Optimizing the horizontal structural diversity in uneven-aged northern hardwood stands

Two mathematical programming formulations are presented which allow the determination of diameter distributions that maximize the diameter class diversity in uneven-aged northern hardwood stands. Distributions generated from these models were found to be comparable from a management standpoint and could be incorporated into existing linear programming models as alternative management scenarios. The models presented here provide an initial framework for quantitatively addressing the requirements of the US National Forest Management Act in matters of diversity in the planning process.     

面源污染诱导嘉陵江沉积物中细菌群落结构与功能异变

通过分析嘉陵江沉积物中细菌群落多样性变化,揭示面源污染对嘉陵江水环境的影响,为嘉陵江流域的环境保护与资源利用提供依据.于2020年12月在嘉陵江面源污染型支流的入江口采集非面源污染样品、面源污染样品和面源污染干扰样品这3种类型沉积物.利用高通量测序技术分析嘉陵江不同类型沉积物中细菌群落结构、多样性及功能类型.结果表明：嘉陵江不同类型沉积物的理化性质和细菌群落多样性均存在显著性差异(P<0.05).沉积物细菌的优势菌群为变形菌门,其次为蓝藻菌门、绿弯菌门、放线菌门和酸杆菌门(相对丰度>1%),面源污染导致蓝藻菌门显著减少,促进酸杆菌门显著增加(P<0.05).水解氮、总氮、有机碳和pH值为嘉陵江沉积物细菌群落变化的主要影响因子.沉积物细菌群落主要涉及到了细胞过程、环境信息处理、遗传信息处理和新陈代谢4类一级代谢功能,二级功能在全局及概要图、碳水化合物代谢、氨基酸代谢和能量代谢等18类基因功能方面表现活跃,面源污染诱导了脂质代谢、外源生物降解与代谢、折叠、分类和降解和膜运输等主要二级功能发生异变(P<0.05).综上所述,面源污染造成沉积物细菌群落结构与功能发生变化...     

不同黑臭程度下城市河道浮游植物群落结构、多样性和功能群

浮游植物群落特征、多样性和功能群分析可以反映水体环境质量状态.为探究城市河道黑臭对浮游植物群落的影响,2020年11月至2021年3月,以四川盆地内16条城市河道,38个采样点水环境质量调查数据为基础,基于改进的模糊综合评价模型法和k-均值主颜色提取法评价城市河道黑臭程度,将河道划分为不黑不臭型、只黑不臭型、只臭不黑型和又黑又臭型这4种河道类型,在此基础上对不同黑臭类型河道的浮游植物群落结构、多样性和功能群进行分析.结果表明,城市河道从不黑不臭型至又黑又臭型,浮游植物丰度从1.329×10⁵ cells ·L^-1升至6.627×10⁵ cells ·L^-1,组成由蓝藻-绿藻-硅藻型变化为蓝藻型;浮游植物生物量从64.056 μg ·L^-1升至120.465 μg ·L^-1,组成由适应营养盐环境的绿藻-硅藻型转变为适宜有机物环境的甲藻-硅藻-裸藻型;Shannon-Weaver多样性指数从2.45下降到1.98,Simpson指数从0.84下降到0.73.研究区域浮游植物共29个功能群,随着水质黑臭化,生长策略由S、R、C、CR和CS型组成,减少为以R型为主.综上,浮游植物指标能较好地反映河道黑臭状态,在城市河道黑臭管理中,浮游植物监测是具有前景的手段和方法.     

海水养殖尾水直排对河道沉积物细菌群落的影响

海水养殖活动对周边水域沉积物生态环境的影响日益受到关注,微生物群落是反映环境质量变化的一个重要指标.本研究采集了养殖区进出水河道4个位点(1个进水渠位点、出水口和2个出水渠位点)的沉积物,通过Illumina MiSeq测序技术测定细菌16S rRNA基因,利用磷脂脂肪酸(phospholipid fatty acid,PLFA)技术对沉积物中的微生物群落进行半定量分析,研究海水养殖尾水直接排放对河道沉积物细菌群落结构的影响.结果表明,4个位点中变形菌门(Proteobacteria)为优势细菌类型,主要包括γ-变形菌纲(γ-Proteobacteria)、δ-变形菌纲(δ-Proteobacteria)和α-变形菌纲(α-Proteobacteria).受养殖尾水排放影响,沉积物微生物生物量明显升高,放线菌门相对丰度降低而拟杆菌门相对丰度升高,氨氧化微生物相对丰度降低.非度量多维尺度(non-metric multidimensional scaling,NMDS)分析表明大部分沉积物细菌群落按位点聚类.多样性分析表明,未受养殖尾水影响的沉积物细菌群落多样性高于受养殖尾水影响的位点.冗余分析(redundancy analysis,RDA)表明氨氮与底泥沉积物细菌群落结构的相关性最大,对细菌群落的影响最明显.综上,养殖废水直排明显改变了养殖场河道沉积物物理化学性质和细菌群落结构,说明养殖废水的长期直排已严重污染河道环境,并可能会进一步对近海生态环境造成威胁.     

