北京市河流水生态健康时空异质性及改善路径研究

河流生态系统是人类社会得以生存与发展的基本条件,河流水生态健康对保障区域水安全,避免水灾害具有重要意义。随着城市化的不断推进,河流生态系统面临着巨大挑战,水生态风险及灾害呈现广发、频发和深发态势。通过汇总北京市五大流域河流水生态健康状况评估相关研究,识别区域水生态系统主要问题,诊断水生态健康问题产生的原因。结果表明,北京市河流水生态系统健康状况具有较强的时空异质性。空间上,各流域河流水生态健康状况为潮白河>永定河>蓟运河>清水河>北运河。上游河段水生态健康状况好于中下游,山区段河流好于平原段。水资源短缺引起的河流生态基流不足、水污染物超量排放造成的水质不达标、粗放式河流水利工程建设、河流水土资源的不合理开发以及河流植被缓冲带的不足等是造成河流水生态健康问题主要原因。并针对病因提出河流水生态健康目标导向的改善路径,以期为北京市及其他北方缺水性城市河流水生态健康改善及水安全保障提供参考。

生态地质环境承载力研究进展

生态地质环境从生态地质学和环境地质学发展而来,由地质环境、生态环境和社会经济环境三个子系统构成一个有机整体,它与环境类承载力结合形成生态地质环境承载力,表征环境能够承受的人类活动阈限。国内的生态地质环境承载力研究分为2000年以前的准备阶段、2000—2010年探索前进阶段、2011年至今的稳定发展阶段,国家重大方针政策实施和重大生态地质环境事件影响了承载力的研究方向。生态地质环境子系统和系统的承载力发展程度存在差异,生态环境承载力研究较多、地质环境承载力研究次之、社会经济环境承载力研究相对较少,系统承载力研究处于不断整合之中。已有研究在学科交叉融合、耦合机制、模拟预测模型集成和国家重大需求服务响应等方面存在不足。未来生态地质环境承载力研究应坚持系统观,统合子系统和系统两个尺度,从拓展学科纵深关联、深化多维耦合机制、发展集成模拟预测模型、面向国家与社会需求等方面将研究推向新高度。

山东省德州市河流水生生物完整性评估及时空异质性分析

基于水生生物评价河流生态系统状况是河流保护和管理中普遍使用的方法之一。通过对德州市各流域主要河流藻类、底栖动物、鱼类和水生植物的群落结构及其多样性的调查研究,构建河流水生生物完整性评估指标体系,并探究德州市各流域河流水生生物完整性及时空异质性特征。结果表明,德州市各流域河流(河段)水生生物完整性状况总体为一般。各流域中德惠新河得分最高(63.56),水生生物完整性状态为好;其次为徒骇河(58.18)和漳卫新河(51.30),状况为一般;马颊河水生生物完整性得分最低(47.39)。空间尺度上,流经城区的河流水生生物完整性状况劣于非城区河流(河段);各流域上游水生生物完整性状况好于下游。时间尺度上,丰水期(8月份)河流水生生物完整性优于枯水期(11月份)。基于对德州市各河流水生生物完整性评估,可为该区域及其他地区河流水生生物多样性保护及水生态修复提供借鉴。

黑塞石蜈蚣属一新种(石蜈蚣目:石蜈蚣科)及分子系统学分析

本文报道黑塞石蜈蚣属Hessebius一新种:冰突石蜈蚣,新种Hessebius translucidus sp.nov.,对其进行了形态学、分子系统学研究。新种的主要鉴别特征:(1)触角18~22节,每侧单眼9~14个,约为3列排布。(2)基胸板前缘具2+2齿。(3)基节腺孔4~6个。(4)雌性生殖肢第1节着生2+2个圆锥形生殖棘;第2节背侧后端向后方突起,突起末端再向后延伸形成像冰一样的透明结构;第3节末端爪简单,腹侧基部有一刺状突起。基于COⅠ基因开展了分子系统发育分析,证明该新种的判定和分类地位正确无误。

基于资源利用和灾害风险的京津冀地区环境地质敏感性区划

环境地质敏感性是区域生态功能的本底,也是构建生态安全格局和开展生态保护与修复的重要基础。因环境地质敏感性涉及因素众多、且多源异构数据较难融合,当前基于环境地质敏感性的大尺度区划研究较少。通过集成地质、地理和专题数据,在土地沙化、土壤盐渍化、崩塌-滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝、地面沉降、地下水地质环境功能、浅层地下水质量、地下水调蓄和地下水可持续利用11个单项环境地质敏感性评价的基础上,进一步将其归并为土地环境、地质灾害和地下水环境3个环境地质子系统并构建评价指标体系,完成综合环境地质敏感性评价。以地质地貌分区为主要依据,将研究区划分为3个一级环境地质敏感区和16个环境地质敏感性亚区。研究结果表明:环境地质区划与地质构造及分区、地质地貌和人类活动等自然与人为因素存在较强的空间重合;综合环境地质敏感性呈现出西北低、东南高的宏观格局;华北平原区主要受地面沉降和地下水环境敏感性影响,人类活动作用显著;华北山区主要受重力型地质灾害影响,内蒙古高原区主要受沙化和局地泥石流灾害影响,区域尺度以自然因素驱动为主,局部人类活动影响显著。针对综合环境地质敏感性区划结果,需要统筹全域国土空间规划,加强地貌过渡带及城乡关键区域的环境地质问题治理,提升关键生态源地、廊道和节点所在区域的韧性,全面实现城乡协同、生态协同和环境协同。

