背角无齿蚌幼蚌对水体铜的吸收特征研究

为了探究在不同浓度铜(Cu)暴露下背角无齿蚌(Anodonta woodiana)对水体Cu的吸收特征,选定对Cu吸收能力更强的幼蚌作为实验对象,依据Cu对幼蚌96 h-EC50和我国渔业水质标准(GB11607—89)中Cu限量设定5个浓度梯度2.0、1.0、0.1、0.01和0.005 mg·L^(-1),进行24 h Cu暴露实验及水体Cu含量测定。结果显示:随暴露浓度的升高,幼蚌Cu吸收效率迅速升高,最高值出现在2.0 mg·L^(-1)暴露组为(0.69±0.11)μg/(g·h);幼蚌Cu去除率总体呈现出降低趋势,其中0.005 mg·L^(-1)暴露组去除率最高为84.8%,1.0 mg·L^(-1)暴露组去除率最低为28.9%。综上所述,背角无齿蚌幼蚌具有较强的Cu吸收能力,表明其在淡水渔业水域环境Cu污染防控方面以及开发作为监测评价淡水渔业水域环境Cu污染的模式生物方面具有非常高的应用潜力。

东北地区湿地水鸟生态廊道的识别研究

生态廊道作为应对气候变化的生物多样性保护模式,目前已成为国际生态领域研究的热点之一。但是有关水鸟的生态廊道研究相对很少。以构建湿地水鸟的生态廊道为研究目的,东北地区为研究区,丹顶鹤、灰鹤、大天鹅和中华秋沙鸭四种湿地水鸟为研究对象,采用最小阻力模型和电流理论相结合的混合模型方法,构建四种湿地水鸟的生态廊道。基于最小阻力模型的水鸟生态廊道结果表明:四种水鸟生态廊道的最低成本路线都是将各邻近核心生境斑块连接起来的路线,但是它们的数量、分布和最大宽度有所不同。基于电流理论的水鸟生态廊道结果表明:四种水鸟生态廊道的电流密度、夹点区域数目有所不同。研究采用四种水鸟的实际观测数据来进行生态廊道模拟结果验证。验证结果发现:大部分的水鸟出现点距水鸟最低成本路线不远,说明部分基于最小阻力模型生成的最低成本路线是最有可能成为水鸟生态廊道的地方。大部分的水鸟出现点与水鸟的夹点区域重合,说明基于电流理论生成的夹点区域是最有可能成为水鸟生态廊道的地方。研究采用的方法和结果是对区域尺度水鸟生态廊道构建的一种尝试,对其他国家区域尺度上的多物种水鸟生态廊道的构建具有一定的借鉴和参考价值。

广西猫儿山优势木本植物叶功能性状关联性沿海拔梯度的变化规律

为揭示植物对海拔差异导致的环境变化的适应策略,以猫儿山不同海拔梯度上的5个植物群落为研究对象,测定了群落优势树种的叶含水率(LWC)、叶干物质含量(LDMC)、比叶面积(SLA)、叶体积(LV)、叶厚度(LT)、叶组织密度(LTD)以及比叶重(SLW)等7个功能性状,运用单因素方差分析、Pearson相关分析以及标准化主轴法分析了猫儿山植物叶功能性状的海拔分异规律及性状组合关系。结果显示7个叶功能性状变异系数的大小顺序为SLA>LV>SLW>LTD>LT>LDMC>LWC。叶功能性状在海拔梯度上的差异均达极显著水平(P<0.01),不同性状随海拔的变化规律不一致,如SLA随海拔升高先升后降、LV则呈下降趋势。性状之间存在较为普遍的组合关系,如SLA与LDMC、LT、LTD及SLW间呈极显著负相关,LDMC与LTD及SLW间呈极显著正相关,多数性状组合间的相关关系只在部分海拔达显著水平。研究结果表明,猫儿山植物叶功能性状对海拔梯度引起的环境差异产生响应,叶功能性状组合的协同变异或权衡在海拔梯度上存在非同步现象。

