全 文 ：
摇 摇 摇 摇 摇 生 态 学 报
摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 (SHENGTAI XUEBAO)
摇 摇 第 33 卷 第 17 期摇 摇 2013 年 9 月摇 (半月刊)
目摇 摇 次
前沿理论与学科综述
植物角质层蜡质的化学组成研究综述 曾摇 琼,刘德春,刘摇 勇 (5133)…………………………………………
中国滨海盐沼湿地碳收支与碳循环过程研究进展 曹摇 磊,宋金明,李学刚,等 (5141)…………………………
个体与基础生态
秸秆隔层对盐碱土水盐运移及食葵光合特性的影响 赵永敢,逄焕成,李玉义,等 (5153)………………………
盐地碱蓬二型性种子及其幼苗对盐渍环境的适应性 刘摇 艳,周家超,张晓东,等 (5162)………………………
不同抗旱性花生品种的根系形态发育及其对干旱胁迫的响应 丁摇 红,张智猛,戴良香,等 (5169)……………
夏季苹果新梢生理指标与抗苹果绵蚜的关系 王西存,周洪旭,于摇 毅,等 (5177)………………………………
花期海蓬子对盐胁迫的生理响应 刘伟成,郑春芳,陈摇 琛,等 (5184)……………………………………………
白蜡多年卧孔菌生物学特性及驯化栽培 鲁摇 铁,图力古尔 (5194)………………………………………………
重度火烧迹地微地形对土壤微生物特性的影响———以坡度和坡向为例
白爱芹,傅伯杰,曲来叶,等 (5201)
…………………………………………
……………………………………………………………………………
秸秆还田与施肥对稻田土壤微生物生物量及固氮菌群落结构的影响 刘骁蒨,涂仕华,孙锡发,等 (5210)……
大穗型小麦叶片性状、养分含量及氮素分配特征 王丽芳,王德轩,上官周平 (5219)……………………………
复合不育剂 EP鄄1对小鼠空间记忆与焦虑行为的影响 王晓佳,秦婷婷,胡摇 霞,等 (5228)……………………
种群、群落和生态系统
小兴安岭阔叶红松混交林林隙特征 刘少冲,王敬华,段文标,等 (5234)…………………………………………
高寒矮嵩草群落退化演替系列氮、磷生态化学计量学特征 林摇 丽,李以康,张法伟,等 (5245)………………
中亚热带人工针叶林生态系统碳通量拆分差异分析 黄摇 昆,王绍强,王辉民,等 (5252)………………………
高寒山区一年生混播牧草生态位对密度的响应 赵成章,张摇 静,盛亚萍 (5266)………………………………
乳山近海大型底栖动物功能摄食类群 彭松耀,李新正 (5274)……………………………………………………
景观、区域和全球生态
采伐干扰对大兴安岭落叶松鄄苔草沼泽植被碳储量的影响 牟长城,卢慧翠,包摇 旭,等 (5286)………………
西南喀斯特地区轮作旱地土壤 CO2 通量 房摇 彬,李心清,程建中,等 (5299)…………………………………
干湿季节下基于遥感和电磁感应技术的塔里木盆地北缘绿洲土壤盐分的空间变异性
姚摇 远,丁建丽,雷摇 磊,等 (5308)
…………………………
……………………………………………………………………………
东北温带次生林和落叶松人工林土壤 CH4 吸收和 N2O排放通量 孙海龙,张彦东,吴世义 (5320)……………
新疆东部天山蝶类多样性及其垂直分布 张摇 鑫,胡红英,吕昭智 (5329)………………………………………
玉米农田空气动力学参数动态及其与影响因子的关系 蔡摇 福,周广胜,明惠青,等 (5339)……………………
天山北坡家庭牧场复合系统对极端气候的响应过程 李西良,侯向阳,丁摇 勇,等 (5353)………………………
大城市边缘区景观破碎化空间异质性———以北京市顺义区为例 李摇 灿,张凤荣,朱泰峰,等 (5363)…………
资源与产业生态
基于 GLBM模型的中国大陆阿根廷滑柔鱼鱿钓渔业 CPUE标准化 陆化杰,陈新军,曹摇 杰 (5375)…………
三峡库区古夫河水质时空分异特征 冉桂花,葛继稳,苗文杰,等 (5385)…………………………………………
城乡与社会生态
汉、藏、回族地区农户的环境影响———以甘肃省张掖市、甘南藏族自治州、临夏回族自治州为例
赵雪雁,毛笑文 (5397)
………………
…………………………………………………………………………………………
研究简报
中国近海浮游动物群落结构及季节变化 杜明敏,刘镇盛,王春生,等 (5407)……………………………………
海洋污染物对菲律宾蛤仔的免疫毒性 丁鉴锋,闫喜武,赵力强,等 (5419)………………………………………
衰亡期沉水植物对水和沉积物磷迁移的影响 王立志,王国祥 (5426)……………………………………………
伊洛河流域外来草本植物分布格局 郭屹立,丁圣彦,苏摇 思,等 (5438)…………………………………………
期刊基本参数:CN 11鄄2031 / Q*1981*m*16*316*zh*P* ￥ 90郾 00*1510*32*
室室室室室室室室室室室室室室
2013鄄09
封面图说: 帽儿山次生林林相———帽儿山属于长白山山脉的张广才岭西坡,松花江南岸支流阿什河的上游,最高海拔 805m,由
侏罗纪中酸性火山岩构成,是哈尔滨市附近的最高峰,因其貌似冠状而得名。 东北林业大学于 1958 年在此建立了
实验林场。 山上生长着松树、榆树、杨树及各种灌木等,栖息着山鸡、野兔等野生动物,在茂密的草地上还生长有各
种蘑菇。 其地带性植被为温带针阔混交林,目前状况为天然次生林。 部分地方次生林转变为落叶松人工林后,落叶
松林地的凋落物层影响了林地土壤水分的格局。
彩图及图说提供: 陈建伟教授摇 北京林业大学摇 E鄄mail: cites. chenjw@ 163. com
第 33 卷第 17 期
2013年 9月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINICA
Vol.33,No.17
Sep.,2013
http: / / www.ecologica.cn
基金项目:国家自然科学基金资助项目( 40972218); 中国地质大学 (武汉)中央高校基本科研业务费专项资金资助项目( G1323521125,
G1323521225)
收稿日期:2012鄄05鄄25; 摇 摇 修订日期:2013鄄03鄄21
*通讯作者 Corresponding author.E鄄mail: gejiwen2002@ aliyun.com
DOI: 10.5846 / stxb201206250892
冉桂花,葛继稳,苗文杰,曹华芬,吴述园,程腊梅.三峡库区古夫河水质时空分异特征.生态学报,2013,33(17):5385鄄5396.
Ran G H, Ge J W, Miao W J, Cao H F, Wu S Y, Cheng L M.Spatial鄄temporal differentiation of water quality in Gufu River of Three Gorges Reservoir.Acta
Ecologica Sinica,2013,33(17):5385鄄5396.
