基于主客观赋权模糊综合评价法的湖泊水生态系统健康评价

运用湖泊营养状态指数判断湖泊的富营养化状态,并根据湖泊的水质、沉积物和水生生物群落的现状和特点,运用主观赋权法中的层次分析法和客观赋权法中的熵权法结合模糊综合评价法,对长江中游地区江汉湖群37个湖泊的水生态系统进行健康状态评价.对湖泊富营养化的调查结果表明,海口湖处于中营养状态,18个湖泊处于富营养化状态,18个湖泊处于超富营养化状态.湖泊生态系统健康评价的研究结果表明,37个湖泊中,处于健康状况"优"的湖泊只有海口湖,处于健康状况"良"的湖泊有5个,分别为东西汊湖、花马湖、梁子湖、童家湖和涨渡湖,其余31个湖泊均处于健康状况"差"的状态.经过与湖泊营养状态指数的对照,本研究结果表明,由主观赋权的专家评分的层次分析法结合模糊综合评价法对江汉湖群湖泊水生态健康状态的评价效果相比客观赋权的熵权模糊综合评价法更贴合实际.

不同生境对人工结皮发育及表土氮、磷含量及其代谢酶活性的影响

土壤生物结皮对于改善荒漠地区的生态环境和土壤的增肥改良具有重要作用。本研究以库布齐沙漠固定沙丘(迎风坡、坡顶、背风坡和丘间地)披碱草和沙蒿群落下长期发育(8年生)的人工藻结皮为研究对象,测定不同生境下人工结皮对表层土壤氮、磷元素含量以及相关土壤酶活性的影响。结果表明,在不同立地条件下,沙丘顶部结皮叶绿素a和土壤可溶磷含量最高,分别为4.24 mg/g和2.926 mg/kg。丘间地结皮层土壤碱性磷酸酶活性、总磷含量及脲酶活性为最高,迎风坡结皮生物量和土壤碱解氮、速效磷含量以及土壤酶活性明显高于背风坡结皮层土壤。在相同立地条件下,披碱草下结皮生物量、碱解氮、速效磷含量和脲酶及碱性磷酸酶活性显著高于沙蒿下的结皮土壤。本研究表明生境的差异性导致人工结皮发育程度不同,进而对表土氮、磷含量及其代谢酶产生不同影响,人工生物结皮的发育程度与表土氮磷素含量及其代谢酶活性之间存在显著相关性。不同植被群落对生物结皮发育具有不同的作用,披碱草对人工生物结皮影响的正效应高于沙蒿。

光生物反应器和跑道式循环生物反应器对荒漠藻类生物量和多糖产量的影响

采用光生物反应器和跑道式循环生物反应器对荒漠藻类进行规模化培养,对比研究了两种规模化培养系统对荒漠藻类生物量和多糖产量的影响,探讨了温度、酸碱度、生长周期以及氮、磷含量对荒漠藻类生长和多糖积累的作用.结果表明,在光生物反应器和跑道式循环生物反应器两种培养系统中,藻类的生长呈现出不同的变化趋势,而藻多糖含量则呈现相同的波动性变化趋势,并且藻类生物量和多糖分泌受培养条件的影响并不同步.此外,在两种规模化培养模式中,温度、酸碱度、营养盐以及生长周期等都对荒漠藻类的生长和多糖产量产生重要影响.

基于平行因子法分析湖泊沉积物间隙水中DOM的三维荧光光谱

采用平行因子法对湖北省内31个湖泊沉积物间隙水DOM的三维荧光光谱进行分析,并对DOM荧光组分进行了聚类分析,以研究湖泊沉积物间隙水DOM是否有按流域聚类现象.结果表明:(1)所有样品荧光光谱形状及峰位置基本相似,主要为类腐殖质荧光峰和类蛋白荧光峰,但是荧光峰的位置存在偏移和重叠现象;(2)用平行因子法将荧光光谱分成5个独立的成分,分别为类富里酸、类胡敏酸、类色氨酸和类酪氨酸,以及受类酪氨酸和类富里酸之间相互作用影响而被分离出来的另一种类富里酸;(3)荧光成分相对含量分析中,类富里酸总含量高于类胡敏酸和类蛋白,成为所研究湖泊沉积物中较为活跃的有机酸;(4)从聚类结果看,湖北省内湖泊沉积物间隙水中的DOM荧光组分差异不明显,只存在小范围的流域差异性.

