【科研速递】2021年第二期（总第二期）

水利工程建设会改变河流水文过程，影响河流中生源要素的生物地球化学行为及相应的物质、能量和生物场，最终改变河流生态系统的物种构成、栖息地分布及相应的生态功能。氮循环是河流生态系统中基本的物质循环之一，对维持水生态平衡具有重要作用，掌握大坝蓄水形成的河流-水库系统中的氮循环特征，对水利工程的建设调控以及蓄水水库的运行管理具有指导意义。但目前仍缺乏对河流-水库系统中氮转化过程及其驱动机制全面系统的总结。本文分别从纵向和垂向尺度上综述了河流-水库系统中的氮转化过程及关键影响因素，并创新性地提出多营养级微生物及其相互作用在氮转化过程中的直接和间接作用。

水库蓄水使动态的河流系统转变为静态的湖库系统，进而在纵向上形成河流区、过渡区和湖相区，不同区域水流速度、水力停留时间和悬浮物浓度等具有显著差异，会改变氮固定、氮转化、氮沉降和去除等过程。受光照和营养可利用性影响，过渡区常被认为是氮固定的热点区域。湖相区的同化、硝化、反硝化等氮转化过程则较为活跃，主要受上覆水初级生产力提高以及沉积物细颗粒沉降等因素影响，同时，湖相区颗粒沉降和底部缺氧等条件会促进沉积物氮的释放。

 河流区-过渡区-湖相区氮转化过程示意图

坝前水库区常出现热分层或溶氧分层，在垂向上形成湖上层、变温层和深水层三个区域，呈现出不同的氮转化特征。湖上层初级生产力的提高促进了氮的同化和有机氮的产生，且适宜的溶氧和营养条件有利于硝化作用的进行。变温层作为上覆水和底层水之间的过渡区，存在明显的温度、溶氧和营养梯度，硝化作用和反硝化作用常常同时发生。深水层常为缺氧条件，是反硝化等氮去除过程的热点区域，再加上沉积物释放氨氮，水库底部通常会产生氨氮的积累。此外，分层水库中还存在氮输入和氮释放之间的正反馈效应。

湖上层-变温层-深水层氮转化过程示意图

河流生态系统的氮转化过程是由微生物驱动的，较多研究强调了细菌群落的重要性，然而生态系统功能是通过不同营养级物种及其相互作用实现的，物质和能量会通过微生物食物网传递到高营养级从而影响整个生态系统。藻类、原生动物和后生动物是微生物食物网的重要组分，能够通过直接（如同化、反硝化）和间接（如捕食、排泄、生物扰动）方式参与氮转化过程，在河流生态系统氮循环中具有重要作用。

不同营养级微生物及其相互作用参与的氮转化过程

基于以上内容，本文提出未来关于生物监测和生态评估的研究需要考虑多营养级微生物及其相互作用，借助先进的分子生物学和机器学习等方法揭示环境因子、生物过程和生态功能三者之间的相互关系。此外，在生态流量设计、大坝运行管理和水库生态修复等过程中，也应将多营养级生物和相关的食物网模型纳入考虑体系，从多学科视角实现河流生态系统的保护与修复。

朱伟主持的江苏省重点研发计划（社会发展）项目《太湖总磷波动原因诊断与防控技术研发与示范》通过验收

2021年10月10日，朱伟主持的江苏省重点研发计划（社会发展）项目《太湖总磷波动原因诊断与防控技术研发与示范》验收会在河海大学江宁校区召开。

本次会议由河海大学主办，河海大学科技处副处长石朋，河海大学水科学研究院副院长刘平雷，河海大学教授金光球，太湖流域水资源保护局高级工程师翟淑华、孙凯，江苏省环保集团左武博士、吴士博博士，西湖大学赵泽博士，吴江区水利局等参加会议。专家组由南京师范大学教授王国祥、中科院南京地理湖泊所研究员陈开宁、南京大学教授钱新、生态环保厅太湖处处长刘朝阳、江苏天勤会计师事务所所长胡春才构成。课题组朱伟教授、林乃喜助理研究员，博士生王若辰、薛宗璞、侯豪等参与了本次会议。 会上，朱伟教授汇报了《太湖总磷波动原因诊断与防控技术研发与示范》项目的总体实施情况和主要成果，阐述了引江济太、蓝藻利用、底泥释放、2016年洪水、水循环变化和引排水方式对磷的影响。太湖流域水资源保护局高工孙凯、河海大学林乃喜助理研究员，博士生王若辰、薛宗璞、侯豪分别就自己对项目的研究部分进行了详细汇报。参会专家对他们的汇报进行了详细点评并进行了认真地讨论，对项目成果给予了高度评价，一致同意项目通过验收。

