用底栖动物评价底质

以底栖动物作为底层水环境和底泥环境长期影响的指标,利用生物指数和种群结构的变化对底质进行评价和分析。     

乌鲁木齐河底栖动物种群结构及评价

通过对乌鲁木齐河底栖动物种群结构的分析，利用生物指数评价乌鲁木齐河水质状况。     

松花江底栖动物分布规律及与理化评价差异研究

2012—2015年对松花江干流11个断面21个点位进行底栖动物群落监测,在7种单一指数评价的基础上运用简单的叠加法进行综合评价,并与常规理化监测与评价进行了比较。结果显示,与2012年相比,2013年松花江干流底栖动物物种较丰富,各点位评价结果有所提升;2015年摆渡镇-同江段多为清洁等级,水环境生态质量稳中趋好,下游改善明显。结果显示,生物学评价与理化评价存在明显的差异,在水质改善的过程中生物学评价更灵敏、更显著。     

滦河流域大型底栖动物生物完整性指数健康评价

生物完整性指数能够综合反映河流健康状况,是管理者制定科学保护恢复策略的有效评价工具。为全面了解滦河流域水生态健康状况,于2016年10—11月在滦河流域布设53个采样点,同时监测环境数据和大型底栖动物物种数据。通过构建底栖动物生物完整性指数(B-IBI)体系,对53个采样点进行生物完整性健康评价。B-IBI计算结果显示,滦河流域53个采样点中,\"健康\"和\"亚健康\"等级共有24个,\"一般\"等级有12个,\"差\"等级有10个,\"极差\"等级有7个。\"健康\"和\"亚健康\"的采样点多分布在承德市上游和冀东地区的部分干流和支流,而中下游大部分采样点表现为\"差\"和\"极差\"的健康状况。非参数检验结果显示,参照点B-IBI要显著高于受损点,表明所构建的B-IBI评价体系适用于在滦河流域开展河流健康评价。     

渤海海域夏季大型底栖动物群落特征

根据2017年渤海海域47个站位大型底栖动物的调查资料,对该海域大型底栖动物进行了群落特征分析。调查共采集到大型底栖动物107种,研究海域大型底栖动物的平均密度为82 个/m²。优势种类分别为彩虹明樱蛤、不倒翁虫、长叶索沙蚕。聚类结果显示,渤海海域大致可按地理位置分为4个群落。与历史数据的对比显示,传统的较大个体的底栖种类,如棘皮动物、双壳类,已经被更小个体的多毛类、软体动物所取代,底栖动物的种类结构表现出了小型化的特征,这与近年来渤海海域底栖动物研究结果一致。研究表明,近年来受人类活动影响,渤海海域大型底栖动物群落结构已经发生了变化。     

胶州湾大型底栖动物的次级生产力

基于国外大型底栖动物次级生产力的评估方法,结合国内研究现状,选取了3种Brey模型对胶州湾大型底栖动物的次级生产力进行估算,通过2015—2017年连续3个季度对胶州湾海域大型底栖动物的调查,最终结果表明:胶州湾大型底栖动物的次级生产力与其他海域相比具备较高的水平,次级生产力的季节性变化明显,其中夏季为最高;湾内高值区位于湾顶中部红岛以南到向西偏移至大沽河口和红石崖附近。分析发现历年来大型底栖动物群落的物种组成基本保持稳定,菲律宾蛤仔(Ruditapes philippinarum)资源的变化是造成次级生产力变化的最主要因素。研究推荐使用Brey(2012)模型来估算胶州湾大型底栖动物次级生产力,春、夏、秋季的估算结果分别为880.17、1 537.64、458.33 kJ/(m~2·a)。     

