天津临港滨海湿地公园重金属污染特征及风险评价

为了解天津临港滨海湿地公园重金属的污染特征及环境风险,检测了天津近海海域6种常见重金属Cu、Pb、Zn、Cd、Cr和As在湿地水体和沉积物中的浓度,并采用重金属污染指数法、物种敏感性分布法和地累积指数法与潜在生态风险指数法分别对水体和沉积物中的重金属风险进行评估。结果表明:水体中只检出Cr、Cu、Zn和As,各采样点浓度均值分别为50.93、2.56、38.21和8.67 μg/L,其中Cu、Zn、As浓度在各采样点均未超过GB 3838—2002《地表水环境质量标准》中Ⅳ类水质标准;沉积物中检出Cr、Cu、Zn、As、Cd和Pb,各采样点浓度均值分别为66.28、24.12、91.37、9.83、0.88和20.38 mg/kg,其中Cr、Cu、Zn和Cd不同程度超过我国土壤环境背景值。对水体重金属的风险评价,重金属污染指数法评价结果为低污染,主要污染重金属为Cr;物种敏感性分布法评价结果为中~高生态风险,As为导致高风险的主要重金属元素。对沉积物重金属的风险评价,地累积指数法评价结果表明Cd为中度污染,Cr、Cu、Zn、As和Pb为无污染或轻度污染;潜在生态风险指数法评价结果显示,研究区域为中、高生态风险程度。由于不同评价方法的参照状态、风险受体或保护目标不同,导致评价结果存在明显差异,建议根据风险高的评价结果采取防治措施,从而更严格地保护湿地公园生态系统。     

表流湿地细菌群落结构特征

为探讨表流湿地细菌群落结构的空间分布以及细菌环境影响因子,采用高通量测序方法,对表流湿地沿水流方向10个不同处理单元细菌群落结构进行分析,并利用冗余分析对其与环境因子的关系进行了探究.研究表明:细菌群落多样性指数(香农-威纳指数)平均值为6.57,细菌群落主要属于Proteobacterice(38.97%)、Bacteroidetes(15.63%)等18个门类,丰度大于1%的共有22个属;沿程细菌多样性总体呈现先升高后降低的波动性变化,最终处理单元与最初处理单元的多样性均较其余各处理单元低;细菌丰度与pH、ORP、NH_4~+-N、NO_2~--N、TN均有相关性.     

黄河三角洲滨海湿地生态特征变化及影响因子分析

近年来,黄河三角洲地区社会经济的迅速发展,加速了人类对该地区的开发,但是盲目的开发以及不合理的管理制度,导致湿地生产力下降,对生态环境造成了严重的影响,使该地区滨海湿地退化、盐碱化的趋势加剧.本文主要从自然和人为两个角度,详细分析滨海湿地生态特征变化的影响因子.     

高通量测序法表征潜流人工湿地中不同植物根际细菌群落特征

为了研究人工湿地中植物根际、污水水质和深度等对细菌群落结构特征分布的影响,利用高通量测序技术,对人工湿地中芦苇(Phragmites communis)、香蒲(Typha orientalis Presl)2种植物根际3个不同深度细菌群落特征进行了研究.细菌群落丰富度和多样性研究结果表明,芦苇根际细菌群落丰富度和多样性均大于香蒲根际,细菌在芦苇根际周围可以更好地生存;同一植物根际细菌的丰富度和多样性随着深度的增加逐渐减少.相似度和差异性分析结果表明,相同植物根际细菌群落结构相似度较高,而不同根际群落结构有一定的差别.优势细菌菌群分析结果发现,细菌群落在门类水平上达到13门以上,优势细菌种群均以变形菌门、酸杆菌门、绿弯菌门、厚壁菌门为主,相对丰度约为55%~78%;纲类水平也达到20纲以上,主要有α-变形杆菌纲、β-变形菌、δ-变形菌纲、γ-变形菌纲、芽孢杆菌纲、酸杆菌纲、相对丰度达到50%以上,植物根际富集的主要纲类细菌是β-变形菌纲.影响细菌群落结构丰富度和多样性的主要环境因素是营养物浓度、植物、采样深度和温度.     

