甘肃洮河流域水文气象动态及径流和水质驱动机制

在气候变化和人类活动密集的大环境下,流域水环境问题仍是当前国内外流域管理面临的严峻挑战之一。洮河流域是我国典型的高寒生态脆弱流域,研究洮河流域水文气象变化及水环境驱动机制对洮河流域水环境管理具有重要意义。本文通过统计、线性拟合和M-K趋势与突变检验对洮河流域1990—2018年间的降水和气温变化趋势特点及突变特征进行分析,并利用土地利用转移矩阵分析洮河流域1990年和2018年两期土地利用变化特征,揭示洮河流域水文气象动态特征。在此基础上,利用DEM、土地利用、土壤、气象数据等构建SWAT水文模型数据库,进行洮河流域径流和水质的月尺度模拟。模型将洮河流域划分为24个子流域,气象数据同时输入气温、降水量、相对湿度、风速和太阳辐射,并通过SWAT-Weather构建天气发生器。径流模拟时段1988—2018年,设置1988—1989年为预热期;水质模拟由于实测数据有限,DO模拟时段2015—2018年,NH_(3)-N模拟时段2018年全年。模拟率定与验证采用SWAT-CUP的SUFI-2校准方法,并选取R^(2)、NSE和PBIAS指标评价模型的模拟精度,为提高模拟的准确性,选取径流有关参数22个,水质有关参数37个。基于SWAT模型的模拟结果,利用产水量指标和Slope趋势分析洮河流域径流的时空变化趋势。最后,通过分别设定不同的降水、气温和土地利用类型输入条件,针对气候变化、土地利用变化以及气候和土地利用综合变化,进行情景模拟,并基于情景模拟结果分析洮河流域径流和水质的驱动机制。结果表明:(1)洮河流域近30年间,降水量年际变化浮动较大,整体呈上升趋势,线性趋势20.16 mm⋅(10a)^(-1),多年平均值为522 mm;气温无显著突变,整体呈上升趋势,线性趋势0.55℃⋅(10a)^(-1),多年平均值为5.09℃;洮河流域土地利用类型以耕地、草地和林地为主,各土地利用类型均发生变化,但面积变化较小。(2)SWAT模型对洮河流域长时间尺度的月值径流模拟精度较高,R^(2)和NSE基本维持在0.6以上,PBIAS绝对值保持在15%以内;对DO的月尺度短期模拟的精度较高,对NH_(3)-N的月尺度短期模拟的精度略低,但中、下游结果符合模拟精度要求。洮河流域上游的产水量最高,且增加的趋势较大,中下游产水量与产水量增加趋势呈负相关。(3)洮河流域内,径流的变化主要受降水量的控制,与降水量呈正相关;NH_(3)-N浓度的变化主要受气温的控制,与气温呈负相关;DO的浓度几乎不受降水和土地利用变化的影响,与气温呈负相关。

桂林罗汉肚洞细菌群落的环境驱动机制及群落构建过程

【目的】洞穴被认为是黑暗、寡营养的极端环境,是研究深地生物圈的天然实验室。洞穴内部小生境丰富,不同洞穴水文条件和环境因子等差异大,尽管微生物群落在不同的洞穴中均显示出较强的生境特异性,但对不同相态(固相和液相)环境样本中微生物群落的环境驱动机制以及群落构建的生态学过程的认识却十分薄弱。为了回答上述科学问题。【方法】本文选择了桂林地区典型的喀斯特洞穴罗汉肚洞,针对洞穴中不同生境(岩壁、沉积物、水潭积水、滴水和地下河河水)进行系统采样以及16S rRNA扩增子的高通量测序分析和理化参数的测试。【结果】结果表明洞穴中不同生境微生物群落结构具有显著的生境特异性。岩壁样品以放线菌门(Actinobacteria)为优势类群,沉积物中的优势类群则为酸杆菌门(Acidobacteria),所有水样微生物群落均以γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria)为主。温度、风化指数以及SO;浓度显著影响罗汉肚岩壁和沉积物等固相样本中微生物的群落结构,其中USCγ和假单胞菌属(Pseudomonas)与温度呈正相关,假诺卡氏菌属(Pseudonocardia)、土壤红色杆形菌(Solirubrobacter)和芽单胞菌属(Gemmatimonas)则与温度显著负相关。而滴水、水潭积水以及地下河河水等液相样本中微生物群落则与电导率(EC)和溶解氧(DO)的含量显著相关。细菌群落的共生网络具有明显的模块性,不同微生物类群间以正相关的合作关系为主,以共同抵抗洞穴中的极端条件。固相样本中群落构建确定性过程(48.75%)与随机性过程(51.25%)的贡献基本相等,但液相样本中微生物的群落构建则以随机过程占主导(64.76%)。【结论】本研究结果首次揭示了洞穴微生物在不同相态样品中微生物群落的分布规律以及环境驱动机制、网络互作方式以及群落构建等生态学过程的差异,为深刻认识洞穴这一深地生物圈的微生物空间分布特征及微生物与环境之间以及不同微生物类群之间的相互作用提供了新的视角。

基于利益相关者的企业环境绩效驱动机制及实证

基于利益相关者和企业环境绩效可能存在的驱动响应关系,提出将企业主体、政府部门、投资者、消费者、社区公众作为5个典型的利益相关者,构建了企业环境绩效的驱动因子体系.选取2008年度国内300强企业作为初始样本,详细整理其公开的环境信息,筛选确定以环境信息公开相对完善的41家企业为案例进行实证分析.企业环境绩效与驱动因素的Spearman相关分析表明,企业主体是环境绩效的主导驱动因素,政府部门和投资者是环境绩效的重要推动因素,而消费者和社区公众对环境绩效未有显著影响;典范对应分析表明,企业环境绩效驱动因素可归为3类,对企业环境绩效的总解释能力达到80.7%;53.66%的案例企业分别受到企业环境管理能力、政府环境规制、企业环境风险等因素的独立作用,而其余企业则受多因素共同作用.

