Growth pattern of reed in Caogang Lake, Huanghuaihai Plain

The researches about reed growth were mainly concentrated on seasonal dynamics, investigation of reed resource, and comparison of different ecotypes of reed. By means of fractal geometric theory of non-linear science, the fractal character of growth pattern of reed, for the purpose of quantitatively exploring the mechanism of reed growth was studied. The way to calculate fractal dimension of reed growth is box-dimension (BD) and information dimension (ID). The results shown that the difference between two samplings in May and those among three samplings in June and later were not remarkable for both BD or ID. It was noted that the difference between samplings in and after May is significant. It was demonstrated that the fractal dimension of size distribution of reed ranged from 0.6235 to 0.8761. The distribution pattern could be statistically divided as two significant periods:the size of reed is quite well-distributed at the beginning of reed growth (fractal dimension > 0.8), but is irregular in the middle and later growth season (fractal dimension < 0.7). These results are benefit to reach the goal of rational use of reed resources and to protect the biodiversity in wetland ecosystem.     

Growth pattern of reed in Caogang Lake,Huanghuaihai Plain,China

１ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＲｅｅｄ（Ｐｈｒａｇｍｉｔｅｓｃｏｍｍｕｎｉｓ）ｉｓａｋｉｎｄｏｆｉｍｐｏｒｔａｎｔａｑｕａｔｉｃｐｌａｎｔｒｅｓｏｕｒｃｅ．Ｎｏｔｏｎｌｙｉｔｉｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｒａｗｍａｔｅｒｉａｌ，ｂｕｔａｌ...     

大兴安岭地区岛状林沼泽CH4和N2O排放及其影响因子

沼泽湿地CH₄、N₂O的排放,尤其是高纬度沼泽湿地,对于评估北半球温室气体排放具有重要意义。在2011 年生长季利用野外静态箱-气相色谱法对大兴安岭地区两种典型湿地岛状林沼泽（白桦和兴安落叶松岛状林沼泽）CH₄、N₂O排放通量进行了研究,分析CH₄、N₂O排放通量的季节特征,并探讨温度、水位主控因子对CH₄、N₂O排放通量的影响。结果表明：①生长季白桦（Betula platyphylla）和兴安落叶松（Larix gmelinii）岛状林沼泽CH₄通量除春季白桦岛状林沼泽出现排放峰值外,两样地CH₄都处于弱吸收现象;N₂O排放高峰期分别在初夏、春两季。白桦和兴安落叶松岛状林沼泽CH₄、N₂O 排放通量依次为-60.61、-93.21 μg·m^-2 ·h^-1 和82.92、 45.06 μg·m^-2 ·h^-1。②兴安落叶松岛状林沼泽生长季CH₄、N₂O 排放通量分别与10~40 cm 和 15~40 cm土壤温度呈显著负相关性;而白桦岛状林沼泽CH₄排放通量仅与40 cm土壤温度呈显著负相关,两种类型沼泽均与土壤含水率未呈显著相关性。③白桦和兴安落叶松岛状林沼泽生长季CH₄、N₂O总通量分别为-2.21、-2.74 kg·hm^-2和2.74、0.93 kg·hm^-2;表现为大气CH₄弱吸收的汇,N₂O弱排放的源。     

Performance of wastewater sludge ecological stabilization

In this article, wastewater sludge ecological stabilization （WWSES） was presented for sludge dewatering, mineralization, and stabilization, as well as for percolate treatment. Two years of pilot scale experimental results indicated that sludge volatile solid, Wiphenyltetrazolium chloride （TTC）-dehydrogenase activity （DHA）, and moisture content as indicators showed the process and degree of sludge stabilization. The observation on dewatering process showed that dried sludge reached a content of 20%-50% total solid after two years of system operation. Sludge TTC-DHA in the first year was obviously lower than that of the second year, and TTC-DHA tended to decrease with an increase in the drying time of the sludge. Total nitrogen, total phosphorus, and organic contents of sludge decreased gradually from the top to the bottom of dried sludge layer. In comparison with natural stands on stands treated with sewage sludge, individual shoot was significantly higher, and coarse protein, coarse fat, and coarse fiber contents in reed roots, stems, and leaves in the system were higher than that of wild reed, especially coarse protein contents of reed roots in the system （7.38%） were obviously higher than that of wild reeds （3.29%）.     