养马岛后海区域秋季大型底栖动物群落特征

2010年9月在烟台养马岛后海海域开展了大型底栖动物调查,并进行了群落特征分析。结果表明,该海域内的大型底栖动物多毛类占绝对优势,群落间差异较小,可划分为4 个群落,长叶索沙蚕（Lumbrinereis longiforlia）、钩毛虫（Sigambra sp.）、中蚓虫（Mediomastus sp.）等多毛类生物的丰度高低是构成群落差异的主要因素。栖息环境的差异是造成群落间差异的主要原因,Shannon-Wiener多样性指数为1.17~2.92,平均值为2.13。人为扰动是影响多样性水平的主要因素,在航道通过、养殖区分布的影响下,群落受到不同程度的扰动,整体稳定性较弱。     

春、秋季灌河口潮间带大型底栖动物群落结构特征

为研究灌河口潮间带大型底栖动物群落结构的季节特征,于2021年5月（春季）和9月（秋季）对灌河口南北两岸的2个潮间带断面的大型底栖动物进行定量调查,共鉴定大型底栖动物7大类58种,其中环节动物30种,占比51.72%,为优势类群;软体动物12种,占比20.69%;节肢动物10种,占比17.24%;脊索动物和纽形动物各2种,分别占比3.45%;棘皮动物和星虫动物各1种,分别占比1.72%。春季大型底栖动物种数高于秋季,SEC2断面大型底栖动物种数高于SEC1。优势种分别为持真节虫（Euclymene annandalei）、齿吻沙蚕（Nephtys sp.）、双齿围沙蚕（Perinereis aibuhitensis）、四角蛤蜊（Mactra veneriformis）、天津厚蟹（Helice tientsinensis）、中华蜾蠃蜚（Corophium sinense）和两用孔纽虫（Amphiporus punctatulus）,其中四角蛤蜊在春、秋两季均为优势种。受优势种生活史特性及断面生境差异影响,SEC1断面的大型底栖动物密度和生物量均为春季较高,SEC2断面则为秋季较高;春、秋季的大型底栖动物密度平均值表现为SEC2＞SEC1,春季SEC1断面的生物量较高,秋季SEC2生物量较高。优势种的潮带分布呈现亚热带河口湿地特点,高潮带以多毛类动物为主,中低潮带以软体动物为主。2个断面的香农-维纳（Shannon-Wiener）多样性指数（H′）均值均为春季＞秋季, SEC1的W均值表现为秋季＞春季,SEC2的W均值则为春季＞秋季;春、秋季H′和W均值均为SEC1＞SEC2;灌河口潮间生态环境总体处于轻度污染状态,灌河口潮间带大型底栖动物群落总体处于轻度干扰状态。     

滆湖大型底栖动物群落分布和氮磷因子的相关分析

于2012年12月—2013年11月对滆湖水体进行了调查,分析了水体氮、磷及大型底栖动物的时空分布,初步探讨大型底栖动物群落结构与氮、磷环境因子的关系。结果表明,滆湖水体的ρ(TN)在冬春季较高,ρ(TP)四季的差异不大,在空间分布上,北部湖区的ρ(TN)、ρ(TP)均高于南部湖区;大型底栖动物出现频率最高的为霍甫水丝蚓和中国长足摇蚊,其丰度在时间上均表现为秋季夏季冬季春季,在空间上的规律性不明显;CCA分析表明滆湖大型底栖动物群落结构随季节变化规律显著,且氮含量是滆湖底栖动物群落结构的重要影响因子;对优势种的丰度与氮磷的相关性分析结果显示,滆湖底栖动物优势种与TN和NO_3~--N有显著的负相关关系。     

松花江流域大型底栖动物生物完整性指数构建及其适用性

利用生物完整性指数评价河流健康状态,对于水环境管理决策具有重要的实践意义。基于大型底栖动物构建生物完整性指数(B-IBI),并评价松花江流域的水生态系统健康状况。在松花江主要干支流设定37个采样点,分别于2016年6、9月进行环境因子和大型底栖动物调查研究。最终从28个候选参数中确定了种类总数、摇蚊种类数、敏感种百分比、Hilsenhoff指数、Marglef指数作为核心参数构建B-IBI。通过0～10赋分法,计算得到了松花江流域全部采样点的生物完整性评价得分。结果显示,松花江流域内60%区域生物状态存在不同程度的损害。另外,B-IBI能够综合反映松花江大型底栖动物群落多样性、生境质量、理化水质等,具有一定的适用性。     

