上海崇明地区大气分形态汞污染特征

2014年3月~2015年2月对上海崇明东滩湿地公园的气态零价汞(GEM)、活性气态汞(RGM)和颗粒态汞(PBM)分别进行了为期1a的连续监测.GEM、RGM和PBM的年平均浓度分别为(2.75±1.13)ng·m~(-3)、(13.39±15.95)pg·m~(-3)和(21.89±40.42)pg·m~(-3),明显高于对应北半球背景值浓度.GEM浓度在夏季最高(3.65 ng·m~(-3)),受自然源排放影响较大,秋冬季较低,受人为源排放影响较大;RGM浓度在春季最高,冬季最低,主要受风速风向的影响;PBM浓度在秋冬季节明显高于其他季节,受秋冬季节较多的细颗粒物重污染过程的影响.GEM和PBM浓度均夜间较高,白天较低,主要受空气气团混合作用影响.RGM浓度在下午较高,主要是由于GEM在下午的光氧化作用加强,利于RGM的生成.GEM和PBM浓度在偏西风向上浓度较高,受上海、江苏等地人为源排放影响较大.RGM浓度在东南风向上浓度明显高于其他方向,这是因为RGM主要来源为人为排放,其浓度受风速影响较大,东南风向上平均风速较小,持续的弱风及停滞的空气不利于RGM的扩散.     

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。     

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.     

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.     

崇明东滩夏季沉积物厌氧氨氧化菌群落结构与空间分布特征

为探索长江口崇明东滩表层沉积物中是否存在厌氧氨氧化菌以及厌氧氨氧化菌的群落结构与空间分布特征,以崇明东滩高、中、低潮滩夏季表层沉积物中总DNA为模板,PCR扩增沉积物样品中厌氧氨氧化菌特异性16S rDNA片段,通过克隆、测序,构建相应基因文库,将文库中有效克隆序列分别提交到GenBank中进行相似序列搜索,并利用MEGA5绘制系统发育树.分析结果发现,克隆序列CM-L-7和CM-L-18与已发现厌氧氨氧化菌Candidatus"Scalindua sp."同源性达98%,CM-L-13与Candidatus"Scalindua wagneri"同源性达94%,CM-M-6与Candidatus"Kuenenia sp."同源性达94%,CM-M-22与Anaerobicammonium-oxidizing planctomycete JMK-1的同源性达95%,CM-H-15与Candidatus"Kuenenia stuttgartiensis"的同源性达94%.表明,崇明东滩高、中、低潮滩表层沉积物中均存在厌氧氨氧化菌,但所属菌属不同,低潮滩以Candidatus"Scalindua"为主,中、高潮滩以Candidatus"Kuenenia"为主.相比之下,中潮滩厌氧氨氧化菌群落结构较为复杂.部分克隆序列与已发现厌氧氨氧化菌存在较大进化距离,表明崇明东滩可能还存在其他具有潜在厌氧氨氧化功能的细菌.     

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、47、21种有机质热裂解产物,主要包括脂肪族化合物（烷烃、烯烃、脂肪酸等）、芳香族化合物（芳烃、多环芳烃等）、杂环化合物、酚类化合物、多糖、含氮化合物及含硫化合物.随着埋藏时间增加,由CM6、CM5、CM4至CM2样品,盐沼土壤有机质热裂解产物中脂肪族化合物、含氮化合物、酚类化合物等化学稳定性相对较高的组分增多,杂环化合物含量增加且多环芳烃/芳烃的含量比值升高,表明难降解物质逐渐累积,埋藏盐沼土壤有机质化学稳定性逐渐增强.     

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。     

盐度和pH对崇明东滩沉积物中NH+4释放的影响研究

采集长江口下游的崇明东滩沉积物样，通过实验模拟研究盐度和pH对沉积物中NH4^ 释放的影响。结果表明，潮滩沉积物中NH4^ 的释放受盐度和pH的共同控制。NH4^ 随着盐度的变化呈明显的“M”型双峰曲线，释放量最小出现在盐度为0‰。释放峰值出现在盐度为5‰、20‰。NH4^ 随着pH的释放规律因盐度环境和沉积物类型的不同而显著不同。NH4^ 的释放量与沉积物类型有关，沙性物质含量高的低潮滩沉积物中NH4^ 的释放量明显低于沙性物质少的中潮滩。