基于地理探测器的宁夏贺兰山植被覆盖度时空分异及驱动因子

监测区域植被覆盖变化并分析其驱动因子,有利于实现生态环境的可持续发展。本研究以1989—2021年Landsat 5/8遥感影像为数据源,利用像元二分模型获取宁夏贺兰山植被覆盖度,基于地理探测器量化了环境和人为等10个因子对其时空分布的影响。结果表明: 1989—2021年间,宁夏贺兰山平均植被覆盖度为35.8%,时间尺度上总体呈增加趋势,平均增幅为0.043·(10 a)^-1,空间尺度上呈现从西南向东北递减的分布特征;研究区58.1%的区域植被覆盖度未来将持续性改善,但仍有30.7%的植被存在退化的潜在风险。降水是影响植被分布的主要环境因子,与单因子相比,环境因子和人为因子的交互作用对植被覆盖度的解释力更强,降水与其他因子的交互作用处于主导作用。     

枸杞新品系NQ-2开花生物学研究

为探讨枸杞新品系NQ-2纯系种植结实率低的原因,采用TTC法、联苯胺—过氧化氢法、花粉—胚珠比、杂交指数和套袋试验等方法,对NQ-2花粉活力、柱头可授性及繁育系统等进行了研究。结果表明:NQ-2单花花期为3~4 d,花后8 h散粉结束,开花当天花粉活力最高,花粉寿命可持续9 d以上;开花前一天柱头已具可授性,开花第1天柱头可授性最强,开花第3天柱头基本失去可授性;枸杞新品系NQ-2平均花粉-胚珠比8615,OC I=4,结合人工授粉实验结果确定其繁育系统为专性异交。自交不亲和是导致NQ-2纯系种植落花落果结实率低的主要原因。     

5种湿地植物对土壤重金属的富集转运特征

选择芦苇、水葱、千屈菜、扁秆藨草、长苞香蒲5种湿地植物进行盆栽实验,比较它们对土壤中的5种重金属镉、铬、汞、铅、锌的富集特性,分析重金属在各植物体和土壤中的动态分布,以评价所测植物对土壤中重金属的综合富集能力,为利用植物修复金属污染土壤提供理论依据和技术支持。结果表明:(1)种植湿地植物对土壤重金属的富集效果显著高于无植物对照,且随着处理时间的延长,土壤中重金属镉、铬、汞、铅、锌的含量均呈下降趋势。(2)湿地植物对重金属镉、铬、汞、铅、锌的富集效果差异显著,其中水葱根部对重金属镉的富集系数最大,芦苇根部对重金属铬、汞、铅、锌的富集系数均最大,千屈菜、扁秆藨草和长苞香蒲根部对5种重金属的富集系数均较小;芦苇地上部分对金属镉的富集系数最大,千屈菜地上部分对金属铬、汞、铅的富集系数均最大,水葱地上部分对金属锌的富集系数最大。(3)5种湿地植物对重金属镉、铬、汞、铅、锌的转移系数差异显著,其中扁秆藨草对土壤中镉、铬、铅、锌的转移系数均为最大,对铬和锌的转移系数均大于1,长苞香蒲对铬的转移系数大于1,仅次于扁秆藨草。其他3种植物对5种重金属的转移系数均小于1。研究表明,5种湿地植物对重金属Cd、Cr、Hg、Pb、Zn都有富集和转移的能力,但不同植物对不同重金属的富集效果不同。     

蒙古扁桃的开花生物学研究

对分布于宁夏的蒙古扁桃居群进行开花动态、繁育系统、花粉与柱头活性、生殖器官解剖结构与花粉管的生长观察以及人工授粉实验,分析其传粉生物学特性,以探讨影响蒙古扁桃结实率低下的原因.结果显示:蒙古扁桃为专性异交植物;花具有花柱多型性现象,同一个体中存在长花柱花、中花柱花、短花柱花3种花柱型花,在不同个体中三型花所占比例不同且差异显著;短花柱花不可育,中花柱花与长花柱花为可育花.研究表明,大量不育花的存在、早春稀少的传粉昆虫以及荒漠地区恶劣的气候环境和破碎化的生境是导致蒙古扁桃结实率低下的主要因素.     

