上海市典型城市河岸带不同植被类型下土壤反硝化作用研究

为了解城市河岸带不同植被类型下土壤的反硝化速率及其影响因子，在上海市城市河岸带的长风绿地选择了熊掌木、硕苞蔷薇和矮生百慕大草3种植被类型，于2012年3月（春初）、5月（春季）、7月（夏季）、11月（秋季）测定了其下不同深度（2～5 cm、12～15 cm、22～25 cm和32～35 cm）土壤的反硝化速率和土壤的粒度、含水率、SOC、NH4+和NO3-含量等基本理化性质。结果表明:长风绿地3种植被类型下土壤理化性质和反硝化速率具有一定的差异性，但均表现为2～5 cm深度土壤反硝化速率显著高于其他深度；熊掌木和硕苞蔷薇2~5 cm深度土壤反硝化速率均为春初显著高于其他季节，而草地2~5 cm深度反硝化速率在春夏季显著高于春初和秋季；其他深度土壤均不存在显著的季节性差异；植被类型、深度和季节对反硝化速率的单一和综合影响效应（除植被类型*深度外）均显著；反硝化速率与土壤的SOC、NH4+和NO3-含量呈极显著正相关（p<001），而与土壤含水率和气温没有显著相关关系     

湿沉降对湖泊水质及初级生产力的影响

研究大气湿沉降对湖泊水质及初级生产力的影响对于探讨湖泊富营养化形成机理及其治理和修复具有重要意义。通过控制其是否接受湿沉降来探讨其对湖泊水质及初级生产力的影响，结果表明：(1)湿沉降以N沉降为主，两次湿沉降中N沉降分别占9912%和9893%，其中N沉降中NH4+ N含量较高，分别为190和269 mg/L，P沉降以及Si沉降相对较少；(2)湿沉降所携带的高浓度NH4+ N使得接受湿沉降围隔水体中NH4+ N浓度在降雨前后变化十分显著，在两次湿沉降中分别增长了231倍和187倍，而风浪促使沉积物DSi释放使得未接受湿沉降围隔水体中DSi浓度在降雨前后变化显著，在两次湿沉降中分别增长了158倍和162倍；(3)正常接受湿沉降围隔组在降雨前后其初级生产力有显著差异，初级生产力增长明显：第一次湿沉降实验中，3个时间段分别增长了19130%、5208%和10000%，第二次湿沉降中，3个时间段的初级生产力分别增加了10542%、7396%和6162%；而未接受湿沉降的围隔组其初级生产力变化无显著性差异。分析结果表明大气湿沉降对湖泊水体水质、初级生产力及其日变化影响显著     

太湖流域上游外源氮、磷入湖通量模拟初步研究

湖泊-流域构成的复杂系统是湖泊富营养化研究的热点。应用SWAT模型对长江下游太湖流域上游外源氮、磷入湖通量进行模拟，以反映陆源入湖氮、磷营养盐的通量、空间分布和时间变化情况。以水文模拟为基础，引入相关系数（R）和Nash Sutcliffe效益系数（Ens）评价模拟结果。水文模拟率定期月均值R多在85%以上，Ens在024~090，模拟年平均径流量相对误差为32%。验证期各站月均值R均在80%以上，模拟年总量误差为81%。模拟结果显示，流域多年平均径流量为10415×108m3，营养盐输出浓度浙西区TN、TP分别为238 mg/L、018 mg/L；湖西区分别为568 mg/L、043 mg/L；武虞锡澄区分别为614 mg/L、040 mg/L。流域营养盐多年平均入湖通量TN为42 730 t/a，TP为3 075 t/a，2000年开始，流域TN、TP的入湖通量均有下降趋势。流域营养盐具显著空间差异，陈东港-大浦口、小梅口-长兜港、武进港-直湖港是最主要的入湖通道，贡献率分别达到27%、24%和20%，应作为流域外源营养物质管理和控制的重要区域     

