基于门限极值理论的湖泊水质参照状态的确定

在前人工作的基础上,利用门限极值的广义Pareto分布理论和超出阈值峰(Peak Over Threshold,POT)方法,提出了一种确定湖泊参照状态浓度的新方法.该方法不仅能够给出更为精确的置信区间,而且克服了广义极值分布理论取用数据浪费等缺陷.将该方法应用到太湖的水质基准参照状态中,通过POT方法对太湖8个站点1995~2006年总氮(TN),总磷(TP)和叶绿素a(Chl-a)的数据进行预处理,分别以-1.0mg/L, -0.05mg/L与-4μg/L作为它们观测值相反数的门限值,结果表明观测值的相反数符合广义Pareto分布,验证了方法的可行性.推荐采用25%分位点的值作为太湖总氮,总磷和叶绿素a的参照状态,即太湖的参照状态是:总氮0.66mg/L;总磷0.023mg/L;叶绿素a为1.27μg/L.最后分别得出了它们各自的95%置信区间,而且其精度明显高于广义极值分布理论结果.     

CO2浓度升高对湖泊浮游藻类与浮游细菌耦合关系的影响

采用控制空气CO2浓度的围隔体系(P1: 400×10-6体积分数,下同,P2: 800×10-6,P3: 1200×10-6),在不同空气CO2浓度条件下,分析水华微囊藻对CO2的同化作用和异养细菌对藻源性有机碳的异化作用,以及二者出峰时间耦合关系的变化.结果表明,CO2浓度升高能够促进水华微囊藻的生长,P1、P2和P3条件下藻的数量分别达9.4×106,1.1×107,1.5×107cells/mL.同时高浓度CO2降低了藻细胞内酯酶活性但并未影响藻达到峰值所需时间.在不同CO2浓度水平下,浮游细菌达到峰值的时间顺序是P1(12d)vP2>vP1,细菌活性是P3>P2>P1.高CO2浓度条件下,浮游藻类呈现高生物量和低活性的状态,而浮游细菌呈现低生物量和高活性的状态,反映出CO2浓度的改变对同化和异化作用不同的影响机制.因此,CO2浓度升高后导致的浮游藻类生物量的积累可能无法通过促进浮游细菌的生长达到有效转化.     

基于二维湖泊藻类模型的洪泽湖藻类空间动态模拟

将洪泽湖分为北、东、西3区,基于二维湖泊藻类模型构建洪泽湖藻类空间动态模型.利用水文、气象、水质数据初始化模型、设定边界条件,并用2012年逐月叶绿素a实测浓度校正模型参数,模拟出洪泽湖2012年叶绿素a浓度连续变化过程.从时间维度看,叶绿素a浓度变化多呈“双峰型”趋势,分别在4月和8月左右出现峰值;湖心和出湖口站点呈单峰型或无明显峰值;颜圩站点出现多个浓度峰值.从空间维度看,西区叶绿素a平均浓度最低且空间差异不明显;北区因湖水流动性差,浓度分布均匀,且靠近湖岸地区浓度较高;东区叶绿素a浓度受过水通道影响较大,空间差异显著.虽然受大型浅水湖泊模拟不确定性等因素影响,个别点位模拟误差偏高,但不会影响整体分析结果,模拟结果具有较高可信度.     

营养盐与盐双重胁迫下水体中浮游细菌的响应

为阐释干旱地区内陆湖泊微生物群落对营养盐和盐双重胁迫的响应机制,针对干旱、半干旱地区许多湖泊水体受咸化与富营养化双重影响的特点,通过454高通量测序16S rRNA基因和多元统计分析,研究水体营养盐和盐的添加对细菌群落结构、多样性变化的影响. 结果表明,盐与营养盐的输入引起了水体中细菌群落组成和多样性的显著变化, 具体表现为:①随着盐度(以w计)的升高,α-变形菌纲(Alphaproteobacteria)的相对丰度显著增加,从对照处理的16.0%±4.6%增至SO(贫营养-盐水)处理的39.8%±18.1%;但会受到水体营养水平的制约. ②富营养水平下,微咸条件(盐度为1.5‰)有利于细菌类群丰富度的增加,BE-30(微咸-富营养处理培养30 d样品)的Shannon-Wiener多样性指数(4.62)显著高于FE-30(淡水-富营养处理培养30 d样品,2.08)和SE-30(高盐-富营养处理培养30 d样品,1.69);③高盐(盐度为3.0‰)条件下,随着水体中营养盐含量的增加,喜营养的嗜盐细菌类群大量繁殖(SE-30中无法分类的Comamonadaceae科的相对丰度达到69.3%),因而降低了水体中细菌群落的多样性. 研究显示,α-变形菌纲和无法分类的Comamonadaceae科对盐与营养盐的变化较为敏感,可作为干旱区湖泊咸化和富营养化过程的参考类群.      

淋洗脱盐对滨海滩涂不同植被演替带土壤重金属的影响

为研究围垦对滨海滩涂土壤重金属的影响,采用土柱实验模拟淋洗脱盐过程,分析了滨海滩涂不同植被演替带(光滩、互花米草滩、碱蓬滩、芦苇滩)土壤在淋洗脱盐前后重金属(As、Hg、Cd、Cr、Pb、Cu、Zn)含量的变化,评估了围垦可能导致的滩涂重金属流失量。研究表明,淋洗脱盐后,各植被演替带土壤重金属均显著降低,相比而言,Hg、Cr更易淋洗(淋洗率分别为57.2%、49.9%),而Zn不易淋洗(淋洗率18.5%);不同植被演替带土壤重金属淋洗率表现为:光滩互花米草滩碱蓬滩芦苇滩,光滩土壤重金属更易淋洗,而芦苇滩重金属不易淋洗;根据土壤容重、含水率、淋洗率及重金属含量计算重金属流失量发现,不同植被演替带重金属流失量同样表现为:光滩互花米草滩碱蓬滩芦苇滩;除互花米草滩As流失量较高外(19.26 kg·ha-1),其他重金属流失量均表现为光滩最高,光滩围垦可能会造成更多的重金属流失;在仅考虑淋洗脱盐情况下,以江苏省2010~2020年围垦规划270万亩计,仅表层20 cm滩涂土壤,通过围垦即可能导致As、Hg、Cd、Cr、Pb、Cu、Zn流失2 102.5、7.4、421.3、8 587.9、4 376.3、2 404.3 t,由围垦导致的滩涂重金属流失风险值得关注。     

"生态优先"原则指导下的南沙湿地资源开发利用与保护

南沙由于其优越的地理位置和丰富的资源,对于广州的发展有着重要的战略作用.南沙开发规划提出了＂生态优先＂的原则,以实现经济与生态保护的双赢.在介绍了生态优先原则内涵的基础上,提出生态优先的实现要依据生态调查结果,评价生态价值并进行生态规划.以此为思路,对南沙湿地资源开发利用生态优先的实现进行了探讨,认为可以通过绝对生态优先与相对生态优先两个角度来实现,根据不同的优先程度提出建立保护区、提高科技与管理水平、适度开发利用等.