菌渣与化肥配施对稻田土壤微生物群落组成及多样性的影响

菌渣是一种独特而丰富的有机物料,与化肥配施不仅能改良土壤质量还可以调控微生物群落.然而,土壤细菌和真菌对菌渣与化肥配施的响应是否一致仍不清楚.在水稻田间长期定位试验条件下,设置化肥水平(C)0%、 50%和100%,菌渣相对用量(F)0%、 50%和100%各3个水平,共9个处理,对土壤肥力与微生物群落的相关指标进行测定.结果表明,土壤全氮(TN)在C₀F₁₀₀处理中最高,碳氮比(C/N)、全磷(TP)、可溶性碳(DOC)和有效磷(AP)在C₁₀₀F₁₀₀处理中最高,土壤有机碳(SOC)、碱解氮(AN)、速效钾(AK)和pH在C₅₀F₁₀₀处理中最高,较对照分别增加了55.56%、 26.18%、 26.46%、 17.13%、 279.54%、 85.57%、 41.61%、 29.33%和4.62%.菌渣与化肥配施后,不同处理土壤细菌和真菌α-多样性存在显著变化,与对照C₀F₀处理相比较,各处理细菌β-多样性...     

考虑洪涝灾害风险的城市应急避难场所选址研究*

为解决洪涝灾害下城市应急避难场所选址优化问题,将洪涝灾害风险评估与选址模型相结合。首先,运用灰色模糊综合评价法对洪涝灾害风险进行评价,得到洪涝灾害风险综合指数。然后,将综合指数归一化处理后作为权重引入疏散距离最小化和覆盖人口最大化的目标函数,结合最小化避难所数量,以最大服务范围、容量作为约束,构建引入洪涝灾害综合风险权重的多目标应急避难场所选址优化模型,并采用遗传算法对模型进行求解。最后,以武汉市作为实证研究对象验证模型的科学性和有效性。研究结果表明:在考虑洪涝灾害风险的情况下,应急避难场所选址方案可在接近最优解的情况下达到最优。研究结果可为城市防洪应急避难场所布局优化提供参考。     

Abundance of antibiotic resistance genes and their association with bacterial communities in activated sludge of wastewater treatment plants: Geographical distribution and network analysis

Wastewater treatment plants(WWTPs) are deemed reservoirs of antibiotic resistance genes(ARGs). Bacterial phylogeny can shape the resistome in activated sludge. However, the co-occurrence and interaction of ARGs abundance and bacterial communities in different WWTPs located at continental scales are still not comprehensively understood. Here, we applied quantitative PCR and Miseq sequence approaches to unveil the changing profiles of ARGs(sul1, sul2, tet W, tet Q, tet X), int I1 gene, and bacterial communities in 18 geographically distributed WWTPs. The results showed that the average relative abundance of sul1 and sul2 genes were 2.08 × 10~(-1) and 1.32 × 10~(-1) copies/16 S rRNA copies, respectively. The abundance of tet W gene was positively correlated with the Shannon diversity index(H′), while both studied sul genes had significant positive relationship with the int I1 gene. The highest average relative abundances of sul1, sul2, tet X, and int I1 genes were found in south region and oxidation ditch system. Network analysis found that 16 bacterial genera co-occurred with tet W gene. Co-occurrence patterns were revealed distinct community interactions between aerobic/anoxic/aerobic and oxidation ditch systems. The redundancy analysis model plot of the bacterial community composition clearly demonstrated that the sludge samples were significant differences among those from the different geographical areas,and the shifts in bacterial community composition were correlated with ARGs. Together,these findings from the present study will highlight the potential risks of ARGs and bacterial populations carrying these ARGs, and enable the development of suitable technique to control the dissemination of ARGs from WWTPs into aquatic environments.     

2012~2019年天津市公交站微环境空气质量改善

于2012年9月、2014年3月、2015年6月和2019年6月在天津市八里台公交站采集环境空气样品,分析该微环境中大气可吸入颗粒物（PM₁₀）污染的整体改善趋势以及PM₁₀中碳组分、水溶性离子组分以及元素组分的特征和4次采样之间的差异.结果表明,4次采样的PM₁₀浓度分别为281,217,188,78μg/m³,呈明显下降趋势.其中水溶性离子组分和元素组分浓度逐年降低,但其占比变化不大（平均浓度占比分别为22%和39%）,4次采样的二次离子SNA（即SO₄^2-,NO₃^-和NH₄⁺）占PM₁₀比例分别为11%,9%,9%,17%;总碳质量浓度逐年降低,碳组分在PM₁₀中所占的比例呈波动上升的趋势（从18%上升至32%,平均为25%）,根据估算结果,4次采样的二次有机碳（SOC）占PM₁₀比例分别为4%,9%,9%,13%.研究显示,天津市交通微环境空气质量改善效果显著,但二次组分（SNA和SOC）在PM₁₀中占比呈上升趋势,需进一步加强二次污染的控制.