京杭运河(苏州段)水质急性综合毒性研究

从2009年3月至2010年10月对京杭运河(苏州段)的4个监测断面进行了水质急性综合毒性和地表水主要理化项目的调查,结果表明:京杭运河(苏州段)水质急性综合毒性基本处在低毒水平,各断面基本呈现水质急性毒性水平枯水期>平水期>丰水期的规律,水质急性综合毒性测定结果基本与同步理化监测结果一致。     

2020—2022年全国入海河流总氮浓度时空特征

根据全国230个入海河流断面2020—2022年总氮质量浓度监测数据,基于时间序列统计方法和空间聚类方法,分析了总氮浓度的时空分布特征。结果显示:2020—2022年全国入海河流总氮年均质量浓度逐年上升,从(3.24±2.20)mg/L上升到(3.92±3.30)mg/L;年内总氮浓度呈现冬高夏低、春秋居中的V形季节变化规律。空间聚类分析表明:总氮质量浓度从北到南可分为4个有较明显差异的区域,分别为北方高值区(包括辽东丘陵西部、辽西丘陵、山东丘陵),北方次高值区(包括环渤海京津冀地区、苏北平原),华东区(包括长江中下游平原区、上海市、浙江省、福建省),华南区(包括广东省、广西壮族自治区、海南省)。总氮年均质量浓度分布为北方高值区>北方次高值区>华东区>华南区。北方高值区的过高总氮浓度对全国总氮浓度均值提供了超比例的贡献。同时,北方高值区和北方次高值区贡献了2020—2023年全国总氮浓度92%的增幅。此外,从空间分布上看,越往北,总氮浓度的V形季节变化规律越明显。     

内蒙古近地面臭氧污染时空分布特征及气象条件分析

使用2018—2020年内蒙古臭氧(O₃)、气象要素观测资料和NCEP FNL资料,统计分析内蒙古近地面O₃质量浓度的时空分布特征和变化趋势,并针对全区O₃污染典型个例分析其天气形势和气象要素的影响作用。结果表明:内蒙古2018—2020年O₃质量浓度年评价值呈逐年下降趋势,2020年较2018年下降10.3%,各盟市O₃超标率也显著降低,仅赤峰市和通辽市略微上升。内蒙古O₃质量浓度高值分布在中西部偏南地区,尤其是乌海市和鄂尔多斯市;O₃超标率峰值主要出现在5—7月,周末效应存在东西部差异。O₃浓度变化和天气形势关系密切,南部暖平流和暖高压控制有利于O₃生成,西北部冷平流和冷涡发展使得O₃浓度下降;高温、低湿、微风和较高的能见度均为诱发O₃污染的重要气象条件,而西北大风通过降低温度、能见度和易于扩散的风向使得内蒙古O₃浓度降低,但同时可能会导致PM₁₀污染。     

京津冀区域臭氧污染趋势及时空分布特征

为研究京津冀区域的臭氧(O_3)污染情况及其时空分布特征,对2013—2015年京津冀区域13个城市80个国家环境空气监测点位的监测数据进行了统计分析。结果表明:2013—2015年,京津冀区域O_3污染状况整体呈加重趋势,其中2014年污染状况最为严重。13个城市中O_3污染最严重的城市为北京和衡水,连续3年均超标,且处于上升态势中。区域内不同城市O_3污染趋势并不相同。京津冀区域O_3浓度变化呈明显的季节变化特征,春末和夏季的O_3污染最严重。O_3-8 h(臭氧日最大8 h均值)年均值的高值区主要分布在北京中北部、承德和衡水等,2013—2015年第90百分位O_3-8 h的高值区均集中分布在北京。O_3的浓度峰值时间要晚于NOx2~5 h。O_3在春、夏季呈单峰分布,白天15:00左右出现最大值,在秋、冬季浓度较低,全天波动不大。     

