基于InVEST-Biodiversity模型的闽江流域生境质量十年变化评价

基于In VEST模型的Biodiversity模块,测定闽江流域的生物多样性生态服务功能,运用模型结果中的生境质量指数和生境稀缺度指数评估闽江流域生态环境质量,对区域生态环境保护具有参考价值。研究结果表明,10年间闽江流域生境质量整体处于良好水平,略微下降,2000年、2005年、2010年闽江流域生境质量指数得分为27.90、27.82、27.79,10年间下降了0.39%,2010年至2005年期间较2005年至2000年期间下降速率降低了62.50%;台江、鼓楼、仓山、长乐地区是生境质量较低的地域,其生境质量指数得分10年间均值为0.15、0.23、0.33、0.53;道路、居住地、工业用地、采矿场四种地类对闽江流域生态环境的干扰是生境质量变化的主要驱动因素;森林地类整体生境质量10年间保持稳定,生境稀缺度指数下降了89.80%,生境质量指数10年间均值为0.99,占地面积增加了0.09%。     

不同环数多环芳烃对土壤白符跳（Folsomia candida）的毒性差异

为了解不同环数多环芳烃（PAHs）对无脊椎动物的毒性效应以及对比不同类型土壤中PAHs毒性差异,通过滤纸接触实验、土壤和食物暴露实验,对比分析了三环、四环和五环3种多环芳烃菲（Phe）、芘（Pyr）、苯并芘（BaP）对模式生物白符跳（Folsomia candida）的急性、慢性毒性效应及差异。研究结果表明：滤纸实验中跳虫在不同浓度Phe和Pyr溶液浸透的滤纸上暴露3 d和7 d后死亡现象均比BaP明显。土壤暴露实验中Phe在江西红壤（以下简称红壤）和黑龙江黑土（以下简称黑土）土壤中对跳虫生存和繁殖的影响均大于BaP。基于可提取PAHs实测值推导的繁殖率的EC₅₀（半数效应浓度）,Phe在红壤和黑土中的毒性阈值分别是BaP的5倍和10倍; Pyr在红壤和黑土中的毒性阈值均为BaP的10倍。食物暴露实验中Phe、Pyr和BaP处理下跳虫成虫均无明显死亡,Phe、Pyr对跳虫繁殖的28 d-EC₅₀分别为278 mg·kg^-1（186~336 mg·kg^-1）和363 mg·kg^-1（298~427 mg·kg^-1）。以上结果表明,Phe、Pyr会对跳虫的生存和繁殖产生较大影响,而BaP相对Phe和Pyr,对跳虫的影响较小。受试暴露浓度下,不同类型土壤中PAHs对跳虫的毒性大小具有显著差异,红壤中PAHs对跳虫的生态毒性和黑土相比最大差别超过3倍,表明不同理化性质对PAHs生态毒性具有显著影响,因此在后续评估PAHs生态毒性效应时要充分考虑土壤理化性质对其毒性的影响。     

三江源区近30年植被生长动态变化特征分析

三江源区为长江、黄河、澜沧江提供了丰富的水资源,其地表植被状况与我国水安全和生态安全密切相关。由于所使用的数据时间序列长度有限,以往研究缺乏近30年整体视角的连续时间序列研究,也很少分析多时段变化趋势的持续性。为此,本文利用最新发布的1982-2012年的GIMMS NDVI3g数据集,采用多个嵌套时间序列的分析方法,在多个空间尺度上,研究了近30年来三江源区各季节植被活动的变化趋势和过程。研究表明,1)三江源区生长季和各季节NDVI在近30年均呈增强趋势,春季植被变化具有明显的阶段性,1998年前后NDVI分别呈显著增加、减少趋势。2)生长季、春季和夏季NDVI的增加随时段延长而趋缓,尤其是春季减缓迅速甚至停滞,而秋季植被活动持续增强。3)尽管区域尺度生长季、春季和夏季NDVI变化趋缓,但在像元尺度显著变化的区域范围却多呈增加趋势。4)不同植被类型显著变化的季节、时段存在差异。针叶林和灌丛NDVI主要在春季前几个时段增加显著,荒漠、草甸的增加主要集中在春季、夏季前几个时段。5)各季节NDVI在14个时段增加趋势持续性的差异,引起各季节对生长季植被活动变化贡献的变化。总的趋势是,前几个时段,春季NDVI变化较为剧烈,夏季NDVI的贡献最大,而随时段延长,逐渐过渡到秋季NDVI变化幅度、变化量最大,夏季次之。     

