中国土壤铜的区域分级基准建立及生态风险评估初探

中国幅员辽阔,土壤类型复杂多样,全国采用统一的土壤铜环境标准,会造成局部地区土壤生态风险评估出现误判.为了开展精细化区域环境管控,亟需建立区域性土壤铜环境基准.本文基于土壤酸碱度、有机碳和阳离子交换量与物种敏感度分布曲线确定的铜生态阈值之间的关系,估算中国省级区域不同土地利用类型土壤铜的环境基准值,继而结合中国土壤环境浓度,对现行标准进行初步生态风险评估.研究表明：(1)不同省级区域土壤中铜的环境基准值存在较明显差异,空间分布符合南低北高的规律;(2)农用地土壤现行标准对土壤铜风险存在误估情况,且该标准对土壤铜风险误估程度在地域分布上存在明显分界线;(3)现行标准的区域适用性不足,区域性环境标准的制定迫在眉睫.本文所得中国土壤铜的区域分级环境基准为新标准的建立提供了科学依据.     

基于物种敏感度分布的典型抗生素的长期水质基准推导及其在生态风险评估中的应用

国内外现有水质标准均缺乏抗生素的标准值,针对中国具体流域状况开展抗生素水质基准研究,可以为制定我国抗生素的水质标准提供参考,并为评估水环境中抗生素的潜在风险提供依据.本研究基于至少3门8科、10种生物的急性、慢性毒性数据,利用Log-logistic和Burr Ⅲ两种分布模型,在系统尺度上构建了氧氟沙星(OFC)、阿莫西林(AMX)、土霉素(OTC)、磺胺甲恶唑(SMX)、红霉素(ETM)和氯霉素(CAP)6种典型抗生素的物种敏感度分布曲线,推导出它们的长期水质基准值(LWQC).同时,基于这6种抗生素的水质基准评估了我国部分水环境中抗生素的生态风险和联合毒性风险.结果表明,OFC、AMX、OTC、SMX、ETM和CAP的LWQC分别为3.2614、1.2633、1.3353、4.7803、4.7950和1.1535μg·L^-1.白洋淀6种抗生素的联合毒性风险呈中风险水平;太湖和珠江三角洲的ETM、松花江的OFC及珠江的ETM和CAP也呈现出中风险水平;辽河面临的抗生素污染风险最大,其OFC、ETM、SMX呈中风险水平,OTC呈高风险水平.     

生物多样性保护的几个现实问题和成功案例

人类尤其掌握了现代科学技术的利益集团的出现,加剧了自然生态系统退化已是不争的事实。正确的生物多样性保护应以就地保护为主,即保留野生生命的地盘远离人类干扰,任其自我维持,仅对哪些极度濒危的物种实施人工辅助或保护。尤其要警惕那些利用高科技技术消灭物种,牺牲当代人、子孙后代以及全球生态系统利益的做法。     

我国硝基苯的海水水质基准及生态风险评估研究

以一种重要的化工原料硝基苯为研究对象,通过收集、筛选我国本土物种的硝基苯海水生物毒性数据,同时针对我国海区生物特点补充8种典型海洋受试生物的毒理学实验,应用物种敏感度分布(SSD)方法推导了用于保护水生生物的我国硝基苯海水水质基准值。在此基础上,尝试应用2种概率生态风险评估方法初步评估了硝基苯在我国东海椒江口水体中的生态风险。研究结果表明,用于保护我国海水生物的硝基苯水质基准高值为1.42 mg·L-1,低值为0.037 mg·L-1,与应用SSD方法推导的硝基苯淡水水质基准差异不大。商值概率分布法和联合概率曲线法的风险表征结果表明,硝基苯对椒江口中的水生生物存在潜在的生态风险,需要管理部门采取一定的风险管控措施。研究结果有望为我国水质基准、生态风险研究及硝基苯的海水水质标准制定提供参考。     

Species diversity and leaf functional traits of understory vegetation one year after severe burning北大核心CSCD