不同密度螺-草结构对养殖尾水净化效果的比较研究

为减少水产养殖污染物排放，以苦草为对照组，构建环棱螺螺 草生态系统净化池塘养殖尾水，比较不同密度螺 草结构对养殖尾水的净化效果，同时探讨螺草互作对水质的影响。结果表明不同密度螺 草组合对养殖尾水均有较好的净化效果，以中密度组（螺密度50 ind/m3）的去除效果最优，25 d对Chl a、CODMn、TN、TP、NH4+ N、NO3- N和浊度的去除率分别达到98%、39.7%、44.2%、86.9%、58.2%、82.3%和91%，其中以17~25 d的营养物质去除率最高，水质由原来的Ⅳ类、Ⅴ类水提升为Ⅲ类水；环棱螺 苦草互作对水体的净化效果与苦草对照组差异不显著，表明其互利关系不明显；环棱螺 苦草组合对CODMn和TN的去除效果不是很理想，可能是由于实验中以黄土为底泥，其中的异养微生物较少引起的     

马颊河水系三条河流水质变化及污染物入海通量分析

分析了徒骇河、德惠新河与马颊河2003~2010年入海断面水质变化状况及入海通量的变化趋势。结果表明：徒骇河与德惠新河主要超标污染物为CODCr、CODMn、BOD5、NH3 N、石油类，主要表现为耗氧类有机污染与有机有毒类污染。马颊河主要超标污染物除CODCr、CODMn、BOD5、NH3 N、石油类外，还包括TP与VHB，以上各水质指标浓度分别超过III类水质标准的9、7、12、6、7、9、13倍，表现为耗氧类有机污染、营养盐类污染及有机有毒类污染问题。3条河流中，马颊河污染最为严重。研究期间，除德惠新河的无机无毒类与有机有毒类分类综合污染指数呈一定的上升趋势外，其它类别分类综合污染指数均呈下降趋势，表明3条河流的污染程度有所缓解。徒骇河TN、TP的入海通量总体上呈下降的趋势，其他两条河流污染物的入海通量均有所增加，至2010年，3条河流CODCr、CODMn、NH3 N、TN、TP及石油类入海通量分别为73 871、12 963、1 025、26、69、162 t，16 075、2 997、365、304、13、31 t及51 571、10 801、1 738、626、934、140 t；且3条河流主要污染物入海通量的贡献顺序为徒骇河>马颊河>德惠新河     

基于碳稳定同位素的滨岸草地生态系统土壤有机碳贡献研究

通过测定4种长三角地区常见的滨岸草本植物（百慕大、白花三叶草、高羊茅与白茅）所在样地中不同形态的土壤碳库含量及土壤有机碳稳定同位素丰度来探索该区域土壤碳库及碳稳定同位素分布特征，并利用稳定同位素混合模型，研究滨岸草地生态系统对土壤碳库的贡献。结果表明：（1）土壤中总碳、有机碳、溶解性有机碳含量随着深度的增加而逐渐降低。总碳、有机碳、溶解性有机碳在4种植物样带的表层土壤中，平均含量分别为2211、1144、5395 mg·kg-1;而深层土壤中则仅为1557、707、1947 mg·kg-1，远低于表层土壤中的含量。且土壤总碳、有机碳及溶解性有机碳两两之间存在极显著的正线性相关；（2）土壤有机碳稳定同位素在垂直方向上表现出C3植物δ13C值随深度增大而增大、C4植物δ13C值随深度增大而减小两种特征。两类植物的平均土壤有机稳定碳同位素δ13C值分别由表层土壤中的-2524‰、-2233‰变化为深层土壤中的-2435‰、-2327‰；（3）借助稳定同位素混合模型计算后发现：不同植物对土壤有机碳的贡献率及有机碳累积速率完全不同。其中百慕大贡献率为1219%、累积速率为6279 g·m-2·a-1；白花三叶草贡献率1434%、累积速率为7534 g·m-2·a-1;高羊茅贡献率为3595%、累积速率为18184 g·m-2·a-1；白茅贡献率为1851%、累积速率为9770 g·m-2·a-1。     