三江平原泥炭沼泽湿地N2O排放通量及影响因子

运用静态暗箱-气相色谱法观测了三江平原毛苔草泥炭沼泽湿地植物生长季N2O排放通量,并分析了其关键影响因子.结果表明:生长季N2O排放通量季节变化动态明显,最大值出现在7月上旬;平均排放通量为76.77μg/(m2·h),高于潜育沼泽湿地[20~60μg/(m2·h), 2002~2005].N2O排放通量与土壤温度存在极显著指数关系(P<0.01),且随土壤深度(土壤10cm以下)的增加相关关系逐渐减弱;与水位呈极显著负相关关系(P<0.01);另外,植被是影响N2O排放的主要生物因子,有植被参与的N2O排放是无植被的1.7倍.总之,水位和土壤温度是控制泥炭沼泽N2O排放呈明显季节变化的主要因素,而土壤水文物理特性的差异是引起泥炭沼泽N2O排放高于潜育沼泽的主要原因.经初步估算,三江平原泥炭沼泽每年植物生长季N2O排放总量约为72.9Mg,表明泥炭沼泽湿地在生长季是重要的N2O潜在排放源.     

土壤镉污染毒性效应的多指标综合评价

以草甸棕壤为供试土壤,以蚕豆幼苗根尖有丝分裂指数、染色体畸变率以及微核率,幼苗叶片内抗氧化酶活性、植物内源激素含量为指标,采用盆栽方法研究了0～10 mg·kg^-1镉胁迫对植物细胞的遗传和生态毒性效应.结果表明,在此浓度范围内,蚕豆根尖细胞有丝分裂指数、染色体畸变率以及微核率均随镉浓度增加呈显著的剂量-效应正相关关系,其中微核率变化最为明显,处理组微核率分别为对照组的1.43～3.22倍;蚕豆幼苗叶片内的SOD和POD活性变化呈先升高后下降的趋势;而CAT活性随镉浓度增加其变化规律与SOD、POD相反.此外,镉胁迫下植物激素脱落酸(ABA)、赤霉素(GA₃)与细胞分裂素类的玉米素和玉米素核苷总含量(Z&ZR)均表现出低浓度下诱导和较高浓度下诱导率降低的趋势,在镉浓度为2.5 mg·kg^-1时３种植物激素含量均达到最高值,分别比对照组增加了6.6%、 4.0%和12.6%.研究表明,各指标对污染物的毒性具有响应且响应的域值及其敏感度不同,将各指标综合使用可使土壤镉污染的遗传和生态毒性诊断更为有效.     

辽河口芦苇湿地净生态系统CO2交换及其环境调控

采用涡度相关法,对2018年下半年辽河口国家级自然保护区内滨海芦苇湿地的净生态系统CO₂交换（NEE）、总初级生产力（GPP）和生态系统呼吸（R_eco）进行测量分析,研究海洋保护区内典型芦苇湿地生态系统-大气CO₂交换的变化规律及其环境调控。结果表明,有芦苇生长的7月－10月,各月NEE日变化曲线呈相似的“U”形,但变化幅度存在较大差异;非芦苇生长季的11月－12月,生态系统表现为微弱的净CO₂释放,NEE日变化轨迹与温度波动一致。该芦苇湿地生态系统的GPP、R_eco和NEE均呈现7月－10月数值较大、11月－12月数值较小的规律。7月－10月,白天CO₂交换主要受芦苇光合作用的影响,各月白天NEE与光合有效辐射（PAR）之间呈直角双曲线关系,PAR可以解释白天NEE变化的45%～54%。7月－12月,夜间R_eco与气温呈指数关系,气温可以解释R_eco变化的62%,生态系统呼吸敏感性（Q₁₀）为2.20。2018年下半年,辽河口国家级自然保护区内芦苇湿地生态系统累计GPP总值达到359.67 g C/m2,累计R_eco达到278.29 g C/m2,总净固碳量为81.38 g C/m2。     

高等植物内源激素与土壤荧蒽、苯并（a）芘污染诱导的剂量-效应关系

以小麦(Triticum acstivnm)为供试植物,草甸棕壤为供试土壤,采用室内培养箱盆栽方法,研究了荧蒽、苯并(a)芘单一及复合污染胁迫与小麦叶片中3种植物内源激素赤霉素(gibberellic acid, GA₃)、细胞分裂素类的玉米素及玉米素核苷总量(zeatin and zeatin riboside, Z&ZR)、脱落酸(abscisic acid, ABA)的污染诱导剂量-效应关系.结果表明,荧蒽单一及与苯并(a)芘复合污染胁迫对小麦体内ABA的合成有明显的诱导作用,并且荧蒽单一污染的诱导作用较强,当荧蒽浓度为16　mg·kg^-1时,ABA含量比对照增加了198％.荧蒽、苯并(a)芘复合污染对GA₃的合成表现为明显的诱导抑制效应,而GA₃对单一污染胁迫响应趋势不明显.荧蒽、苯并(a)芘单一及复合污染胁迫对Z&ZR的合成均产生明显的诱导抑制效应.本研究表明,3种内源激素对土壤低剂量多环芳烃污染指示具有重要作用,其对荧蒽、苯并(a)芘单一及复合污染响应的敏感性顺序为：Z&ZR>ABA>GA₃.     

