基于SD-SVD-Burg的玉米叶片铜铅污染甄别与程度诊断

为研究一种快速甄别作物受重金属污染的元素类别和所受污染程度的方法,于2017年设置不同梯度铜(Cu)、铅(Pb)胁迫下的玉米盆栽实验,对玉米的紫谷、绿峰和红边3个光谱特征区间的高光谱数据进行光谱一阶微分和奇异值分解处理,并结合Burg算法绘制功率谱密度曲线,同时利用2014年采集的光谱数据作为验证组检验该模型的稳定性。结果表明:健康玉米叶片与不同浓度Cu、Pb胁迫下玉米叶片光谱信号的功率谱密度曲线的波峰数及波峰坡度均不相同。功率谱曲线平均功率和玉米叶片中Cu、Pb含量的相关系数最高可达0.9958,证明该方法在对玉米进行污染元素种类辨别和污染程度诊断方面具有可行性,不同年份Cu与Pb胁迫下绿峰功率谱曲线平均功率与玉米叶片中Cu、Pb含量的相关系数分别为0.9213和0.9915,进一步验证该算法在玉米Cu、Pb污染诊断方面具有稳定性与普适性。     

东祁连山不同土地利用方式下土壤重金属污染评价

本研究通过对东祁连山不同土地利用类型下土壤的7种重金属含量进行测定,结合青藏高原土壤元素背景值,对土壤重金属污染程度和综合潜在生态风险做出综合性评价。结果表明：7种重金属元素的均值都超过了土壤元素背景值,其中Zn和Ni平均含量较高,为196.67 mg·kg^-1和74.28 mg·kg^-1,分别是土壤背景值的3.20和3.00倍,形成了土壤重金属元素的富集现象;内梅罗综合污染指数法和潜在生态风险系数法分析显示,各类型土地平均内梅罗综合污染指数为2.84,属于中度污染程度,其中农田平均污染指数最大,为3.10,达到了重度污染水平;草地为2.71,湿地最小为2.49,均为中度污染水平。各类型土地的综合潜在生态风险系数为94.31,其中农田类风险系数最高,为101.90,草地类为92.22,湿地为73.29;各类型土壤中Zn元素变异系数最低;Cd元素变异系数最高。     

国家尺度种植业面源污染负荷估算方法研究

空间尺度上,种植业面源污染负荷估算可用分为田块尺度、流域尺度和区域尺度。国家尺度属于区域尺度范畴,是掌握整个国家种植业源污染负荷概况、检验种植业面源污染防治措施成效、预测面源污染发展趋势的重要尺度。本文综述了国家尺度上种植业面源污染负荷估算的研究方法,主要包括输出系数法、改进输出系数法、多元回归法、贝叶斯递归回归树模型、过程模型模拟法等,并利用以上方法对我国种植业面源污染负荷进行估算。其中氮素径流损失估算结果在0.30～2.40 Tg之间,氮素淋洗损失为0.36～2.03 Tg,磷素径流损失为3.5～6.37 Mg。指出了我国国家尺度种植业面源污染流失量估算方法存在以下主要问题:源头排放未区分背景排放和肥料排放,也未考虑南方一年多熟制排放差异,过程削减未充分考虑沿程消纳。为此,提出我国国家尺度种植业面源污染负荷估算方法应进一步明细各土地利用输出系数、区分背景排放和肥料排放,考虑我国熟制的区域差异、考虑田块到流域出口的沿程削减。     

人工湿地砷污染去除研究进展

砷在环境中普遍存在,因其高毒性,世界卫生组织将砷污染列为重大公共卫生问题。因此,科学家们在不断寻求科学有效的砷污染去除方法。人工湿地砷污染去除系统自上世纪七十年代推出以来,因其环境友好、成本低廉的特性得到蓬勃发展,快速成为绿色环保修复技术之一。人工湿地被认为是理想的砷富集去除场所,其对砷污染的去除方式主要通过植物和微生物相互作用及腐殖酸强化修复来实现。本文通过砷污染治理历史及技术发展、人工湿地的兴起及砷在湿地生态系统中的赋存状态以及人工湿地生态系统砷污染去除三个方面综述了人工湿地砷污染去除的研究进展。通过大量文献综述分析,我们认为在人工湿地砷污染去除的后续研究工作中,应着重研究砷在湿地生态系统中的扩散迁移及演变规律,构建湿地生态系统沉水-浮水-挺水植物立体结构,并不断探索植物-微生物及腐殖酸强化修复对砷污染的协同阻滞及界面作用。     

