中国省域化肥面源污染时空格局演变与分组预测

减少化肥面源污染的同时保持农业产值持续增长是实现农业产业生态化和农业高质量发展的必然要求。中国各省均制定并实施了化肥零增长行动计划,但进展和成效并不一致,并可能相互影响。论文运用化肥流失系数法对中国1997—2018年31个省(市、自治区)化肥面源污染排放强度进行核算,再运用空间自相关和热点分析对其进行时空格局演变分析,揭示化肥面源污染的时空演变规律,探讨区域间的相互影响。根据时空格局特征将全国分为热点区、冷点区和非热(冷)点区,在考虑相邻省份间空间异质性和相关性的条件下,分组模拟和预测化肥面源污染排放强度与人均农业产值间的环境库兹涅茨曲线(EKC)时间路径。结果表明:1)化肥面源污染排放强度省际差异较大,表现为空间正自相关,呈集聚模式。热点分析显示,化肥面源污染时空格局相对稳定,热点区主要集中在中南部,长江中下游地区尤其显著,黄淮海地区近年热点程度下降较明显;冷点区主要集中在西部地区和黑龙江。2)基于时空格局分组的环境库兹涅茨曲线(EKC)趋势模拟表明,各组均存在显著的非线性EKC关系但趋势和拐点差异明显,热点区为"倒U型",冷点区和非热(冷)点区为"倒N型",多数省份正处于曲线上升阶段且距拐点较远。3)产业结构的调整和转移促使区域间存在化肥面源污染空间溢出效应,要从整体上把握区域间的协同治理。根据研究结果,提出热点区应研发推广适用施肥设备,提高化肥利用率;冷点区应保护性耕作,增施有机肥;非热(冷)点区应合理调整农业产业结构,注重种养循环。区域间则应当通过生态补偿、排污权交易等方式实现协同治理。     

低碳视角下的农村环境教育

为了保护农村生态环境,建设低碳乡村和“资源节约型、环境友好型”社会,提高农村社会经济可持续发展能力,在前人研究的基础上,开展了农村环境教育研究。总结了当前农村开展环境教育所面临的问题：教育形式和教育手段不足,政策支持力度不够,环境教育能力不高,等等。提出了创新环境教育途径、开展形式多样的环境教育,创新环保宣传方式,加强农村环境教育法制建设,培训农村中小学教师及环保工作人员、提高农村环境教育整体能力,加强指导、推广低碳农业技术等改进措施。     

南京市城乡公路绿地土壤重金属变化及其评价

通过对南京市公路绿地系统(城市干线、绕城公路和城郊公路)土壤重金属的调查和分析,并与相对清洁点植物园植被土壤进行比较,研究了公路绿地土壤重金属分布的特点:公路绿地土壤重金属元素含量一般高于“清洁区”,其中土壤Mo、Zn、As、Cd、Cr、Cu、Fe、Mn的含量以绕城公路最高,土壤Pb的含量以城市干线最高,土壤Al的含量以城郊公路最高。城市干线、绕城公路、城郊公路和相对清洁点的土壤重金属多样性指数分别为0 .2 6 1、0 .2 93、0 2 38、0 2 36 ,仍以绕城公路最高,城市干线次之,城郊公路最低,公路土壤重金属多样性指数均高于“相对清洁点”。应用主成分分析方法对土壤样本进行了排序和聚类分析,结果表明:样本点表现了较好的以取样路线聚类的特点,各取样点土壤重金属含量存在明显的演变分异。土壤重金属演变的趋势可解释为:绕城公路是高Zn、Mo、Cd、As、Cr、Fe、Mg、Cu、Mn、Pb区,城市干线是高Pb区,城郊公路是高Al和Fe区,相对清洁点是低重金属区     

应用4种数学方法对暗针叶云杉林分生境属性的研究

应用多元线性分析、逐步回归分析、主分量分析和数量化理论(Ⅰ)4种数学方法,定量比较分析了云杉分布区、地貌、土壤和植被类型等11个生境因子与地位指数、林分蓄积量、乔木层生物量、林分生物量4个生产力指标,结果表明4种数学方法均可用于生境条件分类因子的筛选,且尤以数量化理论(Ⅰ)方法较为直观,可揭示生境因子间对生产力贡献大小,通过对因子内分级(类目)后从各类目得分值大小,反映出各生境因子内不同等级对生产力贡献的差异。类目的划分标准可直接用于类型间等级尺度,该方法与系统聚类或Fuzzy聚类相结合,构成生境分类方法的完整系统。     

