小清河流域抗生素污染分布特征与生态风险评估

利用固相萃取、高效液相色谱-串联质谱法(HPLC-MS/MS)检测小清河流域地表水中4类抗生素的残留水平,分析其分布特征,结合土地利用类型探讨其可能的污染源,并通过计算风险商(RQs)来进行生态风险评估。结果表明:小清河流域地表水有13种抗生素检出,其中大环内酯类抗生素和甲氧苄啶的检出率为100%;20个采样点的大环内酯类、喹诺酮类、磺胺类和磺胺增效类的质量浓度范围分别是2.18~84.9、nd~1600、nd~845、1.88~3900 ng·L-1。高浓度的大环内酯类和喹诺酮类抗生素主要集中在人口密集区下游,在水产养殖密集的下游区域检测到较高浓度的磺胺类和磺胺增效药甲氧苄啶,表明生活污水和水产养殖废水仍是小清河流域抗生素污染的主要来源。生态风险评估结果显示,13种抗生素中处于高风险等级、中等风险等级、无风险等级的比例分别是38.5%、23.1%、38.5%,表明小清河流域部分水体抗生素污染具有较高的生态风险。     

1987-2017年莱州湾沿岸土地利用变化及其对海岸线变化的影响

[目的]阐释莱州湾沿岸土地利用变化及其对海岸线的影响,为政府以及相关部门在进行海岸线规划提供土地利用方面的数据支撑。[方法]提取莱州湾近岸1987-2017年的土地利用变化信息以及海岸线空间分布,计算土地利用程度指数,随后利用DSAS计算相邻时相海岸线各段的变化速率,通过ArcGIS软件的叠加分析工具,得到影响各个时相海岸线变化速率和海岸线长度的信息。[结果]①1987-2017年,水产养殖用地、盐场用地以及建设用地面积逐渐增加;内陆水体面积总体呈增加趋势;裸地呈减少趋势;草地和耕地则先增加后减少;林地变化不明显。②土地利用程度逐渐变强,土地利用程度强等级由零散点分布变为集中面状分布。③土地利用以围填海的形式影响海岸线的变化速率。莱州湾内部的围海和人工填海使得岸线向海推进。黄河泥沙淤积填海使得黄河三角洲处的岸线向海推进,而该处岸线的背海移动则主要受到海水影响。[结论]莱州湾沿岸土地利用变化明显,土地利用程度逐年变强。土地利用以围填海的形式影响海岸线的变化速率,使得海岸线既有向海推进又有背海移动。裸地和水产养殖用地为1987-2005年影响海岸线长度的主导因素,建设用地和裸地为2005-2017年影响海岸线长度的主导因素。     

黄河三角洲农田土壤含水率空间变异特征研究

基于传统统计学和地统计学方法,定量分析了灌水前、后田块尺度下土壤含水率的空间变异性。结果表明,除灌水前10～20cm土层土壤含水率呈非正态分布外,其余各土层含水率均服从正态分布;随着土层深度的加深,灌水前、后各土层含水率均逐渐增加;除灌水前20～40cm土层及灌水后10～20、20～40cm土层土壤含水率呈中等变异性外,其余各土层均呈现弱变异特征;除灌水后20～40cm及40～60cm土层属于指数模型外,其余各土层含水率最优拟合模型为球状模型;灌水前、后各土层含水率均表现为强空间自相关性。     