基于CiteSpace可视化图谱的污泥土地利用现状研究分析

以2010—2020年间Web of Science(WoS)核心合集和中国知网(CNKI)数据库为数据源,运用CiteSpace软件对污泥土地利用研究发文量、研究力量和研究热点进行计量可视化分析,旨在探析当前国内外研究现状,探索前沿动态和未来发展趋势。结果表明,污泥土地利用研究总发文数量变化幅度较小,该领域研究热度处于平稳状态;在两大数据库中,美国和中国是该领域中合作研究多且影响力大的国家,最活跃的研究机构是中国科学院,作者及研究团队间的合作相对较少;国际上污泥土地利用研究趋于多元化发展,而我国在该领域的研究方向则比较单一,偏重于重金属研究。基于文献共现聚类和研究热点分析,提出污泥土地利用研究的未来展望:在多个层面开展合作研究,积极研发无害化污泥土地利用技术,全方面跟踪监测和评估污泥土地利用对陆地生态系统的影响,多部门联合制定污泥土地利用相关政策和技术规范。

基于整合生物标志物法评价十溴联苯醚对紫红笛鲷肝脏的氧化胁迫效应

研究了不同浓度十溴联苯醚(decabromodiphenyl ether,BDE209)对紫红笛鲷肝脏抗氧化酶和药物代谢酶的影响,并采用整合生物标志物法综合评价BDE209对紫红笛鲷肝脏的氧化胁迫效应。结果表明:BDE209胁迫3—7 d,紫红笛鲷肝脏超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、过氧化氢酶(catalase,CAT)、过氧化物酶(peroxidase,POD)和谷胱甘肽硫转移酶(glutathione S-transferase,GST)活性显著升高,但并未呈现明显的剂量效应。胁迫30 d时,上述酶活性与对照组没有显著差异。BDE209胁迫下,紫红笛鲷肝脏细胞色素P450(cytochromeP450,P450)含量先降低后升高,而细胞色素b5(cytochromeb5,b5)含量则呈先升高后下降的趋势。上述结果表明BDE209可能引起了紫红笛鲷肝脏细胞发生氧化应激反应。BDE209胁迫第7 d时,IBR值最大。各实验组IBR均高于对照组,且随着BDE209浓度的升高,IBR值逐渐增大。与其他指标相比,POD活性、P450和b5含量可作为BDE209胁迫的潜在生物标志物,IBR方法可被应用于评价环境浓度BDE209对紫红笛鲷胁迫的毒性效应,对于综合评价BDE209对生物体的生态毒理效应具有重要意义。

作物轮作对多年连作棉田土壤细菌群落结构的影响

新疆棉田连作问题突出,作物轮作是缓解棉田连作障碍的有效措施。通过对长年连作棉田轮作苜蓿、大豆、花生等六种作物后土壤进行细菌群落结构分析,评价六种作物对棉田土壤微生态的影响程度,筛选能够显著改善提升连作棉田土壤微生态的作物。结果表明:大豆、花生、苜蓿三种豆科作物根际的土壤细菌群落结构与棉花相似性较高,对棉田土壤细菌ACE指数、Chao1指数虽有提升但无显著差异。而番茄、玉米、甜菜三种作物对棉田土壤细菌群落结构影响较大,显著降低了棉田土壤细菌Alpha多样性及不同分类水平细菌种群的数量。在物种组成方面,变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)和酸杆菌门(Acidobacteria)为土壤中优势细菌门,变形菌门在番茄根际土壤的丰度最高(58.4%),在苜蓿根际最低(40.5%);放线菌门在苜蓿根际丰度最高(15.8%),在番茄根际最低(6.5%);酸杆菌门在大豆根际丰度最高(10.2%),在番茄根际最低(5.5%)。土壤中显著差异细菌种群主要富集在苜蓿、大豆根际,但是不同作物单季轮作未对土壤中主要有益细菌种群的相对丰度产生显著影响。综合看,大豆、花生、苜蓿三种豆科作物单季轮作对棉田土壤细菌群落结构的影响较小;番茄、玉米和甜菜能够显著降低棉田土壤细菌多样性和种群数量,其中甜菜的影响作用最显著。

