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2026,38(4):1307-1318, DOI: 10.18307/2026.0401
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湖沼学和湖泊科学发展历程深刻印证了长期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过程、影响机制与可持续管理研究,如美国Flathead湖、Trout湖和瑞士Zurich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具有不可替代性。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化、人类活动干扰的响应过程与弹性机制,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"机制揭示"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。
湖沼学和湖泊科学发展历程深刻印证了长期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过程、影响机制与可持续管理研究,如美国Flathead湖、Trout湖和瑞士Zurich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具有不可替代性。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化、人类活动干扰的响应过程与弹性机制,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"机制揭示"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。
2026,38(4):1319-1330, DOI: 10.18307/2026.0402
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研究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六个方面取得的工作进展和成效。针对未来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。本研究为长江流域水生态系统保护修复的科学研究与管理决策提供了基础认知,也为大型流域水生态长期定位观测研究提供了参考案例。
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研究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六个方面取得的工作进展和成效。针对未来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。本研究为长江流域水生态系统保护修复的科学研究与管理决策提供了基础认知,也为大型流域水生态长期定位观测研究提供了参考案例。
2026,38(4):1331-1350, DOI: 10.18307/2026.0403
摘要：
太湖在过去20年经历了高强度的污染治理与生态修复,同时受到气候变暖、热浪、洪水和干旱等气候变化因素的叠加影响,湖泊生态系统组成与结构发生了显著变化。本文基于江苏太湖湖泊生态系统研究国家野外科学观测研究站(简称“太湖站”)2005-2025年水质、浮游植物及大型水生植物观测数据,2007-2025年大型底栖动物观测数据,以及2012-2025年后生浮游动物的定位观测资料,结合太湖站同步的水文与气象背景观测资料,分析近20年太湖生态系统结构在氮浓度下降、水温增高、干旱、洪水、禁捕等气候变化与人类活动影响下的变化特征与机制。结果发现,(1)近5年来太湖水质改善明显:水体总氮年均值从2006年的3.71 mg/L降至2025年的1.56 mg/L,2021-2025年总磷年均值(0.089 mg/L)较2005-2020年均值(0.120 mg/L)降低26%;太湖水质改善程度存在明显的空间差异,重污染的西北湖区水质改善明显,但之前沉水植物分布较广、水质相对良好的南部与东部湖区水质变化不大甚至有所下降。(2)太湖主要生物类群的时空变化巨大:2023年以来,蓝藻生物量明显下降,蓝藻水华的关键种类微囊藻(Microcystis spp. )的生物量和优势度均大幅下降,而丝状蓝藻中的长孢藻(Dolichospermum spp. )、假鱼腥藻(Pseudanabaena spp. )及硅藻门中的直链藻(Aulacoseira spp. )、小环藻(Cyclotella spp. )、菱形藻(Nitzschia spp. )优势度增加;后生浮游动物枝角类中的象鼻溞(Bosmina spp. )优势度大幅下降,而桡足类中的中华窄腹剑水蚤(Limnoithona sinensis)优势度显著提升;大型底栖动物的密度大幅下降,主要是耐污型的优势种霍夫水丝蚓(Limnodrilus hoffmeisteri)密度大幅减少,而相对喜清洁水体的河蚬(Corbicula fluminea)优势度、密度都明显增加。然而,太湖沉水植被状况依然较20年前退化明显,近年来在水质改善明显的背景下恢复并不显著,2025年与2014年相比,沉水植物分布面积大幅下降,传统沉水植物分布区龟山-漫山岛-西山-南太湖一线的竹叶眼子菜(Potamogeton wrightii)种群分布面积锐减,东太湖水域的沉水植物群落已基本被野菱(Trapa incisa)群落取代,形成覆盖度常高于95%的野菱单一优势种群连续分布区,南太湖荇菜(Nymphoides peltata)群落严重衰退,胥口湾水域植被覆盖度也在2025年显著下降。(3)从生态多样性角度看,除浮游植物外,太湖多数生物的多样性并未显著增高,空间异质性下降,沉水植被退化严重,太湖的生态系统结构仍处于十分脆弱的状态,存在蓝藻水华大规模暴发的潜在风险。总体而言,太湖治理可能已进入“水质改善-生态结构重组-系统韧性不足”的新阶段。流域营养盐入湖负荷削减虽然对太湖生态系统结构产生了重要的上行效应,但气候变暖、外源负荷变化、渔业禁捕以及洪水、干旱等极端气候事件也显著影响了太湖生物类群演替过程,并可能成为生态系统结构变化的重要触发因素。未来太湖治理的关注重点应当从“水质达标”向“生态系统健康恢复”转变,应加强对鱼类结构演变的生态效应监测与评估,在进一步严格控制外源氮、磷入湖负荷的同时,协同开展鱼类结构调整和沉水植物恢复,提高太湖生态系统健康水平。
太湖在过去20年经历了高强度的污染治理与生态修复,同时受到气候变暖、热浪、洪水和干旱等气候变化因素的叠加影响,湖泊生态系统组成与结构发生了显著变化。本文基于江苏太湖湖泊生态系统研究国家野外科学观测研究站(简称“太湖站”)2005-2025年水质、浮游植物及大型水生植物观测数据,2007-2025年大型底栖动物观测数据,以及2012-2025年后生浮游动物的定位观测资料,结合太湖站同步的水文与气象背景观测资料,分析近20年太湖生态系统结构在氮浓度下降、水温增高、干旱、洪水、禁捕等气候变化与人类活动影响下的变化特征与机制。结果发现,(1)近5年来太湖水质改善明显:水体总氮年均值从2006年的3.71 mg/L降至2025年的1.56 mg/L,2021-2025年总磷年均值(0.089 mg/L)较2005-2020年均值(0.120 mg/L)降低26%;太湖水质改善程度存在明显的空间差异,重污染的西北湖区水质改善明显,但之前沉水植物分布较广、水质相对良好的南部与东部湖区水质变化不大甚至有所下降。