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生态环境学报 2016年第09期杂志 文档列表

生态环境学报杂志研究论文

吉林西部盐碱地水田水稻不同生长期土壤酶活性与有机碳含量的关系1425-1430

水分管理对稻田细菌丰度与群落结构的影响1431-1438

摘要：目前，不同水分管理条件下，从DNA和RNA水平探究长期淹水和间歇灌溉对稻田土壤细菌群落结构的研究还较少。为探明不同水分管理方式下土壤细菌数量和群落结构特征，以长沙县金井长期定位试验为平台，提取土壤微生物DNA和RNA，应用荧光定量和限制性片段长度多态性技术和方法分析了两种水分管理方式——间歇灌溉（稻草和无稻草）和长期淹水（稻草和无稻草）对稻田土壤细菌丰度和群落结构的影响。结果表明，间歇灌溉稻田细菌数量高于长期淹水稻田。在DNA水平上，间歇灌溉稻田干土细菌数量达到3.9×1010copies·g-1，是长期淹水稻田干土的2.18倍；有稻草添加时，间歇灌溉条件下稻田干土细菌数量达到6.1×1010copies·g-1，是长期淹水稻田干土的2.21倍。在表达水平上，间歇灌溉条件下稻田干土细菌数量达到2.1×108copies·g-1，是长期淹水稻田干土的2.58倍；有稻草添加时，间歇灌溉条件下稻田干土细菌数量达到2.8×108copies·g-1，是长期淹水稻田干土的1.13倍。间歇灌溉稻田与长期淹水稻田的细菌种群结构存在差异。在DNA水平上，尽管间歇灌溉稻田多样性指数与长期淹水稻田相近，但优势细菌种群存在差异。而在表达水平上，不仅优势细菌种群存在差异，而且间歇灌溉稻田土壤细菌的多样性显著高于长期淹水稻田。在有稻草添加情况下，间歇灌溉稻田多样性指数为2.49，而长期淹水稻田多样性指数为0.28。总之，水分管理方式对稻田土壤细菌丰度和群落影响显著，间歇灌溉能够提高水田土壤细菌的数量和细菌的多样性，从细菌的丰度和多样性角度考虑，间歇灌溉是稻田较适宜的水分管理方式。

入侵藤本薇甘菊对酸性土壤的适应性1439-1445

摘要：有害藤本植物薇甘菊（Mikaniamicrantha）原产中南美洲，现已对我国华南地区的植被和生态造成了严重危害。了解薇甘菊对非生物环境因子的适应性是对其进行科学治理的基本前提之一。华南地区以酸性土壤为主，而铝毒害是酸性土壤环境中植物生长的重要限制因子。为揭示薇甘菊对土壤pH条件及铝毒的适应性，本研究对比了薇甘菊在不同土壤pH环境下的萌发和生长情况；比较分析了薇甘菊3个不同种群和其他5种植物种子在不同浓度铝离子胁迫（0、0.5、1和2mmol.L-1）下的种子萌发和幼苗生长；测定了深圳内伶仃岛薇甘菊及其他19种本地不同生活型植物茎干中3种微量元素（铝、锰和铁）的含量。结果表明，（1）薇甘菊种子在pH值为3.6~7.9的土壤环境中都能正常萌发，种子萌发率随土壤pH值的升高而逐渐降低；薇甘菊幼苗在pH值为4.3的条件下生长最佳，幼苗苗高、叶数、根数和根长都显著高于其他处理梯度。（2）当Al3+浓度不高于2mmol.L-1时，薇甘菊种子的萌发率无显著组间差异，与对照植物相比也没有显著差异；但薇甘菊不同种群之间的差异明显，尤其是在幼苗存活率上。（3）薇甘菊茎干中铝（655.3mg.kg-1）和铁（309.9mg.kg-1）的含量均为20种受试植物中的最高值，分别是其余19种对照植物平均值的11.5倍和3.3倍；锰含量（469.4mg.kg-1）仅次于鸭脚木，是其余19种植物平均值的2.7倍。以上结果表明薇甘菊对土壤酸碱度有较广的生态幅，对土壤铝离子毒害具有一定的耐受和富集能力，且铝离子毒害未影响薇甘菊对其他离子的吸收，因此对酸性土壤有较强的适应性。薇甘菊对酸性土壤的适应性有利于其成功入侵华南地区，而该区域土壤酸化的加剧可能进一步加重薇甘菊的潜在危害。

