辽河口沉积物中硝化细菌数量的时空变化分析

采用MPN-Griess和MPN-PCR两种方法,于2007年春季(5月份)、夏季(8月份)和秋季(11月份)分3个航次,对辽河口区域沉积物中的硝化细菌进行了计数,并对硝化细菌在时间和空间上的分布进行了定量分析。结果表明,MPN-PCR方法要灵敏于MPN-Griess方法10~100倍,且重复性好,能够更快速、更准确的测定硝化细菌的数量;辽河口沉积物中硝化细菌的数量有明显的季节差异,分布趋势为春季最高、夏季最低;空间水平分布趋势为:从河口上游至深海区,硝化细菌数量逐渐降低。说明硝化细菌数量的时空分布与环境温度和沉积物中N的含量有关。     

辽河保护区植被覆盖度时空动态变化及驱动因素

基于500 m分辨率MODIS NDVI数据和Landsat TM/OLI影像构建了辽河保护区2000—2018年的30 m植被覆盖度(fractional vegetation coverage,FVC)数据集,分析了辽河保护区划定前(2000—2009年)和划定后(2011—2018年)植被覆盖时空动态变化及其驱动因素。结果表明:2000—2018年,辽河保护区植被覆盖度整体呈微弱的增加趋势,2000—2009年植被覆盖度呈增加趋势,斜率为0.67%/a,而2011—2018年植被覆盖度呈波动下降趋势,斜率为-0.27%/a,植被覆盖度降低区域主要分布在地势较低洼的河道两侧;相对于2010年,辽河保护区植被在2012—2014年呈轻微的恢复趋势,但2015—2018年又出现了退化趋势。对比植被覆盖度的模拟值和实际值发现,2011—2018年人类活动对植被覆盖度的贡献率增至1.12%,其中2014年人类活动对植被恢复的作用明显。总体而言,辽河保护区划定以来,植被覆盖度呈先上升后下降趋势,主要是由于气候变化引起的;人类活动对植被恢复的作用为正向,植被恢复中人类活动贡献率高达8.42%。     

辽河口湿地沉积物硝化细菌及硝化作用研究

2009年6月和8月,采用现场培养和实验室模拟培养相结合的方法对辽河口湿地表层沉积物硝化细菌数量、硝化速率及影响因素进行了研究.结果表明,辽河口湿地表层沉积物氨氧化细菌(ammonia-oxidizing bacteria,AOB)数量6月在0.54×104～5.69×104个.g-1之间,平均值为(2.21±2.32)×104个.g-1,8月在1.90×104～7.90×104个.g-1之间,平均值为(3.61±2.87)×104个.g-1;沉积物潜在硝化速率6月在9.72～16.45 mmol.(m2.h)-1之间,平均值为(12.54±3.14)mmol.(m2.h)-1,8月在14.66～24.62 mmol.(m2.h)-1之间,平均值为(18.71±4.21)mmol.(m2.h)-1;净硝化作用速率6月(S1站)为0.41 mmol.(m2.h)-1,8月在0.20～0.53 mmol.(m2.h)-1之间,平均值为(0.35±0.16)mmol.(m2.h)-1.潜在硝化速率显著高于净硝化速率,AOB数量、净硝化作用速率和潜在硝化作用速率均表现为8月高于6月,芦苇根际效应对硝化作用有促进作用.通过SPSS 13.0软件统计分析,表明影响辽河口湿地表层沉积物硝化作用的主要环境因子有上覆水NH 4+-N浓度和沉积物pH、有机质、总氮(TN)、总磷(TP)、NH 4+-N含量以及AOB数量(p0.05),其中上覆水NH 4+-N浓度和沉积物总磷(TP)、NH 4+-N含量对硝化作用影响较大,是辽河口湿地硝化作用影响的关键因素.根据研究结果估算辽河口湿地沉积物硝化作用每天可以将1.14×105kg的NH 4+-N转化为NO 3--N,对河口湿地氮的循环具有重要意义.     

