Quantifying the dynamics of marine invertebrate metacommunities: What processes can maintain high diversity with low densities in the Mediterranean Sea?

The Mediterranean Sea hosts 5.6% of the world benthic invertebrate species on 0.82% of the ocean surface. Mediterranean ecosystems are also characterized by low densities (and biomasses) compared to other oceanic ecosystems, a feature often attributed to their oligotrophic environment. Oligotrophic conditions can induce lower growth rates and higher mortality rates, and a stronger competition for food between individuals. A theoretical model was developed in order to study the diversity vs. density patterns in coastal benthic invertebrate species. This model describes their minimal population dynamics including basic processes (growth, mortality, reproduction and effects of competitive interactions between individuals) and incorporating fluxes of larvae (finally recruited as juveniles) between a mosaic of local habitats. Populations are therefore structured in a metacommunity. The connectivity between local communities is ensured by passive pelagic larval dispersal. In the Mediterranean Sea, because of the microtidal regime, the connectivity between coastal habitats is lower and more variable than in macrotidal basins. Mathematical properties of the model revealed that competitive interactions (intra- and interspecific competitions) have a stabilizing effect on interacting organisms when gains by recruitment are higher than losses by mortality. In addition, low mortality rates and low connectivity which decreases negative local interactions maintains high regional species diversity with low local densities. This property suggested that oligotrophy cannot be the only factor leading to the high diversity–low density pattern observed in the Mediterranean Sea.     

闽南山区连续年龄序列桉树人工林土壤养分动态

对闽南山区连续年龄序列(2 a、3 a、4 a、5 a、6 a)的尾巨桉(Eucalyptus urophyllaxE.grandis)人工林土壤有机碳及氮、磷、钾含量进行了分析,以评价土壤养分随林分年龄的变化动态.土壤有机碳、全氮、水解氮、全磷、速效磷均表现出随林分年龄增加而增加,到4 a生时达到最大,随后则呈下降趋势,6 a生时下降到最低值.速效钾含量则随林分年龄增加逐步下降,6 a生林分0～20 cm、20～40 cm和40～60 cm这3个土层速效钾含量分别比2 a生下降了53.2%、44.4%和55.2%;土壤全钾含量也表现出一定的下降趋势.所有年龄林分的土壤有机碳、全氮、水解氮、全磷、速效磷和速效钾含量均随土层深度增加而降低,而土壤伞钾则表现出相反的趋势.因此,在桉树人工林经营过程中,应定期增施钾肥,适时施用有机肥及氮、磷肥,以控制地力衰退.图4表2参24     

热岛效应季节动态随城市化进程演变的遥感监测

作为城市特有的一种环境问题,热岛效应动态发展变化的规律是城市热岛研究的基础工作.遥感技术在城市热岛动态变化监测方面的有用性已经得到了证实.然而当前城市热岛遥感研究基本都取少数几景进行对比分析,这使得遥感在城市热岛时空动态监测方面不能充分发挥作用.采用50景长时间序列Landsat TM和ETM+SLC-on/off影像,采取定性和定量分析相结合的方法,使用热岛强度、热岛范围等指标和热岛显著区的概念对厦门市1987-2008年20年间热岛季节动态随城市化进程演变的趋势进行分析,结果表明:厦门城市热岛在2003、2004年之后已由春夏秋扩展到冬季,且冬季热岛的高等级斑块在数量、个体面积和总面积上均有明显增长趋势.引起这种变化的原因还需要进一步研究和分析.     

