以植被生物完整性评价梁子湖湖滨湿地生态系统健康

湖滨湿地植被是湖滨带生态系统的主要特征,以湖滨湿地植被为对象可评价湖滨带生态系统健康状况。通过对梁子湖湖滨湿地植被的详细调查,共鉴定出植物182种,隶属于52科128属,其中湿生植物147种,水生植物35种。水生植物中有20种挺水植物,6种浮叶植物和9种沉水植物。采用植被生物完整性(VIBI)方法评价梁子湖湖滨湿地生态系统健康,对21个备选指标进行筛选分析,建立了以挺水植物物种数、多年生植物物种数、外来物种百分比、香农多样性指数、植物区系质量指数FQAI、耐受性物种百分比、敏感性物种百分比为核心指标的评价体系,三分法对指标进行赋值,将梁子湖湖滨湿地划分为健康、良好、一般和较差4个等级。评价结果表明,梁子湖湖滨湿地22个调查位点中,处于健康状态的有3个位点,良好6个,共占总位点数的41%,一般和较差分别为7个和6个,共占59%。总体上看,东梁子湖和牛山湖湖滨湿地位点健康状况较好,而西梁子湖湖滨湿地差异性较大,山坡湖南部湖湾和前江大湖北部位点健康状况良好,张桥湖湖滨湿地健康状况一般,评价较差的6个位点集中在宁港湖周围和前江大湖南部沿岸。底质和人类活动如水位调控、围网养殖、放牧等是影响梁子湖湖滨湿地植被生物完整性的主要原因。     

南京市秦淮区昼夜人口空间分布估算与分析

人口时空分布研究对于城市规划管理、土地利用布局优化以及生态资源环境评价具有重要的现实意义。以南京市秦淮区为研究区,选择Google Earth平台提供的2014年空间分辨率为0.27 m的高分辨率遥感影像,结合统计资料和实地调查,根据人们日常活动的时空位移规律,获取“人口-昼夜-土地利用”匹配关系,借助地理信息系统建模和空间分析技术,实现100 m格网单元尺度下的昼夜人口空间分布定量模拟,并从街道和建筑斑块尺度对人口空间化结果进行验证,进而分析昼夜人口空间分布格局。结果表明：(1）利用高分辨率遥感影像目视解译和街景地图等多源数据,可有效克服城市复杂下垫面的土地利用类型和建筑物图斑数据较难获取的困难,提高城市人口估算的空间分辨率;(2）利用土地利用类型和建筑物空间属性信息,能够合理地估算建筑物尺度上的昼夜人口空间分布;（3)由于中心城区建筑物功能布局以及城乡发展差异等诸多因素影响,城市中心城区昼夜人口的空间结构存在显著差异,白天人口分布范围较为广泛且部分区域具有显著的集聚特征,而夜晚人口的高值分布则相对分散,高值集聚区向城区周边推移。 关键词： 昼夜人口;时空分布;遥感;地理信息分析;南京市;秦淮区     

城市生态系统复合下垫面碳通量特征——以上海市奉贤大学城为例

随着城市化进程的加速和城市人口规模的增加,城市已成为最大的碳源,研究城市生态系统对大气二氧化碳的贡献成为碳循环研究的焦点问题之一。基于研究区域内土地利用现状和一年的涡动观测系统观测数据,结合地理信息技术(Arc GIS)和通量计算工具(Eddypro及ART Footprint Tool)以及碳通量足迹模型分析了上海奉贤大学城碳通量足迹特征,基于此探讨不同下垫面类型,包括以草本和木本等透水层为主的下垫面(称为自然系统),以建筑物、道路等不透水层为主的下垫面(称为社会系统)碳通量的变化特征。研究结果表明:1)在不同风向上,碳通量贡献区范围随着大气稳定度的增加而扩大。大气处于稳定条件下,非主风向上的碳通量贡献区范围(最大范围1 100 m)比主风向上的碳通量贡献区范围(最大范围780m)要大;当大气处于不稳定条件下时主风向和非主风向下的碳通量贡献区范围相差不大(最大范围分别为321和351m)。2)不同下垫面其源汇特征不同,以绿色植物为主的自然系统年碳通量均值为–4.1μmol/m~2/s,表现为碳汇;社会系统的年碳通量均值为8.6μmol/m~2/s,表现为碳源。3)自然系统的碳通量日变化具有较明显的季节分异,变化特征大致呈"U"型;社会系统的碳通量日变化没有明显的季节分异,变化特征大致呈"M"型。绿色植物对城市生态系统的大气二氧化碳有降低作用,结合自然和社会系统的碳通量变化特征可以为以后合理规划城市布局,建立低碳城市提供服务。     