(2)太湖主要生物类群的时空变化巨大:2023年以来,蓝藻生物量明显下降,蓝藻水华的关键种类微囊藻(Microcystis spp. )的生物量和优势度均大幅下降,而丝状蓝藻中的长孢藻(Dolichospermum spp. )、假鱼腥藻(Pseudanabaena spp. )及硅藻门中的直链藻(Aulacoseira spp. )、小环藻(Cyclotella spp. )、菱形藻(Nitzschia spp. )优势度增加;后生浮游动物枝角类中的象鼻溞(Bosmina spp. )优势度大幅下降,而桡足类中的中华窄腹剑水蚤(Limnoithona sinensis)优势度显著提升;大型底栖动物的密度大幅下降,主要是耐污型的优势种霍夫水丝蚓(Limnodrilus hoffmeisteri)密度大幅减少,而相对喜清洁水体的河蚬(Corbicula fluminea)优势度、密度都明显增加。然而,太湖沉水植被状况依然较20年前退化明显,近年来在水质改善明显的背景下恢复并不显著,2025年与2014年相比,沉水植物分布面积大幅下降,传统沉水植物分布区龟山-漫山岛-西山-南太湖一线的竹叶眼子菜(Potamogeton wrightii)种群分布面积锐减,东太湖水域的沉水植物群落已基本被野菱(Trapa incisa)群落取代,形成覆盖度常高于95%的野菱单一优势种群连续分布区,南太湖荇菜(Nymphoides peltata)群落严重衰退,胥口湾水域植被覆盖度也在2025年显著下降。(3)从生态多样性角度看,除浮游植物外,太湖多数生物的多样性并未显著增高,空间异质性下降,沉水植被退化严重,太湖的生态系统结构仍处于十分脆弱的状态,存在蓝藻水华大规模暴发的潜在风险。总体而言,太湖治理可能已进入“水质改善-生态结构重组-系统韧性不足”的新阶段。流域营养盐入湖负荷削减虽然对太湖生态系统结构产生了重要的上行效应,但气候变暖、外源负荷变化、渔业禁捕以及洪水、干旱等极端气候事件也显著影响了太湖生物类群演替过程,并可能成为生态系统结构变化的重要触发因素。未来太湖治理的关注重点应当从“水质达标”向“生态系统健康恢复”转变,应加强对鱼类结构演变的生态效应监测与评估,在进一步严格控制外源氮、磷入湖负荷的同时,协同开展鱼类结构调整和沉水植物恢复,提高太湖生态系统健康水平。
2026,38(4):1351-1363, DOI: 10.18307/2026.0404
摘要：
经过15年的建设与发展,红枫湖水库生态系统贵州省野外科学观测研究站已形成集观测、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。本文聚焦西南区域水资源开发、水安全保障、水生态修复中的关键科学与技术问题,以典型湖库的多要素长序列定位观测为基础,系统总结了红枫湖站建设运行以来取得的主要研究进展:(1)阐明了水库生态系统具有水深大、多界面、逆周期水位波动、消落带退化等显著区别于天然湖泊的生态环境特征;(2)揭示了2009—2025年贵阳市红枫湖、百花湖水环境质量和富营养化状态的时空动态特征;(3)定量分析了2003—2020年气候变化和氮磷营养盐对湖库藻类水华的相对贡献及作用机制,凸显了气候变化下富营养化防治的紧迫性;(4)发现并论证了喀斯特湖库存在溶解无机碳施肥效应,促使浮游植物群落从硅藻、绿藻门向蓝藻门演替,更易发生蓝藻水华;(5)建立了双碳同位素(δ13C-Δ14C)、硝酸盐氮氧同位素(δ15N-δ18O)、磷酸盐氧同位素(δ18Op)等同位素示踪技术体系,为流域污染精准溯源提供关键技术支撑;(6)基于自主构建的湖库沉积物一水界面原位高分辨观测技术,定量了典型湖库沉积物一水界面磷释放通量,揭示了季节性缺氧诱导的Fe-P还原溶解是内源磷释放的关键机制;(7)研发了沉积物原位钝化、气泡羽流增氧、氧纳米气泡界面复氧等系列生态修复技术和材料,在典型湖库实现推广应用。在此基础上,本研究对红枫湖站未来重点工作进行了展望,研究成果为西南地区水资源与水环境安全保障提供了重要科技支撑。
经过15年的建设与发展,红枫湖水库生态系统贵州省野外科学观测研究站已形成集观测、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。本文聚焦西南区域水资源开发、水安全保障、水生态修复中的关键科学与技术问题,以典型湖库的多要素长序列定位观测为基础,系统总结了红枫湖站建设运行以来取得的主要研究进展:(1)阐明了水库生态系统具有水深大、多界面、逆周期水位波动、消落带退化等显著区别于天然湖泊的生态环境特征;(2)揭示了2009—2025年贵阳市红枫湖、百花湖水环境质量和富营养化状态的时空动态特征;(3)定量分析了2003—2020年气候变化和氮磷营养盐对湖库藻类水华的相对贡献及作用机制,凸显了气候变化下富营养化防治的紧迫性;(4)发现并论证了喀斯特湖库存在溶解无机碳施肥效应,促使浮游植物群落从硅藻、绿藻门向蓝藻门演替,更易发生蓝藻水华;(5)建立了双碳同位素(δ13C-Δ14C)、硝酸盐氮氧同位素(δ15N-δ18O)、磷酸盐氧同位素(δ18Op)等同位素示踪技术体系,为流域污染精准溯源提供关键技术支撑;(6)基于自主构建的湖库沉积物一水界面原位高分辨观测技术,定量了典型湖库沉积物一水界面磷释放通量,揭示了季节性缺氧诱导的Fe-P还原溶解是内源磷释放的关键机制;(7)研发了沉积物原位钝化、气泡羽流增氧、氧纳米气泡界面复氧等系列生态修复技术和材料,在典型湖库实现推广应用。在此基础上,本研究对红枫湖站未来重点工作进行了展望,研究成果为西南地区水资源与水环境安全保障提供了重要科技支撑。
2026,38(4):1364-1370, DOI: 10.18307/2026.0405
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作用。然而,在全球变化背景下,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湖泊生态系统国家野外科学观测研究站多年系统性研究成果,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特征的环境调控机制,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野外修复实践,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。这些研究不仅丰富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作用。然而,在全球变化背景下,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湖泊生态系统国家野外科学观测研究站多年系统性研究成果,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特征的环境调控机制,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野外修复实践,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。这些研究不仅丰富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。
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优先出版日期: 2026-07-14
摘要：
