深港红树林沉积物微生物群落多样性及其与重金属的关系

为了探究重金属对红树林表层沉积物和根系沉积物微生物群落多样性的影响,于深圳福田红树林自然保护区、深圳湾红树林公园、坝光红树林以及香港米埔自然保护区采集了表层沉积物与根系沉积物样品,测定了沉积物中5种重金属(Cr、Ni、Cu、Zn、Pb)的含量,并采用污染负荷指数法(PLI)对重金属污染情况进行了评价。同时,利用Illumina Hi Seq二代高通量测序技术对沉积物细菌的16S r DNA V4可变区进行测序,并进行OTUs注释分类、聚类分析、α-多样性分析(Shannon指数)与Spearman相关性分析。结果表明:不同红树林之间的沉积物重金属含量差异显著(P0.05),米埔自然保护区潮滩区和红树林区的沉积物重金属区域污染负荷指数最高,分别为1.51和1.38,其次是深圳福田红树林自然保护区、深圳湾红树林公园和坝光红树林,区域污染负荷指数分别为0.45、0.31和0.21;表层沉积物和根系沉积物样品的主要优势菌,在门水平上为变形杆菌(Proteobackteria)、绿弯菌(Chloroflexi)、放线菌(Actinobacteria)、拟杆菌(Bacteroidetes)、厚壁菌(Firmicutes)等,在纲水平上为γ-变形杆菌(Gammaproteobacteria)、α-变形杆菌(Alphaproteobacteria)、δ-变形杆菌(Deltaproteobacteria)、厌氧绳菌(Anaerolineae)、β-变形杆菌(Betaproteobacteria)等;尽管微生物多样性分析结果显示沉积物微生物群落多样性与重金属污染无显著相关性(P0.05),但Spearman相关性分析结果表明重金属可能对某些门或纲(如BRC1门、ε-变形杆菌纲)的群落多样性产生显著影响(P0.05)。     

粤港澳大湾区海岸带生态系统保护和修复策略

粤港澳大湾区是我国海岸带高强度开发区域,面临着生态环境质量不高、生态系统受损严重的压力,开展海岸带生态系统保护修复是绿色湾区发展的必然需求。在分析大湾区海岸带基底、生态环境现状及问题的基础上,提出大湾区海岸带生态系统保护修复规划的策略,从以下5个方面构筑粤港澳大湾区海岸带生态系统保护修复规划的体系：一是从陆海污染统筹治理来恢复海域生物生存环境;二是从自然岸线保护、自然保护地体系重构与规范化建设、珍稀濒危物种栖息地保护来加强海岸带生态的保护;三是通过岸线生态修复、典型滨海湿地生态系统（红树林、珊瑚礁、海草床）修复、受损海岛生态修复来构筑生态安全屏障;四是从海堤生态化改造与建设、沿海防护林体系建设和海岸带综合防护工程建设来促进生态减灾协同增效;五是打造智慧海岸带管理服务平台来保障海洋命运共同体健康发展。本研究提出大湾区海岸带生态保护修复策略,期望为大湾区生态建设和环境保护提供参考。     

重金属污染对珠江口红树林表层沉积物碳含量的影响

湿地沉积物是红树林生态系统中重要的组成部分,其总有机碳储量的变化对红树林生态系统的固碳能力有着重要影响。现有对红树林湿地重金属的研究多集中于污染评价,鲜有涉及重金属含量对沉积物总有机碳（TOC）含量影响的研究。于2018-2019年期间4次前往珠江口典型红树林湿地,采集了0-30 cm表层土壤沉积物的样品,并测定其重金属含量和TOC含量,以探讨重金属含量变化对TOC的影响。结果表明,与广东地区的背景值相比,研究区沉积物重金属含量超标较为严重,重金属来源应是人类活动;沉积物的重金属含量能够显著影响TOC含量（P<0.01,R²=0.39）,间接对红树林湿地的固碳能力、甚至全球变暖产生一定影响;Cd、As、Zn含量高的沉积物环境有利于TOC的积累,Cu、Cr、Ni、Hg含量低的沉积物环境则不利于TOC的积累。沉积物的重金属对TOC的影响的机制是非常复杂的,它们可以通过影响土壤结构、土壤化学组分、土壤内微生物、上部植被群落的生长以及凋落物归还等一系列过程,导致沉积物TOC和固碳能力的变化。     