芦苇和香蒲对重金属钼的吸收特性研究

研究了水生植物芦苇和香蒲对重金属钼的吸收特性.通过短期室内水培实验,对比考察了2种植物对重金属钼的耐毒性、动态去除率、吸收过程及富集情况,并对在不同浓度营养液中植物对重金属钼吸收的影响进行了分析.结果表明,2种植物钼中毒导致其茎叶发黄、蒸腾能力下降,在钼浓度为2～20 mg.L-1时,香蒲对重金属钼的耐毒性较芦苇强.香蒲对重金属钼的去除率高于芦苇,在钼浓度为2 mg.L-1时,香蒲和芦苇去除率分别为87%和62%.2种植物对重金属钼的吸收是一个动态平衡过程,且以被动吸收为主.香蒲对钼的富集量较芦苇高,且植物地上部重金属积累量大于根部,符合超积累植物特征之一.营养液浓度的增加不会提高植物对重金属钼的吸收量,反而会因离子竞争等因素使去除率有所下降.芦苇和香蒲对溶液中钼的吸收均具有显著效果,香蒲吸收效果较芦苇好.     

滇池典型陆生和水生植物溶解性有机质组分的光谱分析

应用紫外-可见光谱、傅里叶红外光谱与三维荧光光谱,对采自滇池外海及湖滨农田的2种典型陆生植物(玉米、紫茎泽兰)和5种水生植物(芦苇、水红花、水葫芦、眼子菜、茭草)所提取的DOM(溶解性有机质)组分进行了光谱分析. 结果表明,陆生与水生植物DOM的紫外-可见光谱曲线基本类似,吸光度均随波长的增加而降低. 陆生植物DOM的SUVA₂₅₄(单位溶解性有机碳浓度下波长254 nm处吸收系数)值大于水生植物,表明滇池外源输入的DOM腐殖化程度大于内源. 植物叶中DOM的A₂₅₀/A₃₆₅(A₂₅₀、A₃₆₅分别为波长250和365 nm处的紫外吸光度比值)小于茎,表明叶中DOM的芳香性和分子量都大于茎. 陆生与水生植物DOM均有相似的红外特征峰带,其中—COO-、—CH₂、—CO、—OH、—NH₂的特征峰明显,表明它们是构成陆生和水生植物DOM的主要官能团. 三维荧光光谱分析表明,陆生植物茎的DOM中含有类富里酸物质,而叶的DOM中含有类腐殖酸物质. 水生植物除了水葫芦叶的DOM中含有类腐殖酸物质外,其他样品无论茎、叶都含有类富里酸物质. 除水葫芦叶外,同种植物茎的DOM中存在类色氨酸物质,而叶中不存在.      

松花江上游夹皮沟金矿开采区芦苇叶片汞分布特征

为研究金矿开采区周围芦苇(Phragmites australis)叶片汞含量的分布特征、影响因素及其与其它环境要素的相关性,2016年6月(夏季)和9月(秋季)在位于松花江上游的夹皮沟金矿开采区内采集芦苇叶片、土壤、水体样本测定汞含量,同步测定大气汞浓度,并通过单因子污染指数法确定芦苇叶片汞污染等级,分析芦苇叶片汞含量与环境要素汞含量的相关关系.结果表明,在空间分布上,芦苇叶片汞含量以及土壤、水体汞含量均随离夹皮沟金矿距离的加大而逐渐衰减,大气汞浓度空间分布特征不明显;在时间分布上,芦苇叶片汞重污染地区夏季汞含量低于秋季,芦苇叶片汞轻污染地区夏季汞含量略高于秋季,而大气汞、土壤汞含量均为夏季高于秋季;各环境要素对芦苇叶片汞含量的影响重要程度依次为:土壤大气水体;此外,停止混汞法采金多年后,夹皮沟金矿开采区汞源主要为土壤.     

