湿地水环境健康评价方法及案例分析

水环境健康是湿地生态系统健康的基础.从水环境状态健康和过程健康两方面对水环境健康进行评价研究,其中水环境状态健康主要由水文和水质条件体现,水环境过程健康主要由水环境弹性、稳定性和恢复力体现.基于以上理论,并以西溪湿地公园作为案例,利用该区2009年3月～2010年3月的水环境月监测数据对水环境健康进行分析.结果表明,①西溪湿地水环境健康季节性变化明显,其中,冬季水环境健康指数最低(37.35),处于不健康状态,夏季水环境健康指数最高(46.36),处于亚健康状态;②西溪湿地公园中水塘和河溪水环境健康程度各异,总体而言,水塘水环境健康程度优于河溪水环境,水塘水环境健康指数为42.72,河溪水环境健康指数为37.99;③西溪湿地公园的水环境整体处于亚健康状态,水环境健康指数为53.80.由此可见,冬季改善河溪水环境是提高西溪湿地公园水环境健康的有效途径.     

盐城海滨湿地植被地上生物量遥感估算研究

以盐城湿地自然保护区核心区的ETM+图像数据和同期野外实测的31 个样方地上生物量干重、湿重数据为数据源,分析了15 个遥感信息变量与湿地植被地上生物量干重、湿重的相关关系,并选择在0.01 水平上显著相关的8 个遥感变量建立一元线性回归模型、一元曲线回归模型以及多元逐步回归模型,并对比得出最优模型,进而计算出整个研究区的地上生物量。研究得出：①与研究区湿地植被地上生物量干重和湿重相关性最大的都是ETM+4 波段,干重的相关系数为0.833,湿重的相关系数为0.796;②研究区植被地上生物量干重和湿重的遥感估算模型都是一元三次函数模型,且干重模型的拟合精度要优于湿重模型;③得到研究区地上生物量干重总重量为2.28×10⁸ kg,湿重总重量为6.10×10⁸ kg。     

太湖水体中藻蓝蛋白提取的影响因素分析

以室内培养的铜绿微囊藻样品为参照,基于反复冻融法,探讨了滤膜类型、磷酸盐缓冲液加入体积、冻融次数对太湖水体中藻蓝蛋白提取的影响。结果表明:1)GF/C玻璃纤维滤膜(孔径1.2μm)和CN-CA混合纤维素酯微孔滤膜(孔径0.45μm)提取的叶绿素a结果差异不显著(p分别为0.95和0.97),说明二者的生物截留量基本一致;2)在生物截留量相当的情况下,GF/C滤膜和CN-CA滤膜提取的藻蓝蛋白结果差异显著(p均为0.04),GF/C滤膜的提取效率高于CN-CA滤膜;3)加入的缓冲液体积和藻蓝蛋白质量浓度呈良好的负线性关系(r均大于0.85),受藻体包裹效应的影响,太湖水体对比组中的相关系数略低于人工培养的铜绿微囊藻;4)太湖水样和铜绿微囊藻在冻融次数上存在差异,太湖水样冻融9~11次的提取效果较佳,室内培养的铜绿微囊藻冻融次数以5~7次为宜。     

我国水资源需求量动力学预测及对策建议

水资源是社会经济发展的重要物质基础和不可替代的自然资源。要实现党的十六大提出的全面建设小康社会的宏伟目标,水资源是必不可少的支撑条件。通过动力学模型,对未来20年我国工业、农业和生活需水量及总需水量进行预测,预测结果表明：按方案1,到2022年我国需水量约为5 500亿m3,按方案2,需水量约为7 400亿m3。而到2022年全国供水能力可能达到6 500亿m3 左右,可供水量为6 100～6 500亿m3 。方案1的预测结果小于可供水量,但这种方案很难实现。方案2的预测结果大于可供水量,出现较大缺口,在GDP增加1%的情况下,需水量增加1 800亿m3 左右,这也是我们面对的现实问题。     