以北京油松(Pinus tabuliformis)人工林为研究对象,采用独立样本T检验、冗余分析等方法,分析重度火烧1年后林下植被(灌木层和草本层)的物种多样性、叶功能性状及其与土壤因子的关系.结果显示:(1)与对照样地相比,重度火烧后灌木层物种丰富度指数极显著降低(P <0.01),但Shannon指数、Simpson指数以及Pielou指数虽呈下降趋势但未达显著水平(P> 0.05);草本层除Pielou指数外,各物种多样性指数均显著增加(P <0.05).(2)重度火烧样地灌木层和草本层的叶厚度(LT)、叶干物质含量(LDMC)、叶碳含量(LCC)、叶磷含量(LPC)均高于对照样地,而比叶面积(SLA)、叶氮含量(LNC)、叶片氮磷比(N:P)、叶绿素含量(CHL)低于对照样地,除灌木层LPC和N:P及草本层SLA、LCC和LPC外,其他各叶功能性状在火烧与对照间差异均达显著水平.对于不同生活型而言,对照样地的LDMC、LNC、LCC、CHL存在显著差异,而在重度火烧后差异不显著;LT、SLA在重度火烧和对照样地上均呈现显著差异;而LPC、N:P在重度火烧与对照样地上均无显著差异.(3)重度火烧后1年,灌木层和草本层的叶功能性状均仅与土壤含水率、容重和非毛管孔隙度密切相关.本研究表明在油松人工林重度火烧后1年,灌木层物种多样性降低,而草本层物种多样性增加,灌草层的各叶功能性状主要受土壤物理性质的影响呈现不同的变化规律.(图4参45)     

Predicting future invasion risk of three widespread malignant weeds on Qinghai-Tibet Plateau,using multi-algorithm ensemble models北大核心CSCD

农田恶性杂草相比普通杂草的传播更为迅速且难以有效防治,对农业生产危害严重.明确典型恶性杂草当前潜在分布面积及未来气候变化下对耕地的潜在入侵风险对农业生产管理具有重要意义.以广泛分布于青藏高原农田中的3种常见恶性杂草,即野燕麦(Avena fatua L.)、一年生早熟禾(Poa annua L.)和狗尾草[Setaria viridis(L.)P.Beauv.]为研究对象,利用广义增强模型(GBM)、广义线性模型(GLM)、人工神经网络(ANN)、最大熵(MaxEnt)、随机森林(RF)及多元自适应回归样条(MARS)算法集合预测上述3种杂草在青藏高原的潜在地理分布以及驱动其变化的关键因子,以评估其对耕地的入侵风险.未来气候场景采用最新的第六次国际耦合模式比较计划(CMIP6)框架下2050年的4种共享经济路线(SSP1-2.6、2-4.5、3-7.0、5-8.5).结果显示:野燕麦适宜分布区面积约为3.5912×10^(5) km^(2),主要分布于四川西南部及青海东部,零星分布于甘肃、西藏和新疆;一年生早熟禾和狗尾草的适宜分布区面积约为4.3046×10^(5) km^(2)和2.0036×10^(5) km^(2),均主要分布于四川西南部和西藏东南部,零星分布于青海东部和甘肃南部.年均温是3种杂草分布的最主要驱动因子.此外,人类足迹和土壤有效氮是影响野燕麦分布的相对重要因子;土壤酸碱度、最暖季降水量是影响一年生早熟禾分布的重要因子;温度季节性、最暖季降水量是影响狗尾草分布的重要因子.预计至2050年,3种杂草在4种情境下均会出现不同程度的扩张,狗尾草的扩张面积表现出随辐射强迫的增强呈先升高后趋于稳定的趋势,而另两种杂草则呈先升后降的趋势.预计3种杂草的潜在分布面积在耕地中的占比与扩张面积的变化趋势一致,且在主产区的占比高于非主产区.模拟结果表明,未来气候变化下,随着3种恶性杂草的适宜分布区面积的扩张,其对青藏高原耕地的入侵风险将增加,尤其是粮食主产区所面临威胁更为严峻,建议应重点关注青藏高原粮食主产区恶性杂草的生理生态、迁移扩散和防治技术研究.(图6表2参61)     

