基于冲击模型方法的自然保护区可靠性研究:以草海为例

自然保护区是受特殊保护和管理的一类特殊的可靠性系统。本文从可靠性视角出发,利用冲击模型方法和MATLAB随机模拟技术,以贵州草海为例分析自然保护区系统的寿命行为和失效规律。分析结果表明:(1)20世纪50年代以前,草海系统受到的人为干预相对较少,可靠性长期保持相对稳定。以人类活动为主的冲击影响始于20世纪50年代末,对保护区生态功能产生了强烈干预。(2)在1958—1980期间,政府出于防涝减灾考虑的引流排水行为扮演了系统的主要冲击,对其可靠性产生了毁灭性影响。(3)在1980年之后的30多年里,周边农民出于造田增地需求的排水毁林自发性活动则形成草海保护区的新一轮冲击,并持续影响着系统的生态功能。(4)目前草海在调节气候、缓解灾害、保持生物多样性方面的生态功能已严重弱化。如果最近几十年的人为冲击模式不能得到有效缓解,保护区系统极有可能在近期内再次发生功能性崩溃。     

喀斯特高原退化湿地草海土壤微生物群落碳源代谢活性研究

为了揭示土壤微生物群落功能多样性对湿地退化过程的响应及其与环境因子的关系,采用BIOLOG-ECO微平板法对喀斯特高原湿地草海不同植被演替阶段根际土壤微生物的碳源代谢活性进行了研究.结果表明,沿湿地植被演替梯度,根际土壤微生物群落碳源代谢强度逐渐增加,原生湿地竹叶眼子菜(Comm.Potamogeton malaianu)根际土壤微生物碳源利用能力最低,碳源代谢类型单一;草甸灯芯草(Juncus effusus L.)群落利用能力最强,碳源代谢类型丰富;Shannon指数(H')和Mc Intosh指数(U)均沿植被演替梯度逐渐升高,这可能与地上植物和土壤理化环境变化有关;主成分分析(PCA)提取的3个主成分累计贡献率为92.85%,能够很好解释不同阶段碳源利用的分异,醇类和氨基酸类是引起碳源利用分异的主要基质;冗余分析(RDA)表明,环境因子对微生物碳源代谢活性具有重要影响,p H、DOC是引起碳源利用分异的主要环境因子.土壤微生物群落碳源代谢活性影响湿地碳循环功能.     

贵州草海沉积物重金属元素分布特征及健康风险评价

为研究贵州威宁草海重金属污染现状,对该区域内20个采样点表层沉积物中的6种重金属元素（Pb、Cd、Cu、Zn、Fe、Mn）进行检测和分析.结果表明,表层沉积物中Cd、Zn和Pb的含量分别为贵州省土壤背景值的32.44、614.45和185.30倍,主要来源为采矿及矿物加工.此外,县城污水排放对Cu分布有一定的影响.Cd、Zn和Pb主要以可还原态及可氧化态存在,形态分布受Fe元素影响较大;Mn则以弱酸可提取态为主,具有较高的生物有效性.健康风险评价结果表明,表层沉积物对儿童造成的非致癌风险值（1.2×10¹ a^-1）超过限值（1.0×10⁰ a^-1）,对成人（7.91×10^-5 a^-1）和儿童（1.11×10^-3 a^-1）造成的致癌风险超过了可接受水平,其中,Cd是主要的致癌风险元素.综合来看,草海表层沉积物的重金属污染较为严重.     

贵州草海湿地植物根际沉积物磷素形态特征

为分析草海湿地植物根际沉积物磷素形态特征,对24个根际沉积物样品中不同磷形态——Fe/A1-P(铁铝磷)、OP(有机磷)、Ca-P(钙磷)和Res-P(残渣态磷)的分布特征及其与金属、有机质的相关性进行了研究. 结果表明:湿地植物根际沉积物中w(Fe/A1-P)>w(OP)>w(Ca-P)>w(Res-P). w(TP)为114.2~863.9mg/kg,其中w(Fe/A1-P)为60.8~529.9mg/kg,占w(TP)的47.2%~83.5%,Fe/A1-P是磷的主要存在形态;w(OP)为12.2~195.1mg/kg,w(Ca-P)为6.1~205.7mg/kg,w(Res-P)为5.4~23.6mg/kg. 统计分析表明,w(TP)与w(Fe/A1-P)相关性较好(R=0.932,P<0.01);而w(LOI)(LOI为烧矢量)与w(OP)相关性较弱(R=0.343). 主成分分析表明,草海湿地植物根际沉积物中磷主要来自生活污水和农业面源污染;磷素存在的形态特征主要受湿地植物根系泌氧及沉积物中w(Fe)、w(Mn)影响,其次是偏碱性水体.