外来入侵植物紫茎泽兰对昆明地区土壤动物群落的影响

2005年雨季前后的6月至9月,共布设144个样方,采样分析了外来入侵植物紫茎泽兰(Eupatorium adeno-phorum)对云南昆明地区针叶林、阔叶林和草地3种主要生态系统类型地表腐叶层土壤动物群落的影响。研究结果表明,紫茎泽兰入侵后土壤动物类群总数显著减少,其中针叶林减少41.3%,阔叶林减少29.0%,草地减少36.7%;土壤动物群落个体总数下降,其中针叶林减少63.5%,阔叶林减少20.4%,草地减少43.2%。紫茎泽兰入侵影响土壤动物群落多样性和均匀度。6月至8月,在没有紫茎泽兰入侵情况下,针叶林和草地生态系统土壤动物群落多样性、均匀度逐步升高;紫茎泽兰入侵后,由于土壤动物类群数量及部分类群个体数量减少,针叶林和草地土壤动物群落多样性、均匀度有所降低。     

基于农产品安全的土壤重金属有效态含量限值推定方法

相较于土壤重金属总量标准,有效态含量限值与农产品质量相关性更强,可更科学地指导土壤污染防治工作.通过典型重金属污染区域案例研究,在统计分析区域农田土壤重金属总量、有效态含量和不同水稻品种重金属蓄积量的基础上,运用物种敏感性分布(SSD)法,推定土壤中镉和铅的有效态含量限值.结果表明,大冶市农田土壤中Cd和Cu样本超标率分别是90. 7%和42. 6%,表明大冶市农田土壤存在较为广泛的Cd和Cu污染;糙米Cd和Pb的含量分别有50. 9%和89. 8%的样本超标,其平均值分别是相应农产品污染物限量标准的2. 95倍和6. 75倍,表明大冶市稻米受Cd和Pb污染严重.利用BurrⅢ型分布拟合样品中8个水稻品种富集Cd和Pb的SSD曲线,依据农产品中污染物限量标准推导计算得出,保证95%水稻品种糙米不超标的土壤重金属Cd和Pb有效态含量限值分别为0. 02 mg·kg-1和0. 005 mg·kg-1.比较于该区域土壤中Cd有效态含量调查数据和其他国家或研究有效态含量限值,Cd有效态含量推导限值较为科学,可应用于当地土壤污染防治实践.在大冶地区土壤Pb可能不是稻米Pb的主要来源,水稻这一物种对于Pb有效态含量限值的推导不具有代表性,同时缺乏稻米在低积累水平和不同土壤污染水平下对Pb的累积数据,因而Pb有效态含量限值不具实际指导意义.     

BAF中不同高度海绵铁填料表面物种多样性分析

主要通过目的片段的聚合酶链式反应(polymeraes chain reaction,PCR)扩增、Illumina高通量测序以及生物信息分析对曝气生物滤池(BAF)反应器中不同高度的海绵铁填料表面微生物丰度和多样性进行分析和研究。结果表明:Ctrl(原水样)以及反应器中优势种群均以变形菌门(Proteobacteria)为主,拟杆菌(Bacteroidetes)次之;等级丰度分布(Rank-Abundance)曲线中Ctrl物种数量为1 193,DO1(BAF上部水样)为2 389,DO2(BAF中部水样)为2 211,DO3(BAF下部水样)为1 890,DO1的丰度和生物多样性最高,随着DO浓度的降低(或填料空间位置的下降),微生物群落丰度和多样性均逐渐下降;Chao1指数比观察到的物种(observed species)指数对物种的丰度更加敏感,测得的OTUs(operational taxonomic units)数均高出400;DO1和DO2的物种均匀度较高,DO3和Ctrl的优势菌群所占比例很高,均匀度较低。通过PCoA(principal co-ordinates analysis)可以观察到DO1和DO2的物种组成最为相似。     

