神农架大九湖后生浮游动物群落结构和水质评价

大九湖是南水北调中线工程的重要水源涵养地之一。为了解实施生态修复工程后浮游动物群落结构特征及水质污染情况，于2014年11月（枯水期）、2015年5月（平水期）和9月（丰水期）进行了3次采样调查。研究表明:共检出后生浮游动物36种，其中桡足类2种、枝角类5种和轮虫29种，轮虫丰度在3次采样中均占总丰度的80%以上，仅有的几种枝角类和桡足类也是小型种类或以幼体为主。11月优势种是寡污-β中污型-螺形龟甲轮虫（Keratella cochlearis）和晶囊轮虫（Asplachna sp.）；5月优势种为寡污-β中污和β中污型-螺形龟甲轮虫、迈氏三肢轮虫（Filinia maior）、无棘螺形龟甲轮虫（Keratella cochlearis tecta）、广生多肢轮虫（Polyarthra vulgaris）和萼花臂尾轮虫（Brachionus calyciflorus）；9月优势种是β-中污型-裂足臂尾轮虫（Brachionus diversicornis）、迈氏三肢轮虫和剪形臂尾轮虫（Brachionus forficula）。冗余分析（RDA）表明高锰酸盐指数(CODMn)是影响后生浮游动物污染类型分布的最关键环境因子。 关键词： 大九湖；后生浮游动物；污染类型；高山湿地湖泊     

偏远高山湿地土壤中PAHs污染特征:以神农架大九湖为例

于2012年4月沿大九湖湿地平均分布10个采样点,各采集0~10、10~20以及20~30 cm浅层土壤,采用GC-MS对大九湖湿地浅层土壤中USEPA 16种优控多环芳烃（PAHs）进行分析,对其分布、组成、来源进行了详细的讨论,并对高山湿地PAHs污染标志物进行了浅析.结果表明,研究区0~10、10~20、20~30cm浅层土壤中∑₁₆PAHs含量分别为48.55~984.73、14.36~806.47、12.84~1191.53 ng·g^-1,均值分别为302.94、142.98、208.68 ng·g^-1;7种致癌单体多环芳烃含量范围分别为21.20~844.29、2.96~592.06、0.66~964.70 ng·g^-1,均值分别为197.25、93.16、147.16 ng·g^-1,分别占总PAHs的65.12%、65.13%、69.08%;泥炭区PAHs含量明显高于非泥炭区,且已达到重度污染程度;PAHs组成以4、5、6环为主;结合IcdP/（IcdP+BghiP）及Pyr/BaP比值分析,推测大九湖湿地浅层土壤中PAHs主要来源于化石燃料及木材的燃烧,近年来旅游车辆的进入对PAHs的贡献较大;对浅层土壤中各单体PAH与PAHs总含量进行回归分析表明、苯并（b）荧蒽、茚（1,2,3cd）并芘、苯并（a）蒽作为泥炭地PAHs标志性化合物,用来评价PAHs的污染程度.     

神农架大九湖泥炭湿地二氧化碳和甲烷排放化学计量比研究

湿地碳释放产物之间关系的研究对了解湿地生态系统碳固定和温室气体排放机理具有重要意义。运用涡度相关技术连续原位观测,对湖北省神农架林区大九湖亚高山泥炭湿地二氧化碳(CO_2)和甲烷(CH_4)的排放特征、CO_2与CH_4排放化学计量比(CO_2∶CH_4比值)的动态变化及其与环境因子的相关性进行了分析。结果表明:①大九湖泥炭湿地CH_4和CO_2通量均表现出较明显的月和季节变化规律,从CO_2与CH_4排放的相关性拟合结果来看,各季节CH_4与CO_2排放的月平均关系表现为线性拟合或一元二次拟合效果最佳,而其日平均关系则表现为一元二次拟合效果较好;②泥炭湿地CO_2∶CH_4比值从2017年3月到2018年1月呈"U"型曲线,1月达到最大值后下降,且全年CO_2:CH_4比值日平均与CO_2呈极显著正相关关系;③除地面以下20cm处土壤含水量(SWC20)月平均外,CO_2∶CH_4日/月平均变化与环境因子均呈极显著相关关系,其中CO_2∶CH_4比值与环境温度、土壤温度呈极显著负相关关系,而CO_2∶CH_4比值与土壤含水量呈极显著正相关关系。     

