摘要:内蒙古分布的众多湖泊受到环境变化影响，出现氟化物浓度超标问题，对人体和湖泊产生致癌性健康风险和潜在生态环境风险。为深入探讨湖泊沉积物中氟化物的赋存形态特征，揭示氟化物的吸附-解吸行为与影响因素之间的响应关系，本研究以岱海为研究对象，采集表层沉积物样品，通过多级提取测定不同形态氟化物含量，应用ArcGIS软件进行氟化物时空差异性分析。在此基础上设计4因素3水平沉积物氟化物吸附-解吸正交模拟和吸附-解吸动力学模型模拟实验，揭示环境因子对寒旱区湖泊氟化物吸附和解吸行为的影响。结果表明：岱海沉积物中总氟含量均值为(860.44±53.64) mg/kg，变化范围为600.03~1388.67 mg/kg。其中，水溶态、可交换态、铁锰结合态、有机束缚态氟化物含量变化范围分别为29.51~42.87、8.37~12.52、2.46~7.21和9.79~17.59 mg/kg。对沉积物氟化物吸附-解吸过程拟合分析得出，不同初始浓度条件下，准二级动力学模型拟合度更高，能够更好地表征该吸附体系的动力学过程；选用Langmuir、Freundlich两种热力学模型拟合分析氟化物吸附行为，证实吸附过程中单层吸附起关键作用，而非均相表面的多分子层吸附也是影响吸附行为的重要因素；进一步通过正交实验数据极差分析和方差分析确定了各环境因素对吸附效果的影响程度和显著性。其中，温度是氟化物吸附-解吸的核心驱动因子（ANOVA显著性：温度＞初始浓度＞扰动强度＞pH）。根据吸附动力学速率常数筛选出最优条件：初始浓度为10 mg/L，温度为20 ℃，pH为7，振荡频率为200 r/min。本研究可为寒旱区湖泊沉积物氟释放污染防控提供重要的理论支撑。

摘要:“引江济淮”工程作为我国长江下游战略性水利枢纽，兼具缓解淮北水资源短缺、改善巢湖及淮河生态、促进流域可持续发展等多重使命。溶解性有机质（DOM）是评估水体健康状况和污染溯源的重要指标，研究其对流域外调水的响应过程能够精准追踪调水引起的水质变化特征，对优化生态调度策略、保障江淮地区水环境安全具有重要意义。本研究选取“引江济淮”工程（安徽段）中的“引江济巢”和江淮沟通段，系统解析2023年12月试通水至2024年6月首次调水实验期间不同水文期干渠和沿线湖泊水体DOM来源、组成和分布特征，并综合分析其潜在影响因素。结果表明：(1) 在不同水文期水体中总氮（TN）、氨氮和高锰酸盐指数（COD_Mn）呈现枯水期＜丰水期＜平水期的变化趋势，调水后其浓度降低，尤其是受氮污染严重的江淮沟通段，TN浓度由平水期的(4.00±1.45) mg/L降至丰水期的(2.06±0.58) mg/L；总磷（TP）浓度在不同水文期和同一水文期空间上均无明显变化；溶解性有机碳（DOC）浓度呈现显著的季节性和空间变化特征，枯水期时在湖泊及其河口中DOC浓度相对较高，而河流段较低。(2)识别出4种DOM荧光组分，分别为C1海洋来源类腐殖质、C2富里酸类腐殖质、C3腐殖酸类腐殖质和C4色氨酸组蛋白质；DOM来源受自生源和陆生源的双重影响；在不同水文期水体中自生源和陆生源有机质占比在季节上无显著变化，调水后由于水量交换，DOM荧光强度和DOC浓度的空间分布特征无明显差异。(3) TN、COD_Mn、溶解氧、叶绿素a和水温与DOM的组成和浓度变化具有显著相关性，水温和溶解氧升高对藻类生长和有机物降解具有促进作用，TN浓度的增加导致水体富营养化，使得DOM进一步积累。本研究评估了“引江济淮”工程（安徽段）实施首次调水后沿线水环境质量状况，揭示了跨流域调水初期DOM的响应规律，从水质安全角度为“引江济淮”调水工程实施调度提供科学依据。

