太湖流域湖西区城市化空间过程及其生态效应

我国快速推进的城市化进程正对周围生态系统造成现实或潜在的威胁.基于RS和GIS技术,从镇域尺度探讨1984～2004年太湖流域城市化空间过程及其生态效应.(1)城镇用地轴向扩展明显:沿路三级邻域带R1、R2、R3在1984～2004年期间新增城镇用地面积累积平均百分比分别为88.24%、90.23%、94.68%.(2)城镇用地扩展形态指数MFD与城镇公路连接数UR存在关系:UR=UR3时,扩展形态指数MFD>=1.5;UR＝UR1时,1.250高值区占全区面积的66.33%,形成两核两带:两核位于溧阳经济开发区和镇江谏壁镇-丹徒镇附近;两带分别是两核连线地带和溧阳城区-宜兴新街镇附件一带.     

江苏省棉区棉田杂草群落发生分布规律的数量分析

在对江苏省四大主产棉区８２个样点７２７块田地共５７．５ｈｍ＾２棉田杂草群落及草害进行了７级目测法调查采集数据后,对其进行主成分分析,并赋以生态学意义的解释,研究表明,江苏省棉田杂草的发生和分布与轮作种植制度和区域性化作制度导致的田间水分的巨大差异是决定杂草群落结构特征的最深刻的原因,导致全省水旱轮作棉 杂草群落有趋同性。     

江苏省棉区棉田杂草群落发生分布规律的数量分析

在对江苏省四大主产棉区８２个样点７２７块田地共５７．５ｈｍ＾２棉田杂草群落及草害进行７级目测法调查采集数据后,对其进行主成分分析（ＰＣＡ）,并赋以生态学意义的解释。研究表明,江苏省棉田杂草的发生和分布与轮作种植制度和地理区域性密切相关,其中轮作制度导致的田间水分的巨大差异是决定杂草群落结构特征的最深刻的原因,导致全省水旱轮作棉田的杂草群落有趋向性。而地理区域构成的土壤、气候等生态因子的显著影响表现     

天津公园灰尘与土壤重金属污染特征

对天津市区41个代表性公园及滨海新区10个大型公园灰尘和土壤重金属理化性质及含量进行了测定,分析了灰尘和土壤中重金属的空间分布特征.结果表明:天津市公园灰尘和土壤粒径分布呈双峰或多峰分布特征;灰尘和土壤中有机质平均含量分别为49.10和27.15 g·kg-1.公园灰尘重金属Cu、Pb、Cr、Cd和Ni含量均值分别为113.88、76.81、141.53、1.30和114.70 mg·kg-1,土壤中则分别对应41.68、30.76、96.43、1.01和34.03 mg · kg-1,均高于天津市土壤背景值.天津和平区、南开区东北部与河西区所受重金属污染较小.相关分析与主成分分析表明,有机质是灰尘与土壤中重金属Cd的重要载体,包括交通流量、工业活动等在内的人为因素是公园灰尘、土壤重金属Cr、Ni、Cu、Pb的主要来源.     

太湖流域粳稻地方品种遗传多样性研究

太湖流域稻作历史悠久,是我国粳稻高产地区之一。但育成品种的遗传基础日趋狭窄,将会给农业生产带来潜在风险。为了有效利用地方水稻资源以扩大改良品种的遗传基础,作者通过调查19个农艺性状,对823个太湖流域粳稻地方品种的遗传多样性进行了研究。结果表明:15个数量性状的变异系数(CV)范围在4.6%(结实率)和33.7%(单株产量)之间。颖壳色、稃尖色、芒型和粒型4个质量性状分别有10、6、5、4种表现型。19个农艺性状的多样性指数(H′)变化范围在0.757(粒型)和1.930(每穗实粒数)之间,平均为1.540。9月10日以后抽穗的品种比9月10日及其以前抽穗的品种具有更丰富的表型变异。主成分分析表明,株高、单株有效穗、每穗总粒数、每穗实粒数、着粒密度、千粒重、单株产量和穗颈长等8个性状是解释太湖流域粳稻地方品种多样性的重要性状。     

