丹江口野外站系列成果出炉：为丹江口水库筑牢水质安全防线
守护一库碧水，既需铁腕治污的硬招，更离不开科技支撑的“软实力”。近日，依托河南省丹江口水库水域生态系统野外科学观测研究站（以下简称“丹江口野外站”）取得的一系列监测与研究成果正式出炉，为南水北调中线工程水源地筑起了一道坚实的“水质安全防线”。
为保障京津冀豫亿万群众饮水安全的“哨所”，丹江口野外站立足长期野外监测与基础数据积累，持续追踪水库水域生态系统的动态演变。从水质理化指标的预警，到水生生物群落的年度演替规律；从库区消落带的生态响应，到外源污染风险的精准识别——这一系列成果如同一张密不透风的“科技防护网”，将丹江口水库的水环境状况看得更清、判得更准、守得更牢。
1. 环境压力驱动大型深水水库微生物群落的稳态转换与功能重组
题目：Environmental stress drives microbial regime shifts and functional reorganization in a large deep reservoir
期刊：Environmental Research
第一作者：吕绪聪
通讯作者：袁华涛，高云霓，李学军
Doi：10.1016/j.envres.2026.124356
摘要：大型水库是重要的人工调控淡水生态系统，微生物群落在其养分循环与生态稳态维持中发挥核心作用。然而目前关于水库微生物多稳态特征及环境胁迫下功能转变的内在机制尚不明确。本研究基于丹江口水库一年高分辨率时序16S rRNA基因高通量测序数据，系统解析微生物群落替代稳态演变规律。结果表明，水库微生物群落存在两种截然不同的替代稳态：稳态A以蓝细菌门和放线菌门为优势类群，群落α多样性更高、菌群互作连通性更强，主要依靠光合营养代谢供能；稳态B以拟杆菌门和变形菌门为主导，生态网络模块化程度与功能恢复力更优。溶解氧、水温和氨氮是调控微生物稳态转换的关键胁迫因子。景观分析表明环境胁迫可重构微生物主导功能，驱动群落从光合依赖型代谢向氮循环主导型代谢转变。本研究为大型水库微生物多稳态及胁迫诱导的系统状态跃迁提供了关键实证依据，可为饮用水水库供水安全保障及淡水生态系统可持续管护提供重要科学支撑。
2. 水陆交错区硅藻群落的多样性、功能性状及组装过程：中国丹江口水库的案例研究
题目：Diversity, functional traits and assembly processes of diatom community in the aquatic-terrestrial ecotone: a case study of Danjiangkou reservoir, China
期刊：Frontiers in Microbiology
第一作者：吕绪聪
通讯作者：袁华涛，李学军
Doi：10.3389/fmicb.2025.1690275
摘要：土壤硅藻是水陆交错带微藻群落的重要组成部分，参与初级生产、有机质生成、养分循环及生态系统稳定过程。然而，水陆交错带中硅藻的功能性状与群落构建机制目前仍缺乏深入认知。本研究采用18S rDNA高通量测序与功能性状分析方法，探究了丹江口水库水陆交错带硅藻群落的动态变化、驱动因子及构建过程。研究发现，近水区（长期淹水区域）与近陆区（干湿交替裸露区域）的硅藻群落多样性和物种组成存在显著差异。功能性状分析表明，体型较大、运动能力强的硅藻物种在淹水区群落中占优势，而体型偏小、运动能力弱的硅藻类群在陆缘区更为常见。总磷、土壤有机质和镁离子是影响硅藻物种组成及功能性状的关键环境因子。两个区域的硅藻群落构建均以随机过程为主；但近陆区确定性过程（尤其是异质性筛选）的作用更强，体现出明显的环境筛选效应。该研究结果深化了对水陆交错带生物多样性与群落构建规律的认知，也为揭示此类生态交错带的生态动态演变提供了重要理论依据。
3. 水陆交错区细菌群落的特征、组装过程及稳定性：中国丹江口水库案例研究
题目：Characteristics, assembly processes and stability of bacterial communities in aquatic–terrestrial ecotone: a case study of danjiangkou reservoir, china
期刊：Microorganisms
第一作者：吕绪聪
通讯作者：袁华涛，李学军
Doi：10.3390/microorganisms14040923
摘要：水陆交错带是极具动态变化的生物地球化学热点区域，水文波动会深刻影响微生物群落结构与生态系统功能。然而，微生物群落沿水文梯度产生响应的内在机制目前仍尚不明确。本研究采用16S rRNA基因测序技术，对丹江口水库消落区近水区与近陆区的细菌群落开展对比分析。结果表明，两个区域的细菌群落组成存在显著差异，淹水作用显著提升了细菌α多样性。群落结构变化主要与总磷、土壤含水量、硝态氮等关键环境因子相关。相较于近陆区，近水区细菌群落构建受随机过程的影响更大，且菌群网络复杂度与拓扑稳定性更高。研究还筛选出多种关键类群，这类菌群在维持微生物网络结构与生态系统稳定性方面具备潜在作用。功能预测结果进一步显示，两大区域细菌群落的代谢潜能存在明显分化：近水区厌氧代谢与氧化还原相关功能更强，近陆区则以好氧代谢为主。上述研究结果表明，水文波动可通过协同调控水分可利用性与养分动态，重塑细菌群落结构及其潜在生态功能。本研究为水库滨岸带微生物生态过程研究提供了新的认知视角，也为水陆交错带生态系统的科学管理提供了理论依据。
