子流域景观格局对丹江口水库营养状态的影响分析

探究子流域景观格局与水体富营养化空间异质性间的关系对水源地保护具有重要意义。本文通过遥感影像和半解析方法揭示2013-2023年丹江口水库营养状态的时空变化格局,并利用SHAP机器学习解释方法,量化分析土地利用组成和景观格局指数与水体营养状态间的关系。结果表明:①丹江口水库营养状态指数呈现明显的空间异质性,以中营养为主,富营养化区域主要分布在岸线库湾区及支流附近。泄洪期水体营养状态相对优于蓄水期。②子流域的土地利用和景观格局存在明显的空间差异,在汉江上游和库区南部支流地区斑块密度(PD)、景观形状指数(LSI)和香农多样性指数(SHDI)呈低值聚集,而最大斑块指数(LPI)和蔓延度指数(CONTAG)呈现高值聚集。③土地利用组成和景观格局指数在不同时期对富营养化的影响程度不同,景观格局指数在全年、蓄水期和泄洪期的贡献度分别达到49.31%、50.99%和57.41%。其中斑块密度、林地、草地和不透水面在各时期均具有较高的影响贡献度,而蔓延度指数和香农多样性指数在蓄水期和泄洪期分别具有较高的影响。研究显示,保持子流域自然地表优势景观,降低耕地和不透水面的破碎度有助于改善水库富营养问题。

流域景观格局演变对河流水质的影响——以巢湖流域南淝河为例

景观格局由景观组成、地理特征和景观配置等方面共同组成,流域景观格局演变是河流水质时空变化的重要驱动因素。为探讨景观格局演变对城市地区典型河流水质的定量影响与作用机制,本研究基于巢湖流域南淝河2013年与2023年水质数据和土地利用数据,采用单因素ANOVA检验、层次聚类法探究水质时空变化,通过Bioenv分析、VPA分析等多元统计方法探究在不同时空尺度下景观格局中的各个部分对水质综合营养状态指数(TLI)的解释率以及影响TLI的关键因子。结果表明:2023年南淝河水质优于2013年,总氮、总磷和TLI在2013年显著高于2023年,但不同年份水质的季节差异并不一致。不同时期的调查结果均发现,非汛期景观格局对TLI的解释率高于汛期,1000 m河岸带缓冲区和子流域尺度下景观格局对TLI影响较大。景观组成、地理特征对TLI的独立解释率大于景观配置;景观配置对TLI的影响主要集中在与景观组成、地理特征的联合作用中。在景观组成中,建设用地面积占比、园地面积占比与TLI呈显著正相关,水域面积占比与TLI呈显著负相关。在地理特征中,面积高程积分、地形湿度指数与TLI呈显著负相关。研究认为,未来南淝河流域要限制“源”景观的无序扩张,不可忽视地理特征对河流水质的优化作用,并从景观配置中的“复杂度、破碎度和连通性”等方面着手对城市进行合理规划以辅助改善水质。

基于稳定性同位素核酸探针技术的红壤微生物底物利用策略研究

外源活性碳底物输入强烈影响土壤微生物的生长,但是在系统发育分类水平上,细菌和真菌对活性底物的动态响应及利用特征和微生物群落组成的关系仍不清楚。以红壤为研究对象,采用;C标记葡萄糖为底物进行模拟培养并定期取样,利用稳定性同位素核酸探针(DNA-based stable isotope probing,DNA-SIP)和高通量测序技术分析活性的真菌和细菌类群,并探讨不同微生物利用葡萄糖来源碳的动态特征。研究发现,微生物群落对葡萄糖的利用符合从细菌向真菌演替的r/K选择策略。在细菌群落中,隶属于富营养菌的变形菌门(Proteobacteria)和放线菌门(Actinobacteria)对活性底物的利用能力显著高于寡营养菌的酸杆菌门(Acidobacteria)和绿弯菌门(Chloroflexi)。和细菌的底物利用策略不同,真菌子囊菌门(Ascomycota)和担子菌门(Basidiomycota)在整个培养期间均可以利用葡萄糖和土壤原有组分。因此,葡萄糖的连续加入并未改变不同营养类型细菌的底物利用策略,而真菌对底物的利用具有广谱性特征,活性底物可诱导真菌对土壤原有组分的利用。

