铜离子对海洋浮游动物褶皱臂尾轮虫的世代毒性效应

本文针对近岸海域铜离子污染严重,可能对海洋渔业资源重要饵料浮游动物褶皱臂尾轮虫(Brachionus plicatilis)产生种群世代毒性效应的问题,通过连续多代暴露和净化实验,探究了铜对褶皱臂尾轮虫繁殖能力和生活史特征的影响。结果显示:同一世代,与空白对照相比,50μg·L^(-1)Cu^(2+)显著地降低了轮虫的产卵数和净生殖率;从F0到F1代,轮虫的产卵数、净生殖率和内禀增长率呈升高趋势,寿命和世代时间呈降低趋势,这可能是轮虫为保持最大拓殖能力的一种种群适应策略;从F1~F3代轮虫的产卵数、净生殖率、内禀增长率和寿命随暴露世代明显降低,世代时间呈上升趋势,轮虫的繁殖能力显著下降,其生活史特征发生明显改变,Cu^(2+)对轮虫产生了世代毒性和代际效应。但经过2~3代的净化后,Cu^(2+)对轮虫的不利影响逐渐消失,其繁殖潜力和生活史特征均恢复到污染前状态。该研究结果表明,对重金属污染严重的水域进行污染治理和生态修复将有助于受损浮游动物褶皱臂尾轮虫种群和渔业资源的恢复。

莱州湾表层沉积物重金属分布特征及污染评价

莱州湾属半封闭海湾,水体交换能力较弱,受多条河流入海影响,污染日趋加重。根据区域特征,于2008年5月对莱州湾30个采样点表层沉积物中的Cu、Pb、Zn、Cd、Hg、As、粒度和总有机碳进行测定,探讨了重金属含量和污染特征与粒度、总有机碳间的相关关系,利用污染评价法和潜在生态风险评价法进行污染和风险分析。结果表明:重金属平均含量较低,大部分低于国家海洋沉积物一类标准。Cu、Pb、Zn、Cd和As在莱州湾中部区域出现高值区,同时Cd在小清河口、Hg在莱州湾东部出现高值区。Cu、Pb、Zn、Cd、As重金属之间(除了Cd和As之间)及与沉积物粘土、有机碳含量之间显著正相关。莱州湾表层沉积物重金属单因子污染程度总体较轻,属于低污染水平,污染程度排序为Cd>Pb>Zn>Cu>As>Hg,约30%的站位重金属综合污染指数大于5,达到中等污染水平,主要分布于小清河口、莱州湾中部和东部区域。莱州湾表层沉积物重金属潜在生态风险总体处于较低水平,风险排序为Hg>Cd>As>Pb>Cu>Zn,风险指数高值区出现在莱州湾东部区域,主要受Hg的高风险水平影响。

集约用海对海洋生态环境影响的评价方法

集中集约用海是一种相对高效、生态和科学的用海方式,但也不可避免会干扰海洋生态系统,甚至带来海洋环境污染和生态破坏。因此,将集约用海工程对海洋生态环境的影响降到最低,进行集约用海对海洋生态环境影响的科学评价是十分重要的。通过分析集约用海工程对海洋生态系统的影响,提出了集约用海工程对海洋生态环境影响评价的主要内容、思路和流程,从海洋生态系统的非生物因子和生物因子两个方面构建了基于"生境质量"和"生态响应"的集约用海对海洋生态环境影响的评价指标体系。"生境质量"指标反映了集约用海工程影响海域的海洋生物栖息环境质量状况的变化,主要包括水环境、沉积环境和典型物种的生物质量指标,"生态响应"指标反映了集约用海工程影响的海域不同营养级的生物对变化环境的生态响应,它主要包括生物群落结构指标和生态敏感区结构、功能指标。在此基础上,结合我国海洋生态环境监测和评估现状,研究并确定了生态环境影响的各评价因子的权重、标准及评价等级,建立了集约用海对海洋生态环境影响的综合指数法评价模型,通过集约用海工程建设前后生态环境综合指数的变化量ΔE来定量地衡量其对海洋生态环境影响的程度。以期为适宜的集约用海工程规模和科学选址提供技术支撑。

