基于模糊物元模型的西苕溪流域生态系统健康评价

本文借助RS/GIS技术,结合遥感影像数据、环境监测数据和社会经济数据,运用模糊物元模型,从水域、水陆交错带和陆域子系统选取21项评价指标,建立了流域生态系统健康综合评价指标体系,对西苕溪流域生态系统健康状况的空间分布规律和限制性因子进行了探讨.研究结果表明,西苕溪流域生态系统健康整体呈现出优良状态,其中,生态系统健康优秀地区面积占68.2%,良好地区面积占31.8%,能够正常发挥流域服务功能,维持生态系统可持续发展.西苕溪流域生态系统健康在空间分布上呈现出上游好、下游差的局面.在各子系统健康评价中,水域生态系统优于陆域生态系统,水陆交错带生态系统最差.底栖动物完整性遭受破坏、湿地退化、人为干扰活动、水源涵养功能减弱、点源和面源污染负荷较重是限制西苕溪流域部分评价单元生态系统健康的重要因素.     

洱海流域湖泊生态系统健康综合评价与比较

基于2009年5月对洱海及其流域内的海西海、茨碧湖和西湖3个小型湖泊的水环境和浮游生物的调查,采用生态系统健康指数(EHI)和营养状态指数(TSI)法对其生态系统健康状态进行定量综合评价.结果表明:洱海流域湖泊整体处于富营养状态,健康状态较差;各湖泊健康状态存在空间差异:海西海和茨碧湖生态系统健康状态为中等,西湖和洱海健康状态为较差;而洱海湖泊内健康状态同样存在空间差异,北部和中部深水区较其他区域健康状态好.2种评价方法比较表明:洱海流域湖泊属于营养盐和生物量基本上呈正相关的响应型生态系统,生态系统健康指数(EHI)适用于洱海流域的生态系统健康评价.此外,整理分析洱海浮游生物历史数据,同样采用EHI法评价得出近20年来洱海生态系统健康状态呈逐渐恶化趋势,尤其1997年健康状态最差.     

京津冀地区生态系统健康时空演变及其影响因素

厘清区域生态系统健康水平及其影响因素对促进可持续发展意义重大.通过构建生态系统健康评价模型,分析了京津冀地区2000年、 2010年和2020年生态系统健康时空演变特征,利用地理探测器与地理加权回归模型（GWR）识别了生态系统健康水平的影响因子.结果表明,研究期内京津冀地区生态系统自然健康指数整体上为上升趋势,北部和西部区县优于东南部区县;京津冀地区生态系统服务指数整体上为下降趋势,呈现出北高南低的空间分异格局;京津冀地区生态系统健康水平呈现先上升再下降趋势,在空间分布上呈现显著的空间异质性,大城市的中心城区生态健康水平较低,燕山和太行山区以及环渤海区县,生态系统健康水平较高;研究期内京津冀地区生态系统健康的空间格局保持相对稳定,热点区及次热点区主要分布在冀北山地和太行山区,冷点区及次冷点区主要分布在东南平原区和部分大城市周边地区.人口密度、年均气温、人均耕地面积和城镇化水平为京津冀地区生态系统健康的主导因子,均与其呈现负相关驱动特征.     

香溪河流域水生态系统健康评价

随着人们环境保护意识的增强,河湖生态保护与修复成为社会关注的热点问题,科学的生态健康诊断则是有效进行河湖治理的前提.香溪河作为三峡水库典型支流,探究其水生态系统健康对于长江生态保护具有十分重要的意义.通过收集整理香溪河干支流的生物与生境数据,构建了涵盖水环境、水生生物、物理栖息地三方面共16项指标的水生态系统健康评价指标体系,综合运用专家判断法和熵权法确定评价因子权重,采用河流健康指数（RHI）表征香溪河流域水生态系统健康状况.结果表明:①2017年三峡水库蓄水期香溪河流域水生态系统整体健康水平为良好,优和良等级占比分别为12.5%和79.2%.②健康状况呈现出支流优于干流、非回水区优于回水区的空间分布特点,具体表现为支流南阳河>支流古夫河>支流高岚河>香溪河干流.干流水环境问题相对突出,而支流的河流连通性相对较差.③库湾健康状况的年内变化特征为冬季最好,春秋季次之,夏季最差.研究显示,该评价体系能准确地评估香溪河流域水生态健康状况,同时需重视三峡水库支流库湾的水环境治理.      

