上海滨岸带沉积物AVS空间分布特征

对上海滨岸带(北起与江苏省交界的浏河口南到与浙江省交界的金丝娘桥)沉积物酸可挥发性硫化物(AVS)污染现状及其含量的空间分布特征进行了调查研究。结果表明,上海滨岸带AVS含量在(0.56~161.06)×10-6之间,平均值为17.98×10-6。AVS含量与各环境因子相关分析得出,影响上海滨岸带AVS分布的主导因素是有机碳,其次为含水率,而氧化-还原电位相关性不显著。采用单因子评价方法分析,表明上海滨岸带AVS污染指数范围在0.002~0.537,均未超标,北段AVS污染指数南段中段。其中AVS污染指数超过0.1的采样站位共有13个,主要受自然地理环境(有机碳含量、水深)和人类活动(人为排污、水产养殖)的影响。     

海河流域河流滨岸带入侵植物等级与分布特征

为了解海河流域河流生态系统的退化程度,进而为河流植被修复提供支撑,对河流滨岸带植被入侵物种开展调查,并分析其入侵等级、分布规律及成因. 调查了海河流域九大水系滨岸带402个样地的植物物种信息和主要环境因子,参照《中国入侵植物名录》确定入侵植物名单,根据物种的出现频率和以该物种为优势种的样地所占比例来评价植物入侵等级,并分析物种入侵与环境因子之间的关系. 结果表明:①海河流域河流滨岸带入侵植物共有48种,其中一年生草本植物占72.9%,并且以菊科、苋科、禾本科物种数最多. ②Ⅰ级入侵种为反枝苋(Amaranthus retroflexusn)、苘麻(Abutilon theophrasti)、小藜(Chenopodium serotinum)、鬼针草(Bidens pilosa)和鳢肠(Eclipta prostrata)共5个物种,出现频率超过25%;Ⅱ级入侵种为小蓬草(Conyza canadensis)、大狼杷草(Bidens frondosa)、圆叶牵牛(Pharbitis purpurea)等共11种;Ⅲ级入侵种共32种. ③各水系平均出现入侵植物23种,其中子牙河水系入侵植物种数最多,为33种;其次为滦河水系,为25种;漳卫河水系最少,为15种. ④海拔和堤外土地类型与植物入侵强度相关性最大,海拔与入侵植物的关系主要通过人口压力相关联.      

长江口滨岸排污活动对潮滩营养盐环境地球化学过程的影响

华东师范大学地理系地理信息科学教育部重点实验室,上海200062     

大冶湖滨岸带重金属水-土迁移特征与风险评价

于2013年3月,采集大冶湖枯水期滨岸带水和表层土壤样品(上层0~10 cm、下层10~20 cm)各20个,并用火焰原子吸收分光光度法测定其重金属(Cu、Pb、Cd、Zn)的含量.结果表明,沿岸水中Cu、Pb、Cd、Zn的平均值分别为7.14、25.94、15.72、37.58μg·L-1,其中Cd超出了Ⅴ类地表水环境质量标准.上下层土壤中Cu、Pb、Cd、Zn的平均含量分别为108.38、53.92、3.55、139.26 mg·kg-1和93.00、51.72、2.08、171.00 mg·kg-1,其中上下层土壤中Cd均远超出土壤环境质量Ⅲ级标准.Pb在土壤和水体中的迁移性较为稳定,而Zn的迁移性受土壤性质及周边环境影响较大.西岸带重金属可迁移性较东岸带大,具有较强的潜在环境风险.Cu、Pb、Cd、Zn均主要以残渣态形式存在.重金属元素整体迁移顺序是:PbCuCdZn,其中Cu、Pb有50%以上可能发生迁移,对环境存在较大的污染风险.通过风险评价指数与潜在风险系数得出Cd为主要污染因子,且上层土壤重金属污染均高于下层土壤.     