环境DNA在水体中存留时间的检测研究——以中国对虾为例

精确地掌握物种的分布与种群动态是保护生物学的基础。然而,对于某些具有特殊生活史的物种以及群体数量非常少的种群而言,物种分布检测极其困难。DNA条形码技术与环境DNA(Environmental DNA,eDNA)的结合使以上困难得以解决。鉴于eDNA易降解、在环境中含量低的特性,探究其在环境中的持续存留时间对于后续准确进行定性与定量分析至关重要。本研究以中国对虾(Fenneropenaeus chinensis)为研究对象,结合实时荧光定量PCR定量分析了水环境中eDNA随时间的降解情况,基于赤池信息准则(Akaike Information Criterion,AIC),选择了最适于eDNA随时间降解的统计模型。结果显示,当eDNA的释放源头被去除后,eDNA在水体中的含量与时间呈负相关关系,其在环境中的存留时间为30 d左右。本研究旨在为合理规划物种的定性检测与定量评估提供理论依据,以期将人为因素造成的实验误差降到最低。     

Diet of blue cod,Parapercis colias,living on undisturbed biogenic reefs and on seabed modified by oyster dredging in Foveaux Strait,New Zealand

• 1. Little has been done to assess the potential impact of habitat modification by bottom fishing gear on the feeding habits of demersal fishes. An analysis is presented of the diet of blue cod in Foveaux Strait, southern New Zealand, based on the gut content of fish taken in winter 1999 from two sites where each site consisted of both undisturbed biogenic reefs and reefs modified by oyster dredging.
• 2. Of the 420 guts collected, 13% were empty. The overall mean wet weight of gut content was <4 g. No significant habitat or site effects were detected for the proportion of empty guts or the amount of food consumed.
• 3. A pattern was detected that blue cod on dredged habitats generally fed on more crustaceans than those on undistributed habitats. Blue cod from undisturbed habitat also displayed a more diverse diet than those taken from dredged habitat. These results suggest that long‐term disturbance of seabed habitat by the oyster fishery in Foveaux Strait has caused changes to the diet of blue cod. The findings also suggest that actions should be taken to protect the biogenic reefs from further damage if the blue cod fishery and related resources are to be effectively managed.
• 4. Changes in prey diversity with increasing fish size were also found, with prey diversity (Shannon–Wiener index) increasing from 0.83 to 1.35 over a range of fish size from <25 cm to larger than 34 cm. A total of 52 prey taxa were identified in the diet of blue cod. Crustaceans were the main component, followed by mollusca and polychaeta. Fish, echinodermata and ‘other’ were less important in the diet.

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海州湾大竹蛏资源保护区海水环境质量评价

根据2008-2013年夏季对海州湾大竹蛏国家级水产种质资源保护区表层海水营养盐、重金属以及相关环境因子的连续调查数据,运用综合质量指数法对该海域海水水质状况进行了综合评价,并运用潜在富营养化评价法和主成分分析法从不同方面分析了该海域的海水环境质量。结果显示,近6年海州湾调查海域海水环境质量均符合国家一类海水水质标准,属于尚清洁等级。根据营养化评价模式,2008年海州湾调查海域营养水平属磷限制潜在性富营养,2012年属贫营养。海水的N/P均大于Redfield值,表明调查海域受到磷限制。通过主成分分析,COD、As、DIN、Cu和Cd具有较高的正载荷,主要是有机污染、营养盐和重金属。海州湾调查海域核心区海水环境更易于受到污染,应当引起重视。     