辽河口湿地碳、氮、磷空间分布及季节动态特征

以2008年10月和2009年5月2次对辽河口湿地野外调查获取的数据为基础,研究了辽河口湿地生源要素碳、氮和磷的时空分布特征、湿地植被对营养元素的累积及对土壤营养元素氮、磷分布的影响。结果表明：辽河口湿地表层土壤有机碳5月和10月含量分别在0.62~13.17 mg/g和11.06~40.74 mg/g之间,10月盐化草甸土和滨海沼泽盐土有机碳含量较高,5月4种类型土壤有机碳含量无明显差异;全氮5月和10月含量分别在0.80~3.43 mg/g和0.77~2.90mg/g之间,盐化草甸土和滨海沼泽盐土表层土壤氮含量相对较高,滨海潮滩盐土最低;无机氮（NH4＋-N和NO3--N）含量较低,且以铵态氮为主,5月略高于10月含量;全磷含量均在0.36~0.66 mg/g之间,无显著季节差异。碳、氮和磷的垂直剖面分布特征表明,土壤表层有机碳、全氮、无机氮和全磷含量明显高于各底层,以芦苇为主要植被的盐化草甸土各剖面的营养元素含量高于以翅碱蓬为主的滨海潮滩盐土含量。5月芦苇对氮磷的积累量高于10月,且氮磷含量在芦苇地上器官的分布趋势为叶〉茎〉穗。植被的生长对湿地土壤中生源要素碳、氮和磷含量的季节变化有重要影响,其对营养元素氮、磷的累积降低了表层土壤中氮、磷的储量。

黄河口湿地土壤磷素动态分布特征及影响因素

以黄河口湿地为研究对象,对2008年10月、2009年5月和8月、2010年8月4次野外调查所获取的样品进行室内分析,研究土壤磷素的时空分布特征,并分析土壤理化性质、植被及微生物对磷素分布的影响。结果表明:农业种植区表层土壤全磷(TP)、有效磷(Olsen-P)含量均高于自然湿地的。自然湿地土壤全磷水平和垂直分异均较小,变幅分别为429.19～693.30mg/kg,408.55～663.03mg/kg;有效磷含量水平和垂直分异均较大,变幅分别为0.27～13.48mg/kg,0.08～9.57mg/kg,研究区有效磷含量处于四级及以下水平。土壤全磷水平和垂直方向季节动态变化幅度很小,变异系数分别为5.80%和1.15%;有效磷季节变化明显大于全磷的季节变化,变异系数分别为29.21%和31.09%。土壤磷素分布特征与土壤理化性质、植被分布和微生物的作用相吻合,土壤全磷含量与粘土和粉砂含量、全氮、有机碳含量呈显著正相关关系,与容重呈极显著负相关关系,有效磷含量与土壤粘土和粉砂含量呈显著正相关关系;不同植被群落土壤全磷含量水平和季节变化较小,有效磷含量水平和季节变化明显;植被根际土全磷含量略高于非根际的,碱蓬有效磷的根际效应显著,根际土有效磷含量明显高于非根际的;植被对磷素的吸收累积量与根际土壤磷素含量呈弱的负相关关系;植被根际微生物活性与根际土壤有效磷含量呈极显著正相关关系。

双台子河口湿地环境石油烃污染特征分析

以2008年10月和2009年5月2次野外调查获取的数据为基础，分析了双台子河口湿地环境石油烃污染特征. 结果表明：秋季河水石油烃污染比苇田水和稻田水严重，春季三者无显著差异，但春秋两季有92.31%的地表水ρ（石油烃）超过国家《地表水环境质量标准》（GB3838—2002）Ⅲ类标准；湿地表层土壤秋季33.33%的站位、春季77.78%的站位达到中等及以上污染水平，春季个别站位达到重度污染水平，分布于流域中上游的盐渍水稻土和盐化草甸土污染程度比流域下游的滨海沼泽盐土和滨海潮滩盐土严重，中下游芦苇湿地对石油烃净化作用明显；剖面土壤w（石油烃）最大值出现在30-≤40 cm土层，达重度污染水平，显示双台子河口湿地环境已经遭到不同程度的石油烃污染. 湿地土壤w（石油烃）与芦苇长势参数的相关分析显示，目前湿地土壤石油烃污染尚未影响芦苇的正常生长及产量，但研究区域的石油工业污染已经成为双台子河口湿地重要的生态风险源之一.

