【摘 要】
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引汉济渭工程是陕西省境内的一项大型跨流域调水工程,其主要作用是将汉江的水资源拦截并输送至关中地区,以缓解沿线受水地区水资源匮乏与经济发展的矛盾。许多研究发现水库建成之后,水位的周期性变化会让库区消落带植物群落在水淹、缺氧等多因素的胁迫下大量死亡,并发生高等植物向低等植物转变的逆演替。这些变化的过程中会伴随着氮、磷等无机元素以及溶解性有机碳、有机氮等有机物质的循环过程的改变,使水库水质变差,发生水体
【基金项目】
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陕西水利科技项目(编号:2019slkj-1);
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引汉济渭工程是陕西省境内的一项大型跨流域调水工程,其主要作用是将汉江的水资源拦截并输送至关中地区,以缓解沿线受水地区水资源匮乏与经济发展的矛盾。许多研究发现水库建成之后,水位的周期性变化会让库区消落带植物群落在水淹、缺氧等多因素的胁迫下大量死亡,并发生高等植物向低等植物转变的逆演替。这些变化的过程中会伴随着氮、磷等无机元素以及溶解性有机碳、有机氮等有机物质的循环过程的改变,使水库水质变差,发生水体富营养化。从而使水库水生态环境和消落带生态系统面临一系列的生态环境问题。而且不同地区水库的生态环境所发生的变化以及被污染的风险是独特的。因此有必要深入了解引汉济渭工程水库建成运行后对库区水生态环境以及消落带湿地生态系统的影响,从而为工程管理部门有针对性地制定环境管理策略提供科学依据。本研究的主要结论如下:(1)2020年9月,利用空间换时间的方法对比在建的黄金峡水库和已经建成的石泉水库的水质、植物群落、浮游生物的差异来预测黄金峡水库建成之后生态系统的变化,结果表明大坝建立之后,由于水文条件的变化和环境指标发生了变化,会明显的改变水质。引汉济渭库区自然水体中优势藻为硅藻门,在水库建设完成后,由于水体的理化性质会发生很大的改变,使得优势藻从硅藻门逐渐变为蓝藻、绿藻和甲藻等藻类。水库建成之后,受到水体理化性质的改变的影响,枝角类和桡足类等小型蚤类浮游动物的种类和生物量也会显著增加。而且水库两岸的高等植物在水库建成之后也会发生变化,发生从多样性高的植物群落向着多样性低的群落的逆演替,大量的低等耐淹没的草本植物会占据优势地位。(2)2021年6月,调查了三河口水库沿岸土壤理化性质,无机磷分布形态,以此为三河口水库土壤基准信息,并预测了三河口水库沿岸土壤存储的无机磷通量。结果表明三河口水库沿岸所有土壤中磷形态分布规律一样,都是Ca-P含量最大,Fe-P和Al-P含量较多且差别不大,O-P含量最少。Ca-P、Fe-P和Al-P都主要分布在蒲河(PH)的中上游以及汶水河(WSH)、椒溪河(JXH)的上游,而O-P主要分布在WSH的中上游和JXH、PH的上游。Bio-P主要分布在PH中上游,其最大值在中游附近(381.31mg kg-1~494.04 mg kg-1)。基于土壤磷形态分布,估算了三河口库区的Bio-P通量,整个库区磷库容可达2.12×10~4 t。结合三河口库区建设规划和磷容量进行了预测,如果所有释放的磷都保存在水体中,释放率达到23%就会使水库水质低于地表水Ⅲ类环境质量标准。所以三河口库区建成之后会面临着较大的水体富营养化的风险。(3)2020年9月到2021年7月,进行了水淹试验。结果表明水淹深度在1 m以内的情况下,种植了狗牙根、空心莲子草和菖蒲的土壤理化性质的变化因为植物的生长特点有比较大的不同。总的来说,狗牙根在被浅水淹没时仍然可以利用氮磷等营养物质,而且对这些营养物质有着很好的吸附能力,而且在落干时,种植着狗牙根的土壤会大量消耗营养物质。菖蒲作为一种挺水植物,在1 m水淹时可以很好的生长,但是落干之后,由于缺水生长会受到抑制。空心莲子草在被1 m水淹没时可能会发生死亡降解,导致氮磷等营养物质有所升高,但是落干之后可能会复生,消耗大量营养物质。土壤微生物在受到1 m之内的水深淹没时,土壤微生物量会随着水深的增加而增加。在一个淹没-落干周期之后,未受水淹和受到水淹的土壤微生物群落结构在属水平上有很大的分化。以上研究表明,大坝建成之后,水生态和消落带生态会因为水体水文条件和水位的抬升而存在生态恶化的风险。同时,从水淹试验土壤理化性质以及存活情况来看,在1 m淹没范围内菖蒲和狗牙根是很适合进行种植防止消落带生态恶化。
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