株洲清水塘工业区周边土壤微生物群落特征

基于Illumina高通量测序技术分析了株洲清水塘工业区周边土壤的微生物群落特征,研究重金属污染对土壤微生物群落的影响.结果表明,土壤微生物群落的相对丰度和多样性变化趋势一致,均随着重金属污染程度增加而减小;稻田土壤平均相对丰度最高的门是变形菌门(49. 56%),其次为绿弯菌门(13. 07%)和酸杆菌门(8. 77%);较高重金属污染程度下伴随着更高丰度的变形菌门、绿弯菌门与更低丰度的硝化螺旋菌门、酸杆菌门; 4组样品的微生物群落结构相似性较高,OTU重叠度达52. 64%,丰度较高的OTU其微生物群落更趋向于相似;结合Spearman相关性分析,Cr与变形菌门显著负相关,与绿弯菌门显著正相关,Cd、Cu、Pb和Zn与硝化螺旋菌门显著负相关.以上结果表明,重金属污染是影响清水塘工业区周边土壤微生物群落结构的重要因素.     

13C脉冲标记法定量冬小麦光合碳分配及其向地下的输入

研究冬小麦生长向地下部分的输入对于土壤固碳和作物生产具有重要意义.分别在分蘖期、拔节期、花期和灌浆期,用~(13)CO2对冬小麦进行脉冲标记7 h,标记结束后28 d(示踪期)破坏性取样,测定冬小麦地上部、根、土壤和土壤呼吸中的~(13)C含量等指标.研究结果表明,在各标记时期,冬小麦光合固定的~(13)C大部分保留在地上部(51.6%~90.8%),且随小麦生长的进行而逐渐向地上部分配,向地下部分(根系、土壤和根际呼吸)的转移随生长进程的延续而降低.转移到地下部的~(13)C中,有22.9%~65.3%被根际呼吸消耗,24.3%~59.3%在根部保存,10.4%~17.8%通过根际沉积转化为土壤有机碳.示踪期28d内最后2 d呼吸产生的~(13)C只占整个示踪期根际呼吸~(13)C量的0.7%~2.7%,说明28 d的示踪期可以确保光合碳在各系统分配完全.在整个生育期内,冬小麦净吸收的光合碳分配到地上部、根部、土壤有机碳和根际呼吸的比例分别为78.5%、6.0%、3.1%和12.4%.结合当地生产方式估算,冬小麦在整个生育期内输入到地下的总碳量为1.72 t·hm~(-2),其中有0.99t·hm~(-2)被根际呼吸消耗,根部固持碳量为0.48 t·hm~(-2),0.25 t·hm~(-2)以有机碳沉积的形式进入土壤.     

典型小城市土壤重金属空间异质性及其风险评价:以临安市为例

城市土壤是城市生态系统不可分割的一部分,与城市居民的人体健康和生活质量密切相关.本研究以浙江省典型小城市——临安市为研究样区,共采集62个土壤表层样品(0~15 cm,样品采样密度:5个·km~(-2)),基于多元统计学、地统计学结合GIS技术研究该地区土壤重金属的污染特征、空间变异结构与分布规律.土壤重金属Mn全量、Cu全量、Zn全量、Pb全量、Cr全量、Cd全量的平均含量分别为439.42、42.23、196.80、62.55、63.65、0.22 mg·kg~(-1),与浙江省土壤背景值及环境质量标准相比较,这些重金属在临安市存在不同程度的累积,局部污染严重.单个重金属潜在生态风险危害指数表明,Pb的潜在生态危害指数最高.p H与大部分重金属全量以及重金属全量之间存在显著相关关系.研究区土壤Pb、Zn和Cu主要来自于城市交通运输工具的使用和尾气排放,而Mn和Cr主要来自于母岩,Cd主要由市区工厂的长期有害物质排放.研究区土壤重金属全量及其有效态均具有较强的空间自相关性[C_0/(C_0+C)50%],其空间分布特征受人为活动的影响极为明显.     