盐胁迫对不同倍性金银花光合特性的影响

【目的】研究四倍体和二倍体金银花叶片光合作用对盐胁迫的响应,特别是盐胁迫对PSⅠ和PSⅡ性能以及协调性的影响,比较盐胁迫下叶片光合特性的差异,分析盐胁迫对叶片Na⁺、Cl^-和丙二醛含量以及叶片生物量的影响,揭示不同倍性金银花耐盐胁迫的能力,为盐碱地栽培品种的选择提供参考。【方法】选用四倍体和二倍体金银花为试验材料,采用叶绿素荧光快速诱导动力学曲线和820 nm光反射曲线同步测定技术,结合气体交换参数,研究中度（150 mmol·L^-1 NaCl）和重度（300 mmol·L^-1 NaCl）盐胁迫对四倍体和二倍体金银花叶片光合作用和光合机构的影响。金银花植株定植于装有石英砂的塑料盆中,Hoagland营养液培养。营养液中加入NaCl用于盐处理,每天递增50 mmol·L^-1到达处理浓度（150和300 mmol·L^-1）,处理持续15 d。以不加入NaCl的营养液培养对照植株。盐处理过程中选取枝条中部全展的叶片用于指标测定。【结果】中度盐胁迫下,四倍体和二倍体金银花叶片光合速率、气孔导度和胞间CO₂浓度显著降低,但四倍体下降幅度小于二倍体,说明中度盐胁迫下光合速率的降低是由气孔限制引起的,四倍体叶片光合作用受气孔限制程度较小。重度盐胁迫下,四倍体和二倍体金银花叶片光合速率也显著降低,但四倍体下降幅度小于二倍体,能维持较高的光合活性。重度盐胁迫7 d后,二倍体金银花叶片Rubisco酶的活化状态和羧化效率显著降低,诱发PSⅡ光抑制,降低向PSⅠ电子传递的量子产额。因此,PSⅠ的还原受到抑制,820 nm光反射曲线应该显示PSⅠ氧化幅度增加。但结果相反,PSⅠ氧化幅度却显著降低。重度盐胁迫下,二倍体金银花叶片PSⅠ也发生了光抑制,不能有效推动电子向PSⅠ受体侧传递,抑制了PSⅠ的氧化,而PSⅠ光抑制程度高于PSⅡ,导致PSⅠ氧化幅度显著降低,破坏了PSⅡ与PSⅠ的协调性。重度盐胁迫15 d后,四倍体金银花叶片Rubisco酶活化状态和羧化效率显著下降,但下降幅度小于二倍体金银花,PSⅡ和PSⅠ的性能未受显著影响,维持了PSⅡ和PSⅠ的协调性。因此,相对于二倍体,四倍体金银花叶片在重度盐胁迫下也具有较高的光合活性。盐胁迫15 d后,二倍体金银花叶片Na⁺、Cl^-和丙二醛含量显著增加,整株叶片干重显著降低,其变化幅度大于四倍体金银花,说明四倍体金银花受离子毒害的影响较轻,这可能是其在盐胁迫下维持较高光合性能的原因。【结论】盐胁迫下,四倍体金银花叶片能维持较高的气孔导度和Rubisco酶的活化状态,保持了PSⅡ和PSⅠ的协调性,因而具有较高的光合活性,能够积累较多的生物量。因此,四倍体金银花耐盐胁迫的能力强于二倍体,更适于盐碱地栽培。     

大沽河溶解态无机氮时空分布特征及来源探讨

入海河流的氮污染问题已引起全球关注。大沽河是胶州湾最大的入海河流,河口附近海域无机氮和活性磷酸盐浓度多年不达标,已成为陆源污染物控制入海的关键区域。为此,本研究分别于2018年8月、10月和2019年1月在大沽河流域开展河流水样及可能污染源的样品采集工作,运用非参数检验、聚类分析和Pearson相关分析等方法对大沽河河流溶解态无机氮(Dissolved inorganic nitrogen,DIN)浓度的时空差异、影响因素进行分析,并对其主要来源进行探讨。结果表明,DIN浓度在研究期间表现出显著的季节差异(P<0.05),枯水期最高,丰水期最低,主要是受到降水、气温、溶解氧(DO)等因素的影响。DIN浓度的空间差异也比较明显,其中,上游水体NO3--N浓度较高,主要是受农业化肥施用和农村生活污水等非点源污染的影响;支流水体NH4+-N含量相对较高,主要受畜禽养殖废水等非点源和工业废水、污水处理厂出水等点源污染的共同影响;中下游干流处DIN浓度较低,主要是受闸坝的拦截和滞留效应的影响。     

