三峡水库消落带是由于周期性水位涨落在长江干支流形成的大面积"冬水夏陆"区域,周期性的水淹胁迫导致消落带植被群落发生剧烈变化,对三峡大坝的正常运行和库区生态安全造成严重影响.研究三峡库区消落带植物适应水淹的机制,对库区消落带植被群落恢复和保护具有重要意义.文章通过对比蓄水前后消落带的植被群落变化,总结了库区一年生和多年生植物耐水淹机制.一年生草本植物主要依靠种子休眠的方式来度过漫长的水淹期,而多年生草本植物则可能采取"静止"策略,减缓能量消耗,待水退后迅速恢复生长.此外,对于高高程区域的多年生木本植物,在不完全水淹的情况下,可能通过产生大量不定根缓解根部缺氧胁迫,降低水淹胁迫的伤害.最后,文章总结了消落带植被恢复的现状,并针对现有的问题探讨了重建消落带植被群落的可能途径,以期为三峡水库消落带植被生态修复提供参考.

物种的功能特征是联系群落结构和功能的关键因素,开展功能多样性研究可以更好地理解群落结构和功能的关系.为了解三峡库区鱼类群落结构和功能多样性的空间格局,作者于2019年和2020年对三峡库区库首秭归、库中云阳、库尾巴南及库首支流香溪河下游峡口、库中支流小江下游高阳、库尾支流嘉陵江下游合川等江段的鱼类进行调查,分析了鱼类群落结构和多样性,从摄食、运动和繁殖3个方面探讨了鱼类功能多样性空间格局.在三峡库区及主要支流共采集到鱼类78种,隶属于6目15科56属.各江段以广适性和静水性鱼类为主,其中库首秭归和支流香溪河下游峡口、小江下游高阳江段的短颌鲚(Coilia brachygnathus)和贝氏餐(Hemiculter bleekeri)等静水性鱼类相对丰度较高,库中云阳、库尾巴南和支流嘉陵江下游合川江段的蛇鮈(Saurogobio dabryi)和光泽黄颡鱼(Pelteobagrus nitidus)等广适性鱼类相对丰度较高.非度量多维尺度(non-metric multidimensional scale,NMDS)和Bray-Curtis相异性指数分析表明,秭归和嘉陵江下游合川江段群落结构差异最大,香溪河下游峡口和小江下游高阳江段群落最为相似.Margalef丰富度指数(D)、Shannon多样性指数(H')和Pielou均匀度指数(E)在干流江段为:秭归＜云阳＜巴南,支流江段为:嘉陵下游合川＜小江下游高阳＜香溪河下游峡口.鱼类摄食、运动和繁殖相关的功能多样性在空间上的变化趋势较为一致,库首秭归江段的功能多样性最高,嘉陵江合川江段的功能多样性最低.总功能多样性和物种多样性变化趋势一致,在干流江段为:秭归＜云阳＜巴南,在支流江段为:嘉陵下游合川＜小江下游高阳＜香溪河下游峡口.研究结果可为三峡库区鱼类多样性保护和管理提供科学依据,为长江"十年禁渔"效果评估提供本底资料.

汉江是长江中游最大的支流之一,新集水电站位于汉江中游河段湖北省襄阳市内,坝址位于襄城区白马洞,谷城汉江国家湿地公园位于拟建新集水电站的库区,距离坝址约32.2 km.水电站建成后湿地公园水位上升影响面积为349.23 hm2(其中洲滩36.84 hm2,其他均为水域),生态保育区受水位上升影响面积为327.60 hm2,生态恢复区受水位上升影响面积为21.63 hm2.水电工程建设将显著改变原有的河流水文情势,直接或间接地影响鱼类等湿地生物的生存,产生一系列的生态效应,需对谷城汉江国家湿地公园生态影响进行评价.通过外业实地调查、资料收集和内业实验分析,现已基本查明了评价区域的生态环境现状,对项目建设对谷城汉江国家湿地公园的影响程度和方式进行了评价,并提出了减免生态影响的具体措施.

选取珠江上游深水型水库龙滩水库为研究对象,于2019年4、7、10月和2020年1月4个季节采集了水库支流表层水、库区分层水和下泄水,分析其水化学参数、SO42-浓度及δ34SSO4与δ18OSO4同位素组成,基于冗余分析和贝叶斯稳定同位素混合模型等手段,阐明了筑坝拦截影响下的水动力条件改变对龙滩水库水体硫循环的影响.结果表明:龙滩水库SO42-的主要来源是硫化物矿物氧化(以O2或Fe3+为电子受体),此外,还包括大气降水、人为源.筑坝拦截后,水体SO42-浓度以及δ34SSO4和S18OSO4值波动范围显著增大.筑坝蓄水会导致水体相对水柱稳定度(relative water column stability,RWCS)升高,在较高的RWCS条件下,水库内部的硫化物氧化和硫酸盐还原等过程显著增强,因此,RWCS是驱动水库硫循环的重要水动力因素.本研究有助于深入理解水库内部硫酸盐迁移转化过程的水动力驱动机制,为深水型水库水资源科学利用与保护提供理论依据.

