珠江口和邻近海域沉积有机质的来源及其沉积通量的时空变化

分析了珠江口和邻近海域沉积有机质(OM)的总有机碳(TOC)、总氮(TN)及稳定碳同位素组成〔δ(13C)〕等地球化学参数,并对有机质的来源和沉积通量进行了研究. 结果表明,珠江口沉积有机质来自大陆(52%)和水生(48%)混合来源;而邻近海域沉积有机质主要为水生来源(93%). 珠江口陆源有机质含量〔w(T－OC)为5.4 　mg/g〕远远高于邻近海域(0.49 　mg/g),近年来珠江口TOC和陆源有机质(T-OC)的平均沉积通量分别为5.57和2.2～3.6 mg/(cm2·a),说明珠江河口接受了大量的陆源有机物的输入,这是由于自20世纪后期的几十年以来,华南地区经济快速增长造成大量土地开垦,以及工农业生产和生活污水的排放所致. 珠江口和邻近海域的水生有机质沉积通量在近年均呈增加趋势,在珠江口达到最大值3.6 mg/(cm2·a),说明大量的营养物质导致水体的富营养化,从而促使水域初级生产力的增长.      

地面苔藓对成都大气沉降重金属污染的监测

采用微波消解、ICP-AES对成都市一环至三环区域内15个取样点处5种地面苔藓植物体内重金属质量分数进行测定和分析,以监测和研究成都市大气沉降重金属污染状况及区域差异。结果表明：苔藓植物对重金属的富集在种间及种内差异显著,5种苔藓对Pb、Cd、Cu、Zn、Cr、As及Ni有较强的吸收能力,大小顺序为立碗藓(Physcomitrium sphaericum (Ludw.) Fuernr.)>地钱(Marchantia polymorpha L.)>鳞叶藓(Taxiphyllum taxirameum(Mitt.) Fleisch.)>柔叶青藓（Brachythecium moriense Besch.)>尖叶美喙藓（Eurhynchium eustegium（Besch.）Dix.）。对其中具有代表性的3种苔藓植物进行种内比较发现,对于立碗藓,人民公园的 Cd、Zn 质量分数最高,三洞古桥公园有最高质量分数的 Cr、Ni、Cu 及较高的 Pb,而塔子山公园的Pb、Cd、Zn、Cr及As质量分数最小;地钱对Pb、Cd、Cu、及As的积累量在人民公园达到最大,大多数重金属质量分数的最小值出现在成都理工大学;在鳞叶藓中,新阵地高尔夫俱乐部的Cd、Zn、Cr及Pb质量分数高于其余样点,东陂体育公园As质量分数最高,相反三洞古桥公园处多数重金属质量分数最小。各样点以Ni污染最重,Pb、Cr、Cu、As属污染中等,Cd和Zn污染较轻,且大气沉降重金属质量分数表现为中心城区、交通繁忙区及工业区高,郊区较低的特点。与2005年相比,成都市大气重金属污染依旧严峻,重金属质量分数呈现新的空间分布,Ni、Cr质量分数明显增加。因此,立碗藓、地钱和鳞叶藓可作为良好的生物指示植物,以此来监测成都市大气重金属污染状况。     

