模拟排水沟渠非点源溶质氮迁移实验研究

农田排水沟渠是由水-底泥-植物组成的复合生态结构,其间非点源溶质的迁移转化对研究沟渠拦截、控制和管理农业非点源污染具有重要意义.本研究以模拟排水沟渠静态实验为基础,以典型非点源溶质氮素为例,分析了实验期内水体、底泥及芦苇不同介质内氮含量变化过程,分析了底泥吸附与解析、芦苇生长与衰败等年内不同时期对水体中氮素浓度的影响,探讨了水-底泥-芦苇复合生态体内氮迁移及对水体中氮浓度的影响机制.结果表明,底泥的吸附与解吸、芦苇生长的吸收和同化对水体中氮素浓度均有影响,10月之前这种影响表现为促使水体中氮素浓度降低,是水体的氮净化过程;10月之后这种净化作用开始降低,11月之后表现为促使水体中氮素浓度升高.同时,模拟沟渠水-底泥-芦苇生态体内氮迁移联系密切,任一介质内或介质间氮素迁移转化都会引起水体中氮素浓度相应调整.     

三峡库区腹地大气微量金属干湿沉降特征

为研究三峡库区腹地大气微量金属沉降特征,在万州城区采样点收集了2014年1月~6月的干湿沉降样品,在云阳晒经村(工厂区)、云阳高阳(场镇郊区)、开县白家溪(自然保护区)、开县野塘溪(县郊区)、开县大德(乡村区)收集了2014年4月的干湿沉降样品;分别测定了样品的p H值、电导率和微量金属元素(Al、As、B、Ba、Bi、Cd、Co、Cr、Cu、Fe、Li、Mn、Pb、Ni、Sb、Sr、Sn、Ti、Zn、V).结果表明:1万州城区酸雨频率为48.44%,酸雨主要集中在1~4月.不同功能区酸雨频率高低顺序为:工厂区万州城区县郊区场镇郊区自然保护区乡村区.2湿沉降中20种微量金属质量浓度均低于国家地表水环境质量标准Ⅲ级标准限值,而Cd、Cu、Pb和Zn不同程度超Ⅰ级标准限值,其中工厂区相对严重.3万州城区干沉降提取液p H值在4.91~6.74之间,平均为5.79.各功能区干沉降酸度高低顺序为:工厂区县郊区万州城区乡村区场镇郊区自然保护区,这与湿沉降酸度顺序完全一致,说明干湿沉降中主要酸性物质具有同源性.4万州城区Ba、Co、Cu、Cr、Li、Mn、Ni、Sr、Zn干沉降超过湿沉降,而Al、As、B、Bi、Cd、Fe、Pb、Sb、Sn、Ti、V湿沉降大于干沉降.富集因子分析表明,万州城区Al为中等富集,Bi和Cd显著富集.     

畜禽粪便有机肥中重金属在水稻土中生物有效性动态变化

通过土壤淹水培养试验和土壤淹水培养不同时间后同时开始的水稻生物盆栽试验,研究不同畜禽粪便有机肥中Cu、Zn、Cd、Pb在水稻土中生物有效性动态变化以及与等量重金属无机盐的差异,明确不同畜禽粪便有机肥中不同重金属生物有效性差异及动态变化规律.结果表明,水稻土施入畜禽粪便有机肥后30~60 d内,畜禽粪便有机肥处理土壤溶液中重金属含量显著低于等量重金属无机盐处理,重金属无机盐处理土壤溶液中Cu、Zn、Cd、Pb的含量分别是鸡粪处理的2.4倍、3.1倍、3.9倍和327.3倍,分别是猪粪处理的2.0倍、2.2倍、15.6倍和4.0倍.60d后畜禽粪便有机肥处理和对应等量重金属无机盐处理土壤溶液中Cu、Zn、Cd、Pb的含量变的无差异.不同施用时间的畜禽粪粪便有机肥处理水稻体内Cu、Zn、Pb含量均显著低于对应的等量重金属无机盐处理,施用畜禽粪肥处理降低了土壤中Cu的生物有效性.畜禽粪便有机肥中重金属的生物有效性随施用后不同时间的变化呈现先升高后降低再升高规律,在施用后2个月时畜禽粪便有机肥中重金属的生物有效性最低,只相当于对应的等量重金属无机盐的13.0%~30.0%.     