黄河口潮间带表层沉积物重金属和营养元素的分布特征

于2010年5月采集了5个断面的黄河口潮间带高、中和低潮滩的表层沉积物样品,对沉积物的理化性质、重金属和营养元素的空间分布特征进行了研究,并采用单因子污染指数法和综合潜在生态风险指数法,参考加拿大安大略省环境和能源部关于沉积物质量指南,对黄河口潮间带沉积物质量进行了评价。结果表明,除Cu和Pb外,其它重金属和营养元素质量分数均表现为河口北侧高于南侧;除Hg外,高、中和低潮滩的表层沉积物重金属和营养元素质量分数无显著差异,没有表现出成熟潮滩明显的垂岸分带特征。Pb质量分数高于渤海表层沉积物的高值,是该区域的首要污染因子;Hg在河口北侧近河口的两个站位低潮滩质量分数达到海洋沉积物质量一类标准的1.7和1.8倍,存在一定的潜在生态风险;TN和TOC质量分数范围在安全级别,TP质量分数在20%的站位超过最低安全级别,存在一定的安全风险。与国内其它潮滩相比,黄河口潮间带重金属Zn、Cd、Hg和As的质量分数处于较低水平,Cu和Pb质量分数处于中等水平,TOC和TP质量分数与长江口潮间带相当,TN质量分数较低。研究结果将为黄河三角洲地区生态保护、环境管理和污染治理提供基础数据。

黄河三角洲滨海湿地土壤有机碳矿化过程模拟研究

以黄河三角洲芦苇湿地为研究对象,通过土壤有机碳(SOC)矿化过程室内模拟,研究了土壤有机碳矿化动态特征,探讨了土壤有机碳含量、水分和盐渍化程度对土壤矿化过程的影响,明确了土壤有机碳矿化的主控因子。结果表明:土壤累积矿化量随时间呈指数增长趋势,培养前期(0~10d)土壤累积矿化量约占整个培养周期总累积矿化量的50%左右;培养中期(11~35d)土壤矿化速率明显下降,前35天土壤累积矿化量约占整个培养周期总累积矿化量的85%;培养后期(36~70d)土壤矿化速率趋于平缓。多因素方差分析显示,土壤有机碳含量、水分和盐渍化程度对土壤有机碳的矿化作用均有显著影响(P<0.05)。其中,SOC的含量是影响矿化最主要的因素(F_(0.05)=3711,P<0.001),其与累积矿化量呈显著的正相关关系(R2adj=0.775,P<0.05);土壤水分含量对SOC矿化作用的影响次于有机碳含量(F_(0.05)=71.31,P<0.001),盐度对土壤累积矿化量的影响最小(F_(0.05)=33.58,P<0.001)。但是,当土壤处于半淹水和淹水状态时,强度盐渍化、有机碳含量低的O1处理组土壤累积矿化率高于土壤有机碳含量高的各个O3处理组。因此,滨海湿地土壤有机碳含量较低、盐渍化程度较高的退化湿地土壤的CO2释放问题应被关注。

中国北方典型河口芦苇湿地土壤有机碳库比较研究

以2008年10月和2009年5月黄河口和辽河口芦苇湿地野外调查获取的数据为基础,研究中国北方典型河口芦苇湿地表层和剖面土壤有机碳库的分布特征,并探讨其土壤有机碳库差异的原因。结果表明：5和10月份,黄河口芦苇湿地表层土壤有机碳变幅分别为2.15-10.13和10.98-28.82kg/m^3,无显著性季节差异;辽河口芦苇湿地表层土壤有机碳库变幅分别为0.8-31.38和18.95-68.7kg/m^3,10月份显著高于5月份。两河口剖面土壤有机碳库分布特征相同,均表现为0-10cm土层含量明显高于各底层,0-20cm土层集中了整个剖面50%以上的有机碳。辽河口芦苇湿地表层土壤有机碳含量及碳库均高于黄河口湿地,且10月份其差异达到了显著性水平。相对于我国其它河口芦苇湿地,黄河口湿地有机碳含量严重偏低,具有很大的可提升潜力。辽河口湿地芦苇地上生物量的均值达到2.96kg/m^2,是黄河口的5.82倍,而表观土壤呼吸通量显著低于黄河口湿地,有机碳的高输入和低输出是其土壤有机碳库高于黄河口湿地的根本原因;土壤盐渍化程度高、黏粒含量低和氮素匮乏是影响黄河口芦苇湿地土壤有机碳库严重偏低的主要因素。因此,在开展黄河口退化湿地的生态恢复重建技术中降低土壤盐渍化程度、提高黏粒含量和全氮含量是提高土壤有机碳库的关键。

