功能分异的精准分区管控策略，提供了关键的科学依据。
优先出版日期: 2026-04-28
摘要：
水体溶解性气体是生物地球化学反应的标志性产物，对水生态系统演变过程具有重要指示作用，但传统顶空平衡取样测定法因易受空气干扰，存在样品减压脱气和检测精度不高等问题。针对这一问题，本研究提出了一套可实现深水多种溶解性气体原位同步测定的方法，并利用该方法测定了三峡水库水体溶解性气体分布特征。结果表明，本研究方法能够实现甲烷（CH4）、氮气（N2）、氧气（O2）、氩气（Ar）和二氧化碳（CO2）五种关键溶解性气体的原位同步高精度测定，测定深度最高可达百米级。通过多温度、多浓度系统标定，为上述五种气体建立了高精度校准模型，仪器读数的最小分辨率为1 ppm。相较于传统顶空平衡取样测定法，本研究方法克服了空气干扰、样品减压脱气和检测精度不高等固有缺陷，显著提升了数据保真度。与商业高精度仪器（Picarro温室气体仪、水质多参数仪）的野外同步对比验证结果显示出极高的一致性（R2>0.96，一致性相关系数CCC>0.98），充分证明了其测量结果的准确性和可靠性。在时效性、高分辨率以及监测效率方面，本方法实现了对传统方法的全面超越。通过本方法在三峡水库澎溪河库湾的现场应用中，成功获取了42公里纵向断面的高分辨率气体二维分布图谱。结果清晰揭示了夏、秋季库湾内强烈的垂直分层、大范围的底层缺氧，以及与之耦合的CO2和CH4的显著累积，精准定位了强烈的生物地球化学活动热点。本研究发展的原位监测技术不仅在准确性上与传统方法相当，更在数据保真度、时空分辨率和监测效率上实现了全面超越，可为温室气体排放评估、水质管理、水体氮循环以及复杂水环境物质循环与生态演变规律研究等领域提供创新性的技术支撑。
水体溶解性气体是生物地球化学反应的标志性产物，对水生态系统演变过程具有重要指示作用，但传统顶空平衡取样测定法因易受空气干扰，存在样品减压脱气和检测精度不高等问题。针对这一问题，本研究提出了一套可实现深水多种溶解性气体原位同步测定的方法，并利用该方法测定了三峡水库水体溶解性气体分布特征。结果表明，本研究方法能够实现甲烷（CH4）、氮气（N2）、氧气（O2）、氩气（Ar）和二氧化碳（CO2）五种关键溶解性气体的原位同步高精度测定，测定深度最高可达百米级。通过多温度、多浓度系统标定，为上述五种气体建立了高精度校准模型，仪器读数的最小分辨率为1 ppm。相较于传统顶空平衡取样测定法，本研究方法克服了空气干扰、样品减压脱气和检测精度不高等固有缺陷，显著提升了数据保真度。与商业高精度仪器（Picarro温室气体仪、水质多参数仪）的野外同步对比验证结果显示出极高的一致性（R2>0.96，一致性相关系数CCC>0.98），充分证明了其测量结果的准确性和可靠性。在时效性、高分辨率以及监测效率方面，本方法实现了对传统方法的全面超越。通过本方法在三峡水库澎溪河库湾的现场应用中，成功获取了42公里纵向断面的高分辨率气体二维分布图谱。结果清晰揭示了夏、秋季库湾内强烈的垂直分层、大范围的底层缺氧，以及与之耦合的CO2和CH4的显著累积，精准定位了强烈的生物地球化学活动热点。本研究发展的原位监测技术不仅在准确性上与传统方法相当，更在数据保真度、时空分辨率和监测效率上实现了全面超越，可为温室气体排放评估、水质管理、水体氮循环以及复杂水环境物质循环与生态演变规律研究等领域提供创新性的技术支撑。
优先出版日期: 2026-04-28
摘要：
河流流量是流域水文过程关键变量之一，在防洪防涝、水资源规划管理等方面具有重要指示作用。由于自然环境和气候条件恶劣，位于青藏高原东缘的长江源区流量观测站点稀少，属于典型的缺资料地区。因此，开展该区域的流量估算，对于保障长江流域水安全及区域生态生态保护具有重要意义。本研究以长江源区直门达水文站为参考点，设置了站点上下游虚拟站（ZMD_1和ZMD_2），利用Sentinel-2、Jason-3与Sentinel-3A卫星遥感数据，采用分位数匹配新方法，将遥感反演的水位河宽数据进行融合，并基于河道概化断面对曼宁公式进行修正，开展了长江源区流量定量估算研究。结果表明：新方法在两虚拟站处的径流量估算精度较高，其纳什效率系数（NSE）均在0.74以上；径流估算的均方根误差（RMSE）分别为302.13 m3/s、316.46 m3/s，相对均方根误差（RRMSE）分别为30.0%、32.8%，ZMD_1虚拟站流量估算精度总体优于ZMD_2虚拟站。ZMD_2虚拟站的计算结果存在较大波动，主要原因可能是ZMD_2缓冲区存在河心滩，影响了虚拟站的流量反演精度。本文基于多源卫星遥感的长江源区河流流量估算研究成果，可为缺资料地区河流流量推算提供理论方法与技术参考。
河流流量是流域水文过程关键变量之一，在防洪防涝、水资源规划管理等方面具有重要指示作用。由于自然环境和气候条件恶劣，位于青藏高原东缘的长江源区流量观测站点稀少，属于典型的缺资料地区。因此，开展该区域的流量估算，对于保障长江流域水安全及区域生态生态保护具有重要意义。本研究以长江源区直门达水文站为参考点，设置了站点上下游虚拟站（ZMD_1和ZMD_2），利用Sentinel-2、Jason-3与Sentinel-3A卫星遥感数据，采用分位数匹配新方法，将遥感反演的水位河宽数据进行融合，并基于河道概化断面对曼宁公式进行修正，开展了长江源区流量定量估算研究。结果表明：新方法在两虚拟站处的径流量估算精度较高，其纳什效率系数（NSE）均在0.74以上；径流估算的均方根误差（RMSE）分别为302.13 m3/s、316.46 m3/s，相对均方根误差（RRMSE）分别为30.0%、32.8%，ZMD_1虚拟站流量估算精度总体优于ZMD_2虚拟站。ZMD_2虚拟站的计算结果存在较大波动，主要原因可能是ZMD_2缓冲区存在河心滩，影响了虚拟站的流量反演精度。本文基于多源卫星遥感的长江源区河流流量估算研究成果，可为缺资料地区河流流量推算提供理论方法与技术参考。
优先出版日期: 2026-04-23
摘要：
浮游植物作为湖泊生态系统的主要初级生产者，影响着水体中的物质循环和能量流动，其群落结构与动态变化可以直接反映出水体的营养状态和生态健康状况。为全面认识北方寒旱区尾闾湖中浮游植物变化和影响因素，选择典型湖泊岱海作为研究对象，于2024年通过四个季节采集水体与沉积物样品，系统分析浮游植物群落结构及其与环境因子的响应关系。结果表明，调查期间水体总氮（TN）、总磷（TP）浓度分别超过Ⅴ类和Ⅳ类水标准，沉积物中TN、TP含量均超过全国沉积物平均水平。本次共鉴定浮游植物8门95种，以绿藻门、蓝藻门和硅藻门为主；浮游植物细胞密度、生物量与Chl.a浓度在冬季最高；浮游植物优势种为5门10种，以绿藻门和硅藻门为主，微囊藻（Micorcystis）与蓝隐藻（Chroomonas）为全年关键优势种；Shannon多样性指数、Pielou均匀度指数、Margalef丰富度指数和Simpson优势度指数的结果表明春、夏两季相较于秋、冬季节，浮游植物群落多样性更高，生态系统更稳定。岱海浮游植物群落在空间维度上表现出较小的异质性，表明浮游植物群落的多样性和丰富度主要受到季节性变化的影响。统计分析结果表明水温（WT）、酸碱度（pH）、溶解氧（DO）、TN、溶解性无机磷（DIP）是影响浮游植物群落结构的关键因子。多年调查结果表明岱海浮游植物优势种由硅藻和绿藻转变为蓝藻和隐藻。本研究揭示了北方寒旱区湖泊浮游植物群落季节演替的关键驱动机制，为岱海生态治理和保护提供了科学依据。
浮游植物作为湖泊生态系统的主要初级生产者，影响着水体中的物质循环和能量流动，其群落结构与动态变化可以直接反映出水体的营养状态和生态健康状况。为全面认识北方寒旱区尾闾湖中浮游植物变化和影响因素，选择典型湖泊岱海作为研究对象，于2024年通过四个季节采集水体与沉积物样品，系统分析浮游植物群落结构及其与环境因子的响应关系。结果表明，调查期间水体总氮（TN）、总磷（TP）浓度分别超过Ⅴ类和Ⅳ类水标准，沉积物中TN、TP含量均超过全国沉积物平均水平。本次共鉴定浮游植物8门95种，以绿藻门、蓝藻门和硅藻门为主；浮游植物细胞密度、生物量与Chl.a浓度在冬季最高；浮游植物优势种为5门10种，以绿藻门和硅藻门为主，微囊藻（Micorcystis）与蓝隐藻（Chroomonas）为全年关键优势种；Shannon多样性指数、Pielou均匀度指数、Margalef丰富度指数和Simpson优势度指数的结果表明春、夏两季相较于秋、冬季节，浮游植物群落多样性更高，生态系统更稳定。岱海浮游植物群落在空间维度上表现出较小的异质性，表明浮游植物群落的多样性和丰富度主要受到季节性变化的影响。统计分析结果表明水温（WT）、酸碱度（pH）、溶解氧（DO）、TN、溶解性无机磷（DIP）是影响浮游植物群落结构的关键因子。多年调查结果表明岱海浮游植物优势种由硅藻和绿藻转变为蓝藻和隐藻。本研究揭示了北方寒旱区湖泊浮游植物群落季节演替的关键驱动机制，为岱海生态治理和保护提供了科学依据。
优先出版日期: 2026-04-13
摘要：
水库作为一种人工湖泊，在我国其数量和控制水量已接近天然湖泊，是我国地表可调控静态水资源的重要组成部分。水库的水文过程、地形地貌及管控利用方式等与天然湖泊有所不同，在生态学上兼具流水生态系统与静水生态系统的部分特征，湖沼学机制有其独特性，设立科学观测站开展水库生态系统长期生态观测、原位试验研究与修复技术开发，对科学支撑水库生态环境安全保障与资源可持续利用具有重要意义。本文以中国科学院南京地理与湖泊研究所千岛湖生态系统研究站（简称“千岛湖生态站”）20年来对千岛湖水环境与水生态系统科学观测、试验研究与技术示范成果分析为例，探讨了大型深水水库生态学研究的成就、热点与难点。千岛湖生态站近5年的水质与生态指标监测表明，千岛湖水质总体稳定在贫-中营养状态，但关键水质断面仍面临水质不稳定、局部水域存在藻类异常增殖等生态环境风险；热分层等水体生态环境指标的分层现象明显，且存在显著的季节变化和年际波动；研究表明，增温、强降水事件、高温干旱等气象水文事件对千岛湖水质和生态影响甚大；流域土地利用变化及水库渔业经营模式等人类活动对千岛湖水质与水生态影响深远；此外，基于千岛湖生态站开发的水库监测、水质与水华预警及库体生态修复等技术对我国类似水源水库的生态环境保护具有较高的示范价值。水源水库的成套水质安全保障技术、光热及水文水动力等水库物理环境变化机制及其生态学效应、大型水库的食物网结构及其生态调控技术、深水水库碳循环与温室气体排放机制，以及水库水环境的数字孪生与AI智慧管控技术等是当前千岛湖水域生态系统的研究重点。
水库作为一种人工湖泊，在我国其数量和控制水量已接近天然湖泊，是我国地表可调控静态水资源的重要组成部分。水库的水文过程、地形地貌及管控利用方式等与天然湖泊有所不同，在生态学上兼具流水生态系统与静水生态系统的部分特征，湖沼学机制有其独特性，设立科学观测站开展水库生态系统长期生态观测、原位试验研究与修复技术开发，对科学支撑水库生态环境安全保障与资源可持续利用具有重要意义。本文以中国科学院南京地理与湖泊研究所千岛湖生态系统研究站（简称“千岛湖生态站”）20年来对千岛湖水环境与水生态系统科学观测、试验研究与技术示范成果分析为例，探讨了大型深水水库生态学研究的成就、热点与难点。千岛湖生态站近5年的水质与生态指标监测表明，千岛湖水质总体稳定在贫-中营养状态，但关键水质断面仍面临水质不稳定、局部水域存在藻类异常增殖等生态环境风险；热分层等水体生态环境指标的分层现象明显，且存在显著的季节变化和年际波动；研究表明，增温、强降水事件、高温干旱等气象水文事件对千岛湖水质和生态影响甚大；流域土地利用变化及水库渔业经营模式等人类活动对千岛湖水质与水生态影响深远；此外，基于千岛湖生态站开发的水库监测、水质与水华预警及库体生态修复等技术对我国类似水源水库的生态环境保护具有较高的示范价值。水源水库的成套水质安全保障技术、光热及水文水动力等水库物理环境变化机制及其生态学效应、大型水库的食物网结构及其生态调控技术、深水水库碳循环与温室气体排放机制，以及水库水环境的数字孪生与AI智慧管控技术等是当前千岛湖水域生态系统的研究重点。
优先出版日期: 2026-04-13
摘要：
脂肪酸作为关键的生物标志物，不仅是水生生物维持生长、发育与繁殖所必需的能量与结构性物质，还因其在不同类群初级生产者中具有相对保守且特异的组成特征，能够有效示踪营养来源及能量流动路径，在水生生态系统食物网研究中具有重要意义。浮游动物作为连接初级生产者与高营养级消费者的关键中间环节，其脂肪酸组成既反映食物资源的质量与利用效率，也在很大程度上决定能量向高营养级传递的生态效率。洱海是云南省第二大高原淡水湖泊，近年来面临富营养化加剧等生态问题，但关于洱海浮游动物脂肪酸组成特征及其季节动态的研究却十分有限。本研究于2025年7、9、10月在洱海5个采样点采/4种优势浮游动物——广布中剑水蚤（Mesocyclops leuckarti）、盔形透明溞（Daphnia galeata）、舌状叶镖蚤（Phyllodiaptomus tunguidus）和长额象鼻溞（Bosmina longirostris），采用气相色谱-质谱联用技术（GC-MS）分析其脂肪酸组成，结合置换多元方差分析（PERMANOVA）、相似性百分比分析（SIMPER）和冗余分析（RDA）探讨月份、物种、采样点位及环境因子对浮游动物脂肪酸组成的影响。结果显示：（1）月份是影响浮游动物脂肪酸组成的首要因子，PERMANOVA分析表明，月份效应解释了总变异的40.93%（F=25.827，P<0.0001），而物种（R2=0.035，P=0.195）和采样点位（R2=0.059，P=0.082）的主效应均不显著；（2）浮游植物群落组成显著驱动悬浮颗粒有机物（POM）脂肪酸质量，硅藻属（尤其是小环藻属）和隐藻属与多不饱和脂肪酸（PUFA）、二十碳五烯酸（EPA）、二十二碳六烯酸（DHA）和花生四烯酸（ARA）呈显著正相关；（3）方差分解结果显示，POM脂肪酸与环境变量的联合解释度达54.25%，其中POM脂肪酸纯效应贡献28.43%（P=0.001），环境变量纯效应贡献14.28%（P=0.006），水温对浮游动物脂肪酸组成具有最显著的纯效应（P=0.001）；（4）SIMPER分析表明，随水温下降，浮游动物体内多不饱和脂肪酸相对含量显著上升，EPA由7月的3.78%升至10月的7.86%，ARA由9月的3.41%升至10月的9.51%，而饱和脂肪酸硬脂酸（18:0）和棕榈酸（16:0）相对含量下降；（5）消费者脂肪酸质量峰值滞后于食物资源，9月POM中多不饱和脂肪酸占比高达60.22%，10月降至34.68%，但浮游动物体内EPA和ARA在10月反而达到峰值，提示营养传递存在时间滞后效应。本研究结果为理解高原湖泊食物网营养传递机制提供了科学依据。 关键词：洱海；浮游动物；脂肪酸；营养传递；高原湖泊；气候变化
脂肪酸作为关键的生物标志物，不仅是水生生物维持生长、发育与繁殖所必需的能量与结构性物质，还因其在不同类群初级生产者中具有相对保守且特异的组成特征，能够有效示踪营养来源及能量流动路径，在水生生态系统食物网研究中具有重要意义。浮游动物作为连接初级生产者与高营养级消费者的关键中间环节，其脂肪酸组成既反映食物资源的质量与利用效率，也在很大程度上决定能量向高营养级传递的生态效率。洱海是云南省第二大高原淡水湖泊，近年来面临富营养化加剧等生态问题，但关于洱海浮游动物脂肪酸组成特征及其季节动态的研究却十分有限。本研究于2025年7、9、10月在洱海5个采样点采/4种优势浮游动物——广布中剑水蚤（Mesocyclops leuckarti）、盔形透明溞（Daphnia galeata）、舌状叶镖蚤（Phyllodiaptomus tunguidus）和长额象鼻溞（Bosmina longirostris），采用气相色谱-质谱联用技术（GC-MS）分析其脂肪酸组成，结合置换多元方差分析（PERMANOVA）、相似性百分比分析（SIMPER）和冗余分析（RDA）探讨月份、物种、采样点位及环境因子对浮游动物脂肪酸组成的影响。结果显示：（1）月份是影响浮游动物脂肪酸组成的首要因子，PERMANOVA分析表明，月份效应解释了总变异的40.93%（F=25.827，P<0.0001），而物种（R2=0.035，P=0.195）和采样点位（R2=0.059，P=0.082）的主效应均不显著；（2）浮游植物群落组成显著驱动悬浮颗粒有机物（POM）脂肪酸质量，硅藻属（尤其是小环藻属）和隐藻属与多不饱和脂肪酸（PUFA）、二十碳五烯酸（EPA）、二十二碳六烯酸（DHA）和花生四烯酸（ARA）呈显著正相关；（3）方差分解结果显示，POM脂肪酸与环境变量的联合解释度达54.25%，其中POM脂肪酸纯效应贡献28.43%（P=0.001），环境变量纯效应贡献14.28%（P=0.006），水温对浮游动物脂肪酸组成具有最显著的纯效应（P=0.001）；（4）SIMPER分析表明，随水温下降，浮游动物体内多不饱和脂肪酸相对含量显著上升，EPA由7月的3.78%升至10月的7.86%，ARA由9月的3.41%升至10月的9.51%，而饱和脂肪酸硬脂酸（18:0）和棕榈酸（16:0）相对含量下降；（5）消费者脂肪酸质量峰值滞后于食物资源，9月POM中多不饱和脂肪酸占比高达60.22%，10月降至34.68%，但浮游动物体内EPA和ARA在10月反而达到峰值，提示营养传递存在时间滞后效应。本研究结果为理解高原湖泊食物网营养传递机制提供了科学依据。 关键词：洱海；浮游动物；脂肪酸；营养传递；高原湖泊；气候变化
优先出版日期: 2026-04-13
摘要：