罗时江河口湿地水质季节变化特征及评价

分析2014年四个季节罗时江河口湿地常规水质指标p H、DO、TP、MPO4、TN、NH+4-N、NO3-N、NO2-N、COD和Chl-a浓度的季节性变化特征及相互关系,并用内梅罗指数法和综合营养状态指数法评价罗时江河口湿地水质和营养状况。结果表明:1)该湿地水质随季节变化呈现出不同的变化规律。2)内梅罗指数评价结果为春季水质最差,达到重污染级别,秋季和冬季次之,水质级别为较好,夏季水质属于良好水平;富营养化指数四个季节大小顺序为春季(65.53)秋季(59.46)冬季(57.90)夏季(50.70),即春季富营养化水平最高,达到中度富营养,夏秋季水质次之,为轻度富营养,冬季水质较好,但也达到了富营养化水平。3)不同季节CN/CP比值变化较大,由大到小的顺序依次为春季(60)、冬季(59)、秋季(26)、夏季(8)。4)罗时江河口湿地营养盐主要来自陆源,并以氮营养盐为主要污染因子。     

大沽河口湿地生态系统健康评价

利用压力-状态-响应 (PSR)模型,根据湿地生态系统的特点,建立了包含压力、状态、响应3大类共11个指标的生态系统健康评价指标体系.以遥感数据及统计监测数据为基础,对大沽河口湿地区进行单因子和综合评价,分析了其所处状态、面临的压力及对压力的响应.研究结果表明:(1)大沽河口湿地生态系统健康综合评价指数(CEI)为0.4994,生态系统健康相对较差,人类干扰指数和水文调解指数是影响该河口湿地生态系统健康的最主要因素.(2)研究区湿地呈现出一种斑块破碎的景观,其生态系统结构组织的合理性以及抵抗外界干扰的能力均呈下降趋势.研究结果对于大沽河口湿地的管理、规划和保护具有参考意义,为制定湿地生态系统保护和恢复的对策提供依据.     

湛江湾富营养化分布特征及与环境因子的关系

根据2011年1月(冬季)、4月(春季)、7月(夏季)、10月(秋季)湛江湾海域9个采样断面、28个采样站位的水质分析结果分析了该海域富营养化时空分布特征,应用主成分分析法探讨了环境因子对该海域富营养化状态的影响,对湛江湾海域应用富营养指数法和潜在性富营养化法2种评价方式的评价结果进行了对比。结果表明:冬、春、夏、秋4个季节湛江湾海域富营养化指数平均值分别为0.18、1.90、0.83、2.12,不同季节富营养化指数的空间分布特征较一致,从湾顶到湾中到湾口呈减小的趋势。富营养化指数年际变化特征为秋季春季夏季冬季,秋、春两季富营养化程度较高,冬、夏两季较低。4个季节富营养指数与无机氮均呈极显著正相关,与盐度和pH值呈极显著负相关,表明无机氮含量对湛江湾海域的富营养化状况具有主导地位,河口冲淡水及陆源排污带来的低盐高浓度的污染物对湛江湾海域富营养化影响较大。对湛江湾海域富营养化指数法和潜在性富营养化法评价结果的对比表明:在应用富营养化指数评价法时,如果同时考虑海域的营养盐结构,2种评价方法的评价结果基本一致。     

近17年鄱阳湖区生态系统健康时空变化研究

以遥感影像和社会统计数据为基础,构建基于压力-状态-响应(P-S-R)概念模型的鄱阳湖区生态系统健康评价指标体系,并建立湖区生态系统健康评价模型,通过对生态系统健康指数的计算与分析,揭示鄱阳湖区生态系统健康的时空变化特征.研究结果表明,在人类生产活动的影响下,近17年鄱阳湖区生态系统结构渐趋不合理,生态系统功能有所减弱,虽然湖区生态系统健康总体处于一般水平,但人类活动干扰的不断加强,导致湖区生态系统健康正逐步向着恶化方向发展.湖区生态系统健康在空间分布上呈现出南北分异的特点,南部工业化、城镇化水平较高的地区生态系统健康状况较差,经济发展水平较低的北部地区,生态系统健康状况则相对较好.     