轻度干旱胁迫下黄淮麦区不同基因型小麦的响应分析1446-1452

摘要：黄淮麦区是我国小麦的主要生产区，而此地区小麦生长季降雨稀少，深受干旱的影响。为了解黄淮麦区不同基因型小麦的抗旱性差异，采用盆栽控水营造干旱胁迫环境，选取河南省大面积种植的23个小麦品种进行苗期试验。通过测定小麦的叶片脯氨酸含量、叶片相对含水量、净光合速率、根系长度、根系体积、根系表面积、根系活力、株高增长率等14项生理及形态指标，并运用相关分析、主成分分析、隶属函数和聚类分析等多种统计方法对参试小麦品种的抗旱性进行综合评价。结果表明，在测定的14项指标中，株高、净光合速率、气孔导度及脯氨酸含量受干旱影响程度较大，其中脯氨酸含量的抗旱指数均大于1，且发现部分指标间存在一定的相关联性，不同指标对小麦的抗旱性反映存在差异。利用主成分分析，可将14个指标转化为6个相互独立的综合指标，其累计贡献率达到87.234%。依据抗旱性综合评价值（D）进行聚类分析，可将23个小麦品种分为3类：第1类，强抗旱型，包括豫麦49-198、浚晓9706、百农160、中麦895、鹤麦801等5个品种；第2类，中等抗旱型，包括众麦998、丰德存1号、矮抗58、周麦22等11个品种；第3类，弱抗旱型，包括华成3366、偃展4110、许科168、04中36等7个品种。

赣南不同母质及植被覆盖红壤有机碳矿化研究1453-1460

长江中游河漫滩种子库组成与地上植被关系的比较研究1461-1470

基于在线大气化学模式太阳能预报的改进1471-1475

摘要：基于在线大气化学模式WRF/chem，考虑气溶胶直接辐射效应，模拟2015年1月1日—12月31日天津地区地面太阳辐射通量，并与未考虑气溶胶辐射效应的同参数中尺度气象模式WRF进行对比，分析在雾霾频发的天津地区，增加气溶胶直接辐射效应后对太阳能预报的改进效果。结果表明，在雾霾频发的天津地区，气溶胶对地面太阳辐射预测的影响不可忽略，以2015年计算，全年影响均值27.42W·m-2，即全年太阳辐射辐照量下降864MJ·m-2；在太阳能预报重点关注的9:00—16:00，影响值约为73.3W·m-2。由于气溶胶的作用，全年有6.3%的时日太阳辐射被削减50%，19%的时日太阳辐射被削减超过30%，尤其是在雾霾频发的11月—次年2月，约有18%~25%的太阳辐射+6被大气中气溶胶吸收和散射而未能到达地面。大气化学模式WRF/chem由于考虑了气溶胶直接辐射效应，可以显著地改善地面太阳辐射的预报性能，降低模式预报的正偏差，其均值偏差由44.74W·m-2降低到16.09W·m-2，相关系数由0.88提高到0.92，相对均方根误差由36.6%降低到23.2%，相对误差由27.8%下降到15%。在雾霾影响较为严重的区域，基于在线大气化学模式开展的太阳能预报效果优于中尺度天气模式预报。