摘要:尾闾湖泊碳动态和来源过程研究有助于精细刻画其在区域碳循环中“源”或“汇”的角色。本研究选取中国北方尾闾湖泊乌梁素海为研究对象，采用贝叶斯混合模型（MixSIAR）、碳同位素二元混合模型等方法，探究水体中不同形态碳的来源及主要影响因子，主要结果如下：溶解有机碳（DOC）与颗粒有机碳（POC）均呈现由北向南浓度逐渐降低的分布特点；4月DOC与POC来源以浮游植物为主，7月和10月以灌渠退水为主。DOC主要来源于灌渠退水，来源比例整体表现为灌渠退水（72%）＞浮游植物（15%）＞陆地C₃植物（7%）＞水生植物（6%）；POC来源比例整体表现为浮游植物（39%）＞灌渠退水（34%）＞水生植物（15%）＞陆地C3植物（12%）。水体溶解无机碳（DIC）与颗粒无机碳（PIC）在空间上无显著差异。DIC在不同月份来源差异较大：4月主要由土壤有机质降解（92.7%）和大气交换（7.3%）贡献；7月主要来源是灌渠退水（74.1%）和生物活动（25.9%）；10月主要来源为灌渠退水（71.9%）和大气交换（28.1%）。PIC则主要来自内源自生沉淀。多元回归分析表明：叶绿素a和总氮是DOC浓度的主要驱动因子；透明度、总氮与悬浮颗粒物共同调控POC浓度变化；氨氮是DIC浓度的核心调控因子；总氮与pH值对PIC形成具有双重促进作用。研究结果可为农业灌区尾闾湖泊的碳循环研究提供科学依据。

摘要:湿地是陆地生态系统的重要碳库之一。它既可以是碳源，也可以是碳汇，具有复杂的碳循环过程。然而湿地CO₂通量的昼夜变化规律尚不明晰，这为准确评估湿地固碳能力带来了不确定性。本研究在季节性淹没的鄱阳湖进行，基于2021年（平水年）涡度相关系统观测数据，分析鄱阳湖洲滩湿地CO₂通量的昼夜差异，并使用偏相关分析与多元回归分析方法，分析昼间与夜间CO₂通量的主控因素。研究结果表明：（1）日尺度上，裸露期（1月1日-5月14日、10月21日-12月31日）的CO₂通量表现为昼间为碳汇、夜间为碳源，呈现典型的“U”型变化特征。相比之下，淹没期（5月15日-10月20日）的CO₂通量基本稳定在0 μmol/(m² ·s)附近，然而在淹没后期（8-10月），CO₂通量在昼夜交替阶段的波动幅度显著增加。（2）月尺度上，昼夜间CO₂通量在裸露期差异显著，而在淹没期差异减小，这种动态变化与湿地碳源-碳汇功能的转换密切相关。（3）在年内尺度上，洲滩湿地CO₂通量呈现显著的昼夜差异性，年均夜间通量较昼间高25.50%，且裸露期昼夜差异最为显著，平均通量差值达10.22 μmol/(m² ·s)。（4）不同时期CO₂通量昼夜差异的主控因素存在明显差异。在裸露期，昼间CO₂通量变化主要受入射短波辐射和土壤含水量控制，而夜间主控因素为土壤温度；在淹没期，昼间通量主要受降水和土壤含水量影响，而夜间则由土壤含水量、湖泊水位和土壤温度共同调控。（5）不同时期导致昼夜差异的根本原因有所不同。在裸露期，昼夜CO₂通量差异的根本原因是生物光合作用与呼吸作用的昼夜差异性，其中昼间由光合作用主导，表现为CO₂的汇，夜间由呼吸作用主导，表现为CO₂的源。在淹没期，水体的覆盖抑制了植物与微生物的活动，CO₂通量的昼夜差异趋于平缓。本研究揭示了洲滩湿地CO₂通量的昼夜变化机制与主控因素，为湿地碳水资源管理和生态保护提供了重要的科学依据。

摘要:水库在调节径流的同时，深刻改变了河流连续体的碳通量和碳储存特征，在全球碳循环中发挥着重要的调控作用，其源汇大小受到自然条件、水库特征和调度管理等多方面影响。当前，针对不同水文条件下水库水-气界面CO₂通量动态变化及其影响因素的观测与研究仍十分匮乏，严重制约了水库碳收支估算的准确性。 本研究以亚热带季风区的丹江口水库为研究对象，基于2022年4月至2024年2月的涡度通量观测数据，结合结构方程模型（SEM），定量解析丰水期与枯水期水-气界面CO₂通量的差异及其影响因素。结果表明，丹江口水库全年CO₂通量均值为（0.12±1.93）μmol/（m² ·s），总体表现为弱碳源，但存在显著的季节性差异：丰水期（4-10月）CO₂通量为碳源（（0.97±1.22）μmol/（m² ·s））， 而枯水期（11月-次年3月）转为碳汇（（-1.13±2.04）μmol/（m² ·s））。SEM路径分析表明，能量因子（以显热通量为主）在丰、枯水期均为CO₂通量的主要直接负向驱动因子，且在枯水期作用更为显著。丰水期水文和水体物理性质通过促进营养物质积累和浮游植物繁殖，进而增强微生物呼吸作用，显著提高CO₂排放；而枯水期水体相对稳定且营养负荷减弱，浮游植物等对CO₂通量的作用由正转负，生物过程转而促进CO₂吸收。研究结果揭示了丹江口水库不同水文时期下CO₂通量源汇特征及驱动机制，为水库碳收支评估及碳调度提供科学依据。

