城市饮用水源地生态系统健康评价与保护对策研究

开展城市饮用水源地生态系统健康状况评价,为建立流域尺度的长效保护机制提供依据.以郑州尖岗水库为研究对象,构建水域生境结构、水生生物、陆域生态格局和生态功能等共6类16项评价指标,采用综合指数法开展评估.尖岗水库水域、陆域和流域综合生态健康标准化评估值分别为54.17、59.21和57.19,评价等级均为"一般",河道连通性、森林覆盖率是流域生态健康的主要限制因子.人类活动对尖岗水库生态系统健康状况产生了强烈影响,生态环境正处于负向演替和生态退化阶段.     

典型水库型湖泊中CDOM吸收及荧光光谱变化特征:基于沿岸生态系统分析

为进一步了解水库型湖泊溶解性有机质(DOM)的地球化学特征,本文以三峡库区典型内陆水库型湖泊——长寿湖为研究对象,利用紫外-可见和三维荧光光谱,并结合湖区周边生态系统分析,讨论了长寿湖水体中CDOM的组成、来源和空间分布特征.结果表明,长寿湖不同采样点DOM浓度(DOC和CDOM)存在一定程度的空间分布差异,但各点FDOM分布较为稳定.回水区出现DOM累积,由于受陆源输入影响有限,水体内源活动主导,具有较明显"内源控制"特征,芳香性和分子量相对较低;而周边陆地以人工林兼旅游开发为主的采样点,陆源输入在带入较多腐殖化(高芳香性)组分的同时,人为活动排放也是导致其类蛋白组分丰富的重要原因;入湖区尽管周边果林和居民生活对水体DOM有一定影响,但上游河流输入的影响也不容忽视.另外,各采样点也出现了不受周边生态系统影响的独立的相关性特征,例如芳香性特征常数(SUVA280)和光谱斜率[S(275~295)]显著负相关、CDOM和FDOM极显著正相关、CDOM和S(275~295)负相关等.同时,长寿湖水体中CDOM的生色团主要由具有芳香性结构的大分子组分构成;至少51%的CDOM波动可以通过FDOM变化来进行解释,其中回水区荧光组分对CDOM变动的影响最为明显.在采用传统FI值无法区分DOM来源差异性时,结合采样点沿岸生态系统,综合紫外-可见和荧光光谱特征,有助于对DOM组成及来源进行解析.     

黄河口湿地土壤中正构烷烃分子指标及物源指示意义

对黄河口湿地表层土壤中的总有机碳、正构烷烃等进行了分析,计算了正构烷烃分子指标,探讨了其物源指示意义,并对不同采样区域和采样时间的结果进行了比较.结果表明,黄河口湿地土壤中正构烷烃以高碳奇数烷烃(C25～C33)为主,说明土壤中有机质主要来自于陆地高等植物,而样品中未分离混合物的存在表明土壤可能受到了油类污染.土壤中总的正构烷烃含量有明显的时间和区域差异,总的变化范围在0.57～3.90μg.g-1.在2009年4月(枯水期)总的正构烷烃含量相对6月(调水调沙期间)要高,以黄河口湿地核心恢复区最高,其次是黄河入海前最后一个浮桥下方的黄河北岸,最后是黄河故道区域,而6月的变化趋势与此相反.这一变化趋势与总有机碳是一致的,而与中值粒径的变化趋势相反,反映了两个不同的采样时间水环境条件的差异.基于正构烷烃的分子指标,如平均链长ACL、奇偶优势度OEP、烷烃指数AI、碳优势指数CPI和陆海比TAR等表明黄河口湿地土壤的有机质的成熟度较低,有较强的陆源高等植物输入优势,且主要来自于草本植物.与其他指标相比,陆海比指标TAR更好地反映了水环境条件的变化.     

Decrease of NH4+-N by bacterioplankton accelerated the removal of cyanobacterial blooms in aerated aquatic ecosystem

We used aerated systems to assess the influence of the bacterioplankton community on cyanobacterial blooms in algae/post-bloom of Lake Taihu, China. Bacterioplankton community diversity was evaluated by polymerase chain reaction-denaturing gradient gel electrophoresis(PCR-DGGE) fingerprinting. Chemical analysis and nitrogen dynamic changes illustrated that NH4+-N was nitrified to NO2-N and NO3-N by bacterioplankton. Finally, NH4+-N was exhausted and NO3-N was denitrified to NO2-N, while the accumulation of NO2-N indicated that bacterioplankton with completely aerobic denitrification ability were lacking in the water samples collected from Lake Taihu. We suggested that adding completely aerobic denitrification bacteria(to denitrify NO2-N to N2)would improve the water quality. PCR-DGGE and sequencing results showed that more than 1/3 of the bacterial species were associated with the removal of nitrogen, and Acidovorax temperans was the dominant one. PCR-DGGE, variation of nitrogen, removal efciencies of chlorophyll-a and canonical correspondence analysis indicated that the bacterioplankton significantly influenced the physiological and biochemical changes of cyanobacteria. Additionally, the unweighted pair-group method with arithmetic means revealed there was no obvious harm to the microecosystem from aeration. The present study demonstrated that bacterioplankton can play crucial roles in aerated ecosystems, which could control the impact of cyanobacterial blooms in eutrophicated fresh water systems.     

