2000-2015年中国陆地生态系统蒸散时空变化及其影响因素

准确量化区域蒸散时空格局及其影响因素对理解陆地生态系统碳水循环具有十分重要的意义。近年来中国经历了严重的空气污染及气候波动,亟须探讨蒸散的时空变化及其影响因素。基于PT-JPL（Priestly-Taylor Jet Propulsion Laboratory）模型,集成遥感数据和气象数据模拟了中国陆地生态系统2000-2015年蒸散,并分析其时空变化及影响因素。结果表明：1）参数优化后PT-JPL模型可解释蒸散年际变化的68%,优于原始模型及MODIS蒸散产品;2）中国地区多年平均蒸散为440.16 mm/a,呈东南沿海到西北内陆逐渐递减的空间格局;3）2000-2015年蒸散整体呈轻微下降趋势（slope=6.48 Gt/a,P=0.17）,但具有年代际差异,2000-2010年中国地区蒸散呈显著下降趋势（slope=21.05,P < 0.01）,占全国蒸散总量45.05%的内蒙古地区、甘新地区、黄土高原地区及青藏地区解释了61.88%的年际变化;2010-2015年呈轻微上升趋势（slope=10.48,P=0.71）,各地区均无显著变化趋势;4）辐射主导了蒸散的年代际差异,分别解释了2010年前后蒸散下降及上升趋势的51.45%、85.26%。蒸散呈显著变化趋势的内蒙古地区、黄土高原地区及青藏地区主要受辐射控制,甘新地区主要受降水和温度的影响。     

阿哈水库沉积物-水界面重金属扩散通量

为了解阿哈水库水体中重金属的污染现状,选取了4个典型点位进行夏、冬两季采样分析,研究了上覆水体及沉积物孔隙水中Co、Ni、Cu、Zn、As、Cr及Pb 7种重金属的时空分布规律及其界面扩散通量。结果表明:阿哈水库上覆水体中溶解性重金属的均值含量符合我国《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)Ⅰ类标准与《生活饮用水卫生标准》(GB 5749—2006),未受到重金属污染。夏季分层期,底层水缺氧导致水体As、Co、Cr含量增高,而冬季混合期重金属的垂向变化较小。沉积物孔隙水中重金属浓度均值高于上覆水,且Co与Ni、As呈显著正相关,其在水库中的迁移转化过程受铁锰循环的共同影响; Cu、Zn与Pb存在正相关关系,具有相似的污染来源。分析沉积物-水界面重金属扩散通量显示,Zn保持负扩散,表明沉积物对Zn具有很好的净化吸附效果;而Co、Ni、As、Pb保持正扩散,特别是夏季As的扩散通量达2.07μg·cm~(-2)·a~(-1),对上覆水体可能产生较大的释放风险。研究证实,近十年来阿哈水库水体重金属的污染控制取得了显著的效果。     

中国典型水产品产地居民发汞含量及其影响因素

为评价中国典型水产品产地居民汞暴露的风险,分别在武汉、青岛和厦门三地系统采集139、136和159份当地居民头发样品,测定总汞含量并分析主要影响因素。结果表明:武汉、青岛和厦门居民(n=434)发汞(THg)的中位数(四分位数)为0.435 (0.262,0.820)μg·g~(-1),武汉、青岛和厦门居民头发THg的中位数(四分位数)分别为0.392(0.253,0.611)μg·g~(-1)、0.305(0.204,0.478)μg·g~(-1)和0.814(0.445,1.350)μg·g~(-1);三地分别有10位(7.2%)、8位(5.9%)和64位(40.3%)居民发汞超过美国环保署(USEPA)限值1μg·g~(-1);厦门居民的发汞含量显著高于武汉和青岛(P0.001),居民的发汞含量与食鱼频率呈显著的正相关关系(P0.001);不同年龄段居民的发汞含量存在显著差异(P0.001),且在65岁后居民发汞逐渐降低;与以小麦为主食者相比,以大米为主食者其发汞含量增加的比数比(OR)(95%CI)值为6.47(4.07～10.29);厦门地区居民存在一定的汞暴露风险,而武汉和青岛地区居民的汞暴露风险较低。     