浙江典型海湾潮间带沉积物污染及生态风险评价

基于浙江4个典型海湾潮间带表层沉积物重金属元素Cu、Zn、Pb、Cr、Cd、Hg、As和多氯联苯（PCB）的调查结果,探究其污染特征、潜在生态风险和来源.结果表明,海湾潮间带表层沉积物Cd、Hg、As、PCB含量均符合国家海洋沉积物质量Ⅰ类标准;42%、9%、3%、12%站位的Cu、Zn、Pb、Cr符合国家海洋沉积物质量II类标准,1%站位的Cu和Zn符合国家海洋沉积物质量III类标准.区域污染程度（PLI_zone）依次为乐清湾 > 三门湾 > 象山港 > 杭州湾,乐清湾潮间带沉积环境为中等污染,杭州湾、象山港和三门湾潮间带沉积环境无污染.区域生态风险（RI）依次为乐清湾 > 杭州湾 > 三门湾 > 象山港,乐清湾和杭州湾潮间带沉积物为中潜在生态风险,三门湾和象山港潮间带沉积物为低潜在生态风险.Cd是首要的潜在生态风险因子,Cd对杭州湾、象山港、三门湾、乐清湾潜在生态风险指数（RI）的贡献分别为63%、54%、58%和55%.生活污水、工农业和交通污染是浙江典型海湾潮间带重金属和PCB的主要来源.     

海河流域河流生态系统健康评价

随着经济发展,人类活动对河流生态系统的胁迫日益强烈,生态系统健康状况受到严重威胁.本研究以海河流域2010年73个采样点的水质、营养盐和底栖动物指标为例,采用指标体系法,从化学完整性和生物完整性两方面评价了流域内河流生态系统健康.结果表明,海河流域河流生态系统健康状况整体较差,有72.6%的样点处于"极差"健康状态,同时表现出明显的地区集聚效应;河流水质与人类活动强度密切相关;海河流域水体富营养化趋势明显;流域内底栖动物多样性低,清洁物种较少.氨氮、总氮、总磷等营养盐指标是影响河流生态系统健康的关键因子,应从控制上述指标入手,遏制海河流域河流生态系统健康恶化.对于河流生态系统健康评价,多因子的综合评价法优于单因子评价法.     

大连湾和大窑湾表层沉积物病毒分布特点

为了揭示近岸沉积物环境中的病毒-细菌关系,以及探讨病毒对污染环境的响应,本研究利用SYBR Green I染色计数法,分别对2012年5月(春季)、8月(夏季)和11月(秋季)大连湾和大窑湾表层沉积物中的病毒和细菌丰度进行了检测。结果表明:大连湾表层沉积物病毒丰度的季节变化表现为夏季春季秋季,最高值1.59108VLP/g(湿重)出现在夏季;最小值1.53106VLP/g出现在春季。平面分布春季为湾中 湾顶 湾口,夏季和秋季分布特点为湾中 湾口 湾顶。病毒和细菌有显著相关性(R2=0.80,n=20)。而大窑湾表层沉积物病毒丰度的季节变化则变现为夏季秋季春季,最高值7.08107VLP/g出现在夏季,最小值1.16106VLP/g出现在春季。大窑湾区域分为湾内和湾外,3个季节的平面分布均表现为湾外湾内。病毒和细菌的关联性较大连湾差(R2=0.50,n=12)。大连湾及大窑湾表层沉积物病毒与细菌之比分别为4.12和4.09。两个海湾沉积物病毒分布有所差异,可能与沉积物环境有关系,有待进一步研究。     

大连湾海域营养盐时空分布、结构特征及其生态响应

基于2012年夏秋季大连湾海水中溶解态和不同粒级颗粒物中氮、磷、硅、叶绿素a的调查资料,对大连湾海水不同粒级颗粒物中营养盐和叶绿素a的时空分布特征进行了分析,对不同粒级浮游植物的营养要素组成及营养盐结构特征进行了探讨.结果表明,大连湾海水中溶解态营养盐、叶绿素a高值区主要出现在臭水套和甜水套湾附近海域,并由湾内向湾外递减,各粒级颗粒物中营养盐分布趋势存在着不一致性,但高值区易出现在西北部海域; 除无机氮外,海水中营养盐总体表现出秋季高于夏季,各粒级叶绿素a浓度表现为夏季高于秋季;磷是大连湾海水中浮游植物生长的限制元素,硅是不同粒级浮游植物营养盐的限制要素;微微型浮游植物对现有的营养结构更具适应性.     