2003 ～ 2013年的隆冬季节(2011年除外),对三峡库区长江主河道的重庆朝天门港-秭归茅坪港江段(全程约618.30km)和12条一级支流(合计调查河道长度约619.49km),以及2个湖泊(长寿湖65.5 km2,大洪湖30 km2;调查年份2000 ～ 2013年,2003和2011年除外),进行了水禽及傍水栖息鸟类的监测调查.观察统计到鸟类76种,隶属8目14科39属,其中国家Ⅰ级重点保护野生动物1种,Ⅱ级重点保护野生动物3种.鉴于不同类群鸟类对环境变化的反应差别较大,将观察到的与水域生境密切相关的鸟类分为游禽类(32种)、鸥类(6种)、涉禽类(23种)、傍水栖息鸟类(13种)和空中傍水栖息鸟类[2种,以崖沙燕(Riparia riparia)为主体]等5种类型,并对各类群鸟类在三峡水库不同工程阶段蓄水高程前后的数量分布状况进行对比分析.结果显示,长江主河道中的游禽类在蓄水139m高程前后数量波动幅度不大,蓄水156m高程后表现出增长趋势,并且趋向于尾水点集中分布,直至最终蓄水目标175m高程后的第5个冬季(2013年1月)数量猛增到最高,与蓄水139m水位线前后的2个冬季(2003年1月和2004年1月)数量相比,增幅分别达171.83％和179.91％;然而2个湖泊中的游禽数值却表现出下降趋势,蓄水175 m高程后5个冬季(2008 ～ 2013年)与2000年冬季数值相比,降幅达52.96％ ～ 83.29％;大多数支流河道中的游禽数量呈现波动幅度不大或是明显下降趋势,只有乌江和小江这2条支流河道中的游禽数量呈现出增长趋势,并且小江中的游禽数量一度表现出“爆发式”增长现象后又大幅回落(2012 ～ 2013年),可能与水质富营养化程度的变化相关.涉禽类在长江主河道中的分布格局类似于游禽类(偏向于上游),其数量分别在蓄水139m高程和156m高程后的第1个冬季出现峰值,蓄水前后的其他年份数量差别不大;多数支流河道中涉禽类分布数量不高,只有嘉陵江、乌江、小江、大宁河与梅溪河的涉禽数量较多且数值波动明显.傍水栖息型鸟类总体数量在蓄水前后出现急剧变动,数量下降明显,个别鸟种甚至消失不见.空中傍水栖息型鸟类蓄水之后在长江主河道数量锐减,在大多数支流河道中几乎绝迹.鸥类主要分布在长江主河道,其数量在不同阶段蓄水初期出现峰值,至最终蓄水目标175m后的第5个冬季其数量趋于接近蓄水之前.

三峡水库建成蓄水后,库区支流因水位调度导致河流生境发生了剧烈的变化,消落带的形成使库区河流具有同自然河流截然不同的河流生境,新形势下库区河流生境评价十分必要.国内外现有的评价指标体系及评价方法不能够很好地适应这种特殊生境状况,急需建立或改进并形成新的评价指标体系和评价方法.基于此,分析了大量国内外河流生境评价方法,根据大型水库影响下的库区河流的生态环境特点,构建了包括水文情势、河流形态和河岸带生境3个方面18个指标的库区河流生境评价指标体系,并利用层次分析法(主观赋权法)和熵值法(客观赋权法)结合组合赋权法计算得到了各指标权重.使用新建立的指标体系和方法,以三峡库区支流东溪河、黄金河、汝溪河为例,进行河流生境质量评价发现,52.6％的样点河流生境质量处于优等或良好等级;42.1％为一般等级;5.3％为较差等级;没有最差等级的样点.结果表明,该评价指标体系适合库区支流河流生境状况的特殊性,得到的评价结果能较直观的反应河流生境状况,且操作便捷,数据易获得,具有较强的科学性和可操作性.

