重金属污染对土壤动物群落生态影响的研究

研究结果表明,污染区土壤动物种类计有３１类,蜱螨类和弹尾类为优势类群,其它２９类为常见类群和希有类群;土壤动物种类和数量随着污染影响程度的增加而减少,土壤物数量变化主要由于优势类群的数量消长,土壤动物种类的减少则由于污染敏感种类的减少或消失。大型土壤动物蚯蚓和蜘蛛对重金属元素有强的富集能力,体现人的Ｃｄ,ＰｈＡｓ含量与土壤中Ｃｄ,Ｐｈ,Ａｓ含量叶明显地正相关,而蜈蚣对重金属的富集明显减弱。     

农药污染对土壤动物群落影响的实验研究

通过敌敌畏农药污染的模拟实验,研究了农药污染对土壤动物的影响。结果表明:随着敌敌畏农药处理浓度的提高,土壤动物种类数从低浓度(0.04mL/L)的53属(科)减少至高浓度(10mL/L)的26属(科);个体数则从低浓度占全捕量的14.1%减少到高浓度仅占全捕量的2%;而随处理时间的延长,对土壤动物的影响不太明显;大型土壤动物蚯蚓的染毒实验表明:蚯蚓可作为农药污染的重要指示动物。      

大清河阜平流域生态系统结构变化的服务价值响应研究

生态系统通过物质循环、能量流动和信息传递为人类提供必要的生态服务功能,其结构变化可引起生态系统过程和服务功能的改变。研究区域的生态服务功能对生态系统结构变化的响应规律对高效配置环境资源和合理制定环境政策具有重要意义。论文以大清河阜平流域为研究对象,利用1985—2015年每隔5 a的遥感影像,采用监督分类法及价值量法,研究了该区域生态系统结构、服务功能近30 a的变化规律趋势,分析了研究区服务功能对生态系统结构变化的响应规律。结果表明：1）1985—2015年研究区生态系统结构发生明显变化,建设用地、林地、耕地、水域生态系统呈正变化,变化幅度分别为139.57%、90.66%、68.79%、6.55%;未利用地、草地生态系统呈负变化,变化幅度分别为-83.48%、-54.92%;其中林地面积的增加主要是由草地和未利用地转变而来,耕地面积增加主要由未利用地构成,建设用地的扩张主要占用耕地和未利用地。2）研究区服务价值变化趋势以2000年为界,前15 a呈增加趋势,后15 a呈减少趋势。2000年总服务价值最高,为58.08亿元;不同时期林地服务价值对研究区总服务价值贡献率最大,其次是耕地和草地;单项服务价值中,保持土壤服务价值贡献率最大,其次是维持生物多样性、气体调节和气候调节服务价值。3）研究区服务价值的增加得益于草地→林地的服务价值流向和未利用地→林地的价值流向,服务价值的损失来自于耕地转变为建设用地的服务价值损失和林地转变为耕地的服务价值损失。     

运用生态有偿服务制度保护流域生态系统

中国现有的依赖公共财政支付的生态补偿机制,给生态补偿机制的长期维持带来了不确定性.本文着重探讨一种"创新方法"--生态有偿服务制度在中国的前景,以及如何促进其进一步广泛使用:在回顾中国生态补偿机制的政策和实践之后,探讨生态有偿服务制度的概念和方法,并以长江上游区域的一个小自然保护区为例,评估了在中国采用生态有偿服务制度的潜力,最后提出了一些政策建议.     

土壤生态系统微生物多样性技术研究进展

土壤微生物多样性主要研究土壤环境中微生物种群的类别、丰度、分布、结构变化及微生物群落功能的多样性,是土壤生物多样性研究的主体部分。19世纪末,传统的微生物分离培养方法应用于土壤微生物多样性解析。至20世纪70年代,建立了以磷脂脂肪酸图谱分析法(PLFA)和BIOLOG微量分析法为代表的对土壤微生物群落多样性评价的生物化学方法。20世纪90年代后期,随着分子生物学技术的快速发展,建立了变性梯度凝胶电泳(DGGE)、末端限制性片段长度多样性(TRFLP)、克隆文库和高通量测序等土壤微生物多样性研究方法。本文综述了土壤微生物多样性研究技术的原理、进展,并对不同技术的优缺点及应用进行探讨,并对相关领域研究提出思考。     

