本书内容包括：水库生态学的理论、方法与进展；三峡水库及其典型支流澎溪河概况；澎溪河水文与总体水动力特征；水库运行下澎溪河水体光热特征等。

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　　2010年10月26日，三峡工程首次蓄水至175m的设计水位，标志着三峡工程正式由建设阶段转入运营阶段。三峡工程运行以来，在防洪、发电、航运、改善人居环境以及对区域经济发展的带动等方面均发挥了重要作用。与此同时，三峡工程自构想、论证、设计、建设至运营，其对生态环境的影响的争论和研究就从来没有停止过。不同的研究单位、不同的专家、不同的地域空间、不同的年际时段所得到的认识差异很大，但一个基本的事实和共识是自2002年139m蓄水以来，支流水体富营养化明显，水华频繁发生，支流与干流交汇区有水质恶化的迹象。这是一个十分独特的现象，更表明三峡工程对生态环境的影响不仅是多方面而且立体全方位的，也将是持久和深远的。因此，在该水域开展相关基础研究问题复杂，也凸显科学必将追求完美之魅力。
　　笔者近年一直希望尝试将课题组十多年来关于三峡水环境生态方面的研究工作进行系统的总结，但限于三峡水环境生态问题的复杂性一直未敢触碰，今受科学出版社的鼓励才最终成文。本书以三峡生境变化驱动藻类群落演替为主线，在系统讨论了水库生态学研究的理论、方法和进展的基础上，重点围绕三峡水库中段典型支流富营养化现象与水华过程展开相关论述，
　　本书介绍的主要内容是笔者在研究中获得的第一手资料。研究的手段包括野外跟踪观测、室内模拟实验、原位受控实验、数学模型和计算模拟等。虽然许多相关成果已分别在国内外多种学术刊物上发表，但本书以明晰的理论主线为统领，是在对数据进行进一步深入分析、对研究成果进行补充完善的基础上，系统地归纳而成。本书重点阐释在水库运行下如何基于藻类生境选择学说和生态功能分组概念建立藻类群落结构的生态特征与演替模式，在物理边界不稳定的系统中如何建立藻类生态功能组与环境变量的多元统计模型。较系统地介绍了三峡水库小江支流营养物赋存形态及其相对丰度的变化关系，以水体滞留时间为参量的TN/TP对藻类生长的基本驱动模式及实验验证等成果。
　　本书共8章。第1章梳理筑坝蓄水对流域生态环境，尤其是水库水环境的影响，并着重分析水库生态系统的总体特征和水库生态学研究进展，本章由郭劲松主笔完成。第2章介绍三峡水库及其典型支流澎溪河的总体特点，从水库运行导致水环境与水生态的时空异质性的角度，探讨选择澎溪河开展水库生态学研究的主要原因，本章由郭劲松主笔完成。第3章和第4章分别介绍澎溪河回水区水文、水动力条件与水体光热特点，本章由李哲主笔完成。第5章则着重分析水库运行下澎溪河N、P、Si等关键营养物的时空分布特征，本章由方芳主笔完成。第6章则在前述营养盐、光热条件等生境要素特征分析基础上，探讨澎溪河回水区藻类群落结构变化及其演替特点，并结合典范对应分析结果，归纳水库运行下澎溪河回水区藻类群落演替的宏观生态模式，本章由李哲、方芳共同完成。第7章对澎溪河水库水一气界面碳通量与水体碳循环机制进行初步探讨，本章由李哲主笔完成。第8章重点梳理近年来对澎溪河回水区野外研究的感受与体会，从新的视角对水库运行下支流水华形成、富营养化发展等问题进行探讨，以期为i峡水库水环境与水生态管理提供更多新的思路，本章由郭劲松主笔完成。全书由郭劲松负责统稿。
　　本书的研究工作得到了国家自然科学基金、国家重大科技专项——水体污染控制与治理科技重大专项、国家科技支撑计划以及重庆市重大科技项目等资助。本书的研究成果也是课题组集体智慧和辛劳的结晶，课题组鲁伦慧、肖艳、欧阳文娟、蒋滔、刘静、陈杰、张超、田光、贺阳、盛金萍、周红、陈园、王胜、李伟、白镭、谢丹、王琳、杨梅、张呈、冯婧、张树青等老师和研究生在野外采样、实验测试、数据整理、模拟计算、书稿校核等方面都作出了重要贡献。本书的写作得到了中国水利水电科学研究院王浩院士、河海大学王超院士、中国科学院水生生物研究所胡征宇研究员等专家的关心和支持，在此一并表示衷心的感谢。
　　本书虽然出版面世，但因i峡水环境生态问题复杂，涉及的学科领域众多，加之本书展示的实例成果主要基于对澎溪河流域的研究，以及知识和认识水平有限，所以笔者内心一直十分忐忑。如果书中的观点和认识能够得到同仁们的批评、指正和争鸣，则既是本书的目的，更是笔者的幸运。