三峡库区干支流落干期消落带土壤可转化态氮含量及分布特征

为探明三峡支流水体富营养化频发与库岸消落带土壤氮素"源-库"关系转化之间的内在关系,采用分级浸提法,分析了三峡库区长江万州段干流、苎溪河支流、密溪河支流消落带落干期土壤可转化态氮含量和分布特征.结果表明,与三峡库区万州段干流相比,支流消落带落干期土壤有机质和总氮含量较高,而阳离子交换量(CEC)和p H值较低.三峡干支流消落带土壤可转化态氮(TF-N)以OSF-N(有机态和硫化物结合态)为主,且含量上OSF-NIMOF-N(铁锰氧化物结合态氮)IEF-N(离子交换态氮)CF-N(碳酸盐结合态氮);而空间分布上,TF-N表现为:密溪河苎溪河长江干流,4种TF-N形态中IEF-N和OSF-N在干支流间无显著差异,而CF-N和IMOF-N分布与TF-N相反,是造成干支流消落带TF-N差异的主要因素.     

Quantifying the characteristics of particulate matters captured by urban plants using an automatic approach

It is widely accepted that urban plant leaves can capture airborne particles. Previous studies on the particle capture capacity of plant leaves have mostly focused on particle mass and/or size distribution. Fewer studies, however, have examined the particle density, and the size and shape characteristics of particles, which may have important implications for evaluating the particle capture efficiency of plants, and identifying the particle sources. In addition, the role of different vegetation types is as yet unclear. Here, we chose three species of different vegetation types, and firstly applied an object-based classification approach to automatically identify the particles from scanning electron microscope(SEM)micrographs. We then quantified the particle capture efficiency, and the major sources of particles were identified. We found(1) Rosa xanthina Lindl(shrub species) had greater retention efficiency than Broussonetia papyrifera(broadleaf species) and Pinus bungeana Zucc.(coniferous species), in terms of particle number and particle area cover.(2) 97.9% of the identified particles had diameter ≤10 μm, and 67.1% of them had diameter ≤2.5 μm. 89.8% of the particles had smooth boundaries, with 23.4% of them being nearly spherical.(3) 32.4%–74.1% of the particles were generated from bare soil and construction activities, and 15.5%–23.0% were mainly from vehicle exhaust and cooking fumes.     

广东一饮用水源地河流沉积物及鱼体中氟喹诺酮类(FQs)抗生素残留特征研究

本研究对广东一饮用水源保护区的河流氟喹诺酮类(Fluoroquinolones,FQs)抗生素进行分析.采用高效液相色谱法定性定量分析9个沉积物样品和5种鱼肉及1种鱼内脏中3种FQs—诺氟沙星(Norfloxacin,NOR)、环丙沙星(Ciprofloxacin,CIP)、恩诺沙星(Enrofloxacin,ENR)的残留特征,并与沉积物中有机质、总氮、总磷进行Person相关性分析.结果表明:河流沉积物各点平均值NORCIPENR,最大含量分别为:NOR248.25 ng·g-1,CIP 158.69 ng·g-1,ENR 56.81 ng·g-1;FQs和沉积物有机质、总磷相关系数平均为0.946、0.968(p0.01);5种鱼的鱼肉中FQs的含量可能高于或低于沉积物中FQs含量均值;鳙鱼内脏FQs含量是鱼肉中的3.21~9.53倍.研究结果对保障饮用水安全及水产品生态安全具有重要的意义.     

