水库生态系统特征与保护修复

• 主持人语

  赵进勇;

  <正>作为半人工、半自然的独特淡水生态系统，水库系统具有强“自然-人工”复合特征。在立体空间上，水库系统呈现出纵向分区、垂向分层、横向分带的三维特征。在生态过程上，具有水动力输送、泥沙输移沉积、水温分层、溶解氧耗损、营养盐循环等动态机制，浮游植物、浮游动物、鱼类、微生物等生物群落通过竞争与选择机制形成了复杂的食物网结构。本专栏主要聚焦梯级水库群建设与运行过程中产生的复杂生态环境效应。从“空间异质性-生境要素耦合-生物响应”的多维视角，系统解析水库生态系统结构与功能的变化规律，旨在为梯级水库的生态调度与修复、流域水生态安全调控与可持续发展提供科学支撑。

  2025年01期 v.10;No.36 1页 [查看摘要][在线阅读][下载 952K]
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• 水库建设对河道水温及生态环境的影响研究进展

  王思凡;徐慧;任玉峰;龙良红;纪道斌;周华冕;

  水温是河流生态系统物理、生物和化学过程中的一个关键因素，水库建设和运行会通过改变水体流态进而影响水温时空分布，对河流水生态系统产生深远的影响。本研究利用CiteSpace文献计量分析软件，对近20年来水库水温学术文献进行了梳理，系统归纳总结了水库建设对河道水温的影响。结果显示，在CNKI和WOS数据库中，水库水温研究仍是当前湖库水环境问题研究的热点之一，发文量还在持续增加。从关键词共现图谱来看，中心性最高的关键词分别为“水温结构”和“climate change”；关键词聚类体现出水库建设对河道水温影响的相关研究主要集中在4个方面：水库建设所引起的水温分层特性及下泄低温水问题、河道水温变化所衍生的生态环境影响问题、河道水温改善的分层取水等生态调度问题，以及河道水温相关数值模拟方法等。同时，本文还总结了水库建设对河道水温影响规律，以及水温分层对溶解氧、水体富营养化、鱼类繁殖等衍生生态环境影响。本研究将有助于加深对水库建设如何影响河道水温变化过程的理解。

  2025年01期 v.10;No.36 2-17页 [查看摘要][在线阅读][下载 2322K]
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• 梯级电站开发对水生态环境的影响分析

  李胜华;郭星星;刘古月;林萍;王珂;

  本研究以北江一级支流武江为例，分析武江干流梯级电站开发对水质和水生态环境的影响。本文采用2022年的生态调查数据，与2008年的历史调查数据进行对比，研究梯级电站开发对河流水生生物和底栖动物的影响；采用2022年的鱼类调查数据，与20世纪80年代的历史调查数据进行对比，分析梯级电站开发对河流中鱼类的影响。结果显示，武江干流梯级电站的开发实施，改变了河道水文情势，但河流水质几乎没有发生变化；改变了水生生物的生境，导致浮游生物密度和生物量均明显下降、底栖动物资源受到破坏、鱼类产卵场功能丧失较严重，鱼类数量明显减少，减少了三分之一的种类。

  2025年01期 v.10;No.36 18-24页 [查看摘要][在线阅读][下载 1218K]
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• 金沙江下游流域水库消落带生态修复模式探讨

  金可;卢阳;张乾柱;万丹;吴颐杭;胡月;

  金沙江流域是长江上游生态安全屏障，也是我国重要的水能基地。本研究基于金沙江下游水库消落带生境特征、植物自身遗传特性和生态治理技术，探索了适宜库区消落带的生态修复模式。结果表明：消落带环境适应能力较强及抗逆性潜力较大的植物主要包括池杉、桑树、秋华柳、狗牙根等；植物措施+工程措施（如浆砌石挡墙和土工格栅等）在保土固土和提升消落带植物成活率方面作用较为显著；消落带生态修复提升模式应综合考虑植物生态学特征和外界影响因素，因地制宜地设置，从而提高消落带生态治理效果。本研究对金沙江下游水库消落带生态治理与环境改善技术研究具有重要指导意义。