气候变化背景下中国陆地生态系统碳储量及碳通量研究进展

全球气候变化对全球生态系统的结构、功能和过程产生了重要影响,成为各国政府、社会公众以及科学界共同关心的焦点问题。陆地生态系统碳循环又是当前气候变化和区域可持续发展研究的核心内容之一,影响到经济和社会发展的各个方面。因此,开展陆地生态系统碳储量和碳通量的研究仍将是气候变化研究中的重点内容。总结了近年来国内森林、土壤、草地、农田四种陆地生态系统在碳储量、碳通量方面取得的研究成果和不足：随着遥感、GIS及模型的发展和应用,森林、草地生态系统碳储量的研究精度和范围要高于农田和土壤,而农田和土壤生态系统碳储量的研究多基于典型性样地和大量实验数据,结果受制于样点布设和采样密度;目前,土壤生态系统碳储量结果多基于上世纪80年代全国二次土壤普查数据计算所得,且总有机碳库的估算存在较大差异,土壤有机碳的组分研究中易氧化有机碳库研究滞后于总有机碳,迫切需要对我国现有土壤有机碳进行研究;农田生态系统受人类活动干扰强烈,从一个或几个站点到全国尺度都有对农田土壤有机碳贮量的研究成果,与国外相比,我国试验田的设置时间短,资料积累较少,更多侧重不同施肥方式下农作物产量和农田合理的施肥培肥模式研究,农田土壤有机碳含量关系我国农业生产和粮食安全,对农田土壤固碳机理的研究仍将是今后关注的焦点。各生态系统碳通量的监测取得了一定成果,近年来涡度相关系统在森林、土壤、草地、农田生态系统中得到了广泛的应用。并从气候、人类活动两个因素分析了其对生态系统碳储量、碳通量的影响。针对目前存在的问题,进一步指出了目前国内不同生态系统中碳循环在现状研究、有机碳变化机制、模型建立及气候变化和人类活动影响下的碳库时空格局方面得到加强。     

陆地生态系统CO_2与水热通量的研究进展

陆地生态系统CO2和水热通量研究,一直是全球气候变化研究的热点与难点问题。它对认识生态系统变化规律,预测全球气候变化趋势,评价生态系统的碳固定具有重要的科学意义。涡度相关法被认为是目前测定CO2、水热通量的最可靠方法。国外学者应用此方法解决了均匀下垫面假设下不同类型生态系统的CO2、水热通量的计算问题。在查阅前人研究成果的基础上,分析了陆地生态系统用涡度相关法在能量通量研究中的地位和重要性,评述了生态系统水热平衡的研究意义,总结了我国包括森林、草地、荒漠、农田等不同类型生态系统CO2、水热通量方面最新的研究进展,并对我国生态系统通量未来的研究策略及数据管理提出了建议和展望。     

北盘江梯级水电开发对陆生生态的影响研究

水电开发工程在当今社会发展中发挥着重要作用,尤其是梯级水电开发,但是其发展对环境的影响更是备受关注。本文以北盘江梯级水电开发项目为研究对象,主要采用3S技术研究方法,针对流域梯级水电开发对陆生生态系统的影响进行分析,确定陆生生态环境影响评价识别因子,做出针对植物、植被,陆生动物,黑叶猴自然保护区和自然景观生态体系影响的具体分析。经研究结果表明：梯级电站建设主要不利影响是改变了河流自然生态系统,对适应原生境的动物造成不利影响,使其栖息地缩小或丧失,水库淹没和施工占地及移民安置活动对区域土地资源、自然保护区的影响,对自然景观生态体系的影响。     

东北湖区典型流域生态安全评估

为评估东北湖区湖泊生态安全,在山口湖流域水质特征分析的基础上,分别采用模糊综合评价法、层次分析法和DPSIR（驱动力-压力-状态-影响-响应）模型对山口湖流域水环境质量、陆域生态系统健康状况和流域生态安全进行综合评估.结果表明:①2014年山口湖水体氮、磷、有机物质量浓度较低,各月营养水平存在较大波动:3月冰封期ρ（TN）、ρ（TP）和ρ（COD_Mn）最低,分别为0.681、0.022、6.31 mg/L;5月冰层溶解时ρ（TN）和ρ（COD_Mn）最高,分别为1.771、8.27 mg/L.在3条入湖河流中,长水河受生活源和农业面源污染较重,ρ（TN）年均值为2.244 mg/L,超出GB 3838-2002《地表水环境质量标准》Ⅴ类标准限值;南水河污染较轻,ρ（TN）、ρ（TP）平均值分别为1.061、0.059 mg/L;土鲁木河受人类活动影响较小,污染最轻.②模糊综合评价结果显示,除5月外,2014年山口湖水体总体上处于GB 3838-2002 Ⅲ类水质.③1988-2014年山口湖陆域生态系统处于优秀状态,但健康指数由1988年的90.06降至2014年的87.63,森林覆盖率下降、农田比例增加是陆域生态系统健康状态下降的主要原因.④2014年山口湖流域生态安全指数值为72.61,处于较安全状态,经济发展水平落后、入湖污染物未有效控制、透明度低、水产品供给指标功能较差、污染物处理能力差是影响山口湖生态安全的主要因素.研究显示,需减少农田化肥施用量,加强农村和农业面源污染防治等措施,控制污染物入湖量,加强环境监管能力建设和科技支撑,提高山口湖流域生态安全状态.      