神农架国家公园大九湖湿地水质变化与浮游生物分布特征

大九湖湿地是汉江一级支流堵河的发源地,含有多种湿地类型,具有重要的生物多样性保护和潜在的科学研究及生态旅游价值.为了解大九湖湿地生态移民搬迁中的浮游生物现状及水质状况,2015、2016年对所辖9个子湖的水质、浮游生物进行采样调查.调查共发现浮游植物8门48属129种,浮游动物2门3属36种;D5湖浮游动物丰度均值最高,植物丰度指数均值最高为9号湖;对比6个时间段的采样结果,2015年特定时间段的水质指标比2016年指标波动较大且富营养化状态严重,在D9湖趋于平稳,以相对低值流入落水孔,总磷(TP)、总氮(TN)、生化需氧量(CODMn)均值分别为0.032、0.632、4.5 mg/L,研究成果可为大九湖湿地水环境保护及生态修护提供参考依据.     

神农架大九湖大气中的多环芳烃

为了研究神农架大九湖大气中多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)的质量浓度、来源及健康风险,用聚氨基甲酸酯泡沫被动采样器对大九湖大气中的PAHs进行了季节性监测.结果表明,大气中ΣPAHs的质量浓度为6.94~184.23 ng·m~(-3),平均值为30.36 ng·m~(-3),主要成分为菲(Phe)、萘(Nap)、芘(Pyr)、荧蒽(Fla)、芴(Flu)和蒽(Ant)等低环数化合物.与其他地区相比,大九湖大气中的PAHs处于较低污染水平.鹿场附近、大九湖泥炭区和大九湖管理局PAHs污染较严重.秋冬季污染较严重,春夏季污染较轻.特征化合物含量比值法和后向轨迹聚类分析法解析结果表明,大九湖大气中的PAHs污染主要来自煤和生物质的燃烧,兼有机动车尾气排放和石油源,既有当地排放又有来自湖北、河南和湖南等地的近源传输和少数西北方向的远源传输.健康风险评价结果表明,总毒性当量质量浓度(ΣBaPeq)年平均值为0.208 ng·m~(-3),低于我国环境空气质量标准(GB 3095-2012)中规定的BaP年平均质量浓度限值(1 ng·m~(-3)),说明大九湖大气中PAHs的健康风险较小.     

神农架大九湖泥炭湿地水汽通量特征及生态意义

采用涡度相关法对神农架大九湖泥炭湿地生态系统2015年8月至2016年7月的水汽通量进行观测,研究了大九湖湿地水汽通量的变化规律及其主要环境影响因子。结果表明:大九湖湿地水汽通量具有明显的日变化和季节变化,均呈单峰曲线,即在月尺度上,日变化范围为-0.63(5月份)~6.95(7月份)mmol/(s·m~2),白天变化幅度较大,夜间基本维持在0左右,在季节尺度上,夏季日变化最为明显,冬季最弱,生态系统整体表现为水汽源;大九湖湿地全年蒸散量(1 133.88mm)占降雨量(2 096.97mm)的54.07%,表明降雨量能满足目前生态系统的需求;大九湖湿地水汽通量主要受净辐射(Rn)和饱和水汽压差(VPD)的共同影响,即湿地春、夏、秋、冬四季水汽通量与Rn两者拟合的R~2值分别为0.682 3、0.753 4、0.638 4、0.284 7,均优于其他研究区域,可能与泥炭湿地常年积水以及亚高山地区辐射较强有关;大九湖湿地植物主要生长季内(6~9月份)水汽通量与VPD的相关性分析显示,在泥炭藓生长季初期和末期(6、7、9月份),其叶片易受到水分胁迫,水汽通量随VPD先增加后减小,而在泥炭藓生长季中期(8月份),其发育成熟,水汽通量随VPD的增加而增大,两者的拟合效果也达到最佳(R~2=0.408 4)。该研究结果可为该区域水热评估及气候预测提供基础数据。     