辽河保护区水质时空分布特征及其影响因素

辽河保护区自2010年划定后,其治理与保护由过去的多龙治水、分段管理、条块分割开始向统筹规划、集中治理、全面保护转变。通过对2006—2019年辽河干流8个断面水质监测数据的对比分析,探讨了辽河保护区划定前后水质与主要污染因子的时空分布特征及影响因素。结果表明:保护区划定后辽河干流水质大幅好转,全面消除了GB 3838—2002《地表水环境质量标准》劣Ⅴ类水质,水体化学需氧量(COD)与氨氮浓度明显下降,虽在2018年有所波动,但整体维持在Ⅲ类~Ⅳ类水质;空间分布上,保护区上游(铁岭段)水质最差,中游(沈阳段)略好,下游(鞍山及盘锦段)较差,主要污染物COD和氨氮浓度从上游到下游呈现先升高后降低再升高的变化趋势。保护区水污染治理及水环境管理“三大工程”“三大战役”的有效实施对水质改善起到了重要作用,上游的农业面源污染以及下游生活污水、工业废水的排入是造成保护区水质及污染物空间分布差异性的主要原因。     

辽河口红海滩天津厚蟹种群时空分布特征研究

红海滩是辽河口重要的旅游资源,由翅碱蓬（Suaeda heteroptera）群落集群生长而成,然近年明显退化。初步调查发现天津厚蟹（Helice tientsinensis）摄食可显著影响翅碱蓬萌发和生长,故探究天津厚蟹的分布特征对阐明红海滩退化具有重要意义。本研究通过陷阱捕获法,对辽河口红海滩的天津厚蟹时空分布特征进行了调查。研究结果表明:天津厚蟹密度具有差异显著的月动态变化特征,表现为7月> 8月> 6月> 9月> 10月> 5月> 11月;随着从近岸潮沟向入海口靠近,天津厚蟹分布密度具有逐渐降低的趋势;受食物来源与天敌庇护场所影响,天津厚蟹在不同植被生境中的分布密度为:翅碱蓬-芦苇生态交错区>芦苇群落>翅碱蓬群落>光滩-翅碱蓬生态交错区>光滩。本研究为辽河口红海滩湿地资源的保护与管理提供了数据支持。     

辽河口粪便污染指示菌的时空分布特征

2013年分别于夏季和秋季对辽河口海域的粪便污染指示菌(总大肠菌群、粪大肠菌群和肠球菌)及环境、水化学要素进行分析,研究粪便污染指示菌在海水中的数量、分布特征及其与环境、水化学指标间的相关性,在此基础上,选取河口地区合适的粪便污染指示菌.结果表明:夏季总大肠菌群数量在1.7×105~6.2×106CFU·L-1之间,粪大肠菌群数量在5.0×102~8.7×104CFU·L-1之间,肠球菌数量在1.0×101~2.5×102CFU·L-1之间;秋季总大肠菌群数量在5.0×102~1.1×105CFU·L-1之间,粪大肠菌群数量在4.0×102~1.0×103CFU·L-1之间,肠球菌数量在3~95 CFU·L-1之间.总大肠菌群、粪大肠菌群和肠球菌的数量变化与环境指标之间有着密切联系,特别是与盐度存在显著相关性;粪大肠菌群、肠球菌与水化学指标Si O4-4-Si、NH+4-N、TP和COD之间均存在显著相关性;其中粪大肠菌群与SiO4-4-Si和TP的相关性系数均大于0.742(p0.01),肠球菌与TP和COD的相关性系数均大于0.742.实验结果表明,辽河口粪便污染指示菌的数量在夏季高于秋季,近岸高于远海,其中粪大肠菌群和肠球菌的数量、分布特征与陆源污染物特别是氮磷的输入量密切相关,而且两者之间呈显著正相关关系.粪大肠菌群与肠球菌在一定程度上可以反映河口粪便污染情况,建议采用粪大肠菌群与肠球菌作为河口粪便污染的指示菌.     