西藏地区近40年温度和降水量变化的时空格局分析1476-1482

摘要：全球气候变化将对农田、林地、草原等生态系统产生不同程度的影响，而制定科学合理的气候变化应对策略，需要准确把握区域气候变化的时空特征与规律。为了全面了解西藏地区温度和降水指标的时空格局，深入分析了1971—2010年间的年平均温度和降水量年值及季节值的变化趋势和时空格局。结果表明，（1）年平均温度普遍升高，有39.72%的地区累计升高1.6~2.4℃，10.72%的地区累计升高2.4~3.2℃，局部地区累计升高4℃以上，在空间分布上，仅错那县、墨脱县和察隅县三县的南部地区年平均温度下降，其余地区年平均温度升高。从降水量变化来看，有42.09%的区域变化在±1mm.a-1之间，与40年前相比，有12.41%的地区年降水减少40mm以上，45.49%的地区呈增加趋势。从空间分布来看，降水量减少区域主要分布在阿里东北到那曲西北一带、日喀则西部到阿里狮泉河一带、日喀则南部以及林芝东南部。（2）从季节平均温度、降水量的变化来看，4个季节温度均以升高为主，增幅高低顺序为秋季>春季>冬季>夏季；四季降水量差异较大，春季和夏季以增多为主，秋季和冬季以减少为主，其中，冬季减少最多，面积占比达96.78%。（3）近40年来，温度变化存在显著的突变点，突变时间存在空间分异性。（4）温度的明显升高和降水量的时空差异将导致局部地区气候干湿变化。藏西地区易发生全年干旱，藏南和藏东南地区易发生季节干旱，这将给农业生产、天然草地牧草生长和草原畜牧业带来不利影响。研究认为相关部门和农牧民都应该重视并尽快制定科学合理的应对策略和方案，以应对不确定性的气候变化。

2006—2015年厦门港船舶大气污染物排放清单的初步估算1483-1486

“两控区”城市降水、降尘中重金属元素分布特征及其相关性——以都匀市为例1487-1492

摘要：为了解“两控区”降水、降尘中重金属元素的污染现状及其在大气作用过程中的相互影响，于2015年3月—2016年2月，对“两控区”贵州都匀市降水、降尘样品分别进行逐次和逐月采集，利用电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）对样品中重金属元素（Zn、Mn、As、Cu、Ni、V、Cr、Cd等）进行测定，分析样品中重金属元素的季节分布特征，并对同一种元素在降水和降尘中的相关性进行探讨。研究结果表明：降水中重金属元素的质量浓度范围为0.08~13.80μg·L-1，其中Zn质量浓度最高，其次依次为Mn、As、Cu、Ni、V、Cr、Cd；与《地表水环境质量标准》中Ⅰ类水体标准相比，降水中的重金属元素均未超标；降尘中Cu、As、Cd、Zn较富集，分别为土壤背景值的381.0、2.6、2.7、1.2倍。从季节变化看，降水中多数重金属元素表现为夏季最低，春季最高，降尘中重金属元素的季节变化不明显。降水、降尘中Zn、Mn、As、Cu、Ni、V、Cr、Cd等的沉降量随季节变化具有相似规律性，相关系数分别为0.70、0.66、0.97、0.78、0.53、0.43、0.94、0.67，主要与降雨强度、元素的赋存形态及其在气溶胶中的粒径分布有关。

北京市中心城区PM2.5长期变化趋势和特征1493-1498

摘要：利用2008—2015年北京中心城区PM2.5质量浓度数据，采用统计分析方法对其长期的污染变化趋势和特征进行了分析。结果表明，PM2.5多年年均质量浓度为95.4μg.m-3，其总体变化趋势是改善的，各年改善程度不同，年均改善幅度约为2.85%，按照此速度，要解决北京的灰霾污染，尚需约18a的时间。春季各年PM2.5污染维持平稳的趋势，夏季和秋季呈逐年递减的趋势，而冬季则呈逐年上升的趋势，冬季的污染来源和排放控制应引起重视。从小时变化的特征看，春、夏、秋、冬各季的PM2.5小时质量浓度最低值一般出现在日落前的2~3小时，而最高值分别出现在09:00、07:00、00:00和22:00点；春、夏季PM2.5易在早晨累积，小时平均质量浓度日较差不甚明显，秋、冬季易在半夜累积，小时平均质量浓度日较差较明显；研究提示，为了健康，秋、冬季尽量不要在夜间进行户外运动。从健康暴露来看，“不健康”以上平均暴露水平占58.5%，处在非常严重的污染水平，暴露频率总体呈维持或改善的趋势；达到“警戒状态”的极端污染日平均暴露频率为4.4%，暴露频率呈不降反升的趋势。

