三峡库区消落带农作区镉污染特征研究

为了研究三峡库区消落带农作区重金属镉的污染状况,对三峡库区典型支流-苎溪河消落带农作区耕作情况及镉污染状况进行了调查。结果表明:苎溪河消落带农作区土壤镉含量普遍偏高,均超过了国家土壤环境质量三级标准,远高于四川省土壤环境背景值,并存在中等程度变异,说明镉污染存在普遍性。相应地上作物不同部位对镉均有一定程度富集,叶的富集能力最大,而果实的富集能力相对较小。作物可食部分镉富集能力顺序为:蕹菜>香菜>花生>豇豆>绿豆。其中,香菜和蕹菜的风险商HQ值>1,暴露风险高,对三峡库区生态安全存在一定潜在健康风险。     

紫花苜蓿对铜胁迫生理响应的傅里叶变换红外光谱法研究

为阐明紫花苜蓿(Medicago sativa L.)对铜胁迫的耐性机理,采用准确度好、分辨率高和简便快捷的傅里叶变换红外光谱法(FTIR)研究在不同铜浓度(0、1、5、20、100 mol/L)处理时紫花苜蓿根、茎、叶化学组分的变化。结果表明:随着铜处理浓度的增加,紫花苜蓿根、茎、叶生物量变化不大。其根组织在2924 cm~(-1)处峰高处呈现出先下降后上升的趋势,反映了在低铜(5 mol/L)处理条件下紫花苜蓿分泌的有机酸不断螯合Cu,造成羧酸0-H的减少,但随着Cu含量的升高,其羧酸螯合力变弱,有机酸含量渐渐升高;根组织在1381 cm~(-1)处峰高先下降后上升,反映了含油脂化合物含量先下降后升高。可能与植物在细胞壁结构上增强抗逆性有一定关系,即低Cu处理下细胞壁可能通过提高阳离子交换能力(CEC),增强了耐Cu性;茎组织在2924,1643,1381,1064 cm~(-1)等处峰高无明显变化;叶组织所有峰值在低浓度(5 mol/L)Cu处理下变化不明显,高浓度(5 moL/L)Cu处理下所有峰值先升后降,随着这可能与可溶性糖及可溶性蛋白质等物质含量都呈现先升后降的趋势有关。这表明紫花苜蓿通过根部有机酸含量的变化和提高细胞壁阳离子交换能力,将吸收的Cu大部分积累在根部,阻止Cu向地上部分运输,有效地保护了植物地上部分组织。     

典型冷暖季沉水植物凋落物分解特性及沉积物微生物群落变化

为研究湿地沉水植物腐败分解对水体的污染状况,选择典型沉水植物金鱼藻（暖季植物）和菹草（冷季植物）进行了为期60 d的凋落物分解实验。结果表明金鱼藻和菹草凋落物分解规律相似,0—15 d快速分解,15—60 d缓慢分解,60 d凋落物失重率分别达到60.43%和66.72%。菹草的有机物释放量明显高于金鱼藻,N和P释放量相反,分解释放的N主要是NH4+-N和有机氮。三维荧光光谱（Excitation-Emission Matrix Spectroscopy, EEMs）结合平行因子分析法解析出一种类色氨酸物质C2和3种类腐殖质物质C1、C3、C4,易降解的类色氨酸有机物先增加后减少,难降解的类富里酸和类腐殖酸有机物逐渐增加。EEMs和四种组分的最大荧光强度百分比表明,溶解性有机物（Dissolved organic matter, DOM）在0—15 d以易降解有机物为主,15—60 d以难降解有机物为主。两种植物凋落物分解释放的DOM含量及特性不同,整体上呈低腐殖化特征,可能是水中难降解DOM的一个重要来源。植物凋落物的分解促进了沉积物中微生物的丰富度,降低了微生物的多样性;参与分解的主要微生物包括4 d时的Pseudomonas属（26%—35%）、15 d和30 d时的Malikia属（>8%）和Bacillus属（2.6%—9%）,分解难降解有机物的微生物逐渐增加,如Flavobacterium属;沉积物中微生物群落结构的变化受营养物质可利用性变化的影响。分析发现植物凋落物分解对水质的影响具有阶段性,0—15 d,N和P释放量增加暂时导致了水质恶化;15—60 d,N和P释放量降低,难降解有机物含量逐渐增加,可能会加剧水体甚至是沉积物的腐殖化程度。因此,在植物衰亡期应及时打捞或者做好植物平衡收割管理,避免因植物大量腐败导致水质恶化。     

河流生态廊道提取方法研究及其应用思路

随着交叉学科的发展和技术手段的进步，将河流及其周边生态环境视为整体的理念和研究逐渐受到重视，然而国内对河流生态廊道的研究较少。总结了河流生态廊道的基础理论和提取方法。河流生态廊道可以依据区域规划、通过实地观测等手段直接提取，也可以采用“源地识别-阻力面构建-廊道提取”的框架间接提取。对直接和间接提取方法进行了详细的总结并分析了他们的优势和劣势，发现间接提取方法更具实践意义，且应用的流域面积更大。根据间接提取方式的特点，提出白洋淀-大清河流域河流生态廊道提取的思路。结合区域流域协同治理理念，逐步形成以白洋淀为中心、向周边辐射的河流生态廊道，实现流域水质提升、生物多样性稳定等目标，全面提升生态环境质量。在河流生态廊道提取科学性提升和提取过程中廊道宽度优化等薄弱环节提出未来研究方向。