Seasonal variation of potential denitrification rates of surface sediment from Meiliang Bay, Taihu Lake, China

The regulatory effects of environmental factors on denitrification were studied in the sediments of Meiliang Bay, Taihu Lake, in a monthly sampling campaign over a one-year period. Denitrification rates were measured in slurries of field samples and enrichment experiments using the acetylene inhibition technique. Sediment denitrification rates in inner bay and outer bay ranged from 2.8 to 51.5 nmol N2/(g dw (dry weight)·hr) and from 1.5 to 81.1 nmol N2/(g dw·hr), respectively. Sediment denitrification rates were greatest in the spring and lowest in the summer and early autumn, due primarily to seasonal differences in nitrate concentration and water temperature. For each site, positive and linear relationships were regularly observed between denitrification rate and water columnn itrate concentration. Of various environmental factors on denitrification that we assessed, nitrate was determined to be the key factor limiting denitrification rates in the sediments of Meiliang Bay. In addition, at the two sites denitrification rates were also regulated by temperature. The addition of organic substrates had no significant effect on denitrification rate, indicating that sediment denitrification was not limited by organic carbon availability in the sediments. Nitrate in the water column was depleted during summer and early autumn, and this suppressed effective removal of nitrogen from Taihu Lake by denitrification.     

钦州湾海域不同季节尿素与浮游植物脲酶活性分布特征

2015年至2016年间,对钦州湾海域开展了四个航次调查研究,结合其它理化环境因子,对该海域尿素含量和浮游植物脲酶活性季节分布特征及影响因素以及尿素的来源和生物可利用性进行了初步探讨。结果表明,钦州湾表层水体中尿素分布呈现明显的由内湾向外湾递减的趋势,含量范围为0.24~5.14 μmol N/L,平均值夏季>春季>冬季>秋季,其中夏季尿素平均值为3.30 ±1.14 μmol N/L。浮游植物脲酶活性为0.15~2.60 μmol N/（L·h）,冬季浮游植物脲酶活性最高,平均为0.91 ±0.55 μmol N/（L·h）,其次是秋季和夏季,春季脲酶活性最低。不同季节尿素含量均≥1.00 μmol N/L,占溶解态有机氮（DON）的1.2%~63.0%,平均值为（15.6 ±14.2）%,表明尿素是钦州湾海域的重要氮源。钦州湾尿素含量和分布主要决定于陆源输入,尿素是DON的重要组成部分,故钦州湾DON具有较高的生物可利用性,为该海域浮游植物生长提供重要的氮源。     

浙江主要港湾海域沉积物污染及潜在生态风险评价

为了探讨浙江主要港湾海域表层沉积物中典型污染物污染水平和潜在生态环境影响,采用单因子指数法和Hakanson生态风险指数法,对2015年8月浙江主要港湾沉积物中PCB、Hg、Cd、As、Pb、Cu、Cr和Zn进行分析。结果表明,综合污染程度由重到轻为:乐清湾（12.14）＞温州湾（11.90）＞台州湾（11.36）＞三门湾（10.53）＞象山港（9.90）＞杭州湾（9.87）,均属于中污染程度,各港湾的主要污染物为Cd和Cu;潜在生态风险由高到低为:杭州湾（157.04）＞温州湾（154.86）＞象山港（148.09）＞三门湾（146.24）＞台州湾（145.86）＞乐清湾（145.56）,典型污染物在杭州湾和温州湾为中潜在生态风险,其余均为低潜在生态风险。杭州湾、象山港、三门湾和温州湾海域沉积物的主要环境风险因子为Cd和Hg,乐清湾海域沉积物的主要环境风险因子为Cd和Cu,台州湾海域沉积物的主要环境风险因子为Cd和PCB。     