城市绿地空气负离子和PM2.5浓度分布特征及其与微气候关系——以合肥天鹅湖为例1499-1507

摘要：选取夏热冬冷地区合肥市天鹅湖3种不同类型绿地作为研究对象，并以空旷广场为对照，于2015年夏冬季分别测试了空气离子浓度、PM2.5浓度、温度、湿度、风速等指标，分析了3种不同类型绿地以及对照广场的空气负离子浓度和PM2.5浓度的时空特征，并进行了空气质量评价。结果表明，（1）实测样地的空气负离子浓度日变化较明显，呈现出上午高、下午低的趋势。同一时刻中对照广场空气负离子浓度最低，均低于3种不同类型绿地，峰值期间差异尤其明显。（2）夏冬季实测样地的空气负离子浓度由大到小依次为：疏林地、密林地、草地、对照广场。（3）实测样地的PM2.5浓度日变化较明显，呈双峰双谷型，即早中晚低、白天高。（4）夏季实测样地PM2.5浓度差异较显著，冬季不显著，且冬季PM2.5浓度均大于夏季。（5）夏冬季实测样地的空气负离子平均浓度差异不大，CI指数接近，等级为D，空气清洁度属于容许范围；而对照广场的空气负离子平均浓度显著低于3种不同类型绿地，CI指数最低，等级为E级，空气清洁度属于中污染。由此得出以下结论：（1）合理的绿地空间布局能够提高空气负离子浓度，降低颗粒物污染并改善空气质量；（2）空气负离子浓度与PM2.5浓度呈显著负相关；与相对湿度呈显著负相关，与风速呈显著正相关，与温度关系不明确。在此基础上进一步提出展望，建议对PM2.5浓度和空气负离子浓度展开实时监测并对结果进行对比分析，找出两者之间的相关关系。同时对不同季节、不同天气状况、不同下垫面结构的城市绿地进行进一步深入研究，探索有利于居民身心健康和休闲运动的城市绿地类型。

地表水中磺胺类抗生素的生态风险评价1508-1514

摘要：抗生素滥用导致地表水中频繁检出抗生素抗性基因，抗生素抗性基因对生态环境和人体健康具有潜在危害。收集整理磺胺甲恶唑（SMX）、甲氧苄氨嘧啶（TMP）、磺胺二甲嘧啶（SMZ）3种磺胺类抗生素的慢性毒性参数数据（NOEC）及其在中国14个不同地表水中的环境检测浓度（MEC），得到SMX、TMP、SMZ的NOEC值范围分别为9.4~2500、157~200000、300~200000μg.L-1，其对藻类、甲壳类、鱼类3个营养级中最敏感的物种分别为大型蚤Daphniamagna、斑马鱼Daniorerio、月牙藻Pseudokirchneriellasubcapitata，三者的NOEC值分别为120、157、1000μg.L-1；地表水中SMX、TMP、SMZ最大MEC分别出现于白洋淀湖（940ng.L-1）、莱州湾（330ng.L-1）、九龙江（775.5ng.L-1）。采用风险评价因子（RAF）和物种敏感性分布（SSD）分别计算出3种磺胺类抗生素的预测无效应浓度（PNEC），RAF法得到的PNEC值分别为12、15.7、100μg.L-1，SSD法得到的PNEC分别为4.674、107.394、255.516μg.L-1。通过风险熵（RQ）法对不同地表水中3种磺胺类抗生素进行生态风险评价，结果显示除了白洋淀湖中SMX的RQ值为0.201，存在潜在风险，其他水域中RQ均小于0.1，说明中国地表水中SMX、TMP、SMZ风险很小或无风险。

