基于高分1号卫星和地面实测数据的杭州湾河口湿地植物物种多样性研究

遥感监测河口湿地植物物种多样性对于湿地生态环境的保护具有重要意义,利用遥感卫星准确反演湿地植物物种多样性一直是研究的难点。研究以杭州湾河口湿地植物为研究对象,利用地面实测数据,采用植物物种丰富度指数和Simpson指数分析了该湿地植物物种多样性水平。结合高分1号卫星影像,运用半变异函数对该区域植物物种多样性进行了空间异质性分析,探讨了高分1号卫星归一化植被指数（NDVI）用于湿地植物物种多样性监测的最佳遥感尺度,分析该植被指数与植物物种多样性指数的相关性,构建和应用了杭州湾河口湿地植物物种多样性遥感监测模型。结果表明：高分1号卫星NDVI监测湿地植物物种多样性的最佳尺度为19×19像元,利用该尺度及构建的遥感监测模型所得到的杭州湾河口湿地植物物种多样性水平与实际情况相吻合。研究证明利用高分1号卫星可快速有效地监测杭州湾河口湿地植物物种多样性水平。     

拉鲁湿地生态环境及动植物物种资源变化特征研究

2001～2002年对拉鲁湿地近50年(1951～2000年)生态环境和动植物资源变化特征的研究结果表明:受近50年拉萨城市发展、资源开采等人类活动的影响,拉鲁湿地的面积、水环境、植物种类、植物群落和动物物种均较20世纪50年代初期(早期)发生了较为显著的变化。其主要变化特征为:①湿地面积由早期的12km²锐减为6.2km²;②湿地由终年积水演变成季节性积水,水位梯度也由早期的0.3～0.8m增大为0～1.5m;③湿地植物物种在数量上较早期增加了13科31属32种,但原生的湿生植物物种却有所下降;④湿地植物群落已由早期芦苇和苔草群落占绝对优势的状况演变为多种植物群落共生的格局;⑤湿地鸟类和鱼类的种类及数量变化显著,目前湿地中鸟类常见物种仅剩5种,鱼类仅剩鲫鱼和鲤鱼2种,且均为人工放养的外来鱼种。     

沁河源头湿地谱系多样性研究

本文以2016年7月进行沁河源头湿地植物调查的数据为研究对象,应用Phylocom4.2对研究区域的72个非被子植物构建了沁河源头湿地植物谱系树,采用谱系多样性指数(PD)、群落谱系结构指数(净谱系亲缘关系指数NRI和最近种间亲缘关系指数NTI),分析了沁河源头湿地植物的谱系多样性、谱系结构。本研究拟阐明科学问题:沁河源头湿地植物的谱系多样性、谱系β多样性、谱系结构用以研究群落的亲缘性和稳定性。研究表明,生境过滤作用会导致群落内的物种适应能力相似、亲缘关系偏近,表现为谱系的聚集;相反,竞争排斥作用会导致群落内物种亲缘关系较远,表现为谱系的发散。本研究中样地S5的物种之间有聚集的趋势,说明在这个样地中以生境过滤作用为主导,S2和S6的物种之间有分散的趋势,其他样地内的NRI与NTI值正负不一致。     

基于植物多样性的北京市湿地生态质量评价

湿地植物多样性反映着湿地生态环境状况,并对维持湿地生态系统功能和服务至关重要.为掌握北京市湿地植物多样性现状并评估湿地生态质量状况,对北京市22处湿地植物多样性进行了调查,并结合遥感数据,从湿地植物的生境状况、物种多样性、群落典型性和外来种侵入度等4个方面建立指标开展评估,并分析生态环境因子和人类活动因子对湿地植物物种...     

草海典型高原湿地表层沉积物重金属的积累、分布与污染评价

为研究草海高原湿地表层沉积物中重金属含量变化与区域分布特征,采集了16个草海表层沉积物样品并测定了7种重金属的含量,采用Tomlinson污染负荷指数法(pollution load index,PLI)对草海表层沉积物中重金属污染进行评价.结果表明,草海高原湿地表层沉积物中Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Zn的平均含量分别为0.985、0.345、15.8、38.9、38.6、22.8、384mg·kg-1.重金属的分布存在区域差异性,Cd、Hg的平均含量分布为E区(东部)>S区(南部)>N区(北部),Pb的平均含量分布为N区>E区>S区,Zn平均含量分布为S区>E区>N区.草海沉积物重金属污染负荷指数PLIzone为1.17,达到中等污染水平,3个区域表层沉积物的重金属污染程度为E区>S区>N区,其中E区和S区达到中等污染,N区总体为无污染.草海湿地表层沉积物7种重金属污染程度大小顺序为Zn>Hg>Cd>Pb>As>Cu>Cr,Zn、Hg为主要污染物,达到极强度污染水平,Cd、Pb达到中等污染水平.Zn、Hg、Cd、Pb这4种元素污染源相似,因此在草海污染防治方面,应特别重视对Zn、Hg、Cd、Pb污染源的控制.     