大九湖泥炭湿地生态系统碳水通量及水分利用效率研究

为研究大九湖泥炭湿地生态系统碳水通量及水分利用效率(WUE)的变化特征,于2015年12月至2017年11月采用涡度相关观测系统对大九湖泥炭湿地生态系统CO_2通量、H_2O通量和环境因子进行了监测。结果表明:①大九湖泥炭湿地生态系统各季节的CO_2通量和H_2O通量整体均呈现单峰型曲线,其中夏季碳水通量的变化幅度最大,冬季碳水通量的变化幅度最小;②大九湖泥炭湿地生态系统CO_2通量与H_2O通量在0.01的检验水平上显著相关,且两者的比值存在一定的函数关系,其中三次拟合效果最优,拟合优度R~2为0.38;③大九湖泥炭湿地生态系统WUE的变化范围为0.06～13.95g C/kg H_2O,其日均值为3.26g C/kg H_2O,各季节湿地生态系统WUE的变化幅度表现为夏季冬天秋季春季;④大九湖泥炭湿地生态系统WUE与蒸散量(ET)的拟合关系中,夏季和冬季的拟合效果较好,随着ET的增加,湿地生态系统WUE不断减小;⑤大九湖泥炭湿地生态系统WUE与气温(T_a)的拟合关系中,夏季拟合效果较好,随着T_a的升高,湿地生态系统WUE不断减小;⑥大九湖泥炭湿地生态系统WUE与土壤温度(T_s)的拟合关系中,秋季拟合效果较好,随着T_s的升高,湿地生态系统WUE增加。该研究结果可为大九湖泥炭湿地生态系统变化趋势的预测及功能调控提供理论支持,也可为正确评价湿地生态系统碳水耦合、水分利用效率提供科学依据。     

神农架大九湖泥炭地碳储量估算及固碳能力研究

通过对神农架大九湖泥炭地进行野外调查和长期观测,采用经验公式和实验室分析方法,计算了神农架大九湖泥炭地土壤有机碳含量和有机碳储量,并对2016-2018年神农架大九湖泥炭地的固碳能力特征进行了分析.结果 表明:在0～100 cm深度范围内,神农架大九湖泥炭地土壤有机碳含量的变化范围为282.90～516.10 g/kg...     

神农架大九湖泥炭地孔隙水溶解有机碳特征及其影响因素

溶解性有机碳（Dissolved Organic Carbon, DOC）是泥炭地碳循环的重要组成部分。以往的研究大多集中在北方泥炭地，而对亚热带季风区泥炭地DOC动力学的认识十分有限。利用紫外可见光光谱（UV-Vis）和三维荧光光谱结合平行因子分析法（EEM-PARAFAC）研究了神农架大九湖泥炭地孔隙水的DOC浓度与化学组成及其影响因素。EEM-PARAFAC的结果表明：大九湖泥炭地孔隙水DOC主要包含3种类腐殖质组分。紫外可见光和荧光指标表明，泥炭孔隙水DOC表观分子较小，而芳香度较高。深度剖面数据表明，泥炭孔隙水DOC浓度随深度降低，0~10 cm深度浓度最高为24.16 mg/L，150~160 cm深度浓度最低为9.72 mg/L，并且深层DOC以微生物代谢产生的新鲜有机物为主，具有较低的腐殖化度。此外，氧化还原电位（ORP）与DOC浓度及化学性质关系密切。以上结果表明，在亚热带泥炭地中，微生物来源或受微生物改造的有机物是泥炭孔隙水DOC的重要组成部分；垂向输送或选择性保存是影响该亚热带亚高山泥炭地DOC动力学的重要因素。     

神农架大九湖泥炭藓沼泽湿地对镉(Ⅱ)、铜(Ⅱ)、铅(Ⅱ)、锌(Ⅱ)的净化模拟

在2007年8月研究的基础上，于2008年7月在神农架大九湖泥炭藓沼泽湿地采用自制简易模拟装置进行现场模拟实验，深入研究了泥炭藓沼泽湿地对不同浓度的金属污染物镉（Ⅱ）、铜（Ⅱ）、铅（Ⅱ）、锌（Ⅱ）的净化作用。研究表明：泥炭藓沼泽湿地对各种金属污染物都有很强的去除能力，2小时后的去除效果强弱顺序为Pb>Cu>Cd>Zn；4种金属任一时刻的去除速率都随初始浓度的增加而增大，低初始浓度先于高初始浓度达到平衡；泥炭藓沼泽湿地的稀释功能在污染物去除中起着重要作用。通过双常数速率模型得到了去除速率与实验时间的关系；拟二级动力学模型和修改后的拟一级动力学模型能够很好地描述泥炭藓沼泽湿地去除金属污染物的动态过程，拟二级动力学模型的拟合效果更佳，通过修改后的拟一级动力学模型可以计算出稀释作用对湿地净化的贡献率。为评估泥炭藓沼泽湿地净水价值、保护和合理利用泥炭藓沼泽湿地提供科学依据。