基于Maxent模型的粤港澳大湾区水鸟多样性热点研究

粤港澳大湾区拥有丰富的滨海湿地和水网湿地,是水鸟迁徙路线上的重要栖息地。基于55种水鸟的分布数据和15个环境变量数据,利用最大熵模型（Maximum Entropy model）分析了粤港澳大湾区水鸟多样性的空间分布格局及热点地区。研究表明：影响水鸟潜在分布的主要环境因子依次是降雨量季节变化、土地利用类型、距离水源的距离,水鸟丰富度最高出现在粤港澳大湾区的东南区域,呈现往内陆地区逐渐降低的趋势,与当地水资源空间分布一致。水鸟多样性热点地区分布在东南部沿海一带,集中在珠海、江门、深圳、中山等市。研究结果能为粤港澳大湾区水鸟多样性保护规划提供参考,对维持该区域生态系统安全和稳定具有重要意义。     

深圳湾引种红树植物海桑的幼苗发生和扩散格局的生态响应

海桑（Sonneratia caseolaris）是我国华南沿海主要红树林造林树种,在深圳湾引种造林15年后,在天然红树林和光滩中出现了大面积的扩散。为了研究深圳湾红树植物海桑的幼苗扩散及其与生态因子的关系,作者采用样线和样方调查法于2006年9月至2007年9月对深圳福田红树林内天然扩散的海桑幼苗的密度、高度和盖度及其相关生态因子（包括种间竞争、群落类型、光照、扩散距离与滩面高程）进行了6次调查。天然红树林和人工海桑林林下海桑幼苗密度在调查初期分别为24．7棵/m^2和19．7棵／m^2,到2007年9月林下的一年生海桑幼苗全部死亡,说明林下的弱光生境显著抑制了海桑幼苗的早期生长和自然更新。不同林型下（包括天然白骨壤林和秋茄林、人工海桑林）的海桑幼苗的密度、高度、盖度差异不显著（P〉0．05）;而林中空地各指标显著高于林下（P〈0．05）。虽然深圳福田红树林滩面高程介于1．12—2．10m（黄海平均海平面）之间,海桑幼苗自然扩散分布的最适滩面高程是1．40-1．60m,属于深圳湾红树林的中高潮滩,但幼苗密度与滩面高程之间相关性较小。海桑具有一定的长距离扩散能力,天然白骨壤林和秋茄林下海桑幼苗密度与其扩散距离（距最近母树的距离）之间呈显著负相关。天然白骨壤林和秋茄林下海桑幼苗密度与光照强度相关性不显著（P〉0．05）,而人工海桑林林下的海桑幼苗密度与光照强度呈显著正相关,且相关系数逐次增大,说明海桑幼苗的早期生长受到光照强度的影响极为显著。因此,深圳湾引种海桑的繁殖体在天然白骨壤林和秋茄林下的扩散主要受与母树距离的影响,但在海桑人工林下光照强度是影响幼苗分布的最重要生态因子。     

海南东寨港红树林沉积物中重金属的分布及其生物有效性

对东寨港红树林湿地沉积物中7种典型重金属元素(Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd 和Pb)的有效态含量和全量进行测定,并讨论了红树林湿地沉积物中重金属元素的分布特征及其生物有效性.结果表明： 7种重金属在东寨港红树林湿地的含量大于亚龙湾和三亚湾的红树林湿地,但与中国南方和世界各地的典型红树林湿地相比仍处于中等偏低水平.东寨港红树林湿地光滩、林缘、林内表层沉积物的重金属含量存在差异;在柱状沉积物中重金属伴随沉积明显,表现出较强的同源性.经EDTA萃取出的有效态金属在表层沉积物中含量依次为Cu＞Cr＞Zn＞Ni＞As＞Pb＞Cd;垂直梯度重金属有效态含量占总量的比例的最大值(除Ni外)均出现在表层或中上层;目标重金属元素有效态和总量在空间分布上具有明显正相关性,元素总量指标能较好地评估该元素的生物有效性     

深圳湾福田红树林湿地溪沙蚕（Namalycastis abiuma）的生态分布及气候响应

根据2004年1月至2007年12月在深圳湾福田红树林湿地3条断面10个取样站进行大型底栖动物14个季度监测获得的溪沙蚕[Namalycastis abiuma (Müller)]密度和生物量数据,阐述了溪沙蚕数量的年际变化、季节变化和空间分布,分析了溪沙蚕栖息密度、生物量与部分环境因子的关系.结果表明,深圳湾福田红树林湿地溪沙蚕密度和生物量的年均值大小顺序均是:2005年＞2006年＞2007年＞2004年.溪沙蚕密度的季节均值大小顺序是:夏季＞春季＞冬季＞秋季;而溪沙蚕生物量的季节均值大小顺序是:春季＞夏季＞冬季＞秋季.深圳湾福田红树林湿地溪沙蚕的空间分布很不均匀,不同断面或取样站之间数量差别很大,有红树林的取样站溪沙蚕密度高,没有红树林的取样站溪沙蚕密度很低.相关分析表明,溪沙蚕密度和生物量与沉积物中的总有机质、中值粒径、硫化物等参数没有显著相关关系.溪沙蚕2004年的年平均密度和生物量为最低值, 2005年到2007年逐年下降,与降雨量的减少趋势是一致的,但溪沙蚕的密度、生物量与降雨量、气温、光照时数、相对湿度均没有显著相关.可见,红树林湿地是溪沙蚕喜好栖息的生境,溪沙蚕对降雨量等气候因子的响应不显著.     