陆地生态系统土壤呼吸时空变异的影响因素研究进展

土壤呼吸是碳循环中的1个重要过程,土壤呼吸作用的过程及其影响因子对理解陆地碳循环极为关键.本文对迄今为止国内外关于土壤呼吸时空变异性影响因素的一些研究进行综述,分析了气候、植被、土壤因素对土壤呼吸变异性的影响规律.以往的研究表明,气候因素中对土壤呼吸具有重要影响的因子为气温和降水,植被因素中对土壤呼吸具有重要影响的因子...     

Clockwork blue: on the evolution of non-image-forming retinal photoreceptors in marine and terrestrial vertebrates

This paper presents a hypothesis that could explain why blue light appears to dominate non-image-forming (NIF) ocular photoreception in marine as well as terrestrial vertebrates. Indeed, there is more and more evidence suggesting that 'novel' retinal photoreceptors, which are sensitive to blue light and were only discovered in the 1990s, could be a feature shared by all vertebrates. In our view, blue light photoreception evolved and persisted as NIF photoreception because it has been useful in the colonisation of extensive photo-dependent oceanic habitats and facilitated the move of vertebrates from an aquatic to a terrestrial environment. Because the available scattered evidence is compatible with the validity of our hypothesis, we hope that our rationale will be followed up. Indeed, it (1) involves testable predictions, (2) provides plausible explanations for previous observations, (3) unites phenomena not previously considered related to one another and (4) suggests tests that have not been carried out before. Overall, our approach not only embraces cross-disciplinary links; it, moreover, serves as a reminder of an all-embracing evolutionary history, especially with regard to a ubiquitous photoreceptive 'clockwork-blue' in marine and terrestrial vertebrates.     

基于地理探测器的中国陆地生态系统土壤有机碳空间异质性影响因子分析

中国陆地生态系统土壤有机碳库对全球生态系统碳平衡具有显著影响.为揭示土壤碳库空间分布的潜在主控因子并为今后建立碳库空间分布模型提供依据,利用地理探测器对中国陆地生态系统表层土壤(0—20 cm)有机碳密度的影响因子(气温、降水量、DEM、NDVI、陆地生态系统类型、人口密度)进行空间分异性探测和定量归因.结果表明:自然...     

Representation of the world's biophysical conditions by the global protected area network

Protected areas (PAs) are often implemented without consideration of already existing PAs, which is likely to cause an overrepresentation of certain biophysical conditions. We assessed the representativeness of the current PA network with regard to the world's biophysical conditions to highlight which conditions are underprotected and where these conditions are located. We overlaid terrestrial and marine PAs with information on biophysical conditions (e.g., temperature, precipitation, and elevation) and then quantified the percentage of area covered by the PA network. For 1 variable at a time in the terrestrial realm, high temperature, low precipitation, and medium and very high elevation were underrepresented. For the marine realm, low and medium sea surface temperature (SST), medium and high sea surface salinity (SSS), and the deep sea were underrepresented. Overall, protection was evenly distributed for elevation across the terrestrial realm and SST across the marine realm. For 2 variables at a time, cold and very dry terrestrial environments had mostly low protection, which was also the case for low SST and low and medium SSS across most depths for marine environments. Low protection occurred mostly in the Sahara and the Arabian Peninsula for the terrestrial realm and along the Tropic of Capricorn and toward the poles for the marine realm. Although biodiversity measures are of prime importance for the design of PA networks, highlighting biophysical gaps in current PAs adds a frequently overlooked perspective. These gaps may weaken the potential of PAs to conserve biodiversity. Thus, our results may provide useful insights for researchers, practitioners, and policy makers to establish a more comprehensive global PA network.