山东大沽河溶解性碳的时空分布及影响因素

为认识河流生态系统中的碳动态分布及生物地球化学过程,基于2018—2019年的现场监测与水样分析数据,揭示山东半岛大沽河河流溶解性碳[包括溶解性无机碳（DIC）和溶解性有机碳（DOC）]浓度的季节和空间特征;在此基础上,对河流CO₂分压（pCO₂）分布及影响因素进行了初步探讨。结果表明：大沽河DIC浓度分布在2.55~34.08 mg·L^-1之间,均值为（12.97±7.25）mg·L^-1;受流域地质环境、气候水文条件、梯级筑坝等因素的影响,DIC呈明显的时空差异特征（P<0.05）,其在冬季最高,自上游至下游呈显著增加趋势。DOC浓度范围为4.22~62.62 mg·L^-1,均值为（15.34±10.24）mg·L^-1,高于DIC含量,因此大沽河溶解性碳总体以DOC为主;受人类活动（土地利用方式、污水排放、河流筑坝等）的强烈影响,DOC未表现出明显的时空差异。大沽河有35%的河流样点表现为大气CO₂的源;pCO₂上游明显高于中下游,夏秋季高于春冬季（P<0.05）。研究表明,大沽河光合作用总体比较强烈,导致水体中DOC浓度较高、pCO₂较低,因此大沽河总体表现为大气CO₂的汇。     

黄河三角洲盐碱土冬小麦氮磷肥料效应模型研究

通过大田试验,研究了黄河三角洲盐碱土地区冬小麦合适的肥料效应模型。在冬小麦生长季设置4种不同的氮磷肥用量,根据"3414"试验设计8种不同的肥效试验处理,以探讨线性加平台、一元二次、平方根和二元二次4种不同模型的拟合效果。结果显示,4种肥料效应模型的拟合结果经检验都达到极显著水平(P0.01)。在一元肥料效应模型中,氮磷一元二次模型拟合效果最好,最高收益分别为7 448.3元·hm~(-2)和7 357.7元·hm~(-2),最佳经济氮磷用量分别为254.4 kg·hm~(-2)和98.6 kg·hm~(-2)。对比一元与二元模型,后者拟合效果较好,最佳经济氮磷用量分别为244.1 kg·hm~(-2)和94.2 kg·hm~(-2),即氮磷肥配比为2.6∶1,经济效益为7 432.4元·hm~(-2),氮肥农学利用率为6.2 kg(籽粒)·kg~(-1)(N),磷肥农学利用率为13.8 kg(籽粒)·kg~(-1)(P_2O_5)。结合拟合度、最佳经济施肥量、经济收益、肥料农学利用率和一元模型的局限性分析得出,二元二次肥料效应模型最优,可作为黄河三角洲地区盐碱土冬小麦氮磷肥效模型的最佳选择。     

基于GIS的桑沟湾及周围海域海带养殖适宜性评价

目前水产养殖面临用海冲突、单位面积和人均生产率偏低、养殖业的生态和经济成本较高等问题。为充分利用海区的自然生产力,提高养殖效率和效益,需要对海区进行适宜性评价,选择最适宜的水域进行养殖。以桑沟湾及周围海域主要的养殖品种海带(Saccharina japonica)作为评价对象,选取光照、温度、流速、无机氮、盐度、深度作为适宜性评价指标,利用遥感技术确定海区养殖布局,通过野外调查和数据模拟获取养殖海区环境参数数据,根据动态能量学(Dynamic energy budget, DEB)模型——STELLA模型敏感性分析结果,并结合层次分析法计算评价指标权重,海带生长相关环境因子的强制函数拟合得到单因子评分曲线进行评分。最后,采用线性加权叠加分析方法得到海带养殖适宜性评价结果。适宜性评价过程以地理信息系统(Geographical information systems, GIS)作为技术支持,利用GIS空间插值功能生成光照、温度、流速、无机氮、盐度、深度专题图层,采用栅格计算功能对各专题图层进行叠加,得到综合多因素的海带养殖适宜性评分和适宜性等级。评价结果显示,在不考虑用海冲突的情况下,桑沟湾及周围海域海带养殖适宜性分数分布在0~6.7范围内,分值主要集中在4~6分,属于中等适宜,占研究区总面积的67%,最适宜和不适宜分别占研究区总面积的23%和10%,无一般适宜区。评分较高的区域主要分布在北部爱莲湾和楮岛东部海域周围,适宜性评分较低的区域主要位于近岸水深较浅的海域。根据适宜性评价结果可进行水域空间规划和安排养殖生产计划,为管理部门开展养殖分区和海洋功能区划提供参考。     