流场是湖泊能量与物质输移的核心驱动力，对污染物、藻类和鱼类等要素的分布具有决定性影响，明晰湖泊流场的时空变化特征对于深入理解湖泊生态环境问题成因和精准治理至关重要。本研究基于2024年巢湖20个自动监测站点的高频风场与流场同步观测数据，系统分析湖区风场与流场的时空分布特征，并探讨其响应关系及驱动机制。采用矢量分解、Pearson相关分析及圆统计学方法，构建流速变异系数、流向离散系数与合成流速比等指标，对不同时间尺度下流场稳定性与动力特征进行了定量分析。结果表明：巢湖风场受东亚季风环流控制，呈现明显季节转换特征。2024年全湖平均风速约3.4m/s，春季主导风向为东风，夏季转换为偏南风，秋季和冬季分别为东北风和北风。巢湖流场整体呈“西入东出”弱流格局，各站点平均流速介于3.75~9.27cm/s之间，全湖平均为5.18cm/s。高流速区主要分布在出入湖河口与姥山岛两侧水流通道等水域，而西北部湖区、湖心及部分近岸区呈低流速状态。巢湖水体垂向流速仅为mm/s量级，垂向交换能力有限。流场在季节、月及日尺度上均表现出显著波动特征，春夏季全湖矢量平均流速分别为0.92cm/s和0.89cm/s，明显高于秋冬季的0.53cm/s。“引江济巢”调水期间兆河入湖区日均流速维持在9.69~14.82cm/s。8个国控站点平均流速变异系数达94.06%，流向离散系数为73.5%~95.8%，平均合成流速比仅0.28，表明巢湖流场具有“低流速、高波动、强离散”特征。风速与流速总体呈显著正相关（p<0.01），反映出风场是驱动巢湖流场变化的主要驱动力，但不同点位流场对风场的响应程度呈现显著差异，说明巢湖流场结构受湖盆形态、出入湖流量等多因素共同影响。研究结果可为浅水湖泊水动力调控、弱流滞留区识别及富营养化和藻类水华防控提供科学依据。
流场是湖泊能量与物质输移的核心驱动力，对污染物、藻类和鱼类等要素的分布具有决定性影响，明晰湖泊流场的时空变化特征对于深入理解湖泊生态环境问题成因和精准治理至关重要。本研究基于2024年巢湖20个自动监测站点的高频风场与流场同步观测数据，系统分析湖区风场与流场的时空分布特征，并探讨其响应关系及驱动机制。采用矢量分解、Pearson相关分析及圆统计学方法，构建流速变异系数、流向离散系数与合成流速比等指标，对不同时间尺度下流场稳定性与动力特征进行了定量分析。结果表明：巢湖风场受东亚季风环流控制，呈现明显季节转换特征。2024年全湖平均风速约3.4m/s，春季主导风向为东风，夏季转换为偏南风，秋季和冬季分别为东北风和北风。巢湖流场整体呈“西入东出”弱流格局，各站点平均流速介于3.75~9.27cm/s之间，全湖平均为5.18cm/s。高流速区主要分布在出入湖河口与姥山岛两侧水流通道等水域，而西北部湖区、湖心及部分近岸区呈低流速状态。巢湖水体垂向流速仅为mm/s量级，垂向交换能力有限。流场在季节、月及日尺度上均表现出显著波动特征，春夏季全湖矢量平均流速分别为0.92cm/s和0.89cm/s，明显高于秋冬季的0.53cm/s。“引江济巢”调水期间兆河入湖区日均流速维持在9.69~14.82cm/s。8个国控站点平均流速变异系数达94.06%，流向离散系数为73.5%~95.8%，平均合成流速比仅0.28，表明巢湖流场具有“低流速、高波动、强离散”特征。风速与流速总体呈显著正相关（p<0.01），反映出风场是驱动巢湖流场变化的主要驱动力，但不同点位流场对风场的响应程度呈现显著差异，说明巢湖流场结构受湖盆形态、出入湖流量等多因素共同影响。研究结果可为浅水湖泊水动力调控、弱流滞留区识别及富营养化和藻类水华防控提供科学依据。
优先出版日期: 2026-07-13
摘要：
高原浅水湖泊的水位过程是理解人地关系演变及其生态风险的重要切入点,但受限于现代监测起步较晚,难以获得长时段连续观测记录。本文以云南杞麓湖为例,综合聚落分布、古岸线地貌、历史文献、古旧地图与遥感等多源证据,重建1284、1523、1691、1798、1894、1937年6个典型年份的丰、枯水域范围,结合历史文献记录推算构建1284—1955年水位振幅特征序列。结果表明,湖盆主体形态受地形约束总体稳定,水域变化集中在西岸及南、北两岸浅滩—三角洲等易围垦地带,表现为堤线外推与湾地围合,丰水期湖面外扩空间逐步收缩。杞麓湖水位振幅在过去约600年呈阶梯式减振并叠加平台内波动,在1523年与1691年前后发生两次台阶式下跳,显示水位振幅发生平台转换,1894年虽然发生外泄渠道强干预事件,但未出现平台转换。驱动机制分析表明杞麓湖水位振幅是治理能力中介下气候窗口与工程控制耦合驱动的,气候暖干阶段为围垦、疏浚与外泄改造提供较低水位与滩地熟化的工程实施窗口。但是,平台能否下移取决于制度与治理能力能否将窗口期行动组织为持续化、常态化工程,并在后续维护中形成锁定效应。研究为高原浅水湖泊历史时期阶段性转折识别与治理路径评估提供了可追溯的过程参照。
高原浅水湖泊的水位过程是理解人地关系演变及其生态风险的重要切入点,但受限于现代监测起步较晚,难以获得长时段连续观测记录。本文以云南杞麓湖为例,综合聚落分布、古岸线地貌、历史文献、古旧地图与遥感等多源证据,重建1284、1523、1691、1798、1894、1937年6个典型年份的丰、枯水域范围,结合历史文献记录推算构建1284—1955年水位振幅特征序列。结果表明,湖盆主体形态受地形约束总体稳定,水域变化集中在西岸及南、北两岸浅滩—三角洲等易围垦地带,表现为堤线外推与湾地围合,丰水期湖面外扩空间逐步收缩。杞麓湖水位振幅在过去约600年呈阶梯式减振并叠加平台内波动,在1523年与1691年前后发生两次台阶式下跳,显示水位振幅发生平台转换,1894年虽然发生外泄渠道强干预事件,但未出现平台转换。驱动机制分析表明杞麓湖水位振幅是治理能力中介下气候窗口与工程控制耦合驱动的,气候暖干阶段为围垦、疏浚与外泄改造提供较低水位与滩地熟化的工程实施窗口。但是,平台能否下移取决于制度与治理能力能否将窗口期行动组织为持续化、常态化工程,并在后续维护中形成锁定效应。研究为高原浅水湖泊历史时期阶段性转折识别与治理路径评估提供了可追溯的过程参照。
优先出版日期: 2026-07-13
摘要：
潜在蒸散量（PET，potential evapotranspiration）是水文循环和生态过程研究的重要参数，目前多采用Penman-Monteith（P-M）公式计算。然而，通常难以直接测量 PET ，导致计算结果缺乏实证检验，其计算结果的不确定性往往不得而知。本研究利用鄱阳湖洲滩湿地的下垫面特性，基于涡动相关系统的潜热通量（LE）观测数据，借鉴Granger(1989)关于 PET 的概念解析，结合多种精度评价指标，检验了不同的温度输入条件下 P-M 公式的计算结果。综合分析表明：不同方法得到的 PET 计算值与实测数据具有较高一致性，但采用表面温度作为输入的 PET 最接近 LE 观测值，能更好地反映 PET 的时间变化特征。这一研究结果，有助于进一步厘清 PET 对温度的敏感性，提升计算结果的可靠性，具有积极的理论意义和实际参考价值。
潜在蒸散量（PET，potential evapotranspiration）是水文循环和生态过程研究的重要参数，目前多采用Penman-Monteith（P-M）公式计算。然而，通常难以直接测量 PET ，导致计算结果缺乏实证检验，其计算结果的不确定性往往不得而知。本研究利用鄱阳湖洲滩湿地的下垫面特性，基于涡动相关系统的潜热通量（LE）观测数据，借鉴Granger(1989)关于 PET 的概念解析，结合多种精度评价指标，检验了不同的温度输入条件下 P-M 公式的计算结果。综合分析表明：不同方法得到的 PET 计算值与实测数据具有较高一致性，但采用表面温度作为输入的 PET 最接近 LE 观测值，能更好地反映 PET 的时间变化特征。这一研究结果，有助于进一步厘清 PET 对温度的敏感性，提升计算结果的可靠性，具有积极的理论意义和实际参考价值。
优先出版日期: 2026-07-13
摘要：
鱼类过坝后溯流运动策略是检验坝后鱼类生境适宜性的重要依据。尤其是山区河流典型水力突变特征对过坝后鱼类上溯行为有何影响亟待回答。本文选择金沙江黑水河2种典型鳅科鱼类红尾副鳅(Paracobitis variegatus)和短体副鳅(Paracobitis potanini)为研究对象,通过网捕法调查目标鱼资源状况,利用射频识别技术评估2种鳅科鱼过坝后的溯流效果,构建耦合库区水文水动力因素的鳅科鱼过坝后溯流效果定量评价模型,识别影响鳅科鱼过坝后溯流效果的关键因子,建立鳅科鱼过坝后上溯成功率与各关键因子的响应关系曲线。结果表明：(1)2022、2023和2024年2种鳅科鱼的鱼道通过率分别为22.92%、9.01%和7.00%。(2)鳅科鱼过坝后有不同生境选择占比,85%的鳅科鱼停留于近坝库区,占比最高；15%的鳅科鱼继续上溯至坝上0.7km；未发现有鳅科鱼上溯至坝上1.3km。(3)影响鳅科鱼过坝后溯流效果的显性关键因子为鱼种、河道流量和河道水温。(4)鳅科鱼过坝后上溯成功率与河道流量和水温呈显著负相关(P＜0.05)；短体副鳅过坝后上溯成功率显著高于红尾副鳅(P＜0.05)；(5)坝后鳅科鱼类资源分布及底质特征调查发现鳅科鱼类多分布于漂石和淤泥混合组成的底质区域。本研究为金沙江流域小水电生态调度和鱼类过坝后生境修复提供重要参考依据。
