大气多环芳烃区域迁移转化模型比较与关键影响因素:以京津冀地区为例

针对芘(Pyr)和苯并[a]芘(BaP),以京津冀地区2014年为例分别构建CMAQ和BETR模型系统开展数值模拟,对比评估两种模型对PAHs大气迁移转化的模拟效果,并利用XGBoost模型识别CMAQ中影响PAHs环境行为的关键大气物理化学过程和参数.结果表明,BETR和CMAQ模拟年均值与实测年均值比值基本在1/2～2之间,且CMAQ模拟值和实测值季节变化趋势相同,验证了两类模型结果的可靠性.同时,将CMAQ模型9 km网格模拟浓度平均至27 km网格并和BETR模拟浓度的对比结果显示,BETR模型Pyr和BaP模拟浓度平均分别约为CMAQ年均模拟浓度的1.59倍和1.38倍,两类模型在年均浓度水平和空间分布方面具有较好的可比性.基于XGBoost模型的SHAP变量重要性分析表明,边界层高是对Pyr和BaP迁移转化影响最大的气象因素,其重要性在所有因素中占比高达22%～35%,在部分城市和污染物中对浓度变化的贡献甚至超过排放量,且和两种PAHs浓度呈显著负相关;PAHs浓度水平其次受风速影响最大,且风速和PAHs浓度呈负相关关系;风向对不同城市污染物浓度的影响则各不相同.     

不同取样尺度和数量下针阔混交林土壤呼吸的空间异质性

区域土壤呼吸通量估算大多用样地尺度的测定结果进行外推,因此对样地尺度土壤呼吸(Rs)及其影响因子的空间关系和取样尺度、取样数量对测定结果的准确性进行评价非常重要.以山西省庞泉沟自然保护区针阔混交林作为研究样地,运用传统统计分析与地统计分析相结合的方法,分析了4、2、1 m取样尺度下土壤水分(Ws)、土壤温度(T10)、凋落物量(Lw)、凋落物含水量(Lm)、土壤全碳(C)、全氮(N)和全碳/全氮(C/N)对土壤呼吸速率(Rs)空间变异的影响.结果表明3个取样间隔下,Rs的均值没有显著差异,但其变异程度随着取样尺度的增大而增加,变异系数在16%~22%之间.在4 m取样间隔下,Rs与Ws、Lw、C、C/N呈极显著正相关(P0.01),与N呈显著正相关(P0.05);在2 m取样间隔下,Rs与T10呈极显著负相关(P0.01),与其他因子相关不显著;在1 m取样间隔下,Rs与其他影响因子的相关性都不显著.随着取样尺度的减小,Rs的空间自相关性逐渐减弱,由高度自相关变为弱相关,表明随着采样距离的减小,结构因素对Rs的作用减弱,随机因素的作用逐渐增大.同一置信水平下相同取样数量随着取样尺度的减小,估计误差降低.95%置信水平下,2 m和1 m取样尺度时9个样本产生的Rs误差在±12%左右,而4 m尺度的误差为±16%;90%置信水平下,2 m和1 m取样尺度时9个样本产生的误差在±10%以内,4 m尺度则为±13%.研究结果可以为样地尺度进行Rs季节测定样点的科学布设提供依据.     

叶面喷施硫对镉污染土壤中水稻累积镉的机制研究

Cd（镉）污染稻田已成为影响全球农田土壤环境安全的重要问题,叶面喷施技术可以提高水稻对Cd的抗性,减少其对Cd的累积,保证农产品质量安全、维护土壤生态功能、防范环境和人体健康风险.通过两年四季的湖南省长沙县田间试验,探索叶面喷施S（以Na₂S计）在中轻度Cd污染稻田中的降镉、增产效果及其可推广性,进而设计水培试验,探究相关机制.结果表明:田间试验中,叶面喷施S可以将水稻产量提高6%~30%,水稻籽粒w（Cd）降低28%~50%.叶面喷施S能够增加水稻叶片的捕光能力和电子传递速率,与对照组相比,净光合速率提高2%~25%、气孔导度提高7%~25%、胞间CO₂浓度提高2%~10%、蒸腾速率提高1%~11%;实际光化学效率提升3%~21%,也可在一定程度上减缓光合系统结构和功能受到的损伤,同时提高光合作用碳同化的效率,提高水稻产量.傅里叶变换红外光谱图显示,叶面喷施S通过增强有机大分子类物质（如有机酸、多肽类等）的生成,可能直接与Cd发生螯合,区隔在细胞壁或者液泡上,降低Cd的侵害.研究显示,叶面喷施S在Cd胁迫水稻中积极参与生化过程的特定光合作用和蛋白质合成的调节,减轻了水稻Cd胁迫,可以尝试在同类型重金属污染农田土壤中推广.      