川西林盘8种典型树种凋落物的蓄积量及其持水特性

凋落物在维持林地的土壤水分、肥力和养分平衡等方面发挥着重要的作用。但迄今为止,川西林盘的凋落物对雨水的吸持和拦截效应还未见报道。采用室外调查和室内浸泡相结合的方法,在分别生长有8种典型林盘树种的纯林地中设置样方,收集并测试其凋落物的蓄积量及其持水特性。结果显示,8种树种的地表凋落物年总蓄积量均值为(7935.52±6042.96)kg·hm^(-2),土壤中凋落物年总蓄积量均值为(2765.70±2206.40)kg·hm^(-2)。8种树种的凋落物年蓄积量差异显著,落叶树种的年凋落物蓄积总量是常绿树种的1.29倍,具体表现为:枫杨>慈竹>构树>香樟>雷竹>银杏>水杉>黑壳楠。土壤中凋落物的自然持水率(4.54%—20.39%)高于其地表凋落物的自然持水率(4.97%—10.01%)。地表和土壤凋落物的吸水速率均在浸泡5分钟后达到峰值,12小时后达到饱和,其吸水速率和浸泡时间极显著相关。地表凋落物的有效持水量、有效持水率和凋落物径流拦蓄量均高于土壤中的凋落物。凋落物径流拦蓄量与蓄积量呈极显著相关,枫杨(66.02 t·hm^(-2))和慈竹(60.06 t·hm^(-2))凋落物的径流拦蓄总量显著地高于其他树种。此外,地表凋落物和土壤中凋落物的径流拦蓄量还分别与凋落物的有效持水率和最大持水量显著相关。广泛栽植径流拦蓄能力最强的枫杨、慈竹和构树,有利于川西平原的水源涵养和水土保持。

碳中和背景下的海洋微生物呼吸速率测定方法研究进展

全球气候变化与人类活动导致的CO_(2)排放息息相关。海洋是净吸收大气CO_(2)的重要环境,因此影响海洋碳存储能力的生物地球化学过程成为研究热点。海洋微生物的呼吸作用是调节碳“源-汇”转换的关键生物过程之一,呼吸速率是海区碳收支研究的重要参照指标。依据不同生物化学原理,海洋领域研发了多种微生物呼吸速率测定方法。依据海洋水文环境和微生物群落等不同应用场景的差异,使得采用一种或多种方法准确测定呼吸速率具有重要意义。文章着重陈述了各种呼吸速率测定的原理、优缺点和适用范围等,系统分析了常规测定方法和前沿测定技术,为碳中和背景下的海洋碳汇关键过程解析提供技术选择的理论支撑。

高寒露天矿区渣土基质粒度组成及养分特征

以青海省木里与江仓露天煤矿区渣土为研究对象,采集了矿区渣土样品20个,未受人为扰动和污染的沼泽草甸土壤样品17个作为背景值。通过测试分析矿区渣土和沼泽草甸土壤的粒径组成,发现两个矿区渣土粒级组成与沼泽草甸土壤相同,含量由高到低依次为粉粒-砂粒-黏粒,但是在组成比例上存在差异,沼泽草甸土壤粉粒的含量更为丰富。根据土壤质地分类标准,木里矿区的渣土归属于粉壤土,江仓矿区的渣土归属于粉壤土和壤土,以粉壤土为主,沼泽草甸土壤兼具粉壤土与壤土的特性。同时,对矿渣土的pH、有机碳、全钾、全磷、全氮、碱解氮、速效氮、有效磷、速效钾等指标进行统计分析,结果表明两个矿区的渣土pH值偏碱性且有机质含量低,全量养分与沼泽草甸土壤存在差异,其中全氮的含量远低于沼泽草甸土壤,全钾的含量略高于沼泽草甸土壤。速效养分中的速效氮含量非常贫瘠,有效磷与速效钾的平均含量均高于沼泽草甸土壤,尤其是速效钾更明显。相关性分析显示矿区渣土的黏粒与所有养分均呈正相关,粉粒、砂粒与养分关系逐渐减弱,因此在土壤修复和重构过程中不仅要关注渣土养分的变化,还应该改善渣土基质粒径的结构比例,加速土壤熟化,完善土壤-植物-微生物体系,构建适应高寒矿区植被生长的土壤。