鱼类过坝后溯流运动策略是检验坝后鱼类生境适宜性的重要依据。尤其是山区河流典型水力突变特征对过坝后鱼类上溯行为有何影响亟待回答。本文选择金沙江黑水河2种典型鳅科鱼类红尾副鳅(Paracobitis variegatus)和短体副鳅(Paracobitis potanini)为研究对象,通过网捕法调查目标鱼资源状况,利用射频识别技术评估2种鳅科鱼过坝后的溯流效果,构建耦合库区水文水动力因素的鳅科鱼过坝后溯流效果定量评价模型,识别影响鳅科鱼过坝后溯流效果的关键因子,建立鳅科鱼过坝后上溯成功率与各关键因子的响应关系曲线。结果表明：(1)2022、2023和2024年2种鳅科鱼的鱼道通过率分别为22.92%、9.01%和7.00%。(2)鳅科鱼过坝后有不同生境选择占比,85%的鳅科鱼停留于近坝库区,占比最高；15%的鳅科鱼继续上溯至坝上0.7km；未发现有鳅科鱼上溯至坝上1.3km。(3)影响鳅科鱼过坝后溯流效果的显性关键因子为鱼种、河道流量和河道水温。(4)鳅科鱼过坝后上溯成功率与河道流量和水温呈显著负相关(P＜0.05)；短体副鳅过坝后上溯成功率显著高于红尾副鳅(P＜0.05)；(5)坝后鳅科鱼类资源分布及底质特征调查发现鳅科鱼类多分布于漂石和淤泥混合组成的底质区域。本研究为金沙江流域小水电生态调度和鱼类过坝后生境修复提供重要参考依据。
优先出版日期: 2026-07-08
摘要：
剧烈的气候变化与日益增强的人类活动深刻改变了河流水文过程，对河流水生态系统的健康与安全具有重要影响。基于“时空演变-驱动机制-因果路径”的研究范式，本研究系统解析了南北盘江流域18个水文站水文格局指数时空演变特征及驱动机制。采用贝叶斯突变、季节性和趋势估计（BEAST）方法识别径流序列非平稳与突变特征，采用水文改变指标变化范围法（IHA-RVA）量化大坝建设前后水文格局的改变程度，同时结合极限梯度提升-可解释机器学习（XGBoost-SHAP）、最优多元分层地理探测器（OMGD）与偏最小二乘结构方程（PLS-SEM）解析自然和人类活动对整体、控制与自然流域的单因素、多因素及影响路径的差异。结果表明：（1）径流突变与区域干旱、洪涝事件高度吻合；（2）水库大坝使水文格局呈现“高流量降低、低流量升高” 的演变特征，且大坝影响随距离增加逐渐减弱；（3）XGBoost-SHAP表明气候因素是主导不同流域水文格局变化的关键，而OMGD和PLS-SEM一致表明气候与水系/景观/人类活动的耦合作用分别是整体/控制/自然流域的主控因素；而地形、岩性、土壤等因子仅对部分水文格局指数产生影响。综上，南北盘江喀斯特流域水文格局指数对气候和下垫面因子表现为非线性响应，控制流域主要受“气候-景观”主导，自然流域主要受“气候-人类活动”主导两类模式，均一致表现为对气候变化具有高度敏感性，而自然流域一旦人类扰动增强，其脆弱性风险将可能增大，因而亟需关注和调控人类活动的可能影响；未来流域水资源管理需重点关注极端气候变化引起的极端水文事件，同时重视水库调控、土地利用（人类活动）等对水生态系统的潜在影响。
剧烈的气候变化与日益增强的人类活动深刻改变了河流水文过程，对河流水生态系统的健康与安全具有重要影响。基于“时空演变-驱动机制-因果路径”的研究范式，本研究系统解析了南北盘江流域18个水文站水文格局指数时空演变特征及驱动机制。采用贝叶斯突变、季节性和趋势估计（BEAST）方法识别径流序列非平稳与突变特征，采用水文改变指标变化范围法（IHA-RVA）量化大坝建设前后水文格局的改变程度，同时结合极限梯度提升-可解释机器学习（XGBoost-SHAP）、最优多元分层地理探测器（OMGD）与偏最小二乘结构方程（PLS-SEM）解析自然和人类活动对整体、控制与自然流域的单因素、多因素及影响路径的差异。结果表明：（1）径流突变与区域干旱、洪涝事件高度吻合；（2）水库大坝使水文格局呈现“高流量降低、低流量升高” 的演变特征，且大坝影响随距离增加逐渐减弱；（3）XGBoost-SHAP表明气候因素是主导不同流域水文格局变化的关键，而OMGD和PLS-SEM一致表明气候与水系/景观/人类活动的耦合作用分别是整体/控制/自然流域的主控因素；而地形、岩性、土壤等因子仅对部分水文格局指数产生影响。综上，南北盘江喀斯特流域水文格局指数对气候和下垫面因子表现为非线性响应，控制流域主要受“气候-景观”主导，自然流域主要受“气候-人类活动”主导两类模式，均一致表现为对气候变化具有高度敏感性，而自然流域一旦人类扰动增强，其脆弱性风险将可能增大，因而亟需关注和调控人类活动的可能影响；未来流域水资源管理需重点关注极端气候变化引起的极端水文事件，同时重视水库调控、土地利用（人类活动）等对水生态系统的潜在影响。
优先出版日期: 2026-07-08
摘要：
附着硅藻是河流生态系统中重要的初级生产者,在水体营养动态和生态健康评估中具有重要指示意义。为揭示汾河干流附着硅藻群落的时空分布特征及其对环境因子的响应,本研究分别于2021年4月至2022年1月的四个季节在汾河干流设置25个采样点,系统调查了附着硅藻群落组成、多样性及其与水体理化因子的关系。结果表明,汾河附着硅藻群落在季节和空间尺度上均呈现出明显差异。念珠状等片藻(Diatoma moniliformis)在春秋季及冬季占据优势地位,而梅尼小环藻(Cyclotella meneghiniana)在夏季丰度明显升高。α多样性指数在不同季节之间整体差异不显著,但在空间尺度上,表现为上游河段显著高于中、下游河段。β多样性分析结果显示,季节(R2=0.143,P=0.001)和河段(R2=0.136,P=0.001)均对附着硅藻群落结构产生显著影响。冗余分析(RDA)进一步表明,水温、pH、溶解氧、总溶解性固和总磷是驱动附着硅藻群落分布的主要环境因子。
附着硅藻是河流生态系统中重要的初级生产者,在水体营养动态和生态健康评估中具有重要指示意义。为揭示汾河干流附着硅藻群落的时空分布特征及其对环境因子的响应,本研究分别于2021年4月至2022年1月的四个季节在汾河干流设置25个采样点,系统调查了附着硅藻群落组成、多样性及其与水体理化因子的关系。结果表明,汾河附着硅藻群落在季节和空间尺度上均呈现出明显差异。念珠状等片藻(Diatoma moniliformis)在春秋季及冬季占据优势地位,而梅尼小环藻(Cyclotella meneghiniana)在夏季丰度明显升高。α多样性指数在不同季节之间整体差异不显著,但在空间尺度上,表现为上游河段显著高于中、下游河段。β多样性分析结果显示,季节(R2=0.143,P=0.001)和河段(R2=0.136,P=0.001)均对附着硅藻群落结构产生显著影响。冗余分析(RDA)进一步表明,水温、pH、溶解氧、总溶解性固和总磷是驱动附着硅藻群落分布的主要环境因子。
优先出版日期: 2026-07-02
摘要：
为探究环境胁迫下生物多样性对生态系统功能和稳定性的维持机制是否发生改变，本研究利用48个淡水中宇宙系统，构建沉水植物多样性群落，并分别模拟了升温和脉冲式地表径流污染两种典型环境胁迫，系统分析了不同胁迫条件下生态系统功能和稳定性机制的响应特征。结果表明，升温显著增加了生态系统的净生物多样性效应（Net Biodiversity Effects, NBE），而脉冲式地表径流污染对功能及其分量均未产生显著影响。互补效应是驱动生态系统功能的主要内在机制，且升温和污染均未显著改变其与功能之间的正相关关系。选择效应同样对系统功能做出了重大的贡献，然而在污染处理下，其与功能之间的正相关性呈现一定程度的弱化趋势。在稳定性维持机制方面，升温通过降低物种异步性和提高平均物种稳定性，维持了生态系统的总体稳定性，且没有改变其与两个分量之间的正相关关系。进一步分析表明，平均物种稳定性对系统整体稳定性的贡献高于物种异步性，凸显了优势物种在稳定性维持中的主导作用。对两个胁迫因子的路径分析表明，升温主要通过增强生态系统功能间接缓冲其对稳定性的负面作用；而污染虽诱导了一定程度的物种异步响应，但该正向调节作用在当前实验尺度下被主导物种的绝对生物量优势所掩盖。总体而言，研究结果强调了在环境胁迫的背景下，生物多样性维持生态系统功能和稳定性的内在机制可能发生改变，尽管在相对温和的胁迫强度下，这些机制整体仍表现出较强的稳健性。研究结果深化了对淡水生态系统在全球变化情景下面对潜在生态风险时功能和稳定性响应机制的认识，并为其科学管理与生态风险评估提供了新的理论依据。