三峡库区古夫河水质时空分异特征
冉桂花1,葛继稳1,*,苗文杰1,2,曹华芬1,3,吴述园1,程腊梅1
(1. 中国地质大学 湿地演化与生态恢复湖北省重点实验室 生态环境研究所, 武汉摇 430074;
2. 武汉市伊美净科技发展有限公司, 武汉摇 430072; 3. 湖北永业行评估咨询有限公司, 武汉摇 430070)
摘要:以湖北省神农架林区和兴山县境内长江三峡库区香溪河支流古夫河为研究对象,于 2010 年 8 月—2011 年 7 月在整条河
流中选取 20个采样点,进行样本采集,并测定溶解氧、碱度、硬度、电导率、总磷、总氮、化学需氧量、二氧化硅、总有机碳共 9 项
水质指标,运用多元统计方法,分析水质的时空分异特征。 依据研究区土地利用类型差异,将 20个采样点分成 4组,即森林(A
组)、耕地(B组)、水库(C组)和村镇(D组);根据该区域的水文节律,将 5—10 月归为湿季,其余月份为干季。 判别分析和方
差分析结果表明,古夫河水质具有时空显著性差异:总磷、二氧化硅、电导率、化学需氧量、总硬度和总碱度等指标具有空间显著
性差异;总氮、化学需氧量、溶解氧、二氧化硅和总有机碳与季节存在显著相关性,所测 9项水质指标在不同空间类别上呈现出
显著的季节变化。 主成分分析表明,不同空间类别上的干湿季节引起水质变化的主导因子是不同的:A 组中,湿季主要体现为
二氧化硅和总有机碳,干季主要体现为总磷、二氧化硅、总有机碳和化学需氧量,该组水质主要受地表径流、地质成因和风化作
用等自然因素的影响;B组中,湿季主要体现为硬度和总有机碳,干季主要体现为总磷、化学需氧量、总碱度和总硬度,该组除了
受自然因素的影响,还受如农业径流、未处理的生活污水排放等人为因素影响;C组中,湿季主要体现为二氧化硅、总氮和总磷,
干季主要体现为总氮、总有机碳和二氧化硅,该组主要受农业径流、地表径流以及未经处理的生活污水等的影响;D组中湿季主
要体现为二氧化硅、总氮和总磷,干季主要体现为碱度、硬度、总氮和总有机碳,该组主要受村镇生活污水和农业径流等的影响。
结果表明,古夫河水质受自然和人为因素影响而发生变化,其中受人为因素影响更大。 因此,加强水资源的管理和保护,改善水
质,做好水源地的长期水质监测显得尤为重要。
关键词:判别分析;主成分分析;水质;时空分异;古夫河
Spatial鄄temporal differentiation of water quality in Gufu River of Three
Gorges Reservoir
RAN Guihua1, GE Jiwen1, *, MIAO Wenjie1,2, CAO Huafeng1, 3, WU Shuyuan1, CHENG Lamei1
1 Hubei Key Laboratory of Wetland Evolution & Ecological Restoration, Institute of Ecology and Environmental Sciences, China University of Geosciences,
Wuhan 430074, China
2 Wuhan Imagination Science and Technology Development Co., Ltd., Wuhan 430072, China
3 Hubei Realhom Appraisal & Consulting Co., Ltd., Wuhan 430070, China
Abstract: In order to provide scientific supports for rivers ecological management of the Three Gorges Reservoir, we
conducted a study to determine the spatial and temporal differentiation of water quality in the Gufu River. Gufu River, a
tributary of Xiangxi River flowing into Three Gorges Reservoir, passes Shennongjia Forest District and Xingshan County,
Hubei Province, Central China. We arranged 20 sampling sites along the Gufu River and measured 9 water quality
parameters once a month from August 2010 to July 2011 at these sites. According to landscape difference, the sampling sites
http: / / www.ecologica.cn
were divided into 4 groups: forest area (Group A), cultivated land area (Group B), reservoir area (Group C), village /
small town area (Group D). According to hydrological rhythm, May to August were classed as wet season, and the other
months were classed as dry season. The 9 water quality parameters were: total nitrogen (TN), dissolved oxygen (DO),
total organic carbon ( TOC), total phosphorus ( TP), silicon dioxide ( SiO2 ), electrical conductivity ( EC), chemical
oxygen demand (COD), total hardness(T鄄Hard)and total alkalinity (T鄄Alk) . Using the Discriminant Analysis (DA) and
Analysis of Variance (ANOVA), we found the water quality showed spatial and temporal differentiation pattern: TP, SiO2,
EC, COD, T鄄Hard and T鄄Alk are significantly different among the different spatial group; TN, COD, DO, SiO2 and TOC
are different among the seasons; all water quality parameters presented significant seasonal changes at different spatial types.
Using the Principal Component Analysis (PCA), we found the factor determining the water quality at different part of the
river in different seasons. At the forest area (Group A), SiO2 and TOC were the main factors which affect the water quality
in the wet seasons, but in the dry seasons TP, SiO2, TOC and COD were the mainly factors, which indicated that in forest
area water quality was influenced by the natural factor such as surface runoff, vegetation and weathering. At the cultivated
land area (Group B), in the wet season, T鄄Hard and TOC were the main factors affecting water quality while in the dry
season TP, COD, T鄄Hard and T鄄Alk were the main factors affecting water quality. In cultivated land area, the variation of
water quality was not only caused by the influence of natural factors, but also by factors of human activities such as
agricultural runoff and domestic sewage without treatment. At reservoir area(Group C), SiO2, TN and TP were the main
factors affecting water quality in the wet season, while TN, TOC and SiO2 were the main factors in the dry seasons. The
water quality of the stream beside the villages / small towns was influenced by nitrogen and phosphorus particle entering into
reservoir with farmland runoff, surface runoff and untreated domestic sewage. At village / small town area (Group D),
SiO2, TN and TP were the main factors affecting water quality in the wet season, while T鄄Alk, T鄄Hard, TN and TOC were
the main factors in the dry seasons. The water quality at the village / small town area was influenced by municipal sewage,
agricultural runoff. Our study indicated that the water quality of Gufu River is affected by natural and anthropogenic factors
and the later one are greater. Therefore, the strengthening of the management and protection of water resources and good
long鄄term water quality monitoring is particularly important for the improvement of water quality.
Key Words: Discriminant Analysis ( DA); Principal Component Analysis ( PCA); water quality; spatial鄄temporal
disparity; Gufu River
长江三峡大坝是中国乃至世界上最大的水利枢纽工程,它在发电、防洪、航运等方面给我国带来巨大的经
济效益,同时其带来的水环境问题也已经成为社会各界关注的焦点[1]。 三峡工程自运行以来,库区各大支流
受长江回水的顶托而形成库湾,库湾水体富营养化现象陆续出现,且恶化速度不断加快,其中,香溪河尤为突
出。 香溪河作为三峡水库靠近坝址最近的最大一级支流,水库蓄水后,已多次暴发水华[2],为此,许多学者相
继开展了大量的相关研究[3鄄5]。 然而,大部分研究都集中在香溪河干流,对其支流研究甚少。 笔者认为,要想
弄清香溪河流域乃至三峡库区的水质状况,需要对其支流水质开展研究,从源头追踪到库湾分析水质的变化
情况,以更加科学、可靠的研究方法了解香溪河流域的水环境状况,推测其富营养化根源;再则,古夫河流域的
土地利用格局在空间上存在显著差异,河流水质不仅易受到水土流失、大气降水和植被演替等自然因素的影