鄱阳湖湿地细菌群落多样性和可培养细菌功能基因丰度

鄱阳湖湿地中蕴含着丰富的微生物资源,参与并维持着湿地生态系统的物质循环和稳定.为探明鄱阳湖湿地土壤细菌分布规律,分析可培养细菌群落结构和功能特征,采用Illumina MiSeq高通量测序技术分析了鄱阳湖湿地土壤全部细菌（AW）和湿地外围周边土壤全部细菌（AS）群落结构多样性特征;又结合可培养方法和qPCR功能基因芯片技术,分析了湿地可培养细菌（CW）和湿地外围周边土壤可培养细菌（CS）功能基因丰度差异.研究发现鄱阳湖湿地土壤细菌多样性低于湿地外围周边土壤细菌,变形菌门和酸杆菌门是两种土壤环境中共有的细菌优势菌门,放线菌门、厚壁菌门、绿弯菌门和热脱硫杆菌门也是存在于两种土壤中的主要菌门,但相对丰度均差异显著;网络分析显示湿地土壤较周边土壤细菌网络结构更简单.采用可培养方法获得的不同采样点土壤细菌群落多样性差异不明显.但湿地土壤可培养细菌功能基因的拷贝数高于周边土壤,其中参与氮循环的UreC基因和参与碳固定的acsE基因在两种土壤可培养细菌中相对丰度较高.研究结果可为深入挖掘调控、维持湿地土壤养分循环和促进鄱阳湖湿地生态系统功能稳定性的潜在有益微生物提供理论依据.     

会仙岩溶湿地、稻田与旱地土壤细菌群落结构特征比较

为了探究土地利用变化对湿地系统土壤细菌的影响,以会仙天然湿地、稻田和旱地这3种土地利用方式的耕层土壤(0～20cm)作为研究对象,利用高通量测序技术对土壤细菌群落的α多样性、物种组成和丰度进行分析,并结合土壤理化性质探讨影响细菌群落结构的环境因素.结果表明,会仙湿地系统土壤中存在的细菌隶属于49个门和145个纲.其中,稻田土壤细菌的Shannon指数显著较高;天然湿地土壤细菌的Simpson指数显著较低.在会仙湿地系统土壤的优势菌门(operational taxonomic units,OTUs 1%)中,天然湿地的优势菌门为变形菌门(52. 15%)、放线菌门(15. 16%)和酸杆菌门(8. 80%);稻田的优势菌门为变形菌门(45. 79%)、酸杆菌门(17. 20%)和绿弯菌门(11. 75%);旱地的优势菌门为变形菌门(51. 42%)、酸杆菌门(15. 51%)和绿弯菌门(7. 43%).在优势菌纲(OTUs 1%)中,天然湿地的优势菌纲为α-变形菌纲(17. 98%)、β-变形菌纲(13. 72%)和放线菌纲(13. 13%);稻田的优势菌纲为酸杆菌纲(14. 35%)、β-变形菌纲(13. 37%)和δ-变形菌纲(12. 02%);旱地的优势菌纲为α-变形菌纲(19. 44%)、β-变形菌纲(13. 30%)和酸杆菌纲(13. 03%).在优势的OTUs中( 0. 3%),天然湿地的优势菌属是Sphingomonas(OTU2和59)、Micromonospora(OTU5、24和50487)、Gemmatimonas(OTU1)和Stenotrophomonas(OTU8);稻田的优势菌属是Lysobacter(OTU4和115)和Aquabacterium(OTU33);旱地的优势菌属是Sphingomonas(OTU85、157和2916)、Rhodanobacter(OTU19和52)和Phenlobacterium(OTU60).聚类热图分析显示,3种土地利用下的土壤细菌群落结构差异极其显著.冗余分析结果显示,土壤细菌分布差异主要与p H、土壤总有机碳(SOC)、全氮(TN)、碱解氮(AN)、交换性镁、交换性钙、可溶性有机碳(DOC)和速效磷(AP)等生态因子显著相关(P 0. 05).以上研究结果表明,土地利用方式变化能显著改变会仙湿地土壤的细菌群落结构.     

植被恢复的岩溶湿地沉积物细菌群落结构和多样性分析

为研究岩溶地区湿地生态系统的细菌群落在植被恢复过程中的结构和多样性以及环境因子对其产生的影响,以桂林会仙岩溶湿地沉积物中提取的总DNA为模板,采用Illumina HiSeq 2500高通量测序技术,对细菌16S rDNA V4、V5区进行测序并分析,共得到有效序列711 403条,序列平均长度为372.34 bp,聚类产生5 952个OTU（Operational Taxonomic Unit）.结果表明,研究区沉积物具有较高的细菌多样性,包含70个门,150个纲,195个目,325个科,446个属.其中,变形菌门（Proteobacteria）是优势类群,占比为18.33%~44.16%,并以β-变形菌纲（Betaproteobacteria）、γ-变形菌纲（Gammaproteobacteria）及δ-变形菌纲（Deltaproteobacteria）为主要组成部分,这些类群中包含了硫杆菌属（Thiobacillus）和脱硫酸盐橡菌属（Desulfatiglans）等参与硫元素循环的菌群,推测对湿地沉积物中的硫循环有着重要作用;同时,属水平上存在大量（37.85%~84.67%）未分类（Unclassified）细菌类群.在会仙岩溶湿地水质及沉积物化学指标中,与细菌群落相关性较大的是ρ（NO₃--N）、ρ（NO₂--N）、ρ（TP）和ρ（TN）等水质指标.研究显示,桂林会仙岩溶湿地细菌具有很高的多样性,沉积物中蕴藏了许多潜在新物种;并且,水质指标对沉积物细菌群落结构及多样性的影响较大,说明人为因素对于会仙岩溶湿地微生物群落结构的影响较为显著.      

