模拟增温和功能群去除对岷江冷杉幼苗存活和生长的影响

通过模拟增温和功能群去除试验,研究不同功能群的草本植物在岷江冷杉幼苗更新定植过程的作用,分析其在温度升高条件下生理指标的变化.结果表明:增温提高了岷江冷杉幼苗的存活率和植物体内非结构性碳水化合物含量,但抑制了幼苗的生长和根冠比.岷江冷杉幼苗的非结构性碳水化合物含量,尤其是可溶性糖含量与存活率呈显著正相关.不增温处理中,草本植物降低了幼苗的存活率,促进幼苗的株高生长和地上生物量积累,禾本科植物和杂类草抑制了幼苗根系生长和地下生物量的积累;增温处理中,杂类草的存在提高了幼苗的存活率,莎草科则显著抑制了幼苗根系生长和地下生物量的积累,禾本科植物和杂类草抑制了幼苗的高生长和地上生物量积累.模拟增温提高了林线树种岷江冷杉幼苗的存活率,但使其面临来自草本植物更剧烈的竞争,抑制其生长.     

松花江流域大型底栖动物群落结构与水质评价

【目的】松花江流域是中国最早的工业基地之一,其水生态环境遭到严重破坏,环境保护工作面临巨大挑战。开展松花江流域水质评价及典型生物类群多样性状况调查,可为松花江流域生态系统的保护和修复提供依据。【方法】于2016年7月调查整个松花江流域近岸的大型底栖动物群落组成和测定水质理化指标,开展其水质理化特征评价和生物指数评价,并探讨底栖动物群落分布与水环境因子间的关系。【结果】理化指标评价结果显示,南源松花江水质状况最差,处于中度污染;北源松花江处于轻度污染;梧桐河水质最好,处于良好状态。松花江流域3个河段的底栖动物群落结构存在空间差异性。另外,梧桐河的物种多样性最高,北源松花江次之,南源松花江最低。溶解氧和营养元素K的浓度是驱动底栖动物群落组成发生显著性差异的主要环境因子。生物指数评价结果显示,3个河段水质均处于轻度污染状态。【结论】松花江流域水质处于轻度到中度污染状态。有机污染是松花江流域面临的主要水质环境问题,对松花江流域底栖动物群落结构产生了显著影响。因此,控制有机质的输入是维持松花江流域水生态系统平衡的重要举措之一。     

Chironomids as water quality indicators in the River Mignone (Central Italy)

Chironomids of the River Mignone (Central Italy) were studied in order to examine their community structure and their relationship to some common biological indices (Biotic Score, Extended Biotic Index, Indice Biotique de Qualité Générale) utilizing the total macroinvertebrate fauna (chironomids generally at family level) for water quality assessment in rivers.A total of 36 taxa belonging to Tanypodinae (2 taxa), Orthocladiinae (22 taxa) and Chironominae (12 taxa) was collected at seven stations four times during a year. The results support the importance of the chironomid identification in water quality assessment studies in rivers, and demonstrate the usefulness of the factorial correspondence analysis as ordination technique based on both qualitative and quantitative chironomid data to determine environmental quality gradients.The value as bioindicator of some taxa was discussed, and chironomid assemblages were related to biological water quality of the river according to functional feeding groups.This study forms part of a larger Research project supported by MPI and CNR grants and is aimed at the biological water quality assessment of the river and at the analysis of the total macrobenthic community.     

海河流域河流生境功能识别及区域差异

城市群快速发展严重影响着区域水生态系统的完整性,大尺度流域的河流生境功能辨识和分析尚缺乏系统研究。以海河流域为例,根据河段蜿蜒度、河段比降、断流风险、盐度等4个指标,构建了河流生境功能的分类指标体系。通过多源空间数据和人工判读,划分了6254条河段,在此基础上将河流生境类型划分为15类。通过52个监测样点的鱼类调查数据,分析了不同河流生境的水生生物特征差异,揭示了鱼类多样性高的区域多位于河流比降大、断流风险低的区域,而河流蜿蜒度对于鱼类多样性影响较小。根据京津冀13个地级市的河流生境差异,提出京津冀城市群的生态安全构建需要充分考虑河流生境的空间异质性,并制定融合城市发展目标、水资源利用需求和河流生境功能的综合指标体系。     

An assessment of macroinvertebrate functional feeding groups as water quality indicators in the Buffalo River, eastern Cape Province, South Africa