响,还易受到土地利用、生活污水、工农业废水和水资源过度开发等人为因素的影响。 古夫河河流水质变化会
对该河流乃至香溪河水域生态系统产生一系列的影响[6]。 因此,通过探究古夫河河流水质变化,不仅能更清
楚了解该河流的水质状况,为古夫河水资源管理和保护提供科学可靠的动态信息;也能为全面把握香溪河流
域的水质变化积累基础数据,这对于分析香溪河近年生态变化的原因,具有一定的科学及应用价值。
多元统计方法中的聚类分析(CA),主成分分析(PCA)以及判别分析(DA)是研究河流水质变化特征和
源识别的有效工具,已得到国内外学者的广泛应用[7鄄14]。 Singh 等[14]综合运用 CA、PCA 和 DA 对印度 Gomti
6835 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 33卷摇
http: / / www.ecologica.cn
河流进行水质时空特征分析,识别出引起该河流水质变化的自然和人为污染源;赵广举等[10]利用 CA和 PCA
分析了太湖流域的水质特征;Kannel等[11]综合运用 CA、PCA和 DA在分析加德满都(尼泊尔)巴格马蒂河的
水质时空变化特征的基础上,探讨了水质时空变化与土地利用类型的关系;Mendiguchia等[13]运用 CA和 PCA
对西班牙瓜达基维尔河的人为因素影响进行了评价;Alberto 等和 Qadir 等用多元统计方法分别对阿根廷
Suqu侏a河流和巴基斯坦杰纳布河支流的水质时空变化特征进行了分析[7,12]。
本文以香溪河第一支流古夫河为研究对象,根据土地利用类型,并结合多元统计分析方法探讨古夫河河
流水质时空分异特征,识别影响河流水质变化的主导水质因子,探讨导致该流域水质时空分布格局的原因,以
期为香溪河流域乃至三峡库区水资源管理和保护提供科学依据。
1摇 研究区域与研究方法
1.1摇 研究区概况
古夫河是三峡库区一级支流香溪河上游的主要支流,发源于湖北省神农架林区的骡马店,流域面积 1189
km2。 古夫河河道平均坡降 20译,干流长 68 km。 该流域属于亚热带大陆性季风气候,雨量充沛,地形复杂,高
低悬殊,气候垂直差异大。 土壤类型随海拔变化而变化,海拔 800 m 以下为黄壤,800—1000 m 为黄棕壤,
1000 m以上为棕壤。 区域植被垂直分布格局显著[15],地带性植被为常绿阔叶林,现存植被为以针阔混交林
为主的天然次生林。 主要森林乔木种有马尾松(Pinus massoniana)、杉木(Cunninghamia lanceolata)、曼青冈
(Quercus oxyodon)、栓皮栎(Quercus variabilis)、茅栗(Castanea seguinii)、鹅耳枥(Carpinus turczaninowii)、化香
(Platycarya strobilacea)等。 河岸带植被以茅栗、枫杨(Pterocarya stenoptera)、马桑(Coriaria sinica)、鸢尾( Iris
tectorum)等为主。 研究区域土地利用类型有森林(次生林为主)、耕地、水库和村镇等。 流域矿产资源丰富,
尤其是磷矿资源丰富,是湖北兴(山)神(农架)保(康)磷矿的主产区。
1.2摇 研究方法
1.2.1摇 水样的采集与测量
本研究从 2010年 8月—2011年 7月对古夫河进行了为期 1a的采样,从河流源头到与香溪河交汇处共设
20个采样点,分别为 GF(古夫)01—15、GF15a、GF16—19,各点之间海拔相差 50—100 m,采样点具体分布见
图 1。
所选取的点位覆盖整个河流,能包含整个古夫河河流的水文特征。 选用 600 mL清洁的聚乙烯瓶在水下
1 / 2深度处进行水样采集。 选取的 9个水质指标有总磷(Total phosphorus,TP)、总氮(Total nitrogen,TN)、化学
需氧量(Chemical oxygen demand,COD)、溶解氧(Dissolved oxygen,DO)、碱度(Total alkalinity,T鄄Alk)、硬度
(Total hardness,T鄄Hard)、二氧化硅(Silicon dioxide,SiO2)、电导率(Electrical conductivity,EC)、总有机碳(Total
organic carbon,TOC)。 其中 DO采用美国金泉 YSI 550A型便携式溶解氧测量仪现场测量,电导率使用意大利
哈纳 HANNA HI8733现场测量,其它指标的测定均按照国家标准《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)推
荐的方法。
1.2.2摇 数据分析
本文首先根据该区的土地利用差异进行空间分类,按照水文节律进行季节分类;然后基于分类结果,用判
别分析识别具有空间显著性差异的水质指标;再在不同空间类别上分析时间尺度水质分异特征;最后,运用主
成分分析方法进一步研究不同空间类别上干、湿季节分别影响河流水质时空分异的潜在因素[7,16]。
为了消除数据单位和量纲不同的影响,进行主成分分析前,需对原始数据进行标准化,以提高分析结果的
可信度。 上面所述分析均在 IBM SPSS Statisticts19.0和 Microsoft Office Excel 2007中实现。
2摇 结果与讨论
2.1摇 空间尺度水质特征分异性分析
将 20个采样点按其土地利用类型进行分类,共分成 4 类,即森林、耕地、水库和村镇,分类结果见表 1。
结合采样点的分布示意图(图 1)以及表 1可以看出,A 组的采样点分布在两岸植被覆盖率高、受人为干扰小
7835摇 17期 摇 摇 摇 冉桂花摇 等:三峡库区古夫河水质时空分异特征 摇
http: / / www.ecologica.cn
图 1摇 古夫河地理位置及其采样点分布图
Fig.1摇 Study area and sampling points distribution
的河段,河流水质良好;B组的采样点分布在以耕地为主的河段,途经农业和村镇区,没有工业活动,主要污染
来自农业地表径流和未处理的生活污水直接进入河流;C 组以水库为主,受人为干扰较严重;D 组为村镇区,
受人为干扰最为严重。
表 1摇 采样点的土地利用类型
Table 1摇 Land use types of all sampling sites
土地利用类别 Land use types 采样点 Number of the sampling location
森林 Forest (A组 Group A) GF01,GF02 ,GF03,GF04
耕地 Cultivated land (B组 Group B) GF05,GF06,GF07,GF08,GF09,GF 12,GF13
水库 Reservoir (C组 Group C) GF10,GF11,GF14,GF15,GF15a,GF18,GF19
村镇 Village and small town (D组 Group D) GF16,GF17
采用 Wilks忆姿判别分析法分析聚类结果,对表征组间空间显著性差异的水质指标进一步验证和识别,得
到统计检验结果(表 2)、结构矩阵(表 3)和分类函数系数矩阵(表 4)。 从表 2 中可以看出 3 个判别函数基本
上解释了所有水质指标,Wilks忆姿和卡方系数分别为 0.002—0.287和 16.245—79.219。 判别函数 1和 2的显著
性检验值均小于 0.01,表明空间分类有效。 判别函数 3的显著性检验值大于 0.01,进一步表明判别函数 1和 2
的有效性。
表 2摇 空间尺度判别分析统计检验
Table 2摇 Eigenvalue, Wilks忆 lambda and Chi鄄Sqr. Test of spatial DA
判别函数
Discriminant function
特征值
Eigenvalue
相关性
Relevance
Wilks的 姿值
Wilks忆姿
卡方系数
Chi鄄square
自由度
df
显著性
Significance
1 22.483 0.978 0.002 79.219 24 0.000
2 4.4079 0.903 0.053 38.188 14 0.000
3 2.489 0.845 0.287 16.245 6 0.012
8835 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 33卷摇
http: / / www.ecologica.cn
摇 摇 从判别函数的结构矩阵(表 3)及分类函数系数(表 4)可以看出,判别函数由 6 个水质指标构建,即 TP、
SiO2、EC、COD、T鄄Hard、T鄄Alk。 这 6个水质指标可用来识别 A 组、B 组、C 组和 D 组 4 个河段,它们的空间差
异性及变化规律见图 2。 TP 的最大平均值出现在 C 组中,其次是 D 组,显著高于组间不存在显著性的 A、B
组。 COD的最大平均值出现在 D组中,显著高于组间不存在显著性的 A、B、C 组。 EC 最大平均值出现在 B
组中,最小平均值出现在 A组中,表现出组间显著性差异。 T鄄Hard和 T鄄Alk 在四组中的浓度高低顺序是 B 组
>A组> C组>D组,表现出显著的组间差异。 SiO2的最小平均值出现在 D 组中,显著低于组间不存在显著性
差异的 A、B、C组(图 2)。 从以上 6个指标的分析中可以看出,C、D两个区域中,TP、COD相对于其他区域偏
高,造成这一结果的可能原因是这两个区域内土地利用类型多样(林地、水库、村镇、耕地以及工矿企业),受
到自然、农业、工业和生活污水等多因素的影响。 SiO2主要与河道风化过程的输送有关[17],其平均值为 2.33
mg / L,与李凤清等[18]2000—2006年对香溪河流域(古夫河)水环境因子监测(SiO2浓度为 2.64—5.90 mg / L)
相比,硅的输送量有所降低,可能与水利工程建设、污水排放等人类活动有关[19]。
表 3摇 结构矩阵
Table 3摇 Structure matrix
变量 Variable
函数 Function
1 2 3
总磷 Total phosphorus TP 0.368 0.570 -0.031
二氧化硅 Silicon dioxide SiO2 0.111 -0.552 0.125
电导 Electrical conductivity EC -0.015 -0.221 0.519
化学需氧量 Chemical oxygen demand COD -0.049 0.245 0.095
硬度 Total hardness T鄄Hard 0.034 -0.044 0.395
溶解氧 Dissolved oxygen DO(a) -0.202 -0.044 -0.434
碱度 Total alkalinity T鄄Alk -0.056 -0.506 0.330
总氮 Total nitrogen TN(a) -0.038 -0.028 -0.392
总有机碳 Total organic carbon TOC* 0.027 0.484 0.137
摇 摇 * 表示分析中未使用该变量
表 4摇 空间尺度判别分析的分类函数系数
Table 4摇 Classification function coefficients of spatial DA
变量 Variable
采样点类别 Sampling points category
A组 Group A B组 Group B C组 Group C D组 Group D
TP -2534.51 -2489.16 -552.47 -3204.00
SiO2 -128.58 -129.08 -86.56 -179.42
EC 0.52 0.68 1.19 0.23
COD 377.03 385.74 321.66 448.08
T鄄Hard 40.14 42.59 34.42 49.28
T鄄Alk 9.37 9.59 8.06 10.14
常量 Constant -1983.34 -2124.55 -1855.47 -2139.94
摇 摇 Fisher忆s 线性判别函数
2.2摇 不同空间类别上时间尺度水质特征分异性分析
由于三峡库区年降雨量的 81.09%集中分布在 5—10月[20鄄21]。 据此,本文将该区的 5—10月划分为湿季,
其余月份归为干季。 水质参数的时间变化通过季节参数相关矩阵进行评价。 通过单因素方差分析(One鄄Way
ANOVA),除了 TP、EC、T鄄Hard、T鄄Alk 以外,TN、COD、DO、SiO2和 TOC 与季节存在显著的相关性(P<0.05)。
这些显著性指标中,COD具有最大的相关系数(Spearman忆s R= -0.866),其次是 DO (R = 0郾 793),SiO2(R = -0.
