长江干流浮游动物群落结构及时空分布格局

浮游动物是河流食物网的重要组成部分,在河流生态系统的能量流动和物质循环中具有重要作用,然而截至目前,尚缺乏对长江干流宏观尺度浮游动物的全面调查。本研究于2018—2019年,在长江干流约5000 km江段设置51个调查站位,并于每年鱼类繁殖期(3—6月)、育肥期(8—10月)和越冬期(11—1月)各开展1次调查,系统调查分析了长江干流浮游动物群落结构特征及时空分布格局。结果显示,(1)种类:长江干流浮游动物共187种,其中原生动物56种、轮虫59种、枝角类34种、桡足类38种;三峡库区是浮游动物种类数最丰富的水域(87种),其余分别为金沙江(59种)、长江上游(68种)、长江中游(54种)、长江下游(56种)。鱼类繁殖期是浮游动物种类最丰富的季节,分别为金沙江(45种)、长江上游(56种)、三峡库区(47种)、长江中游(41种)、长江下游(32种)。(2)密度:长江干流浮游动物密度范围为1.12~644.40个/L,中游、下游密度显著高于上游;密度高值一般出现在繁殖期,低值一般出现在鱼类育肥期。(3)生物量:长江干流浮游动物生物量范围为231.78×10^(-5)~45638.57×10^(-5)mg/L,中游、下游和金沙江明显高于长江上游和三峡库区。(4)优势种:主要包括原生动物恩茨筒壳虫、淡水麻铃虫、普通表壳虫,轮虫类萼花臂尾轮虫、针簇多肢轮虫,桡足类广布中剑水蚤、特异荡镖水蚤,无节幼体等。研究表明,长江干流浮游动物群落结构和时空分布呈现典型河流特征,种类和数量较贫乏,群落以轮虫和原生动物等小型个体为主,河流中、下游丰度高于上游,呈现明显的季节动态规律。研究成果可为长江水生态管理提供重要基础数据。

流域生态学的发展困境——来自河流景观的启示

随着中国生态环境问题越来越多地呈现出流域特性,流域生态研究的重要性和紧迫性也日渐凸显。整合流域生态研究,形成一个有效的研究体系,流域生态学迄今未能予以实现。通过对"流域生态学"和"河流景观"这两个相近概念提出过程的比较研究,探讨流域生态学发展困境产生的原因,为流域生态研究体系的构建提供思路。分析结果显示流域生态学目前主要存在两个不足:1)因为提出流域生态学概念的关键现实需求不明确,导致难以确定其核心科学问题;2)因为没有相应的流域生态系统概念模型,进而也就难以带动相关研究落实跟进。要推进流域生态学的发展,第一步要做的就是明确流域生态研究体系构建的核心现实需求,并对流域生态系统进行一个概念模型上的相应设计。

集合生态系统研究15年回顾与展望

集合生态系统(meta-ecosystem)由法国的Loreau教授等于2003年提出,是指"由跨生态系统边界的物质流、能量流和生物体流所连接起来的一系列生态系统的集合",是对只关注生物体(organism)迁移交换的集合种群(meta-population)和集合群落(meta-community)概念的外推,也是为了给生态系统空间异质性研究提供一个重要的分析路径,对研究和理解生态系统的结构、过程、功能和异质性具有重要意义。通过对相关文献的梳理分析,简述了集合生态系统研究的基本状况,分析了对集合生态系统概念的狭义和广义两种理解,指出了探讨集合生态系统结构的两个方向,构建了分析集合生态系统研究的六维整体框架,综述了研究集合生态系统的两类方法,探讨了经验化的集合生态系统(empirical meta-ecosystem)的3种空间结构和两种构建路径。将集合生态系统概念和理论引入流域复合生态系统(integrated watershed ecosystem)的分析,为流域生态学研究提供新的概念框架。