The aim of this paper was to investigate the potential for using functional feeding groups (FFGs) as indicators of water quality conditions in rivers, using the Buffalo River, South Africa, as a specific example. Multivariate classification and ordination techniques were used to investigate species and FFG distributions in relation to a number of physico-chemical variables at 16 sites from the headwaters to the estuary of the Buffalo River.Two-way indicator species analysis (TWINSPAN) of species composition ranked most of the sites sequentially down the river, irrespective of water quality conditions. Ordination of FFGs from a set of riffle samples collected in mid-late summer showed only weak relationships between FFG distribution and water quality changes, except where variables changed sequentially down the river (e.g. pH and temperature). Individual species responses to water quality gradients were examined for nine riffle-dwelling species representing diverse FFGs. Following correspondence analysis of a matrix of environmental variables and species frequencies, some species showed strong associations with defined ranges of some variables. In particular, Adenophlebia auriculata (Leptophlebiidae, Ephemeroptera) from the headwater sampling site, was associated with low pH and low temperature. Simulium damnosum occurred under conditions of high turbidity, while Afronurus harrisoni was found under high concentrations of potassium, ammonium and nitrite ions.We conclude that although there was a distinct headwaters fauna in the Buffalo River, and sequential downstream changes in species composition, most FFGs (apart from shredders) were represented down the whole length of the river. FFG classifications are therefore unlikely to provide useful indications of water quality conditions in the Buffalo River.Using a categorical approach to classifying water quality variables, and by applying correspondence analysis to the resulting matrix, we recognised nine species that could be used to define water quality. These indicator species can be used to define tolerance ranges of the fauna for water quality conditions in different parts of the Buffalo river.     

蒲河流域河流生境质量综合评价及其与水质响应关系

河流生境是河流生物赖以生存的环境,是维持河流生态完整性、维护河流健康的重要因素。本文结合蒲河流域环境特点,运用层次分析法建立了蒲河流域河流生境质量评价体系,对流域内25个河段的生境质量状况进行了综合评价,并进一步分析了河流生境综合评价指数与河流水质的相关关系。结果表明:(1)蒲河流域25个河段的生境质量状况差异显著,其中1个河段的生境质量等级为好,5个河段为较好等级,16个河段为一般等级,3个河段为较差等级。(2)生境综合评价指数与TP、NH4+-N、CODCr呈负相关,生境质量评价体系中其他指标也与水质指标具有相关性,表明生境质量是影响水质的重要因素。     

生态能质(eco-exergy)在水生生态系统建模和评价中的应用

生态能质(eco-exergy)是指系统从给定状态达到热力学平衡状态所做的功,可以度量生态系统的复杂生物化学组分及生态结构。系统具有的能质越大,有序化程度越高,稳定性也越强。生态能质和比生态能质(specific eco-exergy)指标能够评价水生生态系统健康状况,对水生生态系统演替阶段具有指示作用。本文阐述了生态能质的定义、生态学意义以及生态能质值和权重因子fi值的计算方法。对生态能质作为功能函数在水生生态系统结构动力学模型(structural dynamic models,SDMs)中以及作为生态指标在生态系统健康评价、生态恢复研究中的实际应用进行了总结。最后探讨了生态能质指标的局限性以及未来的发展。此外,文中建议将eco-exergy和specific eco-exergy统一翻译为生态能质和比生态能质。     

基于陆地-水生态系统耦合的海河流域水生态功能分区

水生态功能分区是针对水生态系统特征的陆地生态系统划分,是为流域水生态管理提供生态背景和基本单元。陆地-水生态系统的耦合是水生态功能分区的核心,但多停留在个别小流域进行理论探讨,大型流域的实际案例较少。针对海河流域独特的气候、地貌、水文和人类活动特征,提出了水生态功能分区的三级指标体系。一级二级区针对气候、地貌、水文背景进行"自上而下"的分区,三级区针对人类活动对水资源、水环境、生境影响,采用"自下而上"的分区方法。最终,海河流域划分了6个一级区、16个二级区和73个三级区。研究充分体现了"以水定陆、以陆控水"的基本原则,以及"自下而上"和"自上而下"分区方法的优点,结果可为海河流域水生态管理提供科学依据,为水资源空间调配与合理利用、产业结构布局与区域协调等服务。     

辽宁省辽河水生态系统健康评价

2009年6-8月,在对辽宁省辽河铁岭段、沈阳段、盘锦段20个断面水文、水质、着生藻类、栖息地状况实地调查的基础上,采用主成分分析方法,进行指标的筛选与指标权重的确定,构建了该河流水生态系统健康评价指标体系和健康评价标准体系,并用改进的灰色关联度法对辽河6个断面的水生态系统健康状况进行了评价.结果表明：辽宁省辽河3个评价断面的水生态系统健康程度一般,2个评价断面分别为较差和极差,仅有1个评价断面达到了亚健康程度,说明辽河河流水生态系统生态退化严重,需要进一步加强辽河水系的生态恢复及水环境污染综合治理.     