北京森林土壤富里酸亚组分的表征及荧光指标分析

为探究土壤FA（富里酸）的结构组成及其腐殖化和芳香性特征,采用SFS（同步荧光光谱）技术结合FRI（荧光区域积分）、DSFS（导数荧光光谱）及PCA（主成分分析）对土壤FA亚组分的荧光光谱特征及荧光指标间的相关性进行了分析.利用XAD-8吸附树脂结合初始pH为3、5、7、9和13的Na₄P₂O₇（焦磷酸钠）缓冲溶液逐步洗脱技术将土壤FA分别分级得5种亚组分（FA₃、FA₅、FA₇、FA₉和FA₁₃）.结果表明:①FA₃-FA₁₃的SFS体现3类荧光峰,分别代表类蛋白、类富里酸和类腐殖酸物质.FA₃和FA₅含有含量相近的类蛋白、类富里酸和类腐殖酸物质,而FA₇-FA₁₃含有的主要成分是类蛋白物质;同时,FA₇-FA₁₃的类富里酸和类腐殖酸较FA₃和FA₅更为复杂,且FA₇-FA₁₃含有更多易降解的单环芳香族化合物.②FA₃和FA₅的类酪氨酸和类色氨酸物质被识别,且FA₇-FA₁₃的类色氨酸含量明显大于类富里酸和类腐殖酸含量.③FA₃-FA₁₃光谱荧光强度指标（I₂₄₀/I₃₄₀、I₂₄₀/I₄₅₀、I₃₄₀/I₂₇₀、I₄₅₀/I₂₇₀和I₄₅₀/I₃₄₀）的对比分析表明,FA₃和FA₅的腐殖化程度和芳香性均大于FA₇-FA₁₃.④荧光指标A_FLR/A、A_HLR/A、S_270-340、S_270-450、A₂/A₁和A₃/A₁可作为指示亚组分芳香性的优化指标,且A_HLR/A、A₂/A₁和A₃/A₁可作为最佳指标反映亚组分的腐殖化程度.研究显示,土壤FA亚组分的结构表征及荧光指标分析为后续FA亚组分与环境污染物相互机理研究提供依据,为探究有机质的结构特性和环境行为提供理论支撑.      

滨州贝壳堤岛与湿地国家级自然保护区越冬期水鸟现状评价

2016年9月~2017年4月对滨州贝壳堤岛与湿地国家级自然保护区越冬前期、中期、后期3个时期的滨海湿地水鸟种类和数量进行了调查。保护区共记录到水鸟7目12科54种,其中鸻鹬类、鸥类及雁鸭类（共占记录物种总数的83.33%）是构成保护区越冬期水鸟的主要类群。越冬中期水鸟种类、数量水平（19种9042只）明显低于越冬前期（29种28002只）和越冬后期（36种21043只）,这可能与该地区环境温度变化规律有关。保护区越冬期水鸟群落多样性总体水平相对较高（多样性指数、均匀度指数、丰富度指数平均值分别为2.82、0.59、1.90）,表明该地区生态环境状况适宜迁徙水鸟越冬。为更好地保护滨州近岸海域水鸟及其栖息地,建议尽早将保护区有关滨海湿地申报列入《国际重要湿地名录》。     

万山群岛海域网采浮游植物与环境因子的关系

根据2014年5月万山群岛海域生态环境调查数据,利用聚类分析和冗余分析等方法分析了网采浮游植物群落分布特征,探讨了珠江口盐度锋面生境对浮游植物群落的影响。结果表明:共发现网采浮游植物93种,硅藻门种类占73.1%。在冲淡水和外海水汇聚形成盐度锋面的混合区,水温、化学耗氧量、溶解氧、pH、叶绿素a和N:P均高,网采浮游植物丰度也最高,平均丰度为5.96×108/m3,数值达到其他两个区域平均丰度的4000倍以上,小个体硅藻中肋骨条藻丰度比例大于90.2%。在低盐区硅藻门丰度仍占80.6%,大个体硅藻门种类如锤状中鼓藻、巨圆筛藻、哈德半盘藻和美丽漂流藻等丰度呈上升趋势。在高盐区甲藻门丰度增至40.7%,形成硅藻门和甲藻门丰度联合占优势的群落结构,大个体甲藻门种类如短角角藻、纺锤角藻、大角角藻和夜光藻等丰度呈上升趋势。由于盐度变化大,网采浮游植物种类多样,且以广盐种种类和丰度占优势。万山群岛海域的水体营养特征使小型硅藻中肋骨条藻优势特别突出,而种类多样并且单一种类占主导优势的网采浮游植物群落特征,支撑了海域的高初级生产力。     