基于CiteSpace的陆地生态系统碳水耦合研究现状及趋势

在全球气候变化的背景下,陆地生态系统碳水耦合研究已引起世界各国学者和研究机构的广泛关注。基于Web of Science核心数据库,运用文献数据可视化应用软件CiteSpace对国际上有关陆地生态系统碳水耦合的研究现状进行分析,旨在探究研究热点及趋势,归纳研究主题演进,了解当前国际研究前沿。研究发现:(1)1999—2018年,关于陆地生态系统碳水耦合的研究论文数量呈现快速增加的趋势,后10年的增加速度快于前10年;形成了以Black TA、Yu GR、Chen JQ为主的核心作者群;中国科学院、中国科学院大学、美国林业局、加州大学伯克利分校、俄勒冈州立大学等发文数量居前的研究机构。(2)从共被引期刊和研究领域可以看出,陆地生态系统碳水耦合研究涉及环境科学与生态学、生态学、环境科学、气象与大气科学、林学、农学及水资源等领域,体现出综合性和交叉性特点。(3)在全球气候变化背景下,目前陆地生态系统碳水耦合关系的研究主要以通量观测站为依托,结合模型模拟、稳定同位素技术、涡度相关技术等研究手段,将单个通量站点联合扩展到多点联网格局,并结合GIS、遥感和模型等方法在面上进行观测与模拟,从而构建更大尺度的碳水资源评价模型。拓展和推移研究的空间尺度,预测时间尺度上的变异规律是近年来新兴的研究热点。     

穿叶眼子菜茎叶结构及其通气组织发育解剖学研究

通气组织(aerenchyma)是植物薄壁组织内一些气室或腔隙的集合,对于水生及湿地植物体内的气体运输至关重要。该实验以沉水植物穿叶眼子菜为材料,利用石蜡切片技术,通过对茎的纵切面及横切面结构进行观察,从时间和空间上分析其茎、叶通气组织的发生过程。结果表明:(1)穿叶眼子菜的茎结构包括表皮、皮层及维管柱,通气组织发达,存在于内皮层与表皮之间;茎通气组织由距茎尖约0.6mm处开始形成,并成熟于约2.4mm处。(2)穿叶眼子菜的叶由表皮、皮层薄壁细胞及维管柱组成,其通气组织形成于靠近茎尖的第2~3片新生叶且仅形成于主叶脉。(3)穿叶眼子菜的茎和叶通气组织的发育过程相似,起初为排列致密的细胞团,然后由皮层细胞的分裂产生小的细胞间隙,随后的腔隙膨大过程涉及细胞的生长分裂及细胞降解,最终形成发达的通气组织。(4)穿叶眼子菜的通气组织发育过程可划分为实心期、形成期、膨大期、成熟期四个时期;不同时期茎通气组织的发达程度差异很大,实心期、形成期、膨大期和成熟期的孔隙度分别为0.54%、10.90%、27.61%和57.58%;但节处通气组织不发达,成熟期的节处孔隙度仅为3.62%。     

长苞香蒲对人工盐碱湿地Na+和K+的吸收与转运特征

为揭示长苞香蒲(Typha domingensis)对盐生湿地生态系统中Na⁺和K⁺的吸收与转运特征,探讨长苞香蒲对盐生湿地的生态修复效果,该研究采用人工模拟盐生湿地的方法,设置CK(对照)、T1(浇灌100 mmol·L^-1盐水)、T2(浇灌200 mmol·L^-1盐水)及T3(浇灌300 mmol·L^-1盐水)4种不同盐浓度的人工湿地生态系统,并分别于5月5日(开始盐胁迫处理,S0)、5月30日(S1)、6月30日(S2)和7月30日(S3)测量其株高和干重、植株地上与地下部分Na⁺和K⁺的含量以及底泥和水体中Na⁺和K⁺的含量以分析长苞香蒲对盐碱湿地的脱盐作用。结果表明:(1)各处理的长苞香蒲的株高和干重随着处理时间的延长呈增加趋势,但与CK 相比,各处理生长量随盐浓度升高出现下降趋势。(2)高浓度盐处理(T3)使长苞香蒲的地上部分和地下部分的Na⁺分别增加了2.56倍和1.75倍,地上部分及地下部分的K⁺含量分别降低了34.1%和35.8%。(3)地上部分和地下部分的Na⁺/K⁺在处理和对照间均随处理时间延长呈增加的趋势,选择性转移系数与Na⁺和K⁺转移系数总体随处理时间延长呈降低的趋势。(4)在S0至S3期间,长苞香蒲对处理组土壤Na⁺和K⁺的去除率为10.6%～15.8%和2.3%～12.8%,对处理组水体Na⁺和K⁺的去除率为55.0%～65.1%和1.6%～67.0%。综上表明,盐胁迫能影响长苞香蒲体内的Na⁺和 K⁺平衡,长苞香蒲能够有效地吸收Na⁺,并在一定盐浓度下能通过K⁺的交换将Na⁺从根部吸收转运至地上部分。因此,长苞香蒲可通过离子转运的形式完成对盐离子的吸收,可作为盐碱湿地生态修复的优良植物。     