736),TOC(R= 0.546)以及 TN (R= -0.450)。 与季节相关的参数可以被视为引起水质时间变化的主要指标。
在不同空间类别上,随着季节的变化,TP,TN,COD,SiO2均呈现下降的趋势(图 3)。 TP 在 A和 B 组中变
9835摇 17期 摇 摇 摇 冉桂花摇 等:三峡库区古夫河水质时空分异特征 摇
http: / / www.ecologica.cn
图 2摇 6个显著性水质指标的空间差异性
Fig.2摇 Spatial variations of six water quality indexes
TP:总磷 Total phosphorus;COD:化学需氧量 Chemical oxygen demand;EC:电导 Electrical conductivity;T鄄Hard: 硬度 Total hardness;T鄄Alk:碱度
Total alkalinity;SiO2:二氧化硅 Silicon dioxide
幅较大,在 C和 D组中变幅较小。 A组(森林)中,可能由于枯枝落叶的输入给河流提供一定的有机质,在一
定程度上促进对可溶解性磷的吸收,使得 TP 有所下降;B组(耕地)在干季,耕地中进行的农业活动将造成土
壤中磷增加,没有被作物吸收的磷吸附在土壤表面,在湿季的大量降雨过程中,磷随土壤颗粒一起进入河流,
使其 TP 的变幅大。 TN在 A组中变幅大,在其他组中变幅小。 A组中,由于地势陡峭,高低悬殊,在湿季的强
降雨过程中,对河道底质的冲刷剧烈使得氮含量增加。 另外,湿季,树木茂盛,水面接受的光照强度下降,水体
中初级生产力和养分需求均下降[22],使得氮增加。 有研究发现[23鄄24],在农业区的溪流水质的季节变化差异大
于森林地区,而本研究中的结论为两者的差异不大。 COD和 SiO2在各组中的变幅均较大,而 D组(村镇)变幅
最大。 湿季,有机生活污水随降雨形成雨水径流进入河流,使得河流中 COD浓度增加[25];大量降雨导致水土
流失,水体含沙量增加将造成 SiO2增加[26]。 也有研究表明,水中 SiO2与降雨量和流量成正相关[27],本次研究
结果与之相符。 气温是 DO季节变化的主要因素(图 3),温度越高,水体中氧气更容易饱和[28]。 EC,T鄄Hard
和 T鄄Alk均表现为 A组和 B组湿季大于干季,而 C 组和 D 组干季大于湿季(图 3)。 有研究[29]表明,溪流中
EC与 T鄄Hard、T鄄Alk以及溶解性盐类有明显的相关性,与本次研究结果一致。 EC 在各组中的变幅均较大。
在 C组(水库为主),由于大量降水对离子的稀释,而致使 EC降低;D组中,干季河流水量少,而干扰并没有降
低,致使干季大于湿季。 湿季,A组中森林溪流地势复杂,降雨对河流底质的扰动大,底质中的溶解性盐类进
入水中;而 B组中,随着湿季的到来,刚经过农业活动的疏松土壤及其携带的溶解性盐类易随降雨进入河流,
使得离子浓度增加。 T鄄Hard和 T鄄Alk在 C、D 组中变幅大,A、B 组中变化不明显。 T鄄Hard 和 T鄄Alk 与矿化度
成正相关,枯水期矿化度大主要是与雨量稀少、气候干燥、蒸发剧烈,气温日差大有关[30]。 随着季节的变化,
在 A组中 TOC呈下降趋势,而在其他组中呈上升趋势,且各组中的变化幅度较大(图 3)。 在 A组中,受人为
干扰小,且地势较为陡峭,湿季雨水充沛,易对河床底质冲刷,使得土壤中的有机物及其枯枝落叶中的有机物
进入到水中,湿季大于干季。 B、C、D组中呈现上升的趋势。 湿季降雨使得水体中悬浮物增加而造成水的透
光性减弱,抑制浮游植物的生长,使得水体中的自生有机碳降低,同时较大的水流也稀释了水中的自生有机
碳。 另外,外源颗粒物(如地表径流侵蚀冲刷)中的有机碳含量比河流生物量的有机碳低。
0935 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 33卷摇
http: / / www.ecologica.cn
图 3摇 不同空间类别上水质的季节变化
Fig.3 摇 The seasonal variations of water quality at different spatial types
TN:总氮 Total nitrogen;DO:溶解氧 Dissolved oxygen;TOC:总有机碳 Total organic carbon
2.3摇 水质时空分异特征的影响因子识别
为进一步探究不同空间类别上干、湿季节引起河流水质变化的水质指标,本文按照特征值大于 1 的原
则[14,31],对不同空间类别上干湿季节水质指标进行主成分分析(表 5),结果表明,A组中湿季提取的 3个主成
分累计频率为 90.46%,干季提取的 4个主成分累计频率为 100%;B 组中湿季提取的 3 个主成分累计频率为
93.02%,干季 2 个主成分的累计频率为 86. 73%;C 组中湿季和干季提取的 3 个主成分累计频率分别为
89郾 56%和 92.48%;D组中湿季和干季提取的 4个主成分累计频率分别为 93.25%和 100%。 以上的累积频率
均超过 85%,基本包含了 9项水质指标的全部信息。
对于 A组,淤湿季中,与第 1主成分(方差贡献率为 38.99%)密切相关的是 TOC、SiO2和 EC,代表水体中
含有机物、硅和离子水平,与第 2主成分(占 27.57%)密切相关的是 TN、COD 和 T鄄Hard,代表水体中的含氮、
有机物和碱度水平,与第 3主成分(占 23.89%)相关的是 T鄄Alk和 TP,代表水中含磷和碱度水平。 总体来说,
A组中的湿季,SiO2和 TOC是影响河流水质变化的主导因子,其次是 TN、COD、T鄄Hard、T鄄Alk 和 TP。 于干季
中,与第 1主成分(方差贡献率为 37.23%)密切相关的是 TOC、SiO2、TP 和 COD,代表水体中含磷、硅和有机物
水平;与第 2主成分(占 26.19%)密切相关的是 TN和 EC,代表水体中的含氮和离子水平;与第 3 主成分(占
22.81%)相关的是 T鄄Hard和 T鄄Alk,代表水中含硬度和碱度水平;与第 4主成分(占 13.76%)相关的是 DO,代
表水体自净能力。 表明 A组在干季中,TP、SiO2、TOC和 COD是影响河流水质变化的主导因子,其次是 TN、T鄄
Hard和 T鄄Alk。
A组所对应的区域属于神农架林区,人为干扰小,湿季氮、磷主要来自地表径流。 在干季,氮、磷亦占较大
的比重。 磷可能与该区地质成因磷有关,氮也可能与河流本身的“地质氮冶(基岩中 NO-3 鄄N)有关[32]。 TOC 代
表水中的有机物含量,可能与该地植被覆盖率高、进入水体中的枯枝落叶丰富有关[33]。 该河段基本未受到污
染,T鄄Hard和 T鄄Alk表明河流水质主要由矿物质组成,符合山区河流水质特性[34]。
1935摇 17期 摇 摇 摇 冉桂花摇 等:三峡库区古夫河水质时空分异特征 摇
http: / / www.ecologica.cn
表 5摇 不同空间上不同季节的 9个水质指标的最大方差旋转主成分分析结果
Table 5摇 Principal component analysis result of 9 measured variables on VARIMAX rotated factors at different seasons in different spatial types
变量
Variable
A组 Group A
湿季 Wet season
VF1 VF2 VF3
干季 Dry season
VF1 VF2 VF3 VF4
B 组 Group B
湿季 Wet season
VF1 VF2 VF3 VF4
干季 Dry season
VF1 VF2 VF3 VF4
TP 0.322 0.176 0.914 0.904 0.417 -0.033 -0.091 0.423 0.850 -0.042 -0.988 0.137
TN 0.070 0.983 0.021 -0.071 -0.988 -0.133 -0.035 0.018 0.054 0.976 -0.248 -0.896
COD 0.178 0.729 0.488 0.868 0.108 0.462 0.143 -0.074 0.742 0.661 0.847 0.252
DO 0.684 -0.546 -0.359 0.074 0.157 0.102 0.980 0.955 0.032 0.239 0.688 0.507
EC 0.838 0.316 0.058 -0.242 0.950 -0.026 0.194 0.252 -0.944 -0.180 -0.040 0.982
T鄄Hard 0.628 0.650 0.214 -0.063 -0.081 -0.988 0.119 0.829 0.215 0.072 -0.922 0.021
T鄄Alk 0.279 -0.113 -0.947 0.134 0.005 0.892 0.431 -0.347 -0.888 -0.017 0.948 0.003
SiO2 0.903 0.325 0.008 0.911 -0.368 0.172 0.077 0.663 0.097 0.722 0.662 -0.671
TOC 0.955 -0.120 0.042 -0.928 0.354 0.089 -0.073 0.961 0.033 -0.140 0.003 0.911
方差 Variance 3.51 2.48 2.15 3.35 2.36 2.05 1.24 3.33 3.01 2.03 4.42 3.39
方差贡献率
Percentage of
variances / %
38.99 27.57 23.89 37.23 26.19 22.81 13.76 36.99 33.48 22.54 49.09 37.65
累积贡献率
Cumulative / % 38.99 66.56 90.46 37.25 63.43 86.25 100.00 36.99 70.48 93.02 49.09 86.73
变量
Variable
C组 Group C
湿季 Wet season
VF1 VF2 VF3
干季 Dry season
VF1 VF2 VF3 VF4
D组 Group D
湿季 Wet season
VF1 VF2 VF3 VF4
干季 Dry season
VF1 VF2 VF3 VF4
TP -0.832 -0.222 0.406 -0.232 0.242 0.941 0.270 0.882 0.346 0.169 -0.229 -0.020 -0.023 0.973
TN 0.901 0.298 0.130 -0.919 -0.123 -0.242 0.924 -0.016 -0.163 0.048 -0.010 -0.970 0.242 0.004
COD 0.107 0.852 0.078 0.361 0.239 0.900 0.161 0.186 0.185 -0.814 -0.030 -0.123 -0.974 -0.189
DO 0.325 0.316 0.888 0.210 0.806 0.070 -0.110 0.450 0.175 0.819 0.906 -0.364 0.062 -0.205
EC 0.449 -0.814 0.171 0.837 0.276 00.219 -0.282 -0.866 0.113 0.397 0.735 0.644 0.161 -0.138
T鄄Hard 0.502 0.734 0.420 -0.104 -0.912 -0.255 0.143 -0.950 0.233 0.060 -0.013 -0.064 0.045 0.997