派河流域滨岸带植物群落物种多样性和群落相似性分析及滨岸缓冲带模型构建

通过野外踏查和样带、样方调查法,利用物种多样性指数和群落相似性指数,对派河流域滨岸带不同植物群落结构及其与水质联系进行分析比较,从而构建出适合派河治污的缓冲带模型。结果表明:该流域滨岸带植物物种组成共有92科204属254种,其中主要生活型植物为草本植物。整条流域、不同河段和不同岸坡高度的植物群落的多样性指数大小存在差异,且数值普遍较低。由于所处生境差异和人为因素的影响,不同河段和不同坡面高度的群落相似性均不同。滨岸缓冲带的宽度及其植物搭配的复杂程度对于河道水质的改善具有重要作用。综上可知,派河流域滨水带植物组成较为丰富,但各群落物种丰富度偏低,不同空间位置的群落异质性较大,滨岸缓冲带模型可构建为在不同岸坡高度错落分布一定宽度的乔灌草搭配模型来改善派河水质。     

潮滩沉积物-水界面营养盐N、P分布及交换特征

通过2月枯季和8月洪季样品的采集、室内分析和测试,对滨岸带潮滩沉积物孔隙水中营养盐含量的分布、迁移和扩散通量进行了初步研究。结果表明,NH_4~--N和N0_3~--N的平均含量8月洪季比2月枯季低,但是NO_2-N含量在8月份却达到最高,为0.04 mg/L;TP在季节分布上变化不大,8月洪季时含量较高。在空间分布上发现,排污口及大面积围垦对营养盐局部分布的影响较大。营养盐剖面分布总体趋势为NH_4~--N含量随深度增加而增加,NO_3~--N随深度增加而减少,但同时受到沉积速率和污水排放的影响。潮滩沉积物—水界面间无机氮磷的平均扩散通量分别为7.15、-0.53μg/(cm~2·d),因此沉积物是N的输入源,P的汇。同时还发现,污染物的排放能极大地改变该地区的N、P迁移量甚至迁移方向。     

小清河滨岸带土壤碳氮变化及影响因素研究

为探究小清河滨岸带土壤中碳氮组分的空间变化规律,分析小清河流域土壤碳氮组分对河流的影响,该文采集小清河不同类型滨岸带(林地、草地、荒地、林草混合)的土样,测定其基本理化性质及总有机碳、溶解性有机碳、微生物生物量碳、总氮、硝氮、氨氮。研究结果显示,发现碳氮不同形态的空间分布规律总体均表现为从水滨到高地逐渐递减,经冗余分析发现,不同时期不同形态的碳氮与土壤基本理化性质、常量元素等关系密切。     

上海市滨岸带沉积物中酸挥发性硫化物垂直分布及空间变化特征

对上海市滨岸带(北起浏河口,南至杭州湾的金丝娘桥)18个柱状沉积物中酸挥发性硫化物(AVS)质量分数及其垂直分布特征进行了研究. 结果表明:沉积物中w(AVS)为0.38～317.60 mg/kg,底层沉积物中w(AVS)平均值最高,是表层和中层的2倍左右. 各采样点沉积物中底层w(AVS)空间变化差异最大,表层w(AVS)变化较小. 人类活动干扰(滨岸带围垦、工业排污和生活排污和畜禽养殖等)显著改变了潮滩原有的自然环境特征〔w(有机碳)、含水率、粒度组成以及氧化还原电位等〕,可能成为控制上海市滨岸带沉积物中w(AVS)空间变化差异的决定性因素.      

铜陵市惠溪河滨岸带土壤重金属形态分布及风险评估

为揭示惠溪河滨岸带土壤重金属(Pb、Cu、Zn、Ni、Cr、Cd和As)形态分布和生态风险状况,沿河采集12个采样点的土壤样品,采用改进的Tessier五步连续提取法开展形态分析,并以Hkanson潜在生态危害指数法进行生态风险评估. 结果表明:①As和Cr以残渣态占绝对优势,Zn、Pb和Ni以残渣态和Fe-Mn氧化物结合态为主,Cu则以残渣态和有机结合态为主,Cd具有形态多样的分布特征;②7种重金属污染程度排序为As＞Cd＞Zn＞Cu＞Pb＞Ni＞Cr,潜在生态风险大小排序为Cd＞As＞Cu＞Pb＞Ni＞Zn＞Cr,其中Cd和As属极高风险等级,Cu为中等风险等级,其他4种元素则为轻微风险等级;③根据潜在生态风险指数,小倪村、狼尾湖右岸和大倪村采样点属于高风险等级,其他9个采样点均属于很高风险等级;④由综合污染及潜在生态风险贡献率水平,初步判定As和Cd为惠溪河滨岸土壤重金属污染治理和修复的优先控制对象.      

