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基于多源数据和机器学习的洪湖湿地叶绿素a和浊度时空变化研究

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长江流域资源与环境 2025年第2期 374-382页

作者：刘昔张朦谢婷婷曹亮黄小龙张磊王学雷周正生态环境部长江流域生态环境监督管理局生态环境监测与科学研究中心中国科学院精密测量科学与技术创新研究院

以湖北省第一大湖泊洪湖为研究对象，利用Sentinel-2遥感影像和现场监测数据，基于随机森林机器学习模型构建洪湖湿地叶绿素a和浊度遥感反演模型并揭示其时空变化规律。研究结果表明，叶绿素a与浊度反演模型均能较好地拟合数据，R2的值... 详细信息

以湖北省第一大湖泊洪湖为研究对象，利用Sentinel-2遥感影像和现场监测数据，基于随机森林机器学习模型构建洪湖湿地叶绿素a和浊度遥感反演模型并揭示其时空变化规律。研究结果表明，叶绿素a与浊度反演模型均能较好地拟合数据，R2的值分别为0.888和0.878;2020～2022年，洪湖叶绿素浓度均值分别为58.127、61.847和82.017μg/L,浊度均值分别为50.180、47.379和85.377 NTU;三年间叶绿素a和浊度显著升高表明洪湖水质处于持续恶化趋势，长期围网围垸养殖过程的迟滞效应、极端气候事件的冲击影响、流域外源污染负荷的居高不下加之内源污染释放的显著增强可能是导致洪湖水质根源性变化的重要驱动因素。该研究揭示洪湖湿地叶绿素a和浊度时空变化规律并分析主要驱动因素，对洪湖水华风险预警和重点区域有效管理具有重要意义。

关键词：多源数据机器学习洪湖湿地时空变化

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基于溶解氧需求侧视角下的丹江口水库热分层期溶解氧垂向分布特征及其成因

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湖泊科学 2025年

作者：黄丁阳林莉潘雄董磊长江科学院流域水环境研究所流域水资源与生态环境科学湖北省重点实验室

为研究丹江口水库热分层对溶解氧垂向分布的影响，本文通过2023年丹江口水库13个断面逐月垂向水温及溶解氧浓度监测，基于溶解氧需求侧分析了丹江口水库水体热分层期溶解氧垂向分布的影响因素以及水库缺氧区形成的原因。结果表明：2023... 详细信息

为研究丹江口水库热分层对溶解氧垂向分布的影响，本文通过2023年丹江口水库13个断面逐月垂向水温及溶解氧浓度监测，基于溶解氧需求侧分析了丹江口水库水体热分层期溶解氧垂向分布的影响因素以及水库缺氧区形成的原因。结果表明：2023年5—10月，丹江口水库存在显著的热分层现象，水库热分层主要出现在水体表层5.00～10.00 m处，汉江库区部分断面在水体中层存在第二个温跃层；热分层是溶解氧层化结构形成的主要原因，表层水体的溶解氧分层随着水体热分层的发展普遍在7月开始出现，水体中层的温跃层在热分层初期的5月就形成了溶解氧分层，溶解氧分层出现的位置及变化趋势与热分层高度相似，在热分层末期溶解氧层化结构随着热分层的消退而消失；缺氧区出现在丹江库区外围以及汉江库区中下段，由于热分层存在时间较长且分层稳定，水体下层溶解氧补充长期受限，加上水体自身耗氧作用，底层水体在8—10月陆续开始形成缺氧区，进入11月水库垂向混合完成，缺氧区完全消失。研究揭示了水库热分层作用对丹江口水库溶解氧垂向分布的驱动作用，对深入理解丹江口水库水质演变及生态演替过程具有重要作用。

关键词：丹江口水库热分层成因分析溶解氧层化结构缺氧区

亚热带崩岗侵蚀区不同植被恢复类型对土壤团聚体孔隙特征的影响

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土壤学报 2025年

作者：王乾坤张歆杨伟彭珏王军光华中农业大学水土保持研究中心长江水利委员会长江流域水土保持监测中心站湖北省水利水电科学研究院

为探究亚热带崩岗侵蚀区不同植被恢复类型对土壤团聚体孔隙特征的影响，本研究采集4种植被恢复区土壤表层样品，包括人工乔木林、人工混交林、人工灌木林和人工草地，并以侵蚀劣地作为对照，采用能够提供团聚体内部信息的X射线显微计算... 详细信息

