不同生态保护地植物特征和土壤性质的对比研究——以黑河中游湿地为例

选择黑河中游张掖国家湿地公园和张掖黑河湿地国家级自然保护区为研究对象,对比分析了植物组成、物种多样性、植物生长状态、土壤养分、土壤理化性质及植物土壤间关系。结果显示:湿地公园的植物高度和土壤养分含量(有机碳、全氮、速效氮、全磷、速效钾)显著高于自然保护区,土壤理化性质含量(容重、pH)显著低于自然保护区,表明湿地公园有利于植物生长发育、土壤养分固存、改善土壤质地;自然保护区的植物科属种、多度、物种多样性(多样性指数、丰富度指数、均匀度指数)显著高于湿地公园,表明自然保护区有利于维持植物多样性;两种保护地中影响植物多样性的土壤因子不同,湿地公园物种多样性与土壤全磷和速效磷显著正相关,而自然保护区物种多样性与土壤盐分显著负相关。     

盐度和淹水对长江口潮滩盐沼植物碳储量的影响

盐生植物是盐沼有机碳储存的"临时库",也是土壤有机碳累积的主要来源,其碳储量大小对盐沼生态系统"碳汇"功能的发挥十分重要。以长江口潮滩本地种芦苇(Phragmites australis)和海三棱藨草(Scirpus mariqueter),及入侵种互花米草(Spartina alterniflora)为研究对象,采用单因素盆栽实验,模拟分析淹水盐度(0、5、10、15、25和35)、淹水深度(0、10、20、40、60cm和80cm)和淹水频率(每天、每3天、每7天、每10天和每15天)变化对各盐生植物地上、地下和总体碳储量大小的影响。研究结果表明,随着淹水盐度增加,芦苇、互花米草和海三棱藨草地上部分与总体碳储量均显著降低。土壤盐度可分别解释其地上部分碳储量变异的47.2%、66.5%和72.7%,与总体碳储量变异的34.7%、45.0%和62.0%。随着淹水深度增加,芦苇地上部分、总体碳储量和海三棱藨草地上部分碳储量均显著降低,其变异的68.6%、28.5%和71.1%可由淹水深度变化(10—80cm)解释。互花米草在80cm淹水深度下仍有较高的地上部分碳储量和总体碳储量。3种盐生植物碳储量对淹水频率变化的响应差异均不显著,所有处理地下部分碳储量差异也未达到显著水平。总体而言,互花米草对水盐胁迫的耐受性要强于本地种芦苇和海三棱藨草。尽管互花米草和芦苇具有相对较高的碳储量,但水盐胁迫对其碳储量的显著抑制作用不容忽视。海三棱藨草碳储量本就不高,输入土壤的有机碳量较为有限,海平面上升及盐水入侵等逆境胁迫会使其对盐沼"碳汇"贡献更加微弱。     

变异条件下淮河流域生态径流变化特征及驱动因子

基于淮河流域7个水文站点1956—2016年逐日径流量和72个雨量站点1960—2016的逐日降水量数据,利用Pettitt变异点检测、生态赤字和生态剩余等生态径流指标,定量分析淮河流域水文变异特征,根据生物多样性指标和水文变异指数间的关系,分析该流域水文变异的生态效应,利用位置、尺度、形状的广义可加模型(Generalized Additive Models for Location, Scale and Shape,GAMLSS)理论框架量化气候因子对生态径流变化的贡献。研究表明:(1)水文变异后生态剩余减少,生态赤字增多,干流流量历时曲线比支流下移更明显;年生态剩余/赤字与面降水距平变化一致,水利工程调蓄作用是夏季生态径流与降水距平相关性差的主要原因;(2)除冬季外,淮河流域年、季尺度生态赤字(生态剩余)逐年增加(减小),春季增加最为明显。尽管冬季生态剩余比其他季节高,但生态剩余整体减小,21世纪干流生态剩余达最低,香农指数表明淮河流域生物多样性逐年下降。生态径流指标与水文改变指标(Indicators of Hydrologic Alteration,IHA)指标相关达0.45,能体现IHA大部分参数信息;(3)淮河流域生态径流对北大西洋涛动(North Atlantic Oscillation,NAO)、太平洋年代际振荡(Pacific Decadal Oscillation,PDO)和Nino3.4气候因子影响最为敏感。干流生态径流对气候因子响应最敏感,而支流生态径流对气候因子响应不敏感,通过GAMLSS模型构建的生态径流对极端值和局部趋势拟合的效果更优。     

互花米草入侵影响下闽江河口湿地土壤有效硅的时空变化特征

2016年1—12月,选择闽江河口鳝鱼滩的短叶茳芏湿地、互花米草湿地以及二者的交错带湿地为研究对象,采用定位研究方法探讨了互花米草入侵影响下湿地土壤有效硅含量的时空变化特征。结果表明:互花米草入侵影响下3块湿地土壤有效硅含量随时间推移整体呈波动上升趋势;互花米草入侵显著提高了鳝鱼滩湿地30—60 cm土层土壤有效硅含量(P0.01),与短叶茳芏湿地相比,交错带湿地和互花米草湿地30—60 cm土层土壤有效硅含量分别增加了8.56%和19.97%,逐步线性回归分析表明土温和电导是影响其变化的重要因素(P0.01)。研究互花米草入侵影响下湿地土壤有效硅含量的变化特征,对于揭示湿地生态系统生源要素硅生物地球化学循环过程以及互花米草入侵及其扩张机制具有重要意义。     