春季香溪河库湾CODMn时空分布及其影响因子初探

于2012年春季在香溪河库湾合理布置断面观测，分析水体高锰酸盐指数(CODMn)的时空分布特征，并对CODMn与水体中叶绿素a、溶解氧(DO)、水体垂向稳定系数、总氮(TN)和溶解性硅酸盐(D Si)进行相关分析，以期为香溪河流域有机污染的治理提供支持和指导。结果表明：春季香溪河库湾CODMn浓度变化范围为1.40～5.36 mg/L，4月CODMn均值明显高于3月和5月，为366 mg/L，整个春季CODMn浓度从下游至上游呈现明显增大的趋势。相关分析发现，春季水华暴发期间，CODMn与叶绿素a显著正相关(分别为072和074)，而在未暴发水华的3月二者的相关性不显著。浮游植物和水体稳定系数是影响CODMn变化的主要因素。倒灌异重流使得高含氮、低CODMn浓度的长江干流水体进入库湾下游并稀释CODMn浓度。CODMn与DO在3月和5月的弱相关关系为香溪河CODMn特殊的分布特征提供了其它合理的解释,其分布特征受多种因素的共同影响。春季库湾上游有机污染趋于恶化，限制支流特别是上游污染物的排放是改善有机污染现状的有效途径     

丰水期鄱阳湖氮磷含量变化及来源分析

通过系统测定丰水期鄱阳湖湖水、主要支流水、长江水及部分农田水、地下水及城市污水的氮磷含量,对其氮磷含量变化及来源进行了分析,结果表明,鄱阳湖水体中主要的氮素形式是硝酸盐氮（090 mg/L）,赣江是其主要贡献者。鄱阳湖五大支流氮磷含量存在着较大的差异,赣江NO-3 N含量明显高于鄱阳湖其它主干流,而NH+4 N和TN含量以饶河的最高,TP以信江的最高。农田水、城市废水以及地下水含有较高的氮磷含量,是鄱阳湖及其五大支流氮磷的主要来源。农田水TN和TP含量最高,分别为1347、2863 mg/L。高含量的NO-3 N（735 mg/L）和NH+4 N（548 mg/L）分别出现在地下水和城市污水中。鄱阳湖水体氮负荷较大,N/P比值远大于7〖DK〗∶1。受滞留区及赣江和修水补给的影响,鄱阳湖主河道氮含量变化从上游至下游呈总体上升趋势。鄱阳湖湖体氮含量以下游最高,滞留区次之,上游主河道最低,TP含量呈相反的趋势变化。底层沉积有机物的降解和扰动导致鄱阳湖水体底层NO-3 N、NH+4 N、TN、TP的含量高于表层。     

复合垂直流人工湿地氧化还原特征及不同功能区净化作用研究

研究了复合垂直流人工湿地系统氧化还原电位（Eh）的时空变化规律及不同功能区中污染物的净化效果。结果表明：湿地系统下行流池表层、两池底层、上行流池表层Eh的变化范围分别为402～585、-87～-130、308～432 mV，沿水流方向依次形成了好氧A区/缺氧、厌氧区/好氧B区3个功能区。好氧A区是污染物去除的主要区域，BOD₅、COD_Cr、NH⁺_4- N的去除率分别为430%、484%、541%，特别是NH+4 N去除率占总去除率的79%；缺氧、厌氧区主要是进行反硝化反应和有机物的厌氧分解；好氧B区则主要是去除厌氧分解后的有机物以及进一步脱氮。另外，NH+4 N的去除率与系统各功能区Eh呈显著相关关系（〖WTBX〗p〖WTBZ〗＜001），而BOD₅、COD_Cr、NO^-_3-N的去除率与系统各功能区Eh相关性不显著。     