摘要:为探究黄河三角洲地表水体环境中全氟和多氟烷基物质（PFAS）的组成和空间分布特征，本文采集并分析了30个湿地样点表层水体中的6种常见PFAS污染物，基于正定矩阵因子源解析（PMF）模型进行源解析，并利用风险商值法评估其潜在水生态风险。结果表明，区内全氟辛酸（PFOA）的检出率为100%，最大检出浓度为461.32 ng/L，是区内最主要的PFAS污染物之一；全氟辛烷磺酸（PFOS）、全氟壬酸（PFNA）、全氟丁烷磺酸（PFBS）、全氟庚酸（PFHpA）和全氟己烷磺酸（PFHxS）的检出率为30.00%~96.67%，∑6PFAS总浓度表现为黄河南岸高于北岸。PMF源解析识别出6种PFAS污染物来源可归为3类：消防泡沫工业生产与废水排放源占23.60%，前体化合物降解污染源占32.01%，含氟化合物工业生产与废水排放源占44.39%。PFOA和PFNA对藻类的生态风险分别为中风险和低风险，PFOA对水蚤、虾类和鱼类的生态风险均为低风险水平。含氟化合物工业生产与废水排放和PFOA构成区内生态风险的主要来源，亟需关注其长期暴露风险并加强优先管控。本研究成果可为黄河三角洲PFAS新型污染物的源头防控和风险评估提供有力支撑。

摘要:滇池作为我国典型的高原淡水湖泊，近年来受人类活动和外源营养物质持续输入的影响，富营养化问题日益突出。甾醇作为沉积物中重要的有机分子标志物，能够有效指示有机物质的来源及受人类活动影响的程度。为探明滇池表层沉积物甾醇的组成特征及来源，本研究基于多点采样，系统分析了沉积物中甾醇类分子标志物、总有机碳（TOC）、总氮（TN）及C/N等地球化学指标的空间分布特征，并结合流域土地利用类型进行系统分析。结果表明，滇池表层沉积物有机质含量及C/N的空间分布差异显著，滇池草海区域受城市径流和河流汇入影响，有机质含量及C/N值均高于外海，且呈现东北低、西南高的空间分布格局，滇池外海区域湖心深水区有机质含量和C/N值高于湖滨浅水区。甾醇分子标志物分析显示，粪甾醇及其差向异构体（C₂₇型）主要分布于草海及外海东北部和南部，反映了区域生活污水等外源输入特征显著；胆固醇和二氢胆固醇（C₂₇型）则富集于草海北部、外海中部和外海南部，指示了浮游生物对内源有机质的贡献；菜油甾醇（C₂₈型）、豆甾醇和β-谷甾醇（C₂₉型）在农业活动密集、耕地面积占比大的外海中部和外海南部相对富集，受农业活动影响较强；甲藻甾醇（C₃₀型）在外海南部显著富集，反映了该区域甲藻生物量大。水动力条件也是影响有机质含量和甾醇空间分布的重要因素，在水体封闭、水动力较弱的草海区域，各有机指标均呈现高值，而在水深变化剧烈、水动力扰动较强的海口-石头村断裂带，各有机指标含量均呈现低值。本研究基于甾醇类分子标志物，系统识别了滇池沉积物中多源有机质的空间分布格局，明确区分了内源、外源输入特征，不仅拓展了湖泊有机质来源解析的技术路径，也为复杂水体富营养化机制研究与污染溯源治理提供了技术支持。

