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解析由人類活動干擾塑造的景觀格局與水生態系統之間的關系，對于制定水生生物多樣性保護和生態系統健康修復策略至關重要。然而，目前此類研究主要集中于小型可涉水的河流和溪流或大型河流的局部區域，在長江等大型不可涉水的河流開展的空間大尺度的相關研究報道非常少，特別是綜合考慮土地利用、水文、氣候等因子對大型河流生態系統健康的影響方面（圖1）。
圖1 文章框架
針對該問題，在前期研究多重壓力因子與長江干流魚類群落關系的基礎上（Xiong et al., 2021, Landscape Ecology, 36: 3079-3095），中國科學院水生生物研究所水生態系統健康學科組聯合中國水利水電科學研究院、生態環境部環境規劃院、三峽集團等團隊進一步研究和比較了2017-2018年長江中下游干流豐、枯水期的水質時空變化格局及其影響因素（圖2）。
圖2 長江中下游研究區域及各采樣點的空間分布示意圖
研究發現，豐水期長江中下游干流水體中的總磷（TP）、化學需氧量（COD）、總懸浮物（TSS）和濁度（TUR）的濃度顯著高于枯水期（圖3）。豐水期和枯水期的水質綜合指數WQI等級分別為“中等”和“良好”（圖4）。
圖3 2017-2018年長江中下游干流水質參數和綜合指數WQI季節變化特征
圖4 2017-2018年長江中下游干流水質綜合指數WQI等級劃分
與其它采樣點相比，長江中下游干流靠近三峽大壩的采樣點豐、枯水期兩季的總磷（TP）、總氮（TP）、總懸浮物（TSS）和濁度（TUR）均較低（圖5）。此外，這些采樣點在豐水期的水溫相對較低，而在枯水期的水溫相對較高（圖5）。
圖5 2017-2018年長江中下游干流（a, b）豐水期和（c, d）枯水期水質參數和綜合指數WQI的空間格局
在豐水期，長江中下游干流水質的空間格局主要受岸帶土地利用因素的影響，而枯水期則以土地利用與水文因子的共同作用為主（圖6）。
圖6 2017-2018年長江中下游干流（a）豐水期和（b）枯水期各環境因子對水質空間格局影響的解釋率
與前期的研究結論（Xiong et al., 2021, Landscape Ecology, 36: 3079-3095）一致，長江干流岸帶5公里范圍內的人類活動干擾對干流的魚類和水質都有顯著的影響。在制定大型河流相關水質與生態保護與修復計劃時，需綜合考慮人類活動和自然因素的影響。這些研究發現對長江水生態保護管理具有重要意義，并為其它大型河流的水生態系統保護提供了重要參考。
該研究近期以“Land use, hydrology, and climate influence water quality of China’s largest river”為題在《Journal of Environmental Management》上發表。水生所博士研究生熊芳園為第一作者，陳宇順研究員為通訊作者。博士研究生陸穎、高雯琪等參與了該項工作。該研究得到了國家重點研發計劃項目、中科院重點部署項目、以及淡水生態與生物技術國家重點實驗室項目等資助。
文章的在線鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0301479722011549