不同形态锑对土壤白符跳(Folsomia candida)的毒性差异

为探讨锑(Sb)形态对Sb毒性的影响,积累和完善Sb的基础毒性数据,为Sb的生态风险评估提供更全面的依据,通过滤纸接触试验、土壤和食物暴露试验,评价并对比了两种形态的锑(Sb~Ⅲ和Sb~Ⅴ)对模式生物白符跳(Folsomia candida)的急性、慢性毒性效应及差异。滤纸试验中跳虫在不同浓度Sb~Ⅴ水溶液浸透的滤纸上暴露3 d和7 d后均无死亡现象,Sb~Ⅲ对跳虫的半数致死浓度(LC_(50))分别为325 mg·L~(-1)(3 d)和244 mg·L~(-1)(7 d);土壤暴露试验中Sb~Ⅲ和Sb~Ⅴ对跳虫逃避行为的半数效应浓度(EC_(50))分别为132、344 mg·kg~(-1),Sb~Ⅲ对跳虫的7 d-LC_(50)为2105 mg·kg~(-1)(Sb~Ⅴ的LC_(50)大于设置的最高浓度),Sb~Ⅲ对跳虫的28 d-LC_(50)为703 mg·kg~(-1)(Sb~Ⅴ的LC_(50)大于设置的最高浓度),Sb~Ⅲ和Sb~Ⅴ对跳虫繁殖的28 d-EC_(50)分别为307、8501 mg·kg~(-1);食物暴露试验中Sb~Ⅲ和Sb~Ⅴ处理下跳虫成虫均无明显死亡,对跳虫繁殖的28 d-EC_(50)分别为433、8798 mg·kg~(-1)。试验结果表明,在设置的浓度范围内Sb~Ⅴ不会直接造成跳虫明显死亡,但会对跳虫的生理行为和繁殖产生一定毒性影响,而Sb~Ⅲ对跳虫存活和繁殖均有较大毒性。因此在评估Sb的毒性效应时既要考虑总量也需考虑形态。     

模拟降雨条件下赤泥对土壤盐碱化的影响

为了解不同厚度赤泥在酸雨和雨水淋溶条件下对土壤盐碱化的影响,以山西某堆场赤泥为研究对象,采用土柱淋溶实验研究在模拟酸雨和雨水条件下,覆盖不同厚度赤泥对土壤pH、碱化度(ESP)以及电导率(EC)的影响。所用土壤为堆场附近背景土壤,其pH为8.68,有机质含量为25.66 g·kg-1,容重为1.20 g·cm-3,含水率为12.01%。结果表明:经淋溶后,土壤pH在表层0~10 cm深度显著升高,最大值达到10.18;在10~30 cm增加到8.67~9.12,与原始土壤相比升高较为明显;在30~60 cm深度没有明显变化。除覆盖5 cm厚赤泥经雨水淋溶组之外,其他实验组表层(0~10 cm)土壤ESP值均超过15.00%,土壤呈碱化状态;在10~40 cm深度土壤ESP增加到5.38%~14.70%范围,有碱化趋势,对40 cm以下深度土壤碱化影响较小。所有实验组中土壤EC值仅略有增加,对土壤盐化影响不明显。赤泥中钠、钾、镁、钙具有较强的迁移性,淋出液中最大浓度分别为125.86、2.23、57.13、209.07 mg·L-1,可能会对地下水造成潜在影响。在实验条件下,赤泥对土壤碱化影响较为明显,且碱化影响随覆盖赤泥厚度增加而增大,酸雨淋溶比雨水淋溶影响更为严重。     

中美淡水生物对氨氮的物种敏感度对比分析

参照美国水生生物基准制定技术指南,搜集、筛选了氨氮对我国和美国淡水水生生物(包括鱼类、溞类和贝类等)的急性和慢性毒性数据,并补充开展了氨氮对我国本土贝类——河蚬和中华圆田螺的急性毒性试验,统一将氨氮毒性数据调整至标准水质条件下(T=20℃,pH=7.0),对中美淡水生物对氨氮的物种敏感性进行了比较,计算了中美氨氮水质急性基准阈值。结果表明:我国物种相比美国物种对氨氮的敏感性整体较弱,但标准水质条件下中美两国的氨氮基准阈值接近(中国为0.84 mg·L-1,美国为0.79 mg·L-1)。贝类在各淡水生物类群中对氨氮的物种敏感性最高,大致排序为贝类鱼类溞类,我国鱼类和贝类的敏感性比美国相对较弱,溞类差异不明显。贝类幼体对氨氮的敏感性远高于成体,建议氨氮基准研究中使用贝类幼体进行测试。     