付疃河流域中下游大型底栖动物群落结构与水质生物学评价

2018年12月-2019年10月对山东省日照市付疃河流域中下游大型底栖动物及相应水环境因子进行分季节的监测,并对底栖动物群落组成、多样性特征及与水质因子的相关性进行分析。结果表明,调查共采集底栖动物42种（环节动物14种、节肢动物20种、软体动物8种）,广泛分布物种为霍甫水丝蚓（Limnodrilus hoffmeisteri）、水丝蚓属（Limnodrilus sp.）及摇蚊属（Chironomus sp.）;底栖动物总密度呈春季 > 冬季 > 秋季 > 夏季;CCA （Canonical Correspondence Analysis）分析表明环节动物与COD、TP有显著正相关性,各门类与NH₃-N相关性差异较大;底栖动物多样性分布特征与河流水源结构有关。采用生物多样性指标、指示物种水质生物学指标进行水质评价,Shannon-Wiener指数、Margalef指数评级偏差,Pielou指数评级偏优,而指示物种水质生物学评价（Goodnight-Whitley指数、相对重要性指数及Wright指数）基本一致,整体平均处于中污染,评价过程仍须考虑河流及物种客观属性特征,得到更具适用性的评价管理方法。     

松花江流域沿江重点监控企业水环境潜在污染风险分析

为防控松花江流域水污染风险、优化流域内沿江产业带布局,分析了松花江流域沿江企业潜在污染风险的大小和分布,并揭示导致不同区域间水环境潜在污染风险空间差异的原因。基于《2012年废水国家重点监控企业名单》,本研究将沿松花江(到三级支流)1 km范围内的45家重点废水产生企业识别为松花江流域水环境潜在污染风险源。以沿江企业和重点区域的废水产生量与对应河段的水质状况表征水环境潜在污染风险源强弱与流域水体对潜在污染风险的缓冲能力,并以区域总人口数、第二产业产值及珍稀濒危物种分布情况反映流域社会-经济-自然复合生态系统对潜在污染风险的敏感程度开展评价。结果表明:牡丹江市辖区(牡丹江中游河段)因潜在污染风险源强、水体对潜在污染风险的缓冲能力低且自然生态系统对潜在污染风险的敏感程度高,是松花江流域受沿江企业产生的水环境潜在污染风险最严重的地区;长春市辖区(饮马河、伊通河部分河段)、伊春市辖区(汤旺河全部河段)与敦化市(海浪河全部河段、牡丹江部分河段)由于较低的水体缓冲能力和较高的生态系统敏感程度,应加强水环境潜在污染风险的防治;污染风险源强的吉林市辖区(西流松花江部分河段)与七台河市辖区(倭肯河部分河段),须提高本区域对潜在污染的风险管理能力以降低污染事故发生的可能性。最后,针对不同行业类型、区域潜在污染特点与水污染风险特征,从加快污水处理研究、评估污染治理经济手段、建立产业准入机制及完善污染防治立法等多方面提出流域水环境污染风险管控的相关建议。     

A practical concept for the ecological assessment of aquatic ecosystems: application on the River Dore in France

The ecological assessment of freshwater ecosystems necessitates to consider (i) the operational biological classification for defining a range of ecosystem alterations, (ii) operational biomonitoring tools fulfilling the requirements of the classification, (iii) ecological quality objectives to be preserved or restored. The development of this biomonitoring approach was illustrated by the study of the River Dore. Four biological qualities were defined with their related bio-indicators: (1) general biological quality (invertebrates), (2) biological sediment quality (oligochaetes), (3) biological water quality (diatoms) and (4) biological fish quality (fish communities). The selected bio-indicators were adjusted to an ecological classification model, based on a range of 8 ecological qualities, from `pristine' (S0) to extreme toxicity (S7). The model allows to use numerical index values as well as methods without index calculations, and to assess the general ecological quality of the river and its time-dependent evolution. At the sites downstream of industrial discharges, an improvement of the general ecological quality was observed from 1983 to 1995 in relation to sewage-treatment actions. A general ecological quality objective is proposed for each site of the river, taking into account the past and present ecological evolution of the river. The relevance of the approach greatly depends upon the accuracy of bio-indicator adjustment to the classification model and would be enhanced by taking into account other biological characteristics, like trophic status and hyporheic biocenoses.     