城市湿地水生植物对附生轮虫多样性的影响

于2021年6~10月对海珠湿地连通水系水区及三类水生植物体表附生的轮虫群落结构开展研究,分析水生植物附生轮虫多样性及群落动态特征.研究期间共记录轮虫70种,其中水生植物水区最多,记录47种.水生植物均有大量轮虫附生,变化范围在108~5826ind./gdw之间,且附生轮虫丰度呈现沉水植物>浮叶植物>挺水植物的变化趋势.水生植物附生群落、无植物水区和水生植物栽培区3种生境轮虫群落物种组成差异明显.水生植物附生群落中游动能力较弱的腔轮虫、镜轮虫、鞍甲轮虫等敏感类群占据优势,而无水生植物区和水生植物水区群落中以游泳能力较强的多肢轮属、龟纹轮属和臂尾轮属等耐污类群占据优势.3类型水生植物附生轮虫群落Shannon-Weiner多样性指数与Pielou’s均匀性指数均显著高于无植物栽培水区(P<0.05).3类水生植物均为轮虫提供了生境支持,有效提高城市湿地生态系统生物多样性.     

京杭大运河（杭州段）典型断面水生植物多样性调查及其与水环境相关性研究

水生植物群落特征是水环境质量的重要标志.为了解京杭大运河(杭州段)的水生生态系统中水生植物的分布特点,探析水质与植物群落间的关系,对其5个典型断面水域中的水生植物进行了调查:考察了各断面水域中水生植物物种组成、多样性分布规律、生物量和主要优势种;分析了水环境的温度、pH值、透明度、溶解氧和主要生源要素等理化因子;采用多元统计方法,探讨了浮游植物多样性分布与环境因子的相关性;并对各断面水体的营养水平进行了评价.结果表明,京杭大运河(杭州段)典型断面的水生植物多样性主要取决于浮游植物的多样性,共观察鉴定了35属的藻类,其中优势群落为硅藻门的明盘藻属(Hyalodiscus Ehrenberg)与直链藻属(Melosira Agardh);从对浮游植物多样性及分布的影响来看,在现有的6个环境因子中,溶解氧、透明度、水温理化因子均对浮游植物的分布产生明显影响,而pH值的影响最大;就水质营养化程度而言,塘栖大桥和卖鱼桥相对污染程度较轻,义桥、顾家桥和拱宸桥污染程度较高,而义桥污染最为严重.     

植物N/P与土壤pH值对湿地植物物种丰富度的影响

通过人工控制模拟试验,研究了植物中全氮与全磷之比(植物N/P)和土壤pH值与湿地植物物种丰富度的关系.结果表明,湿地物种丰富度与植物N/P之间呈单峰变化关系,当2.09.5时,氮、磷供应平衡系统可能被破坏,湿地物种逐渐减少.物种丰富度与土壤pH值表现为显著的正相关关系(R²=0.526),当pH值为5.6～6.8时,物种丰富度随着土壤pH值增加而增加.通过方差分析,土壤pH值和植物N/P对物种丰富度的影响分别为37.96%和15.29%.     

循环流廊道湿地中氮归趋过程模拟研究

针对新型高效脱氮循环流廊道(CFC)湿地,构建了涵盖6种氮形态、3类介质、10种代谢途径的N循环模型,探索了湿地内N迁移转化模式.结果表明,沸石吸附(53.3%)、植物吸收NH+4-N(27.6%)、NO-3-N反硝化(10.2%)、植物吸收NO-3-N(2.9%)和NO-2-N短程反硝化(1.5%)对TN去除贡献依次降低.NH+4-N去除机制存在季节差异,其中1月NH+4-N主要通过沸石吸附去除(84.5%);4~6月通过植物吸收去除(76.4%~85.3%);7月通过沸石吸附(36.1%)、亚硝化(45.8%)及植物吸收(21.4%)共同去除.此外,定期收获植物、按期再生沸石及种植水生植物可分别提升TN去除率1.7%~7.7%、43.1%~72.2%和19.8%~36.2%.综之,CFC湿地去除途径多样性保障了TN的长期高效去除.     