构建新疆阿尔泰两河流域生态保护体系:特殊性、重要性与已建保护地的空间格局

阿尔泰两河流域,特指额尔齐斯河流域上游地区和乌伦古河流域。从自然属性上来讲,两河流域是西风环流控制下的典型干旱区流域,地表径流依赖于季节性积雪融水-雨水的补给,流域内的生态系统类型丰富而成体系,且高度依赖于水文因子;从社会功能上来讲,两河流域是新疆北部重要的水源地和水源涵养区,属于水源涵养型国家重点生态功能区,也是国际优先生态区——阿尔泰-萨彦生态区的重要组成部分。因而阿尔泰两河流域的生态保护在国家生态文明建设的示范层面及实用层面上都具有重要的战略意义。截至2014年,流域内已设立各类保护地共32个,这些保护地整体上"依山含水",客观上已形成了一个空间格局上的流域生态保护体系。

长江流域水域及消落区现状、变迁与渔业资源变动

采用中-大尺度遥感监测手段,对长江流域水域及消落区开展调查与分析,重点阐述长江流域从自然水体为主向人工水面为主的变化趋势,及其对长江流域天然渔业资源衰退的潜在影响。结果显示,近40年全长江流域历史最大水面约63360 km^(2),最小水面约26396 km^(2),历史最大消落面积约36964 km^(2)。2019—2020年“一江两湖七河”最大水面约为19663 km^(2),最小水面约为14281 km^(2),消落区面积6337 km^(2),其中反季节性消落区633km^(2)。2001—2020年和1984—2000年两时段相比,地表水减少水面中超过80%来自于具有自然水文情势的消落区,而新增水面中,由于水库充填导致的河流水面增加达5500 km^(2),致使长江流域水域类型组成结构发生了巨大转变,自然水体占比不足20世纪80年代的一半,而同时期的鱼类资源现存量也下降为20世纪80年代的一半。本研究首次明确反季节性消落区的概念,探讨了长江流域河流梯级水库充填形成的反季节性消落区与鱼类“三场”(产卵场、索饵场和越冬场)关键栖息地丧失的关系。

长江水生生物资源与环境本底状况调查(2017—2021)

长江是中华民族的母亲河,为了落实长江大保护,农业农村部统筹部署设立长江渔业资源与环境调查(2017—2021)。由中国水产科学研究院总牵头,中国水产科学研究院长江水产研究所技术总协调,联合流域内外24家科研院所和高校,对长江流域重点水域的鱼类种类组成及分布、鱼类资源量、濒危鱼类、长江江豚、渔业生态环境、消落区、捕捞渔业和休闲渔业等7个专题开展了系统调查。调查结果显示,(1)长江历史(2017年前)分布鱼类记录有18目37科163属443种,本次调查中有135种鱼类未采集到,新采集到15种外来鱼类;(2)当前鱼类资源数量约为8.86亿尾,重量约为12.48万t,仅相当于20世纪50年代的27.3%、80年代的58.7%,流域性优势种为鲤、鲫、鲢、黄颡鱼、短颌鲚、鲇、蛇、草鱼、光泽黄颡鱼、䱗、鳜、铜鱼、翘嘴鲌、鳊、鳙,重量占比达50%,数量占比达45%;(3)长江流域的国家一、二级重点保护鱼类29种(属),本次调查共记录到15种,白鲟已被IUCN认定灭绝,鯮和鲥已多年未见野生个体,长江鲟被IUCN认定野外灭绝,中华鲟、胭脂鱼和松江鲈多年未见自然繁殖;(4)2017—2021年,长江中下游干流、洞庭湖和鄱阳湖的长江江豚个体数量整体稳中有升,分布范围有所扩大;(5)长江流域水质总体较好,整体符合渔业水质标准;(6)长江流域重点水域2019—2020年最大水面19663 km^(2),最小水面14281km^(2),消落区总面积6337 km^(2),其中反季节性消落区633 km^(2);(7)禁捕前,长江捕捞渔业从业者以初中学历以下的中老年为主。调查结果表明,长江全面禁捕退捕是长江水生生态系统保护的生态工程,更是渔民产业转型生存条件改善的民生工程,禁捕后鱼类资源将有显著恢复,长江江豚种群规模也有望稳中有升,但濒危鱼类的处境依然堪忧,衰退的消落区将成为制约未来长江水生生态系统恢复的限制性因素。作为长江流域重要水域全面禁捕前展开的系统调查,本调查结果可以为长江禁捕效果评估提供基准。