黄河口典型湿地土壤氮素的季节动态及转化过程研究

于2008年10月、2009年5月和8月对黄河口湿地进行了3次野外调查和室内及野外模拟实验,研究了湿地土壤中各形态氮素的季节变化及转化过程,结果表明:农业种植区表层土壤氮素含量明显高于自然湿地,自然湿地全氮的含量低于1 000 mg/kg,铵态氮含量小于10 mg/kg,硝态氮含量小于3 mg/kg,研究区土壤氮素含量处于低营养水平。土壤中氮素的含量8月份最低,其中无机氮的季节变化较有机氮明显;0-10 cm表层土壤氮素含量明显高于下层土壤,10 cm以下氮含量无显著垂直变化。在氮素的转化过程中,氮的反硝化能力最强,硝态氮的最大损失量达到23.44 g/(m3.d),这与研究区域土壤中硝态氮含量较低相吻合;矿化能力较弱,有机氮的最大转化量仅为0.91 g/(m3.d);氮的硝化过程中铵态氮的最大转化量为12.77 g/(m3.d)。芦苇枯落物在分解过程中发生了氮素的净释放,夏季淹水环境芦苇枯落物氮素的日均归还量最高,达到0.039 g/(m2.d),冬季最低,芦苇枯落物分解对土壤氮库的储量有一定影响。

三江平原典型沼泽性河流径流演变特征及趋势分析——以挠力河为例

以三江平原典型沼泽性河流挠力河为主要研究对象 ,结合多种分析方法 ,对挠力河的径流演变特征及趋势作了较为全面的分析。结果表明 ,三江平原典型沼泽性河流径流演化过程中表现出明显的阶段性、相依性 ;自 60年代至 80年代末 ,径流量总体呈现减少趋势 ,径流演变过程具有明显的突变特征。这些演化规律均与沼泽化流域的地理特征以及近 5 0a来沼泽及沼泽化土地的大规模开垦和水资源的开发利用有密切的关系 ,因此必须加强沼泽生态用水和湿地水资源调控等的研究工作。

黄河口及邻近海域浮游植物群落分布特征及与水环境的关系

根据2011—2014年5和8月黄河口及邻近海域浮游植物及水环境数据,探讨了研究海域浮游植物群落的空间分布特征及与水环境的关系。结果表明:调查期间共发现浮游植物108种,隶属于3门46属,其中硅藻门85种,占物种总数的78.7%,甲藻门22种,占20.4%,金藻门1种,占0.9%。5月的浮游植物细胞丰度(2.29×107个/m3)远小于8月(6.83×108个/m3),5和8月浮游植物Shannon-Winner多样性指数(H’)平均值分别为1.79和2.39。通过聚类分析将浮游植物群落和水环境划分为特征差异显著的两个区域(p<0.01):黄河口北部及东部离岸海域(Ⅰ组)和黄河口南部沿岸海域(Ⅱ组)。5月Ⅰ组温度(T)、pH、氮磷比(N:P)和化学耗氧量(COD)显著小于Ⅱ组(p<0.05),而水深(Depth)和溶解氧(DO)显著大于Ⅱ组(p<0.05),Ⅰ组优势种有斯氏根管藻、圆筛藻、具槽帕拉藻和印度翼根管藻,Ⅱ组优势种有斯氏根管藻和圆筛藻;8月Ⅰ组的水深、盐度(S)和透明度(SD)显著大于Ⅱ组(p<0.05),而无机氮(DIN)、COD和石油烃(TPH)显著小于Ⅱ组(p<0.05),Ⅰ组的优势种包括拟扭链角毛藻、佛氏海线藻、角毛藻和旋链角毛藻,Ⅱ组优势种包括柔弱角毛藻、中肋骨条藻、垂缘角毛藻、角毛藻、佛氏海线藻、拟扭链角毛藻和圆筛藻。调查海域水环境因子与优势种丰度的RDA结果表明,影响5月黄河口北部及东部离岸海域和南部沿岸海域浮游植物优势种空间分布差异的主要水环境因子为T、pH和COD,影响8月浮游植物优势种在2个区域分布差异的主要水环境因子有S和COD。