辽河水系沉积物重金属的分布特征及污染评价

采用ICP-MS方法测定了辽河流域19个采样点位枯水期以及丰水期表层沉积物中6种重金属(Cr、Ba、Ni、Cu、Zn、Pb)的含量。用地累计指数法对污染程度进行了评价,并通过主成分分析法确定了重金属污染来源。结果显示,辽河水系表层沉积物各重金属含量明显低于2008年的调查结果,与中国其它水系相比重金属含量处于低等水平,枯水期重金属含量和污染程度高于丰水期数据。重金属Ba、Zn污染程度较大,Cr、Ni污染较轻,Cu、Pb属于无污染,各重金属污染程度排序为:ZnBaNiCrCuPb。浑河抚顺段L3点位的污染最为严重。通过主成分分析进一步对重金属污染来源的确定,发现前2个主成分的贡献率分别为57.49%和17.22%,污染来源主要是工业和生活污水。     

近30年辽河三角洲生态系统服务价值时空演变及影响因素分析

深入研究辽河三角洲生态系统服务价值（ESV）的时空演变特征及影响因素,对其生态环境治理和保护具有重要意义.基于1990～2020年辽河三角洲7期土地利用数据,利用当量因子系数修正法建立估算模型评估ESV,综合分析研究区ESV时空演变特征,并探究ESV驱动影响因素与机制.结果表明：(1)1990～2020年辽河三角洲地区土地利用方式大部分为耕地,30年间林地、湿地和未利用土地面积呈现下降趋势,草地、水域和建设用地呈上升趋势,耕地面积基本无变化.(2)辽河三角洲ESV呈现先减少后增加再减少的趋势,生态系统服务总价值整体呈现出西南部价值高,东北部价值低的空间分异规律.(3)辽河三角洲地区的所有土地利用类型敏感性指数均小于1,表明ESV缺乏弹性.(4)辽河三角洲ESV具有空间正相关性,整体而言,辽河三角洲以HH和LL聚类为主,HL聚类多分布在LL聚类边界处,LH聚类分布在HH聚类周围,少量分布在LL聚类周围.(5)辽河三角洲生态系统服务价值演变的影响因子中,DEM对ESV的影响最小,HAI对ESV影响最大,其次是GDP,所有影响因子的交互结果对ESV空间分布的影响均具有增强作用,其中HAI和降...     

辽河水系沉积物中PAHs的分布特征及风险评估

采用GC-MS方法测定了辽河流域19个采样点位枯水期以及丰水期表层沉积物中多环芳烃（PAHs）的含量,共检出15种PAHs.枯水期ΣPAHs为123.5～21 233.4 ng·g-1,平均含量为3 208.1 ng·g-1;丰水期ΣPAHs为37.9～9 014.0ng·g-1,平均含量为1 612.0 ng·g-1.利用特征化合物指数法对PAHs进行源分析,主要来源是燃料燃烧.运用平均沉积物质量基准商（mSQG-Q）对辽河流域PAHs进行风险评价,芴和芘存在中低度生态效应;丰水期抚顺段L3-1有较强的负面效应,枯水期沈阳段L1-1点位、抚顺段L3-1和L3-2有较强的负面效应.     

辽河水系表层沉积物中重金属分布及污染特征研究

采用原子吸收分光光度法和原子荧光光谱法测定了辽河水系表层沉积物中7种重金属(Ni、Cu、Cr、Pb、Cd、As、Hg)的含量,用地累计指数法对污染程度进行了评价,并通过主成分分析法确定了重金属污染来源.结果显示,辽河水系表层沉积物各重金属含量明显高于1998年的辽河调查结果,与中国其它水系相比,重金属含量处于中等水平,大辽河各重金属含量和污染程度高于辽河.7种重金属平均含量为:Ni 26.5 mg·kg-1,Cu 37.9 mg·kg-1,Cr 90.3 mg·kg-1,Pb 32.9 mg·kg-1,Cd 0.49mg·kg-1,As 12.3 mg·kg-1,Hg 0.14 mg·kg-1.根据各重金属地累计指数,辽河水系未受Ni和As的污染,受Cu、Cr、Pb轻度污染,受Cd和Hg中度污染,各重金属污染程度排序为:Cd>Hg>Cu>Cr>Pb>As>Ni.通过主成分分析进一步对重金属污染来源的确定,发现前2个主成分的贞献率分别为58.74%和17.18%.污染来源主要有3类,即工业和生活污水、有机物降解、大气沉降和地球化学成分变化.     