T鄄Alk -0.350 -0.786 -0.036 0.050 0.963 0.227 -0.304 -0.369 -0.752 0.310 0.817 0.302 -0.170 -0.460
SiO2 0.966 -0.106 0.132 -0.760 0.432 0.484 0.947 -0.086 -0.016 -0.256-.020 -0.083 0.990 -0.112
TOC -0.207 -0.112 0.939 0.915 0.229 -0.329 -0.363 0.129 0.897 0.210 -0.142 0.952 0.261 0.071
方差 Variance 3.17 2.80 2.08 3.20 2.86 2.27 2.66 2.09 1.91 1.73 2.58 2.51 2.12 1.79
方差贡献率
Percentage of
variances / %
35.26 31.16 23.15 35.58 31.72 25.18 29.56 23.22 21.24 19.23 28.62 27.93 23.52 19.94
累积贡献率
Cumulative / % 35.26 66.41 89.56 35.58 67.30 92.48 29.557 52.774 74.016 93.25 28.622 56.548 80.064 100.00
摇 摇 VF: 主成分
对于 B组,淤湿季中,与第 1主成分(方差贡献率为 36.99%)密切相关的是 DO、T鄄Hard和 TOC,代表水体
中含氧、硬度和水平,与第 2 主成分(占 33.48%)密切相关的是 T鄄Hard、EC、T鄄Alk、TP 和 COD,代表水体中的
含离子、碱度、磷和有机物水平,与第 3主成分(占 22.54%)相关的是 TN和 SiO2,代表水中含氮和硅水平。 总
体来说,B组中的湿季,T鄄Hard和 TOC是影响河流水质变化的主导因子,其次是 T鄄Alk、TP、COD、TN 和 SiO2。
于干季中,与第 1主成分(方差贡献率为 49.09%)密切相关的是 TP、COD、T鄄Hard 和 T鄄Alk,代表水体中含磷、
有机物、硬度和碱度水平;与第 2主成分(占 37.65%)密切相关的是 EC、TN和 TOC,代表水体中的含离子、氮
和有机物水平。 表明 B组中干季,TP、COD、SiO2和 TOC是影响水质变化的主导因子,其次是 TN和 TOC。
B组对应的区域,主要是耕地、林地和村镇居民,湿季氮、磷污染主要来自农业径流、地表径流以及未经处
理的生活污水;干季,氮和磷主要来自未经处理的生活污水,该季节河流中水量相对少,污水进入河流不能迅
2935 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 33卷摇
http: / / www.ecologica.cn
速被稀释和净化,致使氮、磷含量偏高。 TOC和 COD代表的有机污染主要是来自未经处理的生活污水和耕地
径流。 EC代表水中离子浓度,与水中碱度、硬度和溶解性盐有关[29]。
对于 C组,淤湿季中,与第 1主成分(方差贡献率为 35.26%)密切相关的是 SiO2、TN和 TP,代表水体中含
硅、氮和磷水平,与第 2主成分(占 31.16%)密切相关的是 COD、EC、T鄄Alk和 T鄄Hard,代表水体中的含有机物、
离子、碱度和硬度水平,与第 3主成分(占 23.15%)相关的是 DO 和 TOC,代表水中含氧和有机物水平。 总体
来说,C组中的湿季,SiO2、TN和 TP 是影响河流水质变化的主导因子,其次是含 COD、EC、T鄄Alk 和 T鄄Hard。
于干季中,与第 1主成分(方差贡献率为 35.58%)密切相关的是 TN、TOC、EC 和 SiO2,代表水体中含氮、有机
物、离子和硅水平;与第 2主成分(占 31.72%)密切相关的是 DO、T鄄Hard和 T鄄Alk,代表水体中的含氧、硬度和
碱度水平;与第 3主成分(占 25.18%)相关的是 TP 和 COD,代表水中含磷和有机物水平。 C 组在干季,TN、
TOC和 SiO2是影响水质变化的主导因子,其次是 T鄄Alk、T鄄Hard、TP 和 COD。
C组对应的区域,土地利用类型多样,包括有水库、耕地、村镇和林地。 水土流失、农业径流、地表径流以
及未经处理的生活污水携带更多的氮、磷颗粒进入水库,致使水中氮、磷的含量高,这些离子进入水库,也会使
水中 EC 增加。 在干季该区水质也受到氮、磷的影响,可能是由于水库中藻类死亡分解导致水体中溶解性营
养盐增加[35]。 对于采样点 GF18位于水库下方,水质经过水库的混合后,水质并没有好转。 该点的左、右两侧
皆是柑橘林。 河流氮、磷主要来自柑橘林地、裸露坡地的径流携带大量含氮、磷的泥沙,与王晓燕等[36]的研究
相一致。 干湿季节,水库型河段均与 SiO2有密切联系,进一步说明,电站建设、水库蓄水会影响到水中的二氧
化硅的通量[19]。 TOC一方面受到水库截留,另一方面库区浮游植物光合作用较强,对有机质的贡献大大
增加[37]。
对于 D组,淤湿季中,与第 1主成分(方差贡献率为 29.56%)密切相关的是 SiO2和 TN,代表水体中含硅和
氮水平,与第 2主成分(占 23.22%)密切相关的是 T鄄Hard、TP 和 EC,代表水体中的含硬度、磷和离子水平,与
第 3主成分(占 21.24%)相关的是 TOC和 T鄄Alk,代表水中含有机物和碱度水平。 与第 4主成分(占 19郾 23%)
相关的是 DO和 COD,代表水体含有机物和氧水平。 总体来说,D 组中的湿季,SiO2、TN、TP 是影响河流水质
变化的主导因子,其次是 T鄄Hard、T鄄Alk、TOC和 COD。 于干季中,与第 1主成分(方差贡献率为 28郾 62%)密切
相关的是 DO、T鄄Alk和 EC,代表水体中含氧、碱度和离子水平;与第 2 主成分(占 27.93%)密切相关的是 TN
和 TOC,代表水体中的含氮和有机物水平;与第 3 主成分(占 23.52%)相关的是 COD,代表水中含有机物水
平;与第 4主成分(占 19.94%)相关的是 TP 和 T鄄Hard,代表水体含磷和硬度水平。 表明 D 组在干季中,T鄄
Alk、T鄄Hard、TN和 TOC是影响河流水质变化的主导因子,其次是 COD和 TP。
D组所在区域经过村镇、工矿企业、耕地,土地受到严重的干扰,主要表现在部分耕地变成建筑用地和裸
地。 该组中氮、磷主要来自村镇生活污水、农业活动产生的地表径流以及其他生产活动产生污水直接进入河
流。 EC主要是由于村镇生活污水和农业生产活动的输入,水质的离子浓度增加所致。 COD和 TOC代表的有
机污染主要来自村镇产生的生活污水、农业径流和工业废水[38]。 另外,TOC还可能来源于上游库区初级生产
积累的有机碳随水流下泄到下游河段[39]。
综上所述,不同空间类别上不同季节的河流水质时空分异特征的影响因子主要为以下 4 种类型:营养盐
(TN和 TP)、一般可溶性盐(T鄄Hard、T鄄Alk、EC和 SiO2)、物理参数(DO)和有机物(TOC和 COD)。 其中,营养
盐以及以 T鄄Hard、T鄄Alk为代表的一般可溶性盐类是影响河流水质变化的主导因子。 氮、磷营养盐来自自然
(地表径流、水土流失、植被、风化作用和地质成因等)和人为(农业径流、生活污水排放等)因素的点源、非点
源污染。 一般溶解性盐类的 T鄄Hard、T鄄Alk、EC和 SiO2(可溶性硅),代表水中的离子水平。 由于该区为石灰岩
地质[18],河流水体的 T鄄Hard和 T鄄Alk普遍偏高,T鄄Hard 的变化范围为 1.59—2.36mmol / L,T鄄Alk 的变化范围
为 144.15—196.76mg / L,河流 EC表征河流水体中溶解盐的含量,主要表现为与水体中的 T鄄Hard 和 T鄄Alk 相
关,在人类活动较频繁的 D、C、B组,还受农业活动和生活污水排放等人为因素影响,如土地利用[40]、水电开
发[41]等。 SiO2主要与河道风化过程的输送有关,也受到电站建设、污水排放等人为活动影响[19]。 DO 仅与河
3935摇 17期 摇 摇 摇 冉桂花摇 等:三峡库区古夫河水质时空分异特征 摇
http: / / www.ecologica.cn
流本身有关,DO变化范围为 8.6—10.9 mg / L,均达到饱和状态,说明河流具有强的自净能力。 TOC 和 COD代
表水中的有机物水平,TOC主要源于外源即地表径流的侵蚀冲刷和内源即河流水生植物的生长而增加的有
机碳。 COD来自有机生活废水、农业径流以及工业废水。
3摇 结论与研究展望
本文运用多元统计方法研究了古夫河河流水质时空分异特征。
(1) 根据土地利用类型差异将空间采样点分成 A、B、C 和 D组,按照该区域的水文节律将采样时间分为
干季和湿季。
(2) 通过空间判别分析和显著性检验得出,古夫河河流水质指标 TP、SiO2、EC、COD、T鄄Hard 和 T鄄Alk 具
有空间显著性差异。 通过单因素方差分析,TN、COD、DO、SiO2和 TOC 与季节存在显著的相关性,且所有水质
指标在不同空间类别上呈现出季节的显著变化。
(3) 对不同空间类别上的干湿季节进行主成分分析表明摇 淤 A组中,SiO2、TP、TOC 和 COD是引起水质
变化的主导因子,该组主要来自自然因素的影响,如地表径流、地质成因以及风化作用。 于 B 组中,TP、T鄄
Hard、COD、T鄄Alk、TOC和 TN是引起水质变化的主导因子,该组除了受自然因素的影响,还受人为因素影响,
如农业径流、未处理的生活污水排放。 盂 C组中,TN、TP、SiO2、TOC 和 EC 是引起水质变化的主导因子,主要
与农业径流、地表径流以及未经处理的生活污水有关,这些污水携带氮、磷颗粒进入水库,致使水中氮、磷等溶
解性营养盐的含量高,进而使水中 EC增加。 水库中藻类死亡分解也可能导致水体中溶解性营养盐增加。 榆
D组中,TN、TP、SiO2、T鄄Alk、T鄄Hard和 TOC是影响水质变化的主导因子,主要来自村镇生活污水、农业活动产
生的地表径流以及其他活动产生的污水直接进入河流。 从分析结果可以看出,古夫河河流水质受自然和人类
因素的影响而发生了变化,综合来看,下游变化更大,受人为干扰的影响更甚。
此次研究在空间尺度上设立了多个定位监测点,在时间尺度上对古夫河水质进行了为期一年的月监测,
对河流水质指标进行多元统计分析,初步探讨了古夫河水质时空分异特征,研究结果表明河流表现出季节性
和区域性动态变化特征。 但是,本文仅局限在对古夫河年内时空分异特征进行研究。 水质受多方面的自然因
素和人为因素的影响而处于不断的时空变化中,具有复杂性和不确定性,如果能跟踪获得 2—3a 以上的水质
监测数据,进行较长时间序列分析,则更能准确把握水质的时空变化特征,为水资源的管理决策者提供更为科
学可靠的结论。 因此,对三峡库区古夫河河流水质进行长时间序列的追踪研究显得尤为迫切。
致谢:中国科学院水生生物研究所李凤清博士、中国地质大学(武汉)李建峰、潘晓颖、姚敏敏、田幸、谷金普、
唐佳、曾露、王自业等参加采样,中国地质大学(武汉)程丹丹博士帮助写作,特此致谢。
References:
[ 1 ]摇 Wu J G, Huang J H, Han X G, Xie Z Q, Gao X M. Three鄄Gorges Dam鄄experiment in habitat fragmentation. Science, 2003, 300( 5623):
1239鄄1240.
