湖北省湖泊大型底栖动物群落结构及水质生物学评价

大型底栖动物是湖泊生态系统的重要生物类群,在生态系统物质循环和能量流动中起着重要作用。底栖动物具有生命周期长、迁移能力较弱、对环境变化反应敏感等特点,可有效指示湖泊生态系统的健康状况。湖北省是我国淡水湖泊分布最密集的区域之一,湖泊总面积为3025 km2。近年来,伴随着工农业、养殖业及城市化的快速发展,富营养化已成为本地区湖泊面临的一个主要环境问题,并可能直接影响大型底栖动物的群落结构。目前关于本地区湖泊大型底栖动物群落的研究还较少,为此本研究对湖北省27个浅水湖泊底栖动物进行了调查,并对水质状况进行生物学评价。共采集到底栖动物40种,隶属于4门7纲18科,其中寡毛类5种,摇蚊幼虫16种,软体动物双壳类4种、腹足类8种。霍甫水丝蚓（Limnodrilus hoffmeisteri）、苏氏尾鳃蚓（Branchiura sowerbyi）、花翅前突摇蚊（Procladius choreus）、中国长足摇蚊（Tanypus chinensis）、多巴小摇蚊（Microchironomus tabarui）及铜锈环棱螺（Bellamya aeruginosa）是本地区湖泊最常见的种类。所调查湖泊底栖动物平均密度为32~1243 ind·m-2,其中12个湖泊密度低于200 ind·m-2,摇蚊幼虫和寡毛类对密度的贡献较大,以摇蚊幼虫占优势的湖泊有19个。底栖动物平均生物量为0.034~460.7 g·m-2,生物量低于50 g·m-2的湖泊数量最多（19个）,软体动物占优势的湖泊有16个,摇蚊幼虫和寡毛类占优势的湖泊数量共11个。各湖泊底栖动物物种数为3~14种,Margalef指数为0.71~2.33,Simpson指数为0.69~0.85,Shannon-Wiener为0.78~2.13,Spearman相关性分析结果显示物种丰富度和三种多样性指数与湖泊面积呈显著正相关。BI（Hilsenhoff生物指数）评价结果显示共11个湖泊为一般和轻度污染（6.01~7.44）,中度污染湖泊数量为13个（7.57~8.47）,长湖（8.52）、上津湖（8.65）和玉湖（8.50）处于重污染状态。     

Cd胁迫下As污染土壤对农作物生长及农产品安全性的影响

采用盆栽实验的方法研究了在Cd胁迫下As污染物对水稻(Oryze sativa L.)、大豆(Glycine mdx L .)生长发育及重金属吸收积累的影响,As-Cd污染土壤采用不同改性剂对农产品安全性的影响研究.研究结果表明:单元素As处理与对照相比水稻株高降低了10.3锄、产量下降了9.8%,而大豆株高、产量分别增加了6 cm、36.9%,在实验设计污染物浓度范围内,As对大豆生长发育有刺激作用.As-Cd处理与对照相比水稻的株高、产量分别下降了2.3 cm、1.75%,而大豆株高、产量下降了12 cm、5.6%,As-Cd污染处理抑制了作物的生长发育;As-Cd处理比单元素As处理其水稻籽实、茎叶、根中As含量分别多4.2倍、1.14倍、1.7倍,As-Cd处理比单元素As处理大豆籽实、茎叶、根中As含量分别多4.63倍、2.82倍、1.85倍,Cd元素的存在对水稻、大豆吸收As具有协同作用;采用腐殖酸4%、pH4处理改性措施使土壤中有效态As含量降低,降低了As对农作物的健康风险.     