为探究环境胁迫下生物多样性对生态系统功能和稳定性的维持机制是否发生改变，本研究利用48个淡水中宇宙系统，构建沉水植物多样性群落，并分别模拟了升温和脉冲式地表径流污染两种典型环境胁迫，系统分析了不同胁迫条件下生态系统功能和稳定性机制的响应特征。结果表明，升温显著增加了生态系统的净生物多样性效应（Net Biodiversity Effects, NBE），而脉冲式地表径流污染对功能及其分量均未产生显著影响。互补效应是驱动生态系统功能的主要内在机制，且升温和污染均未显著改变其与功能之间的正相关关系。选择效应同样对系统功能做出了重大的贡献，然而在污染处理下，其与功能之间的正相关性呈现一定程度的弱化趋势。在稳定性维持机制方面，升温通过降低物种异步性和提高平均物种稳定性，维持了生态系统的总体稳定性，且没有改变其与两个分量之间的正相关关系。进一步分析表明，平均物种稳定性对系统整体稳定性的贡献高于物种异步性，凸显了优势物种在稳定性维持中的主导作用。对两个胁迫因子的路径分析表明，升温主要通过增强生态系统功能间接缓冲其对稳定性的负面作用；而污染虽诱导了一定程度的物种异步响应，但该正向调节作用在当前实验尺度下被主导物种的绝对生物量优势所掩盖。总体而言，研究结果强调了在环境胁迫的背景下，生物多样性维持生态系统功能和稳定性的内在机制可能发生改变，尽管在相对温和的胁迫强度下，这些机制整体仍表现出较强的稳健性。研究结果深化了对淡水生态系统在全球变化情景下面对潜在生态风险时功能和稳定性响应机制的认识，并为其科学管理与生态风险评估提供了新的理论依据。
优先出版日期: 2026-06-30
摘要：
青藏高原湖泊受气候变化影响极大，其快速变暖导致的湖泊扩张与盐度下降，正改变着湖泊内部的物理环境，进而影响其生态过程。然而，目前对高原湖泊浮游植物生物量垂向分布在热力分层期与混合期的差异特征认识仍不充分。本研究利用2024—2025年高原10个大型湖泊在热力分层期和混合期的综合观测数据，结合历史高分辨率、连续的湖水温度廓线，分析了浮游植物生物量（以叶绿素a为表征）在热力分层期与混合期的特征差异，探讨了热力稳定性与盐度梯度驱动的密度屏障对叶绿素a时空位移的调控机制。结果表明：湖泊热力结构变化主导叶绿素a垂向分异，并且大部分湖泊热力混合期的叶绿素a浓度显著低于热力分层期。在热力分层期，巴木错、色林错和扎日南木错湖泊叶绿素a垂向呈现典型的深层叶绿素最大值（Deep Chlorophyll Maximum, DCM）现象（巴木错叶绿素a峰值浓度在2024年和2025年分别为6.15 μg/L和4.10 μg/L；2024年扎日南木错叶绿素a峰值浓度为7.10 μg/L；2024年色林错叶绿素a峰值浓度为3.97 μg/L），即表层浓度较低，随深度增加在温跃层形成显著突出峰并达到最大值，之后在深水层逐渐降低；而不是所有大湖都遵循该规律，例如佩枯错和当惹雍错虽然存在热力分层现象，但是其中的叶绿素a浓度垂向分布上不存在显著差异。而在热力混合期，湖泊中叶绿素a浓度垂向分布均处于均匀分布状态，而且整体叶绿素a浓度均处于较低水平（2025年扎日南木错混合期叶绿素a浓度最大值为2.61μg/L，色林错混合期叶绿素a浓度最大值为2.40μg/L）。此外，达则错下层（20 m以下）的高盐度水体形成了稳定的盐度跃层，致使湖泊常年维持密度分层状态。这一独特的物理结构使其叶绿素a垂向分布模式显著异于其他仅受热力分层控制的湖泊。本研究结果表明，热力结构变化控制着高原湖泊叶绿素a的垂向分布模式，而达则错稳定的盐度分层则可形成常年有效的物理屏障，主导其独特的垂向分布格局，因此湖泊热力分层和高盐度共同决定高原湖泊浮游植物生物量垂直分布特征。
青藏高原湖泊受气候变化影响极大，其快速变暖导致的湖泊扩张与盐度下降，正改变着湖泊内部的物理环境，进而影响其生态过程。然而，目前对高原湖泊浮游植物生物量垂向分布在热力分层期与混合期的差异特征认识仍不充分。本研究利用2024—2025年高原10个大型湖泊在热力分层期和混合期的综合观测数据，结合历史高分辨率、连续的湖水温度廓线，分析了浮游植物生物量（以叶绿素a为表征）在热力分层期与混合期的特征差异，探讨了热力稳定性与盐度梯度驱动的密度屏障对叶绿素a时空位移的调控机制。结果表明：湖泊热力结构变化主导叶绿素a垂向分异，并且大部分湖泊热力混合期的叶绿素a浓度显著低于热力分层期。在热力分层期，巴木错、色林错和扎日南木错湖泊叶绿素a垂向呈现典型的深层叶绿素最大值（Deep Chlorophyll Maximum, DCM）现象（巴木错叶绿素a峰值浓度在2024年和2025年分别为6.15 μg/L和4.10 μg/L；2024年扎日南木错叶绿素a峰值浓度为7.10 μg/L；2024年色林错叶绿素a峰值浓度为3.97 μg/L），即表层浓度较低，随深度增加在温跃层形成显著突出峰并达到最大值，之后在深水层逐渐降低；而不是所有大湖都遵循该规律，例如佩枯错和当惹雍错虽然存在热力分层现象，但是其中的叶绿素a浓度垂向分布上不存在显著差异。而在热力混合期，湖泊中叶绿素a浓度垂向分布均处于均匀分布状态，而且整体叶绿素a浓度均处于较低水平（2025年扎日南木错混合期叶绿素a浓度最大值为2.61μg/L，色林错混合期叶绿素a浓度最大值为2.40μg/L）。此外，达则错下层（20 m以下）的高盐度水体形成了稳定的盐度跃层，致使湖泊常年维持密度分层状态。这一独特的物理结构使其叶绿素a垂向分布模式显著异于其他仅受热力分层控制的湖泊。本研究结果表明，热力结构变化控制着高原湖泊叶绿素a的垂向分布模式，而达则错稳定的盐度分层则可形成常年有效的物理屏障，主导其独特的垂向分布格局，因此湖泊热力分层和高盐度共同决定高原湖泊浮游植物生物量垂直分布特征。
优先出版日期: 2026-06-30
摘要：
华阳湖群作为长江中下游典型湿地系统，兼具水鸟保护、水文连通、水质净化等核心生态功能，并承担供水、防洪等社会生产保障功能。现有水位调控聚焦单一要素且缺乏全年动态过程线，难以充分支撑其核心生态功能稳定发挥。本文整合近50年水文、地形、水质及生境数据，采用IHA-RVA法、ArcGIS空间分析、水动力—水质模型及生境适宜面积法，构建“水文—形态—水质—生境”多要素协同计算框架，提出满足湖群水文稳定与生态健康的全年最适生态水位过程线。结果表明：最适生态水位11.86 m（4月） ~ 13.53 m（9月），阈值范围11.56 m（3月） ~ 14.87 m（8月），且在时间分布上呈“冬春收敛、夏秋扩张”特征，各季节水位适配生物生境、水文节律及水质改善需求。该方案可保障重点鸟类越冬、水生生物栖息及水质净化目标，为长江中下游同类闸控湖泊或湖群生态水位调控提供科学借鉴。
华阳湖群作为长江中下游典型湿地系统，兼具水鸟保护、水文连通、水质净化等核心生态功能，并承担供水、防洪等社会生产保障功能。现有水位调控聚焦单一要素且缺乏全年动态过程线，难以充分支撑其核心生态功能稳定发挥。本文整合近50年水文、地形、水质及生境数据，采用IHA-RVA法、ArcGIS空间分析、水动力—水质模型及生境适宜面积法，构建“水文—形态—水质—生境”多要素协同计算框架，提出满足湖群水文稳定与生态健康的全年最适生态水位过程线。结果表明：最适生态水位11.86 m（4月） ~ 13.53 m（9月），阈值范围11.56 m（3月） ~ 14.87 m（8月），且在时间分布上呈“冬春收敛、夏秋扩张”特征，各季节水位适配生物生境、水文节律及水质改善需求。该方案可保障重点鸟类越冬、水生生物栖息及水质净化目标，为长江中下游同类闸控湖泊或湖群生态水位调控提供科学借鉴。
