崇明岛中长期碳排放预测及其影响因素分析

为更好地推动崇明低碳生态岛的建设,在应用以自下而上的部门法为基础的区域范围温室气体排放评估核算方法,全面核算崇明岛能源消费及温室气体排放现状的基础上,应用LEAP模型,通过情景分析预测崇明岛中长期能源消费需求以及温室气体排放水平,并进一步应用对数平均指数法(LMDI)对影响崇明岛未来温室气体排放的主要因素进行了定量分析。研究表明:参考情景下,崇明岛能源消费总量从2010年的101万吨标煤增加到2050年的533万吨标煤,净碳足迹从2010年的238万吨CO2e增加到2050年的579万吨CO2e。崇明岛能源消费需求和碳排放增加的主要驱动因素是未来的经济发展、人口增长和生活水平的提高,但是通过一系列的优化,尤其是能源结构的变化和能耗强度的下降,减排情景下,崇明岛能源消费总量有可能在2039年左右达到峰值,并有望在2050年左右实现"零碳岛"的长期发展目标。结合定量分析的结论,进一步提出了实现崇明岛低碳发展中长期目标的可能性和重点发展领域。     

互花米草在上海崇明东滩的入侵历史、分布现状和扩张趋势的预测

近20余a来，互花米草在我国沿海及河口滩涂快速扩散，已成为我国海岸盐沼中最重要的入侵植物。上海崇明东滩是我国长江口的国际重要湿地，目前受到了互花米草入侵的严重威胁。自1995年在崇明东滩首次发现互花米草以来，互花米草的分布面积已超过1 600 hm2。总结了近几年在崇明东滩进行的互花米草相关研究，旨在对互花米草的控制与管理提供科学依据。目前互花米草主要分布在崇明东滩的东部及北部，决定其入侵动态与分布的主要因素在于：（1）互花米草对沿海滩涂环境具有良好适应与耐受能力；（2）人为引种大大加快了互花米草的扩张速度；（3）崇明东滩湿地的水分盐度条件特征导致互花米草主要分布在崇明东滩的东部与北部。根据互花米草的生理学特征和长江口地区的水文特点可以推断：互花米草在东滩东部和北部将继续扩张，但目前尚难入侵东滩南部区域，而人类活动可能加剧互花米草入侵。根据互花米草的入侵现状和趋势，必须尽快采取多种途径对互花米草进行控制和管理     

崇明东滩不同部位的季节性沉积研究

2002年4月至2003年4月，通过对崇明东滩南部、中部和北部的标志桩观测以及实地观测分析，发现崇明东滩在一年中不同季节冲淤变化过程存在很大差异：春季到夏季，南部以冲刷为主，中部和北部以淤积为主；夏季到秋季，南部和中部以淤积为主，北部表现为冲刷；秋季到冬季，南部、中部和北部都以冲刷为主；头一年冬季到次年春季，南部和北部以淤积为主，中部则表现为冲刷。在同一观测路线上，不同季节高、中、低潮滩冲淤也存在一定差异。通过对沉积物粒度、水体含沙量等指标的测试，并借助潮差等资料，探究了影响潮滩季节性沉积的因素，发现潮滩季节性沉积与潮滩基础地貌、水体含沙量、水动力、潮流等有密切关系；但在不同部位不同季节，各因素对潮滩冲淤影响程度各不相同。     

崇明岛公路两侧蔬菜地土壤和蔬菜重金属污染研究

为了研究崇明岛公路两侧土壤和蔬菜重金属污染状况,采集陈海、北沿公路两侧蔬菜地土壤、蔬菜和路面灰尘样品,测定重金属Pb、Cd、Cu、Zn含量.结果表明,以上海市土壤环境背景值上限值为评价标准,所有土壤样品Pb、Cd、Cu和Zn的超标率分别为10.1%、25.4%、6.5%和8.7%;以HJ 332-2006 食用农产品产地环境质量评价标准中蔬菜地土壤环境质量评价指标限值(pH值6.5～7.5)为标准,Cd超标率在21.0%,仅有不到3%样品Pb含量超标,而没有样品Cu、Zn含量超标.以国家食品卫生标准中规定的重金属限量为标准,路侧蔬菜样品Pb含量超标率为43.2%,Cd为18.6%,Zn和Cu则小于5%.由此可见,崇明岛主要公路两侧土壤污染以Cd为主,而蔬菜污染则以Pb为主.在长期运营的前提下,低交通量公路两侧50 m范围内耕作层土壤和两侧作物会发生一定程度的重金属污染,路面灰尘是路侧土壤和蔬菜的潜在污染源.     

入侵植物互花米草(Spartina alterniflora)叶绿素荧光对淹水胁迫的响应

在上海崇明东滩国家级鸟类自然保护区生态修复示范样地中,开展了持续淹水技术治理入侵植物互花米草的物理控制实验.同时,应用叶绿素荧光技术,分别研究了连续2年持续水淹和淹水1年后排水恢复自然生境条件下,外来入侵植物互花米草叶绿素荧光动力学参数及叶绿素含量的动态变化.结果表明,第1年持续淹水降低了互花米草体内的叶绿素含量和PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ的潜在活性(Fv/Fo)、光合电子传递速率(ETR)和光化学猝灭(qP)等叶绿素荧光动力参数值,抑制了互花米草的光合作用.随着淹水时间的延长,到第2年生长季节时互花米草已可以通过调节热耗散或其他生理生态指标来适应淹水环境,满足其生长繁殖的需要.一旦解除淹水胁迫,互花米草的光合活性可迅速恢复,甚至超过对照,表现出很强的恢复能力.持续淹水胁迫仅能在初期抑制互花米草的光合作用,随着淹水时间的延长,互花米草可以通过调节其他生理指标来适应淹水环境,保障光合作用的正常进行.     