硫酸铵施用量和温度对红壤稻田土硝化作用及微生物特性的影响

以红壤稻田土为供试土壤,设置不同硫酸铵(简称硫铵)施用量,分别在15、25、35℃条件下培养,研究短期内土壤硝化作用、微生物生物量和微生物功能多样性的变化。结果表明,在相同硫铵施用量下,不同温度处理土壤NH4+含量差异不显著;温度变化对于对照和常规硫铵用量(折纯N 120 mg·kg-1)处理土壤NO3-含量有显著影响,但对中、高量(折纯N 600和1 200 mg·kg-1)处理无显著影响。对照和常规硫铵用量处理土壤硝化速率均随温度升高而显著增加;中、高量硫铵处理土壤硝化速率普遍较低,且不同温度之间差异不显著;相同温度条件下,硝化速率随硫铵施用量的升高而降低。中、髙量硫铵处理对土壤微生物生物量碳有显著影响,且土壤微生物生物量碳随硫铵施用量的增加而显著降低;相同硫铵施用量下,不同温度处理土壤微生物生物量碳由高到低大致为25、15和35℃。BIOLOG分析显示,中、高量硫铵处理平均吸光值和多样性指数均较低,各处理中以25℃时对照处理的平均吸光值和Shannon、Simpson、McIntosh指数最大,其次为25℃时常规硫铵用量处理。过量施用硫铵有可能造成土壤生物结构和功能衰变。     

长江口海域表层沉积物污染及其潜在生态风险评价

根据2004年8月份长江口海域表层沉积物的监测基础资料,采用单因子污染参数法和Hakanson前在生态风险指数法,通过分析长江口不同水域表层沉积物中典型污染要素PCB,Hg,Cd,Pb,As的质量分数,评价了长江口表层沉积物的质量状况。定量确定了长江口表层沉积物的潜在生态风险程度、主要污染因子和潜在生态风险因子;分析了近年来长江口表层沉积物总的潜在生态风险和单个污染要素的潜在生态风险的变化趋势。结果表明:长江口表层沉积物质量状况良好,各典型污染要素的质量分数值均小于背景值,典型污染要素的平均综合指数Cd为1.37,典型污染要素的污染程度由高至低顺序为As>Pb>Hg>PCB>Cd,As是主要环境污染因子;长江口各水域表层沉积物总的对水域均只具有低潜在生态风险,其由高至低的排列顺序为杭州湾北岸>长江口南支>长江口北支>长江口外;各典型污染物对水域也均只具有低潜在生态风险,其由高至低顺序为Hg>PCB>Cd>As>Pb,Hg是主要潜在生态风险因子;近年来,长江口表层沉积物总的潜在生态风险和单个污染物的潜在生态风险均呈现增加趋势。     

华南滨海小流域降雨入渗对地下水的补给分析

以华南滨海小流域——中山大学滨海水循环试验基地(试验基地)作为研究区,在对该流域地下水和雨水分别进行采样、实验分析的基础上,利用氯量平衡法(CMB)与地下水动态法计算了该流域的降雨入渗补给系数与给水度。研究发现,试验基地地下水主要受降雨补给,地下水埋深在雨季(4—9月)、旱季(10—3月)的变动范围大致为0～1.5 m与0～0.5 m。根据CMB计算结果,补给区、中间区雨季降雨入渗补给系数分别为旱季的1.3～1.6倍和1.3～2.0倍,且补给区大于中间区(M5井除外)。利用地下水动态法计算次降雨入渗补给系数,所得雨季、旱季的均值(7.6%和4.6%)与CMB计算结果(7.7%和5.3%)较为接近。给水度、雨强与入渗补给系数均存在一定的线性关系。将地下水埋深分别与降雨入渗补给量及潜水蒸发量进行多项式拟合对比,发现降雨入渗对地下水的最大入渗补给埋深约为2.3 m,当埋深为3.1 m时,地下水可获得最大净补给量。     

人工马褂木林下草本植物物种多样性与林分郁闭度的关系

通过对崇明岛5年生人工马褂木林下草本植物分布及生长状况的调查,研究了不同郁闭度下草本植物物种多样性与林分郁闭度的关系.结果表明:在马褂木幼龄林中,随着林分郁闭度的增大,林下草本植物种数呈先增加后减少的趋势,郁闭度为0、(0,0.2]、(0.2,0.4]、(0.4,0.6]、(0.6,0.8]、(0.8,1.0]下的草本植物种数分别为16、16、19、15、9和7种;林下草本植物的平均盖度、平均密度与林分郁闭度在α=0.01水平上呈显著负相关(r盖度-郁闭度=-0.964 3,r密度-郁闭度=-0.981 5);林分郁闭度为(0.2,0.4]林下草本植物多样性指数最高,其中辛普森指数为0.754 8,香农-威纳指数为1.327 3,均匀度指数为0.880 6.     