1983~2013年江苏盐城滨海湿地景观格局变化特征

利用遥感和地理信息系统技术,通过分析江苏盐城滨海湿地1983~2013年景观格局变化过程,定量分析湿地景观组分保留率和湿地类型特定转移过程贡献率,研究景观演变的结构特征及变化方向。结果表明:1983~2013年间,江苏盐城滨海湿地自然景观面积总计减少1211.22 km2,比重下降21.63%,呈逐年递减趋势。人工景观的面积逐步攀升,2013年较1983年面积增加达1492.09 km2。其中盐田面积减小,养殖塘的面积增加到达930.28 km2。自然景观中,海水水域的保留率较高(74.4%),转出类型主要为光泥滩。人工景观中农田林地和养殖塘的保留率较高,分别为79.0%、60.9%,主要转出类型分别为建筑用地(76.1%)、农田林地(86.6%)。自然演替优势转移型累积贡献率为26.98%,人类主导转移型累积贡献率为44.00%,其中对自然湿地的围垦累积贡献率为35.21%。可见,近30 a江苏盐城滨海湿地景观格局动态变化人类活动为主导因素,主要体现为对自然湿地的围垦。     

分层型水库藻类垂向演替的水质与细菌种群调控

浮游藻类和细菌是水生食物网的重要组成部分,在水源水库生态系统物质循环和能量流动方面发挥关键作用,藻类的空间演替与水体细菌种群代谢和结构演变关系密切.因此,本文以李家河水库为研究对象,在分析水库水质指标基础上,采用高通量DNA测序技术和Biolog技术,研究水库藻类暴发期,浮游藻类和细菌群落结构垂向演替特征及其与水质的偶联关系.结果表明,李家河水库在8月处于热分层期,水体pH、DO和NH~+_4-N随深度变化均逐渐降低(P0.001).藻密度和Chla呈现同步变化趋势(P0.001),表层最大分别为3 364.33×10~4 cells·L~(-1)和7.03μg·L~(-1).藻类群落结构在水深0 m和3 m处以微囊藻为主,而在水深6 m处,小环藻取代微囊藻成为最优藻属,相对丰度达57.28%.Biolog结果表明,微囊藻的暴发对细菌代谢活性及其相对丰度产生较大影响,但细菌种群代谢活性多样性变化不显著.高通量测序共发现1 420个OTUs,隶属于10个细菌门类,其中放线菌门(Actinobacteria)和变形菌门(Proteobacteria)在不同水层均为最优门类,其相对丰度之和达50%以上;绿菌门(Chlorobi)和浮霉菌门(Planctomycetes)的相对丰度随着水深增加发生显著变化,均在6 m深度达到最大值,分别为10.29%和6.78%,且与水层藻密度呈显著负相关(P0.05);厚壁菌门(Firmicutes)和芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)与藻密度呈显著正相关(P0.05).热图(Heat map)指纹图谱表明,李家河水库的细菌群落结构垂向分布差异显著,且随着水深的增加,细菌群落分布更均匀并趋于多样性.冗余分析(RDA)表明,细菌和藻类的群落结构的垂向分布受不同水质指标调控且差异显著.对水源水库藻类暴发期藻类与细菌群落的偶联机制进行探究,为水源藻华消涨的分子微生态驱动机制研究提供科学依据.     

中国典型滨海湿地转变为养殖塘对土壤细菌多样性及群落结构的影响

以我国黄河口碱蓬湿地、九龙江口桐花树湿地、东寨港木榄湿地为研究样地,借助高通量测序技术探究这3个典型滨海湿地转变为养殖塘前、后土壤细菌多样性及群落结构的变化.结果表明:①天然湿地转变为养殖塘后,土壤细菌群落多样性与丰富度均有所下降;②天然湿地转变为养殖塘未显著改变细菌门水平群落组成,湿地优势细菌门主要为变形菌门(Pro...     