摘要:全面获取水生生物数据是有效开展水生态系统保护与修复的重要基础。在大型河流中高效监测水生生物的动态变化仍面临诸多挑战。环境DNA（eDNA）技术作为一种新兴的监测手段，因其快速、高效的特点而备受关注。然而，传统的断面小体积eDNA采样方法在稀有鱼类物种的监测上存在明显局限。为此，本研究开发了一种新型走航式大体积eDNA采样方法，采用胶囊过滤技术大幅提升单一样品的水体富集体积，并结合走航采样策略，有效提高了eDNA宏条形码监测的效率。在长江下游两个典型断面开展了走航大体积与断面小体积采样方法的对比研究，所有eDNA样本均使用Tele02引物进行扩增与测序分析。结果表明：（1）走航大体积采样法平均每个样本检出鱼类38种，较断面小体积法（12种）提升216.7%；（2）走航大体积法在生物多样性监测的精确性及平行样本的稳定性方面均优于断面小体积法；（3）走航大体积法共检出24种重点关注鱼类（包括世界自然保护联盟濒危物种红色名录中的珍稀濒危物种、中国国家重点保护经济鱼类及中国特有鱼类），较断面小体积法（16种）增加50%，其中14种为共有物种。研究表明，基于大容量过滤的走航大体积eDNA采样方法在鱼类物种检出率、监测精确性与稳定性以及重点关注鱼类检出能力方面均具有显著优势。

摘要:于2021-2023年的6-8月在三峡库区腹地重庆巫山至涪陵江段共采集388尾短颌鲚(Coilia nasus)样本，用以研究三峡库区短颌鲚种群的繁殖现状及适应性对策。结果显示，三峡库区现有短颌鲚种群共有6个年龄组，年龄结构趋于稳定型，且繁殖群体雌雄性比为0.92 ∶1；雌、雄性最小性成熟个体对应年龄均为1龄，雌、雄性生物学最小型对应体长分别为152.5和166.6 mm，对应体重分别为11.96和17.64 g；三峡库区雌性短颌鲚平均绝对繁殖力为(3.10±2.16)×10⁴粒，平均相对繁殖力为(605.42±181.85)粒/g，平均卵径为(615.47±107.30) μm，卵径总体呈单峰型分布，属一次产卵类型；雌、雄性样本的平均性成熟系数分别为6.32%±4.52%和3.74%±1.63%，平均肝体指数分别为1.15%±1.10%与0.63%±0.53%。将上述研究结果与之前三峡库区及长江流域其他水域刀鲚群体研究结果进行比较后，发现三峡库区现有短颌鲚繁殖群体采取了减小卵径并提高绝对繁殖力的繁殖对策，属r-对策者。综上所述，从目前三峡库区短颌鲚繁殖对策来看，短颌鲚已充分适应三峡库区现有水域环境，其种群分布范围可能会在种群结构和数量保持相对稳定的基础上向长江上游其他水域(包括干流与支流)进一步扩张。

摘要:为探明丹江口水库消落区不同高程、不同土地利用类型之间植被特征是否存在显著差异，设置了45个监测站点，根据高程将消落区分为155~160、160~165和165~170 m 3个区域，于2024年7-9月开展了植被特征调查。结果显示：消落区大型维管束植物有55科140属170种，菊科最多，禾本科、豆科、大戟科次之。植物群落以草本植物为主，一年生草本植物种类数最多（占46.47%），其次为多年生草本植物（占32.35%）和木本植物（灌木、藤本和乔木）（21.18%）。不同高程区域消落区植被优势种差异显著，155~160、160~165和165~170 m区域优势度最大的植物分别为狗牙根、马唐和黄花蒿。消落区植被生物量均值为（822.4±709.4）g/m²，Shannon-Wiener多样性指数均值为1.67±0.45。不同高程区域植被盖度、高度、生物量、多样性差异不显著。随着高程的增加，植被高度呈增加趋势。不同土地利用类型区域植被盖度、生物量、多样性差异显著，草地盖度显著大于林地（林下草本植物）和水利设施用地，草地和耕地植物生物量显著高于林下草本植物和水利设施用地植物。草地、林下草本植物和水利设施用地的植物多样性指数显著大于耕地。消落区植物的繁殖方式和种源扩散能力是影响植被分布格局的内因，而水库调度运行和土地利用类型等人类活动是主要驱动因子。