生物炭输入对不同滨岸带土壤营养元素有效态变化的影响

生物炭作为一种新型环保材料常被用于改良土壤和污染修复,生物炭输入对土壤中营养元素的有效态会产生明显影响.本文基于太湖滨岸带不同土地利用类型(林地、草地、耕地和荒地),对比研究生物炭施加对不同类型土壤中营养元素有效态含量的影响,并探讨其动力学变化规律.结果表明,生物炭施加能够明显影响滨岸带土壤营养元素有效态含量,但对碳氮磷的影响效果存在差别.添加生物炭之后,土壤中溶解性有机碳呈显著下降趋势,而有效氮轻微增加,有效磷则明显增加.林地、草地、耕地和荒地土壤中溶解性有机碳含量分别下降了33. 3%、27. 4%、29. 5%和51. 4%;有效氮含量分别提高了10. 8%、18. 2%、16. 4%和15. 2%;有效磷含量分别增加了40. 0%、50. 2%、34. 0%和43. 6%.对比控制组(CK)和添加组(BC)的变化,土壤溶解性有机碳和有效磷含量在两组之间差别不大,而有效氮的含量变化差距较大,且在4种利用类型土壤中,生物炭施加后对不同营养元素有效态的影响程度有所差异.     

Influence of sunlight on the proliferation of cyanobacterial blooms and its potential applications in Lake Taihu, China

To learn the relationship between sunlight intensity and cyanobacterial proliferations for the further control of the heavy blooms, enclosure experiment were conducted in Meiliang Bay, Lake Taihu by regulating the natural light intensities with different shading ratio （0% （full sunlight）, 10%, 25%, 50% and 75% of original natural sunlight intensities） from September to November in 2010. The results indicated that phytoplankton biomass （mean） decreased significantly when the shading ratios reached 50% or more. Higher shading ratios （e.g. 75%） were very efficient in controlling the average and total cyanobacterialbloom biomass, while 50% shading ratio was proven very effective either in controlling the peak value of phytoplankton biomass or postponing the occurrence of cyanobacterial blooms in Lake Talhu. In addition, phytoplankton composition and photosynthesis efficiency were also affected by altering the shading ratios, and in turn, they might also act on phytoplankton growth. Based on the results from the present study, intermediate shading strategies such as regulation of water level or turbidity through the hydrology regulations would probably be an effective and efficient method in controlling cyanobacterial blooms in large and shallow lakes.     

超声波控藻对氮磷释放及水质变化的影响

为探究超声波控藻的底泥氮磷释放过程与水质恶化风险,本研究从太湖梅梁湾采集泥样、水样和藻样,采用低频超声波（35kHz,0.035 W/mL）处理不同对象（泥体系：底泥和水;藻体系：微囊藻和水;泥藻体系：底泥、微囊藻和水）,分析底泥与藻细胞的氮磷释放贡献率及水质变化过程.结果显示,20min内超声处理不会造成底泥氮磷的显著释放,40min后会造成底泥氮磷大量释放和藻细胞破裂.比较3个体系的水质参数变化过程后得知底泥比藻细胞的氮磷释放贡献率更大.超声处理对COD_Mn和TN有一定的削减效果,泥体系和泥藻体系在超声波作用后溶解性氮以氨氮和硝氮为主.为降低水质恶化风险,建议超声波控藻采用适当的超声强度进行短时间处理,避免底泥氮磷大量释放和藻细胞破裂.     

风场对太湖梅梁湾水华及营养盐空间分布的影响

为了解风场对湖泊表层蓝藻水华及营养盐空间分布的影响,以太湖梅梁湾为例,在蓝藻水华期间开展表层粒子漂流实验,研究风场对水体表层物质的推移规律,并开展全水域水体表、中、底层密集布点采样,测定水体藻类叶绿素a、氮、磷、高锰酸盐指数、溶解性有机碳、溶解氧等水质指标,探讨风场驱动下大型浅水湖泊蓝藻水华及营养盐时空分布特征.结果表明,在平均风速1. 9 m·s~(-1)和2. 3 m·s~(-1)的情况下,表层粒子的平均漂移速度分别为3. 0 cm·s~(-1)和5. 0 cm·s~(-1);风场对表层水体蓝藻水华的空间分布具有决定性影响,能够引起蓝藻水华在空间上较高的异质性;蓝藻水华物质的空间变化对水体颗粒态氮、磷、有机质和溶解氧等水质指标产生较大影响,表、中、底层颗粒态氮和磷、高锰酸盐指数与叶绿素a浓度的空间分布一致,而溶解态氮、磷浓度及溶解性有机碳的分布与叶绿素a浓度分布不尽相同;蓝藻水华物质在风场作用下的再分配对水体溶解氧产生复杂的影响,底层溶解氧平均值低于表层与中层,可能对沉积物营养盐释放产生影响;依据高密度布点调查估算,仅表层20 cm,梅梁湾水域的蓝藻干物质赋存量约396 t,远大于蓝藻打捞工程的清除量.研究表明,鉴于水华期间风场作用下对蓝藻水华漂移的巨大影响,在湖泊水质调查采样方法及数据分析时应充分考虑蓝藻水华漂移的影响因素;防控湖泛灾害的蓝藻打捞作业对湖体蓝藻水华赋存量的清除能力有限,只能对岸边带湖泛的预防产生影响.     