库布齐沙漠不同发育类型人工结皮对露水凝结作用的比较研究

露水的形成是干旱、半干旱地区生态系统中重要的环境因子。以库布齐沙漠不同发育类型的人工结皮为研究对象,通过每天野外跟踪观测人工结皮的露水凝结量,比较人工结皮露水凝结量的大小及其凝结能力的差异性。试验以人工蓝藻结皮(ACC)、人工藻结皮(AAC)、人工苔藓结皮(AMC)以及自然苔藓结皮(NMC)和流沙(SS)为材料,并以绒布-平板露水测定法(CPM)为参照,试验时间为42d。结果表明,CPM法测定的日平均露水凝结量为0.02～0.35mm,ACC露水凝结量为0.012～0.191mm,AAC为0.032～0.230mm,AMC为0.048～0.274mm,NMC为0.056～0.304mm,SS为0.003～0.083mm。露水凝结量随结皮的发育状况而存在显著差异,露水凝结量大小依次为NMC>AMC>AAC>ACC>SS。结果还发现,人工结皮的形成明显促进了荒漠地表对露水的吸收和保持,结皮能够比沙表面凝结更多的露水,且结皮的露水干化过程比沙表面更慢。推测结皮藻丝体的发育及其胞外分泌物是结皮凝结较多露水的重要原因,同时依赖于结皮表面的微气候环境。本研究揭示了露水在维系结皮生存中的生态学意义,表明人工结皮具有较好的水土保持功能,同时有利于更好地理解生物结皮对露水的凝结机制与吸收利用情况,并为荒漠化地区有限水源条件下人工结皮利用露水等非降雨型水分进行野外生存提供重要的理论支持和试验依据。

不同尺度人工湿地对污染物及病原菌的去除效果研究

在上海市某区人工湿地中,选取了4个不同尺度的人工湿地工程进行水质监测,研究人工湿地全年对污染物及病原菌的去除效果.在稳定运行状态下,季节变化对于TP、细菌总数和粪大肠杆菌群的去除效果影响不大,但是对于CODCr和NH_3-N的影响作用比较大.4个人工湿地系统对于CODCr、NH_3-N、TP、细菌总数和粪大肠杆菌群均有较为稳定的去除效果,出水均能达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中一级B排放标准.

库布齐沙漠蓝藻结皮早期发育过程净光合速率变化特征及其影响因素

将具鞘微鞘藻和爪哇伪枝藻进行原种培养和大量培养,野外接种蓝藻培养物于沙漠地表形成蓝藻结皮,每天测定蓝藻结皮生物量(用叶绿素a表示)以及结皮净光合速率的变化,并每隔2 h测定结皮净光合速率的日进程变化.结果表明,早期发育过程中蓝藻结皮生物量与结皮净光合速率均呈现同步波动性变化,且二者之间呈极显著性相关(r=0.92,P<0.0001),降雨有利于结皮生物量和净光合速率的显著提高.蓝藻结皮净光合速率的日变化进程为双峰型,最大净光合速率为3.78 mg.mg-1.h-1,最小净光合速率为-4.16 mg.mg-1.h-1.相关分析表明,对蓝藻结皮净光合速率日变化影响最大的生态因子是光合有效辐射,其次是结皮表面温度.

中国典型湖泊富营养化现状与区域性差异分析

为全面科学地综合评估全国富营养化现状,以全国五大湖区22个典型湖泊为研究对象,科学评估了其富营养化状态,分析了全国湖泊富营养化状态的区域性差异,并探讨了富营养化状态与总磷的定量关系。结果表明,2010—2011年,59.1%的调研湖泊处于不同程度的富营养化状态,其中云贵湖区的富营养化程度最为严重,蒙新湖区的富营养化呈两极分化状态,东北山地-平原湖区与东部湖区的湖泊基本均处于中营养-轻度富营养之间,青藏高原湖区的富营养化程度最低。通过分析日照数、无霜期、气温、水深、海拔、降雨与湖泊营养状态的关系,揭示了湖泊所处的地理位置是影响湖泊富营养化的基本因素,具有区域性的分布规律。综合分析结果表明,全国范围内湖泊中叶绿素a与总磷浓度存在显著相关性,其中东部平原湖区、东北平原-山地湖区、青藏高原湖区和云贵高原湖区的叶绿素a与总磷浓度符合三次曲线方程,蒙新湖区的叶绿素a与总磷浓度符合S型曲线方程;东部平原湖区、东北平原-山地湖区、青藏高原湖区叶绿素浓度随着总磷浓度的增加,首先出现1个极小值点,然后出现1个极大值点,其中3个湖区极小值点对应的总磷浓度分别为:0.054、0.089和0.072 mg/L,可为我国对应湖区的湖泊富营养化控制指标提供借鉴。

