农村多水塘系统景观结构对非点源污染中氮截留效应的影响

多水塘系统在滞留和降解农业面源污染中发挥着巨大作用.不同景观结构特征的多水塘系统对农业面源污染的截留率也存在差异.本文针对多水塘系统的功能及特点,选择4个不同景观结构的小流域作为研究区域,分析降雨前后多水塘系统水环境的变化特征及其对氮元素的截留情况,并揭示其截留率与水塘系统景观结构之间的关系.结果表明:(1)雨前水塘水体中总氮(TN)浓度的变化范围在1. 32～6. 32 mg·L~(-1)之间,雨后TN质量浓度增加到2. 8～16. 99 mg·L~(-1)之间,其中,硝氮(NO_3~--N)占TN的质量分数为20%～74%;(2)多水塘系统对TN、NO_3~--N和氨氮(NH_4~+-N)的平均截留率分别为50. 09%、48. 71%和52. 75%;(3)小流域1中的水塘系统对氮的截留率最低,平均次降水过程中小流域2中的水塘系统对氮的截留量最低,仅为56. 10kg,远低于小流域4中水塘系统对氮的截留量324. 43kg;(4)多水塘系统对氮的截留率受到水塘个数、面积及水塘与水塘之间沟渠密度的影响,其中沟渠密度对氮截留率的影响最大.本研究结果可为农村多水塘系统的管理及规划提供科学依据.     

南京仙林新市区土地利用结构与格局对湿地水环境氮、磷影响研究

以南京仙林新市区典型湿地为例,综合考虑湿地生态系统特点及其集水区内土地利用情况,根据湿地受城市化影响程度,将10个典型城市湿地分为农村型、城郊型和城市型三大类,采用RDA分析方法,研究城市湿地氮、磷与不同土地利用类型和格局的相互关系.结果表明:1农村型湿地水质最好,城郊型次之,而城市型湿地水质明显劣于农村型与城郊型.2各类型湿地TP、TN浓度均表现为湿季大于干季特征.其中,农村型与城郊型湿地TP浓度干湿季差异较城市型明显;而TN浓度干湿季节变化则呈现相反规律.3湿地水质受到多种土地利用类型和格局的综合影响.在土地利用方面,TP、TN浓度在干、湿季节均与不透水用地呈显著正相关,与草地、林地和湿地均表现为负相关,并且湿地与水质指标的负相关性较草地、林地显著.在土地利用格局方面,TP、TN浓度在干、湿季均与平均斑块形状呈负相关,与斑块密度、多样性指数为正相关;在景观相邻性影响方面,土地利用格局与TN浓度关系密切,湿季呈负相关,干季为正相关.     

天目湖流域湿地对氮磷输出影响研究

选择太湖地区天目湖饮用水源地的平桥河流域与中田河流域,综合利用遥感、GIS技术和野外水质监测、实验室分析等方法,对流域湿地与河流水质关系进行研究.结果表明:①平桥河流域与中田河流域湿地数量多,斑块密度分别为7.5个.km-2与7.1个.km-2.平桥流域湿地上下游分布广泛,多位于距离河流500 m范围之外,中田河流域湿地则相对集中于下游河段500 m范围内.②湿地对流域氮磷营养盐输出具有显著的截留效果.中田流域湿地对氮具有较强的截留效果,氮素浓度自上游至下游降低明显,而对磷的截留效果表现不明显.从季节响应来看,中田流域湿地在春季和冬季表现出TN和DTN浓度与流域湿地面积百分比明显的负相关关系,平桥流域湿地则在秋季对氮输出具有显著影响,表明湿地对氮磷的截留功效具有强烈的季节效应.③合理恢复一定数量的湿地面积,特别是增加河道附近湿地面积和数量,对河流水质具有改善作用.但氮磷营养盐在流域内的输移过程复杂,湿地的面积、位置、密度、生态系统结构等因素以及流域空间尺度、地形坡度、采样时间间隔及其它土地利用类型等因素都对物质输移过程产生影响,相关理论与实践研究有待于深入展开.     

苏北侵蚀型海岸湿地景观时空演变特征及驱动机制

运用RS、GIS技术和景观生态学方法,对盐城国家级自然保护区侵蚀型海岸湿地1987、1997和2007年3个时相的景观数据进行分析,辨识侵蚀型海岸湿地景观格局时空演变特征。结果表明,1987—1997年,研究区光滩面积比例由76.91%下降至58.37%,碱蓬湿地由18.68%下降至5.51%,芦苇湿地由4.42%上升至13.01%,并出现了米草湿地和养殖池景观类型,1997年其面积比例分别为13.35%和9.76%。1997—2007年,碱蓬湿地退化消失,养殖池减少,芦苇湿地、米草湿地、光滩面积增加,其比例分别为15.85%、14.50%和60.86%。就景观异质性而言,多样性指数先升后降,景观优势度持续下降。景观空间演替呈现单向性特征:1987—1997年,从陆地向海洋方向演替;1997—2007年,从海洋向陆地方向演替。海岸地貌过程和植物覆被类型的连续变化导致湿地景观演变呈连续变化,但干扰往往使生态过程的连续性发生改变。     