梯级水库运行对于河道水温的影响十分显著。本文基于最大重叠离散小波变换(MODWT)与多分辨率分析(MRA),结合ERA5-Land再分析数据与Bi-LSTM模型,构建了气候变化与水库运行对河道水温影响的量化归因框架,并以金沙江下游向家坝站为例,探究了梯级水库群运行对下游河道水温的多尺度影响。研究结果表明：(1)梯级水库联合运行显著削弱了中高频尺度(日、周、月尺度)的水温波动,呈现“平滑效应”；(2)在低频尺度(季节及年际尺度)上,水库运行导致水温出现“坦化效应”和“滞后效应”,且水库越多效应越强；(3)季节尺度的水温变化主要由水库运行主导,而年尺度变化在四库联合运行阶段主要受气候变化驱动。本研究揭示了梯级水库对水温影响的多时间尺度特征,提出了新的归因分析方法,为水库生态调度与流域水温管理提供了科学依据。
梯级水库运行对于河道水温的影响十分显著。本文基于最大重叠离散小波变换(MODWT)与多分辨率分析(MRA),结合ERA5-Land再分析数据与Bi-LSTM模型,构建了气候变化与水库运行对河道水温影响的量化归因框架,并以金沙江下游向家坝站为例,探究了梯级水库群运行对下游河道水温的多尺度影响。研究结果表明：(1)梯级水库联合运行显著削弱了中高频尺度(日、周、月尺度)的水温波动,呈现“平滑效应”；(2)在低频尺度(季节及年际尺度)上,水库运行导致水温出现“坦化效应”和“滞后效应”,且水库越多效应越强；(3)季节尺度的水温变化主要由水库运行主导,而年尺度变化在四库联合运行阶段主要受气候变化驱动。本研究揭示了梯级水库对水温影响的多时间尺度特征,提出了新的归因分析方法,为水库生态调度与流域水温管理提供了科学依据。
优先出版日期: 2026-04-08
摘要：
为了揭示不同人为干扰程度高原湖泊表层水体中微塑料（MPs）分布规律和成因，本研究选取人为干扰较弱的属都湖、干扰较强的星云湖为研究区，通过样品采集以及MPs分离、提取和鉴定等，对比分析两个湖泊表层水体中MPs分布特征和来源差异，为不同高原湖泊MPs防控和保护修复提供理论依据。结果表明：（1）MPs平均丰度属都湖1.82个/m3、星云湖2.14±1.25个/m3，平均数量属都湖478±57个/条、星云湖558±314个/条，随着人为干扰强度的增强，两个高原湖泊表层水体中MPs平均丰度和平均数量均呈现逐步增大趋势。（2）属都湖以黑色、蓝色为主（平均数量合计为295±12个/条），星云湖以蓝色、黑色为主（平均数量合计为403±106个/条）。星云湖和属都湖MPs形状都以线条状为主，线条状平均数量属都湖462个/条、星云湖481±239个/条。MPs尺寸≤200 μm的平均数量属都湖86±30个/条、星云湖280±167个/条。主要聚合物类型属都湖有4种（人造丝（RY）、聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）），星云湖有7种（RY、PE、PET、低密度苯乙烯-丁二烯-苯乙烯（SBS）、环氧氯丙烷改性聚乙烯亚胺（PEM）、聚酯（PES）、聚乙烯醇（PVA）），属都湖少于星云湖，说明星云湖MPs来源更广泛。随着人为干扰强度的增强，两个高原湖泊表层水体中MPs主要颜色（黑色和蓝色）、主要形状（线条状）、尺寸范围（≤200 μm）的平均数量均呈现逐步增大以及主要聚合物类型种类数呈现逐步增多的趋势。（3）属都湖为贫营养，人为干扰较弱，MPs污染主要成因有旅游活动、放牧活动和大气沉降；星云湖为轻度富营养，人为干扰较强，MPs污染主要成因有生活污水、农田耕种、交通运输、鱼类养殖、鱼类捕捞、工业生产、旅游活动、大气沉降、放牧活动等。两个高原湖泊表层水体中MPs分布和来源存在一定的差异性，人为干扰状况是决定MPs多寡的关键因素。
为了揭示不同人为干扰程度高原湖泊表层水体中微塑料（MPs）分布规律和成因，本研究选取人为干扰较弱的属都湖、干扰较强的星云湖为研究区，通过样品采集以及MPs分离、提取和鉴定等，对比分析两个湖泊表层水体中MPs分布特征和来源差异，为不同高原湖泊MPs防控和保护修复提供理论依据。结果表明：（1）MPs平均丰度属都湖1.82个/m3、星云湖2.14±1.25个/m3，平均数量属都湖478±57个/条、星云湖558±314个/条，随着人为干扰强度的增强，两个高原湖泊表层水体中MPs平均丰度和平均数量均呈现逐步增大趋势。（2）属都湖以黑色、蓝色为主（平均数量合计为295±12个/条），星云湖以蓝色、黑色为主（平均数量合计为403±106个/条）。星云湖和属都湖MPs形状都以线条状为主，线条状平均数量属都湖462个/条、星云湖481±239个/条。MPs尺寸≤200 μm的平均数量属都湖86±30个/条、星云湖280±167个/条。主要聚合物类型属都湖有4种（人造丝（RY）、聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）），星云湖有7种（RY、PE、PET、低密度苯乙烯-丁二烯-苯乙烯（SBS）、环氧氯丙烷改性聚乙烯亚胺（PEM）、聚酯（PES）、聚乙烯醇（PVA）），属都湖少于星云湖，说明星云湖MPs来源更广泛。随着人为干扰强度的增强，两个高原湖泊表层水体中MPs主要颜色（黑色和蓝色）、主要形状（线条状）、尺寸范围（≤200 μm）的平均数量均呈现逐步增大以及主要聚合物类型种类数呈现逐步增多的趋势。（3）属都湖为贫营养，人为干扰较弱，MPs污染主要成因有旅游活动、放牧活动和大气沉降；星云湖为轻度富营养，人为干扰较强，MPs污染主要成因有生活污水、农田耕种、交通运输、鱼类养殖、鱼类捕捞、工业生产、旅游活动、大气沉降、放牧活动等。两个高原湖泊表层水体中MPs分布和来源存在一定的差异性，人为干扰状况是决定MPs多寡的关键因素。
优先出版日期: 2026-03-31
摘要：
含沙量过程的准确预测对于水库防汛调度及泥沙管理具有关键作用。以黄河中下游潼关站为研究对象，构建了融合并行时空注意力机制的长短期记忆网络模型（Parallel Spatio-Temporal Attention LSTM, PSTA-LSTM）。模型在结构上集成并行时空注意力模块，同时捕捉含沙量时间序列中的长期时间依赖性和不同流域站点间的空间关联性；在隐层激活阶段引入改进的自适应分段线性函数（Smooth-ReLU, SReLU），提升模型在含沙量快速变化条件下及峰值的特征表达能力。基于2000–2024年实测水沙数据进行实验验证，结果显示，相较于传统串行LSTM结构，引入并行时空注意力模块可使整体均方根误差（Root Mean Square Error, RMSE）下降约25.6%，沙峰预测精度PRE提升约12.7%；引入SReLU激活函数显著提升了沙峰的预测精度，相较于传统的ReLU和softplus，SReLU能够更有效地处理沙峰值，纳什效率系数（Nash-Sutcliffe efficiency coefficient, NSE）提升超9%。将样本根据水沙类型划分为丰水丰沙、中水中沙、枯水低沙、丰水低沙和枯水丰沙五类，并在不同水沙条件下以及汛期与非汛期进行含沙量预测，验证了按水沙类型分类训练可进一步提高预测精度，RMSE下降约15.7%，NSE达到80%以上；汛期与非汛期对比显示，PSTA-LSTM在在含沙量峰值明显且短时变化幅度较大的阶段具有更强的响应能力。
含沙量过程的准确预测对于水库防汛调度及泥沙管理具有关键作用。以黄河中下游潼关站为研究对象，构建了融合并行时空注意力机制的长短期记忆网络模型（Parallel Spatio-Temporal Attention LSTM, PSTA-LSTM）。模型在结构上集成并行时空注意力模块，同时捕捉含沙量时间序列中的长期时间依赖性和不同流域站点间的空间关联性；在隐层激活阶段引入改进的自适应分段线性函数（Smooth-ReLU, SReLU），提升模型在含沙量快速变化条件下及峰值的特征表达能力。基于2000–2024年实测水沙数据进行实验验证，结果显示，相较于传统串行LSTM结构，引入并行时空注意力模块可使整体均方根误差（Root Mean Square Error, RMSE）下降约25.6%，沙峰预测精度PRE提升约12.7%；引入SReLU激活函数显著提升了沙峰的预测精度，相较于传统的ReLU和softplus，SReLU能够更有效地处理沙峰值，纳什效率系数（Nash-Sutcliffe efficiency coefficient, NSE）提升超9%。将样本根据水沙类型划分为丰水丰沙、中水中沙、枯水低沙、丰水低沙和枯水丰沙五类，并在不同水沙条件下以及汛期与非汛期进行含沙量预测，验证了按水沙类型分类训练可进一步提高预测精度，RMSE下降约15.7%，NSE达到80%以上；汛期与非汛期对比显示，PSTA-LSTM在在含沙量峰值明显且短时变化幅度较大的阶段具有更强的响应能力。
优先出版日期: 2026-03-31
摘要：
大型水库消落带优势植物的空间分布格局、表型响应及环境驱动机制，是理解水陆交替生境下植被动态的关键。本研究以三峡水库消落带典型优势植物狗牙根（Cynodon dactylon (L.)Pers.）为研究对象，通过全域植被和土壤调查，并利用空间插值、方差分析和回归分析等方法解析其空间分布、表型变异及环境驱动机制。结果表明：狗牙根盖度呈现“库中高、库尾库首低”的空间格局，其干流盖度与密度显著低于支流。沿高程梯度，165-175 m高程带的狗牙根盖度与密度显著低于其它高程。干流狗牙根各生物量组分平均值低于支流，低海拔高程的各生物量组分平均值较低，但其性状变异系数普遍更大，表现出显著的表型可塑性。沿干流上溯，狗牙根生物量分配呈现根生物量与花果比显著增加、根冠比显著降低的系统性变化。环境因子分析显示，其盖度与密度主要受土壤容重和磷含量的调控，而高氮环境则驱动其将生物量优先投资于叶片以增强光合作用。狗牙根通过调整生物量分配策略和展现表型可塑性来适应消落带环境异质性，可为水库消落带拟自然修复提供了理论依据。
大型水库消落带优势植物的空间分布格局、表型响应及环境驱动机制，是理解水陆交替生境下植被动态的关键。本研究以三峡水库消落带典型优势植物狗牙根（Cynodon dactylon (L.)Pers.）为研究对象，通过全域植被和土壤调查，并利用空间插值、方差分析和回归分析等方法解析其空间分布、表型变异及环境驱动机制。结果表明：狗牙根盖度呈现“库中高、库尾库首低”的空间格局，其干流盖度与密度显著低于支流。沿高程梯度，165-175 m高程带的狗牙根盖度与密度显著低于其它高程。干流狗牙根各生物量组分平均值低于支流，低海拔高程的各生物量组分平均值较低，但其性状变异系数普遍更大，表现出显著的表型可塑性。沿干流上溯，狗牙根生物量分配呈现根生物量与花果比显著增加、根冠比显著降低的系统性变化。环境因子分析显示，其盖度与密度主要受土壤容重和磷含量的调控，而高氮环境则驱动其将生物量优先投资于叶片以增强光合作用。狗牙根通过调整生物量分配策略和展现表型可塑性来适应消落带环境异质性，可为水库消落带拟自然修复提供了理论依据。
优先出版日期: 2026-03-19
摘要：
本研究以5种洞庭湖典型湿地植物菖蒲（Acorus calamus）、菰（Zizania latifolia）、芦苇（Phragmites australis）、短尖薹草（Carex brevicuspis）和香蒲（Typha orientalis）为研究对象，设置不同淹水时间（30、60、90、120 d）处理，系统分析其形态、生理响应及氮磷去除效率。结果表明，淹水时间显著影响植物形态、生理响应和氮磷去除效率。形态上，随淹水时间增加，菖蒲生物量与株高显著下降；短尖薹草生物量与根长总体稳定而株高略降；芦苇、菰和香蒲株高则随淹水时间增加而不断增加。生理上，随淹水时间延长，菰的MDA与可溶性糖显著下降而抗氧化酶活性及叶绿素含量升高；芦苇的SOD与脯氨酸降低、可溶性糖升高；短尖薹草的MDA、SOD与叶绿素下降，可溶性糖与脯氨酸上升；香蒲的MDA、SOD与脯氨酸呈先降—后升—再降的变化（60 d最低、90 d最高），叶绿素含量则持续下降。净化能力方面，芦苇与香蒲对水体氮、磷的去除率随淹水时间延长持续提升；菖蒲、菰与短尖薹草在60-90 d处理时达到峰值然后下降。综上，不同植物在淹水环境下的形态—生理—功能响应具有显著物种特异性和时间依赖性，芦苇和香蒲能够在持续淹水环境下维持较高的净化效能，更适合作为长期淹水湿地生态系统的优选物种。
本研究以5种洞庭湖典型湿地植物菖蒲（Acorus calamus）、菰（Zizania latifolia）、芦苇（Phragmites australis）、短尖薹草（Carex brevicuspis）和香蒲（Typha orientalis）为研究对象，设置不同淹水时间（30、60、90、120 d）处理，系统分析其形态、生理响应及氮磷去除效率。结果表明，淹水时间显著影响植物形态、生理响应和氮磷去除效率。形态上，随淹水时间增加，菖蒲生物量与株高显著下降；短尖薹草生物量与根长总体稳定而株高略降；芦苇、菰和香蒲株高则随淹水时间增加而不断增加。生理上，随淹水时间延长，菰的MDA与可溶性糖显著下降而抗氧化酶活性及叶绿素含量升高；芦苇的SOD与脯氨酸降低、可溶性糖升高；短尖薹草的MDA、SOD与叶绿素下降，可溶性糖与脯氨酸上升；香蒲的MDA、SOD与脯氨酸呈先降—后升—再降的变化（60 d最低、90 d最高），叶绿素含量则持续下降。净化能力方面，芦苇与香蒲对水体氮、磷的去除率随淹水时间延长持续提升；菖蒲、菰与短尖薹草在60-90 d处理时达到峰值然后下降。综上，不同植物在淹水环境下的形态—生理—功能响应具有显著物种特异性和时间依赖性，芦苇和香蒲能够在持续淹水环境下维持较高的净化效能，更适合作为长期淹水湿地生态系统的优选物种。
优先出版日期: 2026-03-19
摘要：
在全球变暖背景下，湖泊高温事件日益频发，而东太湖区域2019年开始实施“退养还湖”生态恢复工程，其交织影响，使得湖泊甲烷（CH4）排放的动态过程趋于复杂。本研究旨在阐明湖泊高温事件与生态恢复对太湖CH4排放的影响及其关联机制。基于太湖涡度通量网东太湖站点2018—2020年的高频观测数据，采用季节性阈值法识别高温事件，并系统分析了其对CH4通量的影响及“退养还湖”工程的调节效应。结果表明，季节性阈值法能精准地捕捉驱动CH4排放的短期高温过程，适配季节性水温波动与CH4排放高频时变特征，2018—2020年识别高温事件数23次。高温事件对CH4排放的促进效应存在季节差异，春秋季强于夏冬季。单次事件中，CH4通量多呈现三阶段变化：前期平稳、中期激增、后期回落。“退养还湖”工程有效抑制了高温期的CH4排放。生态恢复期间，高温事件前、中、后CH4通量中位数分别为0.05~0.17、0.07~0.25、0.04~0.15 μg·m?2·s?1，较水产养殖期（0.42~0.62、1.05~5.26、0.71~4.60 μg·m?2·s?1）降低约72%~95%。本研究为理解浅水湖泊碳循环对气候变暖与生态管理的响应机制提供了理论依据。
在全球变暖背景下，湖泊高温事件日益频发，而东太湖区域2019年开始实施“退养还湖”生态恢复工程，其交织影响，使得湖泊甲烷（CH4）排放的动态过程趋于复杂。本研究旨在阐明湖泊高温事件与生态恢复对太湖CH4排放的影响及其关联机制。基于太湖涡度通量网东太湖站点2018—2020年的高频观测数据，采用季节性阈值法识别高温事件，并系统分析了其对CH4通量的影响及“退养还湖”工程的调节效应。结果表明，季节性阈值法能精准地捕捉驱动CH4排放的短期高温过程，适配季节性水温波动与CH4排放高频时变特征，2018—2020年识别高温事件数23次。高温事件对CH4排放的促进效应存在季节差异，春秋季强于夏冬季。单次事件中，CH4通量多呈现三阶段变化：前期平稳、中期激增、后期回落。“退养还湖”工程有效抑制了高温期的CH4排放。生态恢复期间，高温事件前、中、后CH4通量中位数分别为0.05~0.17、0.07~0.25、0.04~0.15 μg·m?2·s?1，较水产养殖期（0.42~0.62、1.05~5.26、0.71~4.60 μg·m?2·s?1）降低约72%~95%。本研究为理解浅水湖泊碳循环对气候变暖与生态管理的响应机制提供了理论依据。
优先出版日期: 2026-03-19
摘要：
雅鲁藏布江是重要的国际河流之一，也是全球生态系统最为敏感和脆弱的区域。真核浮游植物在维持该河流生态系统平衡中发挥着重要的作用，为揭示雅鲁藏布江下游代表性一级支流尼洋河、帕隆藏布真核浮游植物群落多样性、时空分布特征及其关键驱动因子，本研究基于高通量扩增子测序技术对该流域春季、夏季、秋季三个季节开展了真核浮游植物多样性格局及其驱动因子研究。研究结果显示：该流域三个季节共鉴定出真核浮游植物6723个ASVs，隶属于8门39纲87目100科265属，三个季节真核浮游植物物种组成淡色藻门丰度均最高；总体上Shannon多样性、Simpson多样性和Pielou均匀度指数均表现为春季 > 夏季 > 秋季，在季节上均存在极显著差异（P < 0.001）。真核浮游植物群落在季节上存在极显著差异（P < 0.001）。夏季真核浮游植物群落构建由随机性过程主导，春季和秋季由确定性过程主导。三个季节均存在极显著的地理衰减趋势（P < 0.001）、海拔衰减趋势（P < 0.001）和环境衰减趋势（P < 0.001）。真核浮游植物群落间的相互作用均以协作为主。环境因素在三个季节中对群落的解释度均显著高于地理因素和海拔因素，春季真核浮游植物群落的关键驱动环境因子是pH、溶解氧（DO）、水温（WT）、浊度（TUR）、氨态氮（NH4+-N）、海拔（ALT）；夏季为电导率（EC）和水温（WT）；秋季为水温（WT）、溶解氧（DO）、电导率（EC），三个季节真核浮游植物群落均受到水温的极显著影响。本研究使用高通量扩增子测序技术分析了该流域河流时空尺度上真核浮游植物群落结构，深入揭示了高原河流真核浮游植物群落分布模式和变化特征，为高原地区微生物多样性保护与水生态健康管理提供了重要依据。