禁捕后长江鱼类资源监测的技术指标建议

为了确定监测时长、监测网具、站位布局对禁捕后长江鱼类资源监测评估的有效性,于2021年5—7月在长江中游10个站位开展了鱼类资源捕捞监测,每个站位连续监测15 d,从日捕获量、物种记录数、渔获物群落结构等3方面着手,对监测时长、监测网具、站位布局等的设置进行探讨。结果显示,连续11 d捕捞监测所得累计日均渔获量基本达到稳定,连续15 d捕捞监测可以记录到站位近70%的鱼类种类数,所得累计鱼类群落结构基本达到稳定。网具类型、规格的使用覆盖对监测结果中鱼类种类记录数、鱼类群落结构有明显影响,网具使用量对监测结果中日均渔获量有明显影响。10个监测站位间的鱼类群落结构具有明显差异,结合监测站位间的空间距离来看,鱼类群落结构具有较高的空间异质性。研究表明,为了保障评估结果的准确性,基于原始监测数据进行相关评估之前,有必要对监测数据的充分性、有效性进行检验,网具类型、规格和使用量对监测结果的影响应予以适当考虑,各具体江段的鱼类群落结构评估应由相应具体江段的监测结果来支撑。本研究将为长江流域重点水域全面禁捕后的水生生物资源监测评估提供科学支撑。

基于学科基本要素分析的流域生态学学科评价

在20世纪中后期,中国逐渐开始关注流域层面生态环境问题,提出流域生态学,那是一个时代的机遇。而在21世纪的今天,中国生态环境问题已呈现出越来越强的流域性特征,发展流域生态学,则是一个时代的任务。流域生态学被作为一门学科提出来,截至目前近20年,发展不尽人意。本文从学科承认、学科评判标准的视角分析讨论流域生态学的学科发展现状。分析结果显示,学科身份对于流域生态学的发展具有重要价值;流域生态学目前依然处于一个初创阶段,学科的内在建制和外在建制都未形成。

基于学科评价的流域生态学学科构建策略分析

学科发展状况分析指出提出已经近20年的流域生态学依旧处于刚刚起步的阶段,无论是内在建制还是外在建制都未形成。本文对照学科评判标准,结合现实情况,提出推动流域生态学学科发展和完善需要开展的一系列工作,其中当下最紧迫最需要做的事情是(1)确定本学科独特的研究对象,并阐明对象的结构;(2)确定本学科独特的核心概念,并厘定相应术语;(3)构建本学科独特的基本理论构架;(4)构建本学科独特的基本研究方法。而后,尝试性地对流域生态学的一些基础性问题(研究对象与核心论题、学科属性与学科定位)给出自己的观点和预设,以求为流域生态学的学科构建提供理论预设。

eDNA监测方法标准化框架及未来图景

eDNA(environmental DNA)是指从环境样品(水体、土壤、沉积物、空气、混合物等)中提取的DNA,是各种生物的DNA混合物,区别于传统从单物种样品中提取的DNA。eDNA监测是指从环境样品中提取DNA,用物种特异性引物或特定DNA metabarcoding引物对其进行扩增测序、分类学分析、相对丰度分析、功能预测等,以监测环境中是否存在某特定物种,或者获得环境中物种组成、群落结构、生态功能等相关信息。eDNA监测主要应用在特定物种监测检出、生物多样性调查评估、群落结构和功能分析、生态系统过程分析评估等领域。eDNA监测可以应用在陆地、水体、空气、器物表面、生物(内)表面等任何有可能存在不确定DNA的场景。因为eDNA监测的非侵入性、灵敏检出、大类群检出、易标准化方法与结果、低人力物力时间成本、结果可核查等特点,未来很有希望发展成为一种常规的物种监测、群落功能预测、生态过程分析的方法,对象可涵盖所有生境条件下的所有生物类群。但要实现这个图景,需要从普遍性和特殊性层面完成eDNA监测技术链条中10个关键环节的技术标准化:样品重复数设计、采样时间设计、采样点设计、采样方法设计、样品前处理、样品保存、扩增引物选择、DNA提取扩增测序分析程序、序列比对注释、监测结果后评估。目前来看,10个环节的标准化基本不存在理论上的困难,并且一部分支撑标准化的研究已经启动,甚至一部分标准化的组织工作已在推进,在未来数年内有望完成关键知识、关键数据的积累,推动eDNA监测成为长期性周期性常规生态监测内容,支撑渐行渐近的数据驱动型科学研究和生态管理。