  2025年01期 v.10;No.36 25-33页 [查看摘要][在线阅读][下载 1486K]
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• 乌东德水库变动回水区磷迁移转化规律研究

  於金浩;李斐;樊皓;张登成;吴比;王中敏;卢晶莹;

  为解决水利工程建设带来的水环境安全风险，达到服务安澜长江的战略目标，本文开展乌东德水库变动回水区特征污染物迁移转化规律的研究。通过室内静态批量实验、模拟动态槽实验的耦合，揭示特征污染物磷在水体及沉积物中迁移转化、吸附解吸机理，利用反应动力学模型拟合识别，吸附、解吸过程均更符合准二级动力学模型，反应速率分别为0.225 g/（mg·min）和0.599 g/（mg·min），表明沉积物对磷的吸附、解吸过程受物理和化学两个过程的调控。进一步研究发现，沉积物颗粒通过比表面积影响磷的吸附、解析过程；pH为中性时，基本不影响磷的吸附解吸过程；温度和扰动与磷吸附解吸过程呈现正相关；泥沙浓度则通过占据吸附位点等对磷的吸附过程产生较大的影响，而不影响解吸过程。此外，淹土壤带磷释放的过程是一个磷污染物释放曲线叠加的过程，实际工作中应重点关注蓄水初期磷的释放。

  2025年01期 v.10;No.36 34-44页 [查看摘要][在线阅读][下载 1520K]
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• 白鹤滩水电站蓄水初期泥沙淤积特性分析

  李俊;平妍容;杜涛;

  白鹤滩水电站2021年4月6日开始蓄水，水库蓄水的同时，将拦截上游及区间泥沙，减小进入下游溪洛渡、向家坝、三峡等库区沙量，且白鹤滩库区拥有金沙江下游产沙强度最大的区间，其泥沙淤积特征极具代表性。本文根据白鹤滩水库干支流实测固定断面及水沙成果，采用输沙法和地形法分析该水库蓄水初期泥沙淤积特性。结果表明，蓄水初期水库淤积明显，一方面，受上游及区域来沙影响；另一方面，水库水位升高—消落过程中岸坡失稳滑落、坍塌、垮塌的现象较多，并在水库落淤，但经过两年蓄放水运行后，岸坡已有趋稳态势。本研究成果对白鹤滩水库运行及梯级水库调度具有较大意义。

  2025年01期 v.10;No.36 45-51页 [查看摘要][在线阅读][下载 1400K]
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• 金沙江下游梯级水库水温分层取水效果评估

  胡光洋;白凤朋;任玉峰;梁志明;马一鸣;林枭;

  金沙江下游梯级水库的下泄水温对下游水生态保护具有重要意义。为评估金沙江下游梯级水库首次联合运行后分层取水生态调度效果，本文建立溪洛渡水库立面二维水动力水温数学模型，基于2024年白鹤滩和溪洛渡叠梁门实际调度运行方案和两种设计方案，对溪洛渡水库的水温分布、坝前水温结构及下泄水温变化进行定量分析。研究结果表明，实际运行方案中，溪洛渡库区水温变化表现出显著的时空动态特征，叠梁门的应用对底层水温的提升作用显著；在白鹤滩和溪洛渡均实行分层取水的情况下，下泄水温最大可提高1.9℃，对坝前水温结构和库区水温有显著影响；仅靠溪洛渡分层取水时，效果不明显，对下泄水温的提升有限，最大提升仅为0.3℃。研究进一步指出，梯级水库联合分层取水操作更能有效调控下泄水温，优化下游水生态环境。因此，建议未来生态调度应以白鹤滩叠梁门调节为主，溪洛渡调节为辅，优化水库群联合调度策略。本研究为长江上游水库群的生态调度和联合运行管理提供了科学依据和实践参考。

  2025年01期 v.10;No.36 52-60页 [查看摘要][在线阅读][下载 1682K]
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• 基于水工模型试验的溢洪道优化设计研究

  史蝶;马晓波;诸亮;李鹏峰;荆海晓;