普兰店湾水交换能力及排污布局合理性分析

本文研究了普兰店湾在潮汐作用下的水交换时间,并在此基础上结合普兰店湾排污口布局现状、海洋功能区划与2015年春季水质大面调查结果,讨论了普兰店湾现有排污布局的合理性。以ROMS模型构建的渤海-普兰店湾高分辨率嵌套潮流场模型为基础,利用拉格朗日粒子追踪法计算了湾内的水交换时间分布,结果显示受岸线和水深分布的影响,普兰店湾水交换能力区域差异明显,西边界湾口开阔区域水交换能力较强,海湾中部和湾顶区域水交换能力较弱。海湾中部潮余流场呈现逆时针漩涡状结构,对湾中部与湾顶区域污染物向湾外扩散起到了阻碍作用,致使以上两区域的水交换时间达到300 d以上。普兰店湾内主要排污口大都分布于湾东部水交换能力差的区域,排海污水难以向外界扩散而易于形成聚集。2015年春季水质大面调查结果亦显示,普兰店湾中部与湾顶排污口聚集区域水质差于海洋功能区划的水质标准。应根据普兰店湾水交换能力的分布特点,合理规划排污布局,从而改善湾内水质状况。     

北海湾海水中溶解性Si的地球化学特征

根据1998－10至1999－08对北海湾的调查研究资料，对海水中溶解性Si的含量分布、相关因素及Si：N：P值进行了分析。结果表明：本湾Si主要以陆源输入为主，其中夏季秋呈明显的保守性；春、夏、耿三季度月均以物理过程为主要影响因素，生物活动和物理化学作用也占有重要地位；P是本湾浮游植物的主要控制因子，N次之，Si是本湾最丰富的营养盐。     

Organic carbon source and burial during the past one hundred years in Jiaozhou Bay, North China

Organic carbon (OC), total nitrogen (TN), and 210Pb in core sediment were measured to quantify the burial of organic carbon and the relative importance of allochthonous and autochthonous contributions during the past one hundred years in Jiaozhou Bay, North China. The core sediment was dated using 210Pb chronology, which is the most promising method for estimation of sedimentation rate on a time scale of 100–150 years. The variation of the burial flux of organic carbon in the past one hundred years can be divided into the following three stages: (1) relatively steady before 1980s; (2) increasing rapidly from the 1980s to a peak in the 1990s, and (3) decreasing from the 1990s to the present. The change is consistent with the amount of solid waste and sewage emptied into the bay. The OC:TN ratio was used to evaluate the source of organic carbon in the Jiaozhou Bay sediment. In the inner bay and bay mouth, the organic carbon was the main contributor from terrestrial sources, whereas only about half of organic carbon was contributed from terrestrial source in the outer bay. In the inner bay, the terrestrial source of organic carbon showed a steady change with an increase in the range of 69%–77% before 1990 to 93% in 2000, and then decreased from 2000 because of the decrease in the terrestrial input. In the bay mouth, the percentage of organic carbon from land reached the highest value with 94% in 1994. In the outer bay, the sediment source maintained steady for the past one hundred years.     

拉林河流域底栖硅藻群落结构特征及水生态健康评价

随着农业活动的发展,对水域生态系统评估成为受农业活动影响区域水环境管理的有效手段.以我国东北典型水稻种植区拉林河流域为研究区域,调查分析了全流域范围河流内23个样点的底栖硅藻群落结构和水环境理化特征,基于优势种和理化指标的冗余分析（RDA）揭示了底栖硅藻群落生态分布特征并对关键影响因子进行识别.在此基础上应用底栖硅藻生物完整性指数（D-IBI）对拉林河流域水生态系统健康状况进行评价,并分析了底栖硅藻在农业活动区和非农业活动区下的群落结构及不同土地利用类型下的D-IBI.研究结果表明,拉林河流域底栖硅藻群落结构具有明显的空间差异性;D-IBI评价结果显示,拉林河流域水体整体健康状况为一般,农业活动会影响河流生态健康状况.其中,拉林河上游为健康,中游区域为较好至一般,下游区域轻度污染至重度污染.D-IBI和多数环境因子及IBI核心指标有显著或极显著的相关关系,能较好地反映研究区域环境信息,并适用于受农业活动干扰的拉林河流域生态健康评价.