河流水生态系统健康评价研究进展

河流水生态系统健康评价是河流水生态系统规划和管理的主要依据,也是了解河流状况、促进沿河流域可持续发展的重要措施。通过查阅文献资料,阐述了河流水生态系统健康的内涵,介绍了国内外河流水生态系统健康评价的研究进展。     

内蒙古农牧交错带土地利用方式对土壤CH4吸收的影响

本文选取内蒙古锡林郭勒盟太仆寺旗温带半干旱典型草原及其邻近不同开垦年限的农田（5年,10年,50年）为研究对象,利用静态暗箱法对土壤CH4的吸收通量进行了野外观测试验。结果表明：天然草地转化为农田后,土壤吸收CH4的能力增强,随农垦年限的增加,土壤对CH4的吸收能力呈现逐渐降低趋势,依次为F5〉FIO〉F50〉G。     

松北区湿地生态系统健康评价及恢复对策

运用湿地健康评价指标体系,对松北区湿地健康进行了评价。采用专家咨询法及层次分析法确定各指标权重,用模糊综合评价法对松北区湿地生态系统健康评价,并对结果进行了诊断分析及预警分析。针对评价结果进行松北湿地生态系统健康影响因素分析,得出影响因子既有湿地自身生态过程,也有人类活动作用,人类活动的影响最大。针对生态健康影响因素提出了松北区湿地健康的恢复对策。     

乡村旅游地生态系统安全评估研究——以岷江上游干温河谷区为例

以岷江上游干温河谷乡村旅游生态系统为研究对象,根据“压力一状态一响应”模型原理,运用构建的乡村旅游生态系统安全评估体系,在确定系统不安全指数和评价指标权重的基础上,评价乡村旅游生态系统的不安全度。研究表明,在羌族乡村旅游发展过程中,生态系统质量、生物物种质量、森林覆盖率等指标成为岷江上游干温河谷系统安全的重要限制因素,而生态建设能力和环境保护意识成为生态安全响应能力的主要限制因素。研究不仅为岷江干温河谷生态环境的人文治理途径提供借鉴,也将为震后羌族区域经济恢复与持续发展提供决策指导。     

岩溶生态系统中的碳循环特征与碳汇效应

碳酸盐岩是岩溶生态系统的物质基础,而碳酸盐岩的形成过程对大气CO2浓度的降低产生重要的作用,目前地球上99.5%的碳被封存在碳酸盐岩中;岩溶生态系统具有富钙、偏碱性的地球化学背景,制约其碳循环特征:碳酸盐岩是在清洁海洋环境中、以生物化学沉积为特征形成的沉积岩,其酸不溶物含量低,通常小于10%,意味着岩溶区土壤资源短缺,土壤总碳库量偏小,同时石灰土的富钙性导致石灰土缓效性碳库和惰性碳库大,土壤碳库的稳定性提高;土壤资源短缺,植被生长发育受到养分、水分的胁迫,使植被的地上、地下生物量的比例发生变化,岩溶区植被地上/地下生物量的比例可占30%～50%,高于非岩溶区的;岩溶水中的高HCO3-浓度,刺激水生植物的光合作用,并将无机碳转化为有机碳,提高碳迁移过程中的稳定性;本文的目的是根据最近的研究成果,揭示岩溶生态系统中碳酸盐岩-土壤-植被-水中碳赋存的状态和转化过程,提出促进岩溶碳汇效应的技术途径。     

北京城市生态系统地表水硝酸盐污染空间变化及其来源研究

利用2009～2010年北京城市生态系统地表水10处监测点水环境监测数据,评价了北京城市生态系统地表水硝酸盐污染状况及其空间分布,结合水化学因子相关关系分析了硝酸盐的主要来源.结果表明,北京城市生态系统地表水硝态氮(NO3--N)质量浓度为0.7～7.6 mg.L-1,其中,位于北京市东南部的地表水监测点(东便门和通惠河)水体NO3--N质量浓度为7.0～7.6 mg.L-1,显著高于上游8个监测点NO3--N质量浓度(P<0.01);Cl-质量浓度为14.8～86.0 mg.L-1,东便门、通惠河地表水监测点水体Cl-质量浓度为81.5～85.0 mg.L-1,约为上游其他8个监测点的2.3～5.8倍.东便门、通惠河地表水监测点水体电导率(EC)、SO24-质量浓度也表现出同NO3--N、Cl-相似的变化规律,表明东便门、通惠河两处地表水监测点附近存在明显的污染源.相关分析表明,地表水Cl-/Na+和SO24-/Ca2+呈明显的线性相关,说明地表水NO3--N污染来源比较单一;水体中NO3--N/Cl-及NO3--N的质量浓度状况说明北京城市生态系统地表水NO3--N污染来源主要是城市污水,包括污水处理厂的废水、垃圾沥出液及生活污水.未来北京市地表水治理应重点关注东便门、通惠河等东南部下游水体污染治理.     