崇明岛东部不同年代围垦区土壤有机质组成变化研究

在崇明岛东部不同年代围垦区选择4个典型部位的钻孔样品,应用热裂解气相色谱质谱联用技术(Py-GC-MS),取得土壤有机质热裂解产物的类型与相对含量,从分子层面探究埋藏盐沼土壤有机质组成特征,研究土壤有机质稳定性随时间的变化规律.结果表明,自西向东4个钻孔的样品(CM2、CM4、CM5、CM6)中,分别检测到53、80、...     

崇明东滩沉积物再悬浮对沉积物-水界面氮、磷交换行为的影响

2002年7月采集崇明东滩低潮滩沉积物样和水样,运用模拟实验研究沉积物再悬浮作用对沉积物-水界面三态氮和可溶磷交换行为的影响实验发现,在沉积物不断发生再悬浮的过程中,水体中三态氮的含量明显增加,其中NO₃^--N变化最为显著,升高浓度值达11.869μmol·L^-1,NH₄⁺-N增长2.1713μmol·L^-1,NO₂^--N的释放约为0.2μmol·L^-1,可溶磷的含量也有少量的增加.同时,再悬浮作用对沉积物-水界面三态氮和可溶磷的环境地球化学行为也有一定的影响,与静置状态相比,NH₄⁺-N和NO₃^--N表现出与静置状态截然相反的变化规律,NO₂^--N受多种因素的影响,变化比较复杂,初期与静置状态相反而后表现一致.再悬浮颗粒物浓度也是制约沉积物-水界面三态氮和可溶磷变化的主要因子之一.实验结果显示,NH₄⁺-N在前7h以内的变化和悬浮颗粒物浓度表现出较好的相关关系,后5h呈负相关关系;NO₂^--N和可溶磷在整个过程中与悬浮颗粒物浓度的变化都有着很好的相关性,只有NO₃^--N的变化与其关系比较薄弱.     

Spectral characteristics of plant communities from salt marshes:A case study from Chongming Dongtan,Yangtzeestuary,China

The spectral reflectance of recently formed salt marshes at the mouth of the Yangtze River, which are undergoing invasion by Spartina alterniflora, were assessed to determine the potential utility of remotely sensed data in assessing future invasion and changes in species composition. Following a review of published research on remote sensing of salt marshes, 53 locations along three transects were sampled for paired data on plant species composition and spectral reflectance using a FieldSpec™ Pro JR Field Portable Spectroradiometer. Spectral data were processed concerning reflectance, and the averaged reflectance values for each sample were reanalysed to correspond to a 12-waveband bandset of the Compact Airborne Spectral Imager. The spectral data were summarised using principal components analysis (PCA) and the relationships between the vegetation composition, and the PCA axes of spectral data were examined. The first PCA axis of the reflectance data showed a strong correlation with variability in near infrared reflectance and ‘brightness’, while the second axis was correlated with visible reflectance and ‘greenness’. Total vegetation cover, vegetation height, and mudflat cover were all significantly related to the first axis. The implications of this in terms of the ability of remote sensing to distinguish the various salt marsh species and in particular the invasive species S. alterniflora were discussed. Major differences in species with various physiognomies could be recognised but problems occurred in separating early colonising S. alterniflora from other species at that stage. Further work using multi-seasonal hyperspectral data might assist in solving these problems.     

上海崇明东滩互花米草种子产量与活性对刈割的响应

有性繁殖与种子扩散是互花米草（Spartina alterniflora）侵入新生境的重要途径,抑制有性繁殖是有效控制互花米草进一步扩散与二次入侵的关键。文章研究了刈割对互花米草种子产量及其活性的影响,结果表明：四月（生长初期）1次刈割在一定程度上促进了互花米草的有性繁殖,其每穗种子数（481.3粒）、种子平均生活力（36.7%）与对照每穗种子数（425.5粒）和种子平均生活力（41.3%）间不存在显著差异,表现出超量补偿现象。四月和七月（扬花期）2次刈割与扬花期1次刈割能有效抑制互花米草的有性繁殖,其种子的生产量（每穗种子数分别为186.3和173.6粒）与活性（分别为18.0%和17.3%）较对照显著降低,表现出不足补偿现象。四月和七月2次刈割与七月扬花期1次刈割对互花米草有性繁殖的控制效果较好。在互花米草管理与控制实践中,扬花期刈割是有效控制互花米草有性繁殖与扩散的重要途径。     

崇明东滩大型底栖动物食源的稳定同位素示踪

利用稳定同位素示踪技术,对崇明东滩盐沼湿地夏季不同生境大型底栖动物的食物来源和营养结构进行了初步研究。结果显示,表层沉积有机质稳定碳、氮同位素组成分别在-21.3‰~-24.2‰、4.6‰~5.6‰,不同生境下存在一定差异。植物体各组织的同位素值存在差异,在判别食物来源时需要注意,不能简单地以植物叶片值来代替整个植株。大型底栖动物的δ¹³C值为-14.7‰~-23.6‰,表现出食物来源的差异。总体上说,湿地优势植物的活植物体不是大型底栖动物的主要食物来源,沉积有机质是大部分底栖消费者的食物基础。底栖动物的氮同位素能较好地反映其食性和营养级,计算出崇明东滩大型底栖动物营养级在2.0~3.7,为一级消费者和二级消费者。