珠江河口悬浮物中重金属时空变化特征及其影响因素

在珠江河口开展了16个站位同步采样和观测,分析该河口不同区段悬浮物中6种重金属(Cr、Cu、Zn、Pb、As、Cd)含量的时空特征,并结合同步的水文调查资料进行统计分析,探讨其影响因素.结果表明,珠江口重金属含量枯水季节高于洪水季节,受流量、温度、粒度的影响;河口段重金属含量低于远口段与"过滤器效应"有关,主要是由枯水季节这两区段的盐度和含沙量差异导致的.运用富集系数和沉积物质量基准法对珠江口重金属进行评价.结果表明,两种评价方法均显示重金属枯水季节危害强于洪水季节,As、Zn生态风险大,Cd、As、Zn污染严重,远口段重金属污染程度高于河口段,远口段北江Cu、Zn、As、Cd污染程度明显高于西江和东江,分别为重度污染、严重～极重污染、严重污染、极重污染,与上游矿区有关,需要重点关注.河口段东四门和西四门的6种重金属污染程度相似,虎门污染最严重,与当地的工业发展有关.珠江口悬浮物中重金属来源与流域地质背景、工业以及矿区有关.     

广东英德宝晶宫洞穴微环境时空变化特征及其主要影响因素探究

为进一步了解洞穴微环境与气候环境指标之间的相互联系,本文以广东英德宝晶宫溶洞为研究对象,对洞穴空气温度、相对湿度、CO_2浓度进行了为期42个月(2011年12月~2015年5月)实地监测,结果发现宝晶宫洞穴微环境存在明显的时空变化:近洞口处洞穴微环境季节性变化特征明显,而洞穴深处微环境季节变化显著变弱。洞穴微环境的变化主要受到外界气候和天气的变化以及通风效应的影响,前者是导致洞穴微环境季节性变化的主要原因,后者是导致洞穴微环境变化具有空间差异性的主要原因。此外洞穴结构和旅游活动也会对洞穴微环境变化产生影响。本研究结果表明,洞穴通风作用是影响洞穴微环境变化的重要过程之一,其对洞穴沉积气候环境指标的影响可能值得今后进一步深入研究。     

洱海沉积物中不同形态氮的时空分布特征

为揭示沉积物中氮形态变化的影响因素及其生态效应,对洱海表层沉积物中不同形态氮的空间分布和季节性变化特征进行了研究. 结果表明:洱海表层沉积物中w(TN)在2354～6174mg/kg之间,空间分布呈湖区北部＞南部＞中部的趋势;w(TTN) (TTN为可交换态氮)在1158～2921mg/kg之间,占w(TN)的43%,其分布趋势与w(TN)相同;各形态TTN表现为SOEF-N(强氧化剂可提取态氮,w为974～2515mg/kg)＞WAEF-N(弱酸可提取态氮,w为91～210mg/kg)＞SAEF-N(强碱可提取态氮,w为38～198mg/kg)＞IEF-N(离子交换态氮,w为66～130mg/kg),w(WAEF-N)和w(IEF-N)的分布趋势与w(TTN)相同,w(SAEF-N)中部较高,w(SOEF-N)南部较高. 沉积物中w(TN)和w(NTN)(NTN为非转化态氮)7月较高,TTN及其各形态氮质量分数1月较高. 不同形态氮质量分数随沉积物深度的增加均呈下降趋势,NTN的富集速率高于TN. 洱海沉积物中w(TN)高于长江中下游湖泊,表层TN富集明显. 沉积物氮释放风险较大,但其w(TTN)和w(IEF-N)占w(TN)的比例低于长江中下游湖泊,即洱海沉积物氮释放量小于长江中下游湖泊;洱海沉积物中各形态氮质量分数与w(TOM)均呈显著正相关,与水深呈负相关,显示有机态氮与有机质同步沉积且受外源输入影响较大,w(IEF-N)分布同时受水生植物等影响.      