5种湿地植物对生活污水净化效果研究

选择芦苇、水葱、千屈菜、扁秆藨草、长苞香蒲5种常见湿地植物分别构建人工湿地小试系统,测试它们对生活污水的净化作用,分析污水净化过程中氮磷元素在植物体内和土壤中的动态分布,以明确各湿地植物对污水的综合净化能力。结果表明:（1）5种湿地植物对生活污水中的CODcr、铵态氮、总氮和总磷的去除效果显著高于无植物对照;随处理时间延续,污水中CODcr、铵态氮、总氮和总磷浓度均呈下降趋势,定植土壤中的总氮和总磷含量呈先上升后下降的变化趋势。（2）5种植物能够吸收污水中89.7%～97.9%的磷元素,污水中剩余的磷元素量较少（2.1%～10.3%）;污水中氮元素在植物体、污水和土壤中分布因植物种类不同有很大差别,芦苇、水葱和长苞香蒲可吸收污水中76.1%～83.4%的大部分氮元素,而千屈菜和扁秆藨草对氮元素吸收量较少（分别为45.0%和46.8%）,在污水和土壤中滞留的氮元素较多（21.7%～31.6%）。（3）5种植物对氮元素的积累能力显著大于对磷元素的积累能力;5种湿地植物对生活污水的综合净化能力差异较大,从强到弱依次为芦苇＞长苞香蒲＞水葱＞扁秆藨草＞千屈菜。     

自然状态下栓皮栎林空气负离子与PM2.5的关系

近年来,PM_2.5污染成为大气污染的主要来源,长期暴露在高浓度PM_2.5的环境中会对人体造成严重损害。空气负离子(NAI)作为改善空气质量的“维生素”,是衡量一个地区空气清洁程度的重要指标。然而,气象条件和植被类型的复杂多变,导致PM_2.5与NAI的关系存在诸多不确定性。本研究以暖温带典型造林树种栓皮栎为研究对象,基于2019和2020年6—9月森林植被叶面积相对稳定条件下定位观测获取的NAI、PM_2.5和气象数据,研究气象条件相对稳定状态下PM_2.5和NAI的时空变化特征,确定PM_2.5与NAI的关系,阐明自然状态下PM_2.5对NAI的影响机制。结果表明：NAI随PM_2.5的升高呈指数下降趋势,二者呈显著负相关关系,回归方程为y=1148.79x^-0.123。在PM_2.5浓度为0～20、20～40、40～80、80～100和100～120μg·m^-3     

基于层次分析法和熵权法的宁夏城市人居环境质量评价

城市人居环境已成为日益关注的热点问题,同时也是城市化水平和城市可持续发展的重要衡量因素之一.本文以宁夏回族自治区的5个地级市为研究对象,采用层次分析法(AHP)构建以生态环境、社会环境、人文环境和经济环境为系统层的评价指标体系,并利用AHP和熵权法结合的方法确定指标权重,对城市人居环境质量大小进行综合评价.结果表明: 5个城市的人居环境质量大小顺序为银川市(0.85)、石嘴山市(0.62)、吴忠市(0.43)、中卫市(0.33)和固原市(0.32);生态环境质量得分最高的是石嘴山,银川市的社会环境、人文环境和经济环境质量均最佳,中卫市和固原市的4大系统层指标质量得分均较低.5市人居环境内部各组分的协调程度均较好,其中,吴忠市、固原市、中卫市均达到良好协调,银川市和石嘴山市为一般协调.不同城市间同一系统层指标的协调度均较低,城市间的社会环境建设失调,其余也均为勉强协调.宁夏城市的人居环境质量总体不容乐观,城市间的协调度亟待提高.宁夏城市人居环境的建设需要加快发展弱势指标,统筹协调城市内部和城市间全方面的发展,以此为宁夏的城市化建设和城市可持续发展提供有力保证.