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    我国学者在梯级水电开发对河流生源要素影响研究方面取得进展

    日期 2020-07-13   来源:工程与材料科学部   作者:李万红 张建华  【 】   【打印】   【关闭

    bobapp网站  在国家自然科学基金项目(批准号:91547206、51425902)等资助下,南京水利科学研究院陈求稳、张建云团队与荷兰阿姆斯特丹大学杰夫-赫斯曼(Jef Huisman)、英国生态水文中心史提芬-马贝利(Stephen Maberly)、美国耶鲁大学泰勒-玛法拉(Taylor Maavara)、北京大学倪晋仁等团队合作,在梯级水电开发对河流生源要素影响研究方面取得进展。长期以来,人们认为高坝大库大量拦截碳氮磷等关键生源要素,从而影响下游生态系统。

    bobapp网站  国际上多次报道澜沧江梯级水电开发破坏下游水沙盐情势和初级生产力,影响下游国家沿岸居民的蛋白质摄入和生存权。然而,这些报道并未有直接的证据支撑。近年来,水库温室气体排放又导致了人们对水电清洁性的质疑。探究梯级水库对关键生源要素迁移转化的影响及其环境效应是水电可持续开发的重要科学问题。

      该研究团队发现澜沧江梯级虽然部分拦截了总氮和总磷,但是高坝大库使得水力停留时间增加、温度场发生变化,从而促进了水库中浮游植物的生长和群落结构的演替。沉积物有机质的累积和水库分层导致库底缺氧,这些生物和非生物因素共同增强了生物有效磷的释放和硝态氮向氨氮的转化,提升了下游氮磷的生物可利用性。研究成果以“湄公河上游水库改善下游营养盐生物可利用性(Hydropower reservoirs on the upper Mekong River modify nutrient bioavailability downstream)”为题,于2020年2月17日在线发表在《国家科学评论》(National Science Review)期刊上。论文链接:http://doi.org/10.1093/nsr/nwaa026。该发现冲击了长期以来有关建坝对河流生源要素影响的传统认知,可为服务澜沧江-湄公河地缘政治合作提供支撑。

      该团队阐明了水库建设对关键生源要素陆海物质通量的影响,从营养盐比例变化、温室气体排放、库区以及下游营养盐情势变化等角度揭示了水库潜在影响机制,提出了具体的量化方法和水库规划建设运行的相关建议:即通过优化水库调度,改变水力停留时间,控制营养盐沉积和温室气体排放,并在水库全生命周期内贯彻该思路。研究成果以“河流建坝影响生物地球化学循环(River dam impacts on biogeochemical cycling)”为题,于2020年2月3日在线发表在《自然综述-地球与环境》(Nature Reviews | Earth & Environment)期刊上,论文链接:http://doi.org/10.1038/s43017-019-0019-0。该成果为未来全球可持续水电开发与河流生态保护提供了新视角。

    图1. 高坝大库氮磷生物地球化学循环及输送过程

    图2. 水库生命周期内关键生源要素循环过程