气候变化对白洋淀湿地的影响

生态系统对气候变化的影响和响应的敏感性研究是全球变化研究的一个重要内容。近年来,华北地区气候以暖干为主,这种趋势在一定程度上加剧了华北地区的水危机。特定的水文条件是湿地形成与维持的驱动因子,因此湿地生态系统对气候变化尤为敏感。以华北地区内陆湖泊白洋淀为研究对象,通过分析白洋淀过去40年气候、水文与生态系统发展变化过程及湿地生态与影响因子之间的相关关系,确定湿地退化的主导生态因子,探寻湿地退化的驱动机制。从而得出以下结论：1960年以来,白洋淀湿地水位降低,水量减少,面积萎缩,干淀频繁,生物多样性减少;气候变化在白洋淀湿地退化中起决定作用,其中降水对湿地的影响最大。气候变化主要通过改变湿地的水文特征,减少湿地水源补给,增加水分消耗,使湿地退化萎缩。人为因素在一定程度上加剧了这种趋势。     

利用磷脂脂肪酸表征白洋淀沉积物微生物特征

以白洋淀表层沉积物为研究对象,运用磷脂脂肪酸(PLFA)技术分析了沉积物中微生物的生物量和群落结构.结果表明,表层沉积物中支链饱和脂肪酸含量最高,细菌总数平均值为4.24×109个/g(以干重计),是沉积物中微生物的主体.厌氧细菌和革兰氏阳性菌是细菌的主要类型,同时存在较高的好氧细菌生物量.相关分析表明,水深对沉积物细菌生物量及多样性影响显著,磷可能是影响沉积物中微生物生物量及丰富度的限制性营养因素.主成分分析表明白洋淀沉积物微生物群落结构表现出较强的区域分布特征.     

补给水质与社会活动对白洋淀湿地微生物的影响特征

为了阐明白洋淀湿地补水水质与社会活动对湿地生物群落的影响,研究了淀区不同区域水体中细菌、真菌和古菌群落的变化特征.分别在淀区入口的府河（NBB）、人类社会活动频繁旅游区域（NBD）和居民生活养殖区域（NBX）以及村庄稀疏区域（NBN）采集样品,对样品的理化特征及生物群落进行研究.结果表明,在NBB水体中有机污染物COD浓度为12.35 mg·L^-1,总氮浓度为10.12 mg·L^-1,污染物浓度较高;NBD和NBX水体中污染物比NBB少.NBN水质较好,其COD和总氮浓度分别为6.9 mg·L^-1和1.82 mg·L^-1.NBB细菌种类较多,多样性指数为5.86,NBN最少为4.78.所有样品中优势细菌菌群均为变形菌门,该菌门在NBN样品中占细菌群落总数的68.8%.真菌在NBB中多样性指数仅为2.14,NBN真菌种类较多,多样性指数为3.23,在NBD和NBN出现壶菌门,分别占真菌总数的5.4%和9.8%,该菌群是难降解有机碳的主要分解者.在NBN中古菌多样性偏低,所有样品中泉古菌门（Crenarchaeota）为优势门类,在NBB、NBD、NBX和NBN样品中所占比例分别39.0%、51.9%、47.3%和30.1%,其次为盐杆菌门（Halobacterota）.白洋淀湿地水体富营养化及微生物群落变化的主要因素是外源污染与内源污染共同作用结果,外源污染与内源污染使水体中有机物与氮磷含量增加,微生物群落结构发生了明显改变.     

枯落物输入对白洋淀浅水湖泊氮转化的影响

以白洋淀浅水湖泊沉积物和上覆水为研究对象,通过45 d室内厌氧培养实验,探究了不同氮水平条件下枯落物添加(芦苇、篦齿眼子菜、芦苇+篦齿眼子菜)对沉积物-水体系中无机氮转化的影响.结果 表明,枯落物添加显著增加了沉积物和水中的铵态氮含量、无机氮含量及净氮矿化速率(p＜0.05),而显著降低了水中硝态氮含量(p＜0.05)...     