术语翻译中“形象理据性”的困难及其处理

术语翻译是概念的跨文化对应所衍生的术语跨文化对应。术语翻译的困难通常存在于两个环节:(1)跨文化系统的形式对象客体/概念之间的对等,(2)(重)新定义的概念与(新造)术语之间的对应。基于术语翻译的三类情况(对原有概念所对应术语的翻译、对衍生概念所对应术语的翻译、对新生概念所对应术语的翻译),以家族相似概念为支点,分析梳理了其中"形象理据性"的困难,然后以术语翻译的两种型式("概念对等+术语对应"和"概念引介+术语定名")为框架,探讨了相应的处理方式。

构建新疆阿尔泰两河流域生态保护体系:保护困境与建设策略

截至2014年,新疆阿尔泰两河流域的生态保护事业虽然已有长足进展,但也还面临着一些问题,诸如保护地设立因缺少系统规划而存在空缺,已设立的保护地因投入不足而管理效率低下,蓄水调水的水利工程建设中缺少对生态保护的充分考虑,粗放式的经济发展危及流域生态系统健康,部分生态保护政策落实不当无法扼制流域生态系统的退化。基于对阿尔泰两河流域生态保护所面临问题的分析以及全国主体功能区规划和生态文明体制改革的要求,本文提出要从流域生态系统层面着眼来开展阿尔泰两河流域的生态保护,分"抓点-连线-带面"三个阶段,逐步推进,建立流域生态保护体系。其中"抓点"即完善关键生态热点区的保护地建设;"连线"即构建以流域水系为纽带的保护地网络;"带面"即推进阿尔泰两河流域的绿色发展。流域生态保护体系建设的思路或将为流域的生态文明建设带来启示。

流域研究中几组易混淆的术语辨析

对流域问题的讨论是学界的也是普通百姓的热点话题之一,而相关术语的混淆有碍于流域问题讨论及研究的正常发展。文章针对流域研究中易混淆的三组术语及常规表述进行了辨析,并对术语误用、混用的情况举例予以分析说明。

长江垂钓渔业调查研究

为了解长江干流各江段在长江十年禁渔的新形势下垂钓渔业状况,2017—2018年对长江干流872位垂钓者进行了走访调查。结果表明,长江干流垂钓者以中老年人为主,钓具类型主要为手竿和海竿,占钓具总量的80%以上。在长江上游及三峡库区,垂钓者渔具年投入50%以上样本在500元以下;在长江中下游50%以上样本在1000元以上。长江上游、三峡库区、长江中游和长江下游的垂钓者人数分别估算为2344、4764、4600和6649位,对应江段年垂钓量分别估算为45.0、294.7、171.1和478.7 t,年垂钓量占对应江段鱼类资源现存量比例分别为8.6%、2.0%、1.8%和3.6%;垂钓对长江上游渔业资源影响相对较大,需要密切关注。为引导垂钓渔业的健康、可持续发展,建议划定禁钓区、禁钓期,建立天然水域钓具、钓法的白名单制度,建立科学的管理体制,深入挖掘传统渔业文化资源、树立垂钓渔业品牌。

“流域”及其相关术语的梳理与厘定

流域是一个在水文学、地貌学等学科中普遍使用的概念,然而在不同学科甚至同一学科中都呈现出术语使用混乱的问题。通过梳理"流域"及其相关术语,弄清楚各术语的具体含义及其对应英文术语;针对现行流域概念所存在的两个关键问题——适用性和落脚点,提出狭义流域、广义流域和地貌学流域的概念区分,并厘定流域及其相关概念术语。

称“子流域”,还是称“亚流域”?

