星云湖硅藻群落响应近现代人类活动与气候变化的过程

随着人类活动的增强与全球气候变暖的持续,近年来云南湖泊的生态系统功能持续退化,而目前对云南湖泊生态系统的研究还主要集中于单一环境压力的生态效应。以星云湖为研究对象,通过沉积物记录与现代监测资料,识别在湖泊富营养化、气候变化以及人类强烈干扰下硅藻群落结构响应的过程,并甄别驱动群落变化的主要环境压力及其强度。结果显示随着湖泊生产力水平(如沉积物叶绿素a浓度)的增加,硅藻物种组成发生了明显的变化,主成分分析表明了水体富营养化是驱动群落变化的主要环境因子(r=-0.63,P0.001)。简约模型与方差分解的结果表明近200年来(钻孔长度38cm),湖泊营养水平和水动力是驱动星云湖硅藻群落变化的主要环境因子,分别解释了群落变化的18.8%和2.9%;而1951年以后,湖泊营养水平和温度分别解释了硅藻群落结构变化的31.4%和26.8%。研究结果表明了硅藻群落长期变化的主控因子是湖泊营养水平,而人类活动及气候变化等可以通过改变湖泊水动力及湖水温度来驱动硅藻群落的演替,同时抚仙湖-星云湖的连通性也对硅藻群落的演替产生了一定影响。     

微生物厌氧呼吸与有机污染水体沉积物修复

水体沉积物有机污染是当前全球关注的重要环境问题。微生物具有呼吸和代谢多样性,能以多种污染物作为厌氧呼吸的电子供体或受体,与周围环境中的生物和非生物因素组成代谢网络耦合有机污染物降解转化,是有机污染水体沉积物修复的重要驱动者。本文重点综述了微生物厌氧呼吸、电子传递网络及其对有机污染水体沉积物的修复机制研究进展,并对有机污染水体沉积物微生物修复理论和技术研究的问题和挑战进行了探讨。     

海洋沉积物中重金属对底栖无脊椎动物的生物有效性

海洋沉积物是重金属的重要贮库,而海洋底栖无脊椎动物主要从沉积物中摄取重金属,这些被摄取的重金属能够通过食物链进行传递,进而影响到人类健康。本文总结了近些年来在海洋沉积物中重金属对底栖无脊椎动物生物有效性方面的研究进展,包括海洋底栖无脊椎动物对重金属的吸收途径、沉积物地球化学性质和底栖无脊椎动物生理等生物因素对沉积物中重金属生物有效性的影响。在此基础上,展望了未来研究重点,主要包括近海富营养化对沉积物中重金属生物有效性的影响,海洋底栖无脊椎动物消化道中的物理消化过程对沉积物中重金属生物有效性的影响,海洋底栖无脊椎动物整个生活史过程中沉积物中重金属生物有效性的变化等。     

华南地区典型燃煤电厂周边土壤重金属分布、风险评估及来源分析

为了解华南地区典型燃煤电厂周边表层土壤重金属空间分布特征,对韶关市燃煤电厂周边20处农田表层土壤中7种重金属(镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、镉(Cd)、铅(Pb)、铬(Cr)及砷(As))的总量进行检测,并分析了其相应的空间分布规律,同时评估了周边土壤重金属的生态风险并分析其来源。结果表明:该燃煤电厂周边土壤中重金属Ni、Cu、Zn、Cd、Pb、Cr及As的平均含量分别是17.79、19.59、159.08、3.14、111.01、96.61 mg/kg和21.48 mg/kg,Cd、Pb污染情况突出,重金属Zn、Cd、Pb、Cr的分布与盛行风向密切相关。综合污染指数法表明,Cd、Pb及Zn处于重污染状态;潜在生态风险指数法表明,Cd处于严重潜在生态风险状态;地累积指数法表明,Ni、Cu整体处于无污染状态,Cd整体处于高污染状态。多种统计方法表明,Zn、Cd、Pb及Cr受燃煤电厂影响明显,Cu、As的来源不仅受燃煤电厂等工业的影响,还与该地区农业灌溉用水密切相关,Ni的分布最为均匀,受自然因素影响明显。     