七姊妹山泥炭藓湿地大泥炭藓(Sphagnum palustre L.)群落分布格局及其驱动机制

为探究七姊妹山泥炭藓湿地大泥炭藓(Sphagnum palustre L.)群落的分布格局及其驱动机制,进而为亚热带山地泥炭藓湿地保护、恢复和开发利用提供科学的理论依据,于2021年6月,对该湿地泥炭藓斑块设置样方,使用标准样方法进行植被、环境调查,同时采集样品进行测量分析。运用系统聚类法进行群落的数量分类,随后使用单因素方差分析、多元回归分析及Pearson相关性分析检验各群丛间环境因子以及大泥炭藓生长、生理指标的差异及其相关性,明确影响大泥炭藓生长的主要环境因子及内在机制。结果显示:(1)37个调查样方可分为4个群丛类型,即:Ⅰ、蕨-大泥炭藓群丛(Ass.Pteridium aquilinum-Sphagnum palustre);Ⅱ、大理薹草-大泥炭藓群丛(Ass.Carex rubrobrunnea var.taliensis-Sphagnum palustre);Ⅲ、野灯心草+蛇床-大泥炭藓群丛(Ass.Juncus setchuensis+Cnidium monnieri-Sphagnum palustre);Ⅳ、紫萼+芒尖苔草-大泥炭藓群丛(Ass.Hosta ventricose+Lycopus cavaleriei-Sphagnum palustre)。(2)从群丛Ⅰ~群丛Ⅳ,大泥炭藓的株高、头状枝数量、盖度、生物量4项生长指标均逐渐降低。4群丛间大泥炭藓组织TN、TP、TK、TC含量、C/N、N/P、N/K、含水量9项生理指标均存在显著差异,其中组织含水量、N/K由群丛Ⅰ~Ⅳ呈逐渐上升趋势。(3)地下水位和土壤N/K是影响七姊妹山泥炭藓湿地大泥炭藓群落生长分布的主要环境因子。在长期淹水胁迫环境下,大泥炭藓组织含水量过高,抑制了大泥炭藓的光合作用,阻碍其生长。而在高N负荷下,大泥炭藓的生长受到K的限制,导致养分吸收不平衡,生长发育受阻。临近农田地表径流引起的氮输入可能是造成土壤及泥炭藓组织N/K在群丛Ⅳ中过高的重要因素。

玛纳斯河流域NPP时空变化及其生物多样性维护功能重要性评价

基于植被净初级生产力(NPP)法开展干旱区流域生物多样性维护功能重要性评价可为区域生态安全建设提供科学依据。基于玛纳斯河流域MODIS13Q1数据和环境数据,利用卡内基-艾姆斯-斯坦福方法模型(CASA)估算2001—2020年流域植被NPP,结合地形因子构建流域生物多样性维护功能重要性评价模型,利用地理探测器分析气候、地形、土壤类型等因子对流域NPP的空间异质性影响。研究结果表明:(1)近20年,流域植被NPP均值呈上升趋势,高值集中于山地区低山丘陵带和绿洲区中部,低值区分布于荒漠生态区;(2)从流域不同土地利用类型的NPP均值看,耕地>林地>草地>建设用地>未利用地>水域;(3)流域生物多样性维护功能的一般重要区、中等重要区、重要区和极重要区的数值范围为:0—0.12、0.12—0.22、0.22—0.47和0.47—0.84,分别占流域总面积的20.17%、20.14%、19.91%和19.85%,山地区低山丘陵带和绿洲区中部是流域生物多样性维护功能的极重要区;(4)年平均降水、土壤类型是流域NPP空间分异解释力最强的因子;各因子的影响呈非线性增强及双因子增强作用,年平均降水与海拔的交互作用最强(q=0.44),与年平均太阳总辐射(q=0.42)的交互作用次之。

黄海浒苔绿潮研究进展

绿潮是世界性的海洋生态环境问题。自2007年以来,浒苔绿潮已肆虐黄海近岸海域达10年之久,造成了巨大经济损失和严重社会影响,成为近年来我国海洋生态学研究的焦点之一。目前,国内外学者围绕黄海绿潮起源与发生原因已经开展了一系列的研究,取得了一定的科学认知。本文综述了关于黄海绿潮起源与发生过程、浒苔的关键生物学特征以及绿潮暴发的环境驱动机制等方面的主要研究进展,分析了目前绿潮发生机制研究中未解决的科学问题和绿潮减灾防灾技术上的不足,并提出了研究展望。同时,对近期启动的国家重点研发计划重点专项"浒苔绿潮形成机理与综合防控技术研究及应用"的研究内容与预期目标进行了简要介绍。