4. 丹江口水库消落带土壤重金属农业与交通源优先管控：基于源导向的综合风险评估
题目：Priority Control of Agricultural and Traffic Sources of Soil Heavy Metals: An Integrated Source-Oriented Risk Assessmentin the Drawdown Zone of the Danjiangkou Reservoir
期刊：toxics
第一作者：丁厚宽
通讯作者：高云霓
Doi：10.3390/toxics13121073
摘要：近年来，公众对饮用水源地的环保意识有所提升，但饮用水源周边土壤中重金属的污染风险现状与来源尚不明确。本研究以丹江口水库典型消落带为研究对象，在枯水期对四种土地利用类型下土壤重金属污染水平及其生态风险、人体健康风险开展评价；采用正定矩阵因子分解模型与相关性分析，解析10种重金属的污染来源，并结合风险特征与源解析结果开展定量源导向风险识别。研究结果表明：研究区土壤整体处于轻微污染水平，综合潜在生态风险为中等等级；农田土壤的污染程度与生态风险最高，汞、镉元素污染尤为突出。基于蒙特卡洛模拟的人体健康风险评价显示，相较于非致癌风险，致癌风险更需重点关注；农田用地的健康风险高于其他土地利用类型，且儿童群体比成年人更易受到健康危害。研究共识别出四大污染源：交通源占比29.5%、农业活动源占比32%、自然源占比19.3%、大气沉降源占比19.2%。源导向风险评价结果显示，农业活动是生态风险的首要管控来源，贡献率达64.7%，汞为首要管控元素；交通源与农业源是儿童和成人致癌风险的主要贡献源，贡献率均为57.1%，镍为首要管控元素。
5. 丹江口水库（丹库区）浮游植物功能群时空特征及水质评价
期刊：湖泊科学
第一作者：靳佳霖
通讯作者：李学军
Doi：10.18307/2026.0312
摘要：丹江口水库是南水北调中线工程的重要水源地及国家一级水源保护区，自2014年通水以来，库区水质整体保持在Ⅱ类及以上，具备重要的生态功能和水资源保障作用。水位变化作为水库运行的关键参数，直接影响水体的环境特征，从而间接作用于浮游植物的生长、分布及多样性。为探究丹江口水库丹库区水位波动引发的生境变化对浮游植物功能群的影响，本研究选取高水位时期（2023年10～12月）与低水位期（2024年4～6月）进行调查采样，分析浮游植物功能群结构组成与环境因子对浮游植物功能群的影响。结果表明，丹江口水库丹库区在不同时空共鉴定浮游植物7门75属128种，主要由硅藻门（39.06%）、绿藻门（35.94%）、蓝藻门（10.16%）组成，不同时空条件下浮游植物功能群组成存在显著差异（p<0.05）。共划分26个浮游植物功能群，包括适应混合水层环境的功能群N、P，适应静水环境的功能群Y、T，以及具有普适性的功能群M、Lo。高水位时期，库区的优势功能群为功能群B；而低水位优势功能群为功能群MP、P和Lo。支流高水位时期优势功能群为功能群M、Lo和S1，低水位时期优势功能群为功能群TC和B。RDA结果表明，pH、浊度、硝氮、可溶性磷酸盐是影响浮游植物优势功能群的主要环境因子。基于Q指数的水质评价结果显示，库区水质总体处于“良好”状态；而支流区水质处于“差～良好”状态。研究表明，丹江口水库丹库区水质总体稳定，但支流在高水位时期，营养盐污染对浮游植物群落造成显著干扰，提示水库管理需重点关注高水位时期外源输入对生态系统的潜在影响。
河南省丹江口水库水域生态系统野外科学观测研究站于2023年1月建立，建设地点位于河南省南水北调中线渠首生态环境监测中心，由河南师范大学水产学院李学军教授担任站长，由河南省南水北调中线渠首生态环境监测中心陈海燕总工程师担任副站长。观测站主要观测研究内容包括：水域生态系统演化规律与驱动机制、有害生物监测与水生态风险预警和水生生物多样性保育与生态修复。观测研究站的建设，可为创新水域生态学理论与方法、保障水源地水质质量，服务政府决策与安全调水发挥重要作用。
丹江口野外站核心科研团队—河南师范大学水产学院水域生态学科研团队，现有教师7人，其中教授1人，副教授3人，讲师3人，涉及微生物到鱼类各营养级类群，另有科研助理6人。团队立足河流湖库水域生态健康，主要开展水生生物资源保护与开发、水生态监测与环境质量评价、藻华等水生态风险识别与防控等方面的科研与社会服务。近10年承担国家自然科学基金等国家级项目10余项、省部级项目30余项、横向委托项目70余项，近3年累积科研经费1000余万元。团队聚焦黄河等重点流域水生态突出问题，以水生生物资源可持续利用和水环境健康评价为核心，旨在为生态修复及综合管理提供科学支撑与技术方案。近年来重点围绕三大方向开展工作：黄河调水调沙与水生食物网演替与涵养，水源地水库生态系统演化规律与驱动机制、水环境健康评价与生态修复关键技术，特种水生生物资源开发与利用。
