泄放生态流量是修复小水电坝下减水河段生态系统的重要手段.大型底栖动物对环境变化敏感,是水生生态系统修复效果的重要指示生物类群.2021年,在重庆市巴南区一品河、五布河上共选择8座典型小水电,调查减水河段前端浅滩(评估点)的流量、河流生境、水质、底栖动物,并与近自然河段浅滩(参照点)对比,以评价生态流量泄放后减水河段的生态修复效果,探究影响底栖动物群落恢复的生态机制.结果显示:只有1座小水电的泄放量完全达到设计值.未达标泄放量的达成度平均值为41.0％.评估点河道湿润率平均值为47.6％.评估点和参照点的水质并无明显差异.底栖动物密度、大多数评估点的水生昆虫生物量和丰富度指数均显著低于参照点,平均值分别为参照点的25.8％、24.5％、43.2％.Shannon-Wiener多样性指数、Pielou指数与参照点无显著差异.评估点底栖动物以EPT昆虫(蜉蝣目、襀翅目、毛翅目昆虫)为优势,功能摄食类群以收集者和刮食者为优势,与参照点一致,但评估点各功能摄食类群密度普遍显著低于参照点.评估点底栖动物密度、丰富度、EPT昆虫密度与河道湿润率呈显著线性正相关.研究表明:泄放生态流量后,小水电近坝浅滩生境水质、底栖动物群落多样性、群落结构、功能摄食类群等与参照点无显著差异.底栖动物密度、水生昆虫生物量和丰富度、EPT昆虫密度等指标的恢复效果并不显著.减水河段的生态修复效果整体尚未达到预期.泄放量不足是阻碍底栖动物群落恢复的重要原因.

为探究葛洲坝下中华鲟(Acipenser sinensis)产卵场的河床质特征变化规律,研究基于水声学和水下视频影像分析三峡蓄水以来现有数据(2004-2020年),研究底质表观特征与水声学特征的相关性,分析产卵场底质特征变化及其原因.结果表明:(1)硬度、粗糙度和分形维数分别与河床质充塞度、粒径和主要组成相关;(2)葛洲坝下中华鲟产卵场河床底质特征参数在2004-2020年发生了明显的变化,硬度、粗糙度和分形维数三种特征均值在2004-2012年均呈现先增加后减少的趋势(P＜0.01),在2012-2019年均显著增加(P＜0.01),在2019-2020年显著减少(P＜0.01);(3)产卵场含沙的底质比例在2004-2008年减少33.08％,在2008-2012年增加12.69％,在2012-2015年减少33.83％,此后其持续减少至2019年,在2019-2020年增加39.37％,期间的底质变化可能与三峡蓄水、泥沙调度、新修水坝的蓄水运行及期间发生的洪水有较大关联,且中华鲟的自然繁殖活动明显受河床质变化影响.研究结果为葛洲坝下中华鲟产卵场河床质的推演和产卵场的恢复与重建提供基础数据.

永宁河是长江上游右岸的一级支流,其干、支流上共建有20余座小型水坝.为探究梯级水电站对鱼类多样性的影响,在永宁河流域设置共42个采样点,覆盖干支流及各个水坝,分别于2018年7月、10月和2019年1月、4月进行了四次鱼类资源调查.调查期间通过刺网、地笼、电捕等方法共采集到鱼类69种7332尾,隶属于4目13科54属,其中有长江上游特有鱼类13种,列入《中国脊椎动物红色名录》濒危和易危鱼类3种,国家二级重点保护鱼类岩原鲤(Procypris rabaudi)1种.Pinkas相对重要性指数(IRI)值较大主要为宽鳍鱲(Zacco platypus)、鲫(Carassius auratus)乐山小鳔鮈(Microphysogobio kiatingensis)等小型鱼类,29种鱼类的IRI值小于10;平均全长＜10cm的鱼类有24种3620尾,平均体重＜50g的鱼类有47种6493尾,鱼类规格较小,小型化严重.永宁河干流下游种类最多,多样性最高,干流中游鱼类数量最多.受自然环境以及水坝等的影响,永宁河的鱼类分布具有明显的空间差异.水坝类型对鱼类多样性有显著影响;而季节对鱼类多样性影响不显著.无水坝阻隔河段鱼类多样性著高于低头坝和高头坝阻隔河段;夏季的短距离洄游鱼类种数显著高于冬季和春季,但由于数量较少对鱼类多样性的季节性变化影响不明显.各种结果表明水坝阻隔对永宁河鱼类多样性和时空分布存在明显影响,为保护受小型水电站影响河流的鱼类多样性,有必要修复重要鱼类栖息地,适当拆除部分小型水坝,并科学开展增殖放流.