山东省长寿与非长寿地区60岁以上老人膳食模式和营养结构分析

目的:探讨长寿地区与非长寿地区60岁以上老人的膳食模式、营养结构特点以及与长寿之间的关系。方法:在2009年到2012年间,选取单县、城阳、乳山和平邑四个山东省长寿之乡的60岁以上老人1095人及非长寿之乡平阴、莒南、梁山三个县的60岁以上老人2106人作为研究对象,用连续3天24小时膳食回顾法对所选研究对象进行膳食调查,用主成分分析的方法从整体上分析长寿地区与非长寿地区人群的膳食模式和营养结构。结果:膳食模式:长寿地区人群第一主成分主要反映以蔬菜水果为主的膳食模式,而非长寿地区人群第一主成分主要反映动物性食物偏重的膳食模式,长寿地区人群对薯类食物较为偏好。营养结构:长寿地区人群第一主成分主要反映以锌和硒为主的营养结构,而非长寿地区人群反映以能量为主的营养结构,其中钠出现较大的变化。结论:长寿地区与非长寿地区60岁以上老人的膳食模式、营养结构存在差异,对膳食营养策略的制定具有一定的指导意义。

基于GIS的乌梁素海水体富营养化状况的模糊模式识别

利用基于MATLAB 7.0实现的模糊模式识别交叉迭代模型对2006年5—10月分布于乌梁素海各水体功能区的21个水质监测点的富营养化等级进行了模糊模式识别,并在GIS技术支持下,用Arcview的空间分析功能绘制富营养化等级识别结果、对富营养化状态影响权重最大的评价指标总氮(TN)含量和富营养化状态控制元素总磷(TP)含量对应的富营养化等级水体和地表水质等级水体的空间分布月变化Grid专题图.将富营养化状态变化及其分布区域与乌梁素海同期水质监测指标浓度变化及其分布区域进行对比分析及验证.结果表明,富营养化等级识别结果的时空分布与实际情况相符,能够比较准确地反映富营养化等级定量的时空变化趋势.

内蒙古天然草原不同放牧压力下亚洲小车蝗的食性及营养生态位(英文)

植物表皮蜡质中的饱和链烷作为内源指示剂广泛用于评价放牧家畜的食性和食量,但用于天然草原蝗虫食性的评价研究较少。为了探讨天然草原蝗虫的食性及其生态位变化,本研究以内蒙古天然草原为研究对象,于2003年7-8月沿降水梯度选择3种典型植物群落(小针茅Stipa klemenzii、羊草Leymus chinensis和大针茅Stipagrandis群落),在每个植物群落不同放牧压力下小区随机做20个植被样方,样方内植物齐地面刈割,测定其地上生物量和物种多样性,取主要植物种测定其链烷模式,同时采集放牧小区优势蝗虫种亚洲小车蝗Oedaleusasiaticus的粪便,测定其链烷模式,运用链烷技术评价蝗虫的食性及其营养生态位。结果表明:不同植物群落中优势牧草种类及其比例不同,其链烷模式存在种间差异,链烷技术可以评价亚洲小车蝗的食性。亚洲小车蝗的食性在不同植物群落及不同放牧压力下存在显著的差异,在羊草和大针茅群落中,亚洲小车蝗是禾草采食者,主要采食羊草和糙隐子草Cleistogenes squarrosa,且与绵羊的营养生态位重叠指数较低,分别为0.0619和0.0172;在小针茅群落中亚洲小车蝗是杂类草采食者,主要采食无芒隐子草Cleistogenes songorica、猪毛菜Salsola collina和小针茅,且与绵羊的营养生态位重叠指数较高,达到0.1815。因此,放牧不仅改变了群落的植物种类组成,而且直接影响了亚洲小车蝗的食物组成,二者对食物资源利用存在一定程度的竞争。