水府庙水库流域土壤保持功能生态价值评估

在GIS和RS的支持下,基于改进的通用土壤流失方程(RUSLE)、影子价格法、机会成本法和替代工程法,以水府庙水库流域为研究对象,对该区域的土壤保持功能及价值的空间分布特征进行分析。研究表明,水府庙水库流域生态系统土壤保持总量为1.69×106t;生态总价值为91 829.72万元,其中生态系统土壤减少养分损失的价值为65 403.65万元、因防止土壤侵蚀而减少废弃地的价值为5 670.38万元、减轻泥沙淤积灾害方面的价值为20 755.69万元;土壤保持功能及其价值在空间上表现出很大的差异性,从流域中部地区向四周递增;土壤保持功能价值与植被覆盖度相关性较强,合理增加植被盖度对防治土壤侵蚀和增加土壤保持功能价值可以起到良好效果。     

海河流域河流生态系统健康评价

随着经济发展,人类活动对河流生态系统的胁迫日益强烈,生态系统健康状况受到严重威胁.本研究以海河流域2010年73个采样点的水质、营养盐和底栖动物指标为例,采用指标体系法,从化学完整性和生物完整性两方面评价了流域内河流生态系统健康.结果表明,海河流域河流生态系统健康状况整体较差,有72.6%的样点处于"极差"健康状态,同时表现出明显的地区集聚效应;河流水质与人类活动强度密切相关;海河流域水体富营养化趋势明显;流域内底栖动物多样性低,清洁物种较少.氨氮、总氮、总磷等营养盐指标是影响河流生态系统健康的关键因子,应从控制上述指标入手,遏制海河流域河流生态系统健康恶化.对于河流生态系统健康评价,多因子的综合评价法优于单因子评价法.     

青海湖流域典型生态系统分类体系研究

研究结果表明,青海湖流域生态系统可分为9个一级生态系统、16个二级生态系统、23个三级生态系统.青海湖流域草原、冰川积雪、耕地、荒漠生态系统分布相对集中.冰川积雪生态系统主要集中在天峻县高海拔山顶地区;耕地主要分布在青海湖四周地形相对平坦地区和县城周围;荒漠生态系统集中分布在青海湖东北部及耳海附近.城镇、森林生态系统分布相对分散.     

抚仙湖流域生态系统结构与功能分析

从湖泊地质结构、湖泊水文、湖泊生态系统的不稳定性、湖泊水环境承载能力特征进行了分析，结果表明：抚仙湖的生态系统不稳定，水环境的承载能力有限，湖水补给水量较小，水资源消耗量大。湖泊的功能是由各种资源相互作用而维系的，直观的资源过度利用造成对其功能的危害。全面实施抚仙湖保护，成为关系玉溪市社会经济可持续发展的头等重大问题。必须实现湖泊资源利用和经济的可持续发展，保护湖泊的生态服务功能，确保湖泊的生态安全。     

蛤蜊岗夏季大型底栖动物群落结构初步研究

2013年8月对蛤蜊岗潮间带开展了5条断面的大型底栖动物调查,每个断面布设6个站位,分析了不同调查断面的物种组成、栖息密度及生物量,并进行多样性指数、均匀度指数、聚类分析和ABC曲线分析,结果表明:(1)调查到大型底栖动物52种,各断面中,东北侧的T2断面物种数最高为33种,南部的T5断面物种数最低,为14种;(2)栖息密度、生物量均是西北部的T4断面最高,北部的T3断面最低;(3)通过聚类分析表明,各站位群落类型可主要分为4类;(4)ABC曲线分析表明,T2、T3、T5断面群落较稳定,受干扰程度较低,T1、T4断面受干扰程度较高。     