海南岛黎母山四眼斑水龟对春季生境的选择性

2004年3—4月,在海南岛黎母山采用系统抽样法对四眼斑水龟春季生境选择进行了初步研究。在海拔170～1170m设196个研究样点,共1392个笼捕日。其中在海拔170～470m的26个布笼点共捕获四眼斑水龟36只,而在海拔470～1170m未捕获到四眼斑水龟。采用Kruskal Wallis检验,对海拔500m以下四眼斑水龟利用样地(n=26)和海拔500m以上的对照样地(n=26)的生态因子差异显著性进行检验。结果表明,两类样地的海拔、植被类型、植被盖度、落叶厚度、土壤类型、坡度、水面宽、水深、水面流速、基底类型、露石率、食物丰度、干扰距离13个生态因子差异均显著,仅石洞数目差异不显著。说明海拔500m以上和以下的环境差异较大。主成分分析结果表明,影响四眼斑水龟生境选择的主要生态因子依次为海拔、干扰距离、植被盖度、土壤类型、水深和落叶厚度。而植被类型、食物丰度、露石率、基底、石洞数目、坡度、水面宽和水面流速8个生态因子的影响不明显。保护好近河岸植被和提高当地群众对龟类的保护意识对四眼斑水龟的保护十分重要。     

濒危植物香果树幼苗空间格局及数量动态研究

采用相邻格子样方法采集数据,应用理论分布模型、分布系数法、Morisita格局指数法、聚集强度指数以及Greig-Smith区组均方方法研究了香果树幼苗种群空间格局,结果表明:(1)濒危植物香果树幼苗呈聚集分布,聚集强度受区组尺度的影响较大,随尺度的增加而减小;不同幼苗种群格局强度随着纬度增加,也呈现下降的趋势。(2)Greig-Smith区组均方法研究显示,香果树种群在8~16m2和50~64m2处聚集;香果树幼苗大小结构呈现出高度在0~40cm范围内幼苗较多现象,但经过强烈的环境筛选,大部分生长未达到120cm而死亡。(3)主成分分析表明,香果树幼苗受乔木盖度、灌木盖度、光照强度以及大气的温湿度影响较大。因此,建议加强香果树原生生境的保护,严禁对香果树幼苗进行滥砍、滥伐、放牧等破坏;通过降低乔木层和灌木层盖度,清理林下枯落物、苔藓等,增加林下光照强度,建立小面积林窗,促进香果树幼苗发育。     

基于水供需服务流及外溢价值核算的太湖流域横向生态补偿机制

通过生态补偿协调流域内经济发展与生态保护的关系、缓解上下游利益相关者之间的矛盾是保障流域经济社会可持续发展的关键措施,而流域生态补偿核定的关键在于两点:一是如何模拟并量化水供需服务流动的流向、流量、流速及路径以明确供需双方及其空间关系;二是如何实现栅格尺度-地理单元-行政单元的尺度推演以实现不同行政单元之间生态系统服务的盈余、占用、外溢核算。整合卫星遥感、经济社会统计、水文气象观测等多源异构数据,集成水量平衡、水供需服务流动、生态价值核算等方法,构建了基于水供需流动及其外溢价值核算的流域横向生态补偿标准核定框架,利用D8流向法解决了水供需服务流动的流向、流量、流速及路径模拟与量化,实现了\"栅格尺度-地形单元-行政单元\"空间尺度推演的外溢价值核算,形成了流域内横向水生态补偿资金收取与分配方案。以太湖流域为例,在全面分析水资源外溢、占用及其价值的基础上,解析了县域尺度的水供需时空关系、流动路径及属性特征,辅以水质指标进而明确界定了责任方与补偿对象,形成了补偿资金收取与分配方案。结果表明,太湖流域水供需双方界线清晰、服务流近似于自然汇流过程,供给方以流域西部、西南部、中部县域为主,特别是西部至中部的县域,应受偿资金较多,平均各县应受偿资金比例超过2%/a,应受偿资金最多的嘉善区,比例超过19.66%/a;需求方聚集于流域中部、东部,特别是黄浦江自然汇流沿岸县域,应收取补偿资金较多,平均各县应收取资金比例超过5%/a,应收取最多的浦东新区,比例超过15.48%/a;净补偿资金基本呈现西高东低的分布特征,流域的大部分城市核心区的县域净补偿资金为负值。研究的核定框架、量化核算方法、资金统筹方案可应用到其他流域的横向生态补偿机制构建,实现流域内部与流域之间生态保护和经济发展的整体协调。     

以Ca-Ca距离为基础的构象空间的可视化研究

蛋白质结构构象呈现明显的规律,研究其在特定构象空间的分布对蛋白质结构预测和模拟具有重要意义。本文以449个非冗余的高分辨串蛋白质结构为材料,以Ga-Ga距离向量代表蛋白质片段。然后利用主成分分析方法,建立蛋白质片段构象空间的可视化构图,并且单个蛋白质分子可以映射到该空间形成一个顺序连接的路径。从而,可以很直观的分析各长度片段（4-9个残基的片段）的分布情况及其内在的连接关系。图形显示了明显的聚集性,以及各种类型片段与二级结构明显的对应关系。     