不同植被恢复方式对无机盐工业废弃地生物多样性影响

以运城盐湖无机盐工业废弃地改造试验段为调查对象,采用样方分析法,对景观带、淡水湿地带、工业废弃地过渡带和恢复带生物多样性进行调查。结果表明:样地内共有植物74种,分属37个科。物种多样性以淡水湿地带景观带过渡带恢复带;由物种丰富度Margalef和多样性指数Simpson分析,两者趋于一致,淡水湿地带指数最高,景观带略低于淡水湿地带,恢复带指数最低,景观带和淡水湿地带植物种类丰富,且以人工栽培品种占优势,人工干预的效果明显,恢复带和过渡带以草本植物为主,种类单一。     

环渤海芦苇湿地磷的吸附容量及释放风险评估

滨海湿地地处陆海交汇的关键带,是磷的"汇"、"源"和"转化器",在全球磷循环过程中扮演着十分重要的角色,其对水体磷素的截留能力日益受到关注.本文以环渤海地区芦苇湿地沉积物为研究对象,利用批处理实验研究了湿地磷的吸附容量和释放风险.结果表明,湿地沉积物磷的最大吸附容量(Q_max)为693. 7～2 117. 2 mg·kg^-1,平均值为1 468. 6 mg·kg^-1,Q_max的大小顺序为七里海湿地>北大港湿地>南大港湿地>辽河三角洲湿地>寿光滨海湿地>黄河三角洲湿地.环渤海湿地沉积物磷吸附主要受Ca、Mg和TOC含量的影响.环渤海湿地磷吸附饱和度(DPS)和释放风险指数(ERI)分别为0. 28%～4. 50%和0. 53%～10. 10%,结果表明除寿光滨海湿地磷释放风险为中度风险外,其它湿地磷释放风险较低.总之,环渤海地区芦苇湿地沉积物具有较强磷吸附能力,沉积物为水体磷的"汇",沉积物释磷风险较低.建议在环渤海污染治理过程中充分发挥滨海湿地对磷的净化拦截作用,以降低...     

西藏拉鲁湿地不同时期水质现状及污染评价

采用现场调查和室内分析相结合的方法,于2018年12月（枯水期）与2019年5月（丰水期）分别分析了拉鲁湿地的水质,并采用改进的内梅罗污染指数法对2个时期的水质现状进行了评价。结果表明:在枯水期,TN、TP和NH₃-N分别为0.157~26.797,0.003~4.259,0.197~24.084 mg/L;pH、电导率和溶解氧分别为6.99~9.55,72.85~583.50μS/cm和1.83~12.84 mg/L。在丰水期,TN、TP和NH₃-N分别为0.077~3.104,0.004~0.228,0.005~0.094 mg/L;pH、电导率和溶解氧分别为6.94~9.27,129.90~512.87μS/cm和1.12~12.18 mg/L。拉鲁湿地枯水期水体的电导率平均值低于丰水期,但枯水期的溶解氧、pH、TN、TP、NH₃-N和COD的平均值高于丰水期;电导率与pH呈极显著负相关（P<0.01）,与NH₃-N和TP呈极显著正相关（P<0.01）。改进的内梅罗污染指数法表明拉鲁湿地枯水期水质大部分为Ⅴ类,其受污染区域主要分布在东北部,丰水期水质主要为Ⅰ和Ⅲ类,其水质污染区域主要分布在中南部。     

三江平原湿地开垦对土壤微生物群落结构的影响

过度开垦会导致湿地生态系统的快速退化,湿地土壤微生物能够敏感地反映湿地土壤质量及湿地生态系统功能的演变.为研究土地利用变化对湿地微生物群落结构的影响,以黑龙江抚远三江湿地保护区为研究对象,采集其中的原始泥炭湿地、开垦后改种豆科植物及水稻的3种湿地土壤.采用基于细菌16S rRNA基因的高通量测序技术研究上述土壤细菌的群落结构,并探讨其与土壤环境因子间的关系.结果表明,不同土地利用方式湿地土壤中的优势菌门均为变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)及酸杆菌门(Acidobacteria),但土地利用方式明显改变了湿地土壤细菌属的组成.改种豆科植物土壤中Blastocatella、Coxiella、Rickettsia丰度较高,水稻田土中Massilia、Nitrosomonas、Bradyrhizobium聚集较多,而泥炭湿地中含较高丰度的Rhizomicrobium、Arthrobacter、Bacillus.结合Chao值与Shannon指数,水稻田土微生物多样性高于改种豆科植物土壤及泥炭湿地土壤,而后两种土壤细菌群落多样性则未见明显差异.相关性分析表明,土壤p H及含水率是影响微生物群落组成的重要驱动因子,说明湿地土壤开垦后改变了土壤p H、含水率及土壤养分,从而对微生物群落结构产生影响.     