多营养级池塘养殖系统设计与试验

为有效解决水产养殖环境污染、提高水产品品质,本研究构建了一套1.33 hm2的多营养级池塘养殖中试试验系统,主要包括草鱼养殖区、河蟹养殖区、螺蛳鲢鳙养殖区和水处理设施等。养殖的草鱼、河蟹作为饲料营养的Ⅰ级利用层级,投放的螺蛳、鲢鳙作为Ⅱ级利用层级,种植的沉水植物作为Ⅲ级利用层级,按时打捞水草、螺蛳作为草鱼、河蟹的生物饵料,从而提高饲料营养物质向鱼蟹等主养对象的转化比例。利用计算流体动力学(CFD)软件建立了试验系统水循环过程的1∶1比例计算模型,研究了全域水循环过程和单个草鱼养殖池的流动特性,并开展了水质调控试验,在试验系统内设置14个采样点,对一个养殖周期的水质参数进行监测。结果显示:草鱼养殖池壁附近的水体流度大于轴心区域的水体流速,有利于颗粒废物的沉淀,及时集排污;系统开启运行300 s后,水体在整个系统中的流态趋于稳定,营养物质在系统各个池塘中的分布基本均匀,保证物质能量的高效循环;系统对养殖水体氮、磷的去除效果显著,养殖全程的总氮质量浓度低于5 mg/L,总磷质量浓度低于1 mg/L,符合淡水养殖排放水标准,但对化学需氧量(COD)的控制效果不显著,应进一步改进系统结构,加强系统对有机污染物的处理能力。本研究为多营养级分隔池塘养殖系统的设计提供了参数参考。

基于营养级视角的遵义市城乡居民膳食结构研究

营养级可对居民复杂的人类膳食结构进行统一量化,研究人类生态系统物质循环能量流动。利用2001—2016年贵州省遵义市城乡居民食物消费数据,对城乡居民营养级进行分析。结果表明,研究期间城镇居民的营养级由2.18增至2.29,农村居民的营养级由2.07增至2.16;蔬菜对城镇营养级贡献率最大,达28.2%,粮食对农村居民的营养级贡献率高达42.46%,动物性食品对城镇居民营养级的平均贡献率高于对农村居民营养级的贡献率;城镇居民营养级呈先增加后降低趋势,农村居民营养级呈现2种增速。由此看来,市场价格、人畜共患病和健康知识等对城乡居民营养级的影响存在差异,城镇居民营养级受人畜共患病等影响较多,而农村居民营养级受市场价格波动影响较大。

北半球湖泊营养状态的地理格局及其社会经济制约因素

该文收集了1990-2014年已公开发表的学术论文或数据库中的北半球1 054个湖泊水体总磷、总氮和叶绿素a浓度数据,同时结合湖泊地理坐标、区域人均国内生产总值和人口密度资料,探讨了北半球湖泊营养状态的地理格局及其社会经济制约因素。结果表明:1)湖泊的营养状态指数(Trophic State Index,TSI)与湖泊纬度和海拔均呈显著负相关,反映了在自然状态下,不同气候带营养物质侵蚀输入量的变化。2)20个国家或地区的湖泊TSI均值与人口密度呈显著正相关,表明人口密度高的国家或地区湖泊营养水平相对较高。3)TSI均值随人均GDP增长呈倒U形,符合环境库兹涅茨曲线特征,区域人均GDP 5 000~10 000美元是富营养化减缓的可能阈值范围,超过该阈值后区域湖泊营养水平随经济增长而降低。

乌梁素海富营养化状态的模糊模式识别研究

本文利用模糊模式识别交叉迭代模型对分布于乌梁素海各水功能区的21个水质监测点，2009年5月～10月的富营养化等级进行了模糊模式识别研究；并利用Arcview的空间分析功能，绘制富营养化等级识别结果的空间分布月变化Grid图。将富营养化状态识别结果及其分布区域与乌梁素海同期水质监测指标浓度变化及其分布区域进行对比分析及验证。识别结果与实际水质状况相符，验证了该方法的有效性。

稳定同位素技术在头足类摄食生态学研究中的应用

头足类在海洋食物网营养关系中占有重要地位,然而对其复杂的生活史过程,尤其是摄食生态学信息仍知之甚少.稳定同位素技术作为传统食物网科学研究方法的有力补充,可更深层次地分析头足类的摄食习性和栖息地等方面的重要信息.本文在比较分析国内外头足类摄食生态学研究方法的基础上,系统归纳总结了稳定同位素技术在头足类摄食生态学研究中的发展现状并介绍最新进展情况,着重分析稳定同位素技术在头足类生活史信息,尤其是在摄食生态学研究中的应用现状及发展前景,包括测定样品标准化、头足类生长发育过程中的食性转换和洄游分布等核心问题,以促进其在头足类生物学研究中的应用.