底栖动物是对水生态系统退化和生境条件改变最为敏感的生物类群之一,同时也是开展梯级水坝水生态系统变化和演替研究的指示生物.本研究以国际生物多样性保护及水电梯级开发生态影响研究的热点地区澜沧江中下游为例,以澜沧江干流兴建的第一座水坝漫湾库区为研究区域,分别于2011和2016年开展底栖动物定点采样,并结合其蓄水前(自然河段,1996年)和单级水坝蓄水初期(1997年)的历史调研数据,全面分析了梯级水坝运行前后漫湾库区底栖动物群落的结构、分布格局及演变趋势.结果表明:漫湾库区底栖动物群落的优势种组成逐渐由寡毛纲和昆虫纲种类演变为软体动物门类占绝对优势;沿库区生境的纵向梯度变化,底栖动物密度和生物量均表现为升高的趋势,而静水区增加更为显著;对底栖动物功能摄食群的分析表明,静水区由掠食者和收集者占优势演变为滤食者类占绝对优势;梯级水坝运行后,采用生物指数评价结果表明,2016年库区综合水质指标明显优于2011年.漫湾库区底栖动物群落的演变与上游梯级小湾水坝的调度运行及库区的水文状况和泥沙淤积情况密切相关,并随着梯级水坝的运行处于动态变化之中.

目前世界河流普遍面临大规模筑坝拦截现状,原有河流自然形态逐渐向湖泊化转变,研究河流中氮磷营养盐物质的输送通量与滞留效应成了评价水坝水环境情况的关键问题.本研究详细调查了位于乌江流域中上游的洪家渡、东风和乌江渡3座水库的氮磷营养盐分布特征、输送通量及滞留效应.结果表明,洪家渡、东风和乌江渡3座水库TN年平均实际滞留率分别为20.2％、36.0％和-21.1％,TP年平均实际滞留率分别为5.4％、56.5％和-84.9％.3座水库因受到水文条件的不同、建库时间的长短和人为输入等因素影响,氮磷营养盐表现出不同的滞留现象及时空差异性.乌江渡水库氮磷营养盐的年平均滞留率因网箱养鱼的影响表现为负值.东风水库存在明显的氮磷滞留效应.洪家渡水库因受早期淹没植被再降解过程的影响,氮磷营养盐实际滞留效应弱于东风水库.

以皖南山区的河源溪流为研究区域,根据2016年7月和11月两次的调查数据,在区分土著物种和本地入侵物种的基础上,初步比较研究了低水头坝的坝上蓄水区和冲刷区鱼类群落的季节动态及所受水坝大小和功能的影响.共采集鱼类24种,隶属4目10科,其中土著鱼类13种,本地入侵鱼类11种.尽管坝下冲刷区的鱼类群落无显著季节变化,但坝上蓄水区的鱼类群落季节动态显著,其中11月的鱼类个体数显著高于7月.水坝大小对鱼类群落的影响相对较小,仅冲刷区入侵鱼类群落结构随水坝大小显著变化;水坝功能对鱼类群落的影响较大,蓄水区土著鱼类群落及冲刷区入侵鱼类群落等都随水坝功能显著变化——同蓄水坝相比,引渠坝的蓄水区中宽鳍鱲较少但中华花鳅和吻虾虎鱼较多,且引渠坝的冲刷区中高体鳑鲏和泥鳅具有更高多度.研究表明,在研究区域内,低水头坝对鱼类群落分布的影响视水坝蓄水功能而不同,而水坝大小的相对重要性较低.研究也进一步证实,因亲流性土著鱼类与广布性入侵鱼类对低水头坝干扰的响应不同,在开展有关人类活动对溪流鱼类多样性的影响评价时,有必要区分土著物种和入侵物种来进行,以确保研究结论的科学性.