生境过滤驱动庞泉沟华北落叶松林土壤真菌群落的构建过程

随机过程和确定过程的权衡作用对群落构建的影响机制是群落生态学研究的中心议题,也是目前群落生态学最具争议的问题.本研究以关帝山庞泉沟自然保护区华北落叶松林土壤真菌群落为研究对象,探讨确定过程和随机过程的权衡作用在局域尺度对土壤真菌群落构建的影响机制.通过土壤理化因子和优势真菌门的相关分析、冗余分析以及结构方程模型分析,表明土壤理化因子和地上植被多样性对真菌群落结构有显著影响,并且林下植被多样性对真菌群落结构的直接影响最大(1.185 8).由此推断确定过程对真菌群落的构建有一定的影响.真菌群落的β多样性表现为距离衰减的生物地理分布格局,由此推断随机过程(扩散限制)对真菌群落的构建有一定的影响作用.通过构建零模型分析,表明确定过程对真菌群落演替的贡献远大于随机过程,是本研究区真菌群落构建的主要驱动因子.并且确定过程的相对重要性随着海拔梯度而动态变化.由于零偏差值在本研究区都为负值,观测值的相似性小于期望值的相似性,由此推断生境过滤是群落构建的驱动因子.综上,确定过程和随机过程的权衡作用驱动了本研究区真菌群落的构建过程,且确定过程起主导作用.     

山西桑干河流域湿地植被优势种群种间关系研究

采用χ2检验、Pearson积矩相关系数和Spearman秩相关系数检验研究了山西桑干河流域湿地植物群落的种间关系,分别测定了36种植物,共630个种对的种间关联(或相关)。结果表明,1)χ2检验共有79个种对为正关联,16个种对为负关联(P<0.05或P<0.01,下同);Pearson相关系数有51个种对为正相关,34个种对为负相关;Spearman秩相关系数有61个种对呈正相关,14个种对呈负相关。2)χ2检验不能反映两个种对间的数量变化关系,应用Pearson积矩相关系数和Spearman秩相关系数来刻划种对间的数量变化关系;与Pearson积矩相关系数检验相比,Spearman秩相关系数检验具有较高的灵敏度。3)物种之间正相关或正关联,主要是由于它们具有相近的生物学特性,对生境具有相似的生态适应性和相互分离的生态位所致;而物种之间负相关或负关联,则主要是由于它们具有不同的生物学特性,对生境具有不同的生态适应性和相互重叠的生态位所致。     

油松种子醇溶蛋白提取剂比较

采用乙醇、尿素、2氯乙醇、2巯基乙醇等配成的不同浓度和成分的提取剂提取了山西太岳龙门口、陕西洛南、辽宁千山和河北雾灵山4个不同油松种群的种子醇溶蛋白;用酸性聚丙烯酰胺凝胶电泳(APAGE)对蛋白提取液进行分析.条带数目反映所提取醇溶蛋白的数量,谱带颜色深浅反映不同提取剂得到的某种醇溶蛋白的量.结果表明,不同提取剂提取的醇溶蛋白图谱存在明显差异.由1%2巯基乙醇和12%尿素组成的复合提取剂提取效果最佳,其次是由20%2氯乙醇、1%2巯基乙醇和12%尿素组成的复合提取剂.提取的醇溶蛋白的电泳图谱可以用于油松种群的遗传多样性分析和系统演化的研究.图1表2参11     

