塔吉克斯坦不同土壤/沉积物元素组成与分布特征

塔吉克斯坦是与我国东部接壤的内陆高山国家,其化学元素背景和资源环境问题对我国同气候类型区域的研究具有重要意义。2011年9-10月采集了中亚干旱－半干旱地区塔吉克斯坦不同区域的表层土壤和沉积物,通过对不同土壤/沉积物元素组成与分布特征,探讨了其形成原因和影响因素。结果表明：不同土壤/沉积物的元素含量为：Ca > Al > Fe > Mg > Na > Ti > P > Mn > Sr > Zn > V > Cr > Ni > Cu > Pb > Co > Cd。主成分分析表明,塔吉克斯坦不同土壤和沉积物的元素分布受自然和人类活动的双重影响,总体所占比例约为60.0%和12.6%。城区和耕地土壤重金属元素(Cd、Cu、Pb、Zn)含量高于人类活动弱的基岩和山区,人口密度相对高的西部地区重金属含量高于东部地区,受工业污染物排放的影响,杜尚别地区河道泥沙中Cd含量明显高于其他区域。塔吉克斯坦地表不同类型土壤人为污染弱,但局部区域不同程度地受到人类活动引起的重金属污染影响,其中,Cu污染相对较重,Pb、Zn较轻,而Cd主要与工业点源污染有关。     

河流健康评价:内涵、指标、方法与尺度问题探讨

基于国内外最新研究进展,从河流健康的概念、评价方法、指标体系和尺度等方面综述了河流健康问题。大部分学者倾向于从河流的自然属性和社会属性来定义河流健康;河流健康评价方法包括模糊综合评价法、综合健康指数法和综合指标体系法,其中综合指标体系法是目前国内主要采用的评价方法;河流健康评价指标体系包括水文特征、水质参数、生物指标、河岸带指标、河流形态和社会服务状况6个方面,国内外指标体系存在着差异;探讨了河流健康评价尺度效应研究和尺度转换方法。最后阐述了河流健康评价中存在的概念、指标、尺度转换和评价结果运用等方面的问题。     

鄱阳湖流域气候变化特征及其对径流的驱动作用

以1960-2007年鄱阳湖流域14个国家气象站的气象监测资料以及“五河”水系中5个水文监测站的径流 资料为基础,采用Mann-Kendall检验法分析了流域气温、降水、潜在蒸发以及径流的变化趋势,在此基础上,通 过建立降水和潜在蒸发对径流的驱动模型,定量分析了不同年代气候变化对赣江、信江以及抚河径流变化的影 响.研究表明,1960-2007年鄱阳湖流域气温升高,降雨增加,潜在蒸发量却呈长期的下降趋势,径流变化过程 与降雨过程总体一致,但不同时期各站点变化趋势差异较大.气候变化对径流的驱动作用表明,相对于流域 1960s的气候条件,其他年代气候变化均起着增大径流的作用,其中气候变化驱动作用最大的1990s导致径流增 加194.3~321.3mm,最小的2000s导致径流增加32.7~106.5mm.此外,受不同年代流域降雨变率以及流域 调蓄作用影响,1970s和1990s气候变化导致的径流增量以信江为最,而1980s和2000s则是赣江最大.     

苦草(Vallisneria natans)移植对沉积物再悬浮后的水质控制效果研究

通过单因子(苦草密度)影响试验和双因子(有无苦草、沉积物性质)受控试验,研究苦草移植在短期内对沉积物再悬浮后的水质控制效果。结果表明,苦草移植可以显著降低水体悬浮物浓度与营养盐水平,且密度越高,悬浮物浓度与营养盐水平越低;沉积物营养水平影响苦草对水体的净化效果:高营养底泥中,苦草对悬浮物的去除率为22.19%,而低营养底泥中去除率仅为8.21%;高营养底泥中,苦草对水体TN的去除率为10.94%,显著高于低营养底泥。因此,沉水植被区域沉积物再悬浮的沉降不仅与沉水植物本身有关,还与沉积物的性质有关。     