太湖主要入湖河口表层沉积物重金属分布特征及风险评价1515-1521

摘要：为揭示太湖主要入湖河口表层沉积物重金属分布特征及其生态风险，采集太湖西岸和北岸12条主要入湖河口表层沉积物样品，对沉积物中5种重金属元素（Cu、Zn、Ni、Pb、Cd）的含量及空间分布特征进行了分析，并利用地累积指数法和潜在生态风险指数法分别研究了表层沉积物重金属的累积程度及生态风险。结果表明，调查的12条入湖河流河口表层沉积物均受到不同程度的重金属污染，Cu、Zn、Ni、Pb、Cd的平均质量分数分别为63.04、173.11、56.71、37.05、2.23mg.kg-1。各重金属在空间分布上具有差异性，总体表现为大港河（DGH）、乌溪港（WXG）庙渎港（MDG）、大浦港（DPG）、陈东港（CDG）、官渎港（GDG）、洪巷港（HXG）、社渎港（SDG）河口表层沉积物以重金属Cd污染为主，而沙塘港（STG）、太滆运河（TG）、直湖港（ZHG）、梁溪河（LXH）河口表层沉积物表现为Cu、Zn、Ni、Pb的复合污染。地累积指数法评价表明，各入湖河流河口表层沉积物重金属的污染程度表现为Cd>Cu>Zn>Ni>Pb。潜在风险指数（rEi）表明各重金属的潜在生态风险表现为Cd>Cu>Ni>Pb>Zn，主要污染物为Cd。其中庙渎港（MDG）和社渎港（SDG）处于严重风险状态，大港河（DGH）、乌溪港（WXG）、大浦港（DPG）、官渎港（GDG）、洪巷港（HXG）处于重度风险状态，陈东港（CDG）、太滆运河（TG）处于中度风险状态，其余点位生态风险较低。研究表明，西岸入湖河流表层沉积物重金属潜在生态风险等级高于北岸，但北岸入湖河流河口表层沉积物中Cu、Zn、Ni、Pb的累积也应当得到重视。

表面活性剂-微生物联合修复滴滴涕污染土壤的研究1522-1527

摘要：以滴滴涕（DDT）为目标污染物，采用课题组前期研究所筛选出的滴滴涕降解菌——甲基营养型芽孢杆菌（Bacillusmethylotrophicus）菌液为供试菌液，选取混合表面活性剂［十二烷基苯磺酸钠（SDBS）和吐温80（Tween80），比例为2∶3］及生物表面活性剂-鼠李糖脂（RL）作为供试表面活性剂，通过田间小区实验，研究了表面活性剂、DDT降解菌对土壤中DDT的去除、降解情况以及两者联合处理对土壤中DDT污染的修复效果。结果表明，在单独添加表面活性剂的处理中，H300、RL5和RL10的处理效果最好，土壤中DDT的降解率最高可达29.60%。单独接种降解菌处理的土壤中DDT残留量显著减少，5个月后降解率可达47.05%。混合表面活性剂与菌株联合处理1个月后，H70+N的DDT降解率最高，可达63.53%；生物表面活性剂-降解菌处理以RL20+N的DDT降解率最高，可达42.32%。随着处理时间延长，表面活性剂与菌株联合处理土壤中DDT降解率的增幅逐渐下降。在处理5个月后，混合表面活性剂-降解菌的处理中以H70+N的DDT降解率最高，可达63.98%；生物表面活性剂-降解菌的处理中以RL20+N的DDT降解率最高，可达45.64%；混合表面活性剂-降解菌的处理效果略优于生物表面活性剂+菌，其中H70+N的处理效果最好，为63.98%。

稳定化处理砷污染土壤对植物生物量及砷富集影响研究1528-1533

摘要：为探讨稳定化处理砷污染土壤对植物生物量及富集砷的影响，以清远市某金矿废渣场附近土壤为研究对象，以蜈蚣草（PterisvittataL.）、苎麻（BoehmerianiveaL.）、香根草（VetiveriazizanioidesL.）为供试植物，采用室内盆栽试验研究了粉煤灰、干化污泥、花生壳、硫酸亚铁、磷酸二氢钾等5种稳定剂对植物生长及富集砷的影响，以期为矿区砷污染土壤的稳定化修复及矿区的生态恢复提供依据。研究结果表明，不同稳定剂的添加可促进蜈蚣草、香根草、苎麻的生长，其中，粉煤灰、干化污泥和花生壳处理下蜈蚣草、苎麻地上部干重分别较对照增加了4.4、2.9倍；粉煤灰、干化污泥、花生壳、硫酸亚铁和磷酸二氢钾处理下香根草地上部干重较对照增加了14.9倍。蜈蚣草对As有较强的富集能力，对照组蜈蚣草地上部As质量分数高达2078.34mg·kg-1；添加粉煤灰、干化污泥和硫酸亚铁使蜈蚣草地上部As含量最大下降44.8%，而添加粉煤灰、干化污泥和磷酸二氢钾能够显著增加蜈蚣草地上部分As含量。香根草对As有较强的富集能力，表现为根>茎叶。苎麻富集As的能力相对较弱，其对As的吸收主要集中在根部，但其生物量最大，表现出了较强的As耐受性。由相关性分析结果可知，土壤中可交换态As、碳酸盐结合态As是影响植物体中As含量的主要因素。添加稳定剂能在一定程度上增加植物对As的累积量，不同植物对As的累积能力表现为蜈蚣草>香根草>苎麻，耐受性为蜈蚣草>苎麻>香根草。

