底栖动物对水层-底栖界面生源要素循环的扰动效应

综合评述了国内外底栖动物对水层-底栖界面生源要素循环的扰动效应,并对其进行展望。底栖动物对水层-底栖界面的各种生源要素在水生生态系统中的循环、交流以及转化起着重要的作用。国际上有关于这一方面的研究起步于20世纪50-60年代,经过几十年的发展,在实验仪器、设备以及实验方法上取得了长足的发展,目前已实现了实验模拟、现场观测和建立模型三者的结合。国内对这一领域的研究相对起步较晚,研究主要围绕海洋开展,而对湖泊以及河流的研究则较为薄弱。作为生物扰动研究的一个重要方向,底栖动物对水层-底栖界面生源要素循环的扰动效应研究具有重要的理论价值以及应用前景。应根据我国的各种水域特点,广泛开展国际合作,为水体污染和富营养化等的治理提供科学依据。     

基于扰动指数的天水南部植被扰动时空序列研究

利用全球扰动指数(The MODIS Global Disturbance Index, MGDI)模型并以长时间序列的MODIS的增强型植被指数(Enhanced Vegetation Index, EVI)和地表温度(Land Surface Temperature, LST)数据作为数据源对天水南部地区2001—2016年植被扰动指数时空分布变化特征和驱动因子进行研究。结果表明: (1)16年来植被扰动指数的均值空间分布不均, 其值分布于0.66—1.09之间, 天水市南部地区的西北和西部部分地区植被扰动指数明显低于其它地区, 且主要为积极扰动。(2)植被扰动指数的年际变化呈降低趋势, 占总面积的89.58%, 其中研究区中农耕区减小的趋势最为明显。植被扰动指数的变异系数分析结果表明, 2001—2016年以来天水南部大部分地区植被扰动指数变化较稳定。其中, 西北部的农耕区扰动指数波动幅度较大, 而林区波动相对较小。(3)植被扰动情况受海拔和坡度、河流和道路的影响。空间分布上, 扰动主要发生在海拔相对较高、坡度较缓及近河流和道路地区。     

贡嘎山峨眉冷杉林原生扰动土壤溶质运移的持续降雨模拟研究

以人工持续(5d)降雨模拟方式研究了贡嘎山物眉冷杉林原生土壤地表覆被层破坏后土壤中矿质元素与营养盐的迁移输出动态与规律。模拟降雨采用当地最为常见的小到中雨雨型（5.7-26mm/h),壤中流以垂直入渗为主,并滞后于降雨0.2-4.2h,通过0模拟实验发现,降雨总量和降雨事件的持续时间对壤中流产生量的影响比单位时间降雨强度的影响更为明显,在持续降雨影响下,主要离子（Mg^2 ,Ca^2 ,Cl^-,SO4^2-和Na^ K^ ）和营养盐（NH4^ -N,NO3^--N和活性磷酸盐）在短期内急剧流失,模拟降雨的第1天,壤中流结束时离子浓度仅为初始时浓度的29%,营养盐浓度为初始浓度的21%-55%。至第3天,上述离子和营养盐输出浓度趋于恒定,约为首日降雨壤中流初始浓度的1%-15%,在主要矿质元素流失后,原生土壤内过程转为有机质控制的HCO3^-输出过程,伴随着土壤矿质养分的输出,土壤缓冲能力下降,壤中流pH值由6.1降为5.2,研究结果表明,贡嘎山区峨眉冷杉林原生土壤系统十分脆弱,养分易于流失,对人类活动的敏感性很高。     

古尔班通古特沙漠区大沙鼠对荒漠植物群落的扰动效应

2006年5月,调查了大沙鼠洞区和对照区植物种类组成、盖度、密度、地上生物量,研究了大沙鼠对古尔班通古特沙漠植物群落物种组成和植被结构的影响.使用Mann-Whitney U检验表明,洞区植物种数(16.1)显著高于对照区(13.8)(Z=2.436,P<0.05);洞区半灌木种数(0.8)显著低于对照区(1.9)(Z=3.442,P<0.01).受大沙鼠扰动影响,大沙鼠洞区植被平均盖度(2.40%±2.30%)显著低于对照区(14.46%±6.82%)(Z=3.63,P<0.01);大沙鼠洞区地上植物生物量(6.52 g·m-2±6.30 g·m-2)显著低于对照区(23.3 g·m-2±12.85 g·m-2,Z=3.708,P<0.01).大沙鼠洞区Simpson指数(0.75±0.10,n=10)和Shannon-Wiener指数(0.78±0.12,n=10)显著高于对照区Simpson指数(0.61±0.16)和Shannon-Wiener指数(0.60±0.16)(t=2.362,P<0.05;t=2.948,P<0.01).结果表明:大沙鼠的掘洞、采食行为能够提高古尔班通古特沙漠1年生植物的物种多样性,并导致半灌木衰败.洞区的植物群落在一定程度上显现出次生演替的特征.     