盐城滨海湿地表层沉积物有机碳特征

对比研究盐城滨海湿地表层沉积物总有机碳(TOC)含量及其时空分布,揭示不同季节,不同植被覆盖对滨海湿地TOC分布的影响。结果表明,盐城滨海湿地表层沉积物TOC含量为0.69~10.34 g/kg,平均值4.55 g/kg。TOC含量的季节变化表现为:光滩呈单峰型分布,最高值出现在秋季(0.86±0.11 g/kg),除光滩外,TOC含量峰值均出现在冬季,即植被非生长季。TOC含量的空间变化表现为:互花米草滩(10.34±2.42 g/kg)>芦苇滩(3.90±1.11 g/kg)>盐蒿滩(3.28±1.86 g/kg)>光滩(0.69±0.16 g/kg);不同生态带内TOC 含量差异显著,光滩空间变异性最小(0.06),芦苇滩最大(0.14)。此外,湿地表层沉积物中TOC含量与总氮(TN, g/kg)、含水量(WFPS,%)、平均粒径(Φ)、分选系数以及C/N均呈显著正相关。通过研究发现,互花米草相对于其他植被类型由于其对有机碳很好的富集能力,可以有效增强滨海湿地生态系统土壤的固碳潜力。     

湿地公园建设中的湿地保护与恢复措施

湿地公园是具有一定规模的,以湿地为主要景观,以湿地生态系统维护为基础,兼具了湿地展示与湿地应用功能,可以提供观赏与文化的生态旅游地。而湿地公园也是湿地保护体系中的一员,所以开展湿地公园建设中,湿地的保护是重要的工作。本文以高台县湿地公园为例,分析了高台县湿地公园湿地保护的不足之处,并对此提出未来湿地公园湿地保护工作的建议。     

天津滨海湿地土壤有机碳储量及其影响因素分析

对天津滨海湿地的土壤有机碳(SOC)储量进行了研究. 结果表明:滨海湿地土壤表层(0～30 cm)w(SOC)为(8.55±3.98)g/kg,平均土壤有机碳密度为(4.70±1.91)kg/m2,低于全国平均水平. 从土地覆盖类型看,除林地外,滨海湿地土壤中w(SOC)也处于偏低水平. 滨海湿地的土壤中w(SOC)与土壤环境因子有显著相关关系,由此建立回归方程,认为土壤中w(黏粒)和pH是影响土壤中w(SOC)的最主要因素,二者可以解释71.8%的土壤有机碳分布情况. 提出对滨海湿地的改良建议,认为适当地进行人为管理和调控,对土壤环境的改善及土壤有机碳储量的增加有积极作用.      

天津滨海盐碱湿地土壤种子库特征研究

对天津滨海新区典型盐碱湿地土壤种子库进行了研究。通过选取三个标准样地进行野外调查,采用种子萌发实验确定土壤种子库的活性、种类及数量;对土壤种子库的物种组成和数量、物种多样性指数、相似性指数及时空分布等特征进行分析,结果表明,滨海新区盐碱湿地土壤种子库共有26植物,种子库的密度在6809～30644粒/m2之间;种子库的生态优势度在0.51～0.81之间,多样性指数相对较低,其中Shannon-Wiener指数最高为1.78;土壤种子库与地面植被之间的相似性指数较低,最低为0.21;种子库的垂直分布特征较为明显,其中0～5cm层种子数量最多,种子数量层间差异显著或极显著;此外,还研究了土壤种子库萌发随时间变化的规律,得出其萌发数量随时间变化的曲线,为今后土壤种子库应用于植被恢复提供了参考。     

滨海湿地围垦养殖后土壤铁分布与铁氧化菌群落特征

探究滨海湿地围垦养殖后各形态铁的分布以及铁氧化菌的群落特征,对湿地生物地球化学过程具有重要的指示意义.本研究选择九龙江口桐花树湿地、东寨港木榄湿地、黄河口碱蓬湿地为研究样地.分别对样地土壤中的各形态铁及相关指标进行测定,并借助高通量测序对土壤铁氧化菌进行测定与分析.结果显示：(1)九龙江口与东寨港围垦前后土壤理化性质的变化趋势一致,土壤含水量、盐度降低,土壤容重、pH值上升,但黄河口土壤含水量、容重、pH的变化趋势有所不同.(2)围垦后Fe(Ⅲ)/Fe(Ⅱ)比值在九龙江口有所降低、在东寨港有所上升,但差异不显著(p<0.05),在黄河口却显著降低(p<0.05).(3)围垦后无定形态铁(Feo)与络合态铁(Fep)在九龙江口、东寨港均显著降低(p<0.05),在黄河口则显著上升(p<0.05).(4)基于高通量测序和微生物分类学分析,九龙江口桐花树湿地海小杆菌(Marinobacterium)、九龙江养殖塘海杆菌(Marinobacter)、海南木榄湿地与养殖塘绿脓杆菌(Pseudomonas)、黄河口碱蓬湿地脱硫弧菌属(Desulfovibrio)、黄河口养殖...     