青藏高原高寒草甸不同围栏年限土壤酶化学计量特征

为探究土壤酶活性和酶计量比的变化特征及影响机制,本试验以青藏高原若尔盖高寒草甸为对象,研究了围栏2,4,6,8和10年自然恢复条件下土壤理化性质和酶活性差异性规律。结果表明：随着恢复年限的增加,与碳（carbon,C）循环密切相关的β-葡萄糖苷酶、与氮（nitrogen,N）循环密切相关的N-乙酰-β-D-葡萄糖苷酶和亮氨酸氨基肽酶以及与磷（phosphorus,P）循环密切相关的碱性磷酸酶活性均呈现增加趋势;围栏8年时,土壤C：N酶活性比特征值下降,C：P酶活性比特征值上升,前者与土壤含水量和pH值呈显著负、正相关关系（P<0.05）,后者与土壤有机碳显著负相关（P<0.05）。整体而言,严重沙化的高寒草甸,在围栏封育过程中受N养分限制,在围栏6~8年时,与养分循环相关的酶活性对植被特征和土壤属性的响应敏感。     

基于水声学探测的洪潮江水库鱼类资源空间分布及其与环境因子的相关性

2018年4月采用回声探测仪(EY60,200 kHz)对广西洪潮江水库鱼类资源进行了水声学探测。结果显示,在时间尺度上,洪潮江水库鱼类密度昼夜差异不显著(P>0.05),但目标强度平均值为白天>夜间(P<0.05),昼夜目标强度分别为(-43.30±0.32)和(-44.50±0.26)dB,主要是由于夜晚(-60~-54 dB)的小型鱼类增加(-60~-57和-57~-54 dB范围分别增加9.25%和4.76%),而白天(-54~-48 dB)的鱼类比例增加所致(-54~-51和-51~-48 dB范围分别增加7.42%和5.27%)。在空间尺度上,洪潮江水库鱼类分布呈显著的空间变化特征(P<0.05)。鱼类密度呈上游高于下游、库汊高于库心的特征。密度平均值为109.52 ind./1000 m^3,最大值出现在上游S3站,平均密度为330.21 ind./1000 m^3。最小值为下游的S8站,平均密度为21.50 ind./1000 m^3。相关性分析表明,鱼类密度分布与总磷(TP)、高锰酸盐指数(CODMn)、叶绿素a呈正相关,与水深呈负相关(P<0.05);鱼类目标强度与水温、浊度、TP、CODMn呈显著的负相关(P<0.05)。研究表明,洪潮江水库鱼类空间分布是多种非生物因子(如叶绿素a、TP等)共同作用的结果,其在一定程度上也反映了生物因子(鱼类索饵、逃避敌害等)对鱼类分布的影响。该研究对了解洪潮江水库鱼类资源状况和环境影响因素,以及渔业资源保护与管理具有一定的参考价值。     

中国对虾生物量评估的环境DNA检测技术 的建立及优化

近年来,环境DNA(Environmental DNA, eDNA)技术作为一种新的水生生物调查方法发展迅速,在水生生态系统的研究领域被广泛应用到物种检测、生物多样性评价、生物量评估等方面。然而,很少有研究专门评价eDNA技术操作流程中不同的eDNA富集方法与提取方法对研究结果的影响,从而针对具体研究对象建立一套最佳的eDNA技术操作流程。此外,由于物种间生活习性的差异,不同物种释放到环境中的DNA量及DNA片段大小不同,因而,针对不同研究对象需采用不同的eDNA富集与提取方法。本研究以中国对虾(Fenneropenaeus chinensis)为研究对象,采用滤膜法富集eDNA,结合血液与组织DNA提取试剂盒提取eDNA。选取直径为47 mm的玻璃纤维膜、硝酸纤维膜、聚碳酸酯膜、尼龙膜共4种材质的滤膜,每种滤膜根据其孔径大小设置0.45、0.8、1.2、5 μm共4个梯度,取样水量设置500 ml、1 L、2 L共3个梯度。结果显示,滤膜材质、滤膜孔径大小及取样水体体积均对中国对虾的定性与定量分析具有一定的影响,其中,0.45 μm的玻璃纤维滤膜过滤2 L水样能够检测到的DNA拷贝数最多,并依据此建立了一套中国对虾eDNA技术的操作流程,提高了中国对虾的检出率,为后续中国对虾的分布监测及生物量评估提供了基础。