汉丰湖入湖支流健康评价指标体系构建和应用

河流健康评估技术用于评估河流生态系统的健康状况,可以指导河流生态系统的保护和恢复。本文针对三峡汉丰湖流域的特点,从河流水文状况、河流形态状况、河岸带状况、河流水质状况和河流水生生物状况5个方面选取16个评价指标,构建了汉丰湖流域入湖支流健康评价指标体系。基于该评价体系,开展了汉丰湖4条入湖支流现场监测和调查,获取各项指标评价均值,运用层次分析法和加权平均法对各支流进行了健康评价,最后得出4条支流河流健康综合指数值(RHI)。评价结果表明汉丰湖4条入湖支流中东河、桃溪河健康状况评估等级为"良",南河和头道河健康状况评估等级在"一般"水平。水质、河岸带和水生生物群落状况是影响汉丰湖入湖支流健康状况的主要因子。

江苏省浅水湖泊表层沉积物重金属GIS空间分布及生态风险评价

为了解江苏省内浅水湖泊表层沉积物中重金属污染情况,对该省内11个湖泊表层沉积物进行采样,测定了As、Cr、Cu、Pb、Zn、Ni这6种重金属的含量.利用GIS对重金属进行空间分布分析,并采用地累积指数法、改进的污染指数法、污染负荷法和潜在生态风险指数法对沉积物中重金属污染情况进行评价.结果表明,研究湖泊表层沉积物中,As、Cu、Zn、Cr、Pb、Ni平均含量占江苏省土壤背景值的倍数分别为1.74-3.85、0.65-2.66、0.48-3.56、0.43-1.52、0.02-1.49和0.12-1.42,根据地累积指数法和潜在生态风险单项金属评价结果,As为主要污染物,不仅富集程度高而且具有较大的潜在生态风险,Cu次之,其余几种重金属污染程度相对较轻.综合几种评价方法的结果,三氿湖、高邮湖、邵伯湖表层沉积物中重金属污染情况相对最严重,污染负荷最大,潜在生态风险达到中等程度;滆湖、白马湖、洪泽湖表层沉积物中部分区域存在某些金属的污染,整体污染有加重趋势,沉积物中重金属污染负荷较大,潜在生态风险达到中等程度;其余5个湖泊,沉积物受重金属污染的风险以及污染负荷均较小,整体为无污染状态.

海拔和植被对三峡库区梨香溪消落带土壤酶活性的影响

消落带土壤生态环境对水库水质及坡岸稳定性具有较大影响,土壤酶活性具有驱动土壤物质循环进而影响生态系统的功能。本文以三峡库区梨香溪消落带土壤为研究对象,研究了四个海拔梯度和五种植被样地的土壤蔗糖转化酶、脲酶、碱性磷酸酶和蛋白酶的活性及相关环境因子。结果表明,在不同海拔样地中,表层土壤的有机质、总氮、总磷和有效磷的含量均高于土壤下层,并且有效磷和总磷含量随海拔高度的增加而增大。四种土壤酶活性随高程的增加均总体呈现出增大的趋势。除脲酶外,167~180 m样地的下层土壤的土壤酶活性均高于165 m样地。在不同植被样地中,苔藓结皮样地的表层土壤中,蔗糖转化酶、碱性磷酸酶和蛋白酶的活性均为最大。有植被覆盖的样地土壤酶活性和土壤有机质、总氮、总磷和有效磷含量均高于裸地,其中虎杖和藻结皮植被对土壤的养分和土壤酶活性影响作用高于狗压根和苔藓结皮。四种土壤酶的酶活性与土壤总氮、总磷、有效磷和有机质含量大体都呈现正相关关系。以上结果表明,消落带土壤酶活性和土壤肥力供给能力受水淹影响,藻类结皮和苔藓结皮对消落带土壤肥力具有促进作用。

新集水电站对谷城汉江国家湿地公园生态影响分析

汉江是长江中游最大的支流之一,新集水电站位于汉江中游河段湖北省襄阳市内,坝址位于襄城区白马洞,谷城汉江国家湿地公园位于拟建新集水电站的库区,距离坝址约32.2 km。水电站建成后湿地公园水位上升影响面积为349.23 hm^(2)(其中洲滩36.84 hm^(2),其他均为水域),生态保育区受水位上升影响面积为327.60 hm^(2),生态恢复区受水位上升影响面积为21.63 hm^(2)。水电工程建设将显著改变原有的河流水文情势,直接或间接地影响鱼类等湿地生物的生存,产生一系列的生态效应,需对谷城汉江国家湿地公园生态影响进行评价。通过外业实地调查、资料收集和内业实验分析,现已基本查明了评价区域的生态环境现状,对项目建设对谷城汉江国家湿地公园的影响程度和方式进行了评价,并提出了减免生态影响的具体措施。