　　郭劲松，1963年10月生，四川射洪人，博士，1985年毕业于重庆建筑工程学院获学士学位，2002年重庆大学获博士学位。现为中国科学院特聘研究员（核心），中国科学院水库水环境重点实验室主任，中国科学院重庆绿色智能技术研究院三峡生态环境研究所所长，中国科学院大学和重庆大学博士生导师，《Ecohydrology & Hydrobiology》副主编，重庆市科技创新领军人才。主要从事水环境质量演变与生态修复、水质生物转化理论与技术研究，1996年起重点致力于三峡水库水环境生态演变与水污染控制等领域的研究，先后主持三届“中欧健康河流与可持续水资源管理”国际会议，任中方主席。在《Environmental Science & Technology》、《Water Research》、《Bioresource Technolog》、《Science of the Total Environment》、《Ecological Engineering》、
　　《Hydrobiologia》、《Journal of Hazardous Materials》、《环境科学》、《湖泊科学》、《水科学进展》等学术期刊上发表论文150余篇（其中SCI70余篇）。获得省部级以上科技奖6项，获权发明专利25项。
　　
　　李哲，1981年12月生，2009年重庆大学获工学博士学位（重庆大学一美国密苏里科技大学联合培养），现为中国科学院重庆绿色智能技术研究院研究员，硕士生导师，主要研究方向为水库湖沼学、藻类生态学。中国地理学会湖泊与湿地分会理事、中国海洋与湖沼学会湖泊分会理事、国际能源组织（IEA）专家组成员、国际水电协会（IHA）水库温室气体项目专家组成员。作为课题负责人先后承担了国家自然科学基金面上项目、青年基金项目、国家“十一五”、“十二五”水体污染控制与治理科技重大专项、重庆市基础与前沿研究计划重点项目、重庆市自然基金面上项目等国家或省部级项目十余项。获中国科学院“西部之光”青年学者计划A类项目资助，重庆市科技进步二等奖1次。在国内外学术期刊上发表论文100余篇（其中SCI论文20余篇），授权发明和实用新型专利20余项。
　　
　　方芳，2002年获重庆大学获博士学位，现为重庆大学教授，博士生导师。主要研究方向为水污染控制理论与技术，曾于2008-2009年在荷兰代尔夫特理工大学做访问学者，目前为国际水协会员，中国工程建设标准化协会城市给水排水专业委员会委员。作为负责人承担了国家自然科学基金、国家自然科学基金重点项目子课题、国家水体污染控制与治理科技重大专项子课题、国家科技支撑计划子课题、重庆市重点科技攻关项目、重庆市自然科学基金重点项目等10余项科研项目。曾获省部级科技进步一等奖1次，二等奖3次。在国内外学术期刊上发表论文100余篇（其中SCI论文30余篇），授权发明专利和实用新型专利20余项。

目录
第1章 水库生态学研究的理论、方法与进展 1
1.1 水库与人类社会发展 1
1.2 水库主要生态过程与基本特征 8
1.2.1 水库地理分布、形态特征及其同流域的关系 8
1.2.2 水库生态系统的物理生境 13
1.2.3 水库的化学、生物过程与生态系统发育、演化 17
1.2.4 水库生态系统的综合特征 23
1.3 水库生态学研究进展与本书总体构架 26
1.3.1 湖沼学发展的回顾与简述 26
1.3.2 水库生态学发展现状与研究进展 30
1.3.3 本书总体构架与内容设置 34
主要参考文献 37
第2章 三峡水库及其典型支流澎溪河概况 40
2.1 三峡水库生态系统总体特征概述 40
2.1.1 三峡工程简况 40
2.1.2 三峡水库生态系统特征 42
2.2 三峡水库典型支流澎溪河流域基本情况 52
2.2.1 区位与水系 52
2.2.2 地形地貌与地质特征 53
2.2.3 气候气象特点 54
2.2.4 水文径流特征 55
2.2.5 植被覆盖与水土流失 57
2.2.6 流域行政区划与社会发展现状 58
2.2.7 澎溪河流域污染负荷现状 60
2.3 澎溪河流域在三峡库区的典型性与代表性 62
主要参考文献 66
第3章 澎溪河水文与总体水动力特征 67
3.1 2003 ~2012年成库10年澎溪河流域降雨、径流过程 67
3.2 澎溪河回水区总体水动力模型构建 70
3.2.1 HEC-RAS模型基础与应用现状 70
3.2.2 澎溪河回水区一维水动力模型构建 72