雅鲁藏布江是重要的国际河流之一，也是全球生态系统最为敏感和脆弱的区域。真核浮游植物在维持该河流生态系统平衡中发挥着重要的作用，为揭示雅鲁藏布江下游代表性一级支流尼洋河、帕隆藏布真核浮游植物群落多样性、时空分布特征及其关键驱动因子，本研究基于高通量扩增子测序技术对该流域春季、夏季、秋季三个季节开展了真核浮游植物多样性格局及其驱动因子研究。研究结果显示：该流域三个季节共鉴定出真核浮游植物6723个ASVs，隶属于8门39纲87目100科265属，三个季节真核浮游植物物种组成淡色藻门丰度均最高；总体上Shannon多样性、Simpson多样性和Pielou均匀度指数均表现为春季 > 夏季 > 秋季，在季节上均存在极显著差异（P < 0.001）。真核浮游植物群落在季节上存在极显著差异（P < 0.001）。夏季真核浮游植物群落构建由随机性过程主导，春季和秋季由确定性过程主导。三个季节均存在极显著的地理衰减趋势（P < 0.001）、海拔衰减趋势（P < 0.001）和环境衰减趋势（P < 0.001）。真核浮游植物群落间的相互作用均以协作为主。环境因素在三个季节中对群落的解释度均显著高于地理因素和海拔因素，春季真核浮游植物群落的关键驱动环境因子是pH、溶解氧（DO）、水温（WT）、浊度（TUR）、氨态氮（NH4+-N）、海拔（ALT）；夏季为电导率（EC）和水温（WT）；秋季为水温（WT）、溶解氧（DO）、电导率（EC），三个季节真核浮游植物群落均受到水温的极显著影响。本研究使用高通量扩增子测序技术分析了该流域河流时空尺度上真核浮游植物群落结构，深入揭示了高原河流真核浮游植物群落分布模式和变化特征，为高原地区微生物多样性保护与水生态健康管理提供了重要依据。
优先出版日期: 2026-03-19
摘要：
悬浮颗粒物(SPM)是湖泊水体中的重要光学活性物质,其物质浓度与水体浑浊度、水色、透明度密切相关,是衡量湖泊水质的关键指标。太湖、洪泽湖和巢湖作为长江中下游的主要大型湖泊,受自然与人类活动共同作用,SPM浓度呈现出显著的时空分异。尽管极轨卫星数据已广泛用于解析该区域湖泊悬浮物浓度的季节-年际动态,但受限于可用影像覆盖不足,月/日尺度等高频动态分析仍较匮乏。基于2011年4月-2020年12月的GOCI卫星影像数据以及三大湖泊星地同步数据集,本文评估现有SPM算法性能,经遴选优化后确立最优反演算法,应用至卫星影像数据经质量控制后得到三大湖泊长时序SPM浓度数据集。数据集为GeoTiff格式,空间参考为GCS_WGS_1984地理坐标系,共计包含个13262文件,其中太湖、洪泽湖和巢湖月均有效观测天数(全湖可用像元百分比大于85%)分别约为9.1、7.6和7.5天。验证表明：三个研究湖泊的反演结果与野外实测数据在空间分异与长时序动态趋势上均高度一致(R2>0.9,MAPE<15%,RMSE<5mg/L),证明数据集的稳定可靠。本数据集较极轨卫星产品显著提升时间分辨率,可提供更完整的湖泊SPM浓度日/月尺度动态,精准捕捉季节-年际变化趋势。多时相观测优势进一步支持高频SPM动态监测,有效解析暴雨径流、采砂及调水等短期强扰动事件的影响,为阐明湖泊SPM短期-长期时空分异机制提供关键支撑,具有重要应用价值。
悬浮颗粒物(SPM)是湖泊水体中的重要光学活性物质,其物质浓度与水体浑浊度、水色、透明度密切相关,是衡量湖泊水质的关键指标。太湖、洪泽湖和巢湖作为长江中下游的主要大型湖泊,受自然与人类活动共同作用,SPM浓度呈现出显著的时空分异。尽管极轨卫星数据已广泛用于解析该区域湖泊悬浮物浓度的季节-年际动态,但受限于可用影像覆盖不足,月/日尺度等高频动态分析仍较匮乏。基于2011年4月-2020年12月的GOCI卫星影像数据以及三大湖泊星地同步数据集,本文评估现有SPM算法性能,经遴选优化后确立最优反演算法,应用至卫星影像数据经质量控制后得到三大湖泊长时序SPM浓度数据集。数据集为GeoTiff格式,空间参考为GCS_WGS_1984地理坐标系,共计包含个13262文件,其中太湖、洪泽湖和巢湖月均有效观测天数(全湖可用像元百分比大于85%)分别约为9.1、7.6和7.5天。验证表明：三个研究湖泊的反演结果与野外实测数据在空间分异与长时序动态趋势上均高度一致(R2>0.9,MAPE<15%,RMSE<5mg/L),证明数据集的稳定可靠。本数据集较极轨卫星产品显著提升时间分辨率,可提供更完整的湖泊SPM浓度日/月尺度动态,精准捕捉季节-年际变化趋势。多时相观测优势进一步支持高频SPM动态监测,有效解析暴雨径流、采砂及调水等短期强扰动事件的影响,为阐明湖泊SPM短期-长期时空分异机制提供关键支撑,具有重要应用价值。
优先出版日期: 2026-03-18
摘要：
在全球气候变暖加剧、全球 碳循环研究日益重要的背景下,岩溶区水体作为高效的碳汇载体,其精准识别与特征研究具有重要意义。广西作为我国典型岩溶区,其岩溶与非岩溶湖泊水库(湖库)的系统划分尚属空白。本研究旨在填补这一空白,为全国岩溶区湖库研究提供基础数据,并为水域生态保护治理提供科学依据。研究以广西788个湖库(面积>10 ha)为对象,基于Lake-Topo Cat等多源地理空间数据,利用GIS技术识别湖库并提取其形态特征(面积、库容、岸线)及集水区属性。结合World Karst Aquifer Map (WOKAM) 和 Global Lithological Map (GLIM) 数据,依据集水区岩溶地层面积占比(>75%为岩溶湖库,35-75%为半岩溶,10-35%为弱岩溶,<10%为非岩溶)对湖库进行系统分类。进一步应用随机森林模型,定量分析气候降雨、集水区岩性、地形及人口密度等因子对岩溶湖库分布的影响。研究发现：(1) 广西湖库中岩溶湖库数量最多(314个,占比40%),主要集中分布于桂中、桂西北、桂西南和桂东北的峰丛洼地、溶蚀盆地等岩溶强烈发育区；(2) 岩溶湖库单体面积最大(98.25 km2)、库容极值最高(10,260 mcm)、岸线形态最复杂(极值554.97 km),但其平均面积(1.07 km2)和中位库容(1.30 mcm)较小,表明其以中小型为主但存在特大型个体。(3) 岩溶湖库集水区以碳酸盐沉积岩为主导(占比>90%),而非岩溶湖库集水区则以硅质碎屑沉积岩等非岩溶类型岩石为主。(4) 随机森林模型重要性分析表明,碳酸盐岩(37.0%)、硅质碎屑岩(28.87%)和年降雨量(28.0%)是控制岩溶湖库分布的最关键因子。本研究首次系统绘制了广西岩溶湖库分布图谱并量化其形态特征,揭示了岩性(碳酸盐岩主导)和气候(降雨量)是岩溶湖库形成的核心控制因素。研究成果填补了广西岩溶湖库系统调查的空白,为深入理解岩溶区碳汇过程提供了重要基础数据,也为区域水资源管理与水域生态保护策略制定提供了科学支撑。
在全球气候变暖加剧、全球 碳循环研究日益重要的背景下,岩溶区水体作为高效的碳汇载体,其精准识别与特征研究具有重要意义。广西作为我国典型岩溶区,其岩溶与非岩溶湖泊水库(湖库)的系统划分尚属空白。本研究旨在填补这一空白,为全国岩溶区湖库研究提供基础数据,并为水域生态保护治理提供科学依据。研究以广西788个湖库(面积>10 ha)为对象,基于Lake-Topo Cat等多源地理空间数据,利用GIS技术识别湖库并提取其形态特征(面积、库容、岸线)及集水区属性。结合World Karst Aquifer Map (WOKAM) 和 Global Lithological Map (GLIM) 数据,依据集水区岩溶地层面积占比(>75%为岩溶湖库,35-75%为半岩溶,10-35%为弱岩溶,<10%为非岩溶)对湖库进行系统分类。进一步应用随机森林模型,定量分析气候降雨、集水区岩性、地形及人口密度等因子对岩溶湖库分布的影响。研究发现：(1) 广西湖库中岩溶湖库数量最多(314个,占比40%),主要集中分布于桂中、桂西北、桂西南和桂东北的峰丛洼地、溶蚀盆地等岩溶强烈发育区；(2) 岩溶湖库单体面积最大(98.25 km2)、库容极值最高(10,260 mcm)、岸线形态最复杂(极值554.97 km),但其平均面积(1.07 km2)和中位库容(1.30 mcm)较小,表明其以中小型为主但存在特大型个体。(3) 岩溶湖库集水区以碳酸盐沉积岩为主导(占比>90%),而非岩溶湖库集水区则以硅质碎屑沉积岩等非岩溶类型岩石为主。(4) 随机森林模型重要性分析表明,碳酸盐岩(37.0%)、硅质碎屑岩(28.87%)和年降雨量(28.0%)是控制岩溶湖库分布的最关键因子。本研究首次系统绘制了广西岩溶湖库分布图谱并量化其形态特征,揭示了岩性(碳酸盐岩主导)和气候(降雨量)是岩溶湖库形成的核心控制因素。研究成果填补了广西岩溶湖库系统调查的空白,为深入理解岩溶区碳汇过程提供了重要基础数据,也为区域水资源管理与水域生态保护策略制定提供了科学支撑。
优先出版日期: 2026-03-18
摘要：
高原湖泊因其独特的季节性冰封特征，在全球温室气体（GHG）排放中扮演着特殊角色，具体表现为温室气体在冬季冰下累积，融冰期脉冲式释放。本研究以内蒙古乌梁素海为对象，解析冻融期上覆水体CH4和N2O的时空变化及其与环境因子的相关性，并基于冻融诱导的底泥生物地球化学过程，考察上覆水体碳、氮营养盐及底泥电子受体的变化规律，从而阐明冻融期湖泊GHG储存-释放的影响机制。结果表明：冬季冰盖形成使上覆水体溶解性CH4累积性增加。有草区冰冻稳定阶段表层水体CH4浓度最高，达93382.76nmol/L；无草区融冰阶段末期N2O浓度最高，达181.93nmol/L。相较于受沉积物内部过程与传质限制调控的N2O，CH4的浓度对上覆水体的溶解氧（DO）与氧化还原电位（ORP）变化响应更为敏感。冻融过程中，上覆水体总有机碳（TOC）和总氮（TN）在冰冻期呈累积上升，融冰期转为分解释放而下降，无机氮形态（NH4+-N、NO3--N、NO2--N）呈动态此消彼长，共同参与硝化、反硝化等过程。碳、氮的迁移受底泥生物地球化学环境和冻融驱动的氧化还原条件共同调控。底泥有机质降解表现为垂向分层特点：中上层以硝酸盐/铁还原为主导，中下层以硫酸盐还原为主，甲烷生成伴随发生并经泥-水界面向上迁移，最终在冰下水体积聚。
高原湖泊因其独特的季节性冰封特征，在全球温室气体（GHG）排放中扮演着特殊角色，具体表现为温室气体在冬季冰下累积，融冰期脉冲式释放。本研究以内蒙古乌梁素海为对象，解析冻融期上覆水体CH4和N2O的时空变化及其与环境因子的相关性，并基于冻融诱导的底泥生物地球化学过程，考察上覆水体碳、氮营养盐及底泥电子受体的变化规律，从而阐明冻融期湖泊GHG储存-释放的影响机制。结果表明：冬季冰盖形成使上覆水体溶解性CH4累积性增加。有草区冰冻稳定阶段表层水体CH4浓度最高，达93382.76nmol/L；无草区融冰阶段末期N2O浓度最高，达181.93nmol/L。相较于受沉积物内部过程与传质限制调控的N2O，CH4的浓度对上覆水体的溶解氧（DO）与氧化还原电位（ORP）变化响应更为敏感。冻融过程中，上覆水体总有机碳（TOC）和总氮（TN）在冰冻期呈累积上升，融冰期转为分解释放而下降，无机氮形态（NH4+-N、NO3--N、NO2--N）呈动态此消彼长，共同参与硝化、反硝化等过程。碳、氮的迁移受底泥生物地球化学环境和冻融驱动的氧化还原条件共同调控。底泥有机质降解表现为垂向分层特点：中上层以硝酸盐/铁还原为主导，中下层以硫酸盐还原为主，甲烷生成伴随发生并经泥-水界面向上迁移，最终在冰下水体积聚。
优先出版日期: 2026-03-16
摘要：
湖沼学和湖泊科学长期发展历程深刻印证了持续野外观测与试验研究的重要性和必要性。全球范围内,科研机构通过建立长期定位观测野外站,系统开展了数十年至上百年的湖泊生态系统演化机制与可持续管理研究,如美国弗拉特黑德湖、特劳特湖、密西根湖,瑞士苏黎世湖,日本琵琶湖、霞浦湖等。在中国生态系统研究网络和国家科技基础条件平台中心支持下, 我国科学家陆续在武汉东湖、太湖、鄱阳湖、洞庭湖、梁子湖等建设野外观测试验站,开展湖泊生态系统长期试验观测和联网综合研究。本文系统梳理了全球和中国湖泊科学长期定位观测与试验研究进展,通过跨国别、跨区域、跨湖泊类型的案例对比,彰显了长期定位观测在揭示湖泊生态系统动态变化规律中的不可替代性。研究强调,唯有通过跨区域联网观测,观测信息化和智能化提升以及观测与模拟模型结合,才能深入解析湖泊生态系统对气候变暖、人类活动干扰的响应阈值与弹性机制,进而为全球湖泊保护、生态修复与可持续利用提供关键科学支撑,推动湖泊科学从“现象描述”向“机制解析”与“预测预警”的跨越式发展,最终服务于联合国可持续发展议程和美丽中国建设。
湖沼学和湖泊科学长期发展历程深刻印证了持续野外观测与试验研究的重要性和必要性。全球范围内,科研机构通过建立长期定位观测野外站,系统开展了数十年至上百年的湖泊生态系统演化机制与可持续管理研究,如美国弗拉特黑德湖、特劳特湖、密西根湖,瑞士苏黎世湖,日本琵琶湖、霞浦湖等。在中国生态系统研究网络和国家科技基础条件平台中心支持下, 我国科学家陆续在武汉东湖、太湖、鄱阳湖、洞庭湖、梁子湖等建设野外观测试验站,开展湖泊生态系统长期试验观测和联网综合研究。本文系统梳理了全球和中国湖泊科学长期定位观测与试验研究进展,通过跨国别、跨区域、跨湖泊类型的案例对比,彰显了长期定位观测在揭示湖泊生态系统动态变化规律中的不可替代性。研究强调,唯有通过跨区域联网观测,观测信息化和智能化提升以及观测与模拟模型结合,才能深入解析湖泊生态系统对气候变暖、人类活动干扰的响应阈值与弹性机制,进而为全球湖泊保护、生态修复与可持续利用提供关键科学支撑,推动湖泊科学从“现象描述”向“机制解析”与“预测预警”的跨越式发展,最终服务于联合国可持续发展议程和美丽中国建设。
优先出版日期: 2026-03-16
摘要：
经过15年的发展, 红枫湖水库生态系统贵州省野外科学观测研究站已建成集观测、研究、示范与服务于一体的高原深水湖库野外综合观测研究平台。该平台以典型高原深水湖库长期定位监测为基础, 围绕西南区域水资源开发、水安全保障、水生态修复关键科学问题, 深入分析了高原深水湖库生态系统的基本特征, 揭示了高原深水湖库生态系统演变特征与气候响应、生源要素地球化学循环过程与机理, 开发了系列深水湖库保护修复关键技术, 研究成果为区域可持续发展提供了科技支撑。
经过15年的发展, 红枫湖水库生态系统贵州省野外科学观测研究站已建成集观测、研究、示范与服务于一体的高原深水湖库野外综合观测研究平台。该平台以典型高原深水湖库长期定位监测为基础, 围绕西南区域水资源开发、水安全保障、水生态修复关键科学问题, 深入分析了高原深水湖库生态系统的基本特征, 揭示了高原深水湖库生态系统演变特征与气候响应、生源要素地球化学循环过程与机理, 开发了系列深水湖库保护修复关键技术, 研究成果为区域可持续发展提供了科技支撑。
优先出版日期: 2026-03-16
摘要：
长江是中华民族的母亲河,是中华文明的重要发祥地,也是支撑中国经济社会发展的核心命脉,长江经济带高质量发展在根本上依赖于长江流域优良的生态环境。长江流域水生态系统长期定位观测是统筹推进长江水资源、水环境、水生态保护与修复的基本前提,对流域水生态系统科学和长江大保护国家战略实施具有重要科学意义。本文系统总结了国内外水生态系统长期定位观测与试验研究进展和经验,回顾了长江流域水生态系统长期定位观测与试验研究的发展历程及重要成果；系统梳理了国家野外站支撑长江流域水生态系统安全联合观测研究行动(2023-2025年)实施以来,在长江流域水生态系统基础数据整编、观测技术规范编制、水生态系统变化研究、共性问题联网观测试验、应用示范以及国际合作等六个方面取得的工作进展和成效。针对未来的长江流域水生态系统长期定位观测研究面临的问题与挑战,提出了未来长江流域水生态系统长期定位观测与试验研究的发展趋势和亟需加强的重点方向。论文对于长江流域水生态安全的保障和国家大保护国家重大战略推动具有重要的指导意义和实践价值。
长江是中华民族的母亲河,是中华文明的重要发祥地,也是支撑中国经济社会发展的核心命脉,长江经济带高质量发展在根本上依赖于长江流域优良的生态环境。长江流域水生态系统长期定位观测是统筹推进长江水资源、水环境、水生态保护与修复的基本前提,对流域水生态系统科学和长江大保护国家战略实施具有重要科学意义。本文系统总结了国内外水生态系统长期定位观测与试验研究进展和经验,回顾了长江流域水生态系统长期定位观测与试验研究的发展历程及重要成果；系统梳理了国家野外站支撑长江流域水生态系统安全联合观测研究行动(2023-2025年)实施以来,在长江流域水生态系统基础数据整编、观测技术规范编制、水生态系统变化研究、共性问题联网观测试验、应用示范以及国际合作等六个方面取得的工作进展和成效。针对未来的长江流域水生态系统长期定位观测研究面临的问题与挑战,提出了未来长江流域水生态系统长期定位观测与试验研究的发展趋势和亟需加强的重点方向。论文对于长江流域水生态安全的保障和国家大保护国家重大战略推动具有重要的指导意义和实践价值。
优先出版日期: 2026-03-04
摘要：