香溪河库湾水质特征与非回水区水华响应关系

为探究香溪河在受倒灌影响较弱的河段水华暴发征兆及机理,于水华高发期5~8月对香溪河进行监测,分析电导率、水温、叶绿素a（Chl-a）以及流速.结果表明,在6~8月,香溪河倒灌现象于XX05点（峡口镇）处基本结束,XX06~XX09受倒灌来水影响较弱;香溪河于7月暴发水华,各个监测点位上Chl-a含量均值达到100μg/L以上,XX05~XX06与XX07-XX09点位上暴发不同种水华;在水华暴发前后,水体温度无显著变化,且并无明显分层现象,说明水温分层是水华暴发的主要原因这一理论并不能很好的适用于非回水区;通过对电导率数值的研究发现,数值在垂向上出现显著拐点,而拐点出现在临界层与光补偿层之间,同时与叶绿素a含量分布呈现显著负相关性.香溪河总氮（TN）、总磷（TP）平均值为1.849mg/L和0.157mg/L,均超过富营养化的阈值,水体氮磷含量与Chl-a浓度无显著相关性,水体中除N、P营养盐外的其它离子对香溪河水华的暴发起着重要作用.在水华消退后,电导率数值又逐渐恢复表层高底层低的垂向线性分布特性,与水华的暴发、消退有着明显的响应.     

广东大亚湾藻类水华的动力学分析 Ⅱ.藻类水华与营养元素的关系研究

1998年1月－12月在广东大亚湾澳头海域布设6个监测站位，每3天采样1次，连续监测浮游植物种群结构及其时空演替。4月－6月上旬同步监测水温、盐度、光照、pH值、DO、叶绿素a、COD、浊度和营养元素等环境因子，其余月份每月测定一次。监测结果表明，大亚湾澳头海域1998年全年先后发生日本星杆藻（Asterionella japonica)水华、细弱海链藻（Thalathiostira subtilis)水华、裸甲藻（Gymnodinium sp)水华、角毛藻（Chaetoceros spp.)水华。对各种营养元素在水华形成和消亡过程中的作用和机制的研究结果显示：不同的藻类对DIN、DIP的需求量并不相同，且藻类对NO3^-－N、NH4^＋－N、NO2^－－N的吸收具有选择性。海水DIP、可溶性Fe浓度的异常增大是水华发生的诱因，DIP、可溶性Fe被消耗殆尽是水华结束的原因之一。     

河岸带不同植被格局对表层土壤养分分布和迁移特征的影响

河流周边的人类活动干扰使得河岸带的植被类型和结构发生了巨大变化。研究选取了北京市温榆河的3个类型河岸带植被结构,从河漫滩到河道上依次为：（I）杨树林-农田、（II）火炬树林-荒草、（III）农田-荒草。通过土壤采样分析和对比研究,发现河岸带的植被格局可以显著影响土壤养分的空间分布特征和流失风险。从河漫滩到河道的方向上,河岸带植被组合I的土壤全氮、全磷、有效氮、有效磷和有机质含量均呈现降低的趋势,而土壤容重则逐渐增加。对于植被结构类型II,土壤的全氮、有效氮和有机质呈现出波动的变化;而土壤的全磷和有效磷都呈现比较平缓的变化趋势。对于植被组合III,土壤养分含量均呈现增加的趋势,土壤容重呈现降低的趋势。河岸植被模式III的下坡位荒草区域的土壤养分和有机质含量都要显著高于其上坡位的农田区域,但农田区域的土壤容重则大于荒草区域。植被结构的异质性还可以影响到河岸样带的土壤平均养分含量和容重大小。研究结果可以为退化河岸带的植被恢复和植被格局的优化设计提供参考。     