[ 2 ] 摇 Cai Q H, Hu Z Y. Studies on eutrophication problem and control strategy in the Three Gorges Reservoir. Acta Hydrobiologica Sinica, 2006, 30
(1): 7鄄11.
[ 3 ] 摇 Song L X, Liu D F, Xiao S B. Experimental study on nonpoint source nutrient output from Xiangxi Basin in Three Gorges Reservoir. Resources and
Environment in the Yangtze Basin, 2011, 20(8): 990鄄996.
[ 4 ] 摇 Qiu G S, Hu S, Ye D, Yuan L, Zang X P. Investigation on the present situation of eutrophication and water bloom in the branches of Three Gorges
Reservoir. Resources and Environment in the Yangtze Basin, 2011, 20(3): 311鄄316.
[ 5 ] 摇 Wang H Y. Effects of the Three Gorges Reservoir on the water environment of the Xiangxi River with the proposal of countermeasures. Resources and
Environment in the Yangtze Basin, 2005, 14(2): 233鄄238.
[ 6 ] 摇 Cullaj A, Hasko A, Miho A, Schanz F, Brandl H, Bachofen R. The quality of Albanian natural waters and the human impact. Environment
International, 2005, 31(1): 133鄄146.
[ 7 ] 摇 Alberto W D, Del Pilar D M, Valeria A M, Fabiana P S, Cecilia H A, de los 魣ngeles B M. Pattern recognition techniques for the evaluation of
spatial and temporal variations in water quality. A case study: Suqu侏a River Basin ( Cordoba鄄Argentina) . Water Research, 2001, 35 ( 12):
4935 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 33卷摇
http: / / www.ecologica.cn
2881鄄2894.
[ 8 ] 摇 Varol M, G觟kot B, Bekleyen A, 褗en B. Spatial and temporal variations in surface water quality of the dam reservoirs in the Tigris River Basin,
Turkey. Catena, 2012, 92: 11鄄21.
[ 9 ] 摇 Juahir H, Zain S M, Yusoff M K, Hanidza T I T, Armi A S M, Toriman M E, Mokhtar M. Spatial water quality assessment of Langat River Basin
(Malaysia) using environmetric techniques. Environmental Monitoring Assessment, 2011, 173(1 / 4): 625鄄641.
[10] 摇 Zhao G J, Gao J F, Tian P, Tian K, Ni G H. Spatial鄄temporal characteristics of surface water quality in the Taihu Basin, China. Environmental
Earth Sciences, 2011, 64(3): 809鄄819.
[11] 摇 Kannel P R, Lee S, Kanel S R, Khan S P, Lee Y. Spatial鄄temporal variation and comparative assessment of water qualities of urban river system: a
case study of the river Bagmati (Nepal) . Environmental Monitoring and Assessment, 2007, 129(1 / 3): 433鄄459.
[12] 摇 Qadir A, Malik R N, Husain S Z. Spatio鄄temporal variations in water quality of Nullah Aik鄄tributary of the river Chenab, Pakistan. Environmental
Monitoring and Assessment, 2008, 140(1 / 3): 43鄄59.
[13] 摇 Mendiguchia C, Moreno C, Galindo鄄Riano M D, Garcia鄄Vargas M. Using chemometric tools to assess anthropogenic effects in river water鄄a case
study: Guadalquivir River (Spain) . Analytica Chimica Acta, 2004, 515(1): 143鄄149.
[14] 摇 Singh K P, Malik A, Sinha S. Water quality assessment and apportionment of pollution sources of Gomti river (India) using multivariate statistical
techniques鄄a case study. Analytica Chimica Acta, 2005, 538(1 / 2): 355鄄374.
[15] 摇 Jiang M X, Deng H B, Tang T, Cai Q H. On spatial pattern of species richness in plant communities along riparian zone in Xiangxi River
Watershed. Acta Ecologica Sinica, 2002, 22(5): 629鄄635.
[16] 摇 Huang J L, Ho M H, Du P F. Assessment of temporal and spatial variation of coastal water quality and source identification along Macau peninsula.
Stochastic Environmental Research and Risk Assessment, 2011, 25(3): 353鄄361.
[17] 摇 Xiong H, Yu Z G, Chen H T, Zhang J. Geochemistry of dissolved phosphate and silicon in Yalujiang estuary. Marine Environmental Science,
1999, 18(2): 1鄄5.
[18] 摇 Li F Q, Ye L, Liu R Q, Cao M, Cai Q H. Investigation on aquatic environmental factors in Xiangxi River Watershed. Ecological Science, 2007,
26(3): 199鄄207.
[19] 摇 Smetacek V. Biological oceanography: diatoms and the silicate factor. Nature, 1998, 391(6664): 224鄄225.
[20] 摇 Shi Y H, Wang D, Pan L, Cheng Y, Zhu S B, Deng Z M, Wang J F. Relation ship between rainfall change and surface runoff in typical small
valley of Reservoir Area of Three Gorges. Journal of Soil and Water Conservation, 2003, 17(3): 118鄄120.
[21] 摇 Sun Z B, Chen Z J, Liao X Y, Wang H M. Characteristics of agricultural non鄄point source nitrogen and phosphorus losses in a typical small
watershed in Three Georges Reservoir area. Chinese Journal of Ecology, 2011, 30(8): 1720鄄1725.
[22] 摇 Hill W R, Mulholland P J, Marzolf E R. Stream ecosystem responses to forest leaf emergence in spring. Ecology, 2001, 82(8): 2306鄄2319.
[23] 摇 Jacobs T C, Gilliam J W. Riparian losses of nitrate from agricultural drainage waters. Journal of Environmental Quality, 1985, 14(4): 472鄄478.
[24] 摇 Van Herpe Y, Troch P A. Spatial and temporal variations in surface water nitrate concentrations in a mixed land use catchment under humid
temperate climatic conditions. Hydrological Processes, 2000, 14(14): 2439鄄2455.
[25] 摇 Chen J J. Analysis of water quality of main into鄄lake rivers in Dianchi Lake. Journal of Yunnan Agricultural University, 2005, 20(4): 569鄄572.
[26] 摇 Zhang S Y, Feng M L, lin S, Tan D F, Hu R G, Yang X W, Jiang C. Dissolved silicon, inorganic nitrogen and phosphorus in the stream water of
two small watersheds in Three Gorges Area. Environmental Science, 2008, 29(10): 2716鄄2722.
[27] 摇 Shen Z L. Preliminary study on the Changjiang River mainstream nutrients fluxes. Oceanologia Et Limnologia Sinica, 1997, 28(5): 522鄄528.