燕麦幼苗对盐胁迫的响应及过氧化氢对响应的调节

为了探讨‘定莜6号’燕麦对盐胁迫的生理生化响应及H2O2的调节作用,采用水培方法,研究外源H2O2对盐胁迫下燕麦活性氧代谢、渗透溶质积累和Na+、K+平衡的影响。结果表明:小于100 mmol·L-1Na Cl未对‘定莜6号’幼苗的生长造成明显影响,150 mmol·L-1及以上浓度Na Cl使幼苗干重和叶片K+/Na+显著降低,O2-·产生速率、H2O2、丙二醛(MDA)、可溶性蛋白质和脯氨酸含量及过氧化氢酶(CAT)、质膜H+-ATP酶活性明显提高,但抗坏血酸(ASA)和谷胱甘肽(GSH)含量变化不大;外施5μmol·L-1H2O2可显著缓解150 mmol·L-1Na Cl胁迫对燕麦幼苗生长的抑制作用,使燕麦叶片超氧化物歧化酶(SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)和CAT活性及H2O2、GSH含量明显提高,O2-·产生速率和MDA含量显著降低;5μmol·L-1H2O2还提高了150 mmol·L-1Na Cl胁迫下燕麦叶片可溶性蛋白质、可溶性糖、有机酸和脯氨酸含量及质膜H+-ATP酶活性和K+/Na+,降低了游离氨基酸含量;表明外源H2O2可调控燕麦幼苗活性氧代谢和渗透溶质积累,维持K+、Na+平衡,从而增强耐盐性。     

黄河主要水系水环境与底栖动物调查研究

2005年5月对黄河水系的42个采样点进行了水质与底栖动物的调查研究.调查结果表明,黄河水质总体污染严重,干流兰州段以上相对较好,但下游及支流水质污染严重.主要污染指标为总氮超标.在这些样点上共采到底栖动物90种,分属5门23科60属.其中,水生昆虫67种(74.4%),寡毛类15种(16.7%),软体动物5种(5.6%),甲壳动物与线形动物各一种(2.2%).物种组成上水生昆虫的摇蚊幼虫和寡毛类的水丝蚓为主要类群.在数量分布上,全流域底栖动物的平均密度为411.1 ind·m^-2,生物量为1520.1 mg·m^-2.干流密度与生物量(144.3ind·m^-2和151.6mg·m^-2)相对支流(1173.5 ind·m^-2和5430.1 mg·m^-2)明显偏低.与1958年和1982年的资料相比,所获得的物种数相近,但组成上有很大变化;而在密度生物量上,这次调查结果相对较低.     

吉林省松花江流域经济发展与水环境质量的动态耦合及空间格局

利用耦合度模型对1991-2010年吉林省松花江流域经济发展与水环境质量进行动态耦合和空间格局分析.结果表明:研究期间,研究区经济发展指数和水环境指数呈同步上升趋势,基本处于协调状态;从耦合协调度来看,经济发展与水环境系统交互耦合具有复杂性、非线性和时变性的特点,整体上经历了较低水平耦合阶段、拮抗时期和磨合阶段3个阶段;从耦合度来看,耦合度始终处于第一象限,为基本协调的发展阶段;从耦合度的空间差异性来看,位于河流上游的长春、吉林的耦合度高于下游的松原、白城地区.耦合度不仅与经济发展相关,同时受区域之间的联系和区域内部的产业结构等影响.上游城市的经济发展明显高于下游的城市,其在环境质量保护以及减少污染排放方面采取了更严格的措施,水环境质量较高.     

北京市白河和潮河流域生态健康评价

选取北京市重要的饮用水源密云水库上游白河和潮河流域,结合北京山区流域生态现状,构建了涵盖水域生境结构、水生生物、生态压力和陆域生态格局与功能、生态压力5大类13项指标的评价指标体系,开展了流域生态健康评价。结果表明白河和潮河流域的健康状态整体处于良好等级,但水生生物和陆域生态格局状况相对较差。14个子流域的健康状况差异并不显著,琉璃河、白河下段、汤河上游的健康状况相对较好,潮河中下段和小汤河的健康状况相对较差。流域内不合理的畜禽养殖、岸边带种植及民俗旅游是导致流域生态健康退化的主要原因,建议加强污染负荷排放的控制和监管涉水活动对水生生境的干扰以改善流域健康状况,并重点关注可指示水生态系统早期退化的生物指数,以实现可持续性和适应性的流域管理,保障密云水库的水生态安全。