武汉市郊设施栽培土壤盐分累积特征

采用野外调查和取样分析相结合的方法，对武汉市郊部分设施蔬菜栽培地土壤盐分特征进行了研究。结果表明：（1）在研究区，轻度盐化土壤占5263%，中度盐化土壤占2105%，重度盐化土壤占526%，另有1579%的设施土壤盐分含量超过了10 g/kg，达到盐土〖JP+1〗的标准。（2）设施栽培土壤的可溶性盐含量与电导率（EC）均明显高于露天栽培菜地及植棉地土壤，且变化幅度大，平均值分别为66 g/kg〖JP〗和031 mS/cm。其中，10.5％的设施土壤表层EC值达到了作物生长障碍临界点（>06 mS/cm）。表层土壤中以NO-3和Ca2+的相对富集为主要特征。（3）盐分的运移同时存在着向下迁移和向表层聚集两种方式，且以表聚为主。除HCO-3外，其它盐分离子的含量随土层深度的增加而有所降低，其中，NO-3、Ca2+累积迁移量较大，在0~100 cm各土层内的含量都高于露天菜地和植棉地，硝酸盐的大量累积和向下迁移势必对地下水造成不利影响。（4）设施地栽培的土壤水溶性盐含量与电导率（〖WTBX〗r=0.951 2*〖KG-*3〗*）以及硝态氮含量（r=0.644 2*）分别呈极显著和显著正相关。〖     

四湖地区地下水“三氮”含量及时空分布特征分析

在4次地下水水质监测的基础上，对潜水和浅层承压水的“三氮”含量进行了季节变化和空间差异分析，同时探讨了时空变化的影响因素。分析结果表明：（1）地下水氨氮浓度超标率较高，承压水中浓度明显高于潜水，4次采样结果承压水氨氮浓度超标率均在50% 以上；（2）硝酸盐氮和亚硝酸盐氮含量在承压水中能达到良好的标准，在潜水中超标率高；（3）氨氮浓度季节变化明显，9月份浓度显著高于4、6和11月。硝酸盐氮和亚硝酸盐氮在潜水中6月份浓度最高，在承压水中季节变化不明显；（4）地下水氨氮含量空间变异性强，浓度较高的多集中在流经洪湖的内荆河两侧区域。研究区地下水水质受气象因素、农业活动、农村生活污染以及氧化还原环境的综合影响     

秦岭南北潜在蒸散量时空变化及突变特征分析

根据秦岭南北54个气象站1960～2011年逐日数据,利用FAO Penman Monteith公式计算出各站的潜在蒸散量（ET0）。采用样条曲线插值法（Spline）、气候倾向率、Pettitt突变点检测、相关分析等方法对该区ET0的时空变化特征以及影响其变化的气象要素进行了分析。结果表明：（1）研究区多年平均ET0为9642 mm,空间分布呈东高西低格局。各分区按其大小排序为秦岭以北>秦岭南坡>汉水流域>巴巫谷地。四季ET0分布特征与年尺度上的结论基本一致,4个季节按其大小排序为夏季>春季>秋季>冬季;（2）近52 a ET0下降的站点占本区站点总数的比例排序为汉水流域>秦岭南坡>巴巫谷地>秦岭以北,秦岭以南的广大地区相对于秦岭以北ET0下降更明显,春季大部分（78%）站点ET0上升,夏季绝大部分（91%）站点显著下降,秋季和冬季变化趋势不明显;（3）年尺度和春季ET0突变点集中出现在1979～1981年和1993年,夏季85%的站点发生了突变,其中89%发生于1979年,秋季和冬季的突变特征无明显规律可言;（4）夏季降水与潜在蒸散量变化趋势的空间分布整体上呈相反趋势,呈相反趋势的站点占站点总数的70%,秋季则达到76%。23个站点中绝大多数ET0与日照时数、最高气温、平均气温和平均风速呈显著水平（P<001）的正相关关系,相关系数排序为日照时数>最高气温>平均气温>平均风速。风速和日照时数的降低是导致秦岭南北ET0减少的主导因素,风速和日照时数的下降导致夏季和冬季ET0减少,气温上升导致春季和秋季ET0增加或整体保持稳定     