红树林湿地植物中Pd的累积特征

铂族元素(PGEs)中的钯(Pd)作为汽车尾气催化转换器(VECs)的催化剂被广泛应用,Pd在世界各国环境中的含量水平迅速增长,并进入食物链,其潜在威胁日益增大。本文以海南省东寨港红树林湿地为研究区,采集红树植物和沉积物样品,利用微波消解、ICP-MS测定其中的Pd。研究表明,在水平维度上,红树植物叶Pd的含量沿河口到外海方向呈现出递减趋势,说明了Pd的陆源性输入;沿光滩到林内方向,呈现出林内光滩林缘的特点。在垂直维度上,红树植物叶Pd的含量呈底部向顶部递减。相对于茎,红树植物叶Pd的含量明显偏低,说明红树植物主要通过根部从沉积物中吸收Pd并累积。对于不同年龄阶段的红树植物,茎Pd的含量为成熟幼龄老龄,叶Pd的含量为老龄成熟幼龄。红树植物叶Pd的含量季节变化明显,干季高于湿季。相对于国内外植物,东寨港红树植物Pd的含量属较低水平。本研究有助于阐明红树林湿地植物Pd的累积特征,同时对于红树林湿地的环境保护具有重要的科学意义。     

石灰岩和砂岩地区豆科类植物紫花光叶苕(Vicia villosa)中铁和锰的不同分配模式

豆科类植物生物量的减少主要与氮和磷之间的平衡受到影响而有紧密的相关性。然而,其他营养元素之间的不平衡也能响应生物量的减少,比如铁和锰营养元素。选择了贵州茂兰相邻的石灰岩和砂岩地区土壤进行了野外种植实验。实验结果表明:生长着的豆科类植物铁(Fe)和锰(Mn)出现互为相反的分配模式:在砂岩地区生长的豆科类植物根部对铁的吸收相对高于石灰岩地区;而对锰的吸收,石灰岩地区高于砂岩地区。因此,植物根部的Fe∶Mn,砂岩地区高于石灰岩地区。这个结果说明豆科类植物根部对Fe和Mn的吸收存在不同模式。然而,在叶片中的Fe∶Mn砂岩地区和石灰岩地区之间基本没有区别,这说明铁和锰从根部到叶片的迁移具有不同模式。当叶片的Fe∶Mn(质量之比)低于2.9时,有可能响应豆科类植物生物量的减少。我们在研究植物与土壤的营养元素含量之间相关性时,越过环境因素,必须考虑植物内部随生长过程而发生变化的营养元素的化学计量,比如,生长着的植物中Fe∶Mn比值的变化等。     

白洋淀两种生境中芦苇地上生物量及其影响因子分析

文章在野外调查的基础上,在白洋淀台田和沼泽中各选择6个样区,统计分析了2种生境芦苇地上生物量;运用冗余分析方法(RDA),分析了芦苇生长季(4~9月)平均水深、土壤/底泥有机质、全氮和全磷等对两类生境中芦苇地上生物量的影响。结果表明,台田、沼泽中芦苇地上生物量分别为1408.2±527.5 g DW/m^2、723.2±109.1 g DW/m^2,两类生境中的芦苇地上生物量沿水深梯度均呈先增加后减小的变化趋势。台田芦苇在水深为?77.3 cm时地上生物量最大,为2065 g DW/m^2,沼泽芦苇在水深为59.7 cm时地上生物量最大,为869.2 g DW/m^2。台地芦苇地上生物量与水深的相关系数为?0.813(P<0.05),与其他3个环境因子的相关性不显著;沼泽芦苇地上生物量与4个环境因子的相关性均不显著,表明沼泽芦苇地上生物量的影响因素较为复杂。     

Growth and nutrient accumulation of Phragmites australis in relation to water level variation and nutrient loadings in a shallow lake

Shallow lake eutrophication is a global environmental issue. This study investigated the effects of water level variation and nutrient loadings on the growth and nutrient accumulation of Phragmites australis (reed) by field samplings in Baiyangdian Lake, the largest shallow lake of northern China. The field samplings were conducted in two sites of different nutrient loadings during the whole growth period of reeds, and three types of zones with different water depths were chosen for each site, including the terrestrial zone with water level below the ground, the ecotone zone with the water level varying from belowground to aboveground, and the submerged zone with water level above the ground. The result showed that reed growth was more limited by water level variation than nutrient loadings. The average stem lengths and diameters in terrestrial zones were about 26.3%-27.5% and 7.2%-12.0% higher than those in submerged zones, respectively. Similarly, the terrestrial status increased the aboveground biomass of reeds by 36.6%-51.8% compared with the submerged status. Both the nutrient concentrations and storages in the aboveground reeds were mainly influenced by the nutrient loadings in surface water and sediment rather than the water level variation of the reed growth environment, and the nutrient storages reached their maxima in late August or early September. It was observed that the maximum nitrogen storage occurred in the terrestrial zone with higher nutrient loadings, with the value of 74.5 g/m 2 . This study suggested that water level variation and nutrient loadings should be considered when using reeds to control and remediate eutrophication of shallow lakes.     