摘要:快速、准确地监测水生植被是湖泊生态系统保护和管理的重要需求。本文以鄱阳湖南矶湿地自然保护区和鄱阳湖国家级自然保护区为研究区域，首先利用归一化差异植被指数将水体分离，然后通过构建归一化差异泥滩指数消除泥滩对植被分类的干扰，再基于雷达影像中的后向散射系数差异区分浮叶植物与挺水植物，最后将该方法与现有区分这两类水生植被的方法进行了对比分析。结果表明：（1）基于后向散射系数区分浮叶植物与挺水植物的方法，比现有方法的识别精度有较大提升，该方法的总体分类精度达到89.72%，Kappa系数达到0.8413。（2）对于不同时相的遥感影像，本文方法的总体分类精度均高于80%，表现出良好的稳定性和可靠性。（3）本文方法能有效排除泥滩对两类植被分类的干扰，特别适用于水位波动剧烈的洪泛湿地。本文构建的方法为浮叶植物与挺水植物的区分提供了新的技术手段，可为大范围水生植被的快速监测提供参考和借鉴。

摘要:鄱阳湖是东亚-澳大利西亚候鸟迁飞路线上最为关键的水鸟越冬栖息地之一。薹草（Carex spp.）作为鄱阳湖湿地的优势植物，是越冬雁类的主要食物来源，其生长状况直接影响雁类的取食效率与能量获取。然而，近年来受上游水库群运行和极端天气频发等因素影响，鄱阳湖的水文节律发生显著变化，进而影响了薹草的生长动态，导致其与越冬雁类迁徙时间节律发生错配。刈割作为草地生态系统中常用的管理手段，可促进植物再生，调节生长节律，在一定程度上可缓解食物资源错配问题，改善越冬雁类的觅食条件。本研究以鄱阳湖洲滩薹草为研究对象，在秋冬季选择洲滩出露薹草开展野外原位实验，在不同土壤含水量区域设置不同的刈割频次进行持续监测。结果表明，土壤含水量升高显著促进薹草株高和地上生物量积累，但地下生物量在刈割后15天的低土壤水分梯度下最高；多次刈割显著抑制株高和地上生物量，且削弱土壤水分的效应，使不同水分梯度下的生长指标趋于一致。研究表明，土壤水分梯度和刈割频次均对薹草的株高、地上生物量和地下生物量有显著影响，且高土壤水分梯度（土壤含水量≥33.79%）、低强度刈割（刈割频次≤4次）条件下薹草的生长状况最佳。本研究为鄱阳湖湿地越冬水鸟食物资源管理提供了量化参数。

摘要:长江中下游湖泊区是我国淡水湖群分布集中的地区之一，其生物多样性因长期江湖阻隔而面临严峻挑战。尽管已有大量研究分析了江湖阻隔对水生生物多样性的影响，但长时间尺度上其对软体动物群落分类多样性影响的研究仍然缺乏。本研究选取长江中下游地区的7个典型湖泊（5个阻隔湖泊和2个连通湖泊），通过历史时期与现代时期数据的对比，探究软体动物群落的分类多样性指数的变化。结果表明，7个湖泊的软体动物物种数由江湖阻隔前的152种减少为江湖阻隔后的83种，平均物种数由57.7种降至30.1种（减少47.8%）。从历史时期到现代时期，基于所有软体动物、腹足纲和双壳纲的平均分类差异指数Δ⁺和分类差异变异指数Λ+基本均无显著变化，仅腹足纲的Δ⁺指数显著升高。相比两个保持连通的湖泊，5个阻隔湖泊的Δ⁺指数和Λ+指数发生了更明显的变化：所有软体动物的Δ⁺指数随着时间的推移均显著增高，Λ+指数呈接近显著水平的降低；腹足纲的Δ⁺指数也显著增高。此外，基于Δ⁺指数和Λ+指数的漏斗图分析中，阻隔湖泊多在95%置信区间之内，而连通湖泊在95%置信区间之外。阻隔湖泊中软体动物群落Δ⁺指数的升高和Λ+指数的下降，均主要是由于同属且特有的物种（如石田螺属Sinotaia、田螺属Cipangopaludina、丽蚌属Lamprotula、尖丽蚌属Aculamprotula等）的大量消失导致的。这些同属特有物种的消失，应被视为江湖阻隔引起软体动物多样性显著下降的警示信号。本研究可为江湖阻隔背景下软体动物资源和多样性的管理、保护以及长江中下游湖泊生态系统的生态修复提供科学依据。