【背景】干旱地区平原水库面临严峻的无效蒸发损耗问题，选择高效环保且经济性好的物理覆盖结构减少水面蒸发，是实现水资源可持续利用的关键途径。【方法】本研究以新疆和田地区昆玉市为研究区，在直径6 m的大型蒸发池中构建对照试验。选取均质浮球、底部配重浮球及六棱钻石型浮体三种结构物理覆盖物铺满水面，并设置无覆盖空白组进行对比。通过长期连续监测，系统评估了不同覆盖结构在复杂气象条件下的蒸发抑制效率及其对水体环境的影响。【结果】研究发现：（1）水面蒸发过程呈现显著的季节性波动，覆盖层的抑制蒸发效果受气象因子综合驱动；（2）覆盖单元的结构形态对节水效率影响显著。六棱钻石型浮体在83%的覆盖率下平均蒸发抑制率为75.2%；而两种浮球在86%的覆盖率下，底部配重浮球的抑制率（70.2%）优于均质浮球（66.7%）；（3）水质检测表明，浮球覆盖未造成水体二次污染，水质指标符合农业灌溉标准；六棱型浮体的长期生态效应尚待进一步量化；（4）在蒸发抑制效率满足工程设计指标的前提下，均质浮球覆盖水面方案展现出更优的经济可行性与成本效益。【结论】不同物理覆盖形式在节水效益上存在差异。工程实践中应基于节水率、经济性与生态安全进行多维权衡。本研究成果可为干旱区平原水库蒸发抑制技术的优选与水资源高效管理提供理论依据与数据支撑。
【背景】干旱地区平原水库面临严峻的无效蒸发损耗问题，选择高效环保且经济性好的物理覆盖结构减少水面蒸发，是实现水资源可持续利用的关键途径。【方法】本研究以新疆和田地区昆玉市为研究区，在直径6 m的大型蒸发池中构建对照试验。选取均质浮球、底部配重浮球及六棱钻石型浮体三种结构物理覆盖物铺满水面，并设置无覆盖空白组进行对比。通过长期连续监测，系统评估了不同覆盖结构在复杂气象条件下的蒸发抑制效率及其对水体环境的影响。【结果】研究发现：（1）水面蒸发过程呈现显著的季节性波动，覆盖层的抑制蒸发效果受气象因子综合驱动；（2）覆盖单元的结构形态对节水效率影响显著。六棱钻石型浮体在83%的覆盖率下平均蒸发抑制率为75.2%；而两种浮球在86%的覆盖率下，底部配重浮球的抑制率（70.2%）优于均质浮球（66.7%）；（3）水质检测表明，浮球覆盖未造成水体二次污染，水质指标符合农业灌溉标准；六棱型浮体的长期生态效应尚待进一步量化；（4）在蒸发抑制效率满足工程设计指标的前提下，均质浮球覆盖水面方案展现出更优的经济可行性与成本效益。【结论】不同物理覆盖形式在节水效益上存在差异。工程实践中应基于节水率、经济性与生态安全进行多维权衡。本研究成果可为干旱区平原水库蒸发抑制技术的优选与水资源高效管理提供理论依据与数据支撑。
优先出版日期: 2026-02-04
摘要：
摘 要：为探究淹水持续时间对大型水库消落带植物功能多样性的调控机制，以西南地区3座大型水库为研究区，系统测定了不同淹水持续时间下消落带植物功能性状及功能多样性指标。结果发现：（1）调查共记录维管植物17科30属34种，盖度 ≥ 25%的优势物种共8种。（2）中度淹水区（MF）功能多样性最高，显著高于轻度（SF）和重度淹水区（LF），优势物种性状分异及生态位分化显著。（3）LF区功能同质化明显，各功能多样性指数显著下降，唯主根直径显著增加（较MF、SF区分别高63%和154%），表明强淹水胁迫下群落通过特异增粗主根构建功能冗余结构；狗牙根为高度特化的关键物种。（4）SF区的群落郁闭度、茎分支数、主根长以及根总鲜重显著高于MF和LF区，表明其环境筛选出具有快速拓殖能力的性状组合。该区狗牙根、牛筋草、藿香蓟和苍耳性状空间分散独立。（5）叶片性状变异系数在各淹水梯度始终较大，印证其敏感性。综上表明，在西南水库消落带，淹水持续时间是调控功能性状分散程度与功能多样性的关键驱动因子，年均淹没 ≥ 180 d（LF区）侧重功能冗余策略；年均淹没 < 180 d侧重功能互补策略。淹水梯度上的功能多样性响应差异驱动了优势种多适应性策略的形成，可依据淹水持续时间实施差异化群落构建。
摘 要：为探究淹水持续时间对大型水库消落带植物功能多样性的调控机制，以西南地区3座大型水库为研究区，系统测定了不同淹水持续时间下消落带植物功能性状及功能多样性指标。结果发现：（1）调查共记录维管植物17科30属34种，盖度 ≥ 25%的优势物种共8种。（2）中度淹水区（MF）功能多样性最高，显著高于轻度（SF）和重度淹水区（LF），优势物种性状分异及生态位分化显著。（3）LF区功能同质化明显，各功能多样性指数显著下降，唯主根直径显著增加（较MF、SF区分别高63%和154%），表明强淹水胁迫下群落通过特异增粗主根构建功能冗余结构；狗牙根为高度特化的关键物种。（4）SF区的群落郁闭度、茎分支数、主根长以及根总鲜重显著高于MF和LF区，表明其环境筛选出具有快速拓殖能力的性状组合。该区狗牙根、牛筋草、藿香蓟和苍耳性状空间分散独立。（5）叶片性状变异系数在各淹水梯度始终较大，印证其敏感性。综上表明，在西南水库消落带，淹水持续时间是调控功能性状分散程度与功能多样性的关键驱动因子，年均淹没 ≥ 180 d（LF区）侧重功能冗余策略；年均淹没 < 180 d侧重功能互补策略。淹水梯度上的功能多样性响应差异驱动了优势种多适应性策略的形成，可依据淹水持续时间实施差异化群落构建。
优先出版日期: 2026-02-04
摘要：
鄱阳湖与长江之间通过水体交换，共同形成了江湖之间复杂的洪枯调控与蓄泄关系，在长江中下游水旱灾害防御体系中占据重要地位。本文基于长江-鄱阳湖系统长序列水文数据以及遥感影像解译结果，结合三峡水库的调度周期，分阶段阐明了三峡水库运行前后鄱阳湖对长江干流及五河来水的调蓄过程，揭示了鄱阳湖洪枯调控能力变化特征及其影响因素，主要结论如下：（1）无论三峡水库运行前后，枯水期（12月至次年4月）和集中消落期（5月至6月上旬）鄱阳湖出湖水量普遍小于入湖水量，日调蓄量大于0，湖区存蓄水量增加；汛期（6月中旬至9月上旬）及汛后蓄水期（9月中旬至11月）规律与之相反，全年出入湖水量基本平衡。此外，鄱阳湖日调蓄量与长江干流流量及入湖水量呈显著正相关；（2）三峡水库运行后，鄱阳湖日调蓄量分布发生变化，表现为集中消落期日调蓄量正值增加、汛期日调蓄量正负值转换时间提前，以及汛末日调蓄量负值绝对值增加。受调蓄量变化影响，长江汛前（6月中旬）鄱阳湖的存蓄水量增长约14.15亿m3，而汛末（9月上旬）鄱阳湖的存蓄水量减少约85.52亿m3。鄱阳湖自身泄流能力增强、长江及鄱阳湖五河集中消落期流量增加以及汛后蓄水期退水速率增快是导致日调蓄量变化的主要原因；（3）受长江和鄱阳湖的水文过程与蓄泄能力变化共同影响，三峡水库运行后汛末及汛后蓄水期鄱阳湖自身蓄水功能减弱，“拉空”与“丰枯急转”现象突出，导致湖区退水加快，枯水历时延长，极枯水位频发。另一方面，偏枯的存蓄水量导致集中消落期鄱阳湖的剩余湖容增加，鄱阳湖对五河洪水的调蓄能力增强。相比之下，长江汛前鄱阳湖的剩余湖容较水库运行前同期减少，鄱阳湖对长江洪水的调蓄能力下降，其应对长江极端洪水的能力依然不足；鄱阳湖在汛末及汛后蓄水期对长江补水能力减弱，在枯水期其能力则基本保持稳定。研究成果可深化对鄱阳湖洪枯调控机制的认识，能为江湖系统治理提供科学支撑。
鄱阳湖与长江之间通过水体交换，共同形成了江湖之间复杂的洪枯调控与蓄泄关系，在长江中下游水旱灾害防御体系中占据重要地位。本文基于长江-鄱阳湖系统长序列水文数据以及遥感影像解译结果，结合三峡水库的调度周期，分阶段阐明了三峡水库运行前后鄱阳湖对长江干流及五河来水的调蓄过程，揭示了鄱阳湖洪枯调控能力变化特征及其影响因素，主要结论如下：（1）无论三峡水库运行前后，枯水期（12月至次年4月）和集中消落期（5月至6月上旬）鄱阳湖出湖水量普遍小于入湖水量，日调蓄量大于0，湖区存蓄水量增加；汛期（6月中旬至9月上旬）及汛后蓄水期（9月中旬至11月）规律与之相反，全年出入湖水量基本平衡。此外，鄱阳湖日调蓄量与长江干流流量及入湖水量呈显著正相关；（2）三峡水库运行后，鄱阳湖日调蓄量分布发生变化，表现为集中消落期日调蓄量正值增加、汛期日调蓄量正负值转换时间提前，以及汛末日调蓄量负值绝对值增加。受调蓄量变化影响，长江汛前（6月中旬）鄱阳湖的存蓄水量增长约14.15亿m3，而汛末（9月上旬）鄱阳湖的存蓄水量减少约85.52亿m3。鄱阳湖自身泄流能力增强、长江及鄱阳湖五河集中消落期流量增加以及汛后蓄水期退水速率增快是导致日调蓄量变化的主要原因；（3）受长江和鄱阳湖的水文过程与蓄泄能力变化共同影响，三峡水库运行后汛末及汛后蓄水期鄱阳湖自身蓄水功能减弱，“拉空”与“丰枯急转”现象突出，导致湖区退水加快，枯水历时延长，极枯水位频发。另一方面，偏枯的存蓄水量导致集中消落期鄱阳湖的剩余湖容增加，鄱阳湖对五河洪水的调蓄能力增强。相比之下，长江汛前鄱阳湖的剩余湖容较水库运行前同期减少，鄱阳湖对长江洪水的调蓄能力下降，其应对长江极端洪水的能力依然不足；鄱阳湖在汛末及汛后蓄水期对长江补水能力减弱，在枯水期其能力则基本保持稳定。研究成果可深化对鄱阳湖洪枯调控机制的认识，能为江湖系统治理提供科学支撑。
优先出版日期: 2026-02-04
摘要：
博斯腾湖作为我国最大的内陆吞吐湖，在干旱区水资源调配和生态屏障功能中具有重要地位。然而，近年来湖泊化学需氧量（COD）浓度持续超标，成为区域生态环境治理的突出问题。本研究构建博斯腾湖EFDC（Environmental Fluid Dynamic Code）三维水动力水质模型，结合情景模拟方法，系统反演了2014-2023年博斯腾湖水动力条件及COD浓度的动态，构建多种水文调控情景并评估了不同水文调控措施对全湖水动力条件及COD浓度的改善效果。结果表明，1）博斯腾湖COD浓度的变化是自然过程（高蒸发量、低流速、长水龄）与人为活动（育苇区）共同作用的结果；2）博斯腾湖水动力条件较弱，且呈现西高东低的特点，有效提升全湖水动力条件是改善COD浓度的关键；3）“引开济黄”情景通过重新分配入湖流量显著改善了湖泊水动力条件，使COD浓度下降18.37%，是最优的调控方案。研究不仅为博斯腾湖COD调控提供了科学依据，也为干旱区湖泊污染控制和水环境管理提供了借鉴。
博斯腾湖作为我国最大的内陆吞吐湖，在干旱区水资源调配和生态屏障功能中具有重要地位。然而，近年来湖泊化学需氧量（COD）浓度持续超标，成为区域生态环境治理的突出问题。本研究构建博斯腾湖EFDC（Environmental Fluid Dynamic Code）三维水动力水质模型，结合情景模拟方法，系统反演了2014-2023年博斯腾湖水动力条件及COD浓度的动态，构建多种水文调控情景并评估了不同水文调控措施对全湖水动力条件及COD浓度的改善效果。结果表明，1）博斯腾湖COD浓度的变化是自然过程（高蒸发量、低流速、长水龄）与人为活动（育苇区）共同作用的结果；2）博斯腾湖水动力条件较弱，且呈现西高东低的特点，有效提升全湖水动力条件是改善COD浓度的关键；3）“引开济黄”情景通过重新分配入湖流量显著改善了湖泊水动力条件，使COD浓度下降18.37%，是最优的调控方案。研究不仅为博斯腾湖COD调控提供了科学依据，也为干旱区湖泊污染控制和水环境管理提供了借鉴。
优先出版日期: 2026-02-03
摘要：
库湾作为丹江口水库水质安全的关键敏感区域，已成为库区水质安全保障工作的重点关注对象。研究基于2015-2024年的长序列监测数据，系统剖析了库湾主要水质指标及综合营养状态指数TLI（∑）的时空分布特征，并深入探讨了库湾营养状态与藻密度的相关关系及其二者与水环境因子的关联特征。研究结果表明：近十年来，丹江口水库库湾主要水质指标浓度变化呈现分异特征，总氮（TN）、总磷（TP）浓度均值范围分别为1.08~2.34mg/L、0.019~0.132mg/L，TLI（∑）均值在31.05~51.26之间，库湾营养状态总体呈现中营养；趋势分析结果显示，库湾TP浓度与TLI（∑）呈现显著下降的趋势，其中TLI（∑）在2018年5-10月间存在突变点，这与库区及上游长期推行水质安全保障工作以及高水位条件对库湾水质的调控作用密切相关；季节变化上，冬季库湾各水质指标浓度普遍较低，部分年份秋汛期遭遇多次极端降雨事件，水库水位大幅抬升，库湾TN与CODMn等指标浓度呈现明显升高的趋势，但TP浓度降幅明显。空间分布上，库尾区域库湾水质相对较差，局部库湾富营养化风险较高。相关性分析与方差分解结果显示，库湾TLI（∑）主要与污染输入过程密切相关，库湾藻类生长受水体理化指标尤其是水温的影响更显著。本研究成果可为丹江口水库库湾富营养化及藻类水华防控提供科学依据和决策参考。
库湾作为丹江口水库水质安全的关键敏感区域，已成为库区水质安全保障工作的重点关注对象。研究基于2015-2024年的长序列监测数据，系统剖析了库湾主要水质指标及综合营养状态指数TLI（∑）的时空分布特征，并深入探讨了库湾营养状态与藻密度的相关关系及其二者与水环境因子的关联特征。研究结果表明：近十年来，丹江口水库库湾主要水质指标浓度变化呈现分异特征，总氮（TN）、总磷（TP）浓度均值范围分别为1.08~2.34mg/L、0.019~0.132mg/L，TLI（∑）均值在31.05~51.26之间，库湾营养状态总体呈现中营养；趋势分析结果显示，库湾TP浓度与TLI（∑）呈现显著下降的趋势，其中TLI（∑）在2018年5-10月间存在突变点，这与库区及上游长期推行水质安全保障工作以及高水位条件对库湾水质的调控作用密切相关；季节变化上，冬季库湾各水质指标浓度普遍较低，部分年份秋汛期遭遇多次极端降雨事件，水库水位大幅抬升，库湾TN与CODMn等指标浓度呈现明显升高的趋势，但TP浓度降幅明显。空间分布上，库尾区域库湾水质相对较差，局部库湾富营养化风险较高。相关性分析与方差分解结果显示，库湾TLI（∑）主要与污染输入过程密切相关，库湾藻类生长受水体理化指标尤其是水温的影响更显著。本研究成果可为丹江口水库库湾富营养化及藻类水华防控提供科学依据和决策参考。
优先出版日期: 2026-02-03
摘要：
湖泊流域内水敏性与工业水环境污染胁迫的耦合协调是实现流域可持续发展的重要途径。本研究构建了小流域尺度水敏性与工业水环境污染胁迫评价指标体系，运用耦合协调度模型、空间马尔科夫链、灰色关联度模型分析2007—2020年太湖流域水敏性与工业水环境污染胁迫耦合协调度的时空演化特征及驱动因素。结果表明：(1) 2007—2020年太湖流域水敏性轻微下降，整体呈现“西南高-东部低”的空间分布格局；而工业水环境污染胁迫程度则显著提升，东部形成S型高胁迫带，西部保持低胁迫状态，空间格局呈现明显分化。(2)流域水敏性与工业水环境污染胁迫耦合协调度整体下降，空间上呈“西高东低”分布，具有“俱乐部趋同”特征，并且存在一定的空间溢出效应。(3)太湖流域水敏性与工业水环境污染胁迫耦合协调度受到区域科技投入水平、产业结构、人口集聚程度、环境规制强度、经济社会发展水平等相关因素影响，因素作用程度空间差异较为显著。因此，本研究建议实施空间差异化水环境规制政策，优化流域内生产力空间布局，并健全流域水环境综合治理体系，完善生态补偿与监测预警体系，以促进湖泊流域实现可持续发展。
湖泊流域内水敏性与工业水环境污染胁迫的耦合协调是实现流域可持续发展的重要途径。本研究构建了小流域尺度水敏性与工业水环境污染胁迫评价指标体系，运用耦合协调度模型、空间马尔科夫链、灰色关联度模型分析2007—2020年太湖流域水敏性与工业水环境污染胁迫耦合协调度的时空演化特征及驱动因素。结果表明：(1) 2007—2020年太湖流域水敏性轻微下降，整体呈现“西南高-东部低”的空间分布格局；而工业水环境污染胁迫程度则显著提升，东部形成S型高胁迫带，西部保持低胁迫状态，空间格局呈现明显分化。(2)流域水敏性与工业水环境污染胁迫耦合协调度整体下降，空间上呈“西高东低”分布，具有“俱乐部趋同”特征，并且存在一定的空间溢出效应。(3)太湖流域水敏性与工业水环境污染胁迫耦合协调度受到区域科技投入水平、产业结构、人口集聚程度、环境规制强度、经济社会发展水平等相关因素影响，因素作用程度空间差异较为显著。因此，本研究建议实施空间差异化水环境规制政策，优化流域内生产力空间布局，并健全流域水环境综合治理体系，完善生态补偿与监测预警体系，以促进湖泊流域实现可持续发展。
优先出版日期: 2026-02-03
摘要：
溪流生态系统因其丰富的水生生物多样性和特异性而具有重要生态价值，但同时也是极为脆弱的生态系统，亟需得到更多关注和保护。浮游动物作为水生生物食物网的重要组成部分，其在溪流生态系统中的功能和作用长期被忽视。为了深入探究浮游动物在溪流生态系统中的角色，本研究以受人类活动影响较小的赤水河源头流域作为研究对象，对比分析枯水期（12月）和丰水期（5月）两种不同水文条件下浮游动物分类群和功能群特征，以及两类群落与水环境因子之间的相互关系。研究共鉴定出浮游动物29种，其中枯水期鉴定出的物种数量（24种）是丰水期（12种）的2倍。与其它水体类型相比，溪流浮游动物密度（0.02~4.9 ind./L）极低。依据浮游动物生境偏好、体型、摄食习性等功能性状将分类群划分为11个功能群，其中以阶段性营浮游生活的底层刮食者类群、具备游泳能力的中小型捕食者和小型滤食者类群占优势，反映了浮动动物对湍流生境的功能性适应策略。底层刮食者类群占总功能群的比例由枯水期的17.7%，激增至丰水期的68.4%，表现出对水文转换的敏感响应。此外，Mantel检验结果表明，功能群的构成与浮游植物藻细胞密度、水温、pH值、氧化还原电位、总磷、氨氮等多种环境因子显著相关，表现出比分类群更灵敏的环境指示特征。研究表明，划分功能群可以整合生态位相近的物种，从而有效弥补分类群在溪流浮游动物现存量评估方面的不足，为构建溪流生态健康诊断指标体系提供了新的理论视角。