Long-term joint effect of nutrients and temperature increase on algal growth in Lake Taihu, China

To study how global warming and eutrophication affect water ecosystems, a multiplicative growth Monod model, modified by incorporating the Arrhenius equation, was applied to Lake Taihu to quantitatively study the relationships between algal biomass and both nutrients and temperature using long-term data. To qualitatively assess which factor was a limitation of the improved model, temperature variables were calculated using annual mean air temperature (AT), water temperature (WT), and their average temperature (ST), while substrate variables were calculated using annual mean total nitrogen (TN), total phosphorus (TP), and their weighted aggregate (R), respectively. The nine fitted curves showed that TN and AT were two important factors influencing algal growth; AT limited growth as algal photosynthesis is mainly carried out near the water surface; N leakage of phytoplankton and internal phosphorus load from sediment explains why TN was the best predictor of peak biomass using the Monod model. The fitted results suggest that annual mean algal biomass increased by 0.145 times when annual mean AT increased by 1.0℃. Results also showed that the more eutrophic the lake, the greater the effect AT had on algal growth. Subsequently, the long-term joint effect of annual temperature increase and eutrophication to water ecosystems can be quantitatively assessed and predicted.     

Long-term joint e ect of nutrients and temperature increase on algal growth in Lake Taihu, China

To study how global warming and eutrophication a ect water ecosystems, a multiplicative growth Monod model, modified by incorporating the Arrhenius equation, was applied to Lake Taihu to quantitatively study the relationships between algal biomass and both nutrients and temperature using long-term data. To qualitatively assess which factor was a limitation of the improved model, temperature variables were calculated using annual mean air temperature (AT), water temperature (WT), and their average temperature (ST), while substrate variables were calculated using annual mean total nitrogen (TN), total phosphorus (TP), and their weighted aggregate (R), respectively. The nine fitted curves showed that TN and AT were two important factors influencing algal growth; AT limited growth as algal photosynthesis is mainly carried out near the water surface; N leakage of phytoplankton and internal phosphorus load from sediment explains why TN was the best predictor of peak biomass using the Monod model. The fitted results suggest that annual mean algal biomass increased by 0.145 times when annual mean AT increased by 1.0°C. Results also showed that the more eutrophic the lake, the greater the e ect AT had on algal growth. Subsequently, the long-term joint e ect of annual temperature increase and eutrophication to water ecosystems can be quantitatively assessed and predicted.     

基于GIS的我国渤海1952~2016年赤潮时空分布

收集了渤海海域自1952年有赤潮发生记录以来长达65a的相关资料,采用地理信息系统（GIS）技术研究了该海域赤潮发生的时空分布特征,并对其危害程度进行了评估.研究结果表明,渤海赤潮发生最频繁的区域为渤海湾北部、辽东湾西部和东部的海域;渤海共发生赤潮189次,其中影响面积超过1000km²的有21次;2000年以后,赤潮发生频率在明显增加;在6、7和8月份赤潮发生次数最多,分别占总次数的26%、22%和21%;由夜光藻、中肋骨条藻和原甲藻引发的赤潮次数分别为65、11和10次;发生在渤海湾西部、辽东湾西部以及黄河口海域的赤潮对海洋生态危害最大.首次以可视化的方法全方位展现和认识了渤海海域65a来赤潮发生的范围、分布与特点,实现了对该地区发生赤潮信息的整合与处理.这一方法对其他海域赤潮研究亦具有借鉴价值.     

广东-海南海岸带生态系统服务价值评估

采用Costanza等的分类系统和相关服务的单位价值，根据广东省1987年海岸带和海涂资源综合调查报告和其他相关资料，初步估算出广东—海南海岸带的生态系统服务的总价值为316．97亿美元／a，其中陆地为187．38亿美元／a、海域为129.59亿美元／a。该总价值占全国总价值的407％，养分循环、水分调节、休闲和水分供给等服务的价值突出，分别为全国总价值的6．17、3.98、3．66和3.37％由于自然生态系统的复杂性和不确定性，以及计算参数和方法存在缺陷，因而得到的只是一个偏低的保守值，有待今后改进。