鄱阳湖湿地水土环境中微塑料的时空分布及多源性

淡水湿地中日益严重的微塑料(MPs)污染已引起全球关注。为了解鄱阳湖典型湿地微塑料的时空动态特征,相继于丰水期和枯水期采集鄱阳湖流域五河入湖段和鄱阳湖汇入长江出湖段的水体和沉积物样品,分别采用消解抽滤法和浮选分离-消解抽滤法分离水体和沉积物中的微塑料,采用显微镜、傅里叶变换红外光谱仪和扫描电镜鉴定分析微塑料表征。结果表明: 鄱阳湖各区域丰水期水体和沉积物微塑料丰度范围分别为32.1～127.3 n·L^-1和533.3～1286.6 n·kg^-1,枯水期分别为87.1～295.5 n·L^-1和460.0～1368.0 n·kg^-1,与其他淡水湿地相比,鄱阳湖具有较高的微塑料丰度,且各区域间呈时空差异性。研究区微塑料的主要形态有微球、碎片、薄膜和纤维等,相应聚合物成分主要为聚苯乙烯(PS)、聚丙烯(PP)和聚乙烯(PE)等;水体中微塑料以微球类(丰水期35.7%,枯水期52.0%)为主要形态,沉积物中以碎片类(丰水期45.8%,枯水期69.7%)为主要形态;两个水期水体和沉积物中均以小粒径(<0.1 mm)微塑料占优势(>50%),不同粒径微塑料丰度随粒径增大呈减少趋势。鄱阳湖湿地微塑料的潜在主要来源包括工业废水排放、城乡生活污水处理厂排放、农业和渔业活动以及生活垃圾处理不当。     

富营养化山仔水库沉积物微囊藻复苏的受控因子

山仔水库作为福建省福州市重要的饮用水水源地之一,从2000年起每年都周期性爆发蓝藻门微囊藻属(Microcystis)水华现象,特别是在温暖的季节。对于这个富营养化水库,是否在沉积物中存在蓝藻门微囊藻的"种源"？假设山仔水库底泥中存在蓝藻门微囊藻休眠体,一定的环境条件能够促进蓝藻门微囊藻的复苏。研究于2009年12月采集水库大坝断面5根柱状沉积物,采用正交试验的方法,模拟了温度、光照、pH值、营养盐、物理扰动和浮游动物(膨大肾形虫)等环境因子对山仔水库沉积物中蓝藻门微囊藻的复苏响应。结果表明,底泥中存在着一定数量的底栖动物和硅藻、蓝藻和绿藻等微藻,从实验结束后沉积物中微囊藻数量的减少和上覆水体中微囊藻数量的增加,可以判断在适宜的环境条件下,蓝藻门微囊藻能够复苏并上浮到上覆水体中。正交实验显著性分析表明,温度是沉积物蓝藻门微囊藻复苏的重要影响因子,光照次之,上覆水体的pH值、营养盐、物理扰动和浮游动物干扰对沉积物蓝藻门微囊藻的复苏影响作用不显著,升温有利于沉积物中微囊藻的复苏。     

海南东寨港红树林沉积物中重金属的分布及其生物有效性

对东寨港红树林湿地沉积物中7种典型重金属元素(Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd 和Pb)的有效态含量和全量进行测定,并讨论了红树林湿地沉积物中重金属元素的分布特征及其生物有效性.结果表明： 7种重金属在东寨港红树林湿地的含量大于亚龙湾和三亚湾的红树林湿地,但与中国南方和世界各地的典型红树林湿地相比仍处于中等偏低水平.东寨港红树林湿地光滩、林缘、林内表层沉积物的重金属含量存在差异;在柱状沉积物中重金属伴随沉积明显,表现出较强的同源性.经EDTA萃取出的有效态金属在表层沉积物中含量依次为Cu＞Cr＞Zn＞Ni＞As＞Pb＞Cd;垂直梯度重金属有效态含量占总量的比例的最大值(除Ni外)均出现在表层或中上层;目标重金属元素有效态和总量在空间分布上具有明显正相关性,元素总量指标能较好地评估该元素的生物有效性     

