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.

三峡水库建成蓄水后,库区流水生境的大幅度减少及垂直落差最高可达30 m的消落带的形成,使库区支流生境发生了剧烈变化,因此对库区河流生境质量评价十分必要.基于水文情势、河流形态和河岸带生境3个方面18个指标的河流生境评价指标体系,对三峡库区36条重要支流254个样点河段进行河流生境质量评价.结果表明,4.72％的样点河流生境质量处于优等,30.31％为良好等级,49.61％为一般等级,15.35％为较差等级,没有最差等级的样点.对于表征河流生境状况的水文情势、河流形态和河岸带生境3个类别,254个河段总体上河岸带生境状况最好,其次为水文情势,河流形态最差.从总体上来看,三峡库区支流生境质量是自然环境和人类活动相互作用的结果,其中河岸带植被状况、消落带宽度、人为干扰、河床底质状况、水文情势自然性等为主要的驱动因子.

目的 利用气相色谱-质谱联用技术(GC-MS)测定黄河郑州段水中多氯联苯(PCBs)的含量,以探讨PCBs含量随季节、水层和断面的变化规律.方法 水样经C18固相萃取膜富集,以乙酸乙酯-正己烷洗脱,GC-MS法测定,利用保留时间定性,内标法定量.结果 18种PCBs的检出限在0.12～0.42 ng/L之间,定量限在0.36～1.26 ng/L之间.加标回收率在90％～118％之间,精密度RSD＜7％(n=7).黄河水中18种PCBs在枯水期(三月)为0.00～5.2 ng/L,丰水期(十月)的含量为3.50～24.75 ng/L.结论 黄河郑州段水中的PCBs含量随季节和水层以及不同分段有较大差别,丰水期PCBs的含量要比枯水期的PCBs含量高,底层水中的PCBs含量要高于同点位表层水中PCBs的含量,黄河流经郑州时由于河床变宽,水流变缓PCBs的自然沉降使得下游的大部分PCBs含量低于上游PCBs含量.另外在丰水期只有个别PCBs的含量超出国家限定,其他的值均低于国家规定的20 ng/L标准限值.

2018年6月,我们在黄河中游晋陕峡谷陕西一侧延安段新发现5处旷野石器地点,采集石制品556件,部分石制品暴露于黄土地层的剖面上.古人类加工石制品的原料来自于黄河河床和阶地的砾石层,岩性以石英岩为主,其次为石英.除上述两种原料之外,燧石、硅质岩、硅质灰岩、石英砂岩、细砂岩、蛋白石、玛瑙、火成岩等也有少量使用.石制品类型包括石锤、石核、石片、工具、断块和碎片屑,尺寸以小型为主.石核和石片以自然砾石台面者居多.剥片主要采用锤击法直接剥片,少量使用砸击法,可能偶而使用碰砧法和锐棱砸击法.工具多为以石片为毛坯加工而成的中小型刮削器,有少量以砾石为毛坯加工而成的砍砸器.伏羲村、苏亚河、高家畔、延水关4个地点发现的石制品原生埋藏地层为黄河第二级阶地上覆的马兰黄土堆积,该套地层形成于晚更新世晚期,石制品属简单的石核-石片工业,可能属于旧石器时代晚期.衣锦滩地点的石制品分别埋藏于黄河第二级阶地上覆的马兰黄土堆积和黄河第一级阶地上覆的土状堆积中,时代分属于旧石器 时代晚期和新石器时代.本次新发现的旧石器地点进一步扩大了黄河晋陕峡谷地区旧石器遗存的分布范围,丰富了该地区旧石器文化的内涵,为未来的研究工作提供了新线索.

为评估黑河中上游大型底栖动物栖息地的适宜度,选取黑河中上游优势种水蜘蛛(Argyroneta aquatica)为指示物种,从栖息地环境因子中筛选出溶解氧(DO)、水温(WT)和底质(SD)3个环境因子作为栖息地指示因子,建立栖息地适合曲线,并计算了栖息地适宜度指数(HSI).结果 表明:水蜘蛛偏好卵石质河床,其最适溶解氧(DO)浓度范围为7.21～9.17 mg· L-1,最适水温(WT)范围为17.25 ～ 22.10℃;黑河中上游HSI均值为上游支流0.66、上游干流0.63、中游0.81;黑河上游支流和干流对于大型底栖动物来说处于适宜状态,中游处于最适宜状态;空间差异性分析表明,人类活动对黑河上游支流和中游大型底栖动物的栖息地几乎没有影响,但水温是制约上游支流栖息地适宜度的主要因素,而梯级水库建设对上游干流的大型底栖动物栖息地影响较大.