贵州山区3种木本植物无机碳利用特性的比较

以生长在喀斯特高原地区玉舍国家森林公园内的成熟银鹊树(Tapiscia sinensis)、白栎(Quercus fabri)和亮叶桦(Betula luminifera)为实验材料,通过对光合作用、叶绿素含量、叶绿素荧光参数、羧化效率(CE)、呼吸速率(Resp)、碳酸酐酶活性(WA)以及稳定碳同位素组成(δ13 C)等指标的测定,分析3种植物不同的无机碳利用特性,为该区生态环境修复选择合适的建群植物种提供依据。结果显示:(1)银鹊树、白栎和亮叶桦分布都较为广泛,银鹊树生长的最佳土壤pH是4.5~5.5,而白栎更倾向于中性到弱酸性土壤,肥沃的酸性土壤则更有益亮叶桦生长;白栎和亮叶桦都能忍受干旱和贫瘠,但是银鹊树不能忍受干旱和高温。(2)银鹊树叶片的Pn、Tr和Gs显著大于白栎和亮叶桦,亮叶桦和白栎的Pn、Tr和Gs分别是银鹊树的69.5%、48.2%、66.7%和28.6%、21.7%、22.2%;亮叶桦叶绿素含量均为银鹊树和白栎的2倍,但3种植物间的WUE则无显著差异。(3)3个树种叶片净光合速率均随着CO2浓度升高呈持续上升的趋势,但它们之间的CO2补偿点和饱和点明显不同。其中,银鹊树和亮叶桦的CO2补偿点均低于50μmol·mol-1,而白栎的则在250~300μmol·mol-1之间;银鹊树的CO2饱和点在1 200μmol·mol-1左右,亮叶桦则在2 300μmol·mol-1左右,而白栎的CO2饱和点明显高于2 300μmol·mol-1。(4)3个树种的CE、Resp和WA均为银鹊树>亮叶桦>白栎;而δ13 C值则以银鹊树最低,亮叶桦和白栎较高。其中,白栎和亮叶桦的CE、Resp、WA分别为银鹊树的5.1%、25.7%、4.0%和45.3%、54.6%、6.8%,且树种间差异显著;白栎和亮叶桦的δ13 C值显著高于银鹊树。研究表明,银鹊树能够吸收大气中的CO2或者在高活性碳酸酐酶作用下转化利用细胞内的HCO3-,它拥有较高的CO2利用能力及无机碳同化效率,因而能够拥有较高的产能;亮叶桦只能获取大气中的CO2作为无机碳源,但它对CO2的利用能力也较高,其产能仅次于银鹊树;白栎同样只能获取大气中的CO2作为无机碳源,同时它对大气中CO2的捕获、利用能力均低于银鹊树和亮叶桦,因而白栎生长非常缓慢,造成其本身对无机碳的需求也最低,所以其产能最低。     

缺锌和HCO_3~-处理对诸葛菜和油菜有机酸特征的影响

以诸葛菜和油菜为材料,水培环境下设置4个不同的缺锌和碳酸氢根离子胁迫处理,分别为+Zn0(含Zn且不加HCO3-的处理组),+Zn10(含Zn且加10 mmol·L-1HCO3-的处理组),-Zn0(缺Zn且不加HCO3-的处理组)和-Zn10(缺Zn且加10 mmol·L-1HCO3-的处理组),利用离子色谱法分析了4个处理的两种植物幼苗器官(根、茎、叶)及根系分泌物中的有机酸特征。结果表明:(1)高浓度碳酸氢根离子处理显著增加了两种植物器官及根系分泌的有机酸总量,尤其是在缺锌和高浓度碳酸氢根离子双重胁迫下(-Zn10处理),诸葛菜器官和根系分泌的有机酸比油菜更敏感,草酸、柠檬酸和苹果酸是诸葛菜器官和根系分泌物中的优势酸,这三种有机酸的含量分别占其有机酸总量的75%及以上;(2)叶片是两种植物有机酸产生的主要器官,有机酸的含量和分配比例从地上部分(叶和茎)到地下部分(根)减少;(3)两种植物器官和根系分泌物中的有机酸变化趋势一致,叶片中有机酸主要来源于暗呼吸过程和光呼吸过程,其他器官和根系分泌物中的有机酸主要来源于暗呼吸过程;(4)诸葛菜对缺锌和高浓度碳酸氢根离子的适应能力强于油菜,为诸葛菜的喀斯特适生性和低锌和高浓度碳酸氢根离子环境(如喀斯特环境)的生态修复提供了理论依据。     

香根草及添加剂对模拟降雨条件下汞污染土壤和矿渣地表径流中汞含量的影响

通过盆栽试验,模拟降雨研究香根草(Vetiveria zizanioides)及添加剂(木屑、腐殖土)对汞污染土壤和汞矿渣中汞通过地表径流向周围迁移的影响,结果显示:(1)颗粒态汞占地表径流总汞的80%以上,是汞进行迁移的最主要途径.(2)在汞污染土壤中直接种植香根草,或者将香根草分别与木屑或腐殖土结合,能有效减少地表径流中的总汞(63%～85%)、颗粒态汞(63%～85%)和可溶态汞(27%～73%)向周围环境迁移,其效果显著高于直接在污染土壤中添加单一的木屑(5%)或腐殖土(23%).(3)在矿渣中直接添加低汞土壤或木屑、或直接种植香根草,或将香根草分别与低汞土壤、木屑、腐殖土结合均能有效固定矿渣中的总汞(29%～82%)、颗粒态汞(27%～84%)和可溶态汞(20%～70%).     