溪流生态系统因其丰富的水生生物多样性和特异性而具有重要生态价值，但同时也是极为脆弱的生态系统，亟需得到更多关注和保护。浮游动物作为水生生物食物网的重要组成部分，其在溪流生态系统中的功能和作用长期被忽视。为了深入探究浮游动物在溪流生态系统中的角色，本研究以受人类活动影响较小的赤水河源头流域作为研究对象，对比分析枯水期（12月）和丰水期（5月）两种不同水文条件下浮游动物分类群和功能群特征，以及两类群落与水环境因子之间的相互关系。研究共鉴定出浮游动物29种，其中枯水期鉴定出的物种数量（24种）是丰水期（12种）的2倍。与其它水体类型相比，溪流浮游动物密度（0.02~4.9 ind./L）极低。依据浮游动物生境偏好、体型、摄食习性等功能性状将分类群划分为11个功能群，其中以阶段性营浮游生活的底层刮食者类群、具备游泳能力的中小型捕食者和小型滤食者类群占优势，反映了浮动动物对湍流生境的功能性适应策略。底层刮食者类群占总功能群的比例由枯水期的17.7%，激增至丰水期的68.4%，表现出对水文转换的敏感响应。此外，Mantel检验结果表明，功能群的构成与浮游植物藻细胞密度、水温、pH值、氧化还原电位、总磷、氨氮等多种环境因子显著相关，表现出比分类群更灵敏的环境指示特征。研究表明，划分功能群可以整合生态位相近的物种，从而有效弥补分类群在溪流浮游动物现存量评估方面的不足，为构建溪流生态健康诊断指标体系提供了新的理论视角。
优先出版日期: 2026-02-02
摘要：
为探究长江中下游通江湖泊褶纹冠蚌遗传多样性特征，本研究利用线粒体Cytb和cox1基因序列，解析了石臼湖(SJ)、七里湖(QL)、鄱阳湖(PY)和洞庭湖(DT)4个通江湖泊褶纹冠蚌群体的遗传多样性及遗传结构。结果显示，在4个群体共鉴定出90个cox1和42个Cytb单倍型；单倍型和核苷酸多样性分别为：cox1(0.951，0.03310)和Cytb(0.855，0.02118)，其中褶纹冠蚌DT群体单倍型和核苷酸多样性最高；遗传分化指数和基因流分析显示SJ与DT、PY群体间存在显著的遗传分化(P<0.01)，与QL群体间无显著遗传分化，且群体分子方差分析显示遗传变异主要源于群体内(cox1：78.01%；Cytb：83.23%)。中性检测和核苷酸错配分析表明，SJ和QL的褶纹冠蚌种群在近代历史上经历种群扩张事件，PY和DT群体未检测到扩张信号；单倍型网络与进化树皆显示群体间存在基因交流。结果表明，4个通江湖泊褶纹冠蚌群体总体遗传多样性丰富，群体间存在广泛的基因交流和显著的遗传分化，且遗传变异主要源于群体内，遗传结构特征主要受到湖泊体量差异、支流水系规模、地理距离等区域性因素影响。研究结果为理解长江中下游淡水贝类遗传多样性形成机制及制定湖泊生态系统层面的保护管理策略提供了科学依据。
为探究长江中下游通江湖泊褶纹冠蚌遗传多样性特征，本研究利用线粒体Cytb和cox1基因序列，解析了石臼湖(SJ)、七里湖(QL)、鄱阳湖(PY)和洞庭湖(DT)4个通江湖泊褶纹冠蚌群体的遗传多样性及遗传结构。结果显示，在4个群体共鉴定出90个cox1和42个Cytb单倍型；单倍型和核苷酸多样性分别为：cox1(0.951，0.03310)和Cytb(0.855，0.02118)，其中褶纹冠蚌DT群体单倍型和核苷酸多样性最高；遗传分化指数和基因流分析显示SJ与DT、PY群体间存在显著的遗传分化(P<0.01)，与QL群体间无显著遗传分化，且群体分子方差分析显示遗传变异主要源于群体内(cox1：78.01%；Cytb：83.23%)。中性检测和核苷酸错配分析表明，SJ和QL的褶纹冠蚌种群在近代历史上经历种群扩张事件，PY和DT群体未检测到扩张信号；单倍型网络与进化树皆显示群体间存在基因交流。结果表明，4个通江湖泊褶纹冠蚌群体总体遗传多样性丰富，群体间存在广泛的基因交流和显著的遗传分化，且遗传变异主要源于群体内，遗传结构特征主要受到湖泊体量差异、支流水系规模、地理距离等区域性因素影响。研究结果为理解长江中下游淡水贝类遗传多样性形成机制及制定湖泊生态系统层面的保护管理策略提供了科学依据。
优先出版日期: 2026-02-02
摘要：
摘 要：西凉湖是长江中下游典型的草型湖泊，沉积物中重金属的污染历史对区域环境管控具有重要指示意义。基于沉积岩芯的210Pb/137Cs定年，结合地球化学指标（Al、K、Ti、Ca、Mg、Zn、Cr、Cu、As、Cd、Pb）、粒度组成和有机质含量，以及重金属的富集系数（EF）和潜在生态风险指数（Er，RI），重建了西凉湖1858—2021年重金属污染和潜在生态风险的演变过程。结果表明：沉积物中重金属的污染和潜在生态风险历史主要分为三个阶段：阶段Ⅰ（1858—1963年）为自然主导期，重金属的富集和风险程度较低（EF≈1，RI<≤75）；在阶段Ⅱ（1963—1988年）农业活动增加了As、Cd和Pb的富集（EF>1.5），由于草型湖泊生态缓冲作用（如碳酸盐沉淀导致Ca/(Mg+Al)比值升高及元素稀释效应），其生态风险尚未显现；在阶段Ⅲ（1988—2021年）工业排放加剧了Cd、Pb和Zn的污染，其中Cd的富集最为显著（EF>8），RI达到111（中等风险），Cd的贡献率高达84%。正定矩阵因子分析结果显示，自1858年以来，自然源的贡献由54%下降至3%，而农业源（以As、Zn、Pb为主）和工业源（以Cd、Zn为主）分别上升至44%和54%。Cd的生态风险指数于1993年突破强风险阈值（>80），这可能与工业污染物输入叠加植被退化导致的生态缓冲功能减弱及重金属形态再活化有关。本研究揭示了草型湖泊在重金属污染累积与释放过程中具有区别于藻型湖泊的“污染缓冲—风险转化”双重机制，为长江中下游不同类型湖泊的差异化治理与生态修复提供了科学依据。
摘 要：西凉湖是长江中下游典型的草型湖泊，沉积物中重金属的污染历史对区域环境管控具有重要指示意义。基于沉积岩芯的210Pb/137Cs定年，结合地球化学指标（Al、K、Ti、Ca、Mg、Zn、Cr、Cu、As、Cd、Pb）、粒度组成和有机质含量，以及重金属的富集系数（EF）和潜在生态风险指数（Er，RI），重建了西凉湖1858—2021年重金属污染和潜在生态风险的演变过程。结果表明：沉积物中重金属的污染和潜在生态风险历史主要分为三个阶段：阶段Ⅰ（1858—1963年）为自然主导期，重金属的富集和风险程度较低（EF≈1，RI<≤75）；在阶段Ⅱ（1963—1988年）农业活动增加了As、Cd和Pb的富集（EF>1.5），由于草型湖泊生态缓冲作用（如碳酸盐沉淀导致Ca/(Mg+Al)比值升高及元素稀释效应），其生态风险尚未显现；在阶段Ⅲ（1988—2021年）工业排放加剧了Cd、Pb和Zn的污染，其中Cd的富集最为显著（EF>8），RI达到111（中等风险），Cd的贡献率高达84%。正定矩阵因子分析结果显示，自1858年以来，自然源的贡献由54%下降至3%，而农业源（以As、Zn、Pb为主）和工业源（以Cd、Zn为主）分别上升至44%和54%。Cd的生态风险指数于1993年突破强风险阈值（>80），这可能与工业污染物输入叠加植被退化导致的生态缓冲功能减弱及重金属形态再活化有关。本研究揭示了草型湖泊在重金属污染累积与释放过程中具有区别于藻型湖泊的“污染缓冲—风险转化”双重机制，为长江中下游不同类型湖泊的差异化治理与生态修复提供了科学依据。
优先出版日期: 2026-01-30
摘要：
微囊藻群体藻际中的附生细菌及其与微囊藻之间的相互作用影响藻群体的生长和维持，从而影响水华的生消过程。营养盐是影响微生物生长的重要因素之一，微囊藻水华的生消伴随着营养盐的波动变化。为探究营养盐变化对微囊藻群体附生细菌群落组成的影响，本文以一株从太湖分离得到的铜绿微囊藻（Microcystis aeruginosa）群体作为研究对象，基于多营养盐梯度培养实验，开展了不同营养盐条件（包括缺氮（ND）、贫营养（O）、中营养（M）、富营养（E）和超富营养（BG-11））对微囊藻群体附生细菌群落组成及藻菌互作的影响研究，探究微囊藻生长过程中附生细菌对营养盐变化的响应。结果表明，营养盐浓度显著影响附生细菌群落组成及多样性，缺氮、贫营养和中营养条件下群落组成更相似，富营养和超富营养条件下群落差异增加，且高氮磷浓度会降低群落丰富度和多样性。门水平核心类群为 Proteobacteria、Bacteroidetes 和 Armatimonadetes，优势菌目为 Rhizobiales、Caulobacterales 和 Pseudomonadales。在不同营养盐下优势类群不同：BG11组以 Actinobacteria、Cytophagales 等为优势菌群；O组中 Bradyrhizobiaceae、Hyphomicrobiaceae 是主要差异类群；ND 组的优势类群为 Rhizobiales ；M组中 Comamonadaceae是优势类群，体现出营养盐对微囊藻附生细菌群落组成的影响。同时，营养盐梯度改变群落稳定性及藻菌互作关系，富营养组微囊藻抵抗力和反应力更强，微囊藻与附生细菌之间在所有处理组都有正向关系，在中低营养盐组中正相关增强，藻菌合作关系占主导。本研究揭示了藻际细菌群落及藻菌互作对不同梯度营养条件的响应，为不同营养水体微囊藻水华的维持机制提供支撑。
微囊藻群体藻际中的附生细菌及其与微囊藻之间的相互作用影响藻群体的生长和维持，从而影响水华的生消过程。营养盐是影响微生物生长的重要因素之一，微囊藻水华的生消伴随着营养盐的波动变化。为探究营养盐变化对微囊藻群体附生细菌群落组成的影响，本文以一株从太湖分离得到的铜绿微囊藻（Microcystis aeruginosa）群体作为研究对象，基于多营养盐梯度培养实验，开展了不同营养盐条件（包括缺氮（ND）、贫营养（O）、中营养（M）、富营养（E）和超富营养（BG-11））对微囊藻群体附生细菌群落组成及藻菌互作的影响研究，探究微囊藻生长过程中附生细菌对营养盐变化的响应。结果表明，营养盐浓度显著影响附生细菌群落组成及多样性，缺氮、贫营养和中营养条件下群落组成更相似，富营养和超富营养条件下群落差异增加，且高氮磷浓度会降低群落丰富度和多样性。门水平核心类群为 Proteobacteria、Bacteroidetes 和 Armatimonadetes，优势菌目为 Rhizobiales、Caulobacterales 和 Pseudomonadales。在不同营养盐下优势类群不同：BG11组以 Actinobacteria、Cytophagales 等为优势菌群；O组中 Bradyrhizobiaceae、Hyphomicrobiaceae 是主要差异类群；ND 组的优势类群为 Rhizobiales ；M组中 Comamonadaceae是优势类群，体现出营养盐对微囊藻附生细菌群落组成的影响。同时，营养盐梯度改变群落稳定性及藻菌互作关系，富营养组微囊藻抵抗力和反应力更强，微囊藻与附生细菌之间在所有处理组都有正向关系，在中低营养盐组中正相关增强，藻菌合作关系占主导。本研究揭示了藻际细菌群落及藻菌互作对不同梯度营养条件的响应，为不同营养水体微囊藻水华的维持机制提供支撑。
优先出版日期: 2026-01-28
摘要：
湿地是陆地生态系统中的重要碳库,其中植物源和微生物源有机碳是湿地土壤有机碳(SOC)稳定存储的重要组分。湖泊湿地是涵盖水文、地形和植被的综合性生态体系,因其地处水陆交错带具有明显高程差。本研究以鄱阳湖湿地表层(0-20cm)和底层(20-40cm)土壤为研究对象,结合地上、地下植物体组成和土壤基本理化性质,探究土壤植物源和微生物源有机碳沿高程的分布特征及其影响因素。结果表明：表层土壤SOC含量在对应高程上均显著高于底层土壤,并沿高程呈逐渐升高的趋势,而底层土壤SOC并未随高程呈明显的梯度变化(P>0.05)。表层和底层土壤微生物源有机碳(28.21%-62.66%、23.44%-54.10%)对SOC的贡献在对应高程上均显著高于植物源有机碳(15.81%-25.85%、16.73%-28.35%)(P<0.05)；其中表层和底层土壤微生物源有机碳含量及其对SOC的贡献均沿高程呈逐渐上升的趋势,而植物源有机碳则无明显的变化趋势。基于偏最小二乘路径模型分析发现,植物和土壤主要是通过微生物源有机碳影响表层土壤SOC含量,而对底层土壤SOC的影响较小。
湿地是陆地生态系统中的重要碳库,其中植物源和微生物源有机碳是湿地土壤有机碳(SOC)稳定存储的重要组分。湖泊湿地是涵盖水文、地形和植被的综合性生态体系,因其地处水陆交错带具有明显高程差。本研究以鄱阳湖湿地表层(0-20cm)和底层(20-40cm)土壤为研究对象,结合地上、地下植物体组成和土壤基本理化性质,探究土壤植物源和微生物源有机碳沿高程的分布特征及其影响因素。结果表明：表层土壤SOC含量在对应高程上均显著高于底层土壤,并沿高程呈逐渐升高的趋势,而底层土壤SOC并未随高程呈明显的梯度变化(P>0.05)。表层和底层土壤微生物源有机碳(28.21%-62.66%、23.44%-54.10%)对SOC的贡献在对应高程上均显著高于植物源有机碳(15.81%-25.85%、16.73%-28.35%)(P<0.05)；其中表层和底层土壤微生物源有机碳含量及其对SOC的贡献均沿高程呈逐渐上升的趋势,而植物源有机碳则无明显的变化趋势。基于偏最小二乘路径模型分析发现,植物和土壤主要是通过微生物源有机碳影响表层土壤SOC含量,而对底层土壤SOC的影响较小。
优先出版日期: 2026-01-27
摘要：
为了深入了解我国高原裂腹鱼类的死亡特征，并初步探索适合其死亡系数评估的方法，本研究以2020至2021年采集于雅砻江中游的厚唇裸重唇鱼种群(共189尾)为研究对象，分别使用加权线性回归法、Chapman-Robson法和Beverton-Holt法对其总死亡系数(Z)进行估算，使用NMT(Natural Mortality Tool)对其自然死亡系数(M)进行估算，并对上述估算结果的可靠性进行评估。此外，本研究基于Maunder模型估算结果分析了性别与年龄对厚唇裸重唇鱼自然死亡系数的影响，并使用NMT对18种裂腹鱼类的26个资源群体的自然死亡系数分别进行了估算。研究结果表明，Chapman-Robson法和加权线性回归法所得总死亡系数估值比Beverton-Holt法的更可靠，且总死亡系数分别为0.88年-1和0.89年-1。基于最大捕获年龄和生长参数的估算方法会分别使得厚唇裸重唇鱼的自然死亡系数被高估与低估。使用NMT加权组合所得自然死亡系数比起仅使用单一传统方法的更可靠，此时厚唇裸重唇鱼的自然死亡系数为0.23年-1，且对应捕捞死亡系数在0.65—0.66年-1之间。这表明雅砻江中游厚唇裸重唇鱼种群可能正面临较大的环境阻力(包括非法捕捞所引起的捕捞死亡，以及水环境污染或栖息地丧失所引起的自然死亡等)。Maunder模型估算结果表明雅砻江中游厚唇裸重唇鱼在仔稚鱼时期会经历较高水平的自然死亡，进入繁殖期后又会迎来一个自然死亡的小高峰。雌性厚唇裸重唇鱼的自然死亡系数仅在4.31—5.71龄之间时高于雄性，其他时间雌性的自然死亡系数均低于雄性，并且其它研究中的大部分裂腹鱼类雌性群体的自然死亡系数大于雄性群体。本研究还发现，分属高度特化和特化等级的裂腹鱼类自然死亡系数普遍较高，而分属原始等级裂腹鱼类的自然死亡系数较低，且分布较离散。最后，综合上述研究结果，我们认为应针对我国裂腹鱼类单独总结一套通用的自然死亡系数评估方法，并在此基础上尝试把自然死亡系数设为我国裂腹鱼类种群动态评估的一个重要指标。
为了深入了解我国高原裂腹鱼类的死亡特征，并初步探索适合其死亡系数评估的方法，本研究以2020至2021年采集于雅砻江中游的厚唇裸重唇鱼种群(共189尾)为研究对象，分别使用加权线性回归法、Chapman-Robson法和Beverton-Holt法对其总死亡系数(Z)进行估算，使用NMT(Natural Mortality Tool)对其自然死亡系数(M)进行估算，并对上述估算结果的可靠性进行评估。此外，本研究基于Maunder模型估算结果分析了性别与年龄对厚唇裸重唇鱼自然死亡系数的影响，并使用NMT对18种裂腹鱼类的26个资源群体的自然死亡系数分别进行了估算。研究结果表明，Chapman-Robson法和加权线性回归法所得总死亡系数估值比Beverton-Holt法的更可靠，且总死亡系数分别为0.88年-1和0.89年-1。基于最大捕获年龄和生长参数的估算方法会分别使得厚唇裸重唇鱼的自然死亡系数被高估与低估。使用NMT加权组合所得自然死亡系数比起仅使用单一传统方法的更可靠，此时厚唇裸重唇鱼的自然死亡系数为0.23年-1，且对应捕捞死亡系数在0.65—0.66年-1之间。这表明雅砻江中游厚唇裸重唇鱼种群可能正面临较大的环境阻力(包括非法捕捞所引起的捕捞死亡，以及水环境污染或栖息地丧失所引起的自然死亡等)。Maunder模型估算结果表明雅砻江中游厚唇裸重唇鱼在仔稚鱼时期会经历较高水平的自然死亡，进入繁殖期后又会迎来一个自然死亡的小高峰。雌性厚唇裸重唇鱼的自然死亡系数仅在4.31—5.71龄之间时高于雄性，其他时间雌性的自然死亡系数均低于雄性，并且其它研究中的大部分裂腹鱼类雌性群体的自然死亡系数大于雄性群体。本研究还发现，分属高度特化和特化等级的裂腹鱼类自然死亡系数普遍较高，而分属原始等级裂腹鱼类的自然死亡系数较低，且分布较离散。最后，综合上述研究结果，我们认为应针对我国裂腹鱼类单独总结一套通用的自然死亡系数评估方法，并在此基础上尝试把自然死亡系数设为我国裂腹鱼类种群动态评估的一个重要指标。
优先出版日期: 2026-01-26
摘要：