优先出版日期: 2026-06-29
摘要：
摘要：洞庭湖作为长江中下游第二大天然通江湖泊，是长江四大家鱼重要的栖息地，具有不可替代的生态功能和经济价值。本研究基于洞庭湖2016-2020年水文和地形数据，构建了洞庭湖二维水动力模型，模拟了2016-2020年洞庭湖流速水深分布，结合文献资料建立了四大家鱼幼鱼及成鱼索饵育肥流速、水深适宜度曲线，计算了2016-2020年7-10月栖息地适宜度指数（Habitat Suitability Index, HSI）和加权可利用面积（Weighted Usable Area, WUA）变化，拟合了WUA与洞庭湖城陵矶水位关系，确定了洞庭湖适宜生态水位。结果表明：（1）洞庭湖四大家鱼幼鱼索饵育肥最适流速为0.1~0.2 m/s，最适水深为0.7~1.6 m，成鱼索饵育肥最适流速为0.1~0.3 m/s，最适水深为2.0~4.0 m。（2）洞庭湖2016-2020年7-10月月均流速和水深基本呈现逐渐递减的趋势，南洞庭湖流速较大，东洞庭湖水深较大，2020年较其他年份整体月均流速和水深较大。（3）洞庭湖2016-2020年7-8月四大家鱼幼鱼索饵育肥月均HSI和WUA范围分别为0.004~0.14、12~402 km2，9-10月成鱼索饵育肥月均HSI和WUA范围分别为0.05~0.23、146~683 km2，幼鱼和成鱼在南洞庭湖非主流区适宜度最高。（4）洞庭湖四大家鱼幼鱼索饵育肥适宜生态水位为26.9~28.0 m，对应WUA为342 km2，占总面积的13%，成鱼索饵育肥适宜生态水位为29.0~30.0 m，对应WUA为832 km2，占总面积的32%。研究结果为洞庭湖生态系统保护提供了参考。 关键词：洞庭湖；四大家鱼；幼鱼索饵育肥；成鱼索饵育肥；生态水位
摘要：洞庭湖作为长江中下游第二大天然通江湖泊，是长江四大家鱼重要的栖息地，具有不可替代的生态功能和经济价值。本研究基于洞庭湖2016-2020年水文和地形数据，构建了洞庭湖二维水动力模型，模拟了2016-2020年洞庭湖流速水深分布，结合文献资料建立了四大家鱼幼鱼及成鱼索饵育肥流速、水深适宜度曲线，计算了2016-2020年7-10月栖息地适宜度指数（Habitat Suitability Index, HSI）和加权可利用面积（Weighted Usable Area, WUA）变化，拟合了WUA与洞庭湖城陵矶水位关系，确定了洞庭湖适宜生态水位。结果表明：（1）洞庭湖四大家鱼幼鱼索饵育肥最适流速为0.1~0.2 m/s，最适水深为0.7~1.6 m，成鱼索饵育肥最适流速为0.1~0.3 m/s，最适水深为2.0~4.0 m。（2）洞庭湖2016-2020年7-10月月均流速和水深基本呈现逐渐递减的趋势，南洞庭湖流速较大，东洞庭湖水深较大，2020年较其他年份整体月均流速和水深较大。（3）洞庭湖2016-2020年7-8月四大家鱼幼鱼索饵育肥月均HSI和WUA范围分别为0.004~0.14、12~402 km2，9-10月成鱼索饵育肥月均HSI和WUA范围分别为0.05~0.23、146~683 km2，幼鱼和成鱼在南洞庭湖非主流区适宜度最高。（4）洞庭湖四大家鱼幼鱼索饵育肥适宜生态水位为26.9~28.0 m，对应WUA为342 km2，占总面积的13%，成鱼索饵育肥适宜生态水位为29.0~30.0 m，对应WUA为832 km2，占总面积的32%。研究结果为洞庭湖生态系统保护提供了参考。 关键词：洞庭湖；四大家鱼；幼鱼索饵育肥；成鱼索饵育肥；生态水位
优先出版日期: 2026-06-25
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: 2026-06-22
摘要：
寒区湖泊浮游植物是湖泊生态系统物质循环与能量流动的关键载体，其群落结构相较于中低纬度湖泊浮游植物，对气候变化及人类活动胁迫表现出更高的敏感性。为阐明寒区湖泊浮游植物群落结构的时空特征及其关键驱动因子，本研究以1月、5月、7月和9月依次代表冬、春、夏、秋四季，于2024年对查干湖开展浮游生物群落和水质样品的采集与室内分析。结果表明，查干湖春、夏和冬季水体营养状态处于中营养状态（34.20≤TLI≤47.16），秋季水体为富营养状态（介于48.85≤TLI≤59.56）。本次研究共鉴定出浮游植物8门175种，硅藻门生物量最高，蓝藻门藻密度最大；浮游植物优势种5门12种，春、夏、秋、冬的绝对优势种（优势度最高）分别为硅藻门的尖针杆藻（Synedra acus）、黄藻门的拟丝黄丝藻（Tribonema ulothrichoides）、蓝藻门的螺旋长孢藻（Dolichospermum spiroides）和硅藻门的尖针杆藻极狭变种（Synedra acus var.angustissima）。浮游植物群落ShannonWiener多样性指数、Simpson多样性指数、Pielou均匀度指数和Margalef丰富度指数普遍较低，表明其对外部和内部环境变化的抵抗能力较弱。基于Pearson相关性分析、冗余分析（RDA）和Mantel检验，阐明了水温（WT）、总磷（TP）、总氮（TN）、氨氮（NH4+-N）、硝氮（NO3--N）和溶解氧（DO）是影响查干湖浮游植物藻密度的主控因子，其中WT、TN、TP和NO3--N是影响浮游植物优势度的主控因子，TN、NH4+-N和DO是影响浮游植物群落结构的主控因子。值得注意的是，冬春的低温、弱光（冰盖）和水动力减弱促使硅藻成为绝对优势种，夏秋的总氮和硝氮促使黄藻和蓝藻成为绝对优势种。查干湖为了有效防控蓝藻成为四季的绝对优势种，亟需削减夏秋输入的营养盐浓度（总氮和硝氮）来应对气候变暖带来的威胁。本研究揭示了北方寒区湖泊浮游植物群落结构的驱动机制，为查干湖以及类似寒区湖泊水生态保护提供科学依据。
寒区湖泊浮游植物是湖泊生态系统物质循环与能量流动的关键载体，其群落结构相较于中低纬度湖泊浮游植物，对气候变化及人类活动胁迫表现出更高的敏感性。为阐明寒区湖泊浮游植物群落结构的时空特征及其关键驱动因子，本研究以1月、5月、7月和9月依次代表冬、春、夏、秋四季，于2024年对查干湖开展浮游生物群落和水质样品的采集与室内分析。结果表明，查干湖春、夏和冬季水体营养状态处于中营养状态（34.20≤TLI≤47.16），秋季水体为富营养状态（介于48.85≤TLI≤59.56）。本次研究共鉴定出浮游植物8门175种，硅藻门生物量最高，蓝藻门藻密度最大；浮游植物优势种5门12种，春、夏、秋、冬的绝对优势种（优势度最高）分别为硅藻门的尖针杆藻（Synedra acus）、黄藻门的拟丝黄丝藻（Tribonema ulothrichoides）、蓝藻门的螺旋长孢藻（Dolichospermum spiroides）和硅藻门的尖针杆藻极狭变种（Synedra acus var.angustissima）。浮游植物群落ShannonWiener多样性指数、Simpson多样性指数、Pielou均匀度指数和Margalef丰富度指数普遍较低，表明其对外部和内部环境变化的抵抗能力较弱。基于Pearson相关性分析、冗余分析（RDA）和Mantel检验，阐明了水温（WT）、总磷（TP）、总氮（TN）、氨氮（NH4+-N）、硝氮（NO3--N）和溶解氧（DO）是影响查干湖浮游植物藻密度的主控因子，其中WT、TN、TP和NO3--N是影响浮游植物优势度的主控因子，TN、NH4+-N和DO是影响浮游植物群落结构的主控因子。值得注意的是，冬春的低温、弱光（冰盖）和水动力减弱促使硅藻成为绝对优势种，夏秋的总氮和硝氮促使黄藻和蓝藻成为绝对优势种。查干湖为了有效防控蓝藻成为四季的绝对优势种，亟需削减夏秋输入的营养盐浓度（总氮和硝氮）来应对气候变暖带来的威胁。本研究揭示了北方寒区湖泊浮游植物群落结构的驱动机制，为查干湖以及类似寒区湖泊水生态保护提供科学依据。
优先出版日期: 2026-06-22
摘要：