为探究亚热带崩岗侵蚀区不同植被恢复类型对土壤团聚体孔隙特征的影响，本研究采集4种植被恢复区土壤表层样品，包括人工乔木林、人工混交林、人工灌木林和人工草地，并以侵蚀劣地作为对照，采用能够提供团聚体内部信息的X射线显微计算机断层扫描（μCT）以5.91μm分辨率量化3～5 mm团聚体孔隙特征，并结合土壤容重、团聚体粒径分布和机械组成等物理特性对土壤结构进行多尺度物理层次分析。结果表明，植被恢复显著促进了土壤团聚体的形成与稳定，孔隙特征呈现出较高的各向异性和分形维数。不同植被类型改善土壤的物理性质并增强其水分和养分保持能力，优化了土壤结构。孔径分布随植被类型不同而变化，反映了特定环境和管理措施的影响。基于土壤结构指数（Soil Structure Index,SSI）评估土壤结构质量，结果显示，除人工草地外，所有植被恢复区土壤的SSI值均高于侵蚀劣地：人工乔木林（0.66）>人工混交林（0.60）>人工灌木林（0.48）>侵蚀劣地（0.31）>人工草地（0.25），其中乔木林（尤其是柑橘林）在提升土壤结构和稳定性方面表现尤为显著。本研究显示了植被修复在崩岗地区生态恢复和土壤质量提升中的关键作用，不同植被类型对土壤团聚体孔隙特征的正向影响为土地管理和生态恢复提供了重要参考，未来研究可继续探讨不同恢复措施对土壤健康和水土保持的长期效果，从而为土地利用可持续和生态保护提供更为科学的支持。

关键词：崩岗显微CT扫描团聚体孔隙特征土壤结构指数土壤侵蚀

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废铅膏电沉积回收铅技术研究进展与展望

化工进展 2025年第2期44卷 1042-1052页

作者：李名扬梁江北梁莎谢卫民杨家宽生态环境部长江流域生态环境监督管理局生态环境监测与科学研究中心湖北武汉430010 华中科技大学环境科学与工程学院湖北武汉430074

废铅酸蓄电池铅膏是再生铅的重要来源,传统火法冶炼工艺产生铅尘、二氧化硫及冶炼铅渣,存在一定的环境风险,因此湿法工艺成为了研究的热点。本文聚焦废铅膏湿法回收铅工艺中的电沉积工艺,对酸浸出-电沉积、碱浸出-电沉积、其他溶剂浸出... 详细信息

废铅酸蓄电池铅膏是再生铅的重要来源,传统火法冶炼工艺产生铅尘、二氧化硫及冶炼铅渣,存在一定的环境风险,因此湿法工艺成为了研究的热点。本文聚焦废铅膏湿法回收铅工艺中的电沉积工艺,对酸浸出-电沉积、碱浸出-电沉积、其他溶剂浸出-电沉积、固相电解等工艺进行了综述,对各工艺的原理、过程、技术参数进行了详细分析。此外,本文对当前研究的电沉积回收铅工艺的关键技术点,如废铅膏预处理方式、浸出/电解液体系、阳极副产物、电流效率及电解能耗、产物纯度及形貌调控等进行了总结。同时,本文对电沉积工艺的前景进行了展望,认为浸出/电解液体系绿色环保、工艺流程短、电解能耗低、电解液可以循环利用,是废铅膏电沉积回收铅工艺未来关注和研究的重点。

关键词：废铅膏电沉积回收铅电解液绿色环保

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三峡库区表层沉积物营养盐时空变化及评价

环境科学 2017年第12期38卷 5020-5031页

作者：卓海华邱光胜翟婉盈刘云兵兰静长江流域水环境监测中心武汉430010 长江流域水资源保护局武汉430010

三峡工程开建以来,三峡水库长江干支流水文形势发生了重大变化,水体流态及悬浮物沉降条件的改变可能导致库区表层沉积物性状的改变.对2000~2015年三峡水库长江干流江津至坝址段和嘉陵江、御临河、乌江、小江、大宁河、香溪河等主要入库... 详细信息

三峡工程开建以来,三峡水库长江干支流水文形势发生了重大变化,水体流态及悬浮物沉降条件的改变可能导致库区表层沉积物性状的改变.对2000~2015年三峡水库长江干流江津至坝址段和嘉陵江、御临河、乌江、小江、大宁河、香溪河等主要入库支流河口表层沉积物中营养盐含量水平、时空变化及污染状况分析和评价.结果表明:干流表层沉积物中总磷各断面含量平均值在678.2~928.6 mg·kg^(-1)之间,总氮质量分数平均值在0.203%~0.362%,钾元素质量分数平均值在1.74%~2.37%之间,有机质质量分数平均值在0.94%~1.54%之间;支流河口表层沉积物中总磷各断面含量平均值在490.1~832.3 mg·kg^(-1)之间,总氮质量分数平均值在0.257%~0.495%,钾元素质量分数平均值在1.69%~2.32%之间,有机质质量分数平均值在1.21%~2.27%之间.干支流绝大部分断面表层沉积物中总磷、钾均值与背景值基本相当,但总氮均值明显高于背景值、有机质均值则显著低于背景值.干支流各断面沉积物中营养盐含量未表现出明显的岸别差异;不同的营养盐在沉积物中含量沿程变化趋势呈现出较明显的差异.不同水期干支流沉积物中营养盐含量存在一定程度的波动;蓄水对表层沉积物中营养盐含量影响有限,未出现明显地随蓄水进程而进一步富集现象.有机指数和有机氮污染评价结果表明,三峡库区表层沉积物环境状况以较清洁为主,仅个别支流和局部时段会呈现较明显的有机污染现象,但均存在较明显的有机氮污染.三峡库区表层沉积物中营养物质存在一定的生态风险,营养物质生态风险主要来自TP和TN.