分层型水库水体好氧不产氧光合细菌时空演替特征

好氧不产氧光合细菌(aerobic anoxygenic photosynthesis bacteria,AAPB)以多样的群落结构及独特的代谢功能在水体物质循环中扮演着重要角色.基于实时荧光定量PCR及Illumina MiSeq高通量DNA测序技术研究金盆水库水体中AAPB丰度及群落结构时空演替特征,结合冗余分析揭示环境因子对其群落结构影响规律.结果表明,金盆水库水体AAPB丰度(以pufM基因计)变化范围为(6.70±0.43)×10³～(2.69±0.15)×10⁴ copies·mL^-1,最大值出现于10月,且随水深增加而减小.样本主要归为19个属(除未分类菌属外),优势AAPB菌属包括慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium sp.)和甲烷菌属(Methylobacterium sp.),两者隶属α-变形菌(α-Proteobacteria),其中慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium sp.)占比于11月最高,高达60%以上(除10 m外),此外也发现了以低比例存在的红长命菌属(Rubrivivax ...     

国家湿地公园时空格局特征

采用标准差椭圆、点模式分析、统计分析等方法,运用ArcGIS可视化技术,从时间和空间视角分析国家湿地公园的空间格局特征,并探究其与城市的区位关系。研究表明：（1）国家湿地公园在时间序列上分为试点起步阶段、发展与成长阶段和规范发展阶段,各地发展不均衡,“质”的发展不同步于“量”,正式国家湿地公园处于规范发展的起步时期;（2）多尺度空间研究表明正式国家湿地公园空间以聚集分布形态为主,随机分布为辅,整体呈东北—西南分布格局,形成2个高密度热点区和3个中密度次热点区;（3）从城市尺度看,正式国家湿地公园呈现较大空间异质性,具有偏向城市规划区内或靠近城市规划区分布的特征;（4）正式国家湿地公园呈现为人口格局主导特征,响应了胡焕庸线的指导意义。     

黄河三角洲新生滨海湿地土壤营养元素空间分布特征

根据植被分布状况,在黄河三角洲国家级自然保护区核心区新生湿地内由黄河岸边至海滩方向布设两条平行样带,研究土壤营养元素空间分布特征.结果表明,黄河三角洲新生滨海湿地表层土壤中TN、NH4+-N、NO3--N、TOC、TS和TP平均含量分别为419.37mg·kg-1、3.27mg·kg-1、0.87mg·kg-1、3.43g·kg-1、381.27mg·kg-1和500.86mg·kg-1.从黄河岸边至近海光滩区,土壤中TN、NO3--N、TOC和TS含量逐渐升高.TOC、TN、NH4+-N和NO3--N含量在剖面上均表现为由表向下逐渐降低的规律.相关分析表明,土壤中TS、NO3--N、TN含量与TOC含量之间存在着极显著的正相关,土壤含盐量和pH是影响土壤中TOC、TS、NO3--N、TN含量和碳氮比大小的主要指标.     

江苏盐城滨海湿地表层沉积物微塑料分布特征及生态风险评估

作为新污染物类型之一,微塑料在海岸和海洋环境中的出现已引起广泛关注。本文基于江苏盐城海岸带芦苇、盐地碱蓬、互花米草和淤泥质光滩等不同滨海湿地生境中采集的15个站位表层沉积物样品,分析了盐城滨海湿地不同生境中微塑料的丰度、分布和组成特征,揭示了微塑料的来源,并对其生态风险进行了评估。结果表明,微塑料丰度在江苏盐城滨海湿地表层沉积物的分布变化较大,分布范围为39.19～745.26个/kg,平均值为154.53个/kg。纤维状、≤1.0 mm及透明的微塑料占比较高,聚酯纤维（47.33%）、人造丝（16.79%）和聚丙烯（11.45%）为主要的聚合物类型,主要来自洗涤等生活废水的排放和渔具的废弃。与国内其他地区同类研究相比,盐城滨海湿地表层沉积物微塑料丰度处于中等偏下水平,但聚合物风险指数和污染负荷指数评估结果均指示了该区域存在一定程度的微塑料污染风险。本研究成果可为科学认识盐城滨海湿地微塑料污染状况,制定塑料管控措施提供一定的借鉴。