[28] 摇 Varol M, 褗en B. Assessment of surface water quality using multivariate statistical techniques: a case study of Behrimaz Stream, Turkey.
Environmental Monitoring and Assessment, 2009, 159(1 / 4): 543鄄553.
[29] 摇 Leland H V. Distribution of phytobenthos in the Yakima River Basin, Washington, in relation to geology, land鄄use, and other environment鄄factors
(review). Canadian Journal Fisheries Aquatic Sciences, 1995, 52(5): 1108鄄1129.
[30] 摇 Zhou C J, Dong S C, Wang G. Resources characteristics of the major rivers in the source areas of the Changjiang, Huanghe and Lancangjiang.
Journal of Natural Resources, 2001, 16(6): 493鄄498.
[31] 摇 Pekey H, Karaka褘 D, Bakoglu M. Source apportionment of trace metals in surface waters of a polluted stream using multivariate statistical analyses.
Marine Pollution Bulletin, 2004, 49(9 / 10): 809鄄818.
[32] 摇 Holloway J M, Dahlgren R A, Hansen B, Casey W H. Contribution of bedrock nitrogen to high nitrate concentrations in stream water. Nature,
1998, 395(6704): 785鄄788.
[33] 摇 Ye L, Xu Y Y, Cai Q H. The spatial and temporal distribution of nitrate and phosphate in the Xiangxi Bay, Three Gorge Reservoir region during the
spring bloom period. Acta Hydrobiologica Sinica, 2006, 30(1): 75鄄79.
[34] 摇 Day J A, Dallas H F, Wackernagel A. Delineation of management regions for South African rivers based on water chemistry. Aquatic Ecosystem
5935摇 17期 摇 摇 摇 冉桂花摇 等:三峡库区古夫河水质时空分异特征 摇
http: / / www.ecologica.cn
Health and Management, 1998, 1(2): 183鄄197.
[35] 摇 Wang S H, Jiang X, Jin X C. Spatial鄄temporal variations of aquatic environmental factors and their influences to algal blooming in Lake Chaohu.
Journal of Lake Sciences, 2011, 23(6): 873鄄880.
[36] 摇 Wang X Y, Wang X F, Wang Q P, Wang Z G, Cai X G. Loss of non鄄point source pollutants from Shixia Small Watershed, Miyun Reservoir,
Beijing. Scientia Geographica Sinica, 2004, 24(2): 227鄄231.
[37] 摇 Liu D M, Zhang L J. Temporal and spatial distributions of organic carbon in the Huanghe (Yellow) River. Periodical of Ocean University of China,
2010, 40(12): 105鄄110.
[38] 摇 Tang F, Qian Y Q. Researching the relationship between TOC and CODMn of Chaohu Lake water. Chongqing Environmental Science, 2001, 23
(4): 48鄄50.
[39] 摇 Parks S J, Baker L A. Sources and transport of organic carbon in an Arizona river鄄reservoir system. Water Research, 1997, 31(7): 1751鄄1759.
[40] 摇 Walker C E, Pan Y D. Using diatom assemblages to assess urban stream conditions. Hydrobiologia, 2006, 561(1): 179鄄189.
[41] 摇 Zhang S T, Xue J Z, Yao J L, Wu H X. Temporal and spatial variation of water environment in Daning Bay of the Three Gorges Reservoir. Journal
of Hydroecology, 2010, 3(2): 1鄄8.
参考文献:
[ 2 ]摇 蔡庆华, 胡征宇. 三峡水库富营养化问题与对策研究. 水生生物学报, 2006, 30(1): 7鄄11.
[ 3 ] 摇 宋林旭, 刘德富, 肖尚斌. 三峡库区香溪河流域非点源营养盐输出变化的试验研究. 长江流域资源与环境, 2011, 20(8): 990鄄996.
[ 4 ] 摇 邱光胜, 胡圣, 叶丹, 袁琳, 臧小平. 三峡库区支流富营养化及水华现状研究. 长江流域资源与环境, 2011, 20(3): 311鄄316.
[ 5 ] 摇 王海云. 三峡水库蓄水对香溪河水环境的影响及对策研究. 长江流域资源与环境, 2005, 14(2): 233鄄237.
[15] 摇 江明喜, 邓红兵, 唐涛, 蔡庆华. 香溪河流域河岸带植物群落物种丰富度格局. 生态学报, 2002, 22(5): 629鄄635.
[17] 摇 熊辉, 于志刚, 陈洪涛, 张经. 鸭绿江口溶解态 P、Si的地球化学研究. 海洋环境科学, 1999, 18(2): 1鄄5.
[18] 摇 李凤清, 叶麟, 刘瑞秋, 曹明, 蔡庆华. 香溪河流域水体环境因子研究. 生态科学, 2007, 26(3): 199鄄207.
[20] 摇 史玉虎, 王栋, 潘磊, 程云, 朱仕豹, 邓中美, 王杰锋. 三峡库区典型流域降雨变化与径流的关系研究. 水土保持学报, 2003, 17(3):
118鄄120.
[21] 摇 孙正宝, 陈治谏, 廖晓勇, 王海明. 三峡库区典型小流域农业非点源氮磷流失特征. 生态学杂志, 2011, 30(8): 1720鄄1725.
[25] 摇 陈建军. 滇池主要入湖河流水质分析. 云南农业大学学报, 2005, 20(4): 569鄄572.
[26] 摇 张少源, 冯明磊, 林杉, 覃德富, 胡荣桂, 杨小文, 姜诚. 三峡库区小流域河流可溶性硅、无机氮和磷的研究. 环境科学, 2008, 29(10):
2716鄄2722.
[27] 摇 沈志良. 长江干流营养盐通量的初步研究. 海洋与湖沼, 1997, 28(5): 522鄄528.
[30] 摇 周长进, 董锁成, 王国. “三江冶河源地区主要河流的水资源特征. 自然资源学报, 2001,16(6): 493鄄498.
[33] 摇 叶麟, 徐耀阳, 蔡庆华. 香溪河库湾春季水华期间硝酸盐、磷酸盐的时空分布. 水生生物学报, 2006, 30(1): 75鄄79.
[35] 摇 王书航, 姜霞, 金相灿. 巢湖水环境因子的时空变化及对水华发生的影响. 湖泊科学, 2011, 26(6): 873鄄880.
[36] 摇 王晓燕, 王晓峰, 汪清平, 王振刚, 蔡新广. 北京密云水库小流域非点源污染负荷估算. 地里科学, 2004, 24(2): 227鄄231.
[37] 摇 刘冬梅, 张龙军. 黄河干流有机碳的时空分布特征. 中国海洋大学学报: 自然科学版, 2010, 40(12): 105鄄110.
[38] 摇 汤峰, 钱益群. 巢湖水总有机碳(TOC)———高锰酸钾指数(CODMn)相关性研究. 重庆环境科学, 2001, 23(4): 64鄄66.
[41] 摇 张述太, 薛俊增, 姚建良, 吴惠仙. 三峡水库大宁河库湾水环境的时空变化特征. 水生态学杂志, 2010, 3(2): 1鄄8.