3.3 水库运行下澎溪河回水区总体水动力特征 76
3.3.1 典型时断河道水力学特征 76
3.3.2 水体滞留与更新交换特点 79
主要参考文献 84
第4章 水库运行下澎溪河水体光热特征 86
4.1 澎溪河流域光合作用有效辐射基本特点 86
4.2 澎溪河真光层深度估算及其影响因素分析 91
4.2.1 澎溪河真光层深度的时空变化特点 91
4.2.2 水库运行下澎溪河水体光学特性的影响因素分析 99
4.3 水库运行下澎溪河水温及其垂向分布特征 107
4.3.1 湖泊、水库垂向垂向水温结构研究背景简述 107
4.3.2 澎溪河水体表层水温与水气温差变化特征 109
4.3.3 澎溪河垂向水温结构的逐月与昼夜变化过程 112
主要参考文献 119
第5章 水库运行下澎溪河关键生源要素动态 121
5.1 澎溪河消落带/淹没区土壤营养物调查 121
5.1.1 背景 121
5.1.2 开县消落带受淹前土壤氮磷含量调查 122
5.1.3 水库运行下澎溪河主要消落带土壤氮磷含量与赋存形态 125
5.1.4 澎溪河主要淹没区底泥氮磷含量调查 133
5.1.5 澎溪河消落带/淹没区土壕氮、磷含量总体特征 134
5.2 水中关键生源要素赋存形态与时空变化 138
5.2.1 澎溪河回水区水体氮素的时空变化过程 138
5.2.2 澎溪河回水区水体磷的时空变化过程 146
5.3 营养盐相对丰度变化及其对藻类生长的影响 150
5.3.1 关键生源要素的化学计量关系与限制性评价 150
5.3.2 水库运行下澎溪河关键生源要素产汇特点 151
5.3.3 水库运行下澎溪河关键生源要素动态对藻类群落的影响 156
主要参考文献 159
第6章 澎溪河藻类群落动态及其对生境的响应 161
6.1 三峡支流水华现象及其研究进展 161
6.1.1 成库后三峡库区支流水华特征概述 161
6.1.2 三峡支流富营养化与水华研究进展 165
6.2 澎溪河回水区藻类群落动态 167
6.2.1 澎溪河回水区藻类物种调查与藻种名录 167
6.2.2 澎溪河回水区藻类生物量变化 172
6.2.3 澎溪河回水区藻类群落演替过程（2007 ~2009 年） 175
6.2.4 澎溪河回水区藻类群落多样性与演替速率（2007 ~2009 年） 183
6.3 燕类群落的生境选择学说与生态功能分组 186
6.3.1 藻类群落的生境选择学说 186
6.3.2 澎溪河回水区的藻类功能分组（2007 ~2009 年） 193
6.4 藻类群落演替的宏观生态模式与水华形成机制 199
6.4.1 梯度分析的基本原理及其在藻类生态研究中的运用 199
6.4.2 基于功能分组的生境变化藻类群落演替梯度分析 201
6.4.3 澎溪河回水区水华成因分析 210
6.4.4 澎溪河回水区藻类群落季节演替的宏观生态模式 216
6.5 澎溪河回水区藻类原位生长试验研究 219
6.5.1 基于藻类原位生长试验预测藻类群落演替与水华的总体思路 219
6.5.2 不同生长策略藻种的原位生长试验研究 221
6.5.3 流速对藻类生长影响的原位生态槽试验研究 232
主要参考文献 238
第7章 澎溪河水-气界面CO2 、CH4 通量研究 242
7.1 水库温室气体通量研究简述 242
7.2 水库温室气体监测技术与方法 245
7.2.1 水库温室气体产汇路径与监测 245
7.2.2 水气界面温室气体通量监测技术现状 248
7.2.3 三峡水库温室气体通量监测方案的总体设计 249
7.2.4 水库温室气体通量主要监测方法的改进、比较与适用性 252
7.3 澎溪河温室气体通量时空特征与影响因素 262
7.3.1 澎溪河温室气体通量监测方案 262
7.3.2 澎溪河温室气体通量时空特点 264
7.3.3 澎溪河典型库湾气泡释放通量和消落带土-气温室气体通量 271
7.4 水库运行下澎溪河温室气体通量估算 283
7.5 澎溪河水体二氧化碳分压变化及其影响因素 291
主要参考文献 307
第8章 澎溪河回水区水体富营养化与水华特点 311
8.1 富营养化与水华 311
8.2 澎溪河回水区营养状态与初级生产力结构 312
8.2.1 营养状态评价与长序列分析 312
8.2.2 澎溪河回水区初级生产力结构调查 314
8.3 澎溪河回水区富营养化与水华成因的探讨 320
主要参考文献 323