城市特定生境下土壤动物的生态分布

通过对2002年9月至2003年3月间上海3种生境类型下土壤动物的调查,共捕获土壤动物3863个,属27个类群,其中绿地中的类群数和个体数多于农田和废弃地。农田中的优势类群为弹尾类(collembola)和蚯蚓类(Oligchaeta);废弃地中的优势类群为线虫类(Nematoda)、双翅类幼虫(Diptera(L))、螨类(Acarina)和弹尾类(Collembola);绿地中的优势类群为线蚓类(Enchytraeidae)和弹尾类(Collembola)。绿地中的优势类群为农田和绿地中的Simpson,优势度指数除12月外均高于废弃地,与Pielou均匀性指数相反,但Shannon-Wiener多样性指数规律不明显。土壤动物的数量和种类在10月份最多,随天气转冷而减少,绿地和废弃地中土壤动物个体数于次年3月份逐渐增多,农田中的于次年1月逐渐增多。表聚性显著,Ⅰ层(0～5cm)最多,Ⅱ(5～10cm)、Ⅲ(10～15cm)两层差异不大。     

黄河下游冲积平原轮作休耕农田土壤真菌群落结构与功能

通过明确不同轮作休耕方式对土壤真菌群落结构及功能的影响,探索农田土壤肥力对轮作休耕方式响应的微生态变化特性,为促进黄河下游冲积平原农田生态修复和耕地质量提升提供参考依据.以2018年开始的长期轮作休耕定位试验农田土壤为研究对象,采用Illumina MiSeq高通量测序技术,通过FUNGuild真菌功能预测工具,分析田间定位条件下不同轮作休耕方式［长期休耕(LF)、冬小麦-夏休耕(WF)、冬休耕-夏玉米(FM)和冬小麦-夏玉米周年轮作(WM)］,土壤真菌群落组成和功能的差异及其影响因素.结果表明,LF使耕层(0~20 cm)土壤真菌群落丰富度和多样性增加,而WF则使冬小麦收获后深层(20~40 cm)土壤的真菌丰富度和多样性增加;所有土壤样本中共获得2262 OTU,划分为14门、34纲、75目、169科、309属和523种,两个土层中共有的OTU分别包含420类(0~20 cm)和253类(20~40 cm);4种轮作休耕土壤真菌群落门水平上的结构组成相似,但相对丰度各异,优势菌门均为子囊菌门(Ascomycota)、担子菌门(Basidiomycota)和被孢菌门(Mortierellomycota),总丰度分别为91.69%~96.91%(0~20 cm)和91.67%~94.86%(20~40 cm);PCoA分析发现,PC1和PC2可以分别累计解释45.56%(0~20 cm)和46.20%(20~40 cm)的群落组成差异;LEfSe的LDA (阈值为4.0)结果可知,LF、FM、WF和WM中共有64个真菌进化枝在统计学上具有显著差异(P＜0.05);RDA分析表明,土壤有机碳(TOC)、全磷(TP)、碱解氮(AN)和含水率(SWC)同是显著影响0~40 cm土层真菌群落变化的主要环境因子(P＜0.05).通过FUNGuild功能比对发现,不同土层不同处理间的主要营养类型同为腐生营养型、腐生-共生营养型、病理-腐生-共生营养型和病理营养型,但其相对丰度存在差异;LF耕层土壤以病理-腐生-共生营养型真菌为主,深层土壤中则以病理营养型真菌相对丰度最高,而种植过小麦或玉米的处理(FM、WF和WM)两个土层都以腐生营养型为主.由此可见,不同轮作休耕方式改变了土壤真菌群落结构、多样性及营养类型,季节性休耕可用于调控集约化种植的农田土壤微生态环境,促进农田土壤生态系统健康和谐.     