[目的]为了阐明锡林河不同景观要素间疣微菌群的空间分布异质性及环境驱动力.[方法]本文基于生境及微地形差异选择水生的河床中心、河床边缘与牛轭湖床,湿生的低河漫滩与高河漫滩,旱生的低阶地与高阶地等景观要素,基于16S rRNA基因高通量测序技术研究不同景观要素土壤疣微菌群的景观异质性,结合土壤湿度等环境变量研究其驱动力.[结果]景观要素内疣微菌群呈协同的分布特征,景观要素间呈趋异的分布特征.斯巴达杆菌纲的Chthoniobacter成员及疣微菌纲的突柄杆菌属等成员主要分布在水生河床中心,与砂粒含量存在显著正相关关系(P＜0.05);丰祜菌纲成员主要分布在湿生河漫滩,与pH存在正相关关系(P＜0.05或P＞0.05);斯巴达杆菌纲的DA101_soil_group成员主要分布在旱生河流阶地,与盐度及养分含量等存在极显著正相关关系(P＜0.01).双组与三组环境变量的变异权重分析表明,湿度、盐度、pH对疣微菌群景观异质性的解释度分别高达24.7％与21.4％、24.3％与22.7％、23.1％与20.8％.[结论]锡林河流域疣微菌群存在景观异质性.Chthoniobacter和突柄杆菌属等成员是河床中心景观要素的指示生物,DA101_soil_group是阶地景观要素的指示生物.湿度、盐度、pH协同驱动疣微菌群的景观异质性.

城镇化背景下,河流生态系统退化趋势明显,有效评价河流生境状况是修复和保护河流生态系统健康的重要基础.深圳市作为全国经济发展的窗口城市,河流生境的调查研究十分匮乏.因此,为阐明深圳市不同城镇化程度的流域河流生境的差异与主要影响因素,对深圳市两个代表性流域的河流生境展开了研究.针对深圳市河流的生境特点,于2019年丰水期(8月)和枯水期(11月)对城镇化程度较高的深圳河流域的13个样点和城镇化程度较低的坪山河流域12个样点河段的生境状况进行定量调查与评价.采用综合评价法,从河床、河道和河岸带3个方面选取10个生境指标,构建深圳市河流生境评价指标体系和评价方法.结果 表明:深圳河流域河流生境质量总体较差,生境评价等级为"良"、"中"、"差"的样点河段分别占7.7％、38.5％、53.8％;坪山河流域河流生境质量总体较好,生境评价等级为"优"、"良"、"中"、"差"的样点河段分别占8.3％、41.7％、41.7％、8.3％.方差分析结果表明两次调查河流生境状况无显著性差异,短时间跨度内河流生境状况变化较小;两个流域河流生境状况差异显著,城镇化程度较低的坪山河流域河流生境质量显著好于城镇化程度较高的深圳河流域.河流生境评估指标主成分分析结果表明人类活动强度、河岸稳定性、河道变化、底质、河岸土地利用及植被多样性是影响深圳市河流生境变化的主要因子.本文对河床、河道、河岸带3个方面分别提出针对性的修复建议,对深圳市河流的生境修复和保护具有重要的指导作用.