鄱阳湖典型洲滩湿地土壤环境因子对植被分布影响研究

湿地植被生长的影响因素包括非生物因素和生物因素两部分。其中,非生物因素中对湿地植被格局影响较大的主要是水文和土壤环境因子,也是当今湿地生态水文过程研究的热点和重点。通过研究鄱阳湖典型洲滩湿地4种植物群落带下各土壤环境因子的含量变化特征,结合研究区20个植被样方的典范对应分析(Canonical Correspondence Analysis,CCA)排序,分析了鄱阳湖典型洲滩湿地主要土壤环境因子及其对植被分布的影响。结果表明:不同植被群落下的全氮含量有明显差异,依次为苔草带藜蒿-狗牙根带芦苇-苔草带苔草-虉草带;总有机碳与全氮含量大小在不同植被群落带的分异趋势相同,二者存在极显著相关关系;土壤全磷含量随植被群落不同的变化规律不明显;随植被群落带离湖泊水体距离逐渐减小,土壤中速效钾含量有增大的趋势,但程度较小。鄱阳湖典型洲滩湿地土壤有机碳与全氮、有效磷呈极显著相关关系,土壤含水量与土壤有效磷呈显著负相关关系,有效磷与全氮呈极显著相关关系。土壤含水量是影响鄱阳湖湿地研究区植被分布的最主要因素,土壤pH、全钾含量也是影响湿地植被分布的重要土壤环境因子。     

基于MODIS的南四湖植被覆盖变化的时空特征研究

湿地植被的时空变化研究是陆地生态系统对全球变化响应研究的重要内容之一。利用2000—2015年的中分辨率成像光谱仪(MODIS)16天合成的植被指数数据(NDVI和EVI)作为植被覆盖的指标,采用基于像元的线性趋势分析和稳定性分析方法研究了南四湖湿地植被覆盖的时空演变和稳定性格局特征,并结合气象数据和相关资料分析了控制植被覆盖变化的主要因素。结果表明:1)南四湖湿地植被覆盖度受景观格局控制,呈现由湖岸向湖心减小的带状分布特征。2)南四湖植被覆盖变化具有阶段性特征。2000—2003年生长季植被覆盖度处于较高水平,2004—2006年处于较低水平,之后波动变化;植被覆盖年内变化呈双峰特征,尤其在下级湖。3)湿地的水陆交错地带植被覆盖下降趋势明显,植被指数平均每10年减少0.1~0.3,其他区域植被覆盖略有上升。4)植被覆盖的稳定度亦呈现以湖心为中心的环带状特征,由湖心到湖岸植被的稳定性逐渐增高。5)植被覆盖度的变化与区域降水导致的湖泊水位变化关系密切。除去极端降水的2003年,年降水量与湿地植被指数呈显著负相关关系(P<0.05),相关系数分别为-0.60(NDVI)和-0.66(EVI)。作为南水北调东线工程重要的水利枢纽,南四湖频繁的水文调蓄必然影响湿地植被覆盖格局,进而影响南四湖湿地生态过程及生态功能,需引起管理者的重视。     

水文气象过程对千岛湖氮磷变化的影响

水库作为一类人工修建的重要水资源调蓄地,其水体营养盐含量等指标受水文气象过程的影响很大。为探索我国东南山区水库营养盐的时空变化规律,以钱塘江流域千岛湖(新安江水库)为例,利用2016年8月至2017年12月的水质调查数据,结合同期气温、降雨量和入库流量等气象水文数据,分析了水文气象过程对千岛湖水体氮、磷等营养盐浓度的影响特征。结果显示:(1)千岛湖营养盐浓度具有较大的时空差异性,TN浓度0.69～2.06 mg/L,平均值为(1.12±0.26) mg/L,高值出现在冬季和春季;TP浓度0.004～0.096 mg/L,平均值为(0.030±0.021)mg/L,高值出现在春季;空间上呈现为河流区到湖泊区浓度逐渐降低的趋势;(2)千岛湖降雨量、入库流量及气温等水文气象条件存在显著季节差异(P0.01),3-7月的降雨和入库流量超过总量的70%,高温出现在7-8月,月均温度高达30℃;(3)氮磷营养盐浓度与入库流量的相关性强于降雨,且入库流量及降雨对磷的影响更大;不同区域对入库流量的响应时间存在差异,河流区响应最快,其次是过渡区,湖泊区最慢,反映出氮、磷在水库扩散过程中的滞后性;(4)温度通过影响水体浮游植物生长带来的水体颗粒态氮、磷变化影响水体TN、TP浓度,但不同湖区的响应不同;3～7 d的累积温度与过渡区氮、磷的关系好于河流区,可能与过渡区浮游植物生长与营养盐浓度变化更为敏感有关。研究表明,水文气象过程对大型水库水体氮磷的影响作用强烈且复杂,物理扩散与沉降、化学变化及生物生长累积等作用使得水体氮磷浓度对水文气象过程响应具有较大的时空差异性,在水库水质管理和机制分析中应当充分考虑这种非同步性。     