香溪河水生昆虫功能性状及功能多样性空间格局

近年来,生物多样性研究已从群落物种多样性拓展至功能多样性层面,使用功能性状表征功能组成及功能多样性是当前底栖动物生态学研究的热点之一。物种功能性状对环境变化敏感,对群落和种群沿环境梯度的演替具有许多潜在的指示作用。为了解香溪河水系水生昆虫功能性状空间分布格局及环境因子对功能多样性的影响,于2005年12月及2006年1月、2月对该水系的香溪河、九冲河、高岚河、古夫河4条河流的水生昆虫进行了调查,并对理化指标进行了测定;参考相关文献资料,本研究选择化性、漂移性、游泳能力、吸附能力、形状、个体大小、流态偏好、温度偏好、生活型、营养习性等10个功能性状纳入分析。研究结果发现,香溪河水系共鉴定水生昆虫127种,四节蜉(Baetis sp.)、高翔蜉(Epeorus sp.)、短尾石蝇(Nemoura sp.)为区域优势分类单元,相对丰度分别为38.6%、9.1%、6.7%;4条河流间优势物种组成差异较大。10个功能性状中相对丰度最高的等级性状分别为1世代/a(Volt2)、高漂移率(Drft3)、无游泳能力(Swim1)、无吸附能力(Atch1)、流线型(Shpe1)、小型个体(Size1)、沉积/侵蚀流态兼好型(Rheo2)、广温型(Ther2)、附着型(Habi4)、收集者(Trop1);单因素方差分析及独立样本T检验表明,化性、附着能力、大小、流速偏好、温度偏好、漂移性、生活型、营养习性等性状级别间差异显著,而游泳能力、形状性状等级间无显著差异。对10个功能性状的33个等级性状在4条河流间相对丰度的差异性进行研究,结果发现,Volt1、Drft2、Swim2、Atch1、Atch2、Size3、Rheo1、Ther3、Habi2、Habi3、Trop3、Trop5等12个等级性状相对丰度在4条河流间差异显著。功能性状多样性、树状图功能多样性用来描述4条河流功能多样性,结果表明,功能性状多样性指数均值在古夫河、高岚河、九冲河、香溪河分别为2.8、3.2、6.9和5.4;树状图功能多样性指数均值在分别为4.8、5.7、11.1、8.8。功能冗余度均值在4条河流分别为2.9、3.4、4.6、3.9。运用逐步回归分析功能多样性、功能冗余度与环境参数的关系,结果表明,功能性状多样性指数受总氮、水深影响显著;树状图功能多样性指数受总氮、水深、流速影响显著;功能冗余度指数受硝态氮、溶解氧、二氧化硅影响显著。     

外源氮输入对黄河口新生湿地植物-土壤系统硫分布特征的影响

选择黄河口北部滨岸高潮滩的碱蓬湿地为研究对象,基于野外原位氮(N)输入模拟试验,研究了不同氮输入梯度下(N0,无氮输入;N1,低氮输入,9.0 gN m~(-2)a~(-1);N2,中氮输入,12.0 gN m~(-2)a~(-1);N3,高氮输入,18.0 gN m~(-2)a~(-1))碱蓬湿地植物-土壤系统全硫(TS)分布特征的差异。结果表明,外源N输入明显改变了湿地土壤TS含量的分布状况。随着N输入量的增加,除表层TS含量变化不明显外,其他土层均呈增加趋势。不同氮输入处理下植物各器官的TS含量整体均表现为叶茎根,叶是硫的主要累积器官。尽管氮输入处理并未改变植被的硫分配格局以及其地上与地下之间的硫养分供给关系,但其为适应不同养分环境可进行自身生长特性及养分分配的调整,且这种调整在N2处理下表现的尤为明显。随氮输入量的增加,不同氮处理下植物-土壤系统的S储量整体呈增加趋势,但土壤S储量的增幅远低于植物亚系统S储量的增幅以及N供给的增幅,说明N、S之间的养分供给存在不同步性。研究发现,未来黄河口N养分负荷增加情况下,碱蓬湿地植物-土壤系统的S生物循环速率不但可能会加速,而且N、S养分之间也可能形成一个正反馈机制,并将有利于维持新生湿地的稳定与健康。     