洱海表层沉积物碱性磷酸酶活性时空变化

研究了2010—2011年洱海表层沉积物中碱性磷酸酶活性的时空变化,并探讨了沉积物及水体理化因子对碱性磷酸酶活性的影响.结果表明:①洱海表层沉积物中碱性磷酸酶活性为45.63～144.67μmol/(g·h),空间分布总体呈北部＞南部＞中部,受外源污染物输入影响较大的区域,其沉积物中w(TN)、w(TP)较高,碱性磷酸酶活性也较高;②洱海表层沉积物中碱性磷酸酶活性呈明显的季节性变化特征,秋季(11月)<冬季(2月)<春季(5月)<夏季(8月),并且西部沿岸区域的季节性变化差异显著;③碱性磷酸酶活性与沉积物中w(OM)、w(TN)、w(OP)、w(TP)、m(C)/m(N)及水体ρ(OP)、ρ(TN)和ρ(COD_Mn)呈显著正相关. 沉积物及水体的理化因子是影响其碱性磷酸酶活性的重要内因,而外源污染物输入则是重要外因.      

长江口及邻近海域沉积物中重金属研究 ——时空分布及污染分析

根据2005~2009年5月和8月对长江口及邻近海域的调查监测资料,研究了沉积物中6种重金属(Cu、Zn、Pb、Cd、Hg、As)的时空分布特征,探讨了其影响机理,并对其污染进行了分析.结果表明,6种重金属总体分布格局呈由近岸向远岸递减,并在泥质区普遍存在一个重金属含量的高值区;陆源输送、水动力条件、细颗粒物质的吸附以及絮凝作用是控制重金属分布的主要因素;陆源输送、大气干湿沉降、有机物释放、重金属存在形态之间的转换是重金属来源的重要途径;基于因子总得分的污染分析显示,沉积物中重金属污染分布呈由近岸向远岸递减的趋势.     

兰州地区大气臭氧时空变化及影响因素研究

本文采用OMI臭氧遥感数据,结合甲醛垂直柱浓度、气象数据以及经济数据,分析了2005~2015年兰州地区臭氧柱浓度时空变化格局,并探索了影响臭氧的新气象因子,总结达到臭氧污染的日照、气压等气象条件,确定影响臭氧柱浓度的主要人为源并确定其限域。结果表明:1)2005~2015年夏季柱浓度值最高,冬季、秋季次之,春季最低;夏季波动幅度最大,其余三季波动幅度较小且平稳。2)11年中,臭氧柱浓度具有较大的波动。2005年至2010年快速增长到最高值331.997 DU。2010年之后,臭氧柱浓度缓慢下降,2014年起有回升趋势。3)OMI遥感数据具有较高的可靠性,并根据AQI的线性关系划分了臭氧柱浓度的污染等级。结果指示了11年大气臭氧空间变化,2005~2009年5年间研究区全区空气质量一直处于良,2010年全区轻度污染,后两年污染逐渐减弱,2013~2015年全区恢复至良。4)根据兰州发展的趋势以及周边城市的关系,划分了兰州经济圈及功能区,并结合臭氧柱浓度空间分布图得出臭氧污染与经济特征的密切关系。5)正弦模型拟合后臭氧柱浓度变化趋势呈不明显的周期性,说明臭氧的人为来源贡献较大。6)创新探索影响臭氧污染的新气象因子(日照、气压等参数),并确定其重要人为源限域。     

珠江干流河口水体有机氯农药的时空分布特征

珠江干流河口6个水样均检出有21种有机氯农药(OCPs).OCPs的定量分析结果显示,洪、枯季珠江干流河口水体中OCPs总量(颗粒相和溶解相)分别是9.7～26.3ng/L、41.7～122.5ng/L;珠江干流河口水体中∑六六六和∑其它OCPs的浓度(＞＞)∑DDTs的浓度.OCPs含量的季节变化明显,枯季水体中OCPs的含量明显高于洪季的含量.OCPs的含量和分布表明,珠江干流河口沿程存在不同的OCPs化合物输入,特别是东江网河区OCPs的输入对狮子洋水体中OCPs含量的影响较为突出,这种非点源污染特性在洪季表现更为突山.     