白洋淀喹诺酮类抗生素与微生物群落结构和多样性相关性研究

微生物作为水生态系统中的重要组成部分,其对水环境的能量流动和物质循环等具有重要作用,为研究富营养化湖泊中喹诺酮类抗生素(Quinolones,QNs)对微生物群落结构和微生物多样性的影响,本研究选取白洋淀为研究区,建立了QNs与微生物群落的相关性.结果表明,已测的QNs均有不同程度检出,其中,氟甲喹(Flumequine,FLU)和恶喹草酸(Oxolinic Acid,OXO)检出率较高;就空间分布而言,水体中QNs最大值出现在采蒲台区(433.52 ng·L~(-1)),最小值出现在枣林庄和烧车淀区(20.51 ng·L~(-1));沉积物中QNs最大值出现在端村区(372.72 ng·g~(-1)),最小值出现在藻苲淀区(20.29 ng·g~(-1)).高通量测序结果表明,白洋淀沉积物微生物群落的优势种群为变形菌门和绿弯菌门,平均含量分别为38.62%和19.85%;变形菌门和绿弯菌门占所有微生物的比例在端村区最高(62.31%),藻苲淀区最低(54.62%).多样性指数分析结果表明,枣林庄和烧车淀区和藻苲淀区的微生物多样性指数(Chao1指数、Shannon指数和Simpsoneven指数)最高,而端村区最低.研究表明,受抗生素污染严重的区域通常会使微生物群落丰度下降,与本研究结果基本相符,说明微生物多样性受抗生素污染影响,对研究QNs污染的治理具有重要意义,为未来解决污染问题提供了良好的基础.     

白洋淀及周边土壤重金属的分布特征及生态风险评估

为了解白洋淀土壤重金属污染现状和潜在生态风险,采集白洋淀区域表层土壤样本55个并检测锰（Mn）、铬（Cr）、铜（Cu）、锌（Zn）、砷（As）、镉（Cd）、铅（Pb）和镍（Ni）等8种重金属的含量.采用地统计学方法（莫兰指数和半方差函数）分析其空间变异结构和分布格局,运用地累积指数（I_geo）和潜在生态风险指数（E_rⁱ和RI）评估了重金属污染的程度及其风险.结果表明,研究区土壤重金属ω（Mn）、ω（Cr）、ω（Cu）、ω（Zn）、ω（As）、ω（Cd）、ω（Pb）和ω（Ni）平均值分别为467.75、43.59、28.57、89.04、12.32、0.18、19.26和30.56 mg ·kg^-1,均低于农用地土壤污染风险筛选值,但Cu、Zn和Cd明显高于背景值,其中,Cu （48.65%）和Cd （37.52%）为高度变异元素.莫兰指数显示Mn、Cu、Cd和Pb空间自相关不显著,半方差函数模型拟合显示Cd和Pb的块金系数均为100%,说明其空间变异由随机变异主导,受人为因素影响较大.重金属高值区主要分布在白洋淀的西南部地区,并且元素之间均有显著的相关性,表现为复合污染.重金属污染程度I_geo从高到低依次为：Cd>Cu>Zn>Ni>As>Pb>Mn>Cr,其中,Cd污染最为普遍,67.27%的样本为轻度污染.风险评估（E_rⁱ）显示,Cd的E_rⁱ平均值为58.81,属于中等程度生态风险;其他重金属均为轻微生态风险.研究区土壤重金属污染RI为轻微生态风险（87.81）,其中,Cd对RI的贡献率最高（66.39%）.因此,未来需要加强对白洋淀西南部重点区域重金属Cd污染的监测和治理.     

白洋淀典型持久性有机污染物污染特征与风险评估

对白洋淀表层水体和表层沉积物中多环芳烃（PAHs）、有机氯农药（OCPs）和多溴联苯醚（PBDEs）三类典型持久性有机污染物（POPs）的污染特征进行综合调查和分析.结果表明：①白洋淀水体中PAHs、OCPs和PBDEs浓度范围分别是71.32~228.27、2.62~6.13和0~6.5 ng·L^-1;沉积物中PAHs、OCPs和PBDEs含量范围分别是163.20~861.43 ng·g^-1、2.25~6.07 ng·g^-1和230.96~1224.13 pg·g^-1.与历史数据相比,白洋淀沉积物PAHs和OCPs含量均有明显下降;与国内外湖泊相比,白洋淀沉积物中PBDEs含量处于较低水平.②水体和沉积物PAHs污染来自于油类排放和木材、煤炭燃烧的共同作用;白洋淀水体和沉积物中OCPs组成均以HCHs为主（93.76%和63.10%）,水体中HCHs主要来源于工业HCHs的降解,部分地区来源于大气的远距离传输和林丹的使用,DDTs则主要来源于历史残留.沉积物中HCHs主要来源于新的林丹使用,也有少量工业HCHs的输入,DDTs则以历史残留为主,可能部分地区存在新的DDTs输入;白洋淀水体中PBDEs组成以BDE-2为主（65.80%）,可能主要来源于大气远距离传输和高溴代联苯醚的降解,沉积物中PBDEs组成以BDE-209为主（63.82%）,主要来源为商用的十溴联苯醚.③生态风险评价结果表明,白洋淀尚无明显生态风险,但部分采样点存在生态风险的可能性,应加强监控.     