南充雉鸡的巢址选择和春夏季栖息地选择

2006年3-6月,采用野外直接观察法和样方法,在四川省南充市太和白鹭自然保护区对雉鸡(Phasianus colchicus)的巢址选择和春夏季栖息地选择进行了研究。通过主成分分析和对比分析,巢址选择研究结果表明:雉鸡的巢都是选择在乔木盖度小、距水距离较近、草本高度和盖度都较大的白茅(Imperata cylindri-cal)干草丛中;影响雉鸡巢址选择的主要因子依次为:坡度、总盖度、乔木平均胸径、乔木盖度、郁闭度、距水距离、距路距离、灌木平均高度、巢周围干草比例、裸地面积、巢上方覆盖物厚、灌木盖度和巢所在草丛宽度等13个因子。春夏季栖息地选择研究结果表明:雉鸡在春夏季倾向于在植被总盖度大、坡度适中、乔木盖度适中、草本盖度和高度较大、灌木盖度较小、灌木高度较大、隐蔽度较大、距路距离较远和郁闭度较大等的生境栖息。     

九龙江河口浮游植物的时空变动及主要影响因素

于2009年春（5月）、夏（8月）、秋（11月）在九龙江河口水域进行了水文、化学和生物的生态完全示范区综合外业调查,研究了九龙江河口浮游植物的种类组成、密度分布、季节变化、空间差异及主要影响因素,并结合前期资料分析了年际变动。结果表明,九龙江河口的浮游植物共记录7个门类75属134种。主体是硅藻,绿藻次之,甲藻和蓝藻较少,黄藻检出率高,裸藻和金藻零星检出。种类组成的空间差异大,绿藻在河口内区淡水水域比硅藻更占优势, 中肋骨条藻（Skeletonema costatum）、短角弯角藻（Eucampia zodiacus）、圆筛藻（Coscinodiscus spp.）、颗粒直链藻（Melosira granulata）、微小小环藻（Cyclotella. caspia）是河口区咸淡水水域及近海区的主要种类。浮球藻（Planktosphneria gelotinosa）、栅藻（Scenedesmus spp.）、盘星藻（Pediastrim spp.）、小席藻（Phormidium tenus）是河口内区淡水水域的主要种类。根据浮游植物的生态类型及其生境特征大致可分为三大类群。浮游植物密度夏季最高,平均为358.68103cells/L,密集中心的季节变化明显,密度分布由优势类群的密度分布决定。中肋骨条藻和短角弯角藻的数量庞大,导致优势种突出,多样性降低,种间分布不均匀,群落结构简单化。与史料比对,种类组成因淡水藻类的列入而更丰富,密度年际降低,中肋骨条藻仍是第一优势种,但优势度有较大降幅,优势类群有重大年际变化,细胞个体较小的种类占优。盐度和营养盐对浮游植物的分布及密度变化造成极大的时空差异,存在线性、复合线性、多项回归等复杂的相关关系。     

长江口及邻近海域富营养化指标响应变量参照状态的确定

对长江口富营养化指标中的响应变量进行了筛选,并在长江口分区的基础上,运用参照点或观测点指标频数分布曲线法,对1992年-2010年的数据进行分析,确定了长江口外海区和舟山海区富营养化指标中响应变量的参照状态.选择叶绿素a和底层溶解氧作为响应指标的必选指标,浮游植物密度和CODMn作为辅助指标.经分析,长江口口外海区叶绿素a、浮游植物密度、CODMn和底层溶解氧的春夏秋3个季节的参照状态分别为0.87mg,/m3,17.44× 103个/L,0.42mg/L,8.36mg/L;1.88mg/m3,25.96×103个/L,0.56mg/L,4.22mg/L;0.84mg/m3,12.10×103个/L,0.46mg/L,6.95mg/L;舟山海区叶绿素a、浮游植物密度、CODMn和溶解氧的春夏秋3个季节的参照状态分别为0.73mg/m3,6.77×103个/L,0.51 mg/L,8.75mg/L;1.00mg/m3,9.72×103个/L,0.37mg/L,5.94mg/L;0.78mg/m3,4.59×103个/L,0.55mg/L,7.40mg/L.本研究确定的参照状态值能较为客观的反映该海域的富营养化参照状态,且不同分区,不同季节间的指标的参照状态亦存在着显著的差异.     

九龙江河口及厦门污水处理设施抗生素抗性基因污染分析

【目的】近年来由于抗生素的滥用,导致了多药物抗性超级细菌的产生,有关抗生素抗性基因(Antibiotic resistance genes,ARGs)在环境介质中分布、迁移和扩散已经引起人们的广泛关注。针对九龙江河口及厦门污水处理设施抗生素抗性基因污染情况开展研究。【方法】通过定性PCR研究九龙江河口水体、沉积物和厦门污水处理设施活性污泥中4种磺胺类、13种四环素类ARGs及2种整合子基因的污染情况,并选择四环素类tet(W)基因进行克隆文库测序分析。【结果】除tet(O)和tet(S)外,其他基因均被检出。不同环境介质中的ARGs及整合子基因检出率为活性污泥(0.86)>沉积物(0.57)>水体(0.24)。在淡水和淡盐水中,sul(l)、int(1)、tet(A)、tet(C)、tet(E)、tet(M)和tet(W)的检出率要高于海水,表明九龙江上游可能是ARGs的污染源之一。【结论】主成分分析表明污水处理设施是ARGs的高发载体;沉积物是ARGs的稳定载体;而水体中的ARGs易于分解。此外,tet(W)基因克隆文库分析表明,厦门污水处理设施也可能是九龙江河口及厦门沿岸的ARG污染源。