五台山不同退化程度亚高山草甸土壤微生物群落分类与功能多样性特征

土壤微生物在草地生态系统功能中发挥着重要作用,但其多样性对草地退化的响应尚未得到充分研究.采用宏基因组测序技术对五台山亚高山草甸4个不同退化阶段[未退化(ND)、轻度退化(LD)、中度退化(MD)和重度退化(HD)]土壤微生物分类和功能多样性特征及其影响因素进行分析.结果表明,4个不同退化阶段亚高山草甸之间放线菌门、拟杆菌门、硝化螺旋菌门和Parcubacteria的相对丰度存在显著差异(P<0.05).与ND草甸相比,退化草甸增加了与碳代谢、氨基酸生物合成、丙酮酸代谢、柠檬酸循环、丙酸代谢、丁酸代谢和脂肪酸代谢相关的基因比例,表明亚高山草甸退化改变了土壤微生物群落能量代谢和营养循环的潜力.草地退化改变了土壤微生物分类和功能α多样性,特别是MD和HD草甸中微生物功能多样性显著降低.亚高山草甸退化过程中土壤微生物物种分类和功能组成均显著变化(P<0.05).土壤总氮、pH值和有机质含量对微生物群落分类和功能组成具有显著影响.植物群落β多样性与微生物群落分类和功能β多样性显著相关(P<0.05),具有强耦合性.研究结果揭示了草地退化过程中地下微生物分类和功能多样性的变化及...     

基于多属性决策方法的太原市冬季街道尘土中潜在有害元素关键来源解析

为解析太原市冬季街道尘土中潜在有害元素(PHEs)的关键污染来源,采集了40个街道尘土样本,使用电感耦合等离子体质谱和原子荧光光谱仪测定了尘土中As、 Cd、 Pb、 Ni、 Cr、 Cu和Zn这7种元素的含量.使用内梅罗综合危害指数法(NIRI)、美国环境保护署推荐的健康风险评估模型分别评价了尘土中PHEs造成的生态和居民健康风险;使用正定矩阵因子分解模型结合主成分分析法分析了尘土中PHEs的来源,并基于此计算了不同来源对尘土PHEs的总含量和PHEs造成风险的贡献程度;使用多属性决策方法(MADM)识别了街道尘土中PHEs的关键来源.结果表明：(1)太原市冬季尘土中ω(As)、ω(Cd)、ω(Pb)、ω(Ni)、ω(Cr)、ω(Cu)和ω(Zn)的平均值分别为17.92、0.32、69.10、30.06、107.74、73.37和268.49 mg·kg^-1,均超过了太原市土壤中相应元素的背景值,说明尘土中PHEs已经出现富集现象,尘土中PHEs的NIRI平均值为63.86,属于中度风险,处在可控状态;(2)尘土中PHEs造成的致癌和非致癌风险均低于阈值,表明...     

群落中物种多度格局的研究综述

物种多度格局是群落结构的重要内容，但在目前的生态学研究中对其重视不够；多度格局研究早在３０年代就开始，在过去的数十年中得到了重要发展；现已建立了多种多度格局模型，它们各有所长；多度格局与物种多样性指数结合，对群落结构研究更具意义；在多度格局研究中也有一些问题值得讨论。     

铜尾矿坝不同恢复年限土壤理化性质和酶活性的特征

金属矿产资源开采使尾矿坝迅速升高,矿区生态环境遭到严重破坏.土壤理化性质和酶活性是衡量生态系统功能的重要指标,可作为评价土壤恢复质量的重要因子.以山西省垣曲县十八河铜尾矿区9个尾矿子坝作为研究对象,分析不同恢复年限子坝土壤理化性质与土壤酶活性之间的关系.结果表明,不同恢复年限子坝的土壤理化性质差异较大,随着恢复年限的增加,土壤养分含量显著升高.过氧化氢酶与碳氮比显著负相关,脲酶与总氮含量和土壤含水量均显著正相关,磷酸酶和蔗糖酶与土壤理化因子之间无显著关系.土壤中铜含量随子坝恢复年限增加而逐渐累积,砷和镉含量先增加后降低,恢复后期逐渐达到稳定水平,各子坝的土壤锌含量无显著差异.为铜尾矿区的土壤生态系统恢复及退化机制的研究提供一定的生态学依据.