基于水流模型的串联式水平潜流湿地除磷效果分析

为了探究串联式水平潜流湿地内部水流规律及其对水禽污水的处理效果,对三级串联式水平潜流湿地运行效果进行了连续监测,分析了单位面积总磷(total phosphorus,TP)去除率月变化,进水流量和水力停留时间(hydraulic retention time,HRT)对出水TP质量浓度的影响,并通过推流式反应器模型(plug-flow,PF)、扩散流模型(dispersed-flow,DF)和串联反应器模型(tanks-in-series,TIS)对水流形态进行了描述。结果表明:单位面积磷去除率随处理单元(P1,P2,P3)增加而降低(P1:(0.11±0.09)g/(m2·d)、P2:(0.08±0.03)g/(m2·d)、P3:(0.05±0.01)g/(m2·d));进水流量小于55 m3/d时,增加进水流量可提高P1单位面积去除率,但会降低P2和P3单位面积去除率,P2和P3在HRT85 d时对HRT具有较强敏感性,各处理单元最佳进水流量和HRT分别为P1:55 m3/d,166 d;P2:3.4 m3/d,151 d;P3:9.5 m3/d,176 d;P1在6月单位面积TP去除量大于释放量,P2和P3在7月-9月均存在TP净释放过程;P1(k:0.663~0.751 cm/d)理化环境较P2(k:0.641~0.722 cm/d)和P3(k:0.429~0.458 cm/d)更有利于除磷;TIS模型(R2:0.567~0.883,P0.05)对出水质量浓度的拟合大于DF(R2:0.510~0.723,P0.05)和PF模型(R2:0.465~0.626,P0.05),表明实际水流形态更接近混合流。该研究对于深化水平潜流湿地内部水流规律认识,全面了解不同运作下磷迁移转化机制提供参考。     

贡嘎南山-拉轨岗日山南坡高寒草原生态系统表层土壤有机碳分布特征及其影响因素

为揭示贡嘎南山-拉轨岗日山南坡高寒草原生态系统表层土壤有机碳分布特征及其影响因素。在不同海拔高度取土样测定土壤理化指标,现场调查植物物种数、土壤类型等,研究了该区域0～20cm土壤有机碳分布特征及其影响因素。结果表明:高寒草原生态系统表层(0～20cm)土壤有机碳密度平均为5.1625±1.2786kgm-2,变异系数24.77%。在海拔4424～4804m范围内,随着海拔升高,表层(0～20cm)土壤有机碳密度表现出增加→减少增加→减少的分布特征。相关分析表明,表层土壤有机碳密度与植被盖度、30～40cm地下生物量、10～20cm土壤含水量、海拔高度、坡度、土壤有机质呈正相关关系,而与0～10cm土壤含水量、30～40cm土壤含水量、土壤pH值和土壤速效N呈负相关关系,影响表层土壤有机碳密度最关键的环境因子是30～40cm地下生物量、土壤pH值、土壤有机质和土壤速效N含量。     

青藏高原高寒草甸土壤有机质、全氮和全磷含量对不同土地利用格局的响应

草地土地利用格局的变化强烈影响着其土壤营养元素的含量与垂直分布。对青藏高原东北隅高寒草甸不同土地利用格局（封育植被、放牧利用和人工种植）下不同深度（0—10cm、10—20cm和20—40cm）的土壤有机质、全氮和全磷含量的对比研究表明：封育植被下土壤营养元素在表层和深层之间有显著差异（P〈0．05）,与土壤深度表现出一定的负线性相关（R2〉0．40,P〈0．05）。放牧利用和人工种植对营养元素在不同土壤层次的分布无显著影响（P均值〉0．05）,前者的有机质和全氮含量与土壤深度略呈负线性,后者则无此关系。放牧利用和人工种植较显著地（P均值〈0．05）降低了土壤表层有机质和全氮的含量,但增加了土壤表层全磷的含量,对土壤深层的影响较小。人工种植对营养元素含量的影响效果略大于放牧利用,但两者差异不显著。     

若尔盖高原退化湿地土壤有机碳储量

为了定量评价若尔盖高原泥炭沼泽湿地退化的碳储存潜力,研究通过土壤剖面法,收集了3个样点的泥炭沼泽湿地土壤样品(原始泥炭地0—200cm、中度退化沼泽湿地0—100cm和重度退化泥炭地0—100cm)。研究表明:(1)中度退化沼泽湿地(1.11±0.18g/cm~3)和重度退化泥炭地(0.72±0.04g/cm~3)土壤容重平均值较原始泥炭地增加了251.8%和129.7%;中度退化沼泽湿地(46.18±6.61g/kg)和重度退化泥炭地(87.37±6.36g/kg)土壤有机碳含量平均值较原始泥炭地降低了74.2%和51.1%。(2)土层深度为0—100cm时,原始泥炭地土壤有机碳储量较中度退化沼泽湿地(384.73±95.57t/hm~2)显著高了47.0%,而与重度退化泥炭地(518.39±33.07t/hm~2)土壤有机碳储量无显著差异;当原始泥炭地有机层增加到0—200cm后,中度退化沼泽湿地和重度退化泥炭地土壤有机碳储量较原始泥炭地(1 088.17±172.84t/hm~2)降低了64.6%和52.4%,退化湿地土壤有机碳储量的降低可能主要是土壤有机碳含量降低的原因。尽管退化湿地土壤有机碳储量下降,但仍是中国(102.89t/hm~2)和全球(116.56t/hm~2)陆地土壤有机碳储量的3~5倍,该研究可为保护与恢复若尔盖高原湿地提供科学依据。     