水分胁迫和母树年龄对山东半岛黑松沿海防护林种子萌发的影响

以山东半岛黑松沿海防护林种子为实验材料,研究了水分胁迫和母树年龄对黑松种子萌发的影响.结果表明,随水分胁迫程度增加,种子的发芽率、发芽指数和活力指数呈波浪形降低,而平均发芽时间增加,种子萌发受到显著抑制.随母树年龄增加,种子的发芽率、发芽指数和活力指数呈波浪形增加,种子质量明显提高.对于发芽率,水分胁迫和母树年龄有着显著交互作用.母树年龄的增加使得发芽率在水分胁迫下降低变缓,提高了种子耐水分胁迫能力.因此,母树特性与生态因子的共同作用是黑松海防林天然更新的重要决定因素.     

木霉对盐胁迫下枸杞根与叶内离子平衡和光系统II的影响

【目的】 研究木霉对枸杞（Lycium chinense）耐盐能力的影响,从离子平衡、氧化胁迫和光系统II（PSII）性能等方面揭示耐盐机理。【方法】 以枸杞为试验材料,施加木霉菌剂于根周围,浇灌NaCl溶液（300 mmol·L^-1）进行盐处理,比较盐胁迫下施加和未施加菌剂植株生物量、K⁺/Na⁺、根系钾钠离子吸收转运、叶片氧化损伤以及PSII性能的差异。【结果】 盐胁迫下,施加菌剂的植株生物量降幅较小,说明木霉能够提高枸杞耐盐能力,减少对生长的抑制。木霉缓解盐诱导的光合速率与PSII光化学效率的下降,抑制PSII激发压上升,有利于防御PSII光抑制。盐胁迫下施加菌剂的植株PSII最大光化学效率的降幅和PSII反应中心蛋白损失相对较少,证实了木霉缓解PSII光抑制,保护了PSII反应中心。与光抑制结果一致,盐胁迫下施加菌剂植株叶片膜脂过氧化程度和H₂O₂含量较低,氧化损伤较轻。盐胁迫下,施加菌剂植株光合电子传递到Q_A以下电子受体效率的降幅较小,叶绿素快速荧光诱导动力学（OJIP）曲线的J点也未明显上升,表明木霉保护了PSII受体侧电子传递体。木霉对PSII供体侧放氧复合体也起到保护作用,因为施加菌剂抑制了盐胁迫下K点相对可变荧光的显著上升以及避免了OJIP曲线中K点的出现。因此,木霉对PSII各组分都起到了保护作用,缓解了盐胁迫下PSII性能指数的下降,提高了PSII整体稳定性。盐胁迫下,施加菌剂的植株根和叶Na⁺含量较低,但K⁺含量较高,说明木霉通过减少根和叶中Na⁺积累及K⁺损失,缓解K⁺/Na⁺下降,维持离子平衡。木霉增强盐胁迫下根系Na⁺外排,保障根系K⁺吸收和向地上部转运,是维护枸杞离子平衡的关键机制。【结论】 木霉调控盐胁迫下根系钠钾离子吸收转运,维持离子平衡,减轻PSII氧化胁迫,增强枸杞耐盐能力,缓解对其生长的抑制。