土壤重金属累积对土地利用与景观格局的响应

土地利用/覆被既能反映重金属污染物的主要来源,亦能通过改变土壤物理、化学和生物性质从而控制重金属在土壤中的迁移性和活性,造成土壤中重金属的累积直至污染.基于2003年和2013年宁波市区土壤重金属采样点数据和土地利用数据,采用面向对象的决策树分类方法进行土地利用/覆被分类,采用单项污染指数、内梅罗综合污染指数评价土壤重金属污染状况,采用景观格局指数探索重金属不同累积程度下的土地利用变化和景观格局演变,采用冗余和偏冗余分析识别对研究区土壤重金属累积影响最为显著的景观格局因子及不同因子之间的交互作用.结果表明:①2003～2013年研究区8种土壤重金属元素均出现了不同程度的累积,其中以Hg、Ni和Cr的累积程度最高;研究区大多数区域已受到了土壤重金属的污染且重度污染区的污染程度仍在加剧.②较高的重金属累积程度并不完全出现在土地利用类型一直为建设用地的区域,或由其他类型转为建设用地的区域,有相当一部分发生在利用类型一直为耕地或者是由其他类型转为耕地的区域.③重金属污染地区都有着破碎、复杂和聚集的景观格局特征,其中耕地、住宅用地和工业用地的这种特征与土壤重金属累积的相关性最大;④建设用地的斑块聚集程度越高,大多数重金属元素的累积程度会显著增加;景观的多样性程度和农用地的形状复杂程度越高,Cu、Hg、Pb和Cd的累积程度会显著增加;距离采矿用地越近,Cd含量增加的效应越明显.     

盐龙湖水源生态净化系统FG和MBFG演替特征及水质响应性评价

为探究水源生态净化系统水质净化及浮游植物控制效能,并评价FG(functional group,FG)和MBFG(morphology-based functional group,MBFG)两种功能群对水源生态净化系统内部环境以及水质响应的有效性,于2018年夏季对盐龙湖生态净化系统各单元出水水质和浮游植物功能群进行监测分析.结果表明,盐龙湖生态净化系统能够有效净化水质,进水总磷、总氮、溶解氧和浊度的平均值分别为0.20 mg·L~(-1)、 1.91 mg·L~(-1)、 2.88 mg·L~(-1)和60.23 NTU,经系统处理后分别为0. 09 mg·L~(-1)、 0.95 mg·L~(-1)、 6.26 mg·L~(-1)和39.53 NTU.同时,系统内部水质的空间分布具有异质性,其中溶解氧(DO)、酸碱度(pH)和浊度的空间差异显著(P0.001).盐龙湖生态净化系统在出水处于轻度富营养状态下仍能够有效控制浮游植物密度(4.42×10~5～4.32×10~6cells·L~(-1)),降低水华风险.研究期间绝对优势FG功能群有5个:B、 P、 TC、 J和W1,绝对优势MBFG功能群有6个:GroupⅠ、 GroupⅢ、 GroupⅣ、 GroupⅤ、 GroupⅥ和GroupⅦ,两种绝对优势功能群都能够有效指示生境条件的变化.RDA分析表明MBFG功能群的环境解释度要高于FG功能群.研究结果表明,选择MBFG分类法研究夏季盐龙湖生态净化系统中浮游植物的动态来了解生境的变化更合适.     

畜禽粪便和桃树枝工业化堆肥过程中微生物群演替及其与环境因子的关系

为了解畜禽粪便和桃树枝工业化堆肥中微生物群落的变化,本研究以猪粪、桃树枝和腐熟有机肥为堆肥原料进行堆肥,通过测定理化指标和利用高通量测序技术,分析了堆肥中理化参数的变化和堆肥微生物群落结构变化.理化参数结果表明,堆体于第2 d快速进入高温期,整个高温期持续30 d;堆肥过程中有机质含量呈波动性变化,但总体下降;堆肥结束时TN含量为20. 58 g·kg~(-1),与堆肥初期相比损失了5. 90%.α多样性分析表明,不同好氧堆肥时期具有不同的微生物群落多样性.在细菌门水平上,厚壁菌门(Firmicutes)和放线菌门(Actinobacteria)在整个堆肥过程中占主导地位,其相对丰度所占比例分别为79. 31%～95. 09%和2. 98%～19. 70%;此外,在堆肥初期,厚壁菌门(Firmicutes)和放线菌门(Actinobacteria)相对丰度分别为87. 36%和9. 66%,在堆肥末期,两者的相对丰度分别为79. 38%和19. 70%;在细菌属水平上,随着堆肥的进行,优势类群从Clostridium_sensu_stricto_1、Terrisporobacter和Bacillus演变为norank_f_Bacillaceae、Bacillus、Oceanbacillus和Pseudogracilibacillus;在真菌门水平上,Ascomycota始终为优势门类;在真菌属水平上,norank_c_Sordariomycetes的比例逐渐增加,在堆肥末期成为优势类群.冗余分析结果显示,环境因子对细菌和真菌群落结构影响相关性排序均为pH铵态氮温度 TOC TN,其中pH对微生物群落组成影响最大. norank_c_Sordariomycetes、norank_o_Sordariales和norank_c_Agaricomycetes可能与铵态氮的挥发有关.     