深圳福田红树林鸟类自然保护区生物多样性及其保护研究

深圳福田红树林鸟类自然保护区由红树林、基围鱼塘洼地、陆域林地和外海域滩涂等部分组成,各部分互相依存,维持着整个红树林湿地生态系统的物质循环和能量转换。主要生物有植物、鸟类、鱼类、底栖动物、浮游生物和昆虫等。本文研究了各类生物的多样性及其变化,为保护和开发利用红树林湿地生物资源提供依据     

基于土地利用的粤港澳大湾区生态系统服务价值及承载力演变分析

研究粤港澳大湾区土地利用、生态系统服务价值及承载力的时空演变特征是优化大湾区生态系统管理、提升生态质量的重要依据。当前针对大湾区的土地利用变化过程、生态系统服务价值及生态承载力相结合的系统分析仍较少。系统研究了快速城市化背景下粤港澳大湾区的土地利用变化、生态系统服务价值及生态承载力变化。基于高分辨率遥感数据分析粤港澳大湾区1990-2015年土地利用变化及特征,采用当量法评估大湾区的生态系统服务价值,基于生态足迹法评估大湾区的生态承载力变化。结果表明：1990-2015年大湾区内建设用地增加,耕地、林地、湿地及未利用地面积逐渐减少;建设用地的增加主要来源于耕地、林地、水域及未利用地等的转化。伴随着剧烈的土地利用变化,大湾区的生态系统服务价值从1990年的6385.09亿元减少到2015年6183.89亿元,减少了3.15%。大湾区的生态承载力总体稳定,但由于消耗增加,整体呈现生态赤字,人均生态赤字达3.09 hm²。未来大湾区土地利用规划中,需加强自然资源保护,合理调整土地结构,实现经济和生态的可持续发展。     

生物扰动对红树林沉积物中AVS和重金属迁移转化的影响

红树林湿地是我国南方沿海地区极为重要的海岸生态环境系统之一,国内目前针对红树林湿地的研究主要集中于其生态系统功能,沉积物中重金属离子的生物可利用性等,却少有研究关注红树林生态系统中重要的生境改造者植物和蟹类对沉积物的生物扰动效应。从红树林湿地生态系统的植物根系和蟹类两方面,总结归纳了生物扰动对沉积物理化性质、AVS和重金属迁移转化行为的影响。具体包括生物扰动对沉积物的结构、含氧量、有机质、AVS、重金属和硫/铁离子的地化行为的影响效应等。在分析植物根系、蟹类行为对沉积物中重金属的重要结合态——AVS的影响效应的基础上,探讨了这些研究领域之间的相互联系,从而为进一步开展红树林沉积物中生物扰动、AVS及重金属地化行为的科学研究提供理论参考。     

深圳河口泥滩三种多毛类的数量季节变化及污染影响

在深圳河治理工程环境影响评估研究中,将1995年7月至1998年月在3个断面获得的3种多毛类的数量进行分析,得出深圳河口泥滩A断面和RB断面的小头虫有明显的季节变化,即冬季数量较其他季节高,秋季数量较其他季节低,ET断面的小头虫数量没有明显的季节变化,RB断面寡鳃齿吻沙蚕数量随时间推移有增加的趋势,与有机质含量的变化是相似的,寡鳃齿吻沙蚕和独毛虫的水平分布明显受盐度限制,盐度较低的ET断面寡鳃齿吻沙蚕数量较盐度较高的A断面和RB断面的低,独毛虫没有分布到ET断面,A断面的独毛虫在养猪场废水注入时大量繁殖,文中探讨了溶解氧和有机质含量与3种小个体多毛类数量的关系。     