不同替代修复年限对飞机草种群和本土植物群落结构的影响

为研究替代修复对飞机草的治理效果以及对本地植物群落结构的修复效应,选择修复3、5、10 a和未修复(CK)的飞机草入侵生境为研究对象,调查飞机草密度、盖度、生物量、基径和本土植物群落的物种多样性、盖度等指标,采用"空间代替时间"的方法,分析不同修复年限飞机草种群特征和本地植物群落结构的变化.结果表明:(1)随着修复年限的增加,飞机草密度、盖度、基径、生物量等指标均呈显著降低趋势;修复10 a后,飞机草的盖度、密度、生物量、基径相比对照分别降低了97.3%、96.5%、98.6%、85.7%,飞机草入侵得到明显控制.(2)在植被替代修复过程中,飞机草入侵生境的群落结构得到明显改善,草本层物种多样性呈先升后降再升的趋势,草本层盖度在修复3 a后显著升高随后又显著降低,灌木层和乔木层物种多样性和盖度均呈显著增加趋势.研究显示,替代修复能有效治理飞机草入侵,促进植物群落的正向演替,提高本地植物群落结构的稳定性,增强生态系统对外来物种入侵的抵抗力.     

浙西南山区自然圣境植物物种多样性及其维持机制

自然圣境在生物多样性和文化多样性保护方面具有特殊地位。采用关键人物访谈、重要值、Simpson指数、Shannon-Wiener指数等方法,对浙西南钱江源-百山祖国家公园片区及其周边8个代表性村寨的4种自然圣境[风水林、水口林(水尾林)、古坟林和古道林]及其植物群落和植物物种多样性特征进行调查。结果发现,裸子植物在浙西南圣境乔木层中占有明显优势,但不同的自然圣境乔木层优势科和物种多样性存在差异。由于文化信仰和当地管理的作用,圣境中保存一些我国特有的珍稀濒危动植物,并且圣境中许多植物具有较高的食用、景观、科研、生态和经济等价值。然而,随着人口外流,文化信仰逐步消失,已难以保护这些自然圣境,急需创新管护机制,将重要但遭受威胁的自然圣境纳入现代保护体系中。     

农区土地利用强度变化对生物多样性的影响

农业集约化引起的景观变化是导致农业景观生物多样性丧失的重要原因,为评估农业景观结构变化对物种多样性的影响,探索生物多样性未来的变化趋势,研究基于Meta分析(Meta-Analysis)构建我国农区不同土地利用强度的生物多样性数据库,收集了来自全国298个农业景观样地的15 042条物种记录。依据线性混合效应模型构建我国农区土地利用强度-生物多样性关系模型,并以浙江省为例,结合浙江省退耕还林、生态农业发展等土地利用政策和规划,基于Dyna-CLUE模型模拟不同情景下土地利用的空间分布,将土地利用空间分布模拟和土地利用强度-生物多样性关系模型结果输入Flus-Biodiversity模型,从而模拟典型农区生物多样性的空间分布格局,提出浙江省农田生物多样性保护目标优化方案。Meta分析显示,无论在景观尺度还是局部管理尺度上,随着农田土地利用强度的增加,生物多样性均呈显著下降趋势。情景模拟发现,在所有情景中生物多样性都呈下降趋势,其中生态保育情景下降幅度最小,将常规农田转换为生态农田时生物多样性有所提高。因此,为进一步保护多样性、提升生态系统服务、改善生态环境,一方面应尽量保护农田周围的自然和半自然生境,以减少土地利用改变对农业生物多样性的破坏;其次,适当增加农业景观中的半自然生境,如人工林等,构建合理的农业景观格局;第三,适度推动有机管理或生态管理,合理化减少化肥和农药的施用,有利于区域生物多样性的保护;第四,在保证耕地红线的前提下,应深入推进退耕还林政策,严格限制生态功能区的土地开发,同时注重生物多样性完整性损失严重区域的保护。     