摘要:串珠藻科（Batrachospermaceae）属于淡水红藻，藻体丝状。该科的许多种类种群小而少，已处于濒危状态。本研究采用单因素方差分析、主成分分析、随机森林模型和多元线性回归等多种分析方法，分析串珠藻科植物与环境因子之间的关系，并与同为大型丝状淡水藻的双星藻科（Zygnemataceae）和刚毛藻科（Cladophoraceae）进行比较，探究串珠藻科的濒危机制。结果表明：（1）串珠藻科环境数据中的水体温度、pH、溶解氧、电导率、溶解性总固体、盐度、氨氮、总磷和化学需氧量的分布范围均小于双星藻科和刚毛藻科，说明串珠藻科对环境的适应能力弱，对生境要求严苛；（2）水体温度、总磷、总氮和化学需氧量均为影响串珠藻科分布的重要环境因素，与双星藻科和刚毛藻科相比，该科重要环境因子多，说明串珠藻科在生长过程中受到更多因素的影响和制约，导致该科种群处于濒危状态。研究结果可为串珠藻科植物的保护和恢复提供科学依据。

摘要:全球气候变化背景下，极端高温事件（热浪）暴发频率和强度均呈显著增加趋势，给湖泊生态系统稳定性带来潜在威胁。为了解热浪对湖泊生态系统可能的影响，本研究基于中宇宙模拟系统模拟短期热浪，采用宏基因组和宏转录组测序相结合的方法，系统探究了湖泊水生微生物群落结构与功能的响应差异。结果表明，微生物群落结构在短期高温胁迫下整体稳定，但功能多样性显著提升，较热浪前增加了467个特有功能，且基因表达水平发生明显变化，包括代谢途径、光合作用等过程。Bray-Curtis指数分析进一步揭示，经历热浪后微生物群落结构Bray-Curtis距离增加了0.12，而功能Bray-Curtis距离则增加了0.16，热浪主要通过驱动功能多样性变化影响水体生态过程。该结果表明，水生微生物群落通过功能调整快速适应环境变化，结构响应则相对滞后。

摘要:水体滞留时间是表征湖泊水体更新能力与污染物输移过程的关键水动力学指标，与湖泊水环境状况密切相关。近年来，受水文情势变化影响，鄱阳湖水环境面临新的挑战。本研究基于MIKE21水动力模型耦合示踪剂模块，模拟并分析了1980-2020年间鄱阳湖退水期水体滞留时间的时空演变特征及其对水文变化的响应机制。结果表明：鄱阳湖退水期水体滞留时间呈现显著时空异质性，全湖平均滞留时间为36 d，各区域依次为：东部湖湾（93 d）＞ 南部湖区（53 d）＞ 入江通道（38 d）＞ 主湖区（26 d）＞ 吴城碟形湖群（17 d）。近40年来，全湖平均滞留时间呈轻微缩短趋势，三峡工程运行后（2003-2020年）较运行前（1980-2002年）缩短约4 d，其中入江通道缩短幅度最大（9 d），主湖区次之（5 d），其余区域变化不显著。从水文年类型来看，洪水年滞留时间显著长于枯水年；退水期内，滞留率与水位呈显著正相关。退水水位下降与退水速率加快是导致滞留时间缩短的主要驱动因素。本研究可为鄱阳湖水环境治理与生态修复提供科学参考。

摘要:湖泊地形作为地理环境的核心要素，在地理研究中具有多维度的重要意义，尤其在地表过程中对水文及水动力过程模拟研究具有关键作用。传统大型湖泊地形数据获取手段投入大、耗时长、更新周期慢，因此有必要研究一种基于卫星遥感数据快速获取湖泊地形的方法。本文基于陆地卫星（Landsat）遥感影像与实测高程数据，采用随机森林算法（RF）反演鄱阳湖枯水期局部地形。针对地形特征的空间非平稳性及预测残差的空间自相关性，融合地理加权回归（GWR）与普通克里金法（OK）对反演结果进行优化，并对其误差进行分析。结果表明：（1）相比RF，地理加权回归-随机森林-克里金混合模型（GWR-RF-OK）精度明显提高，两个研究区实测高程与反演高程的决定系数（R2）均上升，平均绝对误差（MAE）和平均相对误差（MRE）均下降。（2）混合模型在土地覆盖类型单一的裸滩区和土地覆盖类型相对复杂的鄱阳湖南矶湿地国家级自然保护区都有较好的反演效果，R²分别为0.71和0.56，MAE分别为0.34和0.35 m，MRE分别为5.26%和3.06%。经分段分析，模型在地形高程大于10 m的区域反演效果更佳。（3）地形起伏程度和土地覆盖类型会影响反演精度，地形平缓区域的误差显著小于陡峭区域，同类地表覆被在土地覆盖类型单一区域的地形反演精度明显优于多种土地覆盖类型混合区域。