四川省水体富营养状况时空分布调查

采用综合营养指数法对四川省主要河流营养状况进行调查评价,分析其时空分布规律。结果表明,2009年四川省水体综合营养状态整体处于中营养水平。从空间分布情况看,水体营养状态从优到劣依次为金沙江、长江干流、岷江、嘉陵江、沱江,其中沱江处于轻度富营养状态。从时间分布情况看,除沱江流域月度间变化较小外,其他调查河流水体营养状态月度间变化呈双峰型\"M\"状,营养指数主峰发生在8月;长江干流、岷江和嘉陵江次峰发生在4—5月,金沙江次峰发生在10月。     

菏泽市主要河流中氟的分布及其影响因素

菏泽市地处鲁西南高氟地区,其河流中的高浓度氟化物不仅会通过径流过程影响南四湖水质,还会影响当地水生态平衡及人体健康。通过分析菏泽市主要河流中氟化物的时空分布特征,并结合地下水、土壤及废污水调查结果,探讨了影响河流中氟化物分布的主要因素。结果表明:研究区河流中氟化物的平均浓度在0.98~1.45 mg/L之间,氟化物浓度分布呈现出枯水期＞平水期＞丰水期、下游＞上游、支流＞干流的特征。氟化物浓度较高的河流呈现高pH、低钙的特点,水化学组分以Na-HCO₃型、Na-SO₄型为主。河流中氟化物的浓度主要受蒸发浓缩和岩石风化作用的影响。研究区地下水和土壤中氟化物的背景浓度整体较高。枯水期高氟地下水可能通过直接补给河流对河流水体产生影响,丰水期土壤中的氟也会通过径流过程汇入河流。人类工农业生产过程大量开采利用当地高氟地下水,而高氟废水最终则会进入河流,导致河流中氟化物的含量升高。     

石家庄臭氧时空分布特征及潜在源分析

基于2020—2021年石家庄市261个环境空气质量自动监测站监测数据,利用反距离加权插值法、空间自相关法以及后向轨迹模型,分析研究区臭氧超标率、时空分布特征、内部聚集状态与来源。结果表明:与2020年相比,2021年石家庄各县(市、区)臭氧超标率均有不同程度的下降,其中行唐县下降幅度最大。臭氧浓度月变化呈倒“V”形,夏季浓度最高,其次是春季和秋季,冬季最低。研究区臭氧空间分布呈中西部高、东部低的特征。2020年,研究区臭氧超标严重,中西部区域多数点位超过了190 μg/m³,其余点位超过了160 μg/m³;2021年,除个别监测点位臭氧浓度高于190 μg/m³外,研究区中西部地区臭氧浓度出现下降,东部地区多数点位臭氧浓度低于160 μg/m³。后向轨迹分析结果显示,臭氧污染气团主要源于位于研究区东北方向的保定、正南方向的邢台以及西北方向的忻州。臭氧在污染气团传输过程中不断积累,导致其浓度偏高。潜在污染源范围与浓度权重轨迹范围基本一致,潜在源区的污染贡献相对较小。通过对2020年与2021年石家庄市臭氧浓度变化进行分析可知,研究区臭氧污染正在逐渐减轻,臭氧污染管控工作的重点应放在夏季,同时应注重对研究区正南方向和东北方向城市的污染传输加强管控。     