雄安新区植被指数变化及其与气候条件的关系

建设雄安新区是国家大事、千年大计。系统分析雄安新区植被指数变化及其与气候条件的关系,可以为雄安新区未来规划、生态修复和重建等提供科学依据。利用雄安新区及其所辖三县2001—2020年月、季、年不同时间尺度植被指数与气温、降水数据,通过算术平均法、最小二乘法和Pearson相关分析法,分析了雄安新区植被指数的变化规律及其与气温、降水等气候条件的相关关系。结果表明:2001—2020年,雄安新区植被指数总体呈上升趋势,且年代际变化特征明显,前10年平均植被指数相对较小但年际波动大,后10年平均植被指数较大但年际波动相对较小。雄安新区植被指数除夏季有下降趋势外,其余三个季节均有上升趋势,其中春季上升趋势相对最为明显。雄安新区植被指数与年平均气温呈正相关,但区域性差异明显,其中雄县相关性较差,安新相关性较好。春季和秋、冬季,植被指数与气温均呈正相关,其中春季相关系数相对最大;夏季平均气温与植被指数呈负相关,但与秋季植被指数呈正相关。雄安新区植被指数与年降水量有明显的正相关关系,其中夏季降水与夏季、秋季和冬季植被指数均呈较明显的正相关,影响的滞后效应可达半年以上,但春季和秋、冬季降水量与植被指数的相关系数相对较小。

老工业城市土地利用/覆被变化及对生态系统服务价值的影响——以沈阳市为例

维持和改善生态系统服务是保障老工业城市可持续转型的重要基础。利用遥感影像解译和改进当量因子法,定量分析沈阳土地利用时空变化及对生态系统服务价值影响。结果表明:(1)沈阳土地利用以耕地为主,建设用地和水域呈增加趋势,而草地、林地等重要生态用地逐渐减少;2005—2010年其土地利用/覆被变化最为显著。(2)生态系统服务主要以调节服务为主,耕地和水域贡献超八成的生态系统服务,而草地、林地仅贡献约两成,且逐年减少;空间分布上呈中心低外围高的圈层结构;生态系统服务价值年均增加0.66亿元,人均价值年均降低47.95元。建议系统管理城乡土地资源,加强林地、草地等保护和质量提升,控制新城区和工业园区扩张,提升单位土地资源产出率。

黄土高原不同生态地理区植被净初级生产力变化与驱动力分析

为支撑黄土高原精准生态恢复工程建设和区域可持续发展政策制定,围绕黄土高原“退耕还林”工程后,经济建设、生态工程及气候变化耦合影响下不同生态地理区的植被净初级生产力变化与驱动力展开研究。为实现此目的,首先收集了长时间序列(2000—2015)土地利用、植被净初级生产力、气象等数据,采用趋势分析等手段,研究了黄土高原各生态地理区净初级生产力的变化规律;然后采用土地转移矩阵分析、相关分析等手段,分析了导致各地理区植被净初级生产力变化的驱动力。结果表明,黄土高原不同生态地理区的气候变化、生态工程建设有别,从而导致净初级生产力变化趋势不同;大多生态地理区的净初级生产力主要受气候变化影响,少量地理区的净初级生产力受气候与生态工程建设耦合作用的影响;在生态恢复工程为净初级生产力变化主导因子的地理区,其影响主要体现在2010年之前,且生态工程建设适宜采用的植被恢复类型有别。

基于星载激光雷达数据的森林地上生物量估算方法比较

近年来,星载激光雷达数据已被广泛用于大尺度森林地上生物量估计,但由于其激光光斑采样点不连续,通常使其需要与辅助数据相结合来估算森林地上生物量的连续分布,且估算方法仍存在许多不确定性。研究以祁连山国家公园为样本,结合星载激光雷达ICESat/GLAS数据、Landsat OLI数据和样地调查数据建立了3种基于非参数化算法(普通克里金插值(Ordinary Kriging,OK),支持向量回归(Support Vector regression,SVR)和随机森林(Random forest,RF))的森林地上生物量估算模型,以森林资源清查数据独立验证各模型估计精度。结果发现:3种模型的均方根误差(RMSE)从低到高依次为SVR(19.053 t·hm^(-2))、RF(21.074 t·hm^(-2))和OK(26.362 t·hm^(-2)),平均相对误差(MRE)从低到高依次为SVR(31.890%)、RF(33.314%)和OK(55.398%),且除OK模型外,SVR与RF模型的总体相对误差(TRE)都在可接受的范围内。进一步对SVR与RF模型生成的森林地上生物量空间分布的准确性进行验证,发现相较RF模型,SVR模型生成的森林地上生物量空间分布与森林资源清查数据更为接近。SVR森林地上生物量估计模型在数量精度和分布精度上都表现更优。结果可为今后基于星载激光雷达数据的森林地上生物量估算提供借鉴。