落实“流域生态保护”国家战略，针对中国西北干旱区绿洲地下水系统面临的盐碱化与地源污染协同威胁问题，以玛纳斯河流域为对象，整合多学科方法揭示盐碱化与污染协同致险机制与健康风险传导路径。研究结合野外采样与室内分析，采用熵权水质指数（EWQI）、健康风险评估模型解析地下水质量与暴露风险，通过水化学演化分析识别自然与人为驱动的水文地球化学过程，并借鉴生态分区评价思路构建“盐度-污染-风险”三元耦合模型，实现多要素协同风险的定量表征与空间分区。结果表明：流域地下水呈弱碱性，水化学类型由南向北从HCO3·SO4-Ca型演变为SO4·Cl-Na型，北部绿洲-荒漠过渡带水质劣化显著，As、F-、NO3-超标率分别达70.40%、48.00%和31.20%，其中As对儿童及成人的致癌风险（CR）分别超国际阈值11.4倍和5.3倍；流域由南向北从岩石风化主导过渡为蒸发浓缩主导，盐碱化通过蒸发浓缩与阳离子交换作用加剧污染物富集，叠加农业面源与工业排放形成复合污染；流域水质整体良好，但绿洲-荒漠过渡带Ⅲ类水超标率达27.58%，水质劣化受农业污染与蒸发浓缩双重驱动，非致癌风险以Cl-为主要贡献因子，而As致癌风险需优先防控儿童暴露；TDS与Cl-、Na+呈极显著正相关（r=0.939、0.840），As浓度与儿童CR（r=0.825）高度关联，形成“盐分-污染-风险”链式协同效应。基于三元耦合模型，流域被划分为高风险区（18.40%，紧急治理）、中风险区（27.20%，动态监控）、低风险区（21.60%，预防管理）及安全区（32.80%，长效保护），并提出差异化管控策略。研究揭示了干旱区地下水系统中自然地质过程与人类活动的协同致险规律，为“一带一路”沿线绿洲水资源多要素协同管理提供了融合生态分区思想与定量评估方法的科学范式。
落实“流域生态保护”国家战略，针对中国西北干旱区绿洲地下水系统面临的盐碱化与地源污染协同威胁问题，以玛纳斯河流域为对象，整合多学科方法揭示盐碱化与污染协同致险机制与健康风险传导路径。研究结合野外采样与室内分析，采用熵权水质指数（EWQI）、健康风险评估模型解析地下水质量与暴露风险，通过水化学演化分析识别自然与人为驱动的水文地球化学过程，并借鉴生态分区评价思路构建“盐度-污染-风险”三元耦合模型，实现多要素协同风险的定量表征与空间分区。结果表明：流域地下水呈弱碱性，水化学类型由南向北从HCO3·SO4-Ca型演变为SO4·Cl-Na型，北部绿洲-荒漠过渡带水质劣化显著，As、F-、NO3-超标率分别达70.40%、48.00%和31.20%，其中As对儿童及成人的致癌风险（CR）分别超国际阈值11.4倍和5.3倍；流域由南向北从岩石风化主导过渡为蒸发浓缩主导，盐碱化通过蒸发浓缩与阳离子交换作用加剧污染物富集，叠加农业面源与工业排放形成复合污染；流域水质整体良好，但绿洲-荒漠过渡带Ⅲ类水超标率达27.58%，水质劣化受农业污染与蒸发浓缩双重驱动，非致癌风险以Cl-为主要贡献因子，而As致癌风险需优先防控儿童暴露；TDS与Cl-、Na+呈极显著正相关（r=0.939、0.840），As浓度与儿童CR（r=0.825）高度关联，形成“盐分-污染-风险”链式协同效应。基于三元耦合模型，流域被划分为高风险区（18.40%，紧急治理）、中风险区（27.20%，动态监控）、低风险区（21.60%，预防管理）及安全区（32.80%，长效保护），并提出差异化管控策略。研究揭示了干旱区地下水系统中自然地质过程与人类活动的协同致险规律，为“一带一路”沿线绿洲水资源多要素协同管理提供了融合生态分区思想与定量评估方法的科学范式。
优先出版日期: 2026-01-26
摘要：
浮游植物作为水生生态系统的初级生产者，反映了水体的生态结构和功能状态。赣江作为长江主要支流及鄱阳湖流域最大河流，受复杂水文与人类活动干扰叠加影响，浮游植物对环境变化响应敏感。本研究基于 2019-2024 年赣江干流赣州至南昌段的水生态调查数据，结合 1980 年以来的历史文献，揭示浮游植物群落的时空分布规律及近 40 年长期演替特征。结果表明：2019-2024 年研究区域共鉴定出浮游植物 6 门 84 种，硅藻门为优势门类；空间上，GJ11（赣江南支）平均总生物量最高，中游水库控制段（GJ5-GJ7）较低；季节上，2020 年 7 月生物量最高，2022 年 1 月最低。冗余分析（RDA）显示，CODMn、总磷、氨氮、总氮、水温、透明度、磷酸盐是调控赣江干流浮游植物群落分布的核心环境因子，且河流流动性（水动力梯度）的影响不可忽视。长期演替方面，1980 年代至 2024 年赣江干流浮游植物优势类群经历“硅藻 + 绿藻→蓝藻 + 硅藻→硅藻”的显著转变，反映赣江干流生态系统对人类活动（污染、水利工程）与环境治理的响应过程。本研究通过短期连续观测与长期历史追溯的跨尺度数据整合，突破了以往赣江浮游植物研究短期化、局部化的局限，精准识别了群落时空分布的核心驱动因子，并首次揭示了近 40 年优势类群的演替规律与生态响应机制。研究结果既为赣江流域水生态修复与长期管理提供了数据支撑和科学依据，也为河流型生态系统对多重干扰的长期响应研究提供了典型案例与方法参考。
浮游植物作为水生生态系统的初级生产者，反映了水体的生态结构和功能状态。赣江作为长江主要支流及鄱阳湖流域最大河流，受复杂水文与人类活动干扰叠加影响，浮游植物对环境变化响应敏感。本研究基于 2019-2024 年赣江干流赣州至南昌段的水生态调查数据，结合 1980 年以来的历史文献，揭示浮游植物群落的时空分布规律及近 40 年长期演替特征。结果表明：2019-2024 年研究区域共鉴定出浮游植物 6 门 84 种，硅藻门为优势门类；空间上，GJ11（赣江南支）平均总生物量最高，中游水库控制段（GJ5-GJ7）较低；季节上，2020 年 7 月生物量最高，2022 年 1 月最低。冗余分析（RDA）显示，CODMn、总磷、氨氮、总氮、水温、透明度、磷酸盐是调控赣江干流浮游植物群落分布的核心环境因子，且河流流动性（水动力梯度）的影响不可忽视。长期演替方面，1980 年代至 2024 年赣江干流浮游植物优势类群经历“硅藻 + 绿藻→蓝藻 + 硅藻→硅藻”的显著转变，反映赣江干流生态系统对人类活动（污染、水利工程）与环境治理的响应过程。本研究通过短期连续观测与长期历史追溯的跨尺度数据整合，突破了以往赣江浮游植物研究短期化、局部化的局限，精准识别了群落时空分布的核心驱动因子，并首次揭示了近 40 年优势类群的演替规律与生态响应机制。研究结果既为赣江流域水生态修复与长期管理提供了数据支撑和科学依据，也为河流型生态系统对多重干扰的长期响应研究提供了典型案例与方法参考。
优先出版日期: 2026-01-21
摘要：
近年来，基于eDNA技术的生物调查监测快速发展并广泛应用，呈现出部分替代传统调查监测方法的趋势。在大家争相使用eDNA技术做研究、发论文的蓬勃扩张之下，存在一系列可能动摇这些研究结论根基与论文价值的风险。本文聚焦其中的两个核心问题：其一，eDNA监测结果具体指向何物；其二，传统个体和生物量视角的群落生态学指标能否直接用于eDNA监测数据的表述和分析。为此，本文从“将传统群落生态学量化指标拓展至eDNA监测数据表述和分析”的适用性出发，围绕四点展开探讨：①eDNA物种序列相对丰度的具体内涵；②基于该相对丰度计算的群落量化指标所指向的对象；③以序列相对丰度替代个体数（或生物量）占比计算群落量化指标的有效性；④用序列相对丰度计算的群落量化指标的概念和术语体系构建。最后提出3点建议：①审慎阐述eDNA监测结果，勿轻易将其与传统调查结果作等同表述；②科学界定eDNA监测结果及其派生指标的指向，避免在结果解释与讨论中的概念混用与语义歧义；③凝聚共识，推动构建面向eDNA研究的概念与术语体系。本文为初步探讨，旨在促成进一步讨论。
近年来，基于eDNA技术的生物调查监测快速发展并广泛应用，呈现出部分替代传统调查监测方法的趋势。在大家争相使用eDNA技术做研究、发论文的蓬勃扩张之下，存在一系列可能动摇这些研究结论根基与论文价值的风险。本文聚焦其中的两个核心问题：其一，eDNA监测结果具体指向何物；其二，传统个体和生物量视角的群落生态学指标能否直接用于eDNA监测数据的表述和分析。为此，本文从“将传统群落生态学量化指标拓展至eDNA监测数据表述和分析”的适用性出发，围绕四点展开探讨：①eDNA物种序列相对丰度的具体内涵；②基于该相对丰度计算的群落量化指标所指向的对象；③以序列相对丰度替代个体数（或生物量）占比计算群落量化指标的有效性；④用序列相对丰度计算的群落量化指标的概念和术语体系构建。最后提出3点建议：①审慎阐述eDNA监测结果，勿轻易将其与传统调查结果作等同表述；②科学界定eDNA监测结果及其派生指标的指向，避免在结果解释与讨论中的概念混用与语义歧义；③凝聚共识，推动构建面向eDNA研究的概念与术语体系。本文为初步探讨，旨在促成进一步讨论。
优先出版日期: 2026-01-21
摘要：
湖泊生态系统稳定性是评估其健康状态的关键指标。针对现有评估方法存在的环境还原度不足与数据依赖性过强等问题，本研究基于Pararov等提出的生态系统稳定性评估框架基础上，结合湖泊生态特征，遴选代表性指标，构建基于结构与功能双维度的湖泊生态系统稳定性指数，旨在从结构和功能两个视角量化并比较浅水湖泊的稳定性差异。整合洪泽湖和骆马湖2016-2021年逐月及2022-2023年季度浮游植物、浮游动物生物量以及气象水质数据，结合太湖2016-2023年逐月监测数据，定量评估了我国东部三个典型湖泊的结构稳定性与功能稳定性。研究结果表明：（1）2020年以来，三个湖泊综合结构稳定性指数由0.567±0.02下降至0.437±0.04，而综合功能稳定性指数则维持稳定，表明湖泊生态系统功能稳定性整体优于结构稳定性；（2）三湖对比显示，太湖的生态系统稳定性显著高于洪泽湖和骆马湖；（3）相关性分析揭示，气象、水质及水文要素与洪泽湖、骆马湖结构及功能稳定性的关联特征高度一致，但与太湖的相关性呈现相反趋势。其中水质要素中的氮、磷指标与三湖泊结构和功能稳定性相关性最强。本研究的双维度稳定性指数为湖泊生态系统稳定性动态监测与评估提供了新视角与量化方法，有助于识别浅水湖泊结构和功能维度的差异特征，并为未来在湖泊健康评价和生态修复中引入稳定性维度提供参考。
湖泊生态系统稳定性是评估其健康状态的关键指标。针对现有评估方法存在的环境还原度不足与数据依赖性过强等问题，本研究基于Pararov等提出的生态系统稳定性评估框架基础上，结合湖泊生态特征，遴选代表性指标，构建基于结构与功能双维度的湖泊生态系统稳定性指数，旨在从结构和功能两个视角量化并比较浅水湖泊的稳定性差异。整合洪泽湖和骆马湖2016-2021年逐月及2022-2023年季度浮游植物、浮游动物生物量以及气象水质数据，结合太湖2016-2023年逐月监测数据，定量评估了我国东部三个典型湖泊的结构稳定性与功能稳定性。研究结果表明：（1）2020年以来，三个湖泊综合结构稳定性指数由0.567±0.02下降至0.437±0.04，而综合功能稳定性指数则维持稳定，表明湖泊生态系统功能稳定性整体优于结构稳定性；（2）三湖对比显示，太湖的生态系统稳定性显著高于洪泽湖和骆马湖；（3）相关性分析揭示，气象、水质及水文要素与洪泽湖、骆马湖结构及功能稳定性的关联特征高度一致，但与太湖的相关性呈现相反趋势。其中水质要素中的氮、磷指标与三湖泊结构和功能稳定性相关性最强。本研究的双维度稳定性指数为湖泊生态系统稳定性动态监测与评估提供了新视角与量化方法，有助于识别浅水湖泊结构和功能维度的差异特征，并为未来在湖泊健康评价和生态修复中引入稳定性维度提供参考。
优先出版日期: 2026-01-20
摘要：
富营养化湖泊是氧化亚氮的重要释放源之一，准确估算其氧化亚氮释放对于评估全球氧化亚氮收支至关重要。然而，受氧化亚氮排放时空异质性及影响因素复杂性的制约，富营养化过程对氧化亚氮排放的具体影响机制尚未明确。因此，本研究选取中国第三大淡水湖泊太湖作为研究对象，使用顶空平衡法测定了水—气界面的氧化亚氮扩散通量并分析了驱动氧化亚氮释放的关键影响因素。研究结果显示：（1）太湖水-气界面氧化亚氮扩散通量的变化范围为1.7~30.6 μmol/m2/d，年平均值为8.9±5.1 μmol/m2/d。尽管藻型湖区的富营养化水平显著高于草型湖区和过渡湖区（P＜0.05），但三个湖区间氧化亚氮排放没有显著差异（P＞0.05），表明对于太湖这类中度富营养化湖泊，富营养化程度的提高不一定会增加湖泊氧化亚氮的释放。（2）水温是影响太湖氧化亚氮释放的最重要因素。进一步分析显示，太湖氧化亚氮释放过程由水体溶解性有机碳和硝酸盐浓度共同调控。（3）基于上述发现，本研究构建了一个多元回归模型，该模型仅通过增加水温这一常见的环境因子，即可有效修正政府间气候变化专门委员会（IPCC）对太湖氧化亚氮排放的高估。本研究不仅深化了对湖泊富营养化过程影响氧化亚氮排放机制的认知，还为氧化亚氮释放的估算提供了科学支撑。
富营养化湖泊是氧化亚氮的重要释放源之一，准确估算其氧化亚氮释放对于评估全球氧化亚氮收支至关重要。然而，受氧化亚氮排放时空异质性及影响因素复杂性的制约，富营养化过程对氧化亚氮排放的具体影响机制尚未明确。因此，本研究选取中国第三大淡水湖泊太湖作为研究对象，使用顶空平衡法测定了水—气界面的氧化亚氮扩散通量并分析了驱动氧化亚氮释放的关键影响因素。研究结果显示：（1）太湖水-气界面氧化亚氮扩散通量的变化范围为1.7~30.6 μmol/m2/d，年平均值为8.9±5.1 μmol/m2/d。尽管藻型湖区的富营养化水平显著高于草型湖区和过渡湖区（P＜0.05），但三个湖区间氧化亚氮排放没有显著差异（P＞0.05），表明对于太湖这类中度富营养化湖泊，富营养化程度的提高不一定会增加湖泊氧化亚氮的释放。（2）水温是影响太湖氧化亚氮释放的最重要因素。进一步分析显示，太湖氧化亚氮释放过程由水体溶解性有机碳和硝酸盐浓度共同调控。（3）基于上述发现，本研究构建了一个多元回归模型，该模型仅通过增加水温这一常见的环境因子，即可有效修正政府间气候变化专门委员会（IPCC）对太湖氧化亚氮排放的高估。本研究不仅深化了对湖泊富营养化过程影响氧化亚氮排放机制的认知，还为氧化亚氮释放的估算提供了科学支撑。
优先出版日期: 2026-01-19
摘要：
温跃层低氧区(Metalimnetic Oxygen Minimum, MOM)广泛存在于深水湖泊中,可能威胁生态系统稳定性和重要的生态功能。抚仙湖储存了我国约50%的Ⅰ类淡水资源,战略地位极其重要；目前对抚仙湖MOM的形成机制及其对气候变暖的长期响应特征尚不明确。本研究基于2021-2024年抚仙湖的高频观测数据和过程驱动的水动力-生态模型GOTM-WET模拟,重建了1945年至2024年MOM的演变过程,并通过情景模拟的方法解析了MOM形成和动态变化的主要耗氧驱动过程及其相对贡献。研究结果表明,抚仙湖自1980年开始在分层期持续发生MOM。以1980年为参照,MOM内溶解氧浓度以0.20 ± 0.03 mg/L/decade的速率下降,发生深度以0.45 ± 0.21 m/decade上移,厚度以1.07 ± 0.17 m/decade增大,在温跃层中的体积比例以6.44 ± 0.98 %/decade上升,年持续时间以31.2 ±5.1 days/decade的速率显著延长。MOM的这一长期变化趋势与抚仙湖热分层增强(Schmidt稳定性增强、温跃层上移、分层期延长)显著相关,表明气候变暖通过增强物理分层,为温跃层内的生物地球化学耗氧过程创造了更稳定、更持久的反应环境,从而加剧了缺氧风险。模型模拟结果表明,温跃层中浮游植物呼吸作用是主要的耗氧路径,占总耗氧的62.7%,其次为溶解性有机物(DOM)矿化(17.3%)、颗粒态有机物(POM)矿化(9.8%)和硝化作用(9.3%),沉积物耗氧(SOD)贡献最小(0.9%)。在MOM区域,各类耗氧过程的相对贡献发生变化,DOM矿化、POM矿化与硝化作用的重要性明显增强,分别达到了27.5%、19.7%和16.7%。针对湖泊耗氧过程的情景分析进一步发现,DOM矿化与浮游植物的净耗氧过程(含直接代谢及其诱导的间接耗氧)是驱动MOM形成的核心机制；而POM矿化、硝化作用及SOD也在调控MOM的强度、持续性与垂向空间分布方面发挥协同作用,构成维持温跃层低氧的关键过程 网络。综上,本研究揭示了气候变暖背景下深水湖泊抚仙湖分层稳定性(物理)和耗氧过程(生物地球化学)协同驱动的MOM形成机制。研究结果为深入认识深水湖泊生态系统对气候变化的响应过程、制定应对策略提供了科学依据。
温跃层低氧区(Metalimnetic Oxygen Minimum, MOM)广泛存在于深水湖泊中,可能威胁生态系统稳定性和重要的生态功能。抚仙湖储存了我国约50%的Ⅰ类淡水资源,战略地位极其重要；目前对抚仙湖MOM的形成机制及其对气候变暖的长期响应特征尚不明确。本研究基于2021-2024年抚仙湖的高频观测数据和过程驱动的水动力-生态模型GOTM-WET模拟,重建了1945年至2024年MOM的演变过程,并通过情景模拟的方法解析了MOM形成和动态变化的主要耗氧驱动过程及其相对贡献。研究结果表明,抚仙湖自1980年开始在分层期持续发生MOM。以1980年为参照,MOM内溶解氧浓度以0.20 ± 0.03 mg/L/decade的速率下降,发生深度以0.45 ± 0.21 m/decade上移,厚度以1.07 ± 0.17 m/decade增大,在温跃层中的体积比例以6.44 ± 0.98 %/decade上升,年持续时间以31.2 ±5.1 days/decade的速率显著延长。MOM的这一长期变化趋势与抚仙湖热分层增强(Schmidt稳定性增强、温跃层上移、分层期延长)显著相关,表明气候变暖通过增强物理分层,为温跃层内的生物地球化学耗氧过程创造了更稳定、更持久的反应环境,从而加剧了缺氧风险。模型模拟结果表明,温跃层中浮游植物呼吸作用是主要的耗氧路径,占总耗氧的62.7%,其次为溶解性有机物(DOM)矿化(17.3%)、颗粒态有机物(POM)矿化(9.8%)和硝化作用(9.3%),沉积物耗氧(SOD)贡献最小(0.9%)。在MOM区域,各类耗氧过程的相对贡献发生变化,DOM矿化、POM矿化与硝化作用的重要性明显增强,分别达到了27.5%、19.7%和16.7%。针对湖泊耗氧过程的情景分析进一步发现,DOM矿化与浮游植物的净耗氧过程(含直接代谢及其诱导的间接耗氧)是驱动MOM形成的核心机制；而POM矿化、硝化作用及SOD也在调控MOM的强度、持续性与垂向空间分布方面发挥协同作用,构成维持温跃层低氧的关键过程 网络。综上,本研究揭示了气候变暖背景下深水湖泊抚仙湖分层稳定性(物理)和耗氧过程(生物地球化学)协同驱动的MOM形成机制。研究结果为深入认识深水湖泊生态系统对气候变化的响应过程、制定应对策略提供了科学依据。