长江流域着生藻类群落结构的空间格局及其生态评价

在长江流域河流区域共布设了130个采样点开展着生藻类调查,范围涵盖了自长江源区至入海口的干流重点区域、八大一级支流和三峡支流.长江干流着生藻类密度从高到低依次为长江上游、长江源区、长江中下游和金沙江,整个干流自西向东着生藻类群落空间格局呈现硅藻门和蓝藻门交替占优的形式,硅藻（舟形藻）在干流具最大竞争优势,干流着生藻类群落分布与总氮、总磷和pH密切相关.长江支流中,三峡支流着生藻类密度显著高于八大一级支流,所有支流着生藻类群落主要为蓝藻门,蓝藻（鞘丝藻）在长江支流具最大竞争优势,支流着生藻类群落分布与溶解氧和pH密切相关.着生藻类的多样性分析及水生态评价显示,长江源区物种丰富度较低,但均匀度指数较高,因此是α多样性最高的区域,也是水生态评价较好的区域（β中污型）;长江中下游尽管评价也为β中污型,但着生藻类群落均匀度显著低于源区,导致其α多样性低于源区.水质评价显示长江流域各区域均为良好,但区域间的WQI指数仍具显著差异,而且其差异结果与水生态评价结果不一致,因此建议结合水生态和水质两种评价结果从而更全面地评价水生态系统健康.     

南淝河细菌群落结构的研究

为了研究受污染城市河道南淝河在进行修复前微生物群落的多样性,于2009年10月(秋季)和2010年1月(冬季)在南淝河河道中采集水样,直接从水中提取总DNA,用细菌16S rDNA的通用引物对V3区进行PCR扩增,PCR产物经DGGE(变形梯度凝胶电泳)分离后,获得水体细菌群落的DGGE指纹图谱;同时运用平板计数法对水体的异养细菌进行计数。结果表明:不同季节,不同位点南淝河的细菌群落的多样性都很丰富,但不同季节优势种有差异;相同季节临近位点细菌种群结构的相似性较高,且有顺河而下相近位点相似性增高的趋势。南淝河水体异养细菌数量秋季为20.3×103～616.3×103CFU/mL。冬季为2.3×103～53.6×103CFU/mL,冬季异养细菌数量比秋季低一个数量级,并且从上游到下游逐渐增多。但与其他同等富营养化水平的水体相比,其异养细菌含量较低。     

黄河下游谷子花生间作农田土壤细菌群落结构与功能预测

通过明确谷子花生4:4间作对黄河下游农田土壤细菌群落结构及其多样性的影响,探索农田土壤肥力对谷子花生间作模式响应的微生态变化特性,为促进黄河下游农田生态修复和耕地质量提升提供参考依据.采用Illumina MiSeq高通量测序技术与QIIME 2平台,分析单作谷子(SM)、单作花生(SP)、间作谷子(IM)、间作花生(IP)和谷子花生间作(MP)这5种土壤的细菌群落组成差异及其影响因素,并预测其生态功能.结果表明,间作土壤细菌群落α多样性与单作存在差异,但不显著, β多样性则具有显著差异(P<0.05); 所有土壤样品共获得7081 ASV,划分为34门、109纲、256目、396科、710属和1409种,其中共有的ASV为727个,在5种土壤中占24.5%~27.8%; 谷子花生间作及其单作土壤细菌群落的菌门组成相似,但相对丰度各异; 5种土壤均以放线菌门、变形菌门、酸杆菌门和绿弯菌门为主,相对丰度可达79.40%~81.33%; 土壤有机碳和碱解氮分别是引起5种土壤细菌群落结构门、属水平产生差异的最主要因子; 通过PICRUSt功能预测发现,初级功能新陈代谢的相对丰度最大(78.9%~79.3%),次级功能外源生物降解与代谢的相对丰度波动最大(CV=3.782%); 在BugBase表型方面,间作谷子或花生土壤较相应单作的氧化胁迫耐受细菌相对丰度增加,且间作谷子土壤较单作谷子显著增加(P<0.05); 氧化胁迫耐受、革兰氏阳性及需氧三类表型细菌间两两极显著正相关(P<0.01),且三者均与潜在致病性、革兰氏阴性及厌氧呈极显著负相关(P<0.01).由此可见,谷子花生间作改变了土壤细菌群落多样性、丰富度和代谢功能,存在降低潜在土壤病害发生的可能性,可用于调控土壤微生态环境,以推动黄河下游农田生态修复和农业可持续发展.     