模拟酸雨对红树林底泥中营养元素及Cu、Zn分布的影响

采用柱状试验,研究不同pH值酸雨对红树林底泥中营养元素(N、P及有机碳)和重金属(Cu、Zn)空间分布的影响。结果表明,不同pH值的酸雨对底泥化学性状指标Eh、pH及盐度影响不显著(P0.05),对底泥不同层次TN、TOC及Cu的分布具有极显著影响(P0.01)。酸雨对底泥上层的氮及有机碳的淋溶具有显著促进作用(P0.05)。在酸雨作用下,营养元素及Cu、Zn含量分布具有随底泥深度增加而减小的趋势。TN、TOC与Cu、Zn的分布均呈极显著正相关关系(P0.01),TP与Cu、Zn的分布均呈正相关关系(P0.05),表明营养元素N、P和有机碳对重金属的淋溶、沉积具有显著促进作用。底泥中的TN是影响营养元素及重金属特别是Cu分布最重要因子。     

Nutrients and heavy metal contamination of plants and sediments in Futian mangrove forest

An ecological survey was carried out to determine the levels of nutrients and heavy metals in the sediments and leaf tissues of two dominant mangrove plant species, Kandelia candel and Aegiceras corniculatum, in Futian mangrove forest, Shenzhen, the People's Republic of China. The spatial and seasonal variations of these elements were also investigated. The results show that there was no major difference between two sampling sites 150 m apart. In both sites, the sediment concentrations of total and NH₄ ⁺-N, total and extractable P, total and extractable K, total organic carbon were consistently higher in the landward locations and decreased gradually towards the sea. The sediment sample collected at the seaward edge of the mangrove plant community had the lowest levels of nutrient and organic matter. The vertical variations (from the land to the sea) of sediment heavy metals were less obvious and no particular trend could be identified. Extremely high contents of Cu, Cd, Pb, Cr and Zn were found at certain locations, suggesting the occurrence of some local contamination. The mean total metal concentrations in sediments decreased in the order Mn > Zn > Cu > Cr = Pb > Cd for the sample locations. Most of the heavy metals were not in a bioavailable form as the concentrations of extractable metals were relatively low (< 1% of total metals). Pb, Cr and Cd were not detected in leaf samples. Leaf C, N, P and K contents were similar between the two species and no significant difference was found among locations, although A. corniculatum seemed to have lower Mn concentrations than K. candel. With reference to temporal variations, no significant difference in sediment concentrations of some nutrients and metals was found between the spring and autumn seasons.     

深圳福田自然保护区红树林土壤的化学特征

对深圳福田红树林土壤的调查显示各种土壤化学特征指标沿横向断面(大致平行于海岸线)的变异很大,而沿纵向断面(自岸向海方向)的变异则相对较小。总的来说,由于受污水的影响,福田红树林土壤中多种重金属和磷素的含量增高。福田红树林土壤中黄铁矿的累积状况似乎与土壤所含有机质的丰度无关,表明有机质并不是该区土壤中黄铁矿累积的制约因子。虽然从EC和HCl可提取铁与无机还原态S的弱相关关系可推断出土壤水溶性硫酸根和可反应铁的增加有利于黄铁矿的累积,但两者对黄铁矿在土壤中累积方面单独所起的调控作用实际上有一定限度。     

深圳湾福田红树林潮滩奇异稚齿虫的富有机质效应

根据1999年1月至2002年10月在深圳湾福田潮滩A、D、E三个断面获得的大型底栖动物奇异稚齿虫(Paraprionospiopinnata)和有机质数据,分析了深圳湾福田潮滩奇异稚齿虫对有机质含量的效应特征。结果表明,深圳湾福田潮滩奇异稚齿虫有明显的季节变化,即3、4月密度高,形成全年的高峰期,9、10月密度低,形成全年低谷期。奇异稚齿虫密度随着有机质含量的增加逐渐降低,前者密度和生物量大小是:A>D>E,而有机质大小也是:A相似文献   

深圳福田红树植物群落特征及金属元素分布状况

通过对深圳福田红树林群落特征的研究,对红树植物的区系组成、群落的外貌和结构、群落的主要类型和分布进行了概述,并对该红树林中的桐花树+秋茄+白骨壤+老鼠簕+海漆混交群落林地土壤和红树植物的金属元素分布进行分析。结果发现,该林地土壤金属元素含量分布具有一定规律性,元素K、Na、Ca、Mg在各层土壤中分布均匀;必需金属元素Fe、Mn在各层土壤中含量变化不明显;非必需重金属元素Cr、Ni、Pb、Hg、Cd和必需元素Zn、Cu含量从底层至表层逐步提高;金属元素在该林地红树植物中分布也具有一定规律性,元素K、Na、Ca、Mg在五种红树植物的不同部位均大量存在;必需金属元素Fe、Mn、Zn、Cu在各种红树植物中含量FeMnZnCu;非必需重金属元素Cr、Ni、Pb、Hg、Cd在各种红树植物中含量表现出差异性,秋茄和海漆中Ni含量较大,白骨壤中Pb含量最大,桐花树中Cr含量最大,老鼠簕Cu含量最大,Cd和Hg在五种红树植物中含量都最低;植物中金属元素含量分布和土壤中金属元素含量分布具有相关性。     