以Cα-Cα距离为基础的构象空间的可视化研究

蛋白质结构构象呈现明显的规律,研究其在特定构象空间的分布对蛋白质结构预测和模拟具有重要意义.本文以449个非冗余的高分辨率蛋白质结构为材料,以Cα-Cα距离向量代表蛋白质片段.然后利用主成分分析方法,建立蛋白质片段构象空间的可视化构图,并且单个蛋白质分子可以映射到该空间形成一个顺序连接的路径.从而,可以很直观的分析各长度片段(4～9个残基的片段)的分布情况及其内在的连接关系.图形显示了明显的聚集性,以及各种类型片段与二级结构明显的对应关系.     

江苏滆湖大型底栖动物群落结构及其与环境因子的关系

为了解滆湖大型底栖动物群落结构特征及其与环境因子的关系,于2013—2014年对滆湖20个采样点的大型底栖动物按季节进行了8次调查,同时对14项水环境指标进行了逐月监测.结果表明: 共采集到大型底栖动物25种,其中软体动物3种,占12%,摇蚊幼虫12种,占48%,寡毛类4种,占16%,甲壳类4种,占16%.优势种为霍甫水丝蚓、苏氏尾鳃蚓、中国长足摇蚊和太湖裸须摇蚊.摇蚊幼虫和寡毛类存在显著的空间和季节变化.氮、磷营养元素和水温对滆湖水域环境状况有较大影响,且总氮(TN)、硝态氮(NO₃^--N)和溶解氧(DO)均表现出显著的空间和季节变化.相关性分析表明,TN和NO₃^--N是影响滆湖大型底栖动物群落结构的主要水环境因子,环境变量可以较好地解释主要类群的变化.     

Distribution, sources and potential toxicological significance of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in Taihu Lake sediments, China

Taihu Lake is one of the largest freshwater lakes in China. The lake is very shallow with a mean depth of 1.9 m and an area of 2428 km². This is the first time that polycyclic aromatic hydrocarbon concentrations in the surface sediments of Taihu Lake have been analyzed. A distinctive spatial distribution of PAHs was observed. Sediments from Lake Wulihu and Meiliang Bay (sites 1–5) had significantly higher PAH concentrations (858–5260 g kg^–1 dw) than any other area of Taihu Lake. These high PAH levels were associated with the input of untreated and partially treated domestic and industrial sewage from Wuxi, Changzhou, Wujin and other cities. Special PAH ratios, such as phenanthrene/anthracene and fluoranthene/pyrene, were calculated to evaluate the relative importance of different origins. The data confirmed a relatively high level of petrogenic contamination in sites 1–5 (mainly sewage discharge and the river runoff). The other samples were further from the sources of pollution and have relatively low PAH concentrations (410–768 g kg^–1 dw). The sources of PAHs in these sites (6–13) were characterized by combustion-derived PAH contamination associated with atmospheric deposition. In addition, effects range low (ERL) and effects range median (ERM) guidelines (Long et al., 1995) were used to estimate the potential of adverse effects resulting from PAH contamination in Taihu Lake sediments. The results indicated that some sites in the northern part of the lake had levels of PAH that exceeded the ERL value. This was interpreted to mean that acute biological effects may occasionally be expected to occur.     

太湖上游不同类型过境水氮素污染状况

利用GPS定位,在春、夏、秋、冬4个季节,对地处太湖上游宜兴地区受农田径流、农村生活污水、水产养殖和畜禽养殖污水污染的过境水体氮素污染状况进行了调查,对不同类型水体中不同形态氮浓度的季节性变化特征进行了分析,比较了不同类型水体的15N自然丰度.结果表明:不同类型过境水氮素污染严重,人为影响强烈,不同的农业生产和人类活动具有不同的污染特征;受农田径流影响的河流,水体受铵态氮污染的风险较小,受硝态氮的污染较重;农村居民区河流主要受农村生活污水影响,水体铵态氮负荷较高;畜禽养殖场附近的河流受养殖污水的影响,水体的氮素污染最为严重,尤其是铵态氮负荷最高;相比之下,养殖鱼塘水体总氮最低,主要以有机氮为主;水体氮素污染受河流季节性环境演变的影响,表现为夏季浓度最低,冬季浓度最高;农田施肥是太湖氮污染的主要来源,但在丰水期生活污水和畜禽养殖废水也会成为太湖重要的污染源.     

