硬质海岸防护设施的生态效应与对策

虽然滨海地区占地球陆地面积不足4%，但沿海生境是全球最有价值的自然资源之一。世界上超过三分之一的人口生活在距海岸线100 km的范围内。气候变化和人类活动使得全球海岸侵蚀和风暴潮威胁加重。海岸防护可以有效抵御海岸侵蚀、风暴风险和海平面上升。本文概述了全球主要沿海国家和地区（欧盟、美国、中国）海岸硬化情况以及海岸硬化带来的生态效应。欧洲海岸线硬化比例为10%（2006年），美国海岸的硬化比例为14%（2015年），而中国海岸线的硬化比例近60%（2014年）。海岸硬化会引起滨海湿地重要物理、化学和生物过程的改变，生境丧失和破碎化，以及生物连通性的改变。增加硬化设施的结构复杂性或由混合型海岸代替传统硬化海岸可以减轻海岸硬化对滨海湿地生态系统的威胁，但对硬质海岸和混合型海岸的生态服务功能以及抵御风暴能力的评估还比较缺乏，有待进一步研究。     

回流立式组合人工湿地对农村混合废水中重金属的净化效果

针对农村分散式混合废水中的重金属难以集中处理的问题,提出一种占地面积小、操作灵活、维护简单的新型回流立式组合人工湿地工艺,研究其对重金属混合废水的处理效果以及进水水质与运行条件对重金属去除的影响。结果显示,回流立式组合人工湿地在运行时间为6 h,回流周期T=30 min的条件下对CODCr、TN、TP和TSS的平均去除率分别为82.83%、27.67%、64.64%和92.58%,对As、Cd、Pb、Cu和Zn的平均去除率分别为50.01%、62.43%、91.02%、63.37%和51.92%;其去除负荷高达92.4、12.1、160.9、1 214.9、1 989.0 mg·m-2·d-1,约为其他研究平均值的4～27倍。进水pH和CODCr的波动以及回流周期的变化对重金属去除无显著影响(P0.05);将运行时间由6 h延长至24 h时,重金属的去除效率有明显的提高(Zn除外)。回流立式组合人工湿地对重金属的去除快速高效、去除负荷高,在农村分散式含重金属混合废水处理方面具有较好的利用前景。     

基于随机森林的高寒湿地地区土地覆盖遥感分类方法

高寒湿地是青藏高原典型独特的生态系统,是全球气候变化的敏感地带和预警区。利用遥感技术快速、准确地分类提取高寒湿地的土地覆盖信息,对当地生态安全监测和保护具有重要意义。本文以若尔盖湿地国家级自然保护区为研究区,首先,以高分一号(GF-1)遥感影像为数据源,融合光谱特征、水体指数、地形特征、植被指数和纹理信息等26个变量进行随机森林(Random forest,RF)分类实验;然后,根据袋外数据(Out of bag,OOB)的特征变量重要性得分和精度评价结果,选出高寒湿地地区土地覆盖类型的最优分类方案和特征;最后,对特征变量进行降维,并基于相同的变量,采用极大似然法(Maximum likelihood classification,MLC)、支持向量机(Support vector machine,SVM)、人工神经网络(Artificial neural network,ANN)和RF等方法进行分类,比较不同方法的优适性。结果表明:结合GF-1影像光谱、水体、植被、纹理特征和地形信息,使用26个变量的RF模型的分类精度最高,总体精度(Overall accuracy,OA)为90.07%,Kappa系数为0.86;通过RF模型的变量重要性分析可以有效选出重要的特征信息,在降低特征变量维度的同时,还能保证较高的分类精度; 4种分类方法中,RF算法是高寒湿地地区较合适的分类方法,OA比MLC基准方法高17.63个百分点,比SVM和ANN等机器学习算法分别高6.98、6.56个百分点。     

Distribution,habitat associations and conservation implications of Sri Lankan freshwater terrapins outside the protected area network