黄河流域湿地为我国生物多样性维持提供了重要生境.本研究基于黄河流域气候分区、地貌单元及湿地遥感数据,构建黄河流域生态地理综合湿地分类系统.在系统保护规划理论框架下,将湿地气候-地貌分类单元作为生态系统层次保护对象,结合黄河流域鸟类分布范围作为物种层次的保护对象,设定30％湿地优化目标,将公路、铁路、城镇、农村居民点、水坝等作为度量因子创建黄河流域保护代价图层,并利用系统保护规划工具——Marxan软件构建黄河流域湿地保护优化格局,识别湿地保护空缺.结果表明:黄河流域大部分沼泽湿地集中在黄河上游区域,目前源区保护区覆盖面积大,在内蒙古、甘肃及四川部分区域一些稀有湿地类型游离在保护体系外;黄河中游湿地类型以河道和河滩湿地类型为主,保护覆盖率极低,保护空缺严重,经优化保护网络体系后,保护成效可分别得到29.1％、37.6％的提升.黄河下游湿地主要集中在黄河三角洲区域,目前保护体系完整,保护空缺面积极小.总体上,黄河流域中游河流湿地的保护空缺比例最高,亟需重视.本研究基于湿地保护格局优化结果分区分析黄河流域湿地保护模式,为黄河流域湿地的保护规划管理提供了科学性建议,从宏观层面上为黄河流域水生态保护奠定了基石.

河流物理生境是维持河流生物多样性及生态功能的关键因素.生境质量的好坏能反应河流健康的程度.以我国西南地区的五布河和藻渡河为例,采用河流生境调查方法(RHS)和树状水系连通性指数(DCI)定量评估水电梯级开发和水坝建设对河流物理生境质量和河流纵向连通性的影响.结果 表明,水电梯级开发后,五布河干流未受水坝明显影响河段、库区河段、减水河段分别为20.48、43.34、18.09 km,占总长度的25.0％、52.9％、22.1％.藻渡河干流河口至双河口段未受水坝明显影响河段、库区河段、减水河段分别为58.61、8.28、18.99 km,占总长度的68.2％、9.6％、占22.1％.水电梯级开发后,五布河干流河流片段由26个增至29个,藻渡河干流河流片段由2个增至5个.两条河流纵向连通性分别降低了7.8％和38.0％.五布河坝下减水河段生境质量降低14.1％,库区河段生境质量变化不明显.藻渡河减水河段生境质量与近自然河段无显著差异;两座坝后式电站库区河段生境质量明显低于近自然河段.水电梯级开发对两条河流物理生境的影响与水坝位置选择、建坝前的自然阻隔数量与分布、河流地貌特征、水电资源开发方式等密切相关.

梯级水坝改变了河流水文情势,对水气界面的温室气体排放产生影响.以2018年春夏两季的西宁湟水一级支流火烧沟为例,探讨水坝修建后,河流不同梯段温室气体排放通量的时空变化及其影响因素.采用漂浮静态箱-气相色谱法对筑坝区和未筑坝区水-气界面温室气体CH4、CO2、N2O进行观测研究,结合水文、水质、气象、植物、底泥等指标分析讨论.结果表明:(1)空间上:筑坝区温室气体的排放量明显高于未筑坝区;筑坝区以中上游河段排放的温室气体最多.(2)时间上:梯级水坝CH4和N2O的排放通量呈现夏季明显高于春季的趋势;而CO2存在明显的源汇变化,春季为CO2排放的"源",夏季为CO2排放的"汇".(3)各类环境因子对温室气体通量有不同程度的影响.Pearson相关分析结果显示:CH4通量与气温、水温、CODmn呈正相关关系,与气压、pH、ORP呈负相关关系;CO2通量与水体TOC和水体TN呈正相关关系;N2O通量与CODmn、pH呈正相关关系,与气压、风速呈负相关关系.逐步多元回归分析结果表示:以上各因子中,气压和水体TN分别是影响CH4和CO2的主要因素,而风速和CODmn是影响N2O通量的主要因素.

目的 了解南京市血吸虫病流行区通江河道实施血防综合治理后的钉螺控制效果.方法 选择南京市10条主要有螺通江河道,采用回顾性调查和现场调查相结合的方法,收集1998-2019年通江河道血防综合治理措施实施情况,评价钉螺控制效果.结果 1998-2019年,南京市10条主要通江河道先后实施了以环境改造为主的综合治理措施,共完成河岸砼护坡84.51 km、切滩清淤50.41 km、修建控水闸2座、修建滚水坝3条、开挖泄洪道1条,累计开展药物灭螺3 370.80 hm2.综合治理项目完成后,所有通江河道均未再查到血吸虫感染性钉螺.至2019年,已有6条河道消除了钉螺,河道内总有螺面积由214.33 hm2下降至52.22 hm2,有螺河道钉螺密度均降至0.1只/0.1 m2以下.结论 以环境改造等为主的血防综合治理措施,可有效控制南京市血吸虫病流行区通江河道钉螺孳生和扩散,但项目完成后仍应加强工程维护管理、钉螺监测和控制等工作.