中国冰雪资源高质量开发：理论审视、实践转向与挑战应对

推动冰雪资源高质量开发,是实现联合国可持续发展目标的新路径与新模式,是践行“两山理论”的重要环节,也是落实全民健身国家战略、助力体育强国建设的重要手段。在实际建设的理论指导层面,社会学所倡导的幸福感理论明确了冰雪资源高质量开发的终极目标,资源经济学的资源价值理论为冰雪资源的价值认识及价格核算提供了科学工具,地理学的人地关系理论是探究空间分异规律及人地系统耦合路径的理论基石。基于我国冰雪资源开发实践的系列转变及现实挑战,提出我国冰雪资源高质量开发的实现路径,即坚持观念创新的发展方式、多重协调的发展要求、积极开放的发展理念以及主客共赢的发展目标。     

Biofilm-overproducing Bacillus subtilis B12ΔYwcc decreases Cd uptake in Chinese cabbage through increasing Cd-immobilizing related gene abundance and root surface colonization

Biofilm-producing bacteria can decrease Cd uptake in vegetables, but mechanisms underlying this effect are poorly characterized. In this study, two mutant strains B12ΔYwcc and B12ΔSlrR were constructed from a biofilm-producing Bacillus subtilis strain B12. Then, the impacts of strain B12 and its high biofilm-producing mutant strain B12ΔYwcc and low biofilm-producing mutant strain B12ΔSlrR on Cd availability and uptake in Chinese cabbage and the related mechanisms were investigated in the Cd-polluted soil. Strain B12 and its mutants B12ΔYwcc and B12ΔSlrR increased the dry biomasses of edible tissues by 54%–130% compared with the controls. Strain B12 and its mutant B12ΔYwcc reduced the soil available Cd content by 36%–50% and root and edible tissue Cd contents by 23%–50% compared with the controls. Furthermore, the mutant strain B12ΔYwcc reduced the edible tissue Cd content by 40% and increased the polysaccharide content by 23%, invertase activity by 139%, and gene copies of the cumA by 4.5-fold, epsA by 7.1-fold, and cadA by 4.3-fold, which were involved in Cd adsorption in the rhizosphere soils, respectively, compared with strain B12. The polysaccharide content and cumA, epsA, and cadA gene copy numbers showed significantly reverse correlations with the available Cd content. Notably, the mutant strain B12ΔYwcc showed better ability to colonize the vegetable root surface than strain B12. These findings demonstrated that the biofilm-overproducing mutant strain B12ΔYwcc increased the polysaccharide production and Cd-immobilizing related cumA, epsA, and cadA gene copies, resulting in lower Cd availability and accumulation in Chinese cabbage in the Cd-polluted soil.     

城市生态安全研究进展

当前城市化发展使得人口大量涌入城市,各种城市生态安全问题显现。城市生态安全是城市居民生产、生活的重要保障,对推动绿色发展、促进人与自然和谐共生具有重要意义。梳理了城市生态安全的相关概念,从城市生态安全评价、影响因素分析、城市生态安全预测与预警以及基于生态安全的城市格局构建与空间规划4个方面介绍了目前城市生态安全研究的主要成果与不足。在此基础上,指出了未来需要重点开展的研究,包括：1）探索建立城市生态安全评价标准体系,以实现城市生态安全的规范化评价,并服务于管理实践;2）加强从更大尺度上开展城市生态安全研究,如从城市群或城乡统筹的角度进行研究;3）加强以人为本的城市生态服务安全研究,重视生态系统服务在生态安全领域的应用。     

基于输出系数法及土地利用方式识别的营养盐空间负荷解析—以十堰市为例

在过去的几十年里,我国氮肥和磷肥的施用量增长显著。然而,过量的营养物质也导致内陆和沿海水域水体富营养化问题。氮、磷营养盐的控制通常被认为是减少湖泊富营养化和蓝藻水华的重要组成部分。目前,准确识别营养物质的来源和定量分析过量营养物质浓度在空间上的表现仍需要特别关注。根据十堰市污染物统计及生态环境部门相关监测数据,通过输出系数法及土地利用方式识别,分析了氮、磷营养盐来源及其空间负荷分布。结果表明：十堰市总氮、总磷均主要来源于面源,占比分别为81.84%和80.08%,点源占比较小。其中总氮污染负荷主要来源于农田径流污染源,占45.72%,其次是干湿沉降污染源,占11.43%;总磷污染负荷也主要来源于农田径流污染源,占30.51%,其次是水土流失污染源,占22.28%。总氮入河负荷强度最高为22.71 t/km²,总磷入河负荷强度最高为5.22 t/km²。