太湖保护水生生物2,4-二氯苯酚基准研究

2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)被纳入我国优先污染物名单,同时也是水环境中最常见的氯酚类化合物的一种,而太湖作为中国最大和污染最严重的淡水湖之一,需要针对2,4-DCP进行区域水质基准研究为太湖水质改善提供基础数据.通过太湖8种本土生物的急性毒性试验并两步外推法补充了相应的慢性毒性数据.结合文献数据建立该化合物的太湖水生生物毒性和pH数据库,依据协方差分析得到太湖急慢性双基准(CMC和CCC)的pH方程式.当pH=7.8时,通过传统物种敏感度分布法得到太湖CMC和CCC,分别为610.42μg·L~(-1)和9.80μg·L~(-1).此外,水质基准主要是基于实验室能培养、繁育、实验的水生生物的毒性数据推导而来的,和太湖实际生物区系比例难以一致,因此结合太湖生物区系和水质特征,利用物种权重敏感度分布法得到太湖CMC和CCC值分别为584.43μg·L~(-1)和6.83μg·L~(-1).本研究对科学管理区域水环境中污染物,实现水化学、生态完整性具有一定支撑,对我国2,4-DCP区域水质标准的制定有一定的参考价值.     

考虑物种权重校验保护太湖水生生物的铅基准

铅是一种有毒重金属元素,位列我国水中优先控制污染物"黑名单".我国水系众多,水生生物多样,研究保护区域水生生物的铅基准十分必要.太湖作为中国周边经济最发达、大中城市最密集且污染最严重的淡水湖泊之一,本研究选取8种太湖本土水生生物实验补充铅的急性毒性数据并两步外推得到慢性毒性数据.结合文献建立铅的本土毒性数据库,基于水体硬度对铅毒性的影响,建立硬度和毒性关系.考虑太湖生物区系和水质特征,采用物种权重敏感度分布方法,得到保护太湖水生生物铅的最大浓度基准值(CMC)和持续浓度基准值(CCC)值分别为50.04—58.87μg·L~(-1)和3.99—4.69μg·L~(-1);现行地表水铅的Ⅲ类标准限值(50μg·L~(-1))下受铅急性毒性和慢性毒性影响的生物比例分别为4.42%和23.00%.     

淡水环境中短链氯化石蜡的预测无效应浓度及生态风险评估

短链氯化石蜡(short-chain chlorinated paraffins, SCCPs)是《斯德哥尔摩公约》增列的一类持久性有机污染物。搜集筛选出SCCPs对8种淡水生物的慢性毒性数据,构建了物种敏感度分布曲线(SSD),推导出SCCPs的淡水预测无效应浓度(PNECwater)为0.425μg·L~(-1),淡水沉积物预测无效应浓度(PNECsed)为992.5μg·kg-1。搜集了国内外部分淡水河流水体及沉积物中SCCPs环境暴露数据,运用商值法,评估SCCPs的生态风险。结果表明,长江中游和白洋淀水体风险商范围为2.6～154.4和3.7～132.5,处于高风险;国外河流SCCPs污染水平较低,北美地区与日本淡水河流SCCPs风险商小于1,处于低风险。长江中游沉积物的SCCPs的风险商高达400.6,呈现显著风险,欧洲工业区域淡水沉积物中SCCPs存在潜在风险。本研究为SCCPs水质标准制定与环境风险管理提供参考依据。     

滇西北高等植物多样性分布格局及其与主要环境因子的相关性分析

物种多样性的空间分布格局一直是宏观生态学和生物地理学研究的热点问题之一。滇西北地区是我国生物多样性最丰富的地区之一,研究该地区的物种多样性分布格局及其与主要环境因子的相关性对生物多样性保护决策具有重要意义。以滇西北18个县域为基本研究单元,基于县域生物多样性本底调查数据,运用ArcGIS 10.1软件分析高等植物多样性分布格局;并结合地理因子(经度、纬度、海拔高差、平均海拔)和气候因子(年均温度、年均降水量),采用SPSS Statistics 22.0软件,运用单因素线性回归模型分析物种多样性与各因子之间的相关性。结果表明:(1)滇西北地区高等植物多样性从南到北总体上呈递增趋势;(2)纬度和海拔高差与物种多样性分布格局呈显著相关(P0.05);而经度、平均海拔、年均温度和年均降水量与物种多样性分布格局的相关性未达显著水平(P0.05)。因此,滇西北地区高等植物多样性分布格局可能主要与纬度和海拔高差这2个地理因子相关。