基于小波分析与Mann-Kendall法的上海市近12年空气质量变化

综合应用小波分析和Mann Kendall非参数检验方法,对上海市近12 a PM10、SO2和NO2逐日空气污染指数序列进行分析,揭示了空气污染变化的多尺度特征、变化趋势和突变特性,以深入了解上海市空气质量状况。结果表明：PM10、SO2和NO2污染序列呈现多尺度的变化特征,具有1 000 d和300 d左右的中、小时间尺度周期。在小尺度上,各序列具有300 d左右的主周期和30 d左右的次周期。空气污染具有“冬重夏轻”的特征,冬季和春季是污染比较严重的时段;2007年夏季以来,空气质量总体趋于好转。近12 a来各序列均呈显著的减少趋势;PM10序列突变开始于2006年7月3日前后,SO2于2010年3月21日前后,NO2则于2006年4月18日前后;突变后,各序列基本均呈显著的下降趋势。最后,提出了未来改善上海市空气质量的相关建议。     

澎溪河回水区水体叶绿素a含量与流速相关关系研究

以三峡库区支流澎溪河回水区为特征区域，研究三峡水库回水区水动力条件对水体富营养化的影响。根据三峡水库的调蓄过程，在175 m高水位、小流量、低污染负荷和145 m低水位、大流量、高污染负荷两种设计条件下模拟澎溪河水体断面平均高锰酸盐指数（CODMn）、总氮（TN）、总磷（TP）浓度和叶绿素a（Chl a）含量。研究表明：澎溪河回水段从上游到下游的CODMn、TN、TP浓度有增加的趋势，在接近河口处有趋同于长江水污染物浓度的趋势。145 m低水位的大流量、高污染负荷设计条件下Chl a含量较高，在弯道下游和河道水面开阔的高阳、双江大桥断面的流速减缓区段，出现Chl a含量峰值。拟合澎溪河水体流速及Chl a含量相关关系，在枯丰两种设计条件下建立水体流速(V)与Chl a含量(S)的相关关系式，分别为S=0186 0〖DK〗·V-0353 6(相关系数r2=0838 0)和S=10844 9〖DK〗·V-0293 9(相关系数r2=0825 4)。模拟结果表明：加大水体流速有利于抑制Chl a含量。通过改变水动力条件控制水体富营养化具有可行性     

变化中的参考作物蒸散量及其对气候的响应

作为重要的水文气象参数，参考作物蒸散量（ET0）在全球生态系统中发挥重要作用。为深化认识湿润气候区ET0变化，基于湖南省87个气象站1960~2015年逐月气候资料，应用Penman Monteith（P M）模型估算ET0，利用线性趋势、Mann Kendall检验、反距离加权插值等分析了ET0及主要气候因子的时空变化，采取逐〖JP〗步回归函数来确定P M方程所涉及的气候因子对ET0变化的贡献。研究表明：年均ET0降幅为-3346 mm/10 a，〖JP+1〗日照时数和风速下降是ET0减少的主要原因，而相对湿度下降提高了ET0。春、夏、秋、冬四季ET0变化幅度分别为2966、-5451、-0922、-0207 mm/10 a，春季ET0增加是由相对湿度下降和最高气温上升引起的，夏、秋、冬三季ET0减少主要与日照时数和风速下降有关。风速、相对湿度、日照时数呈下降趋势，而气温、降水、湿润指数呈上升趋势，后者表明气候暖湿化趋势。气候变化背景下ET0显示出不同时间尺度（年、季）空间分布的多样性