白洋淀湖泊湿地氧化亚氮的排放通量初探

湿地是温室气体氧化亚氮(N2O)的源或汇, 研究湿地N2O排放通量的时空变化特性对探究N2O的排放活跃区及减小温室效应有着重要的意义.采用静态箱-气相色谱法对白洋淀湖泊湿地N2O排放通量的时空变化特性及其影响因素进行了初步研究,结果表明白洋淀湖泊湿地N2O的排放呈现明显的时空变化特性,夏季N2O的排放量最大,且湖滨带是其排放的活跃区;白洋淀湖泊湿地优势植被芦苇的生长状况影响N2O的产生与排放,其鲜质量增加量与N2O的排放通量呈负相关性;土壤含水率的变化与N2O的排放通量有着较好的相关性,土壤含水率升高,N2O的排放通量增加;白洋淀湖泊湿地水中亚硝态氮质量浓度与N2O的产生和排放关系密切,随着亚硝态氮质量浓度的增加N2O的排放通量呈对数增长.     

白洋淀底泥在芦苇生境下的变化规律初探

底泥是湖泊水库的重要组成部分,能够反映湖泊水库演化的历史过程.水体底泥污染已经成为世界范围内的一个环境问题.文章采用人工湿地控制(生态滤池)试验与野外布点调查取样相结合的方法,以芦苇(Phragmites australis Dar.Baiyangdiansis)为供试植物,系统地研究了白洋淀地区底泥现状和污染程度及在芦苇生境下其化学性质等所发生的一系列转化和演变情况,并针对芦苇对底泥的净化及受污染底泥异地的无害化处理进行了研究.结果表明:随着底泥用量的增加,芦苇的长势、生物量、株高等也增加.底泥用量大(3#池)则底泥中污染物含量动态变化明显.在一年的时间里,各滤池底泥中营养元素的含量总体趋势是降低的,其中以碱解氮降低幅度最大;有效态Cu的含量有所上升,有效态Zn、Cd、Pb含量变化幅度小,只是略微有所下降.因为芦苇生长带走了一部分有效态元素物质,底泥内各种元素总量有所降低,其有效态重金属含量变化不明显,只是略有下降,说明芦苇根系会影响底泥中重金属的存在形态.     

雄安新区-白洋淀冬季冰封期水体好氧反硝化菌群落空间分布特征及驱动因素

为了定向精准地完成适于白洋淀低温期水体水质的好氧反硝化菌的筛选和分离,本文结合水质调查和好氧反硝化功能基因(napA)高通量测序技术,进行了水体水质、微生物群落α多样性、β多样性分析以及微生物网络分析.结果表明,该时期白洋淀不同采样点的水体水质存在显著差异,入淀河口区的氮素最高;各采样点α多样性存在显著差异(P<0.05),藻苲淀(ZZD)和瀑河(BH)的菌群丰富度和多样性最低;与此同时,该时期水体的OTU主要属于变形菌门(Protebacteria)中的α-Proteobacteria纲、β-Proteobacteria纲和γ-Proteobacteria纲;韦恩图分析(Venn)表明各采样点水体好氧反硝化菌群组成存在明显差异;膨胀因子分析(VIF)和RDA分析显示,温度、溶解氧、氨氮、硝氮、溶解性总磷以及氧化还原电位是影响菌群组成的主要环境因子;网络分析表明,该时期微生物网络中物种间以共生关系为主;Mantel test分析得出温度、氧化还原电位、硝氮、氨氮、溶解性总磷以及铁锰是影响模块群落结构演变的关键环境因子.综上可知,基于好氧反硝化功能基因(napA)进行高通量测序来研...