摘要:鄱阳湖是长江中游洪泛型湖泊湿地的典型代表，高变幅水位波动改变了热通量过程，深刻影响着地表生态水文过程与局地气候特征。为研究鄱阳湖热通量对洪泛过程的响应机理，本文基于Variable Infiltration Capacity (VIC)陆面模式，改进其Lake模块，定量模拟了鄱阳湖洪泛湿地的水文和能量过程，探究了鄱阳湖洪泛湿地水热通量的季节尺度变化特征，解析了洪泛过程对热通量时空分布的驱动机制。结果表明：①模型在鄱阳湖洪泛动态与热通量模拟中表现出良好的性能。水文模拟上，月均水位模拟结果与实测值高度吻合，相关系数（R＞0.9）、纳什效率系数（NSE＞0.8）均达到较高水平。热通量模拟上，波文比的模拟值与参考值相关系数R达到了0.81，NSE在0.7以上，能够可靠反映鄱阳湖水文节律与洪泛空间分异，为气候变化下湖泊湿地生态水文过程研究提供了有效工具；②时间尺度上，鄱阳湖洪泛过程对能量分配的季节动态具有显著调控作用。丰水期大面积淹没时，水体主导的下垫面将68%的净辐射分配至潜热通量，驱动能量分配向“高潜热-低感热”的状态转变（波文比由非淹没期的0.38降至淹没期的0.09），枯水期洲滩出露后，潜热通量占比降至56%；③空间分布上，湖区与周边陆域能量分配有显著差异，湖区潜热通量较周围区域高29%，湖区感热通量较周围区域低59%。湖区东北部高频淹没区因地势低洼形成持续性高潜热通量中心（年均值为89 W/m²），较西南低频淹没区高出80%。湖区潜热通量呈现“东北高、西南低”的空间格局；④能量分配与土壤水分/水位具有3阶段耦合关系。当湿地土壤表层体积含水量小于17%时，蒸发比随含水量的增长较为缓慢；土壤水分超过17%后，蒸发比与含水量呈线性正相关；而当土壤水分超过32%时，积水状态下蒸发比与土壤水分解耦，不受土壤水分限制。该现象表明了土壤水分对蒸发比具有明显的阶段性调控作用。本研究揭示了鄱阳湖洪泛过程对区域能量平衡的调控机制，为揭示洪泛湿地水热交换机制提供了新方法，对深入理解气候变化背景下洪泛湿地生态水文过程具有重要科学意义。

摘要:洪泛区地下水动力学过程影响了水系统物质、能量和信息的传递与交换，是维持洪泛湿地生态系统完整性的重要水文过程。本文以鄱阳湖洪泛区地下水系统为研究对象，通过水文地质参数的空间分区和含水层垂向上的分层刻画，构建了基于FEFLOW的洪泛区准三维地下水流数值模型，定量分析了一般年份下洪泛区地下水动力条件对不同水文阶段的响应特征，探明了洪泛区地下水均衡要素的相对贡献以及地下水储量的动态变化特征。研究表明，准三维模型在地下水位时空变化方面表现出较好的模拟预测能力，率定期（2018年）和验证期（2019-2020年）地下水位模拟的确定性系数大于0.85，纳什效率系数大于0.80，地下水位偏差基本小于0.45 m。受湖泊年内水位变化影响，洪泛区地下水位具有明显的季节性波动特征，丰枯季节的地下水位差异约为2~3 m；受湖盆地形地貌影响，洪泛区地下水位呈现出“南高北低、东高西低”的空间分布特征。洪泛区大部分区域的地下水流速小于0.1 m/d，但涨水期和丰水期的部分区域地下水流速可达0.3 m/d，丰水期地下水主要从东侧主湖区流向西侧洪泛区。降水、蒸发以及地下水与湖泊之间的水量交换是洪泛区地下水均衡的主要影响因素，且地下水系统表现为春夏季节的正均衡和秋冬季节的负均衡状态。降水入渗约占总补给量的64%~65%，湖水补给约占总补给量的29%~30%，碟形湖群的入渗补给仅占总补给量的2%，蒸发排泄约占总排泄量的70%~73%，地下水排泄占总排泄量的23%~26%。本研究可为应对鄱阳湖季节性干旱、保障区域供水安全以及维持湿地生态等方面提供关键科学依据和决策支持。