基于Cyt b基因序列的江淮下游湖泊鲢群体遗传多样性分析

鲢(Hypophthalmichthys molitrix)是长江、淮河下游湖泊中重要的渔业资源。为了解湖泊鲢种质资源遗传状况，采用线粒体Cyt b基因序列作为分子标记，对江淮下游8个湖泊(太湖、滆湖、长荡湖、淀山湖、高邮湖、洪泽湖、骆马湖、金沙湖)群体的239尾鲢进行扩增和测序。结果显示，鲢Cty b基因全长为1 141 bp, 239条Cyt b序列检出74个变异位点，定义24种单倍型，平均单倍型多样性和核苷酸多样性分别为0.697和0.010 12。太湖群体的单倍型多样性和核苷酸多样性最高，分别为0.830和0.015 84,长荡湖群体的单倍型多样性和核苷酸多样性最低，分别为0.379和0.003 98。8个鲢群体间的遗传距离变幅为0.005～0.015;分子方差分析结果显示，遗传变异主要来自群体内部(98.0%),群体的遗传分化指数F_st值为0.019 97;两两群体间F_st值统计表明，长江水系和淮河水系群体间有显著的遗传差异(P<0.05)。单倍型系统进化树和网络结构图显示，单倍型划分为2个谱系，但没有形成明显的地理聚群。歧点...     

基于线粒体COI序列的江淮下游湖泊鲢群体遗传多样性和遗传结构分析

本研究采用线粒体COI序列为分子标记，探究了长江、淮河下游8个湖泊鲢(Hypophthalmichthys molitrix)群体的遗传多样性和遗传结构。通过PCR和测序技术，获得鲢COI基因序列片段。分析结果显示：COI序列片段长度为630 bp, 243条COI序列共检出23个变异位点，定义14种单倍型，平均单倍型多样性(H_d)和核苷酸多样性(P_i)分别为0.692和0.005 12。8个群体的单倍型多样性为0.508～0.803,核苷酸多样性为0.002 41～0.006 94,表明鲢群体的遗传多样性有较大差异。分子方差分析结果显示，遗传变异主要来自于群体内，遗传分化指数(F_ST)为0.008 3,表明群体间没有显著遗传分化。系统发育树和网络结构图显示，单倍型分化为2个分支，但群体没有形成特定的地理遗传结构。中性检验结果和歧点分布曲线表明，鲢群体没有显著偏离中性选择，群体大小保持相对稳定。     

衡水湖西湖区土壤重金属污染特征及退田还湖的生态风险初探

衡水湖西湖区作为衡水湖重要的生态系统服务供给区，在开展生态补水和退田还湖的过程中，现有西湖区大部分露滩在淹水后土壤中赋存的重金属释放会产生一定的生态风险。本文从土壤重金属赋存特征、生态风险评价及淹水释放通量风险估算等方面综合评估西湖区土壤生态安全。在调查区域内布设9断面46个样方，以0~60 cm土壤为研究对象，7种管控重金属作为研究要素。采用地累积指数法和潜在生态危害指数法分析西湖区重金属空间分布特征和生态风险等级，并通过室内柱样模拟的方法开展土壤淹水后重金属释放风险评估。西湖区土壤中Zn和Cd的平均含量显著高于河北省土壤背景值，其中重金属Cd累积特征比较明显，中度污染水平以上的区域占97.83%，各重金属含量在空间上呈现南北高中间低的分布规律，西湖区土壤总体处于低风险等级。7种重金属元素的生态风险贡献率依次为：Cd>As>Pb>Cu>Ni>Cr>Zn，其中37.71%的生态风险来自Cd的贡献，其次是As（18.81%）和Pb（4.94%）。淹水后土壤中重金属的释放特征随土地利用类型变化差异显著，其中菜地释放通量最高，果园次之，麦田最低，不同土地利用方式造成的有机质累积可能是土壤重金属释放通量差异的主要原因。此外，衡水湖周边主要以石灰性土壤为主（土壤表层浸出液pH≈9；Ca²⁺含量为1.135~1.143 mg/g），这些以碳酸盐结合态为主要赋存形式的重金属相对稳定，淹水之后，经跟踪监测发现各重金属水溶态浸出浓度均未超标。因此，西湖区退田还湖后整体的水生态安全风险为低风险。