水保措施对柑橘果园土壤细菌群落结构的影响

为探索水保措施对柑橘果园土壤细菌群落结构的影响,以江西省德安县柑橘果园为研究对象,选取4种水保措施[狗牙根条带覆盖（TD）、狗牙根全园覆盖（QY）、经济作物萝卜-大豆轮作条带覆盖（LZ）和净耕果园（JG）],基于高通量测序技术确定了柑橘果园土壤不同土层[表层（0~10 cm）、中层（10~20 cm）、底层（20~40 cm）]的细菌群落结构,并采用PLS-DA分析和冗余分析（RDA）等统计方法研究了不同水保措施条件下柑橘果园细菌群落结构特征及差异.结果表明:①与JG相比,TD、QY和LZ各层土壤中的全氮（TN）、土壤有机碳（SOC）和土壤有机质（SOM）含量均有提高,尤其是QY提高明显,其3层土壤中的平均TN、SOC和SOM含量分别提高了近50%、40.33%和40.26%.②与JG相比,QY表层土壤的细菌丰度显著增加了近1.51倍,且不同水保措施下QY表层和TD中底层土壤的Shannon-Wiener指数分别最高.③柑橘果园土壤中主要细菌门有Chloroflexi（28.39%~45.32%）、Acidobacteria（13.20%~23.31%）、Proteobacteria（14.65%~22.95%）和Actinobacteria（7.20%~11.26%）.与TD、QY和LZ相比,JG土壤中Chloroflexi的相对丰度较高,Acidobacteria和Proteobacteria的相对丰度较低.除Chloroflexi相对丰度增加外,不同水保措施下Proteobacteria和Actinobacteria的相对丰度均沿剖面深度呈减少趋势;不同水保措施下Acidobacteria的相对丰度亦沿剖面深度呈减少趋势,但TD除外.④不同水保措施下土壤细菌群落差异显著,TN、SOC和SOM（尤其是TN）是主要影响因素.⑤网络分析表明,Proteobacteria是4种水保措施下土壤细菌交互作用的核心细菌;QY土壤细菌群落交互作用网络的稳定性优于TD、LZ和JG.研究显示,水保措施可以通过改变土壤理化环境来影响细菌群落结构,TD、QY和LZ均提高了土壤中的TN、SOC和SOM含量,增加了土壤细菌多样性,其中以QY的提高最为显著,且土壤细菌群落交互作用的稳定性最好.      

2009年与2014年太子河流域附石藻群落结构变化及其与水环境的关系

为了解近年来太子河流域附石藻群落结构和水环境状况的变化趋势及二者的响应关系,于2009年和2014年对太子河全流域的附石藻群落和水环境因子进行调查分析,并探究了基于附石藻群落保护的主要水环境因子浓度限值.结果表明:①与2009年相比,2014年太子河流域的附石藻密度、物种丰富度、群落多样性均显著升高（P < 0.05）;群落组成中对不良环境干扰呈负响应的藻属相对多度普遍升高,对不良环境干扰呈正响应的藻属相对多度普遍降低.②与2009年相比,2014年水环境因子中ρ（TDS）（TDS为总溶解性固体）、ρ（SS）、ρ（TN）、和ρ（NO₃--N）显著降低（P < 0.05）,ρ（DO）显著升高（P < 0.05）.典范对应分析（canonical correspondence analysis,CCA）显示,2009年ρ（TN）和ρ（NH₄+-N）是影响太子河流域附石藻群落的重要水环境因子;2014年ρ（TN）、ρ（NH₄+-N）和ρ（TDS）对附石藻群落结构有重要影响.③经局部加权回归散点修匀法（locally weighted scatterplot smoothing,LOWESS）和独立样本t检验得出,当ρ（TDS）、ρ（TN）和ρ（NH₄+-N）分别为185.00、1.00和0.22 mg/L时,其与P-IBI构成的拟合曲线存在拐点,且拐点两侧的P-IBI差异性显著（P < 0.05）.研究显示,2009—2014年太子河流域的附石藻群落和水环境状况整体有所改善,合理控制ρ（TN）、ρ（NH₄+-N）和ρ（TDS）对该流域的附石藻群落保护有重要意义.