贵州某规模化养猪场废水中抗生素的污染特征及去除效果

为了解贵州某规模化养猪场废水处理过程中抗生素的污染特征及废水处理工艺对抗生素的去除效果,使用固相萃取-液相色谱-串联质谱仪(SPE-LC-MS)技术,对2家规模化养猪场(猪场A和猪场B)废水处理工艺各处理单元进出水中10种兽用抗生素的去除进行调查研究.结果表明, 2家规模化养猪场废水处理工艺对常规污染物(COD、NH~+_4-N、TN和TP)的去除率在88.10%以上. 2家养猪场废水处理工艺各处理单元进出水中均有多种抗生素检出,检出浓度范围在ND～120 842.74 ng·L~(-1)之间.其中,主要的污染单体为磺胺间甲氧嘧啶(SMM)、磺胺对甲氧嘧啶(SMD)、土霉素(OTC)和氧氟沙星(OFL),最高单体污染浓度达120 842.74 ng·L~(-1)(SMM).调查的10种抗生素在处理工艺中的去除效果较好,总去除率为99.23%～100.00%,在猪场A的废水处理工艺中,"USR+2级A/O+消毒池+氧化塘"组合工段能有效去除废水中残留的抗生素,其中对SMM、SMD和OTC的总去除率达100.00%;在猪场B的废水处理工艺中,"超滤(UF)+纳滤(NF)"组合工段能有效去除废水中的抗生素,最终废水中99.23%以上的抗生素被去除.但最终出水中大部分抗生素的浓度高于欧盟水环境抗生素阈值(10 ng·L~(-1)).通过冗余分析发现废水中常规指标(COD、NH~+_4-N、TN、TP和pH)与部分抗生素的降解具有相关性.     

拉鲁湿地水生植物群落多样性与水环境因子的关系

植物的多样性对湿地生态系统的完整性和稳定性具有重要的意义.以拉鲁湿地为研究对象,采用野外调查、现场监测与室内分析相结合,重点分析了拉鲁湿地不同区域植物多样性的变化及其与水环境因子之间的关系.结果表明拉鲁湿地出现18种水生植物,各区域Margalef物种丰富度指数为M （中西部） > W （西部） > E （东部） > N （北部） > S （南部）;物种丰富度由大到小排序为W （11）、M （11） > N （8） > E （7） > S （6）; Shannon-Wiener指数依次排序为M （1.9） > W （1.89） > S （1.63） > E （1.26） > N （1.18）;Simpson指数依次排序为N （0.44） > E （0.34） > M （0.24） > S （0.21） > W （0.18）;Pielou指数依次排序为S （0.91） > M （0.79） > W （0.78） > E （0.65） > N （0.56）.RDA分析表明,拉鲁湿地水生植物多样性受溶解氧、pH、水温、总氮、浊度等水环境因子的影响.拉鲁湿地以金鱼藻、杉叶藻、水蓼、水葱、菖蒲和灯芯草等为优势种,呈现由非耐污种演替为耐污种趋势.     

蒙脱石对污染土壤中Cu、细菌群落及生菜生长的影响

为探究蒙脱石（Montmorillonite,MM）对污染土壤中Cu、细菌群落和生菜生长的影响,本研究建立了不同Cu含量(100、200、400 mg·kg^-1)及在5种MM添加水平（0、2%、4%、6%和8%,质量分数）下的盆栽试验.结果表明,土壤Cu含量分别为100、200和400 mg·kg^-1时,6%MM、8%MM和8%MM施加量均可促进生菜生长,且体内Cu含量最低,相对于CK处理（CK100、CK200和CK400）,生菜中Cu含量分别降低了18.1%、12.8%和11.5%.适宜的MM可显著降低土壤中Cu的可利用形态.MM能改变土壤细菌群落的组成和结构,如Sphingomonas、Streptomyces、Bacillus等有益细菌属的相对丰度升高.冗余分析（RDA）结果表明,Sphingomonas、Bacillus、Streptomyces通过调节土壤pH、Cu形态、NH₄⁺-N含量来减少Cu在植物中的累积从而促进植株的逆境生长.本研究结果可为不同程度土壤Cu污染修复提供一定的理论支...     