长江河口近岸水体自然净化作用及其初步评价

按照水体的净化机理，结合长江口和上海滨岸带近岸水体的物理、化学和生物等因素的实际特征，对近岸水体的自然净化作用进行了阐述和分析。并在历史资料和实测资料基础上，就近岸水体的自然净化作用进行了评价。评价结果表明，因长江河口近岸水体存在较强的自然净化作用机制，近岸水体体的自然净化能力较强，环境容量较大，但由于污染物输入量的不断增加，部分岸段近岸水体的环境质量有逐渐下降的趋势；近岸水体的自然净化作用具有明显的季节性变化，长江口南岸水域洪水季节水体的自然净化作用比估水季节强，而杭州湾北岸水域的自然净化作用表现为相反的变化趋势，因此建议在近岸污水排放过程中应考虑近岸水体的净化能力，遵循水体的自然净化作用规律。     

水源地生态补偿标准估算——以贵阳鱼洞峡水库为例

鱼洞河是乌江水系的一个小支流,为下游贵阳市提供饮用水水源。在鱼洞河上下游之间建立生态补偿机制,理论上需要知道上游治理污染和维护生态环境的费用,以及下游对上游提供的生态环境服务的支付意愿。只有下游的支付意愿大于上游的费用,上下游之间的生态补偿机制才有理论可能性。在对上游龙里县汇水区进行实地调研后,重点评估了当地安装沼气系统、坡耕地(≥25°)退耕还林、其他地区的土壤侵蚀防治以及点源污染治理费用,得出上游治理投资费用为199万元,年度费用每年89.2万元-168万元。采用意愿调查法(CVM)对贵阳市自来水用户对上游环境服务的支付意愿进行了评估。采用简单随机抽样方法在贵阳3个区内选取了900户作为样本,结果表明,有62.7%的人愿意为生态补偿付费。采用PROBIT模型,可以计算出为避免鱼洞河水质恶化的支付意愿均值为0.37元/m3,贵阳市自来水用户总的支付意愿每年达847万元。结果表明在鱼洞河水源地进行上下游生态补偿理论上是可能的,补偿标准介于上游费用与下游支付意愿之间。     

西北地区水资源—生态可持续发展的若干问题探讨

基于对西北地区大开发的关键性难题与一些违背自然规律的不良倾向的讨论 ,认为大开发的实施需要在系统科学思维的基础上综合考虑资源—环境—经济的协调发展。近年来 ,许多科学家从各种角度揭示了我国西北乃至北半球中纬度地区持续干旱的发展规律 ,对干旱化趋势与水盐失衡的分析表明 ,西北地区气候干旱化将长期存在 ,生态将继续退化 ,这种趋势是人力不可抗拒的。人为活动尤其是水资源的开发利用 ,对土壤生态的影响是非常明显的 ,应该在严格控制水资源利用总量的前提下 ,调整用水格局 ,发展节水经济 ,科学确定社会经济用水和生态用水的比例 ,保证必须的生态用水 ,大力发展生态植被。指出在分析西北生态环境问题时过于强调人为活动而忽视自然因素作用的倾向 ,讨论了水库兴修、灌溉、土地利用与改良、深层水利用、水环境脆弱性等水资源—生态建设与可持续发展中的若干关键性问题     