水环境中4-叔辛基苯酚的污染现状与生态风险评估

4-叔辛基苯酚是一种具有内分泌干扰效应的有机污染物,已广泛存在于环境介质中,有必要关注其生态风险。本文依据2010年以来4-叔辛基苯酚在我国8个湖库、11条主要河流、9个城市市内河流、污水处理厂进出水以及近海的水体和沉积物的环境暴露浓度数据,以及4-叔辛基苯酚的急慢性毒性数据。采用物种敏感性分布法(species sensitivity distribution, SSD)估算了4-叔辛基苯酚淡水、海水以及沉积物的预测无效应浓度(predicted no effect concentration, PNEC),并采用商值法对其进行了生态风险评估。结果表明,长江水系、珠江水系中4条河流地表水部分点位生态风险高,且珠江水系的风险相对较高;9个城市中的上海、广州、宁波、济南、太原和东莞6个城市河流部分点位生态风险较高;28个淡水地表水点位中,高生态风险占比为35.7%。10处有浓度数据报道的淡水沉积物中,9处为低风险,1处为中风险,海水及海洋沉积物均为低风险,4-叔辛基苯酚对我国淡水环境的影响应该引起重视。     

绍兴茶园小流域的3种农药生态风险评价

虫螨腈、联苯菊酯和溴氰菊酯是茶叶生产中较为常见的3种杀虫剂,但其对茶园小流域内生态环境影响的相关研究较少。为评价其生态风险,选取我国浙江绍兴茶园小流域内主要溪流及湖库采集水体样品,采用气相色谱-质谱法对样品中3种农药进行残留检测;基于美国生态毒理数据库(ECOTOX)收集了3种农药对我国常见水生生物的毒性数据,利用BITSSD软件平台构建了物种敏感度分布(species sensitivity distribution, SSD)曲线,结合研究区实测数据开展3种农药对绍兴茶园小流域的生态风险评价研究。结果表明：(1)无脊椎动物和节肢动物对3种农药的敏感度高于鱼类,营养级越高其敏感度越低;(2)根据SSD模拟结果,为保护该流域95%的物种,联苯菊酯和溴氰菊酯浓度需<0.001μg·L^(-1),虫螨腈为0.4μg·L(-1),虫螨腈为0.4μg·L^(-1);(3)农药喷施后,虫螨腈、溴氰菊酯和联苯菊酯在茶园溪流中的残留浓度最高分别影响22%、50%和66%的物种,联苯菊酯是生态风险的主要贡献者,但在喷施1个月后,茶园流域水溪及河湖水环境中的农药残留基本均未检出。这说明3种农药施用对茶园小流域物种的影响较小,所带来的生态风险尚在可控范围之内。     

森林、茶园和菜园3种土地利用类型下的蝴蝶群落物种与功能多样性比较研究

土地利用变化是蝴蝶多样性丧失的重要原因,为探究森林转变为茶园与菜园后蝴蝶多样性的变化特点,于2019年4—10月采用样线法在江苏宝华山逐月调查了上述3种土地利用类型下的蝴蝶多样性。调查结果显示,共监测到蝴蝶5科47属62种;森林的Shannon Wiener多样性指数、Margalef丰富度指数和Pielou均匀度指数均高于茶园和菜园,但Simpson优势度指数茶园最高;功能丰富度指数（F_ric）、二次熵指数（RaoQ）都是森林显著高于其他2种土地利用类型,但菜园的F_ric显著高于茶园;功能离散度指数（F_div）和功能均匀度指数（F_eve）3种土地利用类型间无显著差异。蝴蝶群落物种和功能多样性与植被类型及其时空变化有明显的相关性,土地利用变化等人类活动对蝶类群落多样性有破坏作用。     

九寨沟自然保护区鸟类群落结构与多样性

2002年4月～2003年6月,利用样线法对九寨沟自然保护区的鸟类物种多样性进行了调查,并分析了群落结构.调查记录到鸟类172种,结合历史文献可知,保护区内有鸟类14目43科223种,其中国家Ⅰ级重点保护鸟类4种,国家Ⅱ级重点保护鸟类23种,中国特有种17种.居留型组成为夏候鸟63种、冬候鸟14种、留鸟128种和旅鸟18种.鸟类群落多样性指数以针阔叶混交林最高(3.99),落叶阔叶林的最低(1.79);均匀度指数以水域生境的最高(0.87),村落生境的最低(0.61).各生境鸟类群落结构的相似性都很低(＜60%),具有明显的差异.表2参16