中国主要流域河蚬[Corbicula fluminea(Müller,1774)]形态及其对环境的适应性

双壳动物形态变化是适应环境变化的一个重要方面.但不同环境条件下的适应机制可能存在差异.河蚬是一种底栖双壳类动物,原产东南亚,现分布于世界许多地区.本研究采集了我国江、淮、黄河和西江等主要流域的河蚬样品,进行了三度空间尺度分析,以认识壳体形态的区域变化及其影响因素.结果表明,长江上游和西江上游等高山与峡谷地区河蚬的相对高度、圆度和凸度均小于黄淮、汉水流域和西江中下游等低山和平原地区.水流速度是造成这种形态适应性变化的主要原因.流速的增加使河蚬向相对长、矮和扁的方向发展,这种形态利于个体在底质中固定下来而不被水流冲走;而缓慢的水流使河蚬向相对宽圆的方向发展.环境温度、水体化学与河蚬形态之间不存在相关性,表明二者对河蚬形态的影响不明显.上述结果不仅有助于认识双壳动物对环境变化的适应性,而且对我国的河蚬养殖和捕捞也具有指导意义.     

阿哈水库沉积物总汞及甲基汞分布特征

为弄清阿哈水库沉积物是否受到历史矿山废水输入对沉积物总汞及甲基汞垂直分布的影响,对沉积物总汞及甲基汞的含量和其垂直分布特征进行了研究.结果表明,阿哈水库沉积物总汞含量变化范围为160～252 ng·g-1,平均为210 ng·g-1,明显高于其他未受到污染的水库沉积物.沉积物中总汞含量随沉积物深度增加呈增加趋势,与其沉积环境有关.沉积物中甲基汞含量变化范围为0.2～7.2 ng·g-1,平均为1.8 ng·g-1,丰水期甲基汞含量随深度增加逐渐下降,且沉积物表层甲基汞含量显著高于枯水期,与丰水期表层有机物的增加和厌氧环境有关.     

喀斯特地区丛枝菌根真菌遗传多样性

为探明喀斯特地区丛枝菌根真菌( AMF)的遗传多样性特征,利用巢式PCR和DGGE相结合的分子生物学方法对茂兰喀斯特多个植被类型下的AMF遗传多样性进行了研究.结果表明,喀斯特地区AMF遗传多样性指数和物种丰富度分别平均为3.50和41,远高于非喀斯特对照样地的2.68和17,分析表明,喀斯特地区较高的AMF多样性与此地区丰富的植物多样性以及特殊的生态环境有关,是与喀斯特生态系统长期相互选择的结果.不同植被类型下的AMF多样性差异显著,相似性指数最高为0.34,喀斯特地区AMF的群落结构随着植被类型的改变发生显著变化;基因测序显示,喀斯特地区AMF的优势菌属是生态适应性很强的球囊霉属,在喀斯特石漠化生态恢复中具有较强的利用潜力.     

贵阳市大气降水中汞的分布特征

于2008年7-9月对贵阳市中心城区采集的21个大气降水进行了总汞、甲基汞及阴、阳离子浓度的测定,分析了大气降水中总汞与阴阳离子间的相互关系.结果表明:大气降水中总汞的平均含量为18 ng·L-1,变化范围为0.4～57.4 ng·L-1;甲基汞的平均含量为0.07 ng·L-1,变化范围为0.02～0.2 ng·L-1.大气降水中的阴离子以SO2-4和NO-3为主,其浓度平均值分别为151和145 mol·L-1;阳离子主要以Ca2+为主,平均浓度达到了123 mol·L-1,变化范围为3.7～560 mol·L-1,其次是NH4+和Mg2+,其浓度平均值分别为52.2和20.4 mol·L-1.通过分析降水中总汞和阴阳离子之间的相互关系,发现总汞和阴离子SO2-4具有显著的相关性,与F-有一定的相关性,而与NO-3不具有相关性.由此初步判定,大气降水中的总汞主要来源于燃煤等人为释放源.