经济发达县域耕地土壤重金属污染评价及其影响因素分析——以江苏省昆山市为例

通过对昆山市14个区镇91个土壤样品中As、Cd、Cr、Cu、Pb、Ni、Hg、Zn 8种重金属测定分析,对该市耕地土壤重金属污染进行评价并进行重金属污染的影响因素分析.结果表明,昆山市耕地土壤存在不同程度的轻微污染,重金属Cd、Cr、Cu、Pb、Hg、Zn均超过国家土壤背景值,旱地、水田中均以Hg污染范围较广、变异系数较大.综合污染指数表现为水田(1.15)＞旱地(1.00).区镇耕地重金属污染评价表明千灯、陆扬、石浦、锦溪、石牌处于警戒值之内,蓬朗、周庄、张浦、正仪、周市、巴城、淀山湖、花桥、陆家轻度污染;昆山市耕地土壤中重金属元素均未超过土壤环境基本容量,能够保证作物品质和农业持续发展.同时,研究表明区域重金属轻微污染具有复合污染的特性,Cd、Pb相关性最高(P=0.621 0), Pb与Hg、Cu、Zn、Cu与Cr也有相关性(0.438 7、0.426 0、0.350 9、0.394 0),区域重金属的轻微污染受人为因素影响显著,研究指出应加强对区域优先控制污染物Hg、次优先控制污染物Pb、Cd、Zn、Cu、Cr的控制与治理.     

基于ARCGIS的长株潭城市群核心区环境容量评价

区域环境容量评价与分析是区域合理开发和布局的重要依据。在ARCGIS技术的支持下,首先对长株潭城市群核心区大气、水和土壤环境容量分别进行评价与分析,形成等级图,然后,进行各因素空间叠加,经综合分析与评价,将核心区划分为5个区域：优良区、合理区、饱和区、超饱和区、过度饱和区,并且还提出了相应的建议与对策。其主旨是为促进该区域空间科学开发与布局、生态环境的合理保护,对规范长株潭城市群“两型社会”建设理性发展具有非常重要的意义,并提供参考依据     

Effect of alginate on the aggregation kinetics of copper oxide nanoparticles (CuO NPs): bridging interaction and hetero-aggregation induced by Ca<Superscript>2+</Superscript>

The stability of CuO nanoparticles (NPs) is expected to play a key role in the environmental risk assessment of nanotoxicity in aquatic systems. In this study, the effect of alginate (model polysaccharides) on the stability of CuO NPs in various environmentally relevant ionic strength conditions was investigated by using time-resolved dynamic light scattering. Significant aggregation of CuO NPs was observed in the presence of both monovalent and divalent cations. The critical coagulation concentrations (CCC) were 54.5 and 2.9 mM for NaNO₃ and Ca(NO₃)₂, respectively. The presence of alginate slowed nano-CuO aggregation rates over the entire NaNO₃ concentration range due to the combined electrostatic and steric effect. High concentrations of Ca²⁺ (>6 mM) resulted in stronger adsorption of alginate onto CuO NPs; however, enhanced aggregation of CuO NPs occurred simultaneously under the same conditions. Spectroscopic analysis revealed that the bridging interaction of alginate with Ca²⁺ might be an important mechanism for the enhanced aggregation. Furthermore, significant coagulation of the alginate molecules was observed in solutions of high Ca²⁺ concentrations, indicating a hetero-aggregation mechanism between the alginate-covered CuO NPs and the unabsorbed alginate. These results suggested a different aggregation mechanism of NPs might co-exist in aqueous systems enriched with natural organic matter, which should be taken into consideration in future studies.

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Graphical abstract Hetero-aggregation mechanism of CuO nanoparticles and alginate under high concentration of Ca²⁺

     

Exposure,epidemiology, and mechanism of the environmental toxicant manganese

It has become increasingly apparent that global manganese (Mn) pollution to air and water is a significant threat to human health. Despite this recognition, research is only beginning to comprehend the detrimental effects of exposure. Mn, while essential, is particularly harmful to the central nervous system, and overexposure is symptomatic of several neurological disorders. At-risk populations have been identified, but it is still unclear whether typical exposure levels have any long-term consequences. Those at an elevated risk have diminished intellectual function, learning and memory, and mental development. While the overall mechanism of toxicity is undetermined, Mn has been found to induce oxidative stress, exacerbate mitochondrial dysfunction, dysregulate autophagy, and promote apoptosis, ultimately enhancing neurodegeneration. Extrapolation of this in vitro and in vivo data to humans is difficult. There is a definite need to correlate epidemiological studies with causative effects. It is imperative that research efforts endure, so threats are appropriately identified and exposure properly regulated.