优先出版日期: 2026-01-13
摘要：
黄河保护法明确提出要完善黄河水沙调控体系，提高输沙能力。汛前调水调沙后期是小浪底水库大量排沙恢复库容的关键期，优化三门峡水库调度过程能够有效的为小浪底水库提供后续动力。国内外学者为此展开了广泛探索，对于水库调度的研究已从单目标调度发展为多目标协同优化；对于输沙计算的研究也已形成了数据驱动模型的多样化方法。尽管现有研究已取得丰富成果，但针对汛前调水调沙期的研究仍显不足：汛前三门峡水库调度过程缺乏较为准确的出库输沙量计算方法；现有关于提升后续动力的同时兼顾发电与输沙效益的研究较为匮乏。本文以三门峡水库为对象，基于2003年至2023年潼关和三门峡水文站水沙数据，采用XGBoost算法构建排沙预测模型，以NSGA-II算法为基础建立三门峡水库多目标优化调度模型，求解不同来水来沙条件下的调度方案，基于VIKOR多属性决策方法优选出相应条件下的相对最优方案。结果表明：本文构建的排沙预测模型精度较高，可有效用于出库输沙量的计算；建立的多目标优化调度模型在汛前六月下旬至七月上旬时段内典型工况下均表现出优于实际调度过程的结果，不仅增加了下泄流量超过2600m3/s的天数，还显著提升了敞泄期的日均出库流量，实现了敞泄期内出库流量的整体提高，有效缓解了汛前阶段小浪底水库后续动力不足问题。
黄河保护法明确提出要完善黄河水沙调控体系，提高输沙能力。汛前调水调沙后期是小浪底水库大量排沙恢复库容的关键期，优化三门峡水库调度过程能够有效的为小浪底水库提供后续动力。国内外学者为此展开了广泛探索，对于水库调度的研究已从单目标调度发展为多目标协同优化；对于输沙计算的研究也已形成了数据驱动模型的多样化方法。尽管现有研究已取得丰富成果，但针对汛前调水调沙期的研究仍显不足：汛前三门峡水库调度过程缺乏较为准确的出库输沙量计算方法；现有关于提升后续动力的同时兼顾发电与输沙效益的研究较为匮乏。本文以三门峡水库为对象，基于2003年至2023年潼关和三门峡水文站水沙数据，采用XGBoost算法构建排沙预测模型，以NSGA-II算法为基础建立三门峡水库多目标优化调度模型，求解不同来水来沙条件下的调度方案，基于VIKOR多属性决策方法优选出相应条件下的相对最优方案。结果表明：本文构建的排沙预测模型精度较高，可有效用于出库输沙量的计算；建立的多目标优化调度模型在汛前六月下旬至七月上旬时段内典型工况下均表现出优于实际调度过程的结果，不仅增加了下泄流量超过2600m3/s的天数，还显著提升了敞泄期的日均出库流量，实现了敞泄期内出库流量的整体提高，有效缓解了汛前阶段小浪底水库后续动力不足问题。
优先出版日期: 2026-01-13
摘要：
锂、硼、钾等战略性关键矿产在全球能源转型与高新技术领域具有不可替代的地位,但深水盐湖多元素协同富集机制及动态变化驱动因素仍缺乏系统研究。西藏龙木错盐湖作为典型高海拔深水盐湖,其富锂(Li)、硼(B)、钾(K)、铷(Rb)、铯(Cs)的卤水特征为揭示上述机制提供了理想对象。本研究通过2×2Km网格采样,建立水文-气候模型,分析2024年龙木错盐湖地表卤水中LiCl、B2O3、KCl、Rb2O、Cs2O的空间分布、垂向分异规律及2009-2024年LiCl、B2O3、KCl动态变化驱动因素。研究结果表明:2024年龙木错盐湖卤水LiCl、B2O3、KCl平均含量分别为609.57 mg/L、441.44 mg/L和5.12 g/L；垂向分异显著,深层(>30 m)LiCl含量较表层(0–10 m)提升9.39%,Rb2O、Cs2O同步富集,温跃层阻滞与缺氧环境是主要影响因素。平面上,盐湖东部因蒸发浓缩形成LiCl、KCl高值区,西北部受泉水稀释(年均流量3.41 m3/s)影响浓度降低；Rb2O、Cs2O分异受黏土矿物吸附与热液输入主导。龙木错盐湖资源元素分布受“高海拔极端气候-板块构造-热液活动”三重耦合驱动,垂向分异由物理阻隔影响,平面分异受水文-地形差异控制。2009-2024年间,LiCl含量下降22.35%,KCl含量下降了24.81%,B2O3下降28.83%,冰川融化,泉水输入和降水补给是主要影响因素。其多元素协同富集机制为西藏盐湖资源高效开发提供了科学依据,对缓解我国锂资源对外依存度具有重要战略意义。
锂、硼、钾等战略性关键矿产在全球能源转型与高新技术领域具有不可替代的地位,但深水盐湖多元素协同富集机制及动态变化驱动因素仍缺乏系统研究。西藏龙木错盐湖作为典型高海拔深水盐湖,其富锂(Li)、硼(B)、钾(K)、铷(Rb)、铯(Cs)的卤水特征为揭示上述机制提供了理想对象。本研究通过2×2Km网格采样,建立水文-气候模型,分析2024年龙木错盐湖地表卤水中LiCl、B2O3、KCl、Rb2O、Cs2O的空间分布、垂向分异规律及2009-2024年LiCl、B2O3、KCl动态变化驱动因素。研究结果表明:2024年龙木错盐湖卤水LiCl、B2O3、KCl平均含量分别为609.57 mg/L、441.44 mg/L和5.12 g/L；垂向分异显著,深层(>30 m)LiCl含量较表层(0–10 m)提升9.39%,Rb2O、Cs2O同步富集,温跃层阻滞与缺氧环境是主要影响因素。平面上,盐湖东部因蒸发浓缩形成LiCl、KCl高值区,西北部受泉水稀释(年均流量3.41 m3/s)影响浓度降低；Rb2O、Cs2O分异受黏土矿物吸附与热液输入主导。龙木错盐湖资源元素分布受“高海拔极端气候-板块构造-热液活动”三重耦合驱动,垂向分异由物理阻隔影响,平面分异受水文-地形差异控制。2009-2024年间,LiCl含量下降22.35%,KCl含量下降了24.81%,B2O3下降28.83%,冰川融化,泉水输入和降水补给是主要影响因素。其多元素协同富集机制为西藏盐湖资源高效开发提供了科学依据,对缓解我国锂资源对外依存度具有重要战略意义。
优先出版日期: 2026-01-09
摘要：
嫩江流域作为我国东北地区史前文化遗址的重要分布区域，以其丰富的水资源和渔业资源为特征，是研究史前人类活动与水文环境相互关系的理想区域。本研究以嫩江流域月亮泡为例，通过计算全新世以来的水文环境演变与渔业资源变迁，结合区域史前考古记录，深入探讨自然资源对史前人群生存策略与聚落演化的影响机制。本文旨在探讨以渔猎经济为主的史前社会如何应对水文环境波动以调整其人地关系。研究结果表明：（1）在13~7 cal kyr BP（新石器时代早中期）期间，水文条件与渔业资源持续增长，最大鱼产力达到1928.55 t/年，最低可支撑人口容量达9180人，足以满足当时人类生存所需的蛋白质需求。充足而稳定的水资源与渔业资源，促进了该时期聚落发展和定居模式的形成；（2）约5.5 cal kyr BP（新石器时代晚期）期间，可能受不稳定的气候波动和水患影响，该地区聚落整体衰落。然而，此时人均资源量可能相对增多，促使个体生活条件相对宽裕，渔业资源利用更为充分；（3）约5.0 cal kyr BP之后，水资源量减少，鱼产力降至1198.53 t/年，最低可支撑人口容量减至5705人，至青铜时代中期，月亮泡水域渔业资源无法充分满足快速增长的人口规模所带来的巨大需求。为此，人们逐步增加家畜饲养以获取更稳定蛋白质，以维持社会发展；（4）水文变化还推动了聚落空间格局的演变，新石器时代聚落更临近水体，而晚期聚落则向高地迁移，反映了对洪涝灾害的主动规避。本文首次通过定量重建水文条件和渔业资源变化，揭示了水文条件与人类生存、聚落选址以及生业模式之间的密切关系，为进一步研究人类与自然环境的互动提供了新视角。
嫩江流域作为我国东北地区史前文化遗址的重要分布区域，以其丰富的水资源和渔业资源为特征，是研究史前人类活动与水文环境相互关系的理想区域。本研究以嫩江流域月亮泡为例，通过计算全新世以来的水文环境演变与渔业资源变迁，结合区域史前考古记录，深入探讨自然资源对史前人群生存策略与聚落演化的影响机制。本文旨在探讨以渔猎经济为主的史前社会如何应对水文环境波动以调整其人地关系。研究结果表明：（1）在13~7 cal kyr BP（新石器时代早中期）期间，水文条件与渔业资源持续增长，最大鱼产力达到1928.55 t/年，最低可支撑人口容量达9180人，足以满足当时人类生存所需的蛋白质需求。充足而稳定的水资源与渔业资源，促进了该时期聚落发展和定居模式的形成；（2）约5.5 cal kyr BP（新石器时代晚期）期间，可能受不稳定的气候波动和水患影响，该地区聚落整体衰落。然而，此时人均资源量可能相对增多，促使个体生活条件相对宽裕，渔业资源利用更为充分；（3）约5.0 cal kyr BP之后，水资源量减少，鱼产力降至1198.53 t/年，最低可支撑人口容量减至5705人，至青铜时代中期，月亮泡水域渔业资源无法充分满足快速增长的人口规模所带来的巨大需求。为此，人们逐步增加家畜饲养以获取更稳定蛋白质，以维持社会发展；（4）水文变化还推动了聚落空间格局的演变，新石器时代聚落更临近水体，而晚期聚落则向高地迁移，反映了对洪涝灾害的主动规避。本文首次通过定量重建水文条件和渔业资源变化，揭示了水文条件与人类生存、聚落选址以及生业模式之间的密切关系，为进一步研究人类与自然环境的互动提供了新视角。
优先出版日期: 2026-01-08
摘要：
流域内生态安全-城镇化水平的交互胁迫关系本质上是人地关系的相互作用,在城镇化加速推进、资源环境承载力趋于紧张的背景下,湖泊流域难以为区域的可持续发展提供稳定的物质支撑与生态保障。本文在人地关系地域系统理论的框架下,对不同湖泊流域的生态安全状况和城镇化水平开展定量分析,并对二者的交互胁迫关系的空间异质性进行探究。研究表明：①在生态治理和区域发展的共同作用下,不同湖泊流域的生态安全和城镇化水平均得到不同程度的提升,其时空演变特征表现出显著的空间异质性。②不同流域在生态环境和城镇化的互动过程中所承受的胁迫强度各异,表现出差异化的耦合协调演化模式,发达流域协调程度高,生态基础好的区域城镇化发展普遍滞后,不同流域在生态安全-城镇化水平互动中所承受和施加的胁迫强度不同,反映出自然条件与发展阶段共同塑造的区域差异性。③生态安全-城镇化水平间存在复杂的交互胁迫关系,受自然禀赋和发展阶段等因素的影响,不同流域呈现出差异化的作用机制和演化特征,发达流域生态安全与城镇化交互胁迫减弱,生态优良且发展滞后流域生态对城镇化形成强约束,生态脆弱且发展滞后流域则呈现双向胁迫格局。因地制宜的推进各流域生态治理和城镇化进程,探索适配性强、协同性高的发展路径,是湖泊流域高质量发展的关键支撑。
流域内生态安全-城镇化水平的交互胁迫关系本质上是人地关系的相互作用,在城镇化加速推进、资源环境承载力趋于紧张的背景下,湖泊流域难以为区域的可持续发展提供稳定的物质支撑与生态保障。本文在人地关系地域系统理论的框架下,对不同湖泊流域的生态安全状况和城镇化水平开展定量分析,并对二者的交互胁迫关系的空间异质性进行探究。研究表明：①在生态治理和区域发展的共同作用下,不同湖泊流域的生态安全和城镇化水平均得到不同程度的提升,其时空演变特征表现出显著的空间异质性。②不同流域在生态环境和城镇化的互动过程中所承受的胁迫强度各异,表现出差异化的耦合协调演化模式,发达流域协调程度高,生态基础好的区域城镇化发展普遍滞后,不同流域在生态安全-城镇化水平互动中所承受和施加的胁迫强度不同,反映出自然条件与发展阶段共同塑造的区域差异性。③生态安全-城镇化水平间存在复杂的交互胁迫关系,受自然禀赋和发展阶段等因素的影响,不同流域呈现出差异化的作用机制和演化特征,发达流域生态安全与城镇化交互胁迫减弱,生态优良且发展滞后流域生态对城镇化形成强约束,生态脆弱且发展滞后流域则呈现双向胁迫格局。因地制宜的推进各流域生态治理和城镇化进程,探索适配性强、协同性高的发展路径,是湖泊流域高质量发展的关键支撑。
优先出版日期: 2026-01-08
摘要：
太湖丝状蓝藻代谢产生的2-甲基异莰醇（2-MIB）已对水源地饮水安全造成一定威胁，但目前对太湖2-MIB浓度变化研究较少。为阐明太湖重要水源地2-MIB时空动态及影响因子，以东太湖为研究对象，在2023年高温阶段开展逐月监测与重点水域加密监测，分析东太湖主要产嗅蓝藻演替过程、2-MIB时空变化特征及主要驱动因子。逐月调查结果表明，东太湖产嗅蓝藻以拟浮丝藻（Planktothricoides sp.）为主，但与2023年相比，拟浮丝藻mic基因丰度占比最高值由2022年的94.4%降低至2023年的90.8%。全湖2-MIB浓度最高值主要发生在7月，为306.3 ng/L；太浦河口—东茭咀水域2-MIB浓度最高值同样出现在7月，为507.8 ng/L；太浦河口—瓜泾口水域2-MIB浓度最高值出现在8月，为352.0 ng/L。重点水域加密监测中，7月13日2-MIB浓度最高，达769.6 ng/L；太浦河口水域2-MIB浓度变化剧烈，最高值可达2185.0 ng/L，明显高于瓜泾口与大太湖来水区2-MIB浓度。相关性分析结果表明，水温是2-MIB高值发生的先决条件；总磷与2-MIB浓度呈显著正相关，氨氮与2-MIB浓度呈显著负相关。进一步分析2-MIB高值采样前24 h内风速，发现3 m/s以上的风速通过扰动底泥导致东太湖2-MIB浓度在短期快速上升。研究结果能够为东太湖2-MIB管理提供理论依据。
太湖丝状蓝藻代谢产生的2-甲基异莰醇（2-MIB）已对水源地饮水安全造成一定威胁，但目前对太湖2-MIB浓度变化研究较少。为阐明太湖重要水源地2-MIB时空动态及影响因子，以东太湖为研究对象，在2023年高温阶段开展逐月监测与重点水域加密监测，分析东太湖主要产嗅蓝藻演替过程、2-MIB时空变化特征及主要驱动因子。逐月调查结果表明，东太湖产嗅蓝藻以拟浮丝藻（Planktothricoides sp.）为主，但与2023年相比，拟浮丝藻mic基因丰度占比最高值由2022年的94.4%降低至2023年的90.8%。全湖2-MIB浓度最高值主要发生在7月，为306.3 ng/L；太浦河口—东茭咀水域2-MIB浓度最高值同样出现在7月，为507.8 ng/L；太浦河口—瓜泾口水域2-MIB浓度最高值出现在8月，为352.0 ng/L。重点水域加密监测中，7月13日2-MIB浓度最高，达769.6 ng/L；太浦河口水域2-MIB浓度变化剧烈，最高值可达2185.0 ng/L，明显高于瓜泾口与大太湖来水区2-MIB浓度。相关性分析结果表明，水温是2-MIB高值发生的先决条件；总磷与2-MIB浓度呈显著正相关，氨氮与2-MIB浓度呈显著负相关。进一步分析2-MIB高值采样前24 h内风速，发现3 m/s以上的风速通过扰动底泥导致东太湖2-MIB浓度在短期快速上升。研究结果能够为东太湖2-MIB管理提供理论依据。
优先出版日期: 2026-01-04
摘要：
鄱阳湖是中国最大的淡水湖,在区域水安全和湿地生态系统完整性保护中发挥着关键作用。碟形湖作为鄱阳湖湿地系统的重要组成部分,其水位和水量变化直接影响鄱阳湖湿地水量平衡和生物多样性保护。然而,由于原位观测有限,地物类型复杂,加之干湿交替频繁,现有水量估算方法在精度和适用性方面仍存在显著不足。本研究基于多源遥感数据融合、水文连通分析、数字高程模型(DEM)及有限的水文观测数据,提出了一种新的碟形湖水量估算方法,并首次以8 d、30 m分辨率重建了2000–2024年间102个碟形湖的水面积、水位和水量时间序列。结果表明：(1)碟形湖孤立形态出现的时机存在空间异质性,赣江北支水系的碟形湖孤立形态开始和结束时的星子水位平均为13.85 m和14.28 m。(2)102个碟形湖多年平均面积为305.20 km2,占鄱阳湖水体面积的17.98%；孤立形态的碟形湖年均面积最大值出现在2023年(134.03 km2),占当年鄱阳湖平均面积的8.29%。(3)孤立形态的碟形湖在涨水期、退水期和枯水期的水量占比分别为1.91%、4.13%和6%；2000–2024年北部湖区碟形湖水量呈现减少趋势,而中部和南部碟形湖水量呈现增加趋势,对缓解湖区干旱情势起到重要作用。总体而言,本研究提出的水量估算方法为鄱阳湖及其他小型、浅水、季节性湖泊的水文监测与管理提供了新的技术路径,并为鄱阳湖水资源的可持续利用和生态保护提供了科学依据。
鄱阳湖是中国最大的淡水湖,在区域水安全和湿地生态系统完整性保护中发挥着关键作用。碟形湖作为鄱阳湖湿地系统的重要组成部分,其水位和水量变化直接影响鄱阳湖湿地水量平衡和生物多样性保护。然而,由于原位观测有限,地物类型复杂,加之干湿交替频繁,现有水量估算方法在精度和适用性方面仍存在显著不足。本研究基于多源遥感数据融合、水文连通分析、数字高程模型(DEM)及有限的水文观测数据,提出了一种新的碟形湖水量估算方法,并首次以8 d、30 m分辨率重建了2000–2024年间102个碟形湖的水面积、水位和水量时间序列。结果表明：(1)碟形湖孤立形态出现的时机存在空间异质性,赣江北支水系的碟形湖孤立形态开始和结束时的星子水位平均为13.85 m和14.28 m。(2)102个碟形湖多年平均面积为305.20 km2,占鄱阳湖水体面积的17.98%；孤立形态的碟形湖年均面积最大值出现在2023年(134.03 km2),占当年鄱阳湖平均面积的8.29%。(3)孤立形态的碟形湖在涨水期、退水期和枯水期的水量占比分别为1.91%、4.13%和6%；2000–2024年北部湖区碟形湖水量呈现减少趋势,而中部和南部碟形湖水量呈现增加趋势,对缓解湖区干旱情势起到重要作用。总体而言,本研究提出的水量估算方法为鄱阳湖及其他小型、浅水、季节性湖泊的水文监测与管理提供了新的技术路径,并为鄱阳湖水资源的可持续利用和生态保护提供了科学依据。