海洋生态系统健康评价的底栖生物指数法研究进展

海洋大型底栖无脊椎动物能对自然和人为活动导致的水和沉积物质量变化做出可预测的响应,因此利用底栖生物作为海洋生态环境监测的生物指标和进行系统健康度量的生物指数已经得到了广泛的认可。本文比较分析了几种常用的和正在发展的海洋生态系统健康和生态环境质量状况评估的底栖生物指数,包括指示生物法、Shannon-Wiener多样性指数、BI指数、AMBI指数和Bentix指数,总结了这几种生物指数的应用和特性,探讨了底栖生物指数在实际应用中可能存在的问题和解决的办法,以期为我国海洋生态系统健康评估工作提供参考。

中国西北干旱区水资源可持续利用对策研究

近 5 0年来 ,随着水土资源开发利用规模的不断扩大 ,西北干旱区的工农业与经济得到了快速发展 ,但同时也引发了一系列的环境问题。如河流下游水量锐减 ,甚至断流 ,泉水资源衰减 ;地下水超采 ,地下水位持续下降 ;水质恶化 ;土壤次生盐渍化、沙漠化严重等。文章在详细分析中国西北干旱区水资源的特征以及水资源不合理开发利用所引发的环境问题的基础上 ,认为实行流域水资源统一规划与管理 ,发展新绿洲 ,建立高效节水型农业是实现我国西北干旱区水资源可持续利用的根本途径。

松嫩平原西部土壤盐渍化动态敏感性分析与预测

土壤盐渍化是一个世界性的环境问题 ,它的发生与发展与许多因素有关。以松嫩平原西部为例 ,应用灰色关联分析及径向基函数网络等方法 ,分析了各影响因子对土壤盐渍化的敏感程度 ,并通过土壤积盐动态预报模型的建立 。

河口湿地氮素生物地球化学循环研究

河口湿地是陆海相互作用形成的自然综合体，处于陆地生态系统和海洋生态系统之间的过渡地带，其独特的地形地貌、水文情势和剧变的湿地底质盐度梯度形成了河口湿地丰富的生境类型，使其成为具有较高的生物多样性和环境调节功能和环境效益的生态过渡带。氮素作为河口湿地生态系统重要的生源要素，它的各种生物地球化学循环过程耦合多变，深刻影响着湿地生态系统的平衡，是湿地生态系统物质地球化学循环研究的核心内容，对全球变化具有重要意义。文章结合河口湿地的特点，阐述了湿地氮素生物地球化学循环的内涵及意义、河口湿地氮素生物地球化学的主要过程及特征以及氮素生物地球化学循环过程的生态环境效应和对全球环境的响应。并对氮素生物地球化学循环的研究前景进行了简要的评述。

三江平原沼泽湿地水系统研究浅析

综述了沼泽湿地水文研究进展 ,对其水系统研究的地位和作用进行讨论 ,并综合分析了其主要内容和研究系统 。

径向基函数网络在水环境质量评价分区中的应用

为探讨水环境质量综合评价的客观方法 ,以江西抚州地下潜水水质资料为例 ,建立了该区地下潜水水环境质量综合评价的RBF ANN网络模型。通过与其它方法对比 ,结果表明 ,利用用RBF ANN方法进行水环境质量评价不仅方法简便 。

基于ART理论的自组织神经网络模型在水资源分类中的应用

BP和RBF神经网络技术以其强大的学习功能应用于水资源分类 ,取得了很好的效果。但当不具备已知样本时 ,以上技术很难应用。提出了可塑性较强、无监督的A -K网络模型 ,阐述了其基本原理和算法 ,并将其用于水文水资源研究领域中。实例表明 ,该方法能较理想地解决已知样本的分类问题 。

基于GIS的荒漠化系统中人文作用的定量分析

荒漠化是人为强烈活动与脆弱生态环境相互作用的产物,是人地关系矛盾的结果,半个世纪以来,我国荒漠化发展的速度很快,已严重影响社会经济的可持续发展。本文应用地球动力学原理分析和研究人类活动对土地荒漠化的影响,建立了GIS技术支持下人为作用对荒漠化影响的通用数学模型,并以松嫩平原西南部为例进行了验证,计算结果与前人研究成果一致,表明所提的方法是可行的。