基于无人机多光谱的沼泽植被识别方法

为了探究高分辨率无人机多光谱数据对沼泽植被群丛识别能力,在洪河国家级自然保护区的核心区、缓冲区和实验区分别建立典型样区,通过低空无人机搭载的RGB及多光谱相机获取研究区正射影像,构建多维数据集并确立4种分类方案.采用面向对象的随机森林（RF）算法,对输入的多维数据集进行变量选择和参数（mtry、ntree）调优,构建适合沼泽植被群丛尺度识别模型.结果表明：优化的面向对象的RF算法对沼泽湿地植被具有较高的识别能力,在95%的置信区间内,核心区方案四（结合了光谱波段、纹理特征、几何特征、位置特征、地表高程信息和植被指数）获得最高总体精度为87.12%,kappa系数为0.850,比方案二（结合了光谱波段、几何特征和位置特征）总体精度高12.27%,kappa系数高0.140;对于单一典型沼泽湿地植被识别精度中,芦苇获得最高的用户精度高于88%,生产者精度高于90%,小叶章的生产者精度高于85%,但是在核心区用户精度较低,仅为78%.该方法可以作为沼泽植被群丛识别的有效方法,为研究沼泽湿地生态环境变化提供更准确的数据支持.     

Biogenic silica in intertidal marsh plants and associated sediments of the Yangtze Estuary

Biogenic silica (BSi) contents in the marsh plants (Phragmites australis, Scirpus mariqueter and Spartina alterniflora) and associated sediments in Chongming Island eastern intertidal flat of the Yangtze Estuary were determined. The BSi contents in P. australis, S. mariqueter and S. alterniflora varied from 25.78-42.74 mg/g, 5.71-19.53 mg/g and 6.71-8.92 mg/g, respectively. Over the entire growth season, P. australis and S. mariqueter were characterized by linear accumulation patterns of BSi. The abovegroun...     

外源8''-炔基脱落酸强化东南景天吸收重金属的研究

为探究脱落酸类似物8''-炔基脱落酸[8''-（C₂H）ABA]强化东南景天富集重金属的效应,通过水培的方法研究了外源8''-（C₂H）ABA分别对Cd（20 mg·L^-1）、Zn（160 mg·L^-1）单一胁迫下东南景天Cd/Zn积累和生理特性的影响,以及初步探讨了8''-（C₂H）ABA在植物重金属胁迫响应中的作用.实验结果表明：与天然ABA相比,外源8''-（C₂H）ABA能达到与ABA类似的作用效果,且对Cd胁迫下东南景天促进效果好于Zn;在Cd胁迫下,与对照相比,外源8''-（C₂H）ABA能显著增加东南景天根、叶中的Cd含量（44.2%、27.5%）,以及光合色素（10.7%）和叶中过氧化物酶（SOD）活性（52.9%）、超氧化物歧化酶（POD）（24.7%）和过氧化氢酶（CAT）活性（27.9%）抗氧化酶活性,使可溶性糖（SS）（13%）和游离脯氨酸（Pro）（37.4%）含量增加,而叶中丙二醛（MDA）（40%）含量明显降低.上述结果表明,一定浓度的8''-（C₂H）ABA可以提高东南景天抗氧化酶活性来增强其对重金属Cd的抗性及吸收和转运能力,在强化东南景天修复重金属污染方面具有应用潜力.     

Functional traits of poplar leaves and fine roots responses to ozone pollution under soil nitrogen addition

Concurrent ground-level ozone（O₃） pollution and anthropogenic nitrogen（N） deposition can markedly influence dynamics and productivity in forests.Most studies evaluating the functional traits responses of rapid-turnover organs to O₃ have specifically examined leaves,despite fine roots are another major source of soil carbon and nutrient input in forest ecosystems.How elevated O₃ levels impact fine root biomass and biochemistry remains to be resolved.This study was...     

不同重金属在烤烟中的累积分配特征研究

研究了重金属Hg、As、Pb在烤烟中的累积分布。结果表明:烤烟对Hg、As、Pb的耐受力较强;Hg抑制K326根系的生长,Pb、As对K326的生长有一定的促进作用。随着重金属浓度的增加,各部位重金属含量和烟株累积总量多呈增加趋势。在不同的处理下,3种重金属的含量在根系中最高;在相同的处理下,重金属在烟叶各部位的含量按大小顺序均为下部叶>中部叶>上部叶。随着处理浓度的增加,分配在根系中的重金属元素的比例不断增加,而在叶片中的分配比例不断降低;按重金属元素在叶片中的分配比例排序为Hg>As>Pb。