两种吸血水蛭对光闪烁和水扰动刺激的反应

利用自制的控温实验槽在暗室内进行医蛭科两种吸血水蛭对光闪烁和水扰动刺激的模拟个体生态实验,实验结果的统计分析表明,日本医蛭在１６℃时与照度有极好的正相关关系,而在２２℃时成负相关关系,０．２克体重的个体在两种温度对照度的敏感度均大于０．５－０．６克和１．０－１．３克体重的个体,湖北牛蛭在两种温度时与照度均成正相关关系;０．５克体重的个体在１６℃时对照度的敏感度大于１．０－３．３克体重的个体９．５－     

夏季绿洲生态环境对荒漠背景地表能量过程的扰动

利用观测试验资料,对比分析了夏季典型晴天敦煌绿洲与周围荒漠戈壁背景地表过程的差异,揭示了绿洲生态系统对干旱区荒漠背景地表过程的扰动特征。结果表明:绿洲地表净辐射日平均要高出周围荒漠戈壁背景60 W/m2以上,约占绿洲净辐射的1/4以上。对绿洲高出的净辐射贡献最大的是绿洲相对低的地表长波辐射,其次是较高的太阳总辐射。而绿洲相对较低的大气长波辐射对高出的净辐射有较大的负贡献,特别是地表反射辐射也有很小的负贡献。绿洲高出的地表净辐射主要贡献于加强潜热和地热流量,还有一部分被绿洲地表能量不平衡差额所占,它实际上可能由一般地表热量平衡所不考虑的垂直热量平流来输送。而绿洲明显低于荒漠背景的感热通量则节省了一部分净辐射能量。     

西部干旱区煤炭开采环境影响研究

大规模煤炭资源开采与干旱脆弱生态环境的空间耦合将会诱发日益严峻的社会、环境问题。分析了我国西部干旱区煤炭地下开采对植被、土壤水、地下水、土壤等关键环境要素影响的研究进展与不足;指出现有研究主要以单一环境要素、局部尺度为主,缺乏多尺度综合的环境要素协同损伤规律与井上下联动响应机理等基础研究。因此,现有成果还无法满足指导煤炭开采技术改进与控制环境损伤的需要。建议从井下到井上,从工作面、矿井、矿区、流域多尺度综合实现地空一体化同步监测,加强对西部干旱矿区各关键环境要素的协同损伤规律研究;加强对井上下环境要素对开采地质条件响应机理研究;建立不同开采条件、不同评价尺度下,矿区开采环境损伤的评价与预测模型。     

大型底栖动物对河口沉积物的扰动作用

利用微宇宙示踪技术,定量研究了天津北塘河口地区的天津厚蟹、沙蚕、泥螺和青蛤4种底栖动物对沉积物的扰动作用.结果表明：生物扰动对沉积物的分布具有明显影响.不同底栖动物扰动能力不同,对表层沉积物的扰动强度（扩散系数,10^-3 cm²·d^-1）大小依次为：沙蚕（2.95）> 天津厚蟹（1.00）> 青蛤（0.78）> 泥螺（0.35）> 对照（0.05）;对深层沉积物则是天津厚蟹（3.10）>沙蚕（2.33）>青蛤（0.28）>泥螺（0.15）> 对照（0.05）.这种差异主要与不同底栖动物所属的功能群不同有关.底栖动物体积与表层沉积物扩散系数显著相关（P<0.05）,可采用底栖动物体积预测其对沉积物的扰动强度.     

生物扰动对沉积物中污染物环境行为的影响研究进展

生物扰动由于显著改变沉积物结构和性质,进而影响沉积物中污染物的环境行为。综述生物扰动对沉积物中氮、磷、重金属和疏水性有机污染物环境行为的影响。生物扰动促进这些污染物从沉积物向水体释放。生物扰动还对不同的污染物产生其它不同的影响。对于氮,生物扰动还影响其硝化与反硝化作用;对于磷,生物扰动不仅改变其化学形态,还提高有机磷降解。对于重金属,生物扰动还能改变其在沉积物中的分布及化学形态。对于疏水性有机污染物,生物扰动主要增强生物富集和代谢,以及提高生物降解。