分子物种鉴定与环境DNA（environmental DNA, eDNA）技术近年来在生物多样性调查与环境监测中迅速发展，因其高效、非侵入式等优势而受到广泛关注，但其应用效果和结果准确性在很大程度上依赖于DNA条形码等参考数据库的完整性与可靠性。当前，我国多数流域尚缺乏系统、规范且覆盖全的 DNA 条形码数据资源，已成为制约分子监测技术在生态评估与生物多样性保护中应用的瓶颈。雅鲁藏布江作为世界上海拔最高的大型跨境河流之一，独特的气候条件和水文地貌孕育了丰富多样、极具特色的淡水鱼类区系，然而其流域尺度的鱼类DNA条形码数据库建设仍滞后，缺乏系统性数据支撑，限制了分子监测手段在该区域生物多样性调查与保护中的应用。本研究集成了研究团队1998—2024年采自雅鲁藏布江流域鱼类样品DNA序列，并整合公共数据库中的雅鲁藏布江流域鱼类序列，经统一数据处理、严格质量控制和基于遗传距离的可靠性评估，汇编形成了首个覆盖雅鲁藏布江全流域的鱼类 DNA 条形码参考数据集。数据集包含3,174条高质量 DNA序列，其中自主测序序列2,890条（占总序列数的91.1%），公共数据库序列284条（占8.9%）。数据样点覆盖雅鲁藏布江干流、主要支流及附属湖泊、湿地，共计82个样点；海拔跨度为155—4,600 m；物种涵盖8目21科49属78种，包括土著鱼类62种，外来鱼类16种；覆盖了69%的雅鲁藏布江特有鱼类物种和100%的泸公河汇口及其上游江段鱼类；序列平均长度约为813 bp，核心分子标记为 COI和Cyt b，序列长度范围分别为461-1779 bp和798-1390 bp；多数物种表现出清晰的 DNA 条形码间隙，可支持分子水平的物种鉴定。数据集采用“元数据—序列数据”分离管理模式，遵循 FAIR（可发现、可访问、可操作、可重用）和 CARE（集体利益、控制权、责任、伦理）国际数据治理原则，包含物种分类地位、标本凭证号、分布信息、采集时间、采集人及序列来源等标准化字段，并附有部分测序物种的彩色照片。数据集通过科学数据银行（ScienceDB；DOI：10.57760/sciencedb.36688）向用户开放访问。本数据集弥补了雅鲁藏布江流域鱼类分子鉴定参考数据的关键缺口，可为物种鉴定、生物多样性编目、外来物种监测及eDNA 宏条形码研究提供参考依据，并为高原河流生态系统的科学保护与系统管理提供数据支撑。
分子物种鉴定与环境DNA（environmental DNA, eDNA）技术近年来在生物多样性调查与环境监测中迅速发展，因其高效、非侵入式等优势而受到广泛关注，但其应用效果和结果准确性在很大程度上依赖于DNA条形码等参考数据库的完整性与可靠性。当前，我国多数流域尚缺乏系统、规范且覆盖全的 DNA 条形码数据资源，已成为制约分子监测技术在生态评估与生物多样性保护中应用的瓶颈。雅鲁藏布江作为世界上海拔最高的大型跨境河流之一，独特的气候条件和水文地貌孕育了丰富多样、极具特色的淡水鱼类区系，然而其流域尺度的鱼类DNA条形码数据库建设仍滞后，缺乏系统性数据支撑，限制了分子监测手段在该区域生物多样性调查与保护中的应用。本研究集成了研究团队1998—2024年采自雅鲁藏布江流域鱼类样品DNA序列，并整合公共数据库中的雅鲁藏布江流域鱼类序列，经统一数据处理、严格质量控制和基于遗传距离的可靠性评估，汇编形成了首个覆盖雅鲁藏布江全流域的鱼类 DNA 条形码参考数据集。数据集包含3,174条高质量 DNA序列，其中自主测序序列2,890条（占总序列数的91.1%），公共数据库序列284条（占8.9%）。数据样点覆盖雅鲁藏布江干流、主要支流及附属湖泊、湿地，共计82个样点；海拔跨度为155—4,600 m；物种涵盖8目21科49属78种，包括土著鱼类62种，外来鱼类16种；覆盖了69%的雅鲁藏布江特有鱼类物种和100%的泸公河汇口及其上游江段鱼类；序列平均长度约为813 bp，核心分子标记为 COI和Cyt b，序列长度范围分别为461-1779 bp和798-1390 bp；多数物种表现出清晰的 DNA 条形码间隙，可支持分子水平的物种鉴定。数据集采用“元数据—序列数据”分离管理模式，遵循 FAIR（可发现、可访问、可操作、可重用）和 CARE（集体利益、控制权、责任、伦理）国际数据治理原则，包含物种分类地位、标本凭证号、分布信息、采集时间、采集人及序列来源等标准化字段，并附有部分测序物种的彩色照片。数据集通过科学数据银行（ScienceDB；DOI：10.57760/sciencedb.36688）向用户开放访问。本数据集弥补了雅鲁藏布江流域鱼类分子鉴定参考数据的关键缺口，可为物种鉴定、生物多样性编目、外来物种监测及eDNA 宏条形码研究提供参考依据，并为高原河流生态系统的科学保护与系统管理提供数据支撑。
优先出版日期: 2026-06-16
摘要：
自三峡水库蓄水及上游梯级水库联合调度以来，三峡水库特别是变动回水区的泥沙输运环境发生了显著变化。变动回水区作为“河道-水库”交替影响的敏感区域，其悬移质垂线分布规律的演变直接关系到库尾减淤调度决策及航道维护效益。本文基于2009—2020年长序列实测数据，利用K-means聚类算法系统识别了变动回水区悬移质垂线分布模式，并定量评价了经典Rouse公式与韩其为不平衡输沙公式的适用性。研究将267条实测垂线数据划分为三种典型模式：低浓度弱梯度型（模式0，占比67.8%）、中浓度正梯度型（模式1，占比28.8%）和高浓度近均匀型（模式2，占比3.4%）。分析表明，不同悬移质垂线分布模式在时间尺度上具有显著差异：在年内尺度上，各模式与汛期水文过程密切相关，模式0在汛前及汛末阶段占主导，其余模式主要集中在主汛期（7—8月）；在多年尺度上，低浓度模式在2009—2020年间占比持续上升，并在2014年后逐渐成为水库群调度影响下变动回水区的主要分布形态。该演变过程与金沙江下游梯级水库蓄水后“清水下泄”效应增强高度一致，反映了水流挟沙能力远大于泥沙供应的非平衡特征。在公式适用性评价方面，针对垂线平均含沙量的计算，Rouse公式与韩其为公式表现相近；但在单宽输沙率的计算中，韩其为公式通过引入非饱和系数，有效修正了模式0下由于泥沙供应受限导致的系统性偏差，其整体计算精度与稳定性显著优于Rouse公式。研究进一步指出，两种公式对近底高浓度区的刻画能力均显不足。未来研究应重点关注变动回水区复杂非恒定流态对扩散系数的修正，并结合细颗粒泥沙的絮凝特性优化输沙模型，以提升复杂工况下的输沙率预测精度。本文研究结果为特大型水库变动回水区的泥沙输运机理分析及调度方案优化提供了重要的理论依据。
自三峡水库蓄水及上游梯级水库联合调度以来，三峡水库特别是变动回水区的泥沙输运环境发生了显著变化。变动回水区作为“河道-水库”交替影响的敏感区域，其悬移质垂线分布规律的演变直接关系到库尾减淤调度决策及航道维护效益。本文基于2009—2020年长序列实测数据，利用K-means聚类算法系统识别了变动回水区悬移质垂线分布模式，并定量评价了经典Rouse公式与韩其为不平衡输沙公式的适用性。研究将267条实测垂线数据划分为三种典型模式：低浓度弱梯度型（模式0，占比67.8%）、中浓度正梯度型（模式1，占比28.8%）和高浓度近均匀型（模式2，占比3.4%）。分析表明，不同悬移质垂线分布模式在时间尺度上具有显著差异：在年内尺度上，各模式与汛期水文过程密切相关，模式0在汛前及汛末阶段占主导，其余模式主要集中在主汛期（7—8月）；在多年尺度上，低浓度模式在2009—2020年间占比持续上升，并在2014年后逐渐成为水库群调度影响下变动回水区的主要分布形态。该演变过程与金沙江下游梯级水库蓄水后“清水下泄”效应增强高度一致，反映了水流挟沙能力远大于泥沙供应的非平衡特征。在公式适用性评价方面，针对垂线平均含沙量的计算，Rouse公式与韩其为公式表现相近；但在单宽输沙率的计算中，韩其为公式通过引入非饱和系数，有效修正了模式0下由于泥沙供应受限导致的系统性偏差，其整体计算精度与稳定性显著优于Rouse公式。研究进一步指出，两种公式对近底高浓度区的刻画能力均显不足。未来研究应重点关注变动回水区复杂非恒定流态对扩散系数的修正，并结合细颗粒泥沙的絮凝特性优化输沙模型，以提升复杂工况下的输沙率预测精度。本文研究结果为特大型水库变动回水区的泥沙输运机理分析及调度方案优化提供了重要的理论依据。