Distribution,Fraction, and Ecological Assessment of Heavy Metals in Sediment-Plant System in Mangrove Forest,South China Sea

Overlying water, sediment, rhizosphere sediment and mangrove seedlings in the Futian mangrove forest were analyzed for heavy metals. The results showed that mangrove plant acidified sediment and increased organic matter contents. Except for chromium (Cr), nickel (Ni) and copper (Cu) in Aegiceras corniculatum sediment, heavy metals in all sediments were higher than in overlying water, rhizosphere sediment and mangrove root. Heavy metals in Avicennia marina sediments were higher than other sediments. The lower heavy metal biological concentration factors (BCFs) and translocation factors (TFs) indicated that mangrove plant adopted exclusion strategy. The geo-accumulation index, potential ecological risk index and risk assessment code (RAC) demonstrated that heavy metals have posed a considerable ecological risk, especially for cadmium (Cd). Heavy metals (Cr, Ni, Cu and Cd) mainly existed in the reducible fractions. These findings provide actual heavy metal accumulations in sediment-plant ecosystems in mangrove forest, being important in designing the long-term management and conservation policies for managers of mangrove forest.     

Response of Aegiceras corniculatum to synthetic sewage under simulated tidal conditions

Young plants of Aegiceras corniculatum, a dominant mangrove species, were collected from Futian Mangrove Swamp in Shenzhen, The People's Republic of China, and grown in simulated tide tanks containing mangrove sediments. After acclimatisation in the greenhouse for 6 months, the plants were irrigated with either synthetic sewage of various strengths (NW,FW and TW) or artificial seawater (as control). NW had the characteristics and strength equivalent to municipal wastewater, while FW and TW contained 5 and10 times the nutrient and heavy metal concentrations of the NW, respectively. Results showed that the young plants of A. corniculatum were able to tolerate the wastewater (TW) with highest concentration of nutrients and heavy metals after one year treatment. The growth of TW treated plants,measured in terms of stem height, basal diameter and biomass, was comparable to that found in the control. The plants treated with NW and FW had significantly greater growth than the control, indicating that the nutrients contained in sewage are beneficial to mangrove plants. Physiological parameters such as chlorophyll content, the ratio of chlorophyll a and b, proline concentration and root activity did not show any significant changes among plants treated with wastewater of various strengths and the control, suggesting that sewage addition did not cause any apparent physiological impact on growth of A. corniculatum. Nevertheless, the plants which received sewage with highest levels of heavy metals (TW treatment) appeared to have lower content of free water but higher amount of bound water than FW, NW and the control. Higher electric conductance was also found in plants treated with TW. This revised version was published online in August 2006 with corrections to the Cover Date.     

Mangrove soils as sinks for wastewater-borne pollutants

Soil column leaching experiments were conducted to assess the retention of nutrients and heavy metals in two types of mangrove soils receiving strong wastewater throughout a period of 5 months. NH₄ ⁺-N was the dominant form of nitrogen, nitrite and nitrate were in relatively low concentrations in all leachate collected. The concentrations of NH₄ ⁺-N in leachate collected from columns packed with Sai Keng of Hong Kong mangrove soil were higher than those packed with soils collected from Shenzhen of China. The leachate NH₄ ⁺-N contents of Shenzhen columns were significantly lower than that of the synthetic wastewater even at the end of the experimental period, indicating Shenzhen soils had very high capacity to bind nitrogen, and the amount of ammonium added from wastewater did not exceed the binding capacity of mangrove soil. The data also suggest that soils collected from Shenzhen mangrove swamp had higher capacity in retaining wastewater nitrogen than the Sai Keng soils. In contrast, leachate from Sai Keng columns had significantly lower ortho-P contents than those from Shenzhen columns. Actually, the leachate P concentrations of the Sai Keng columns treated with wastewater were similar to those receiving seawater (< 0.1 mg l^–). This finding implies Sai Keng soils were very effective in retaining wastewater P. Throughout the experiment, most heavy metals, including Cu, Zn, Cd, Ni and Cr were not detected in all leachate samples by flame atomic absorption spectrophotometry, indicating that both types of mangrove soils were capable of trapping wastewater-borne heavy metals. The study demonstrates that mangrove soils were good traps to immobilize wastewater-borne phosphorus and heavy metals but they were less efficient in retaining nitrogen from wastewater.