基于GIS的衡水市桃城区景观格局变化及其驱动力

以河北省衡水市桃城区为研究区,利用91卫图助手下载GoogleEarth历史影像数据,选取成像清晰、云量少的时间点,然后在ArcGIS 10.3软件平台上解译出2014年、2017年和2020年的景观格局类型,并利用Fragstas 4.2软件对景观格局指数进行了计算与分析,研究了衡水市桃城区的景观格局时空变化特征,并分析了衡水市桃城区景观格局变化的驱动力。结果表明,2014—2020年建设用地增长较快,农田面积出现下降趋势。从景观格局的驱动力分析来看,短时间跨度内景观格局受自然因素驱动影响非常小。桃城区快速的城市化带来了人口的快速增长,人地间矛盾更加突出,这也是其建设用地增加主要由农田转化而来的关键驱动力。随着高质量旅游发展规划和森林城市的创建,桃城区的水域和绿化用地景观组分有所增加。

高邮湖大型底栖动物群落结构及影响因素

跨流域调水工程沿线调蓄湖泊生态状况直接决定工程能否顺利实施。基于2018年4和9月高邮湖底栖动物调查数据,对底栖动物区系组成、群落结构及主要影响因子进行了研究。调查期间共鉴定出底栖动物42种,隶属3门7纲22科;软铗小摇蚊(Microchironomus tener)、霍甫水丝蚓(Limnodrilus hoffmeisteri)、齿吻沙蚕(Nephtys sp.)、苏氏尾鳃蚓(Branchiura sowerbyi)、厚唇嫩丝蚓(Teneridrilus mastix)为调查期间优势物种,相对丰度分别为24.0%、17.7%、8.1%、7.2%和6.5%;两次调查期间底栖动物优势物种组成存在较大差异。密度、物种丰度、香浓指数在4月份显著高于9月份;非度量多维标度排序(NMDS)和多响应置换过程(MRPP)从群落层面证实了两次调查期间底栖动物群落结构的差异性。指示物种分析表明,软铗小摇蚊、霍甫水丝蚓和有栉管水蚓(Aulodrilus pectinatus)是造成两次调查底栖动物群落差异的关键物种。基于距离的冗余分析(dbRDA)表明,高邮湖底栖动物群落在4月份主要受硅酸盐和总磷影响;9月份主要受水深和叶绿素a影响。

白洋淀不同区域荷叶品质和抗氧化性差异

为探究白洋淀不同区域荷叶品质和抗氧化性的差异,对白洋淀7个有代表性采样点的荷叶进行了研究.实验结果表明,白洋淀7个采样点荷叶的品质和抗氧化性差异明显:杨庄子和烧车淀采样点的荷叶活性成分含量较高;烧车淀采样点的荷叶蛋白和维生素C含量较高,郭里口采样点的荷叶可溶性糖和蛋白含量较高;而大田庄采样点的荷叶具有较强的1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl,DPPH)和O-2自由基清除活性.因此,综合分析表明,烧车淀和大田庄采样点的荷叶均具有较高的品质和较强的抗氧化性.

白洋淀浮游动物群落结构特征与环境因子的相关性分析

为研究环境因子对白洋淀地区浮游动物的影响,于2020年春季、夏季和秋季对白洋淀地区的18个采样点分别进行了三次调查,并采用相关性分析对浮游动物与环境数据之间的联系进行了研究。结果显示:浮游动物共鉴定出44种,轮虫类为构成浮游动物的最大种类,浮游动物优势种为萼花臂尾轮虫(Brachionus calyciflorus)、角突臂尾轮虫(Brachionus angularis)和台湾温剑水蚤(Thermocyclops taihokuensis)。浮游动物的种类组成以及丰度和生物量变化均受到环境变化的影响,其中浮游动物丰度主要受区位变化影响,而浮游动物的种类组成和生物量变化主要受时间变化影响。从相关性分析可以看出,浮游动物的丰度和生物量变化与水温、叶绿素a、总磷、总氮等环境数据均产生了一定的相关性,相关性最显著的是总磷。

基于异常投射现象的太赫兹光电导天线的研究

太赫兹波具有穿透性强、安全性高、定向性好以及带宽高等特性,是目前国内外的重点研究领域,被誉为“改变未来十大技术”之一。太赫兹源是太赫兹科学技术中的关键一环,其中光电导天线是目前应用最广泛的太赫兹源之一。但是,目前太赫兹的辐射效率和辐射功率较低,限制了太赫兹科学技术的进一步发展与应用。因此,分析异常透射内部蕴含的机理,研究如何提高光导天线的辐射特性,并讨论增强光导电流的方法。