基于可持续性晴雨表的生态脆弱区可持续发展评价

统筹生态环境与社会经济的协调发展是生态脆弱区实现可持续发展的重要内容。以典型西南生态脆弱区—云南梁河县为研究区,参考“可持续性晴雨表”评估指标与方法,采用熵值法与加权求和模型对梁河县的可持续发展状况进行定量分析和评价。结果表明:(1)2012—2017年梁河县的人文系统福利指数呈现逐年增加趋势,2018年则波动下降。人均粮食占有量、农民人均纯收入、人均GDP是制约梁河县人文系统福利指数提升的主要因素;(2)除2017年波动下降外,2012—2018年梁河县生态系统福利指数保持逐年增长的趋势,且2018年生态福利进入可持续发展阶段;(3)2012—2018年梁河县的可持续发展状况表现为不可持续发展、中等发展提升至基本可持续发展三个不同状态。2016年梁河县进入基本可持续发展阶段,而目前还未处于可持续发展阶段。

斑块质量对沙蒿金叶甲种群特征的影响

黑沙蒿(Artemisia ordosica)是我国西北荒漠沙化区主要的防风固沙植物,对控制土壤沙化、保护和改善生态环境、稳定生态平衡具有非常积极的作用。沙蒿金叶甲是黑沙蒿的一种重要食叶类害虫。试验选取位于宁夏灵武白芨滩国家级自然保护区的古窑子(GYZ-A、GYZ-B)、长流水(CLS)及刘家寨(LJZ)4个黑沙蒿植物斑块,于2020年6月—9月期间调查了不同生境中沙蒿金叶甲的种群数量,分析了不同生境斑块中沙蒿金叶甲的形态学特征、性比差异及环境因子对沙蒿金叶甲种群数量、有虫株率的影响。结果显示不同斑块内沙蒿金叶甲成虫种群数量及有虫株率差异显著(P<0.05),种群数量2.28头·株^(-1)—10.43头·株^(-1)、有虫株率56.02%—90.56%。不同斑块内沙蒿金叶甲成虫雌虫数量均多于雄虫(P<0.05),雌雄性比分别为1.38:1、1.05:1、1.2:1、1.23:1。斑块间沙蒿金叶甲体重(0.03 g—0.05 g)、体长(6.89mm—3.76 mm)、体宽(4.09 mm—4.71 mm)均差异显著(P<0.05)。多元逐步回归分析显示沙蒿金叶甲种群数量、有虫株率与植物的丰富度指数(P<0.05)、沙蒿的长势(P<0.01)、土壤全氮(P<0.05)具有显著相关性。沙蒿的盖度、土壤有机质是影响种群结构特征的关键因子。

国际工业碳排放研究进展及趋势分析

运用文献计量工具CiteSpace对Web of Science(WoS)核心合集数据库收录1991—2021年发表的8985篇与工业碳排放相关的文献进行可视化分析,以期梳理该领域的研究趋势及进展,为国内工业碳排放后续研究提供前瞻性参考。结果表明:(1)自1991年起,国际工业碳排放研究经历了萌芽、稳步提升、爆发增长三个阶段,该领域研究热度持续上升,近五年年度发文量的环比增速维持在6.01%—19.70%之间。在国际上,美国最早开始进行工业碳排放研究,我国发文量位居第一,但研究起步较晚,且我国与除澳大利亚外的国家合作较弱。(2)研究内容聚焦于“二氧化碳排放”、“大气二氧化碳”、“生态系统”、“能源消耗”等方面,“工业生态学”、“黑碳”、“可再生能源”、“城镇化”等关键词突现强度大,预计将成为该领域的研究前沿及趋势。(3)研究热点包括碳排放增长的驱动因素研究、碳排放与经济增长的脱钩效应研究、二氧化碳的捕集利用和封存等主题,体现了从理论研究到具体应用的演进过程。综上,国内学者应借鉴国际研究相关经验,在把握整体研究脉络的基础上,进一步深入挖掘研究重点、创新研究方法、加强国际交流合作,从工业碳排放角度为我国经济可持续发展提供理论依据。