在流域研究中,流域分割是一个非常重要的方法和组成内容,而对流域分割所得的客观对象如何称名,在文献中有两个常用的表述——"子流域"与"亚流域",但尚未规范使用。通过使用习惯和语言结构的分析,推荐将"亚流域"设为标准形式,并给出其相应英文表述的辨析。

海岸带研究中几组易混用术语的辨析厘定

近年来,随着海岸带开发和研究的日益活跃,海岸带及其相关术语使用的混乱对各相关主体间的顺畅交流所造成的阻碍日益突出。为了推进相关术语使用的统一和规范化,对"滨海、海滨、海岸和海滩""海岸带和沿岸带""滨海湿地、海滨湿地、海岸湿地和沿岸湿地""生物海岸、生物礁海岸和珊瑚礁海岸"四组易混淆的术语(或表述)及其对应英文表述进行了梳理、辨析、厘定,并给出了推荐形式。

针织加热织物的热电性能

为研究镀银导电长丝在积极保暖服装中应用的可行性,对导电长丝的热电稳定性进行测试,并采用镀银导电长丝和涤纶短纤纱制作了3种不同结构的针织加热织物以研究其加热效果。结果显示,镀银导电长丝的电阻随着老化时间和老化温度的增加而增大。通过提取和分析镀银导电长丝和针织加热织物表面的红外温度图像,得出其表面最高平衡温度与功率消耗密度呈正比关系,且针织加热织物的功率消耗密度与模拟服装内部的平衡温度也高度线性相关。

长江中游鱼类群落结构及多样性

为了解长江中游鱼类群落结构、多样性及其与环境因子的关系,2021年6月和11月在长江中游5个江段(宜昌、石首、嘉鱼、武汉、湖口)开展了鱼类和环境调查。定量分析了鱼类群落结构特征、时空分布格局及其与环境因子的关系。研究期间共采集到鱼类16335尾,隶属6目13科50属76种,其中鲤形目鱼类最多(52种),占总种数的70%。在3种生活习性类型中,定居性鱼类物种数最多(80%);在3种摄食类型中,肉食性鱼类物种数最多(46%);在3种产卵类型中,产黏性卵鱼类的物种数最多(50%)。相对重要性指数(IRI)显示,瓦氏黄颡鱼、银鲴、三角鲂、铜鱼等中小型鱼类为优势种。平均Margalef丰富度指数为5.11、平均Pielou均匀度指数为0.63、平均Shannon-Wiener多样性指数为3.23、平均Simpson优势度指数为0.26。丰度/生物量比较曲线表明,宜昌和湖口江段鱼类群落受人类活动干扰严重,石首、嘉鱼和武汉江段鱼类群落相对稳定。Cluster和NMDS分析结果表明,长江中游的鱼类群落可划分为3个类群,宜昌为一类群;石首、嘉鱼和武汉为一类群;湖口为一类群。RDA分析结果显示,NH4+-N和底质类型是影响长江中游鱼类群落结构差异的主要因子。研究表明,与历史资料相比,长江中游鱼类群落发生了显著变化,经济鱼类占比减少,鱼类个体呈现小型化和低龄化。引起这些变化的原因是由于长期的人类活动和自然环境变化共同作用的结果。

基于选择容量价值的生态补偿标准与自然资源资产价值核算——以珠江水资源供应为例

选择容量价值是指,一项人类生存生产所必需的生态系统服务,其总量为消费该生态系统服务的消费活动所提供的选择自由度(即选择容量,optional capacity)与该消费活动所产生的经济社会价值的乘积。选择容量价值将经济发展状况和资源环境状况融合了起来,实现了经济社会发展与生态环境保护的价值统一,这对于推进保护与发展相辅相成的生态文明建设具有积极意义。为了探索以选择容量价值为指标的生态补偿标准与自然资源资产价值核算框架和核算方法,以珠江流域水资源供应为例,对跨水文单元的水资源供应流动进行了生态补偿核算,对各水文单元的水资源供应的自然资源资产价值进行了量化评估研究。研究结果显示,珠江三角洲地区的水资源供应的选择容量价值大部分(约74%)来自上游水文单元的跨区输入,而上游水文单元所提供的水资源供应的选择容量价值也在相当程度上依赖于下游水文单元的经济社会发展。基于跨区流动的水资源供应的选择容量价值,可以按照“共享共担”和“同工同酬”原则进行跨区生态补偿核算;基于各水文单元所提供的水资源供应的选择容量价值,可以对各单元内自然资源资产价值进行核定,这对于协调区域发展推进西江-珠江经济带流域生态文明建设具有重要意义。