稳定同位素技术在鲨鱼摄食和洄游行为研究中的应用

随着稳定同位素分析技术的不断成熟,其在生态学领域中的应用也增长迅速,并成为动物摄食生态学的重要研究工具.鲨鱼因其在生物系统进化过程中的独特地位和海洋生态系统中的重要作用已成为海洋食物网研究的重点,然而国内针对鲨鱼摄食习性和洄游行为等方面的研究仍处于起步阶段.本文在总结了国内外鲨鱼稳定同位素分析组织样品选取和样品预处理方法的基础上,系统归纳了稳定同位素技术在鲨鱼摄食生态学,尤其在其摄食和洄游行为研究领域中的应用,着重分析稳定同位素技术在鲨鱼稳定同位素判别值和更新速率、食性分析、营养级评估、洄游路径分析和生态位分布等核心问题上的应用现状和发展前景,以期为国内学者开展鲨鱼类基础生物、生态学研究提供有益参考.

嘉陵江有毒鱼类的分布研究

为了丰富人们对有毒鱼类的认知,结合8年的调查数据和已有资料对嘉陵江中有毒鱼类的种类、分布和食性进行研究。研究结果发现:在嘉陵江中有毒鱼类共计18种,隶属于4目6科17属,随着分类水平的变化(从目、科、属到种),有毒鱼类在不同分类级别下所占的比例逐渐降低。嘉陵江有毒鱼类中仅圆口铜鱼(Coreius guichenoti)和鳜(Siniperca chuatsi)分布于中下游,其余16种有毒鱼类分布于整个嘉陵江干流。Jaccard’s相似性分析表明各江段有毒鱼类分布的相似性极高,卡方(χ~2)检验结果显示各江段有毒鱼类分布无显著性差异(p>0.05)。嘉陵江分布的有毒鱼类共4类,包括卵毒鱼类2种,血清毒鱼类1种,胆毒鱼类9种以及刺毒鱼类7种,其中鲇(Silurus asotus)既属于卵毒鱼类也属于刺毒鱼类,胆毒鱼类全部来源于鲤科鱼类,暂没有发现皮肤黏液毒鱼类。这18种有毒鱼类共包含7种食性类型,主要以杂食性和肉食性类型为主,分别占有毒鱼类种类数的38.89%和33.33%。通过本研究可知,有毒鱼类在嘉陵江中分布广泛,有毒鱼类种类和类别较多。该研究促进了人们对嘉陵江有毒鱼类相关知识的了解,为进一步研究嘉陵江有毒鱼类奠定了基础。

东太平洋公海茎柔鱼饵料中鱼类和头足类组成初步分析

茎柔鱼(Dosidicus gigas)广泛分布于东太平洋海域,在海洋生态系统中扮演着重要角色。本研究根据2019年6—12月我国鱿钓生产船在东太平洋公海采集的62尾茎柔鱼样本,对其胃含物残留的4131个耳石和75个角质颚样本进行鉴定分析。结果表明:茎柔鱼主要摄食鱼类10种、头足类4种。从摄食饵料的出现频率和数量百分比来看,主要摄食的鱼类饵料为荧串光鱼、朗明灯鱼和墨西哥尾灯鱼,荧串光鱼在不同胴长组的茎柔鱼胃内均有出现,是茎柔鱼最重要的饵料;摄食的头足类主要有茎柔鱼、鸢乌贼和爪乌贼。随着胴长的增大,茎柔鱼摄食的饵料种类不断增加,头足类和灯笼鱼饵料比例增加,且摄食的饵料尺寸增大,摄食营养结构发生改变,摄食营养水平随之提高。研究结果可为评估不同饵料生物在茎柔鱼食性转变过程中的食物贡献提供基础资料。

西沙群岛珊瑚礁鱼类多样性及分布格局

为了解西沙群岛珊瑚礁鱼类多样性、营养级特征及其分布格局,本研究于2019年5月在西沙群岛6座主要岛礁(北礁、赵述岛、西沙洲、玉琢礁、华光礁、晋卿岛)采用水下录像方式进行了原位监测,对该海域鱼类的种类组成、优势种和群落格局等进行了分析。结果表明,调查海域共记录珊瑚礁鱼类116种,隶属3目21科;主要优势种为栉齿刺尾鱼(Ctenochaetus striatus)、燕尾光鳃雀鲷(Chromis fumea)、日本鹦嘴鱼(Chlorurus japanensis)和福氏鹦哥鱼(Scarus forsteni);全海域鱼类的ShannonWiener多样性指数(H’)为1.57~2.58,平均为2.07;大型鱼类指数(LRFI)为0~0.86,平均为0.40;平均营养级(MTL)为2.24~3.17,平均为2.74;该海域珊瑚礁鱼类可划分为3个群落,即由珊瑚礁和海草床镶嵌生境组成的潟湖群落、永乐群岛群落和宣德群岛群落。