高寒草甸不同植被类型土壤全氮含量变化动态分析

采用凯氏定氮法对高寒草甸不同植被类型土壤全氮进行季节动态测定分析,结果表明:在整个生长季中0～20 cm层土壤全氮质量分数的顺序为:藏嵩草沼泽化草甸(Kobresia-swamp meadow)>露梅灌丛草甸(Dasiphoru fruticosa shrubs)>人工燕麦草地(Avena sativa artficial grassland)>矮嵩草草甸(Kobresia humilis meadow)>矮嵩草退化草地(Kobresia humilis-degraded grassland).原生植被草甸类型下单位面积土壤全氮含量远高于退化草地.藏嵩草沼泽化草甸土壤每平方米的全氮含量最高,达到0.712 kg,金露梅草甸次之,两者之间差异性不显著(p>0.05);其他三种草地类型单位面积土壤全氮含量差异性显著(p<0.05);原生草甸矮嵩草草甸每平方米全氮平均含量为0.406 kg,而退化的矮嵩草草地每平方米全氮平均含量为0.301 kg,可以推算,土地退化导致土壤全氮流失的量为0.105kg,即高寒草地退化导致25.86%氮流失.随着季节的变化,土壤全氮质量分数随生长季均有所增加,最高值都出现在8月份,但各月份之间土壤全氮质量分数变化差异性不显著(p>0.05).原生植被0～10 cm层土壤全氮含量高于10～2O cm层,人工草地与退化草地差异性不显著.     

论污染物排放的季节性总量控制

今年国务院颁布的《大气污染防治国十条》再次揭示了我国环境污染的严峻现状。虽然规制措施不断严苛,但也存在诸多未曾虑及的方面,季节性总量控制就是其一。我国的季节性污染事件频发,也正表明我国亟需展开对污染物排放的季节性控制。我国大部分地区属于季风气候,夏、冬两季水与大气环境条件区分明显,这也给实施季节性污染物控制提供了条件。而在浓度控制基础上对水和大气污染物质进行季节性总量控制就显示出了合理性。     

环太湖主要河流氮素组成特征及来源

以2012年太湖20条主要环湖河流中氮素的逐月调查数据为依据,探讨了河水中氮素的含量、形态组成和季节性分布规律,旨在为进一步实施入湖河流小流域的污染治理提供依据. 结果表明,太湖20条环湖河流的ρ(TN)平均值为2.53~6.31 mg/L,鉴于太湖水体中ρ(TN)多年来居高难下,水质类别主要由ρ(TN)决定,因此按ρ(TN)年均值,将环湖20条河流分为重度、中度和轻度污染3类. DIN(溶解态无机氮)是氮素的主要存在形式,ρ(DIN)平均占ρ(TN)的72%以上. 其中,重度和中度污染河流中ρ(NH₃-N)和ρ(NO₃--N)各占ρ(DIN)的约50%,轻度污染河流则以NO₃--N为主,ρ(NO₃--N)占ρ(DIN)的60%以上. 除个别河流外,重度和中度污染河流水体中非汛期(11月—翌年4月)ρ(TN)、ρ(NH₃-N)和ρ(NO₃--N)普遍高于汛期(5—10月),并且汛期和非汛期差异显著. 这可能与非汛期的水温较低并且污水处理厂及湿地等生态系统的氮素去除率低于汛期有关,此外,也说明点源污染占主要地位;轻度污染河流中ρ(NH₃-N)在汛期和非汛期差异不显著,说明点源和非点源负荷相当. 重度和中度污染河流应重点针对点源污染开展治理;轻度污染河流应将点源、面源污染协同治理,以利于进一步改善水质.      

广州大气二恶英污染水平及其季节变化特征

为了解广州环境空气中二恶英的污染发展趋势与季节变化, 应用高分辨率气相色谱-高分辨质谱仪(HRGC/HRMS)对广州6个区域大气样品中的17种2,3,7,8-PCDD/Fs含量进行了分析. 结果表明:2010─2011年广州大气ρ(二恶英)(以毒性当量浓度计)在112～5 620 fg/m3之间. 背景区、住宅区、商业区和交通区的大气ρ(二恶英)年均值较接近, 分别为356、323、370、461 fg/m3,范围分别为38~1 568、80~1 528、90~650、171~1 157 fg/m3; 郊区与工业区的大气ρ(二恶英)年均值相对较高, 分别为571和2 000 fg/m3,范围分别为54~2 967、265~10 676 fg/m3. 与2004─2005年广州市区环境空气污染水平相比, 市区(居住区、商业区、交通区)大气ρ(二恶英)变化不大, 而郊区和工业区的值有明显增加. 除工业区监测点外,广州秋、冬、春、夏季大气ρ(二恶英)分别为331、402、629、191 fg/m3,春季值较高与大气污染及不利气象条件在春季出现频率较高有关.      