基于Prophet模型的空气污染物浓度预测方法

准确预测大气污染物浓度的时空变化趋势是制定、修订大气污染防控措施和持续改善空气质量的关键。笔者以内蒙古呼和浩特市为研究区,基于2015-2020年城市环境空气质量自动监测站的月度数据,运用Prophet模型,研究确定环境监测数据的突变点和Prophet模型饱和预测上下限等特征,完成了\"十四五\"期间研究区PM_2.5、 PM₁₀、 NO₂、 SO₂、 O₃5项污染物的浓度预测。采用可决系数、均方根误差及平均偏差误差对预测模型结果进行精度评估,并重点分析了2025年各项污染物浓度的时空变化规律。结果表明:Prophet模型可以较为精准地对5项污染物浓度进行预测,预计2025年呼和浩特市PM_2.5、 PM₁₀、 NO₂、 SO₂、 O₃质量浓度分别为41.64,、71.71、36.85、21.66、123.24 μg/m³,与以往该地区各项污染物时空特征一致,未来该市PM_2.5、 PM₁₀、 NO₂、 SO₂全年浓度均呈U形分布,具有冬季高、夏季低的特点,O₃全年浓度呈倒V形分布,具有夏季高、冬季低的特点。除此之外,研究还发现未来该市西部地区污染程度高于东部。预测结果表明:当前内蒙古对空气污染的治理措施为空气污染的持续改善提供了保障,O₃污染有加重趋势但尚在可控范围内,需要进一步加强防控。该研究揭示了呼和浩特市\"十四五\"期间5项空气污染物的浓度和时空变化趋势,可为呼和浩特市空气质量持续改善提供数据参考。     

云南省臭氧污染特征及气象影响分析

为研究云南省臭氧(O3)污染特征及其与气象因子的关系,基于统计学方法及Arc GIS空间差异分析、线性趋势分析、空间离散系数等方法,对全省16个市(州) 2015—2017年33个环境监测站点的监测数据进行了研究。结果表明:研究期间,O3逐渐取代其他大气常规污染物成为首要污染物,其浓度变化范围为19～138μg/m3。云南省各市(州) O3浓度年变化呈现周期性,月度峰值集中出现在春季(3—5月);日变化呈单峰形,峰值集中在14:00—17:00。O3浓度的空间格局由纵向集聚为主转变为横向集聚为主,各集聚区交错分布,低值区由西北部转移到西南部; O3浓度增长率为正的区域集中于东北部和中部,面积约为20.81万km2,占全省总面积的54.29%,其余半环状区域增长率为负。迪庆州O3污染情况与其他市(州)明显不同,且受其他市(州)传输的影响较小。气象因子对O3浓度的影响随时间和地域条件的变化而变化,对典型市(州)(迪庆州、丽江市、昭通市) O3浓度影响最大的为偏南风,影响的浓度区间为20～160μg/m3。     

石家庄市空气颗粒物污染与气象条件的关系

利用2013—2014年石家庄市环境监测中心PM_(2.5)、PM_(10)逐时监测资料、同期的石家庄市地面气象观测站常规观测资料以及环境监测梯度站2013年1月各层PM_(2.5)和PM_(10)逐时观测资料,分析了PM_(2.5)、PM_(10)质量浓度的时空分布特征及与气象要素的相关关系。结果表明:石家庄市PM_(2.5)与PM_(10)的质量浓度及两者的比值均为冬季和秋季较高;在水平分布上,PM_(2.5)与PM_(10)的平均质量浓度为市区西部高于东部;在垂直分布上,随着高度的增加,PM_(2.5)和PM_(10)平均质量浓度先上升后下降;PM_(2.5)与PM_(10)的质量浓度与相对湿度呈正相关,其中PM_(2.5)的质量浓度与相对湿度相关性更高;PM_(2.5)与PM_(10)的质量浓度与风速呈负相关,随着风速的增大,PM_(2.5)与PM_(10)的平均质量浓度呈下降的趋势,但当风速大于5 m/s时,PM_(10)的质量浓度随着风速增大而上升,出现扬尘污染,总体来讲,刮西北风时PM_(2.5)与PM_(10)的质量浓度较高,刮东南风时PM_(2.5)与PM_(10)的质量浓度较低,这与风向和风速的日变化有关;PM_(2.5)与PM_(10)的质量浓度与降水呈负相关,随着降水的增加,PM_(2.5)与PM_(10)的平均质量浓度呈下降的趋势。