生物质炭对根际土壤中镉形态转化及水稻镉累积的影响1534-1539

摘要：采用盆栽试验和Tessier连续形态分析方法，研究了不同镉污染水平下（1.0、2.5、5.0mg·kg-1），施入不同量的生物质炭（0.0、2.5、5.0、10.0g·kg-1）对根际与非根际土壤中镉形态转化及水稻镉累积的影响。结果表明，（1）施入生物质炭后，根际与非根际土壤中镉的有效性降低。施入生物质炭后，根际与非根际土壤可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态以及有机物结合态镉最大可分别降低34.64%和28.15%、49.27%和63.82%、34.58%和24.59%、60.04%和49.00%，残渣态镉最大可分别增加14.79%和16.57%。10.0g·kg-1生物质炭处理影响效果最显著。在不同处理下，镉形态变化显著且根际与非根际之间的变化呈显著性差异。中低镉污染水平下，施入生物质炭，根际与非根际土壤中镉形态变化趋于一致但镉形态含量存在差异。高镉污染水平下，生物质炭引起根际与非根际土壤中镉形态变化但不显著。（2）施入生物质炭可显著降低水稻各部分镉含量且水稻根部镉含量大于地上部镉含量。在不同镉污染程度下，不同施入量生物质炭处理与对照相比，地上部、根部镉含量最大可分别降低42.51%、22.86%；根部镉含量最大是地上部的2.63倍。10.0g·kg-1生物质炭对水稻各部分镉含量降低效果最明显。

重金属单一与复合污染下水稻对铬的富集特征1540-1545

摘要：探索重金属单一与复合污染胁迫下水稻富集重金属的规律，以期为科学认识共存重金属对水稻富集目标重金属的影响提供理论依据。采用盆栽试验，研究了重金属Cr单一污染和Cu、Cr、Ni、Cd复合污染下水稻对Cr的富集特征。结果表明，Cu、Cr、Ni和Cd复合污染较Cr单一污染水稻各部位对Cr的富集有明显的差异。单一污染下，Cr在成熟期水稻植株不同部位的质量分数表现为根部>叶>谷壳>茎>米粒，根部约占56.5%~77.5%、茎部约占3.1%~3.5%、叶部约占16.8%~31.8%、谷壳约占2.4%~7.1%、籽实约占0.3%~1.0%，且随着Cr投加量的增加，根部Cr所占比例上升，而地上各部位所占比例及相应的吸收富集系数均下降；复合污染下分配规律表现为根部>叶>茎>谷壳>米粒，与单一污染相比，根部和米粒的吸收富集系数均有所增大，其余部位的吸收富集系数则呈波动增减。单一和复合污染下米粒Cr的质量分数分别为0.47~0.69mg·kg-1和0.66~1.60mg·kg-1，其中复合污染时有44.4%米粒Cr的质量分数超过国家食品卫生标准限值（1.0mg·kg-1），而单一污染时均没有超标。通过统计分析可知，Cr在水稻植株中富集和迁移除受本身投加量的影响外，还明显受到共存元素Cu、Ni、Cd的影响，而投加量不同则可能会表现出不同的作用，植株部位不同也会表现出不同的作用；其中Cu、Ni均促进Cr向米粒转运，表现为协同作用，同时中浓度Cd也表现为协同作用。