优先出版日期: 2026-06-16
摘要：
湖泊年纹层是进行高分辨率古气候环境研究的重要载体之一,其分辨率可以达到年际乃至季节尺度,能够为气候重建提供高精度的时间标尺。通过对年纹层形成机理的研究,可以更深入地理解年纹层的形成过程及其记录的气候环境信息。本文以青藏高原中部的热那错年纹层为研究对象,结合210Pb/137Cs测年与纹层计年结果,证实其纹层为年纹层。通过纹层大薄片观察、纹层薄片的微X射线(μ-XRF)元素面扫描、岩芯的X射线衍射分析(XRD)以及粗颗粒表面特征的扫描电镜下观察等方法,系统地分析了热那错年纹层的结构、成分和形貌特征,进而探讨其形成过程与机理。研究结果表明,热那错年纹层由浅色层和深色层交替组成：浅色层形成于夏季,主要由富含Ca元素的自生碳酸盐文石构成,颗粒较细,同时该层含有大量枝角类碎片；深色层形成于冬季湖泊封冻后,由冰面下缓慢沉淀的富含Fe的黏土细颗粒组分与冰面上富含Si的石英、长石风成粗颗粒物质(冰面融化后沉积至湖底)共同组成。
湖泊年纹层是进行高分辨率古气候环境研究的重要载体之一,其分辨率可以达到年际乃至季节尺度,能够为气候重建提供高精度的时间标尺。通过对年纹层形成机理的研究,可以更深入地理解年纹层的形成过程及其记录的气候环境信息。本文以青藏高原中部的热那错年纹层为研究对象,结合210Pb/137Cs测年与纹层计年结果,证实其纹层为年纹层。通过纹层大薄片观察、纹层薄片的微X射线(μ-XRF)元素面扫描、岩芯的X射线衍射分析(XRD)以及粗颗粒表面特征的扫描电镜下观察等方法,系统地分析了热那错年纹层的结构、成分和形貌特征,进而探讨其形成过程与机理。研究结果表明,热那错年纹层由浅色层和深色层交替组成：浅色层形成于夏季,主要由富含Ca元素的自生碳酸盐文石构成,颗粒较细,同时该层含有大量枝角类碎片；深色层形成于冬季湖泊封冻后,由冰面下缓慢沉淀的富含Fe的黏土细颗粒组分与冰面上富含Si的石英、长石风成粗颗粒物质(冰面融化后沉积至湖底)共同组成。
优先出版日期: 2026-06-16
摘要：
河网汇流是流域水文模拟的重要组成，以Muskingum方法最为常用。但现有Muskingum方法多采用差分离散形式方程，不仅引入了数值求解误差，而且难以与微分形式水文模型实现时间尺度一致的耦合。为此，本文基于微分形式Muskingum河道汇流方法，使用矩阵组装河网所有河道相应汇流方程，引入连通性矩阵确定其组成河道的入流，提出了基于Muskingum的微分形式河网汇流方法（ODE-MR）；并将其与微分形式新安江模型进行耦合，构建了全过程微分表达的流域水文模型。微分与差分方程形式的对比实验显示，以解析解为基准，ODE-MR的均方根误差处于10-4量级，可有效降低差分形式Muskingum法的数值误差；与微分形式水文模型的耦合方法对比实验表明，通过缩短计算时间步长，混合微分-差分耦合方法的结果逐渐收敛于全微分耦合方法，说明全微分耦合方法具有更高的模型精度；实际流域应用验证表明，日尺度上，基于ODE-MR的全微分耦合模型在屯溪流域的多年平均Nash-Sutcliffe效率系数提升0.04，显示了更高的模型精度。研究可为微分形式统一框架下的水文建模、水文-交叉学科模型耦合提供参考。
河网汇流是流域水文模拟的重要组成，以Muskingum方法最为常用。但现有Muskingum方法多采用差分离散形式方程，不仅引入了数值求解误差，而且难以与微分形式水文模型实现时间尺度一致的耦合。为此，本文基于微分形式Muskingum河道汇流方法，使用矩阵组装河网所有河道相应汇流方程，引入连通性矩阵确定其组成河道的入流，提出了基于Muskingum的微分形式河网汇流方法（ODE-MR）；并将其与微分形式新安江模型进行耦合，构建了全过程微分表达的流域水文模型。微分与差分方程形式的对比实验显示，以解析解为基准，ODE-MR的均方根误差处于10-4量级，可有效降低差分形式Muskingum法的数值误差；与微分形式水文模型的耦合方法对比实验表明，通过缩短计算时间步长，混合微分-差分耦合方法的结果逐渐收敛于全微分耦合方法，说明全微分耦合方法具有更高的模型精度；实际流域应用验证表明，日尺度上，基于ODE-MR的全微分耦合模型在屯溪流域的多年平均Nash-Sutcliffe效率系数提升0.04，显示了更高的模型精度。研究可为微分形式统一框架下的水文建模、水文-交叉学科模型耦合提供参考。
优先出版日期: 2026-06-16
摘要：
河口区是陆海相互作用最为活跃的区域之一,其水动力过程与盐度分布受上游径流调控、潮汐作用及人类水利工程影响显著。位于中国东南沿海的晋江流域,其河口区域的水环境安全对支撑泉州市的社会经济发展与维持泉州湾河口湿地生态系统的健康至关重要。泉州白濑水利枢纽工程建成运行后,将通过优化流域水资源配置、提升金鸡拦河闸的供水保障能力,导致坝下河道下泄流量的减少。为分析工程对河口水环境的影响,本文基于MIKE21构建了晋江河口平面二维非稳态水环境数学模型,对白濑建库前后的河口潮流场、盐度上溯距离及沿程变化、冲淡水区域进行模拟。结果表明,建库后金鸡闸下泄流量最大减少53.4%,建库前后晋江河口及近岸海域的涨落潮流场基本形态未发生变化；晋江河口咸潮上溯距离最大增量为0.66km,变化较为明显的区域主要集中在晋江河口上游2.6~12.3km,盐度变幅基本在3.4‰以下；泉州湾河口湿地自然保护区实验区冲淡水面积最大减少3.4%,但核心区及缓冲区基本无影响。总体而言,白濑水利枢纽工程的运行对晋江河口整体潮流动力格局影响有限,对盐度场的扰动范围与幅度相对可控。本研究成果不仅能够为晋江河口水环境的精准保护与适应性管理提供关键的科学依据和决策支持,也可为我国东南沿海其他受咸潮威胁的河口区域,在协调水资源开发与河口生态环境保护方面提供有价值的案例借鉴和模拟分析范式。
河口区是陆海相互作用最为活跃的区域之一,其水动力过程与盐度分布受上游径流调控、潮汐作用及人类水利工程影响显著。位于中国东南沿海的晋江流域,其河口区域的水环境安全对支撑泉州市的社会经济发展与维持泉州湾河口湿地生态系统的健康至关重要。泉州白濑水利枢纽工程建成运行后,将通过优化流域水资源配置、提升金鸡拦河闸的供水保障能力,导致坝下河道下泄流量的减少。为分析工程对河口水环境的影响,本文基于MIKE21构建了晋江河口平面二维非稳态水环境数学模型,对白濑建库前后的河口潮流场、盐度上溯距离及沿程变化、冲淡水区域进行模拟。结果表明,建库后金鸡闸下泄流量最大减少53.4%,建库前后晋江河口及近岸海域的涨落潮流场基本形态未发生变化；晋江河口咸潮上溯距离最大增量为0.66km,变化较为明显的区域主要集中在晋江河口上游2.6~12.3km,盐度变幅基本在3.4‰以下；泉州湾河口湿地自然保护区实验区冲淡水面积最大减少3.4%,但核心区及缓冲区基本无影响。总体而言,白濑水利枢纽工程的运行对晋江河口整体潮流动力格局影响有限,对盐度场的扰动范围与幅度相对可控。本研究成果不仅能够为晋江河口水环境的精准保护与适应性管理提供关键的科学依据和决策支持,也可为我国东南沿海其他受咸潮威胁的河口区域,在协调水资源开发与河口生态环境保护方面提供有价值的案例借鉴和模拟分析范式。
优先出版日期: 2026-06-16
摘要：
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: 2026-06-05
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：
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：
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: 2026-03-04
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: 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。