菹草石芽萌发及幼苗生长对光、温因子的响应

试验分冬夏2季进行.冬季采用盆栽试验方法,研究了菹草石芽在弱光环境下的萌发和幼苗生长以及弱光对菹草叶片光合效率的影响.冬季试验共设6个光照处理,即:2×104～5×104(对照,晴天中午最大[光]照度)、350～450、160～260、60～80、30～50、0～30 lx,试验时间为67 d.夏季试验在光照培养箱内进行,研究高温条件下石芽萌发的[光]照度阈值.夏季试验设6个光照处理,即:1 400、970、660、450、160、120 lx.结果表明:(1)冬季试验,栽培45 d时菹草石芽全部萌发,光照对石芽萌发无显著影响;夏季水温(32±1) ℃条件下,石芽萌发的[光]照度阈值为120～160 lx,[光]照度达到1 400 lx,石芽就能够达到自然萌发率.(2)菹草幼苗生长前期,5个弱光处理菹草株高生长速率(约1.20 cm·d-1)快于光照较充足的对照(0.92 cm·d-1);幼苗生长后期,对照菹草生长速率(3.15 cm·d-1)快于5个弱光处理菹草生长速率(1.09 cm·d-1),且各处理叶片数并未随株高的增加而增加.(3)冬季试验,菹草石芽萌发后的第39天,对照及各处理菹草幼苗的PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ光量子产量(ΦPSⅡ)、光化学淬灭系数(qp)随着[光]照度的减弱而下降,弱光对菹草幼苗光系统Ⅱ(PSⅡ)产生显著影响;非光化学淬灭系数(qn)随[光]照度的减弱而增加,对菹草幼苗叶片PSⅡ有一定的保护作用.(4)从快速光响应曲线可以看出,长期光照不足导致菹草植株的光响应能力显著降低.     

3种抗生素对黑麦草种子萌发的生态毒性效应

为探明四环素、环丙沙星和磺胺嘧啶3种抗生素对黑麦草种子萌发的影响,为评价抗生素污染的生态影响提供科学依据,采用保湿培养法研究了它们对黑麦草种子萌发的影响,比较分析了抗生素的生态毒性差异和相对敏感的指标。结果表明,在种子萌发期,一定浓度范围的抗生素胁迫会引发植物种子抵抗逆境的应激反应,因此,3种抗生素在1 mg·L~(-1)处理水平下均能促进种子发芽。超过该浓度,四环素对黑麦草种子发芽仍有一定的促进作用,而环丙沙星和磺胺嘧啶则表现为抑制作用。四环素对种子发芽率的最大无作用浓度(NOEC)为5 mg·L~(-1),而环丙沙星和磺胺嘧啶对种子发芽率的NOEC为1 mg·L~(-1)。实验结束时,3种抗生素在1 mg·L~(-1)处理水平下的种子发芽率最高。3种抗生素浓度超过0.1 mg·L~(-1)时,种子根长和芽长即受到抑制,因此,它们对种子根长和芽长的NOEC均为0～0.1 mg·L~(-1)。其中,磺胺嘧啶的抑制作用最为显著。根长受到抑制的程度强于芽长。黑麦草种子萌发受3种抗生素影响程度依次为磺胺嘧啶环丙沙星四环素。     

基于结构和水环境的城市湿地景观健康研究——以西溪湿地公园为例

景观健康是近年来随着生态系统健康研究不断深入而出现的一个新的景观生态学概念,旨在探讨景观尺度下生态健康的问题。论文针对城市湿地公园的特征,构建能够反映其特征的景观功能分类体系,建立景观结构健康和水环境健康的评价模型,并在分析两者之间关系的基础上,对景观健康进行综合评价,探讨西溪湿地公园景观健康的空间异质性。研究结果表明,西溪湿地公园景观总体处于亚健康的状态,景观健康程度由公园内部向周边呈逐渐降低的趋势,说明湿地公园作为“湿岛”,受到周边环境的强烈影响。其中,景观疾病的区域占公园总面积的20.42%;景观不健康的区域占整个公园的20.97%;景观亚健康的区域占整个公园的34.98%;景观健康和很健康的区域占整个公园的23.63%。研究结果有利于西溪湿地公园开展具有针对性的管理工作,且为其他城市湿地公园的规划和建设提供科学依据。     