关键词：三峡水库表层沉积物营养盐时空变化评价

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江苏省锡澄地区2413号台风“贝碧嘉”暴雨洪水分析及讨论

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中国防汛抗旱 2025年

作者：朱立国朱静杨锐陆嘉怡江苏省水文水资源勘测局无锡分局太湖流域水文水资源监测中心(太湖流域水环境监测中心)

2413号台风“贝碧嘉”过境锡澄地区期间，区域普降暴雨大暴雨，尤以无锡市区为甚，市区面雨量176.6mm，重现期约50a，代表站无锡站水位涨幅大、涨速快，过程最高水位4.96m，超50a一遇设计洪水位。台风过境前，水行政主管部门预排预降河... 详细信息

2413号台风“贝碧嘉”过境锡澄地区期间，区域普降暴雨大暴雨，尤以无锡市区为甚，市区面雨量176.6mm，重现期约50a，代表站无锡站水位涨幅大、涨速快，过程最高水位4.96m，超50a一遇设计洪水位。台风过境前，水行政主管部门预排预降河网水位20～25cm，腾出约3000万方河网调蓄空间，减小了过程最高洪水位。强降雨发生后，区域涝水主要有闸泵联合北排长江、东排望虞河后入长江两条出路，占外排水量合计超八成。锡澄地区面临着排涝出路高度依赖排江的风险，应积极拓展排涝出路，制定高水期圩区限排、南排入太湖等应急排涝预案，完善区域应急排涝体系。

关键词：锡澄地区台风“贝碧嘉” 暴雨洪水洪水运动排涝

富营养化底泥氮磷在电动导排孔隙水过程中的响应特征

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环境科学与技术 2025年第02期 31-39页

作者：于滨养黎睿汤显强肖尚斌胡艳平郭栋帆陈明鉴三峡大学水利与环境学院长江科学院流域水环境研究所流域水资源与生态环境科学湖北省重点实验室

在外源污染负荷得到有效治理后，来自底泥的内源污染成为影响水环境改善的主要障碍。针对氮磷污染底泥，该研究采用新型电动土工布材料柱状电极，在上覆水深度为80 cm、底泥为120 cm的条件下开展电动导排孔隙水实验。作者共设置对照组... 详细信息

在外源污染负荷得到有效治理后，来自底泥的内源污染成为影响水环境改善的主要障碍。针对氮磷污染底泥，该研究采用新型电动土工布材料柱状电极，在上覆水深度为80 cm、底泥为120 cm的条件下开展电动导排孔隙水实验。作者共设置对照组、重力排水（0 V/cm电压梯度）和间歇通电实验（分别为0.5、1.0、1.5 V/cm电压梯度，4 h开-4 h关）5组实验，监测不同电压梯度下导排水中氮磷浓度的变化特征，分析底泥中氮磷的去除量及氮磷各赋存形态的去除率，评估修复后泥-水界面（SWI）氮磷释放通量的特征及影响因素。结果表明：电动导排孔隙水可以有效降低底泥中氮磷污染物的负荷，0.5 V/cm实验组共脱除氮素11 071.01 mg,1.5 V/cm实验组脱共除磷128.85 mg。底泥中弱酸可提取态氮的去除率最高，达到了40.03%，阳极有机磷在0～5 cm去除率最高达45.65%。采用薄膜梯度扩散技术，在0.5 V/cm电压梯度下NH4+-N和NO3--N的释放通量分别为-0.079 9和0.041 2 mg/（m2·d）,SWI界面通量主要受孔隙水中氮浓度的影响。对于溶解性总磷，1.0 V/cm实验组和1.5 V/cm实验组均表现为营养盐向上覆水中释放，1.5 V/cm实验组扩散通量是1.0 V/cm实验组通量的5.27倍，更高的电压梯度可能会导致泥水界面释放通量的升高。