摘要:受全球气候变化和人类活动等因素影响，我国感潮河段的咸潮入侵程度逐年加剧，对河口地区用水安全及生态稳定造成严重危害，咸潮入侵的治理需求日益迫切。本研究基于有限体积海洋数值模式，以闽江下游为研究区域构建河口水动力-盐度耦合数值模型，模拟极端干旱情景下的咸潮入侵事件并探究上游水库泄流调控对咸潮入侵的影响规律。结果表明：增大上游水库的泄流量能够显著减缓咸潮入侵程度，在2022年枯水期极端干旱流量情景下，水库泄流量增加240%能够使咸潮入侵界退至南北港汇流处。上游水库增加不同泄流量时，闽江南港与北港因河道形态差异导致来水量分配不均，从而影响两港的咸潮入侵消退效果：在上游水库泄流量增幅为80%时，北港入侵界的消退幅度最大，随后入侵消退幅度随泄流量增加而递减；南港的入侵界消退幅度随着上游水库泄流量成倍增加而成倍增加。此外，上游水库泄流量呈梯度增加时，下游纵向沿程盐度显著降低，且在流量增幅为80%时沿程盐度降幅最大，而后降幅递减。本研究可为感潮河段咸潮入侵事件的防治方案制定和实施提供科学依据。

摘要:东北地区是我国中高纬度湖泊分布区和气候敏感区，其特有的季节性湖冰物候变化对湖泊生态系统产生重要影响。然而，东北地区缺少长时间序列湖冰物候数据，难以准确识别湖冰物候变化特征。为此，本研究基于XGBoost-SHAP机器学习模型，构建了1981-2023年东北地区重要湖泊（呼伦湖、连环湖、查干湖、兴凯湖和卧龙湖）的湖冰物候数据集，量化解析了湖冰物候变化特征及其驱动因子。研究结果表明：(1) 基于XGBoost的湖冰物候预测模型精度较高，其中结冰日预测的决定系数达到0.97，平均绝对百分比误差为0.5%；融冰日预测的决定系数为0.97，平均绝对百分比误差为1.9%。(2) 湖冰物候呈现“结冰日期推迟、融冰日期提前、冰封期缩短” 的特征及趋势，高纬度地区的呼伦湖湖冰物候变化明显，结冰日延后0.18 d/a，融冰日提前0.37 d/a，冰封期缩短0.55 d/a；而纬度相对较低的卧龙湖变化相对缓和，结冰日延后0.13 d/a，融冰日提前0.20 d/a，冰封期缩短0.33 d/a。(3) 湖冰物候变化的关键驱动因子是气温，其对结冰日和融冰日的贡献度分别达到40.5%和31.2%。研究结果有助于理解全球气候变化背景下寒区湖泊湖冰物候响应机制，可为湖泊水环境保护和水生态治理提供科学依据。

摘要:在气候变化和人类活动的影响下，鄱阳湖流域不同区域湖泊生态系统出现了不同程度的退化。深入理解湖泊流域环境的长期演化过程和规律，对于鄱阳湖生态修复与保护具有重要意义。在²¹⁰Pb定年的基础上，通过对鄱阳湖流域南部军山湖和青岚湖近代沉积物总有机碳（TOC）、总氮（TN）含量及其摩尔比（C/N比）、有机碳累积速率（OCAR）、总氮累积速率（TNAR）、总有机质稳定碳同位素（δ¹³C_org）的多指标分析，揭示了军山湖和青岚湖百余年来沉积物有机质的主要来源，探讨了湖泊初级生产力变化和富营养化过程的可能机制。军山湖的C/N比和δ¹³C_org变化范围分别为7.7~10.5和-23.9‰~-22.0‰，青岚湖的分别为8.7~11.3和-26.3‰~-21.7‰，表明湖泊沉积物有机质主要来源于大型水生植被和浮游藻类。军山湖（1905年后）和青岚湖（1980年后）TOC和TN含量呈现上升趋势，反映了湖泊初级生产力逐渐升高的共同特点；不同类型湖泊δ¹³C_org对初级生产力变化的响应差异反映了其水生植被群落组成的差异。军山湖主要受气候变暖和渔业养殖的影响，百余年来经历了水草为主-草藻结合-藻类为主的演替过程。相比之下，青岚湖在1958年抚河改道后，沉水植被因大量泥沙输入逐步退化，1980年后叠加城市化进程中生活污水和农业面源污染输入的影响，浮游藻类已成为沉积物有机质的主要来源。最后，本文进一步对比揭示了鄱阳湖不同湖区生态环境的演化差异，为厘清多因素耦合驱动下的流域湖泊湿地生态退化机制提供科学依据。