砂质海岸底栖硅藻的研究进展

文章综述了国内外关于砂质海岸底栖硅藻的研究进展。作为砂质海岸主要的植物群,底栖硅藻通过一系列机制以适应多变的沙生环境。在潮间带的沉积物中,底栖硅藻是初级生产力和沙滩食物网的重要组成部分。沉积物、温度、盐度、光照、营养盐和生物因素等等都会对底栖硅藻的生长和群落分布产生影响。近年来,陆续有了关于我国潮间带底栖硅藻群落分布特征的研究,但总体来说,关于沙生境底栖硅藻的研究相对较少,需要进一步的调查以完善我国的硅藻生态学研究。

中国农田土壤有机碳库及其影响因素研究述评

在全球气候变暖的背景下,土壤在减缓气候变化中的巨大潜能逐渐被人们所重视。农田是受人为因素影响较大又可在较短时间内调节的生态系统,其土壤碳汇能力的充分发挥将有助于减缓全球气候变暖的趋势。文章通过梳理大量已发表文献,综述了中国农田土壤有机碳库自20世纪50年代以来的演变特征,指出中国农田土壤1950-1980年期间以丢碳为主,1980年以后经过农业管理措施的改变,有机碳含量逐渐提升。总结了中国农田固碳潜力相关研究,虽然不同估算方法的出的结果存在一定差异,但总体来看中国农田土壤有较大的固碳潜力。分析了农田土壤有机碳库的影响因素,虽然气候因素和土壤理化性质的差异能对农田土壤有机碳库造成影响,但农业管理措施才是农田土壤有机碳含量产生变化的关键。指出了中国农田土壤有机碳库研究方面存在的问题以及今后的发展方向,为气候变化背景下中国农田土壤碳减排提供了新的参考与借鉴。

混交改造杉木纯林对林下土壤肥力影响的研究进展

杉木是我国特有的重要人工用材树种。近年来,由于不可持续的造林措施,杉木人工林存在着土壤肥力退化、生产力下降等问题。混交林与纯林相比在林分稳定性、抗御病虫害、提高林地生产力以及发挥森林多种效益等方面有明显优势,营造混交林是解决目前杉木人工林生产力下降等问题的理想途径。对1985-2021年国内杉木混交林的研究成果进行归纳总结,讨论营造混交林对杉木林下土壤理化性质、养分循环、微生物、酶活性和生产力的影响,阐明混交可平衡土壤微生态、增加凋落物和土壤有机质含量,提高土壤肥力和生产力。可为改变杉木林树种单一、纯林化的现状,充分发挥杉木林生态效益提供理论依据。

人类活动对辽河口海岸线和海岸带景观演变影响

海岸线和海岸带景观对于维系河口海岸带生态系统稳定意义重大。利用遥感(remote sensing,RS)和地理信息系统(geographic information system,GIS)技术,获取辽河口海岸线1985-2017年Landsat遥感影像数据,对海岸线长度变化、岸线属性变化以及海岸带景观类型演变特征进行分析。结果表明:(1)1985-2017年辽河口海岸线呈淤积的趋势,海岸线总体向海迁移,海岸线类型由天然岸线向人工岸线转变。海岸线长度减少5.09 km,海岸线蜿蜒形态无明显变化。人类活动是辽河口海岸线迁移和转变的主要因素。(2)辽河口潮滩的边缘密度整体下降;道路的斑块密度总体PD上升0.15,最低值为0.01(1985);自然景观斑块所占面积比例逐渐下降,农田的PLAND值逐渐升高;人为景观的面积加权平均斑块分维数指数逐渐变小表明人类活动对辽河口海岸带景观的干扰逐渐变强。(3)1985-2017年间,泥滩和河流面积减少,养殖、城镇、水库、油井、农田、道路等用地面积增长7975.42 hm^(2),增长占比为11.37%。1994年出的现农田和水库岸线,且均由自然岸线转化而来。