岱海表层沉积物中内源磷的释放

以北方半干旱地区典型内陆封闭湖泊岱海为研究对象,开展了上覆水质及多种环境因子(温度,pH,溶解氧,扰动,光照)对湖泊沉积物内源磷释放的影响研究。结果表明:(1)温度升高有利于内源磷的释放,湖泊水体在温度较高的夏季更易呈现富营养化状态;(2)碱性条件有利于磷的释放,岱海水体属微碱性环境(pH8.8),若水体pH进一步升高,将会造成沉积物内源磷的大量释放;(3)厌氧条件(ρDO0.8mg/L)有利于磷的释放,岱海湖心区水深较深,易形成厌氧环境,因此湖心区内源磷释放强度较浅水区大;(4)强烈扰动有利于磷的释放,这会对浅水区的底质产生较大影响;(5)照度通过底栖藻类的生物作用,间接地限制了沉积物释磷对上覆水中磷浓度的影响。     

热带大西洋黄鳍金枪鱼垂直分布空间分析

为了解热带大西洋黄鳍金枪鱼(Thunnus albacares)延绳钓适宜渔获水温的等温线时空分布,分析黄鳍适宜的垂直和水平空间分布范围,采用Argo浮标剖面温度数据重构热带大西洋13℃和距海洋表层水温8℃(Δ8℃)的月平均等温线场,网格化计算了13℃和Δ8℃等温线深度值和温跃层下界深度差,并结合大西洋金枪鱼会委员(International Commission for the Conservation of Atlantic Tunas ICCAT)的黄鳍金枪鱼延绳钓渔业数据,绘制了13℃和Δ8℃等温线深度与月平均CPUE的空间叠加图,用于分析热带大西洋黄鳍金枪鱼中心渔场单位捕捞努力渔获量(Catch per unit effort CPUE)时空分布和次表层环境季节性变化关系。结果表明,13℃等温线,在高值CPUE出现的海域深度值大多小于250 m,主要在170—249 m,深度值超过250 m的海域CPUE普遍较小。5°S—9°N区域,Δ8℃等温线高值CPUE出现的海域深度值大多小于150 m,主要在50—139 m;7—10月份在南半球的非洲西海岸,在Δ8℃等温线深度值为150—350 m的海域也会出现中心渔场。全年在低纬度区域,高渔获率的垂直分布深度更加集中。13℃等温线影响热带大西洋黄鳍金枪鱼的空间分布,温跃层下界温度影响黄鳍金枪鱼的垂直分布。采用频次分析和经验累积分布函数计算其适宜次表层环境因子分布,13℃等温线180—240 m;Δ8℃等温线50—139 m;与下界深度差:13℃等温线-70—29 m;海表以下8℃等温线30—149 m。文章初步得出热带大西洋黄鳍金枪鱼适宜的水平、垂直深度分布区间。结果可以辅助渔情预报,为热带大西洋黄鳍金枪鱼实际生产作业和资源管理提供参考依据。     

农田表层土壤镉的典型空间插值方法对比研究

空间插值对于土壤重金属空间分布和污染评价具有重要意义, 以广东省广州市某地区农田表层土壤重金属镉的调查监测结果为例, 选取具有代表性的反距离加权、径向基函数、普通克里金、简单克里金、泛克里金5 种空间插值方法, 进行空间插值及土壤等级划分, 比较不同插值方法结果精度, 分析不同插值方法结果差异。研究结果表明: 不同插值方法识别的土壤镉浓度空间分布特征和土壤等级划分存在差异, 主要体现在局部极值向外过渡区域存在较大不确定性, 其中径向基函数精度最高, 克里金插值法对数据存在“压缩”效应较强。因此, 在开展土壤重金属污染调查时应考虑土壤重金属样本数据特征和空间结构特征, 选择合适的插值模型, 并适当加大土壤重金属浓度过渡区域采样密度。