土地利用方式和施肥管理对黑土物理性质的影响

为了探讨东北黑土区土壤水分的调控能力及其影响因素以及土壤水分对降水和不同植被覆盖的响应,以海伦农田生态系统国家野外科学观测研究站内的长期定位试验为基础,利用中子水分仪测定土壤体积含水量,研究裸地、休闲地以及包括单施有机肥、化肥+秸秆还田、单施化肥和不施肥4种处理的农田耕层土壤物理性质和土壤水分动态.结果表明:与休闲地相比,农田土壤容重增加7.47％,而孔隙度、饱和含水量和田间持水量均呈降低趋势,分别下降2.59、6.04和1.90百分点;肥料的施入尤其是施用有机肥和秸秆还田能够改善土壤物理性质;裸地土壤物理性质最差.由于植被耗水量较大,农田和休闲地土壤剖面年平均体积含水量显著低于裸地,施用化肥和秸秆还田可显著降低农田土壤剖面年平均体积含水量.各处理土壤剖面水分变异系数均随土壤深度的增加(0～70 cm深处)而呈先减小后增加趋势.由于植被生长的耗水作用,休闲地和农田土壤水分变化比裸地强烈,秸秆还田加剧了农田土壤水分的变异.土壤储水量的动态变化与降水量之间存在明显相关性,不同土地利用方式和施肥管理对浅层土壤储水量的影响较大,但随着土壤深度的增加,各处理对土壤储水量的影响越来越不明显.     

基于两步优劣解距离法的地下水污染监测网优化

地下水污染监测网的优化能让监测网以合理监测成本获取精确的地下水水质信息.为兼顾监测网空间特征与统计特征,综合考虑区域地下水水质状况和水文地质状况,提出了两步优劣解距离法优化监测网.首先以地下水典型污染物加权综合污染指数和防污性能指数为指标,采用优劣解距离法对现有监测网各监测井评分,并筛选得到不同监测井数量条件下的备选优...     

生态围隔对水源地水质的改善效果

采用渔网及土工布挂片双层材料以及填充的水花生构建了生态围隔,对藻类进行拦截,降低取水口藻类密度,同时通过水花生的吸收和拦截,以及土工布挂片形成的附着生物群落的降解和吸收作用,降低颗粒态以及溶解态营养盐,达到取水口水质的改善效果.生态工程实施后,取水口内悬浮颗粒物显著降低了29.8％,同时透明度提高了27.5％.对藻类的拦截效果研究表明,围隔对叶绿素a的去除率为23.0％,对总藻类数量的去除率为20.7％.通过对围隔内外蓝藻数量在藻类数量的比例分析,生态围隔对蓝藻的去除率高于总藻类的去除率,说明了对于藻类拦截的效果具有一定的选择性.对营养盐的改善效果主要体现在颗粒态物质上,其中颗粒态氮磷的去除率分别为48.4％和31.3％.     

对苯二酚对海洋底栖双壳类毛蚶和紫贻贝毒性效应研究

通过对中国近岸常见底栖双壳类毛蚶（Scapharca subcrenata）、紫贻贝（Mytilus edulis）急性和慢性毒性试验,运用Log-logistic模型及Weibull毒性效应阈值模型计算对苯二酚对2种受试生物的半致死效应浓度（LC₅₀）、非检测效应浓度（NDEC)及无观测效应浓度（NOEC）;分析慢性毒性试验对受试生物体质量、体长及消化腺超氧化物歧化酶（SOD）活性的影响。结果显示,对苯二酚对毛蚶、紫贻贝的LC₅₀分别为34.10和66.50 mg/L,NDEC分别为0.36和0.50 mg/L,NOEC分别为0.40和0.60 mg/L。慢性试验周期内受试生物体质量、体长的组内与组间差异不显著（P>0.1）;SOD酶活性仅在个别时间段对照组和处理组间存在显著差异（P<0.05）。