浙江省农田土壤多环芳烃污染及风险评价

为探究浙江省农田土壤中16种优控多环芳烃(Polycyclic aromatic hydrocarbons, PAHs)含量、来源及生态和健康风险,用网格布点法采集了62个农田土壤样品并进行实验分析。结果表明,∑PAHs浓度范围为34.04～1 990.38 ng·g~(-1),污染物以高环类PAHs为主,研究区域内所有土样苯并[a]芘(BaP)浓度均未超过我国新颁布的《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB 15618—2018)中的风险筛选值。采用比值法及主成分分析研究其环境来源,结果显示主要来自于交通污染、煤炭和薪柴燃烧。内梅罗综合污染指数法评价结果表明,研究区有87.10%的样点存在生态风险。毒性当量因子风险评价法分析结果显示,PAHs的毒性当量浓度范围为1.53～268.27 ng·g~(-1),7种致癌PAHs为污染主体,平均占比高达99.18%。暴露量估算结果显示,经口摄入是PAHs致癌风险最高的暴露途径。健康风险评价显示,土壤中PAHs暴露暂时不会对人群产生明显的非致癌风险,但儿童的综合致癌风险已超过可接受范围,需引起重视。     

浑太河春季不同水生态功能区大型底栖动物群落结构及其与环境因子的关系

为评价浑太河流域影响大型底栖动物群落结构的环境因子在不同水生态功能区间的差异性,于2012年春季对浑太河65个采样点进行大型底栖动物和水体理化环境因子的取样调查。结果表明:浑太河流域3个水生态功能区大型底栖动物的物种组成比例、指示种有显著性差异(P0.05),大型底栖动物的Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数和物种丰富度有显著性差异(P0.05),且不同水生态功能区环境因子也存在显著性差异(P0.05);典范对应分析显示,水生态功能Ⅰ区的驱动因子是海拔、水深、总氮,水生态功能Ⅱ区的驱动因子是高锰酸钾盐指数、盐度,水生态功能Ⅲ区的驱动因子是溶解氧、电导率、盐度;相关性分析显示,水生态功能Ⅰ区海拔、总氮与Shannon-Wiener多样性指数显著相关,高锰酸钾盐指数与Pielou均匀度指数显著相关(P0.05),溶解氧、海拔、总氮与物种丰富度显著相关(P0.05);水生态功能Ⅱ区环境因子与Shannon-Wiener多样性指数相关性不明显(P0.05),海拔、电导率、盐度、总溶解固体与Pielou均匀度指数显著相关,海拔与物种丰富度相关(P0.05);水生态功能Ⅲ区环境因子与这些指数相关性不明显(P0.05)。研究表明,浑太河流域不同水生态功能区大型底栖动物群落结构组成具有空间异质性,环境因子有显著性差异,不同水生态功能区影响大型底栖动物群落结构的环境因子存在差异性。     

菌肥强化植物根系对植物碎石床除氮效果的影响

本试验以提高人工湿地脱氮性能为目的;设计了2组植物碎石床(实验组、对照组),分别引种湿地松和香蒲,采用菌肥强化植株(实验组)根系。结果表明：菌肥可提高丛枝菌根真菌侵染率,进而增加植株生物量和含氮量;实验组、对照组的微生物优势群落结构相似,实验组中变形菌门、厚壁菌门和拟杆菌门远高于对照组,占总数的90%;实验组的氮去除效果好且稳定,尤其去除硝氮,全程去除率均大于85%。植物根系是碎石床内外环境联系的枢纽,菌肥强化植物根系既有益地上部分生长,同时也能改善地下生境,促进微生物优势门类形成,进而提高湿地的脱氮性能。     

鲫物种敏感性评估

在水质基准的制定过程中试验物种的选择十分重要.本研究分别进行了苯并芘、毒死蜱、硝基苯和As3+对鲫(Carassiusau,ratus)的急性毒性实验,结合鲫的室内毒性试验数据和文献毒性数据,对6种代表性污染物对鲫的物种敏感性进行分析.结果表明,苯并芘、毒死蜱、硝基苯和As3+的96 h-LC50分别为0.01 mg/...