  某工程溢洪道轴线与下游河道斜交，挑流鼻坎出口布置在右岸岸坡上，挑流水舌沿溢洪道轴线挑入河道时，存在前缘冲砸右岸岸坡的危险且落水点集中。为解决下游消能问题，本研究建立1∶50动床水工模型，优化溢洪道挑流鼻坎体型，保证泄洪安全，达到消能防冲目的。研究表明，推荐鼻坎泄洪时，上游库区水面平稳，控制段、泄槽段水流平顺，流态良好，未出现不良流态；落水形态在空间呈开口朝左的“C”形，落点基本抛落到河道的中心，冲坑不会明显向对岸发展，能有效避免对右岸岸坡造成直接冲刷。该研究为类似工程挑流消能工型式提供参考。

  2025年01期 v.10;No.36 61-67页 [查看摘要][在线阅读][下载 1500K]
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流域生态

• 铜鼓河流域生态-供水-灌溉多目标调度研究

  刘夏;刘晋;郑江丽;

  水库调度是提高水资源综合利用效率的重要手段之一。为探明铜鼓河流域生态-供水-灌溉多目标之间的复杂关系，本文以流域上的台电大坑水库为研究对象，建立水库长系列生态-供水-灌溉多目标调度模型，对生态水量、供水量和灌溉水量进行定量分析。研究结果表明，为统筹考虑多目标需求，在特枯水年需按50%对生态、灌溉目标进行供给；采用P=90%最小月流量法计算得到的年生态供水量最小，最小月平均流量法稍大，多年平均径流量百分比法和Tennant法最大。台电大坑水库当前最大的供水对象为生产生活用水户，占水库正常库容的7.49%，其次是河道内生态需水和周边农田灌溉需水，分别占1.31%和1.06%。研究结果能够为台电大坑水库的调度运行提供参考，对铜鼓河的生态环境改善具有指导意义。

  2025年01期 v.10;No.36 68-75页 [查看摘要][在线阅读][下载 1763K]
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• 流域水生态安全指标体系构建与评估——以白龙江流域甘南段为例

  刘洋;柴永宁;牛虎林;梁靓;何正枫;

  流域水生态安全评价和水生态质量评价是分析流域生态环境质量现状、发现生态环境问题的重要手段，对流域生态保护、生态修复治理具有重要指导意义。白龙江是长江的二级支流，是嘉陵江重要的水量补给源之一。白龙江流域是甘肃省“三屏四区”生态格局的重要组成部分，生态地位重要。本文构建了一套流域水生态安全评估指标库，并以白龙江流域甘南段为例进行指标选取、定权和评价。通过资料收集、现场采样分析、遥感+地面调查等综合技术手段，获取白龙江流域水生态安全相关基础数据。依托上述数据，全面分析白龙江流域水生态安全现状，结果表明，白龙江流域甘南段社会经济压力很小，人类活动干扰轻微，水体营养结构平衡，河流生态系统服务功能高，生态风险低，水生态总体上处于安全状态。这种构建指标库，通过指标选取、定权进行评估的方法可以针对不同地区、不同等级、不同流量和不同生态功能的河流灵活调整，具有广泛适用性。

  2025年01期 v.10;No.36 76-89页 [查看摘要][在线阅读][下载 1774K]
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• 2024年宜宾江段生态调度效应评估

  梁志明;韩琎;白凤朋;任玉峰;陈胥良;

  为评估宜宾江段生态调度试验开展成效，本文以水库A坝址至李庄长约52 km江段为研究区域，构建研究区域的二维水动力-水温模型，并耦合鱼类产卵适宜度曲线，以评估研究区域内的鱼类产卵生境状况。结果显示，生态调度期间，评估范围内产卵综合适宜度指数平均值由0.5增至0.7，适宜产卵生境的区域占评估范围总面积比例增至37.69%；针对生态调度中期岷江流域汇入流量减少对生态调度的不利影响，提出了岷江流域水库群配合开展生态调度优化方案，可将生态调度中期适宜产卵生境的区域占评估范围总面积比例由15.48%增至43.16%，优化效果显著。

  2025年01期 v.10;No.36 90-97页 [查看摘要][在线阅读][下载 1359K]
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生态环境高质量发展