Photosynthesis and biochemical responses to elevated O3 in Plantago major and Sonchus oleraceus growing in a lowland habitat of northern China

A field experiment was carried out to compare the responses to ozone(O_3) in two common herbaceous plant species, Plantago major L. and Sonchus oleraceus L., by building open-top growth chambers in situ to simulate O_3stress(+ O_3, 85 ± 5 ppb, 9 hr/day for 30 days) in a lowland habitat in Inner Mongolia, Northern China. Responses to O_3 of gas exchange,chlorophyll a fluorescence, leaf pigment content, antioxidant capability, soluble protein content, membrane lipid peroxidation and dark respiration(R_d) were analyzed. Results showed that elevated O_3 exposure significantly reduced the light-saturated net photosynthesis(P_(Nsat)), stomatal conductance(g_s) and transpiration rate(E) in both species. Although non-significant interactive effect between species and O_3 on P_(Nsat) was analyzed, the reduction in P_(Nsat) in S. oleraceus might be due primarily to the higher fraction of close PSII reaction centers and impaired activities of plant mesophyll cells as evidences by decreased maximum efficiency of PSII photochemistry after dark adapted state(F_v/F_m) and unchanged intercellular CO_2concentration(C_i). Besides, biochemical analysis showed that S. oleraceus had lower antioxidant ability compared to P. major. As a result, S. oleraceus was damaged to the larger extent in terms of lipid peroxidation and visible O_3 injury, indicating that S. oleraceus was more sensitive to O_3 than P. major. Our results indicated that wild herbaceous plant species growing in a lowland habitat in sandy grassland were sensitive to O_3 stress and S. oleraceus can be considered as one of the bio-indicators for high O_3 concentration in semi-arid grassland of northern China.     

Microwave assisted digestion followed by ICP-MS for determination of trace metals in atmospheric and lake ecosystem

The study of trace metals in the atmosphere and lake water is important due to their critical effects on humans,aquatic animals and the geochemical balance of ecosystems. The objective of this study was to investigate the concentration of trace metals in atmospheric and lake water samples during the rainy season(before and after precipitation)between November and December 2015. Typical methods of sample preparation for trace metal determination such as cloud point extraction,solid phase extraction and dispersive liquid–liquid micro-extraction are time-consuming and difficult to perform; therefore,there is a crucial need for development of more effective sample preparation procedure. A convection microwave assisted digestion procedure for extraction of trace metals was developed for use prior to inductively couple plasma-mass spectrometric determination. The result showed that metals like zinc(133.50–419.30 μg/m~3)and aluminum(53.58–378.93 μg/m~3)had higher concentrations in atmospheric samples as compared to lake samples before precipitation.On the other hand,the concentrations of zinc,aluminum,chromium and arsenic were significantly higher in lake samples after precipitation and lower in atmospheric samples. The relationship between physicochemical parameters(pH and turbidity)and heavy metal concentrations was investigated as well. Furthermore,enrichment factor analysis indicated that anthropogenic sources such as soil dust,biomass burning and fuel combustion influenced the metal concentrations in the atmosphere.     

流域土地利用变化的水生态响应研究

流域土地利用变化造成水体物理、化学条件变化,并对诸多水生生物产生影响,进而破坏水系的生态系统结构和功能.研究显示:① 流域土地利用变化将引起水文、底质、生境改变等物理响应,以及水体营养盐、细菌、有毒有害物含量、溶解氧变化等化学响应,分布式水文模型成为研究物理和化学响应的重要工具;② 流域土地利用变化的生物响应表现为水生生物与自然用地类型呈正相关,而与农业用地、城镇用地呈负相关,并且存在明显的尺度效应,统计学分析是主要的研究方法;③ 大尺度的土地利用变化在水文过程下造成河段尺度上的外源物质输入、水文条件、底质结构等物理化学因子变化,是影响水生生物生境的直接原因.存在主要问题:① 流域土地利用变化的生物响应关系机制尚不明晰;② 流域土地利用变化的生物响应是通过物理响应、化学响应来间接作用的,但三者之间的非线性关系十分复杂;③ 水生生物对环境因子变化的敏感性和适用性存在较大差异.因此,未来研究应关注流域水文过程驱动下的物质迁移转化过程及由此带来的物理、化学和生物响应以及三者之间的关系,加强流域水文规律总结和参数率定,构建符合流域特征的参数数据库,并着力构建以保护水生态系统结构与功能为核心的流域山水林田湖系统综合管控模式.      

生态红线保护下的两江新区土地利用/覆盖情景模拟及生态价值评估

生态保护红线的划定对于维护国家和区域生态安全具有非常重要的作用,是我国在生态环境保护方面的重要举措.为分析生态保护红线划定后区域生态系统服务价值的变化情况,以重庆市两江新区为例,采用CLUE-S模型对未来的土地利用变化情况进行情景模拟,并在此基础上对各地类价值系数进行优化调整构建生态系统服务价值评估优化模型,对不同情景下的生态系统服务价值进行定量计算,分析生态系统服务价值的敏感度及变化度.结果表明:①采用CLUE-S模型对两江新区的未来土地利用进行空间模拟效果较好（Kappa系数达到0.82以上）,模型的普适性较好.②生态价值敏感度结果表明两江新区的生态系统服务价值对价值系数的变化缺乏弹性,结果的可信度高.③2020年生态保护情景下,林地的面积增加量大于自然增长情景,城镇和工矿用地则相反,生态保护红线对于城镇扩张起到了一定的约束作用.④2014年现状、2020年自然增长情景和2020年生态保护情景下的生态系统服务价值分别约为10.53×108、10.50×108和10.88×108元,两种未来情景下耕地的生态系统服务价值减少最为明显,林地、水域服务价值均表现出增加的趋势.⑤林地和水域的生态价值变化度表明其面积变化对生态系统服务价值的影响较大.研究显示,CLUE-S模型进行小区域的土地利用变化情景模拟效果较好,构建的生态系统服务价值评估优化模型计算结果的可信度较高.政府相关部门可以根据生态保护红线及生态系统服务价值评估结果,进一步优化生活、生产和生态空间,使其在城市规划、绩效考核和生态补偿中得到实际运用,在区域的经济可持续发展中起到支撑作用.