苦草光合作用日变化对水体环境因子及磷质量浓度的影响

在静态实验系统中通过水下饱和脉冲荧光仪（Diving-PAM）和多参数水质监测仪（YSI）监测沉水植物苦草（Vallisneria natans）叶绿素荧光参数与水质物理指标的日变化,并同时跟踪测定水体中各形态磷的质量浓度,以研究苦草光合作用日变化对水体物理因子和磷质量浓度的影响。结果表明,苦草叶片光合作用的相对电子传递速率（rETR）,非光化学淬灭系数（qN）及快速光响应曲线的变化趋势和叶片表明的光照强度日变化同步,呈单峰曲线变化;光系统Ⅱ（PSⅡ）实际量子产量（Yield）和光化学淬灭系数（qP）与叶片表明的光照强度日变化相反,呈单槽型曲线变化。水体中溶解氧（DO）、pH和氧化还原电位（Eh）的日变化趋势和与苦草光合作用趋势一致,也呈单峰曲线,均在12：00—13：00时达到最高值。水体总磷（TP）与溶解性总磷（DTP）质量浓度在14：00达到最低值（TP 0.015 mg.L-1,DTP 0.010 mg.L-1）,在24：00达到最大值（TP 0.031 mg.L-1,DTP 0.025 mg.L-1）,溶解性活性磷（SRP）质量浓度在6：00—18：00保持在较低的水平,且无明显波动（0.38~2.46μg.L-1）,在24：00达到最大值（9.62μg.L-1）。水体各形态磷的质量浓度变化呈白天降低、夜间升高趋势,水体中各形态磷的质量浓度变化与苦草光合作用日变化趋势相反。实验结果表明,苦草光合作用引起的水体中环境因子的日变化影响了沉积物磷释放的动态平衡过程,从而引起水体磷质量浓度的日变化。     

荇菜(Nymphoides peltatum)对铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)生长的抑制效应及其机制

构建了荇菜(Nymphoides peltatum)与以铜绿微囊藻为优势种的自然藻体共培养系统,分析系统中各藻种藻细胞密度、藻体叶绿素a含量、荇菜生长指标及水下[光]照度的变化;同时以荇菜种植水配置培养基,在适宜光照条件下培养铜绿微囊藻,分析藻类生长生理指标随时间的变化.结果表明:共培养系统中藻类总藻细胞密度显著下降(P<0.05),其中铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)藻细胞密度下降最为明显,40 d时比初始藻细胞密度减少了94.68%,而三角四角藻(Tetraedron minimum)数量逐渐增多,成为优势藻种,表明荇菜对铜绿微囊藻生长具有明显抑制作用.共培养系统中荇菜鲜重、水下20 cm深处光衰减率均与藻类叶绿素a含量呈显著负相关(P<0.05),表明藻细胞光合能力的大小与荇菜植株的生长及其产生的遮光作用密切相关.随培养时间延长,添加荇菜种植水的培养基中铜绿微囊藻藻细胞光密度值(D650)下降明显;叶绿素a、藻胆蛋白(包括藻蓝蛋白、别藻蓝蛋白、藻红蛋白)相对含量均有不同程度的下降,培养9 d后4者相对含量分别降至5.27%、15.53%、21.11%和48.48%;藻细胞Ca2+Mg2+-ATP酶活性下降明显,表明荇菜种植水中存在着某种对铜绿微囊藻产生抑制作用的活性物质,通过对铜绿微囊藻光反应系统(PS Ⅰ和PS Ⅱ)的作用来阻碍藻细胞光合作用进程,抑制藻类生长,说明除了遮光效应外,分泌抑藻活性物质也是荇菜抑制铜绿微囊藻生长的重要机制.     

太湖入湖河流氮磷时空分布特征

为探究典型入湖河流的水环境状况,选取太湖入湖河流梁溪河为研究对象,于2017年12月—2018年12月进行定期取样监测,开展水体氮磷时空分布特征的分析.结果表明,梁溪河支流的污染状况比干流严重,大多支流为劣Ⅴ类水.其中,干流总氮(TN)、氨氮(NH4+-N)、硝酸盐氮(NO3--N)、总磷(TP)浓度的变化范围分别为0...