自然条件下盐城海滨湿地土壤水分/盐度空间分异及其与植被关系研究

以盐城国家级自然保护区核心区为案例,根据2011年4～5月对海滨湿地土壤采样分析结果,结合2011年ETM+遥感影像,运用典范对应分析(CCA)、线性回归模拟和地统计学方法,探索自然条件下盐城海滨湿地土壤水分和盐度的空间分异特征及其与植被类型的关系.结果表明:①土壤水分平均值在36.820%～46.333%之间;土壤盐度平均值在0.347%～1.328%之间,具体表现为米草滩>光滩>碱蓬滩>芦苇滩.②土壤水分和盐度的空间变异具有一致性,东西海陆方向上的变异大于南北海岸延伸方向上的变异.土壤水分和盐度最高值出现在西南部米草滩;最低值出现在芦苇滩内.将土壤水分和盐度从低到高分成Ⅰ到Ⅴ级,其中Ⅳ级比重最高,分别占36.156%和28.531%.③不同植被类型的土壤水分和盐度的组合呈现高盐度高水分到低盐度低水分的"双高到双低"组合特征.具体表现为:芦苇滩土壤水分<40.116%,盐度<0.676%;碱蓬滩土壤水分为38.162%～46.403%,盐度为0.471%～1.295%;米草滩土壤水分>43.214%,盐度>1.090%;光滩的土壤水分>43.214%,盐度>0.677%.     

基于土地转移矩阵的生态服务功能研究——以南京市仙林新市区为例

以南京市仙林新市区为例,运用土地转移矩阵方法分析土地利用变化,并采用专家打分法和层次分析法对生态服务功能进行分类评价,对其结果进行空间化表达,分析土地利用变化对生态服务功能的影响。结果表明:(1)2003—2013年仙林新市区耕地和水体面积大量减少,而建设用地、密集型草地和裸地面积大量增加。土地利用类型变化主要体现在耕地、水体向建设用地、密集型草地和裸地的转移。(2)区域生态服务功能整体降低,但生态服务功能改变程度具有空间异质性,西北部和中部的大部分区域生态服务功能降低程度高,而东南部小部分区域降低程度低。(3)耕地、有林地和水体向建设用地的转移是造成生态服务功能降低的主要原因,其作用程度达到70%以上。     

HF-LLLME-CE法测定偶氮染料氧化降解生成的有机酸

采用纤维膜三相液相微萃取(HF-LLLME)和毛细管电泳技术,对偶氮染料氧化降解过程中可能产生的小分子羧酸甲酸、乙酸、草酸、乳酸、丁二酸、柠檬酸、苹果酸进行了测定。以pH值为7.2的230 mmol/L磷酸二氢钠、115 mmol/L四硼酸钠和0.5 mmol/L十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)溶液为缓冲液,分离电压-12 kV,检测波长200 nm的条件下,10 min内达到基线分离。三相液相微萃取以磷酸三丁酯(TBP)为有机相,供体相pH为2.5,接收相pH为12.0,萃取时间为45 min,将萃取接收相直接进行毛细管电泳(CE)测定,富集倍数在7~67之间。样品相中7种有机酸的质量浓度在5 mg/L~1 000 mg/L的范围内与电泳峰面积呈良好线性(r2>0.999 1),方法的检出限为0.09 mg/L~0.54 mg/L。运用该法对TiO2光催化降解偶氮染料过程中产生的有机酸进行测定,检测到的4种羧酸的投加回收率在93%~110%之间。     

基于景观斑块谱特征分析的湿地景观变化对丹顶鹤栖息地影响研究

选择三江平原东北部为研究区域,通过对1954～2005年6个时段景观图湿地斑块谱特征分析,结合野外丹顶鹤栖息地调查,揭示了湿地景观斑块化对丹顶鹤栖息地的影响。结果显示：①空间上,区域湿地景观以大斑块为优势地位,小斑块数量众多,总体斑块数量大;大斑块形状复杂且富有生态系统类型多样性,小斑块形状规则但异质性差;时间上,大斑块面积持续缩小,小斑块数量持续增加,景观破碎化过程明显;大斑块形状趋于复杂,内部异质性降低明显,景观多样性趋于简单化。②景观斑块化不仅导致丹顶鹤栖息地面积大量丧失,而且边缘效应和斑块异质性影响严重削弱了斑块维持栖息地的能力。③景观斑块谱特征决定了斑块资源的有效程度。在低度破碎化的景观中,斑块面积影响起主要作用,而在高度破碎化景观中,斑块形状和多样性影响更为突出。     

小三江平原湿地水质空间分异与影响分析

2005 年春季分3 次对小三江平原湿地进行大空间尺度野外采样,获取区域内不同地理位置、多种湿地类型的水样水质数据.结合区域特点,利用有机物综合污染指数和富营养化综合指数,对25 个采样点水质进行综合评价.结果表明,湿地水质主要受有机污染和富营养化威胁;河流及其两岸湿地污染水平较低,农田中的湿地受污染较为严重;湿地污染水平与其面积大小和周围土地利用结构关系密切.河岸大面积连续分布的湿地对维持河流良好水质更为重要.     

汽油降解菌的分离鉴定及其降解特性

以长沙市环保塑胶炼油厂排污口的污泥为菌源,经过富集筛选、分离纯化得到一株能以汽油为唯一碳源和能源进行生长的细菌,命名为Z菌.通过形态学观察、生理生化特征鉴定,结合16S rDNA扩增、测序,运用BLAST检索分析,建立系统进化树. 结果表明:Z菌的形态及主要生理生化特征与芽孢杆菌属一致,而且与蜡状芽孢杆菌(AH1134)的16S rDNA序列有较高的同源性(相似度为99%);在系统发育树上构成一个分支. 由此确定该汽油降解菌为蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus).Z菌降解汽油的最适温度为37 ℃,最适pH为8.0,最适降解的ρ(汽油)为500 mg/L,72 h内降解率为79.4%. 能较好利用的碳源是蔗糖和葡萄糖,以硫酸铵为氮源,生长量最好.