关键词：电动修复间隙水污染底泥释放通量

不同水期东江干流浮游植物群落结构特征及其与水环境因子的关系

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中国环境监测 2025年第01期 121-133页

作者：周铭浩李彤邓滢叶四化张家卫黄少峰林学明广东省生态环境监测中心生态环境部珠江流域南海海域生态环境监督管理局生态环境监测与科学研究中心华南农业大学资源环境学院

为探究东江干流浮游植物群落结构特征及其与水环境因子的关系，于2022年1月（枯水期）和2022年7月（丰水期）对东江干流29个断面开展了浮游植物和水环境因子调查，对比了枯水期与丰水期浮游植物群落种类组成、优势种、密度、生物量、多... 详细信息

为探究东江干流浮游植物群落结构特征及其与水环境因子的关系，于2022年1月（枯水期）和2022年7月（丰水期）对东江干流29个断面开展了浮游植物和水环境因子调查，对比了枯水期与丰水期浮游植物群落种类组成、优势种、密度、生物量、多样性指数的变化特征，采用Pearson相关性分析及冗余分析方法研究了水环境因子[水温（WT）、pH、溶解氧（DO）、高锰酸盐指数(CODMn)、氨氮（NH3-N）、总磷（TP）、总氮（TN）、浊度（TUR）、透明度（SD）]对东江干流浮游植物群落结构的影响。结果表明：东江干流枯、丰水期浮游植物群落结构主要为绿藻-硅藻型，枯水期浮游植物种类数（7门186种）高于丰水期（7门181种）。全年优势种共有6种，为空球藻（Eudorina elegans）、普通小球藻（Chlorella vulgaris）、颗粒直链藻（Melosira granulata）、小环藻（Cyclotella sp.）、假鱼腥藻（Pseudanabaena sp.）和隐藻（Cryptomonas sp.）,其中枯水期优势种有3种，丰水期优势种有4种。丰水期浮游植物密度和生物量（8.09×10～7 cells/L,130.06 mg/L）分别为枯水期（2.57×10～7 cells/L,40.04 mg/L）的3.1倍和3.2倍。浮游植物Shannon-Wiener多样性指数（H′）、Pielou均匀度指数（J）、Margalef丰富度指数（D）分析结果显示，丰水期生物多样性高于枯水期，研究断面的水质总体处于轻度～中污染状态。单因素方差分析（ANOVA）结果显示，不同水期的WT、pH、DO、TN、TUR存在显著差异。Pearson相关性分析及冗余分析结果表明，WT、DO、TUR是东江干流浮游植物群落结构的主要水环境影响因子。

关键词：东江浮游植物群落结构水环境因子

不同水期东江干流浮游植物群落结构特征及其与水环境因子的关系

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中国环境监测 2025年

为探究东江干流浮游植物群落结构特征及其与环境因子的关系，于2022年1月（枯水期）和2022年7月（丰水期）对东江干流29个断面开展了浮游植物和环境因子调查，对比了枯水期与丰水期浮游植物群落种类组成、优势种、密度、生物量、多样性... 详细信息

为探究东江干流浮游植物群落结构特征及其与环境因子的关系，于2022年1月（枯水期）和2022年7月（丰水期）对东江干流29个断面开展了浮游植物和环境因子调查，对比了枯水期与丰水期浮游植物群落种类组成、优势种、密度、生物量、多样性指数的变化特征，采用Pearson相关性分析及冗余分析研究了环境因子[水温（WT）、pH、溶解氧（DO）、高锰酸盐指数(CODMn)、氨氮(NH3-N)、总磷（TP）、总氮（TN）、浊度（TUR）、透明度（SD）]对东江干流浮游植物群落结构的影响。结果表明：东江干流枯、丰水期浮游植物群落结构主要为绿藻-硅藻型，枯水期浮游植物种类数（7门186种）高于丰水期（7门181种）。全年优势种共有6种，为空球藻（Eudorina elegans）、普通小球藻（Chlorella vulgaris）、颗粒直链藻（Melosira granulata）、小环藻（Cyclotella sp.）、假鱼腥藻属（Pseudanabaena sp.）和隐藻（Cryptomonas sp.），其中枯水期优势种有3种，丰水期优势种有4种。丰水期浮游植物密度和生物量(8.09×107cells/L，130.06 mg/L)分别为枯水期(2.57×107cells/L，40.04 mg/L)的3.1倍和3.2倍。浮游植物Shannon-Wiener多样性指数（H′）、Pielou均匀度指数（J）、Margalef丰富度指数（D）分析结果显示，丰水期生物多样性高于枯水期，研究断面的水质总体处于轻度～中污染状态。单因素方差分析（ANOVA）结果显示，不同水期的WT、pH、DO、TN、TUR存在显著差异。Pearson相关性分析及冗余分析结果表明，WT、DO、TUR是东江干流浮游植物群落结构的主要环境影响因子。

关键词：东江干流浮游植物群落结构环境因子