• 基于GEE的萍乡市长时序生态环境质量演变研究

  杭振泉;陈建平;

  客观评价资源枯竭型城市的生态环境质量可以为城市的生态环境治理和可持续发展提供帮助。本文以萍乡市为例，基于谷歌地球引擎（GEE）平台的MODIS数据集计算得出萍乡市2003—2022年的遥感生态指数（RSEI），并结合转移矩阵分析、Theil-Sen Median趋势变化分析和Hurst指数持续性分析定量分析20年间萍乡市生态环境质量时空变化特征。结果显示：（1）萍乡市2003—2022年平均RSEI有56.5%的区域为较好，有11.4%的区域为极好，RSEI平均值为0.648。演变过程大致分为4个阶段，2003—2006年是波动上升期，2006—2008年是连续下降期，2008—2015年是波动上升期，2015—2022是波动下降期。（2）生态环境质量退化的区域集中在安源区及其与其他区县交界区域，生态环境质量改善的区域集中在莲花县、湘东区和芦溪县交界的区域。（3）萍乡市57.57%的区域生态环境呈现改善趋势，27.25%的区域生态环境呈恶化趋势，73.07%的区域Hurst指数小于0.5，其中22.10%的区域呈现弱持续性退化趋势，5.15%的区域呈现强持续性退化趋势，主要分布在中北部。总的来说，2003—2022年萍乡市生态环境质量整体较高，生态环境未来发展趋势良好。在南北方向上呈现城市发展区和生态涵养区交替的空间分布特点。但萍乡市RSEI变化整体持续性较弱，需要及时巩固生态治理成果。

  2025年01期 v.10;No.36 98-110页 [查看摘要][在线阅读][下载 2273K]
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• 新质生产力视角下安徽省生态环境质量与耦合协调研究

  缪霞;

  从新质生产力视角出发，揭示安徽省生态环境发展状况，为资源开发利用、产业结构调整和新质生产力与生态协调发展提出参考建议。以安徽省为例，基于驱动力-压力-状态-影响-响应模型（DPSIR）构建生态环境评价指标体系，借助熵权法确定权重，测算2014—2022年安徽省及16个城市生态环境综合指数，划分生态环境等级并进行耦合协调性分析。从总体上看，2014—2022年安徽省的生态环境等级由不安全上升到临界安全，协调等级由过渡调和向协调发展转变；16个城市生态环境呈上升趋势，其中合肥市生态指数明显高于其他城市。

  2025年01期 v.10;No.36 111-121页 [查看摘要][在线阅读][下载 1309K]
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• “两山”基地生态系统生产总值核算研究及实践——以重庆市武隆区为例

  杨瑞丽;周启刚;

  开展生态系统生产总值（GEP）核算对推进生态文明建设具有重要指导意义。目前关于生态系统生产总值的核算多以省域、市域为研究对象，以县域为尺度的GEP核算研究相对较少。本文以“两山”基地武隆区为研究对象，采用市场价值法、替代成本法等，对武隆区2010年及2019年GEP中生态系统产品供给、调节、文化服务功能进行核算，并测算其绿金指数水平。结果表明：（1） 2010—2019年，武隆区GEP总体呈增长趋势，由177.87亿元增长到342亿元，增幅为92.28%，依托生态优势发展特色全域生态旅游是武隆区GEP增长的主要驱动力；（2）景观游憩价值在2010年及2019年对GEP的贡献度均属最高，分别为28.1%、49.7%；其次是水源涵养和土壤保持价值，在2010年及2019年对GEP贡献度分别为27.5%、16.6%和19.5%、8.1%，而渔业、洪水调蓄等功能对GEP贡献度较小，均不足1%;(3) 2010及2019年绿金指数分别为2.46、1.63，均高于全国水平（1.01）和全球水平（0.98），说明武隆区自然资源丰富，其生态系统对社会经济发展的支撑作用逐渐增强。GEP核算有助于建立生态产品价值实现长效机制，而绿金指数测度可以从数量关系上反映“绿水青山”与“金山银山”之间的转化成效。

  2025年01期 v.10;No.36 122-132页 [查看摘要][在线阅读][下载 1142K]
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