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。     

Selection of taxa as indicators of river and freshwater wetland quality in the UK

• 1. To assess the efficacy of environmental management policies and practices, there is a progressive transition from monitoring of activities towards assessment of their outcomes for the environment.
• 2. Population trends of key taxonomic groups can serve as useful indicators of broader environmental integrity and health. Several necessary and desirable criteria for selecting meaningful and suitable indicators are discussed. The attributes of a range of taxa and survey methods used for their assessment are discussed with reference to these criteria.
• 3. Survey methods, data holdings and analytical methods for populations of wild birds at present provide a good basis for developing indicators of the quality of fresh waters at a landscape scale. Other taxa are not necessarily any less appropriate; however, survey design and data representativeness are often limiting factors to the use of other taxa for assessing geographic and temporal trends.
• 4. Taxonomic science and ecological monitoring are necessary for determining society' progress with sustainable development and for informing appropriate enhancements to policy and management practice, particularly so for fresh waters.

Copyright © 2007 John Wiley & Sons, Ltd.     

Reproductive seasonality in a swamp-locked African cichlid

Abstract –  This study quantified the seasonal pattern of reproduction in a swamp-dwelling population of the African cichlid Pseudocrenilabrus multicolor victoriae. In the hypoxic waters of the Lwamunda Swamp, Uganda, P. multicolor was reproductively active throughout the year, even during the peak of the dry seasons. However, the degree of activity was seasonal, with rainfall providing a predictor of the percentage of ripe, mature females. There was no correlation between aquatic oxygen availability dissolved oxygen (DO) and either adjusted mean gonad mass or percentage of mature females, suggesting that DO is not limiting reproductive activity in this system. Reproductively mature females were larger during drier periods and may maximise their lifetime reproductive success by producing young throughout the year; but with a lower brooding efficiency. A comparison with Welcomme's (1969) study of a river-swamp system feeding Lake Victoria suggests that reproductive patterning is variable among populations of P. multicolor and may reflect adaptive response to chronically hypoxic conditions in the Lwamunda Swamp.     

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。     

基于CVM 的吉林省湿地生物多样性

湿地生态系统作为全球生态系统的重要类型之一,在维持生物多样性方面发挥着举足轻重的作用。为了更好地保护湿地,笔者基于条件价值法(CVM)这一当前国际上比较成熟的生态系统价值评价方法,对吉林省湿地的生物多样性维持服务价值进行定量评价。研究采用实地调研和网络发放结合的方式进行支付意愿问卷调查,共发放支付卡式问卷500份,回收有效问卷491份。结果表明,吉林省湿地2012年人均支付意愿值为120.7元/a,根据全国和吉林省人口总数计算的吉林省湿地生物多样性维持服务价值分别为1005.1亿元和20.8亿元。受访者受教育的程度、收入水平和对湿地生物多样性的关心程度对支付意愿具有显著影响,与平均支付意愿值呈显著的正相关关系(P<0.05),而性别和年龄对受访者支付意愿没有显著影响。调查方式和距离远近也会对支付值有显著影响(P<0.0001)。为了保护好吉林省的湿地生物多样性,政府应该加大宣传力度,提高公众的环保意识。研究结果将使湿地保护和开发的价值对比成为可能,对于制定合理的区域生态保护和经济开发决策、保护和恢复湿地生态系统具有重要意义,为政府相关政策的制定提供理论基础。     

高寒矮嵩草草甸地面热源强度及与生物量关系的初步研究

在青藏高原海北高寒矮嵩草草甸地区,依据2002年涡度相关法观测的能量平衡各分量资料和6-10月植物地上、地下生物量测定值,分析了高寒矮嵩草草甸近地表热量平衡、地面热源强度的变化特征,讨论了地面热源强度与植物生物量季节变化过程中的相互关系。结果表明:在青藏高原海北高寒矮嵩草草甸地区,年内地面均为热源,热源强度季节变化明显,地面热源强度年平均为88.5 W/m2;地上生物量季节变化与热源强度具有显著的正相关关系,而地下生物量季节变化与热源强度关系不明显。