世界煤炭资源流动的时空格局及成因分析

基于1990-2016年的统计数据,采用场理论研究世界煤炭资源流动的时空格局变化及其成因,揭示近30年来世界煤炭资源的流动状态及其演变过程。研究结果显示：（1）2016年世界煤炭的输出总量达12.25亿t,比1990年增加了10.13亿t,年均增长6.98%,其中澳大利亚、印尼和俄罗斯等是主要的煤炭输出国,印度、日本、中国和韩国是主要的煤炭输入国;（2）以场理论的位势、流场分布、流动迹线角度分析,世界煤炭资源的流动以北美洲、中南美洲和非洲为源流场,以欧洲及欧亚大陆、中东和亚太为汇流场,在澳大利亚—东亚、印尼—东亚/印度之间形成主要运输航线;（3）资源空间分布、供需匹配程度、空间距离、市场因素和国家政策等是煤炭资源流动的主要动因。研究发现：虽然中国煤炭储量丰富,但是煤炭消费数量庞大,仅可维持72年,必须重视煤炭的进口和储备工作。该研究对于中国科学制定产业政策具有重要价值。     

1970-2015年汉江流域多尺度极端降水时空变化特征

基于汉江流域63个气象站点逐日降水数据,辅以超阈值抽样、极端降水集中度（EPCD）和集中期（EPCP）、Mann-Kendall趋势检验等分析方法,对1970-2015年汉江流域多尺度极端降水变化特征进行分析。结果表明：（1）在旬尺度上,汉江流域EPCD较高,呈现出“西高东低”空间特征;汉江EPCP多年均值为七月下旬,空间呈现出“东部早,西部迟”的分布特征,不同流域表现出不同的年代变化规律。（2）在月尺度上,汉江流域极端降水各月分布不均,主要集中在5-9月,同年10月至次年4月为极端降水少发期。（3）在季尺度上,汉江流域极端降水夏季占比50%以上,但近期全流域夏季极端降水比例下降,其中上游主要为春季占比增加,中下游为秋季占比增加,说明夏季是影响汉江极端降水非均匀变化的关键季节。（4）在影响因素上,当东亚季风和南亚II区季风偏强时,汉江流域夏季极端降水量整体减少;当东亚季风偏弱时,夏季极端降水增幅呈南北分异,而南亚II区季风偏弱时,极端降水增幅呈东西分异。     

大气颗粒物吸湿性研究

大气颗粒物吸湿性是反映颗粒物理化性质的重要指标,吸湿性研究对深入了解颗粒物的环境和健康效应具有重要意义. 总结了国外近年来大气颗粒物吸湿性研究进展:①典型的大气颗粒物吸湿性分析方法为H-TDMA(吸湿性串联差分电迁移率粒径分析仪)系统及其优化方法. ②大气颗粒物吸湿性呈单峰、双峰甚至多峰分布;根据G_f(吸湿性生长因子)随粒径变化的模式,可将大气颗粒物分为强吸湿性和弱吸湿性2类,也可分为纯不溶性、混合不溶性、混合可溶性和纯可溶性4类. ③城市背景点颗粒物的G_f比城市观测点高;城市观测点的颗粒物G_f分布呈夏季高、冬季低,白天高、晚上低的特征. ④颗粒物吸湿性与其化学组成和形态密切相关,纯可溶性盐颗粒物的G_f通常较高. ⑤柴油燃烧源新排放的颗粒物属于弱吸湿性颗粒物,G_f非常小,但在其表面老化后或随燃料中硫含量的增加G_f会明显变大. ⑥生物质燃烧排放颗粒物的G_f相对较高,但存在区域差异性. 针对国内大气颗粒物吸湿性研究现状,提出了未来重点研究方向.      

基于径向基函数神经网络方法的城市生态压力预测

针对城市生态压力影响因素复杂,难以对城市未来可持续发展状况做出准确判断的问题,提出了城市生态压力的径向基函数神经网络预测模型,分析了影响城市生态系统的主要因素.以抚顺市1995-2009年数据为基础,验证了模型的准确性并预测了该市2010-2015年城市生态系统的压力情况.研究结果表明:能源消耗指标是影响城市生态系统压力的主要因素;运用径向基函数神经网络模型对训练样本的拟合精度以及对测试样本的仿真精度分别达97.91%和94.16%;抚顺市2015年的人均生态足迹、 生态承载力和生态赤字分别达到7.013、 0.523和6.49 hm²/人.