三峡库区表层沉积物营养盐时空变化及评价

三峡工程开建以来,三峡水库长江干支流水文形势发生了重大变化,水体流态及悬浮物沉降条件的改变可能导致库区表层沉积物性状的改变.对2000~2015年三峡水库长江干流江津至坝址段和嘉陵江、御临河、乌江、小江、大宁河、香溪河等主要入库支流河口表层沉积物中营养盐含量水平、时空变化及污染状况分析和评价.结果表明:干流表层沉积物中总磷各断面含量平均值在678.2~928.6 mg·kg~(-1)之间,总氮质量分数平均值在0.203%~0.362%,钾元素质量分数平均值在1.74%~2.37%之间,有机质质量分数平均值在0.94%~1.54%之间;支流河口表层沉积物中总磷各断面含量平均值在490.1~832.3 mg·kg~(-1)之间,总氮质量分数平均值在0.257%~0.495%,钾元素质量分数平均值在1.69%~2.32%之间,有机质质量分数平均值在1.21%~2.27%之间.干支流绝大部分断面表层沉积物中总磷、钾均值与背景值基本相当,但总氮均值明显高于背景值、有机质均值则显著低于背景值.干支流各断面沉积物中营养盐含量未表现出明显的岸别差异;不同的营养盐在沉积物中含量沿程变化趋势呈现出较明显的差异.不同水期干支流沉积物中营养盐含量存在一定程度的波动;蓄水对表层沉积物中营养盐含量影响有限,未出现明显地随蓄水进程而进一步富集现象.有机指数和有机氮污染评价结果表明,三峡库区表层沉积物环境状况以较清洁为主,仅个别支流和局部时段会呈现较明显的有机污染现象,但均存在较明显的有机氮污染.三峡库区表层沉积物中营养物质存在一定的生态风险,营养物质生态风险主要来自TP和TN.     

三江源植被保持土壤能力的时空变化

为深入了解三江源区植被保持土壤的能力,以RS和GIS为技术支撑,在对三江源区植被覆盖度动态变化特征分析的基础上,利用SL190—2007《土壤侵蚀分类分级标准》推荐的中国土壤侵蚀模型CSLE(Chinese soil loss equation)估算了2000—2010年三江源区植被的土壤保持能力,并分析其时空动态变化特征. 结果表明:①2000—2010年三江源区年均植被覆盖度为43%~50%;植被平均土壤保持量为849~955 t/km2,并且空间差异很大,总体上呈自西北向东南增加的空间分布格局. ②2000—2010年植被的土壤保持能力呈逐渐增加趋势,其中2000—2005年各流域的土壤保持能力平均增加了约29 t/km2,并以大夏河与洮河流域土壤保持能力的增幅(约700 t/km2)最大,其次为玛曲至龙羊峡(约300 t/km2),羌塘高原区植被的土壤保持能力增幅(仅2.08 t/km2)最小;2005—2010年各流域的土壤保持能力呈现轻微增长,平均增加了约9 t/km2,其中增幅较大的是柴达木盆地东和直门达至石鼓流域(约16 t/km2),增幅最小的是羌塘高原区(仅3.90 t/km2). ③三江源植被土壤保持能力随植被覆盖度的增加呈非线性增长,可通过指数或幂函数形式表达. 研究显示,增加植被覆盖度有助于提高三江源区的土壤保持能力、控制区域土壤侵蚀.      

长江口沉积物中SVOCs的空间分布趋势

采用GC-MS法对2005年9月8—15日采集于长江口区域的沉积物中的半挥发性有机物(SVOCs)进行测定,并对其组成和空间分布趋势进行了分析. 结果表明,该区域沉积物中共检出半挥发性有机物44种,包括多环芳烃类化合物14种,酯类化合物6种,酚类化合物10种,取代苯类化合物5种,醚类化合物4种,其他类化合物5种. 长江口南支沉积物中w(SVOCs)普遍高于北支入口和徐六泾,南支附近城市排放的工业废水和生活污水可能是该区域半挥发性有机物的主要来源. 沉积物中多环芳烃类化合物(PAHs)的风险评估显示,除C采样点苊存在一定的生态风险外,长江口其他区域PAHs的潜在生态风险很小.