1. Terrapins are integral to many freshwater ecosystems, yet are imperilled at a global scale. In Sri Lanka, terrapins are understudied; thus, much of their natural history and distribution status remain unknown. Such paucity of studies impedes conservation.
2. In this study, 79 freshwater habitats located outside the protected area network of south‐western Sri Lanka were surveyed to document current population densities and habitat use of two terrapin species: Indian black terrapin (Melanochelys trijuga thermalis ) and flap‐shelled terrapin (Lissemys ceylonensis ). Local inhabitants were interviewed to assess human threats towards terrapins.
3. Both species were recorded in low densities: 1–2 individuals ha^?1. Indian black terrapin was found in half of the surveyed sites while flap‐shelled terrapin occurred in one‐third of the surveyed sites. Highly urbanized river basins had the lowest densities for both species while rural basins supported higher numbers. Basking was the predominant behaviour of both species and large woody debris and boulders were preferred as basking substrates, together with sparse‐canopy aquatic habitats with intact marshlands.
4. Overharvesting for meat was a major threat for terrapins. Most local inhabitants were unaware of legislation on terrapin conservation and the ecological importance of terrapins. Human threats such as pollution, modification of aquatic and wetland habitats, and loss of riparian forests were frequently observed in surveyed sites. Terrapin populations outside the protected area are at risk as evidenced by lower population densities and a multitude of human threats.
5. A landscape‐scale ecosystem‐based conservation approach is recommended for Sri Lanka's terrapins with incorporation of lands with different management regimes (privately owned, municipality managed) into the protected area network. Current environmental legislation should be revised to support buffer zone delineation for aquatic habitats, wetland restoration, and landscape‐scale connectivity.

     

复合潜流人工湿地对农村生活污水的净化效果 及其微生物群落结构特征

试验探究了复合潜流人工湿地对农村生活污水的净化效果及其微生物群落结构特征。结果表明，当水力负荷为0.35 m³·(m²·d）^-1时，系统对TN、NH₄⁺-N、COD和TP去除效率分别为（89.84±7.64）%、（98.67±1.31）%、（61.63±16.01）%和（70.21±8.00）%。湿地中一共发现11个主要菌门、18个主要菌纲和33个主要菌属，变形菌门（Proteobacteria）、蓝藻门（Cyanobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidetes）、厚壁菌门（Firmicutes）、绿弯菌门（Chloroflexi）、酸杆菌门（Acidobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）是其中的优势菌门，它们在各级湿地中表层和底层的相对丰度分别是57.26%、61.37%、91.60%、93.22%、88.78%、88.02%。蓝藻菌纲（Cyanobacteria）、α-变形菌纲(Alphaproteobacteria) 、芽孢杆菌纲(Bacilli)和γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria)、β-变形菌纲(Betaproteobacteria)是其中优势菌纲，约占主要菌纲的70%。共有17个优势菌属，在各级湿地中的分布情况不同，其中芽孢杆菌属（Bacillus）相对丰度最高，集中分布于第三级湿地，其次是Leptolyngbya、席藻属（Phormidium），在第一、二级湿地中广泛分布。复合潜流人工湿地具有良好污水净化效果，系统中有机物和氮素的去除主要依靠微生物作用，磷素的去除主要依靠基质吸附沉淀作用。     

长株潭城市群湿地景观时空动态变化及驱动力分析

针对长株潭城市群的湿地景观面积迅速减少、破碎化程度增加等情况,该文基于时间序列Landsat数据及物候特征参数,采用面向对象方法的随机森林算法获得了长株潭城市群2000-2015年湿地时空格局及变化数据,利用景观格局指数、质心迁移等方法分析了近16 a来长株潭城市群湿地时空格局及变化特征,并通过Logistics回归模型分析了城市群湿地演化的驱动力因素。研究结果表明:1)湿地类型主要为人工湿地水田,其次为河流湿地与库塘湿地,湖泊湿地与苔草沼泽分布面积相对较小;2)2000-2015年研究区湿地总面积呈减少趋势,减少231.12 km~2,减少6.64%,同时湿地的空间转移也十分剧烈。3)研究期间,长株潭城市群湿地景观破碎度在呈增强趋势,且景观形状也趋于复杂。同时,研究区景观连通性在不断降低,而景观丰富度在不断增加。4)研究期间,长株潭城市群5种湿地类型的质心在均发生了不同程度的的迁移,其中河流、库塘和水田的质心迁移相对较大,湖泊的质心位置相对稳定。5)长株潭城市群地区降水量的减少及气温的升高,加之高强度人类干扰是近年来湿地变化的主要原因,其中人类活动加剧了湿地变化的复杂性和差异性。该研究可为长株潭城市群湿地资源的可持续发展提供科学、可靠的数据支持。     