优先出版日期: 2026-01-04
摘要：
浅水湖泊中泥沙颗粒物及颗粒态磷（PP）的输移过程对底泥淤积和水质演化至关重要。针对太湖颗粒物与颗粒态磷（PP）的输移机制及其对底泥淤积的贡献尚不明确的问题，本研究通过2024年的入出湖河道监测，结合2020年10月的全湖采样及粒径分级分析，采用通量平衡法，研究太湖入出湖悬浮颗粒物（SS）与PP的总体平衡、迁移特征和淤积规律。结果表明：太湖颗粒物湖内淤积量显著，磷伴随颗粒物滞留特征突出。2021年，太湖净入湖SS约40万t，淤泥体积约为55万m3，淤积速率为0.35 mm/a；同期PP净滞留量为989 t，约73%的入湖PP伴随颗粒物进入太湖，颗粒物沉降是磷蓄积的主要途径。太湖入、出湖颗粒物粒径及磷的赋存形态差异明显：入湖颗粒物粒径以20~50 μm为主，出湖以0.45~10 μm为主，而10~20 μm颗粒物携带了80%以上的PP。湖体水动力过程对颗粒物和PP的空间分布产生明显影响：太湖湖内颗粒物呈西部高，东部低的分布格局，而颗粒态磷呈西北高，东南低的分布格局。
浅水湖泊中泥沙颗粒物及颗粒态磷（PP）的输移过程对底泥淤积和水质演化至关重要。针对太湖颗粒物与颗粒态磷（PP）的输移机制及其对底泥淤积的贡献尚不明确的问题，本研究通过2024年的入出湖河道监测，结合2020年10月的全湖采样及粒径分级分析，采用通量平衡法，研究太湖入出湖悬浮颗粒物（SS）与PP的总体平衡、迁移特征和淤积规律。结果表明：太湖颗粒物湖内淤积量显著，磷伴随颗粒物滞留特征突出。2021年，太湖净入湖SS约40万t，淤泥体积约为55万m3，淤积速率为0.35 mm/a；同期PP净滞留量为989 t，约73%的入湖PP伴随颗粒物进入太湖，颗粒物沉降是磷蓄积的主要途径。太湖入、出湖颗粒物粒径及磷的赋存形态差异明显：入湖颗粒物粒径以20~50 μm为主，出湖以0.45~10 μm为主，而10~20 μm颗粒物携带了80%以上的PP。湖体水动力过程对颗粒物和PP的空间分布产生明显影响：太湖湖内颗粒物呈西部高，东部低的分布格局，而颗粒态磷呈西北高，东南低的分布格局。
优先出版日期: 2025-12-30
摘要：
三峡水库周期性水位消涨导致消落带不同海拔梯度土壤中多环芳烃（PAHs）呈现差异性分布特征，土壤胶体具有比表面积大、有机质及表面电荷丰富的特性对其PAHs的迁移具有介导作用。基于土壤胶体-水位耦合视角，本研究对比了一个完整消涨周期（2022年6月至2023年6月）前后香溪河库湾多海拔（155-185 m）土壤的胶体特征与PAHs分布，揭示了人工水位调度驱动PAHs再分布的机制。结果呈现:水位消涨后消落带土壤PAHs总量降低了10.8%~59.6%。消落带不同海拔土壤胶体均具有良好的稳定性，能促进PAHs单体菲（Phe）在多孔介质中的迁移，其中，165 m海拔土壤胶体特征以及PAHs分布对水位消涨响应最为敏感，水位消涨显著改变其土壤胶体特征，水位消涨后，土壤胶体比表面积增加70.7%，胶体粒径降低了13.3%，Zeta电位绝对值提升18.8%，临界絮凝值（CFC）对比消涨前增加了4倍，稳定迁移的能力增强。Pearson相关性分析证实，胶体稳定性和Zeta电位（p < 0.01）是水位消涨过程中调控消落带土壤PAHs分布的主控因子，表明人工水位调度通过调控胶体稳定性和理化性质驱动土壤PAHs“汇-源”转化。研究结果对于理解水位波动对消落带生态系统的影响以及防控水体PAHs污染具有指导意义。
三峡水库周期性水位消涨导致消落带不同海拔梯度土壤中多环芳烃（PAHs）呈现差异性分布特征，土壤胶体具有比表面积大、有机质及表面电荷丰富的特性对其PAHs的迁移具有介导作用。基于土壤胶体-水位耦合视角，本研究对比了一个完整消涨周期（2022年6月至2023年6月）前后香溪河库湾多海拔（155-185 m）土壤的胶体特征与PAHs分布，揭示了人工水位调度驱动PAHs再分布的机制。结果呈现:水位消涨后消落带土壤PAHs总量降低了10.8%~59.6%。消落带不同海拔土壤胶体均具有良好的稳定性，能促进PAHs单体菲（Phe）在多孔介质中的迁移，其中，165 m海拔土壤胶体特征以及PAHs分布对水位消涨响应最为敏感，水位消涨显著改变其土壤胶体特征，水位消涨后，土壤胶体比表面积增加70.7%，胶体粒径降低了13.3%，Zeta电位绝对值提升18.8%，临界絮凝值（CFC）对比消涨前增加了4倍，稳定迁移的能力增强。Pearson相关性分析证实，胶体稳定性和Zeta电位（p < 0.01）是水位消涨过程中调控消落带土壤PAHs分布的主控因子，表明人工水位调度通过调控胶体稳定性和理化性质驱动土壤PAHs“汇-源”转化。研究结果对于理解水位波动对消落带生态系统的影响以及防控水体PAHs污染具有指导意义。
优先出版日期: 2025-12-23
摘要：
菰群落是鄱阳湖重要的湿地植物类群，其分布格局受湖区水文情势变化影响。自2003年鄱阳湖水位下降以来，菰群落呈现扩张趋势，可能对候鸟适宜生境产生重要影响。然而，其具体的时空演变过程及驱动机制尚不清晰。本研究基于菰的物候特性与冬季的光谱特征，构建了融合多源数据的高精度遥感提取模型，系统分析了1987-2023年鄱阳湖菰群落的时空演变特征，并探讨了其主要驱动因素。结果表明，菰群落主要集中分布于鄱阳湖12-14 m高程区及碟形湖区域，研究期内其平均占比分别为62.9%和66.2%。1987-2023年间，菰群落面积总体呈“先增后减”趋势：2003年前分布零星，自2003年起迅速扩张，并于2018年达到峰值（57.65 km2），2020年后则急剧萎缩，几近消失。2003年以来，水位的下降与菰群落的快速扩张显著相关，表明其可能是主要的驱动因素；而2020年的极端洪水及其后频发的干旱事件，则与菰群落的迅速退化在时间上同步，表明它们可能是导致退化的关键环境因素。本研究成果不仅为鄱阳湖湿地演变过程的认知提供了数据支持，也为其未来的保护与科学管理提供了重要决策参考。
菰群落是鄱阳湖重要的湿地植物类群，其分布格局受湖区水文情势变化影响。自2003年鄱阳湖水位下降以来，菰群落呈现扩张趋势，可能对候鸟适宜生境产生重要影响。然而，其具体的时空演变过程及驱动机制尚不清晰。本研究基于菰的物候特性与冬季的光谱特征，构建了融合多源数据的高精度遥感提取模型，系统分析了1987-2023年鄱阳湖菰群落的时空演变特征，并探讨了其主要驱动因素。结果表明，菰群落主要集中分布于鄱阳湖12-14 m高程区及碟形湖区域，研究期内其平均占比分别为62.9%和66.2%。1987-2023年间，菰群落面积总体呈“先增后减”趋势：2003年前分布零星，自2003年起迅速扩张，并于2018年达到峰值（57.65 km2），2020年后则急剧萎缩，几近消失。2003年以来，水位的下降与菰群落的快速扩张显著相关，表明其可能是主要的驱动因素；而2020年的极端洪水及其后频发的干旱事件，则与菰群落的迅速退化在时间上同步，表明它们可能是导致退化的关键环境因素。本研究成果不仅为鄱阳湖湿地演变过程的认知提供了数据支持，也为其未来的保护与科学管理提供了重要决策参考。
优先出版日期: 2025-12-23
摘要：
流域可持续发展依赖于流域水生态系统服务供给，因此河流水生态健康是重要保障。本文以渭河流域为研究区，通过文献计量梳理了2004-2024年国内外相关数据和研究成果，深入探讨了渭河流域水质、水生境、生物多样性及水生态健康的动态变化。归纳了渭河流域水生态健康评估指标体系的构建特征，明确了不同水生态健康评价方法的优缺点和适用范围。在此基础上，揭示了渭河流域水生态健康演变规律。整体而言，渭河水质得到改善，浮游生物和着生藻类多样性在一定时期内呈下降趋势，但近年来呈现回升趋势。水污染、栖息地破坏是威胁渭河流域水生态健康的主要因素，尤其是中下游仍然存在严重的污染问题。在此基础上，结合渭河流域生态保护政策法规评估水生态环境管理对水生态健康的重要性。最后，结合“引汉济渭”调水工程，展望渭河流域水资源增加对水生态健康的影响。
流域可持续发展依赖于流域水生态系统服务供给，因此河流水生态健康是重要保障。本文以渭河流域为研究区，通过文献计量梳理了2004-2024年国内外相关数据和研究成果，深入探讨了渭河流域水质、水生境、生物多样性及水生态健康的动态变化。归纳了渭河流域水生态健康评估指标体系的构建特征，明确了不同水生态健康评价方法的优缺点和适用范围。在此基础上，揭示了渭河流域水生态健康演变规律。整体而言，渭河水质得到改善，浮游生物和着生藻类多样性在一定时期内呈下降趋势，但近年来呈现回升趋势。水污染、栖息地破坏是威胁渭河流域水生态健康的主要因素，尤其是中下游仍然存在严重的污染问题。在此基础上，结合渭河流域生态保护政策法规评估水生态环境管理对水生态健康的重要性。最后，结合“引汉济渭”调水工程，展望渭河流域水资源增加对水生态健康的影响。
优先出版日期: 2025-12-18
摘要：
蓝藻水华已成为威胁湖泊生态安全和饮用水安全的全球性环境问题，及时、准确地预报蓝藻暴发有助于提前采取应对措施，减轻灾害风险。本研究针对传统机理模型参数众多、运算复杂等应用局限，以巢湖为研究对象，构建了融合监测数据与遥感信息的机器学习预报框架。通过整合多站点气象、水质监测数据以及卫星遥感数据，分析了气象和水质变量对蓝藻水华的时间累积效应。在此基础上，基于随机森林模型，分别构建了考虑变量时间累积效应的预报模型（累积变量模型）和仅使用单日观测值的预报模型（单日变量模型），实现了藻类水华暴发面积1~7 d预报。最后，引入基于博弈论的可解释性（SHapley Additive exPlanations, SHAP）算法，揭示了主要影响因子的贡献度及其非线性阈值规律。结果表明：（1）气象因子（气温、湿度、降雨、气压）累积效应周期约为15~30 d，长于水质因子（氮、磷、溶解氧）的累积效应周期（1~10 d）；（2）累积变量模型的预报精度（决定系数R2 = 0.66~0.75）优于单日变量模型（R2 = 0.56~0.63），其中1 d预报效果最优（R2 = 0.75，均方根误差（RMSE）= 49.37 km2）；（3）关键阈值条件包括：平均气温> 23 ℃、最大风速< 4 m/s、降雨量> 200 mm、氮磷比< 15、pH > 8.5、溶解氧< 8.9 mg/L。本研究提出的预报方法仅需常规监测数据即可实现短期蓝藻水华预报，这为富营养化湖泊管理提供了可推广的技术路径与决策支持。
蓝藻水华已成为威胁湖泊生态安全和饮用水安全的全球性环境问题，及时、准确地预报蓝藻暴发有助于提前采取应对措施，减轻灾害风险。本研究针对传统机理模型参数众多、运算复杂等应用局限，以巢湖为研究对象，构建了融合监测数据与遥感信息的机器学习预报框架。通过整合多站点气象、水质监测数据以及卫星遥感数据，分析了气象和水质变量对蓝藻水华的时间累积效应。在此基础上，基于随机森林模型，分别构建了考虑变量时间累积效应的预报模型（累积变量模型）和仅使用单日观测值的预报模型（单日变量模型），实现了藻类水华暴发面积1~7 d预报。最后，引入基于博弈论的可解释性（SHapley Additive exPlanations, SHAP）算法，揭示了主要影响因子的贡献度及其非线性阈值规律。结果表明：（1）气象因子（气温、湿度、降雨、气压）累积效应周期约为15~30 d，长于水质因子（氮、磷、溶解氧）的累积效应周期（1~10 d）；（2）累积变量模型的预报精度（决定系数R2 = 0.66~0.75）优于单日变量模型（R2 = 0.56~0.63），其中1 d预报效果最优（R2 = 0.75，均方根误差（RMSE）= 49.37 km2）；（3）关键阈值条件包括：平均气温> 23 ℃、最大风速< 4 m/s、降雨量> 200 mm、氮磷比< 15、pH > 8.5、溶解氧< 8.9 mg/L。本研究提出的预报方法仅需常规监测数据即可实现短期蓝藻水华预报，这为富营养化湖泊管理提供了可推广的技术路径与决策支持。
优先出版日期: 2025-12-18
摘要：
洞庭湖流域地表水资源在维护生态系统、保护生物多样性与调节气候方面具有重要作用，但易受气候变化与人类活动的影响。尽管对洞庭湖流域地表水动态面积变化已开展大量研究，但现有成果大多缺乏长时序全域分析，且驱动机制以定性描述为主，空间分析也局限于主湖区。基于此，本研究旨在揭示洞庭湖流域全域及各子流域地表水面积的时空演变规律，阐明气候因子与人类活动对地表水动态的贡献，研究子流域地表水分布重心迁移的规律。本文综合利用多源遥感卫星资料及JRC全球地表水数据集产品，通过M-K、Pettitt、Pearson检验以及重心分析模型等方法分析得到了洞庭湖流域地表水面积在1990-2021年期间的时空变化规律及主要驱动因素。研究结果表明：①近30年来，洞庭湖流域地表水面积呈增长趋势且以沅江水系最为显著，增长了420.07%，空间差异明显，时间上呈现 “快速扩张-波动缩减-恢复增长” 三阶段特征；②洞庭湖流域水面分布重心整体向西南方向迁移，波动幅度主要体现在东西向位移上，位移了19.56km，各子流域重心迁移与区域水利工程建设、生态修复的空间特征直接关联，反映了人类活动对地表水空间格局的重塑作用；③降水是引起洞庭湖流域地表水面积增加的主要气候因素，而水利工程建设、退耕还湖等人类工程调控与生态修复措施，显著改变了流域地表水的空间分布格局；④气候变化对洞庭湖流域地表水面积变化的贡献度大致为40%-55%，而水利工程建设、退耕还湖等人类工程调控与生态修复措施，不仅显著改变了流域地表水的空间分布格局，且贡献度达 45%-60%，成为主导驱动力。本研究将有助于了解洞庭湖流域地表水资源的长期变化规律，对于制定科学合理的生态系统保护和恢复措施具有重要意义。
洞庭湖流域地表水资源在维护生态系统、保护生物多样性与调节气候方面具有重要作用，但易受气候变化与人类活动的影响。尽管对洞庭湖流域地表水动态面积变化已开展大量研究，但现有成果大多缺乏长时序全域分析，且驱动机制以定性描述为主，空间分析也局限于主湖区。基于此，本研究旨在揭示洞庭湖流域全域及各子流域地表水面积的时空演变规律，阐明气候因子与人类活动对地表水动态的贡献，研究子流域地表水分布重心迁移的规律。本文综合利用多源遥感卫星资料及JRC全球地表水数据集产品，通过M-K、Pettitt、Pearson检验以及重心分析模型等方法分析得到了洞庭湖流域地表水面积在1990-2021年期间的时空变化规律及主要驱动因素。研究结果表明：①近30年来，洞庭湖流域地表水面积呈增长趋势且以沅江水系最为显著，增长了420.07%，空间差异明显，时间上呈现 “快速扩张-波动缩减-恢复增长” 三阶段特征；②洞庭湖流域水面分布重心整体向西南方向迁移，波动幅度主要体现在东西向位移上，位移了19.56km，各子流域重心迁移与区域水利工程建设、生态修复的空间特征直接关联，反映了人类活动对地表水空间格局的重塑作用；③降水是引起洞庭湖流域地表水面积增加的主要气候因素，而水利工程建设、退耕还湖等人类工程调控与生态修复措施，显著改变了流域地表水的空间分布格局；④气候变化对洞庭湖流域地表水面积变化的贡献度大致为40%-55%，而水利工程建设、退耕还湖等人类工程调控与生态修复措施，不仅显著改变了流域地表水的空间分布格局，且贡献度达 45%-60%，成为主导驱动力。本研究将有助于了解洞庭湖流域地表水资源的长期变化规律，对于制定科学合理的生态系统保护和恢复措施具有重要意义。
优先出版日期: 2025-11-26
摘要：
滇池作为云南地区最大的淡水湖，其面积、形态及周边土地利用格局的变化对区域生态安全至关重要。为此，本研究通过融合历史地形图、航测资料、锁眼侦察卫星影像、Landsat卫星影像构建了百年滇池面积与形态变化数据集，并分析了滇池水域范围的时空演变特征。首先，针对1985年前无遥感影像时期数据，提出了基于历史影像与地形图的半自动水域重建方法；其次，对1985年—2023年时期，基于Landsat影像水体指数实现水域范围的自动化提取；然后，基于百年时序岸线提取结果，分析了滇池水域范围及岸线形态时空演变特征；最后，基于土地利用类型及气候变化对滇池岸线变化的驱动机制进行了研究。结果表明：（1）滇池水体面积总体受政策影响呈波动式变化，水体面积在1920年—2012年期间总体呈下降趋势，2012年—2023年面积呈现回升趋势；（2）百年间滇池面积减少8.55%，周长增加10.44%，近圆度减少26.31%，岸线发育系数增长15.58%；（3）滇池沿岸受人类活动主导驱动，1985年—2020年间，人工岸线增长16倍，耕地岸线减少44.53%，部分极端干旱使得短期湖泊大量萎缩。
滇池作为云南地区最大的淡水湖，其面积、形态及周边土地利用格局的变化对区域生态安全至关重要。为此，本研究通过融合历史地形图、航测资料、锁眼侦察卫星影像、Landsat卫星影像构建了百年滇池面积与形态变化数据集，并分析了滇池水域范围的时空演变特征。首先，针对1985年前无遥感影像时期数据，提出了基于历史影像与地形图的半自动水域重建方法；其次，对1985年—2023年时期，基于Landsat影像水体指数实现水域范围的自动化提取；然后，基于百年时序岸线提取结果，分析了滇池水域范围及岸线形态时空演变特征；最后，基于土地利用类型及气候变化对滇池岸线变化的驱动机制进行了研究。结果表明：（1）滇池水体面积总体受政策影响呈波动式变化，水体面积在1920年—2012年期间总体呈下降趋势，2012年—2023年面积呈现回升趋势；（2）百年间滇池面积减少8.55%，周长增加10.44%，近圆度减少26.31%，岸线发育系数增长15.58%；（3）滇池沿岸受人类活动主导驱动，1985年—2020年间，人工岸线增长16倍，耕地岸线减少44.53%，部分极端干旱使得短期湖泊大量萎缩。