6935 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 33卷摇
ACTA ECOLOGICA SINICA Vol. 33,No. 17 Sep. ,2013(Semimonthly)
CONTENTS
Frontiers and Comprehensive Review
The overview and prospect of chemical composition of plant cuticular wax ZENG Qiong, LIU Dechun, LIU Yong (5133)……………
Research progresses in carbon budget and carbon cycle of the coastal salt marshes in China
CAO Lei,SONG Jinming,LI Xuegang,et al (5141)
…………………………………………
…………………………………………………………………………………
Autecology & Fundamentals
Effects of straw interlayer on soil water and salt movement and sunflower photosynthetic characteristics in saline鄄alkali soils
ZHAO Yonggan, PANG Huancheng, LI Yuyi, et al (5153)
…………
………………………………………………………………………
Adaptations of dimorphic seeds and seedlings of Suaeda salsa to saline environments
LIU Yan, ZHOU Jiachao, ZHANG Xiaodong, et al (5162)
…………………………………………………
………………………………………………………………………
Responses of root morphology of peanut varieties differing in drought tolerance to water鄄deficient stress
DING Hong, ZHANG Zhimeng, DAI Liangxiang, et al (5169)
………………………………
……………………………………………………………………
The relationship between physiological indexes of apple cultivars and resistance to Eriosoma lanigerum in summer
WANG Xicun, ZHOU Hongxu,YU Yi, et al (5177)
……………………
………………………………………………………………………………
Physiological responses of Salicornia bigelovii to salt stress during the flowering stage
LIU Weicheng, ZHENG Chunfang, CHEN Chen, et al (5184)
…………………………………………………
……………………………………………………………………
Biological characteristics and cultivation of fruit body of wild medicinal mushroom Perenniporia fraxinea
LU Tie, BAU Tolgor (5194)
………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
The study of characteristics of soil microbial communities at high severity burned forest sites for the Great Xingan Mountains: an
example of slope and aspect BAI Aiqin,FU Bojie, QU Laiye, et al (5201)………………………………………………………
Effect of different fertilizer combinations and straw return on microbial biomass and nitrogen鄄fixing bacteria community in a paddy
soil LIU Xiaoqian, TU Shihua, SUN Xifa, et al (5210)…………………………………………………………………………
Structural characters and nutrient contents of leaves as well as nitrogen distribution among different organs of big \headed wheat
WANG Lifang, WANG Dexuan, SHANGGUAN Zhouping (5219)
……
…………………………………………………………………
Effects of EP鄄1 on spatial memory and anxiety in Mus musculus WANG Xiaojia, QIN Tingting, HU Xia, et al (5228)………………
Population, Community and Ecosystem
Gap characteristics in the mixed broad鄄leaved Korean pine forest in Xiaoxing忆an Mountains
LIU Shaochong, WANG Jinghua,DUAN Wenbiao, et al (5234)
……………………………………………
……………………………………………………………………
Soil nitrogen and phosphorus stoichiometry in a degradation series of Kobresia humulis meadows in the Tibetan Plateau
LIN Li, LI Yikang, ZHANG Fawei, DU Yangong, et al (5245)
………………
……………………………………………………………………
An analysis of carbon flux partition differences of a mid鄄subtropical planted coniferous forest in southeastern China
HUANG Kun,WANG Shaoqiang,WANG Huimin, et al (5252)
…………………
……………………………………………………………………
The niche of annual mixed鄄seeding meadow in response to density in alpine region of the Qilian Mountain, China
ZHAO Chengzhang, ZHANG Jing, SHENG Yaping (5266)
……………………
…………………………………………………………………………
Functional feeding groups of macrozoobenthos from coastal water off Rushan PENG Songyao, LI Xinzheng (5274)……………………
Landscape, Regional and Global Ecology
Effects of selective cutting on vegetation carbon storage of boreal Larix gmelinii鄄Carex schmidtii forested wetlands in Daxing忆anling,
China MU Changcheng, LU Huicui, BAO Xu, et al (5286)………………………………………………………………………
CO2 flux in the upland field with corn鄄rapeseed rotation in the karst area of southwest China
FANG Bin, LI Xinqing, CHENG Jianzhong, et al (5299)
…………………………………………
…………………………………………………………………………
Monitoring spatial variability of soil salinity in dry and wet seasons in the North Tarim Basin using remote sensing and electromagn鄄
etic induction instruments YAO Yuan, DING Jianli, LEI Lei, et al (5308)………………………………………………………
Methane and nitrous oxide fluxes in temperate secondary forest and larch plantation in Northeastern China
SUN Hailong, ZHANG Yandong, WU Shiyi (5320)
……………………………
…………………………………………………………………………………
Butterfly diversity and vertical distribution in eastern Tianshan Mountain in Xinjiang
ZHANG Xin, HU Hongying, L譈 Zhaozhi (5329)
…………………………………………………
……………………………………………………………………………………
Dynamics of aerodynamic parameters over a rainfed maize agroecosystem and their relationships with controlling factors
CAI Fu,ZHOU Guangsheng,MING Huiqing,et al (5339)
………………
…………………………………………………………………………
The response process to extreme climate events of the household compound system in the northern slope of Tianshan Mountain
LI Xiliang, HOU Xiangyang, DING Yong,et al (5353)
………
……………………………………………………………………………
Analysis on spatial鄄temporal heterogeneities of landscape fragmentation in urban fringe area: a case study in Shunyi district of
Beijing LI Can, ZHANG Fengrong, ZHU Taifeng, et al (5363)…………………………………………………………………
Resource and Industrial Ecology
CPUE Standardization of Illex argentinus for Chinese Mainland squid鄄jigging fishery based on generalized linear Bayesian models
LU Huajie, CHEN Xinjun, CAO Jie (5375)
……
………………………………………………………………………………………
Spatial鄄temporal differentiation of water quality in Gufu River of Three Gorges Reservoir
RAN Guihua, GE Jiwen, MIAO Wenjie, et al (5385)
………………………………………………
……………………………………………………………………………
Urban, Rural and Social Ecology
Comparison environmental impact of the peasant household in han, zang and hui nationality region:case of zhangye,Gannan and
Linxia in Gansu Province ZHAO Xueyan, MAO Xiaowen (5397)…………………………………………………………………
Research Notes
The seasonal variation and community structure of zooplankton in China sea
DU Mingmin,LIU Zhensheng, WANG Chunsheng,et al (5407)
……………………………………………………………
……………………………………………………………………
Immunotoxicity of marine pollutants on the clam Ruditapes philippinarum
DING Jianfeng, YAN Xiwu, ZHAO Liqiang, et al (5419)
………………………………………………………………
…………………………………………………………………………
Influence of submerged macrophytes on phosphorus transference between sediment and overlying water in decomposition period
WANG Lizhi, WANG Guoxiang (5426)
……
……………………………………………………………………………………………
Distribution patterns of alien herbs in the Yiluo River basin GUO Yili, DING Shengyan, SU Si, et al (5438)………………………
8445 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 33 卷摇
《生态学报》2013 年征订启事
《生态学报》是由中国科学技术协会主管,中国生态学学会、中国科学院生态环境研究中心主办的生态学
高级专业学术期刊,创刊于 1981 年,报道生态学领域前沿理论和原始创新性研究成果。 坚持“百花齐放,百家
争鸣冶的方针,依靠和团结广大生态学科研工作者,探索生态学奥秘,为生态学基础理论研究搭建交流平台,
促进生态学研究深入发展,为我国培养和造就生态学科研人才和知识创新服务、为国民经济建设和发展服务。
《生态学报》主要报道生态学及各分支学科的重要基础理论和应用研究的原始创新性科研成果。 特别欢
迎能反映现代生态学发展方向的优秀综述性文章;研究简报;生态学新理论、新方法、新技术介绍;新书评价和
学术、科研动态及开放实验室介绍等。
《生态学报》为半月刊,大 16 开本,300 页,国内定价 90 元 /册,全年定价 2160 元。
国内邮发代号:82鄄7,国外邮发代号:M670
标准刊号:ISSN 1000鄄0933摇 摇 CN 11鄄2031 / Q
全国各地邮局均可订阅,也可直接与编辑部联系购买。 欢迎广大科技工作者、科研单位、高等院校、图书
馆等订阅。
通讯地址: 100085 北京海淀区双清路 18 号摇 电摇 摇 话: (010)62941099; 62843362
E鄄mail: shengtaixuebao@ rcees. ac. cn摇 网摇 摇 址: www. ecologica. cn
本期责任副主编摇 张利权摇 摇 摇 编辑部主任摇 孔红梅摇 摇 摇 执行编辑摇 刘天星摇 段摇 靖
生摇 态摇 学摇 报
(SHENGTAI摇 XUEBAO)
(半月刊摇 1981 年 3 月创刊)
第 33 卷摇 第 17 期摇 (2013 年 9 月)
ACTA ECOLOGICA SINICA
摇
(Semimonthly,Started in 1981)
摇
Vol郾 33摇 No郾 17 (September, 2013)
编摇 摇 辑摇 《生态学报》编辑部
地址:北京海淀区双清路 18 号
邮政编码:100085
电话:(010)62941099
www. ecologica. cn
shengtaixuebao@ rcees. ac. cn
主摇 摇 编摇 王如松
主摇 摇 管摇 中国科学技术协会
主摇 摇 办摇 中国生态学学会
中国科学院生态环境研究中心
地址:北京海淀区双清路 18 号
邮政编码:100085
出摇 摇 版摇
摇 摇 摇 摇 摇 地址:北京东黄城根北街 16 号
邮政编码:100717
印摇 摇 刷摇 北京北林印刷厂
发 行摇
地址:东黄城根北街 16 号
邮政编码:100717
电话:(010)64034563
E鄄mail:journal@ cspg. net
订摇 摇 购摇 全国各地邮局
国外发行摇 中国国际图书贸易总公司
地址:北京 399 信箱
邮政编码:100044
广告经营
许 可 证摇 京海工商广字第 8013 号
Edited by摇 Editorial board of
ACTA ECOLOGICA SINICA
Add:18,Shuangqing Street,Haidian,Beijing 100085,China
Tel:(010)62941099
www. ecologica. cn
shengtaixuebao@ rcees. ac. cn
Editor鄄in鄄chief摇 WANG Rusong
Supervised by摇 China Association for Science and Technology
Sponsored by摇 Ecological Society of China
Research Center for Eco鄄environmental Sciences, CAS
Add:18,Shuangqing Street,Haidian,Beijing 100085,China
Published by摇 Science Press
Add:16 Donghuangchenggen North Street,
Beijing摇 100717,China
Printed by摇 Beijing Bei Lin Printing House,
Beijing 100083,China
Distributed by摇 Science Press
Add:16 Donghuangchenggen North
Street,Beijing 100717,China
Tel:(010)64034563
E鄄mail:journal@ cspg. net
Domestic 摇 摇 All Local Post Offices in China
Foreign 摇 摇 China International Book Trading
Corporation
Add:P. O. Box 399 Beijing 100044,China
摇 ISSN 1000鄄0933
CN 11鄄2031 / Q
国内外公开发行 国内邮发代号 82鄄7 国外发行代号 M670 定价 90郾 00 元摇