滨河带是河流生态系统和森林生态系统的过渡带,该区域林分的土壤优先流特征对流域的地表水文过程会产生重要影响.探究土壤异质性与优先流的关系,为当地地下水安全和河流上下游水生态安全提供参考.本研究以永定河滨河带的藤本和次生乔木林两种植被为研究对象,结合传统亮蓝(Brilliant Blue FCF)染色示踪法,利用探地雷达(Ground Penetrating Radar,GPR)技术进行测线扫描.提取探地雷达图像的单道波形图,对反射波各参数与染色面积比进行拟合,并结合优先流染色特征进行分析.染色形态特征表明,藤本样地土壤染色形态呈现断离式零散分布,优先流发育带为土壤表层以下5-30 cm的土层深度,而次生乔木林土壤呈现大面积斑块状分布,优先流发育较为迟缓,其发育带为土壤表层以下10-25 cm的土层深度,且平均染色面积比藤本小1.68％.探地雷达测线表明,土层深度为0-15 cm时,最大振幅和总振幅面积均随土层的深度增加而下降,土层深度为15-35 cm时,两参数开始波动变化,且藤本样地的最大振幅和总振幅面积大于次生乔木林样地.经拟合发现,染色面积比与最大振幅呈y=25.104lnx+25.137(R2=0.8697)的对数关系,染色面积比与总振幅面积呈y=23.874lnx-26.862(R2=0.6173)的对数关系.以上分析可知,次生乔木林地土壤比藤本覆盖下的土壤紧实度更好,其电磁波在经历物理过程中损失的电磁信号较少,而藤本样地的电磁信号波动较大,可见藤本覆盖下土壤层次间结构差异变化比次生乔木林更明显,从而导致藤本覆盖下的土壤优先流程度更高.为保护地下水安全,对于滨河床地带和丘前的低洼地这类排水不良的区域,可对藤本植被茂盛的地带采取适当适量的伐藤措施来抑制藤本覆盖下的优先流过度发育,同时也可通过避免强降雨前施肥降低藤本植被覆盖下的地下水污染.

为对青海湖裸鲤(Gymnocypris przewalskii)的自然繁殖需求条件进行定量研究,实验结合青海湖裸鲤自然产卵场原位生境调查,通过室内人工模拟构建产卵环境诱发野生亲鱼自然繁殖,解答可控环境中青海湖裸鲤自然繁殖的环境需求.结果表明,青海湖裸鲤自然繁殖发生与水温、水深、流速、光照及底质因素密切相关,其中卵石河床质较细砂等底质环境可显著提升自然交配诱导率及繁殖效果;在合适的底质条件下,青海湖裸鲤自然繁殖的适宜条件:水深为0.15—0.2 m、流速为0.2—0.4 m/s、水温为10.8—14.3℃;15D﹕9L比例的光周期有利于促进青海湖裸鲤自然繁殖的发生.在人工模拟环境中,水深≥0.45 m、流速≥0.8 m/s、温度≥17℃或≤6℃、全光照等环境中未观测到自然繁殖活动的发生,这些被认为是其自然繁殖环境的限制条件.研究阐明了可控环境中青海湖裸鲤野生亲鱼自发产卵繁殖的环境需求,构建人工模拟产卵环境技术,为自然产卵场生境调查评估、改进人工繁育模式提供技术支撑和新思路.

自然产卵场是维持物种延续最关键的栖息地,青海湖裸鲤(Gymnocypris przewalskii)的自然繁殖栖息地状况和生境特征尚缺乏详细的定量研究.以青海湖入湖河流泉吉河为例,在平水期采用现场调查和无人机遥测的方法对青海湖裸鲤的自然产卵场分布及生境状况进行调查,确定其产卵场生境特征参数,建立基于无人机遥测识别产卵场的方法并进行复核验证.结果表明:泉吉河河道形态可分为弯曲型、分汊型和顺直型等三种典型河型,青海湖裸鲤自然产卵场主要分布在弯曲型和分汊型河道中,分汊型河道几乎100％都有产卵场分布,弯曲型河道有70％为产卵场;产卵场河道平均长度(135.13±61.13)m,平均宽度(30.01±17.51)m,平均曲折度1.09±0.07;平均面积(4586.6±4201.61)m2;产卵场常位于缓水浅滩处,平均水深(0.19±0.10)m(范围:0.03—0.44m),平均流速(0.24±0.20)m/s(范围:0.01—0.81m/s),河床质为含有沙粒的卵石(粒径:163—256mm)底质.河道形态、沙洲分布、水深特征等特征参数可作为无人机遥测识别产卵场的判断条件,并实现验证成功.研究结果可为开展整个流域的青海湖裸鲤自然产卵场现状评估及保护对策制定提供技术支撑.