四大家鱼是我国淡水养殖和捕捞的主要对象,但关于珠江水系四大家鱼资源状况的研究甚少.研究于2015-2016年对珠江全流域16个站位分春夏秋3个季节进行了全面调查,调查的渔具主要为钩钓网、流刺网、定置刺网和虾笼.共采集四大家鱼965尾,其中青鱼41尾、草鱼454尾、鲢351尾、鳙119尾,均以1-2龄为主,占所有个体的70％左右.四大家鱼主要分布于西江桂平至肇庆江段,以及上游南盘江万峰湖库区江段.其在整个流域CPUE最高为南盘江鲁布革江段(5.68 kg);而在中上游红水河大化、合山江段,其资源量较低,CPUE值不足1.50 kg.重要的东江、柳江、郁江等支流,资源量也较少,CPUE值不足2.00 kg.采用冗余分析方法(RDA)分析了四大家鱼种群空间分布格局与环境因子的关系,发现河流等级、河流水电站总装机容量、径流量与河流深度是珠江水系四大家鱼空间分布格局差异的主要影响因子.总体上,四大家鱼主要分布于干流,鲢、鳙和草鱼的分布主要受径流量和河流深度的影响,河流水电站的建设对草鱼分布的影响最大.研究结果将对渔业资源多样性保护和可持续利用具有指导意义.

三峡水库的运行调度,使库区支流形成了截然不同的3种河段类型:完全受水库蓄水影响的145m回水段(完全河段),既受蓄水影响又受自然洪汛影响的145-175m回水段(双重河段)以及不受蓄水影响的大于175m的自然河流段(自然河段).为明确库区蓄水对河流不同河段生境因子的影响程度及差异,对三峡库区36条重要支流的254个河段进行河流生境调查,进行不同河段下生境指标的因子分析,并进一步分析水文情势自然性与不同河段各生境因子的相关关系.结果表明,植被状况对3种不同河段来说均为重要生境因子,但受三峡水库蓄水影响,完全河段植被结构不完整;受库区蓄水影响,完全河段与双重河段及自然河段相比,流速流态状况、表层覆盖物状况、河岸带宽度、湿润率等生境因子有明显改变;水文情势自然性对不同河段生境因子的影响不同.

根据2012年8—9月大伙房水库上游河流水体采样数据,利用GIS技术和地统计学方法,分析了水质指标TN、TP、NH4+-N、CODcr、BOD5、pH、DO和硅酸盐的空间变异特征,并运用冗余分析的方法识别不同土地利用方式和社会经济状况对河流水质的影响.研究结果表明,大伙房上游河流水质指标在空间分布上存在较大差异,浑河(清原段)水质状况优于社河和苏子河,靠近库区及库区周边小支流水质状况变差.TN、TP、NH4+-N、BOD5和DO的结构比大于75％,说明其空间变化主要由随机性因素引起的,硅酸盐结构比较小,说明其受结构性因素影响显著.土地利用和社会经济的影响在大伙房上游水质空间分布占有重要份额,其中土地利用能解释流域水质变异的16.2％,具体表现为TN和NH4+-N含量与草地所占比例呈显著负相关,与耕地所占比例呈显著正相关.TP、CODcr、BOD5、pH和硅酸盐含量与林地所占比例呈显著负相关,与水域面积、建设用地和未利用地所占比例呈显著正相关.社会经济能解释大伙房上游水质变异的12.1％,主要表现为水体TN、TP含量与人均GDP呈正相关,CODcr和BOD5含量与工业比重呈正相关.因此,合理配置土地类型、调控工业、农业和服务业等产业结构将在流域水生态管理中起到重要作用.

[目的]探究三峡库区干流和支流水体硫氧化菌群落组成和多样性及其与水体理化性质的相关性.[方法]于2017年3月在三峡库区支流和干流共选取9个采样点,测量各采样点水体理化参数,针对水体样品的soxB基因进行系统发育分析、聚类分析和多样性分析,并分析水体理化性质与硫氧化菌群落组成和多样性的相关性.[结果]克隆文库分析显示,本研究的三峡库区水体样品中硫氧化菌分属于α-Proteobacteria和p-Proteobacteria纲,其中β-Proteobacteria的硫氧化菌是群落构成主体,在于流和支流的采样点中相对丰度均高于95.6％.聚类分析和主坐标分析(PCoA)显示,各支流采样点之间以及支流样点和其对应干流样点之间的硫氧化菌群落构成差异较大,而干流采样点间硫氧化菌群落构成差异较小.Mantel检验结果显示,硫氧化菌群落组成与水体的温度、盐度、溶氧量、藻含量和pH等理化参数呈显著(P＜0.05)相关.Pearson相关性分析显示硫氧化菌的群落多样性与藻含量和DIC呈现显著负相关.[结论]三峡库区支流和干流水体中硫氧化菌主要由β-Proteobacteria纲构成,库区干流水体中硫氧化菌群落构成较为相似,而不同支流水体中的硫氧化菌群落构成差异较明显,并且支流和对应干流交汇处的水体中硫氧化菌群落组成差异明显,水体理化性质是导致这一差异的重要原因之一.