松花江下游沿江湿地土地利用变化对土壤细菌群落多样性的影响

本研究旨在明确生境质量变化对土壤细菌群落的影响,为松花江退化湿地选择科学的修复方法提供参考依据.于2018年使用Illumina MiSeq PE300第二代高通量测序平台对松花江下游的5种土地利用类型湿地(天然湿地、稻田地、玉米田、采砂迹地及恢复湿地)土壤细菌16S rDNA进行测序,分析不同土地利用类型土壤细菌群落多样性和功能的差异.结果表明:沿江湿地开垦为玉米田造成土壤细菌的Ace、Chao1和Shannon指数显著降低(P<0.05),采砂迹地的仿湿地修复使土壤细菌的Ace、 Chao1和Shannon指数显著提高(P<0.05).天然湿地、稻田、玉米田和采砂迹地的土壤细菌群落结构差异显著(P<0.05),采砂迹地与恢复湿地的土壤细菌群落结构相似.沿江湿地土壤细菌划分为40门、 105纲、 258目、 421科、 802属和1 673种,变形菌门、放线菌门、酸杆菌门、绿弯菌门、拟杆菌门、疣微菌门、厚壁菌门和芽单胞菌门为各样地共有的优势菌门(相对丰度>1%).相比之下,拟杆菌门偏好稻田土壤环境,变形菌门和芽单胞菌门偏好玉米田土壤环境,放线菌门偏好采砂迹地土...     

三角帆蚌对白洋淀底泥氮磷释放及微生物的影响探究

为了解三角帆蚌对白洋淀底泥的影响,以白洋淀淀区水和底泥为试验材料,通过室内模拟试验并结合16S rRNA高通量测序技术,考察了三角帆蚌的活动对底泥氮、磷释放以及微生物丰度和多样性的影响.结果表明:①三角帆蚌的生物扰动作用显著提高了底泥氮、磷的释放,上覆水中TN、NH₃-N和TP浓度分别提高了0.18、1.1和1.2倍,颗粒态NH₃-N和可溶性磷浓度的增加是上覆水中NH₃-N、TP浓度增加的主要来源.②三角帆蚌的生物扰动作用轻微提高了上覆水中COD_Cr的浓度（P < 0.05）,并降低了底泥中全氮、全磷的含量,将底泥中全氮、全磷的削减率分别提高了26.0%和10.9%,底泥氮、磷释放规律的不同是导致全氮削减率高于全磷的主要原因.③三角帆蚌的活动可显著降低水中蓝细菌的数量,为其他微生物提供了更多生态位,从而提高了脱氮除磷功能菌丰度和微生物多样性,但是三角帆蚌对底泥中微生物丰度和多样性影响较小.研究显示,三角帆蚌能极大地促进白洋淀底泥氮、磷释放,同时降低内源污染风险,并提高上覆水脱氮除磷功能菌丰度和微生物多样性,可依据实际情况用于白洋淀湿地修复中.      

污染浓度对多级人工湿地-塘系统处理微污染河水中COD的影响

针对微污染水水质不稳定,COD_Mn波动较大的问题,本研究构建了3套中试规模的以"前置生态氧化塘、两级水平潜流湿地和表流湿地为核心、后置沉水植物塘"为工艺的多级人工湿地-塘组合系统（处理水量230 L·d^-1,分别命名为S1、S2和S3）.在3种进水浓度条件下（原水、稀释2倍和稀释1.3倍后的水体,分别作为S1、S2和S3系统的进水）,考察了3套湿地-塘系统各单元对实际微污染河水中COD_Mn的处理效果,并采用高通量测序等方法解析了S1系统湿地单元微生物群落分布特征.研究结果表明,3套系统的平均出水COD较进水有着非显著的升高,从升高的程度来看,S2>S3>S1.污染浓度相对最高、运行时间最长的S1系统对COD有着更好的净化效果.相较于S2系统,S3系统更高的进水浓度有利于COD去除.S1和S2系统的二级水平潜流湿地较其他单元有着较好的COD去除作用,平均去除率分别为18.60%和26.52%.S3系统的表流湿地较其他单元有着较好的COD去除作用,平均去除率为8.92%.微生物群落分析结果表明,S1系统的一级、二级水平潜流湿地中细菌丰度和多样性沿程提高,两个单元所富集的相同优势菌群包括α-变形菌纲、γ-变形菌纲和拟杆菌纲,与COD降解有关的菌属分别包括unclassified_f__Burkholderiaceae、unclassified_c__Alphaproteobacteria、norank_f__Blastocatellaceae和norank_f__Saprospiraceae、红细菌属.表流湿地中细菌丰富度进一步升高,但生物多样性有所减少,其中蓝菌属和norank_c__Actinobacteria可能与表流湿地出水COD升高有关.本研究为大型河口湿地-塘复合生态系统处理微污染地表水时工作重心由浓度削减向污染物释放控制的转移提供了宝贵的工程经验.     