系统动力学模型在城市发展规划环评中的应用

鉴于作为评价对象的城市社会经济环境复合系统具有多目标、多要素、动态关联等突出的系统动力学特征,选择和应用系统动力学方法开展城市发展规划环评在理论上具有可行性和技术优势.作为典型资源型城市的山西省临汾市正面临转变发展方式和加快环境治理的紧迫要求,本文依托该市转型发展规划环评工作,在全面识别和剖析城市发展要素、现状问题及其成因基础上,以经济发展、产业结构、节能减排和环境改善为重点研究了规划要素间的动态反馈关系,以此构建城市转型发展规划环评SD模型,并对4个规划替代方案进行模拟和评价.结果显示,在环境目标刚性约束下所有替代方案均不能实现人均GDP翻番的较高经济增长目标,其中以较强环境约束为特征的“方案III”具有最好的环境与经济综合效果.据此评价建议临汾市应在确保实现环境改善目标的前提下主动放缓工业增长速度,同时加快以“煤焦铁电”为代表的主导产业结构调整并继续加大节能减排力度,全面提高城市可持续发展能力.     

苏州工业园区不同生境鸟类群落结构及季节动态

2012年5月至2013年4月,在苏州工业园区选择了4种生境,设置了17条样线、24个样点,逐月对鸟类群落进行了研究。共记录到鸟类130种,隶属12目41科,雀形目鸟类占主要地位,其中留鸟、夏候鸟、冬候鸟和旅鸟分别占鸟类总种数的26.15%、25.38%、27.69%和20.77%。区系以广布种和古北界种类为主,兼有东洋界种类,具有南北过渡的明显特征。从季节动态变化上看,园区鸟种数由多到少表现为春季冬季秋季夏季;密度由高到低表现为冬季秋季春季夏季。湿地生境鸟类种数最多,分布均匀;道路生境鸟类种数最少,分布不均,但优势种突出,以常见的伴人雀形目鸟类为主。聚类结果显示,环境条件是影响鸟类组成的重要因素。     

石油水溶性成分对褶皱臂尾轮虫(Brachionus plicatilis)生殖、发育及种群动态的影响

溢油污染对近岸生态系统的平衡与稳定危害极大。本研究以石油水溶性成分(water-accommodated fraction,WAF)为目标,研究其对海洋浮游动物褶皱臂尾轮虫(Brachionus plicatilis)生殖、发育和种群动态变化的影响,以期为阐明或评估海洋溢油污染的潜在威胁提供依据。研究结果表明,(1) WAF抑制褶皱臂尾轮虫的种群增长,随着胁迫时间的延长抑制作用不断增强,呈现显著剂量-毒性效应的正相关,其48、72和96 h的半数有效抑制浓度(EC_(50))分别为5.42、4.81和4.39 mg·L~(-1)。(2)WAF能显著影响褶皱臂尾轮虫的生殖和发育过程,缩短轮虫的平均寿命和生殖周期,使得进入生殖期的时间滞后,个体发育延迟;基于生命表的研究发现,其内禀增长率(r_m)、周限增长率(λ)、净生殖率(R_0)和生命期望(E_0)显著降低,世代周期(T)延长,其中r_m、λ和R_0变化较其他指标明显,可作为灵敏指示褶皱臂尾轮虫响应WAF胁迫的指示指标。