稻田镉(Cd)污染的土壤修复技术研究进展

自从20世纪50年代中期日本”骨痛病”发生以来,镉污染尤其食物的镉污染等引起了全世界的普遍关注。近几年来,镉米在中国部分地区也相继发现,促使中国对镉污染的研究予以高度重视。主要回顾了中国关于稻田镉污染控制及其防治研究的现状,简要介绍了镉污染治理途径及其原理、优缺点和可行性,并对今后的研究方向提出了一些看法。     

天津大神堂牡蛎礁国家级海洋特别保护区水质分析

为了对天津大神堂牡蛎礁国家级海洋特别保护区进行水质环境分析,2012年4月、9月和2013年5月、9月分别对该特别保护区海域进行了4个航次的水质环境调查,并通过单项水质评价法、海水营养指数评价法、有机污染综合指数法等对该特别保护区海域的水质进行质量分析。调查数据表明,该保护区海水受无机氮污染严重,4个航次无机氮污染指数均大于1;海水营养指数分布范围为1．60～93．76,平均值为14．58,处于重度富营养状态;有机污染指数分布范围为0．96～6．58,平均值为2．76,处于3级轻度污染状态。结果表明,无机氮为该海域主要污染因子,富营养化及有机污染情况严重并呈增加趋势。目前保护区已经建立,但对于保护区的治理有待进一步开展,还需对该保护区进行长期的监测与科学研究。     

渔山列岛潮间带大型底栖动物的群落结构

于2009年3月的大潮期间对渔山列岛潮间带布设5个断面,进行大型底栖动物调查。结果表明,该海域潮间带采集到大型底栖动物90种,其中腔肠动物3种,多毛类11种,软体动物45种,甲壳类19种,棘皮动物6种,其它6种。潮间带大型底栖动物总平均生物量5307.06g/m2,总平均丰度为2323.20ind/m2。在各类群底栖动...     

Assessing spillover from marine protected areas and its drivers: A meta‐analytical approach

Overfishing may seriously impact fish populations and ecosystems. Marine protected areas (MPAs) are key tools for biodiversity conservation and fisheries management, yet the fisheries benefits remain debateable. Many MPAs include a fully protected area (FPA), restricting all activities, within a partially protected area (PPA) where potentially sustainable activities are permitted. An effective tool for biodiversity conservation, FPAs, can sustain local fisheries via spillover, that is the outward export of individuals from FPAs. Spillover refers to both: “ecological spillover”: outward net emigration of juveniles, subadults and/or adults from the FPA; and “fishery spillover”: the fraction of ecological spillover that directly benefits fishery yields and revenues through fishable biomass. Yet, how common is spillover remains controversial. We present a meta‐analysis of a unique global database covering 23 FPAs worldwide, using published literature and purposely collected field data, to assess the capacity of FPAs to export biomass and whether this response was mediated by specific FPA features (e.g. size, age) or species characteristics (e.g. mobility, economic value). Results show fish biomass and abundance outside FPAs was higher: (a) in locations close to FPA borders (<200 m) than further away (>200 m); (b) for species with a high commercial value; and (c) in the presence of PPA surrounding the FPA. Spillover was slightly higher in FPAs that were larger and older and for more mobile species. Based on the broadest data set compiled to date on marine species ecological spillover beyond FPAs' borders, our work highlights elements that could guide strategies to enhance local fishery management using MPAs.     

枸杞岛海藻场大型底栖无脊椎动物摄食类群研究

随着海洋生态学研究的深入和海洋环境监测的需要,一些传统的研究方法如多样性指数等在评价大型底栖生物群落结构变化时显得说服力不足,而摄食功能群的研究越来越受到重视。本实验根据2012年8月对浙江枸杞岛海藻场大型底栖无脊椎动物的调查实验,分析该海域夏季大型底栖无脊椎动物摄食类群的组成、空间及数量分布,并进行相关生态评价。结果表明,枸杞岛海藻场夏季大型底栖无脊椎动物组成以肉食者和滤食者占较大优势,食碎屑者、植食者和食底泥者次之,杂食者最少;肉食者的优势种为布尔小笔螺、寄居蟹、扁平管帽螺、甲虫螺和四齿矶蟹等,滤食者的优势种为条纹隔贻贝、带偏顶蛤、短石蛏和布氏蚶等,植食者的优势种为钩虾、单一丽口螺和锈凹螺等;各摄食类群水平分布较均匀,垂直分布受水深和摄食饵料的限制;基于大型底栖无脊椎动物功能类群的生态参数评价结果表明,枸杞岛海藻场大型底栖无脊椎动物群落健康状态呈虚弱水平,大部分站位大型底栖无脊椎动物群落受到轻度扰动,底栖生态质量状况较好。