敦煌阳关湿地的特点及可持续利用的分析

湿地是自然界生物多样性最丰富的生态景观和人类最重要的生存环境之一。敦煌阳关湿地因其特殊的地理环境形成了其明显的特点。人为活动对该湿地资源的过度开发及不合理利用,加之全球气候变化的影响,湿地面临着环境恶化、资源枯竭、生态退化等的严重威胁。这也对该湿地功能的发挥和可持续利用造成了非常大的影响。本文以敦煌阳关湿地为研究对象,分析了阳关自然保护区内湿地保护面临的问题,并提出科学合理规划湿地、开展湿地资源监测、湿地保护与生态旅游开发的协调发展等一系列措施。本文对甘肃敦煌阳关国家级自然保护区湿地资源的保护和可持续发展有一定的参考意义。     

基于生态足迹改进模型的生态安全及其预测研究

由William Rees提出的生态足迹模型已经成为近年来生态可持续发展的重要的度量工具,但是该模型仅考虑了土地的基本生产功能,忽视了土地生态系统的服务功能。文章借鉴生态系统服务功能理论改进了传统的生态足迹模型,将生态系统服务功能价值当量因子引入生态足迹模型均衡因子和产量因子的计算中,改进后的模型体现了生态系统功能的完整性;同时,文章以江苏省2010年的统计数据为基础,应用改进模型计算了其2010年生态压力指数,结果表明,江苏省生态压力指数达到1.495,其安全状况已经超过了极不安全边界,处于极不安全状态;最后利用灰色理论GM(1,1)模型对其2011-2015年的生态安全状况进行了预测,发现江苏省未来5年生态压力指数快速增大,年平均增长速度为6.89%,表明江苏省未来5年生态安全状况将继续恶化,这将严重影响其生态可持续发展和经济可持续发展。     

钦州湾生态系统健康主要存在问题及保护对策

近年来,海洋生态系统健康受到了社会的不断关注。本文基于钦州湾海洋生态系统健康评价的结果,利用近几年的数据资料,筛选出该海湾海洋生态系统健康存在的主要问题。从筛选结果来看,近年来钦州湾海洋生态系统所受的环境压力较大,生态系统出现了组织结构变简单、活力降低、出现病态症状等主要问题。为了进一步提高钦州湾生态系统健康状态,本文从流域整治、污染减排、减少扰动、生态建设、加强管理等方面提出保护和修复建议。     

基于GIS的云南省生态系统评价模型关键技术研究

以建立云南省生态系统评价计算机软件系统为背景,通过指标体系模型、数据组织模型和功能模块数据流模型等关键技术的分析,并基于GIS理论设计了生态系统评价软件模型的总体框架,为计算机软件系统的编程实现提供了方法和依据。     

北运河下游典型河网区水体中氮磷分布与富营养化评价

选择北运河下游典型河网区(闸坝多、水流慢和湖库化)为研究对象,通过为期1 a的水质监控,阐述了河网区氮、磷的时空变化特征,并利用对数型幂函数普适指数公式对其水体营养状态进行了评价.结果表明,河网区水体中TN平均质量浓度为12.50 mg.L-1(NH4+-N占67.41%),TP为1.45 mg.L-1(SRP占80.81%).河网区水体中氮、磷的时空分布特征明显,TN和NO 3--N质量浓度随季节变化特征趋于一致,NH 4+-N稍有不同;TP和SRP质量浓度随季节变化特征基本一致.从河网区进水带至出水带,水体中氮、磷质量浓度均呈逐渐下降趋势,其中TN、NH4+-N和NO3--N平均质量浓度分别从19.30、13.22和2.19mg.L-1降至7.98、4.45和1.50 mg.L-1;TP和SRP分别从1.95和1.59 mg.L-1降至1.11和0.91 mg.L-1.富营养化评价综合指数表明,河网区水体在时空尺度上均处于"极富"营养状态.     

铁山港海草生态区水体自净能力与水、生、化之间的关系

利用2008年1月～11月间对铁山港湾海草生态区进行的4个季节全面调查所获取的数据资料,首次探讨了该生态区水体自净能力与水动力特征及生物、化学因子之间的关系。结果表明:研究海区之所以具有较强的水体自净能力,其一与该海区具有强潮型的往复流水动力特征有关,在水体自净过程中起主导控制作用;其二与海区具有适宜的水温、快速的复氧能力、富足的溶解氧(DO)水平、最适合好氧微生物繁殖生长的环境条件有关,明显偏低的总有机碳(TOC)含量和丰富的总氮(TN)储量是有机物获得快速降解、营养盐获得快速再生、化学净化能力较强的重要体现;其三与生物链作用所体现的生化过程影响有关,DO含量与生物因子多呈显著以上负相关的季节变化特征以及三种形态N与生物因子在不同季节显示的相关性以事实佐证了这一点;而富足的TN储量、显著偏低的溶解无机氮(DIN)含量与繁盛的浮游动植物生物量及丰富的生物多样性同时出现的特征,正是研究海区具有较强生物净化能力的综合体现。与化学净化能力相比,生物净化能力显示出更强的优势,具有海草生态区的水体自净特点。