朱伟主持的“十三五”国家水专项《多元重污染小流域综合治理技术集成及应用推广》之课题《滞留型城市污染河道补水调控及水质改善技术研究与示范》通过验收

2021年10月15日，朱伟主持的“十三五”国家水专项《多元重污染小流域综合治理技术集成及应用推广》子课题《滞留型城市污染河道补水调控及水质改善技术研究与示范》验收会在合肥召开。

朱伟教授汇报了任务《滞留型城市污染河道补水调控及水质改善技术研究与示范》项目的完成情况与主要成果，重点介绍了重污染小流域水体生态补水及水循环系统研究、补水水质净化提升系统研究及技术示范以及城市缓流污染水体生态系统修复构建技术研究及示范应用成果。参会专家对汇报进行了质询讨论，认为课题针对城市面源以及污水厂尾水的河岸净化槽技术以及王建沟补水及生态修复技术取得良好的成效，一致同意该任务通过验收。

李轶主持的国家重点研发计划项目《高新区工业废水近零排放及资源化利用》示范工程投融资战略合作协议签订

近日，国家重点研发计划“水资源高效开发利用”重点专项“高新区工业废水近零排放及资源化利用”项目示范工程投融资战略合作协议签约仪式在第二届西伏河创新大会上举行，河海大学副校长郑金海教授出席签约仪式。此次合作是在盐城市政府的大力支持与推动下达成的，盐城国家高新区、河海大学与江苏东大金山资本管理有限公司就再生水厂的投资、建设、运营等签订投融资战略合作协议。再生水厂的建设是项目提出的基于“五级处理-五级回用”区域污水近零排放思路的关键环节，对推动盐城高新区污水近零排放和水资源高效利用具有重要意义。

签约仪式现场

会后，河海大学郑金海副校长、盐城市盐都区科技局刘桂琦局长以及江苏东大金山资本管理有限公司卞鹏萱总经理等赴盐城高新区调研“高新区工业废水近零排放及资源化利用”项目推进工作并进行指导，项目负责人河海大学水资源高效利用与工程安全国家工程研究中心常务副主任李轶教授和课题负责人张文龙教授等陪同调研。李轶教授在项目办公室汇报了关键技术研发和示范工程建设等项目推进情况，随后陪同实地调研了工艺单元资源回收、企业污水处理及重金属资源回收、污水收集管网改建、污水处理厂建设等示范工程推进情况。郑金海副校长认真听取了汇报，充分肯定了项目组的工作和取得的成果，并对技术研发、成果应用和示范工程推进等方面提出了指导意见，强调高新区污水近零排放工作是响应国家战略发展需求的重要工作，希望项目组在今后工作中充分利用水资源高效利用与工程安全国家工程研究中心的国家级科技创新平台优势，集中力量开展关键核心技术研发、科研成果转化等工作，为打造近零排放高新区、推动盐城高新区高质量发展贡献河海力量。

调研考察人员合影

汪文英参与编制《深圳市中小型水库安全评价报告》

近日，根据深圳市中小型水库工程安全评估阶段工作要求，汪文英参与编制了《深圳市中小型水库安全评价报告》，进行了深圳各水库洪水复核工作。报告按照流域特征参数及设计暴雨成果，采用广东省综合单位线法及推理公式法计算了水库设计洪水；根据深圳市周边四个站点的历史实测最大降雨过程，推求了区域实测最大暴雨相应洪水；用综合单位线法计算了各水库遭遇区域实测最大暴雨情况下的洪水情况。