太湖16000年来沉积环境的演变

通过对太湖钻孔岩芯岩性,结构,构造的剖析及粒度,磁化率的测试,发现冰后期东太湖形成于跑今６５００年前,在距今６５００－５８００年,为一水深约２－３ｍ的,经常受到流水作用影响的浅水湖泊,距今约５８００－５７００年,东太湖曾一度干枯或接近于干枯,距今５７００年以来湖泊变浅,平均水深只有１ｍ左右,由于湖泊变浅,湖底经常遭受波浪的扰动,形成波状层理或透镜状层理。西太湖局部洼地集水成湖的时间比东太湖早,并且     

太湖流域土地利用与景观格局演变研究

基于遥感、GIS技术和景观生态学方法,以太湖流域为研究区域,在1985年、1995年和2000年的土地利用图基础上,分析了土地利用与景观格局演变.结果表明,15年间,太湖流域农田呈减少趋势,建设用地、林地、草地、水体呈增加趋势,其中农田的减少占土地利用总减少量的89.64%,建设用地的增加占土地利用总增加量的79.21%;由于人类活动的干预,太湖流域景观结构与景观异质性发生了较大变化.从景观尺度上看,斑块密度、多样性指数和均匀度指数呈降低趋势,边界密度、优势度指数、景观形状指数呈增加趋势;从斑块尺度上看,各景观组分的异质性指数及其变化过程有较大的差异,体现了景观生态系统的复杂性.人口增长、经济、政策等因素是太湖流域近15年景观格局动态变化的主要驱动力.太湖流域土地利用变化产生了景观碎化、边缘效应、生境退化等景观生态效应.可通过调整景观尺度上的土地利用方式,使太湖流域生态建设及水土资源实现可持续发展.     

太湖一级保护区非点源磷污染的定量化研究

采用田间实验与实地调查相结合的方法,研究了太湖一级保护区武进市雪堰镇水稻季节各种类型非点源磷污染的负荷分配情况。结果表明,雪堰镇各种类型农业非点源污染中,农田磷排放总量为1313kg,占排放总量的56．2％;农村居民磷排放总量为442kg,占排放总量的18．9％;城镇居民磷排放总量为518kg．占排放总量的22．2％;养殖业磷排放总量为62kg,占排放总量的2．7％．在当前的非点源磷污染治理中,除采取有力措施控制农田养分外,对于城镇和农村居民生活污水和人粪尿的排放也应引起重视。     

水体热分层对万峰湖水环境的影响

2009年9月(秋季)和2010年1月(冬季)对南盘江流域峡谷型水库--万峰湖的水温和水化学(DO、pH、总磷)进行监测,结果表明:万峰湖水体在秋、冬季节均存在明显分层,秋季.水体分为3层,0～10 m为混匀层,10～50 m为斜温层,50 m以下为滞水层,这种温度分层阻止了水的对流混合,引起显著的水化学分层,形成底部厌氧层.冬季,水温下降,在水下50 m左右分层,表层随深度增加水温下降,下层为滞水层,水温较为均匀.相关性分析表明,万峰湖在2009年9月(秋季)和2010年1月(冬季)水温和DO、pH、总磷之间均为极显著相关,水化学分层与温度分层同步.     

太湖浮游纤毛虫群落结构及其与环境因子的关系

用定量蛋白银染色法,对太湖浮游纤毛虫进行定性和定量研究,同时用多元统计方法分析生物和非生物因子对其影响。在全湖设置32个点位进行季度采样,共检出117种纤毛虫,隶属于3纲、15目、78属,其中95种鉴定到种的水平。纤毛虫平均丰度27 170个/L(1 500—139 150个/L),平均生物量600.6μg/L(16.7—8736.0μg/L),以寡毛目、前口目、盾纤目、缘毛目和钩刺目为主。优势种包括:浮游藤壶虫、趣尾毛虫、顶口睥睨虫、银灰膜袋虫、水生钟虫复合种、钟形钟虫、杯铃壳虫、双叉弹跳虫、大弹跳虫、短列裂隙虫、小裂隙虫、圆筒状似铃壳虫。纤毛虫群落结构空间异质性较高,丰度上呈现从南向北、从敞水区向沿岸河口区逐渐增加的趋势;北部湖区以小个体的寡毛目、盾纤目、前口目为主,而南部主要以大个体的寡毛目为主;从功能摄食类群上看,北部各点以食菌种类为主,而南部以食藻种类居多。该类群季节变化明显,于夏季出现丰度峰值,生物量是冬、夏季显著高于春、秋季。通过CCA多元分析发现,太湖纤毛虫群落结构差异主要与水体营养水平、桡足类数量和pH值等有关,且在不同季节由不同的环境因子调控。