六氯苯胁迫对干湿交替运行人工湿地典型植物根系分泌物的影响

构建人工湿地微宇宙根箱,对六氯苯(Hexachlorobenzene,HCB)胁迫下不同水分条件的人工湿地典型植物——芦苇(Phragmites australis)和香蒲(Typha angustifolia)土壤中根系分泌物总糖、蛋白质和氨基酸进行检测,分析两种湿地植物根系分泌物在干湿交替下的变化特征。结果表明:芦苇和香蒲具有明显的根际效应(R/S1),根系分泌物含量变幅为根际土近根际土远根际土,且氨基酸∶蛋白质∶总糖含量的比值为2.9∶3.9∶3.3;香蒲根系分泌物含量高于芦苇,两者差异不显著(P0.05);排水(Water draining,WD)条件较淹水(Water flooding,WF)条件能显著增加芦苇和香蒲的根系分泌物(P0.05)。干湿交替更有利于促进芦苇和香蒲根系分泌物的增加及HCB降解,能促进水生植物形成较好的根际环境,进而影响湿地系统对HCB的去除效果。     

邛海湿地黑水鸡春季生境选择

2014年4~5月,在四川省西昌市邛海湿地的梦里水乡、焦家村-月亮湾、烟雨鹭洲、小渔村等区域选取了60个10 m×10 m黑水鸡(Gallinula chloropus L.)利用样方进行植被类型、明水面、水深、人为干扰距离、草本植物高度、草本植物密度、乔木距离、食物丰富度8个生态因子的生境选择分析。结果表明,黑水鸡喜植被茂盛、密度大、高度适中的隐蔽生境;就食物而言,黑水鸡尤喜水浅且食物丰富的水域,对明水面的选择不明显;干扰因素研究表明,人为活动对黑水鸡的影响不大,而人为活动稀少区域的黑水鸡对干扰稍显敏感。主成分分析结果显示,影响黑水鸡春季生境选择的因素主要有隐蔽性、食物多寡以及干扰程度。     

ZnFe-LDHs覆膜改性人工湿地基质脱氮除磷性能研究

以空心砖、蛭石、沸石、煤渣4种人工湿地常用基质为研究对象,进行ZnFe-LDHs双金属覆膜改性。以静态吸附试验为主,对改性前后的基质进行污水脱氮除磷试验研究并探讨其吸附机理,结果表明:与原始基质相比,改性后的各基质对总磷的吸附量均有不同程度的提高,改性空心砖的吸附效果最佳,总磷的吸附量提升了17%。沸石改性后对氨氮的吸附量提升了18%,增加明显,其余改性基质对氨氮吸附量增加不明显。基质改性前后对氨氮和总磷的吸附均符合Freundlich规律。     

Competitive traits of the invasive grass Arundo donax are enhanced by carbon dioxide and nitrogen enrichment

Increased atmospheric carbon dioxide (CO₂) and soil nitrogen (N) may confer competitive advantages to invasive species over native plant species. We conducted a two‐way factorial experiment, growing the model invasive plant Arundo donax in CO₂ growth chambers to test how CO₂ and N availability interact to affect plant growth and biomass allocation. CO₂ was supplied at c. 400 mg L^?1 and c. 750 mg L^?1. N was supplied as ammonium nitrate at 640, 320 and 80 mg L^?1. We hypothesised that the fertilisation effect of CO₂ enrichment would offset limitations from N deficiency. The results indicated that A. donax plants grown with enriched CO₂ and abundant N accumulated approximately 50–100% more biomass and allocated approximately 50% more biomass to rhizomes than plants grown under ambient CO₂ conditions. Neither treatment affected the leaf area per unit mass (specific leaf area; SLA). Greater growth will likely increase A. donax's competitive potential, because increased rhizome biomass has been associated with increased stress tolerance and post‐disturbance resprouting capacity. The consistent SLA under all treatments suggests that A. donax has a morphological strategy that prioritises increasing leaf quantity over increasing individual leaves' photosynthetic potential. These results reveal the ecological strategies that contribute to the successful establishment, dominance and persistence of this invasive plant species.