贵州高原水库浮游动物分布特征及影响因子——以阿哈水库为例

为研究贵州高原阿哈水库浮游动物群落结构及其与环境因子的关系,基于综合营养状态指数、生物多样性指数、RDA（冗余分析）等方法,于2017年11月（枯水期）、2018年4月（平水期）、2018年7月（丰水期）对浮游动物及水环境理化指标进行了调查分析.结果表明：（1）共检出浮游动物38种,其中轮虫25种,枝角类9种,桡足类4种;优势种包括螺形龟甲轮虫（Keratella cochlearis）、曲腿龟甲轮虫（Keratella valga）和矩形龟甲轮虫（Keratella quadrata）等13种;浮游动物枯水期、平水期和丰水期丰度分别为105.47,120.65,524.64ind./L,生物量分别为1.40,0.37,1.61mg/L,其最大值均出现在丰水期.（2）多样性指数时空分布差异显著,其中Shannon-Wiener指数（H'）、Margalef指数（D）均值分别为2.52和1.63.（3）冗余分析及主成分分析结果表明,水温、营养盐是影响浮游动物群落变化的主要环境因子.综合后生浮游动物优势种、生物多样性指数及TLI指数结果表明,阿哈水库水体已处于轻度富营养状态,水质处于中污染状态.     

洱海西部雨季地表径流氮磷污染特征及受土地利用类型的影响

云南高原平坝区地表径流是湖泊氮、磷的主要来源之一.为研究高原平坝区雨季地表径流氮、磷污染特征及受土地利用类型的影响,调查了洱海西部平坝区雨季的径流氮、磷形态特征,并结合遥感影像空间分析与SPSS等统计分析,从汇水区尺度和缓冲区尺度上研究土地利用类型与地表径流水质的关系.结果表明:①研究区雨季地表径流氮、磷质量浓度较高,ρ（TP）为0.16~0.77 mg/L,且以DIP（溶解性无机磷）为主（63.01%）;ρ（TN）为1.75~14.86 mg/L,且以NO₃--N为主（78.15%）.②汇水区尺度上城镇用地对ρ（TP）影响突出.环湖农村居民点对ρ（NH₄+-N）影响突出,耕地中的高施肥种植区对ρ（TN）、ρ（NO₃--N）影响突出;③在缓冲区500、1 000和2 000 m尺度下,随缓冲区距离增加,土地利用类型对地表径流水质的影响减小.研究显示,城镇用地与高施肥种植区对洱海西部雨季地表径流氮、磷质量浓度影响最大,土地利用类型随缓冲区距离增加对水质的影响逐渐减小.      

过磷酸钙和腐烂苹果联合添加对猪粪堆肥过程中碳素转化和腐熟的影响

调控堆肥过程中CO_2的排放,对于保证堆肥进程的有效进行和减少碳素损失具有重要意义.本文以过磷酸钙和腐烂苹果为添加剂,共设置4个处理:不添加添加剂(CK)、过磷酸钙处理(P)、腐烂苹果处理(A)及混合添加处理(1/2过磷酸钙+1/2腐烂苹果,PA),研究在自制堆肥反应箱猪粪堆肥过程中碳素转化特征及其对堆肥腐熟的影响.结果表明,单加过磷酸钙处理进入高温期的时间晚于其他处理3～4 d,而混合添加处理并没有出现高温期推迟的现象.整个堆肥过程中,CK、P、A和PA处理CO_2-C的累积排放量分别占起始碳素的37.0%、33.0%、40.1%和36.7%,碳素损失分别为54.1%、50.3%、59.4%和55.7%.虽然单加过磷酸钙处理降低了堆肥中碳素损失,但却抑制了有机质的降解,增加了电导率值,而混合添加处理促进了有机质的降解,并使腐殖质含量较对照提高了11.8%.此外,单加过磷酸钙处理的种子发芽指数在40 d时才达到80%,而混合添加处理在24 d时已达到80%.综上分析,1/2过磷酸钙+1/2腐烂苹果联合添加是一种可行的畜禽粪便堆肥添加剂使用方法.     

宁夏吸收性气溶胶时空分布及其影响因素研究

基于2008~2017a每天的OMI Level-2数据产品，对宁夏回族自治区吸收性气溶胶指数（UVAI）时空分布特征进行了研究，并对其环境因子（自然与人类活动）进行了相关性分析及冗余分析.结果表明：宁夏回族自治区近10a UVAI空间格局为西北向东南区域逐步递减，UVAI高值区域一直分布在中卫市全境及吴忠市、银川市和石嘴山市的大部分区域.每年的UVAI月变化均呈现“V”型，四季变化特征为冬季 > 秋季 > 春季 > 夏季，2013a是UVAI由低值向高值突变的年份，2017年UVAI达到十年最高值.结合Theil-Sen Median趋势分析和Mann-Kendall检验结果：季节变化趋势为春季无显著减少，夏季无显著增加，秋季极显著增加，冬季表现为显著增加和极显著增加；年际变化趋势表现为逐年增加，且5市UVAI增加程度不同.UVAI空间变化稳定性呈现由中卫市向南北两边逐渐降低，高低差异显著的分布格局，变异系数区间为0.293~0.442.影响因素中，温度对气溶胶气团存活时间影响最大，能源消耗结构，产业总值及第二产业（工业、建筑业）对气溶胶的生成具有重要影响，降水的影响次之.平均风速、最大风速对宁夏回族自治区高空中气溶胶气团的停留时间表现为较大的负相关.