野鸭湖湿地芦苇根际微生物多样性与磷素形态关系

以野鸭湖湿地芦苇(Phragmites communis)根际微生物为研究对象,采用化学连续提取法分析了芦苇根际/非根际土壤中各形态磷随植物生长(4、7、10月)的变化规律,同时基于细菌的16S rRNA高通量测序技术,分析了芦苇根际/非根际土壤微生物多样性,进一步采用CCA法分析了土壤样品中特定微生物与磷素形态转化关系.结果表明,无机磷含量的总体顺序大小为:钙磷(Ca-P)闭蓄态磷(Oc-P)铁磷(Fe-P)交换态磷(Ex-P)铝磷(Al-P),无机磷含量变化主要受芦苇生长状况影响,在芦苇旺盛期达到最低,且根际土壤中的总无机磷含量普遍低于非根际.有机磷含量分布为高稳定性有机磷(HR-OP)中稳定性有机磷(MR-OP)中活性有机磷(ML-OP)活性有机磷(L-OP),各组分含量均随芦苇生长先降低后升高.芦苇根际/非根际土壤微生物中的优势菌门均为变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)、放线菌门(Actinobacteria),但在芦苇生长过程中,其根际和非根际微生物群落结构受季节影响变化显著,且根际和非根际的变化有所差异.同时发现了芽孢杆菌属(Bacillus)、肠杆菌属(Enterobacter)、假单胞菌属(Pseudomonas)、伯克霍尔德氏菌属(Burkholderia)、不动杆菌属(Acinetobacter)等可能是与磷形态转化有关的主要功能菌属,这些菌属能利用大部分的有机磷和无机磷,在湿地土壤磷素转化中起着关键作用.     

乌江梯级水库水陆交错区湿地植物群落分布格局及多样性初探

水库修建对湿地植物多样性和分布格局的影响是目前研究的热点。梯级水库由于开发时间的不同而成为理想的利用空间代替时间的研究平台,即可以通过不同开发时间水库植物群落结构的横向比较,从时间尺度上评估水电开发对水陆交错区湿地植物分布格局的影响。本研究选取乌江上游代表性的8座梯级水库,在其水陆交错区通过建立3条不同样带,比较分析不同水库间以及不同样带间湿地植物多样性和分布格局,探讨水库修建对湿地植物格局的影响。调查结果表明,乌江干流8个水库湿地植物共84科199属247种,其中物种最多的科为禾本科(Gramineae),共计24种,物种最多的属为蓼属(Polygonum)共计6种,优势物种分别为白茅(Imperata cylindrica)、盐肤木(Rhus chinensis)、金樱子(Rosa laevigata)、小白酒草(Conyza canadensis)和狗牙根(Cynodon dactylon)。就湿地植物分布格局而言,乌江梯级水库植物群落呈现出明显的带状分布格局,第一条样带即水库消落区植物多样性与非消落区(第二、第三条样带)差异明显,消落区不同样点间多样性与水库海拔、水库修建时间、水库坡度密切相关,后续湿地植物的研究将重点关注梯级水库的消落区。     

利用氧化亚氮还原酶基因 (nosZ) 评价人工湿地系统中的反硝化菌

应用人工潜流湿地净化微污染地表水,出水用于补给人工景观河.利用定量PCR测定了湿地植物根际土壤和景观河底泥中16S rDNA和nosZ的丰度,并采用PCR-DGGE技术考察了样品中含nosZ基因的群落结构及其相似性.定量PCR结果表明,潜流湿地及人工景观河16S rDNA、nosZ平均绝对丰度(以DNA计)分别为1.91E+07、1.26E+06和2.68E+07、8.37E+05 copies.ng-1,以干土计时分别为1.45E+11、9.31E+09和5.31E+11、1.45E+10 copies.g-1.景观河底泥中微生物总量和反硝化菌数量要高于湿地根际土壤,但是后者nosZ相对丰度(3.8%～10.1%)则明显高于前者(1.7%～4.1%).根际土壤和底泥样品聚类分析相似度低,根际土壤优势菌种大部分与红杆菌目(Rhodobacearales)、根瘤菌目(Rhizobiales)和伯克氏菌目(Burkholderiales)的细菌相似,而底泥的优势菌种均为不可培养的微生物.