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生态环境学报 2019年第03期杂志 文档列表

生态环境学报杂志研究论文

北京市公园绿地树冠覆盖及其植物多样性空间变化429-437

摘要：公园是城市森林的主体,其生态服务能力对整个城市森林的生态效益有重要影响。城市林木树冠覆盖是城市森林生态服务程度的指示器,物种多样性是城市森林管理的关键组成部分,对二者从城市发展、空间分布、公园类型等方面进行综合研究,不仅可以为城市森林之间的比较提供资料,也可以为未来城市森林规划指明方向。以北京市0.5 m的World View 2遥感影像为基础,计算其树冠覆盖率及其他土地类型比例,并分层抽样调查了77个公园物种构成。结果表明,(1)北京市六环内公园现实林木树冠覆盖率为81.46%,远远高于城市总体水平,郊野公园与森林公园树冠覆盖率高于其他类型。公园林木树冠覆盖在数量上以中、高覆盖度为主,在面积上则是极高覆盖度占比最大。由于经营管理措施不同,树冠覆盖率、水体率随着公园级别的降低而降低。(2)共记录北京市公园木本植物35科、64属、78种,以本地种为主,丰富度不高,多样性水平较低,群落以少数物种为主导,各环路、行政区植物景观有较高的相似性。(3)北京市六环内公园沿城市发展方向由城内向城外表现出规律性的梯度变化:树冠覆盖逐步增加;不透水地表比例降低;物种数、多样性、均匀度逐渐降低,以3环为分界线,其内常绿针叶树应用频度较高,其外落叶阔叶树应用频度较高。

酸雨胁迫下接种土壤微生物对栾树幼苗生长的影响438-445

兴安落叶松林球囊霉素相关土壤蛋白含量对年际间模拟氮沉降的响应446-454

火后喀纳斯泰加林乔木更新数量与质量变化455-462

摘要：以喀纳斯泰加林主要建群种为研究对象,区分火干扰烈度的情况下,对火后乔木树种的更新数量和质量进行研究,并分析火后乔木的演变趋势。结果表明,(1)喀纳斯泰加林4种建群种在不同烈度火干扰后的更新量不同,西伯利亚落叶松(Larix sibirica):中烈度(79.29 plant·hm^-2)>强烈度(69.14 plant·hm^-2)>弱烈度(28.33 plant·hm^-2),西伯利亚红松(Pinus sibirica):中烈度(581.06 plant·hm^-2)>强烈度(439.68 plant·hm^-2)>弱烈度(414.17 plant·hm^-2),西伯利亚云杉(Picea obovata):弱烈度(832.78 plant·hm^-2)>强烈度(705.11 plant·hm^-2)>中烈度(689.77 plant·hm^-2),疣枝桦(Betula pendula):弱烈度(148.19 plant·hm^-2)>强烈度(110.67 plant·hm^-2)>中烈度(97.09 plant·hm^-2)。(2)建群种更新变化趋势:西伯利亚落叶松和西伯利亚红松的更新木数量在火干扰后均呈增长趋势;西伯利亚落叶松在中、后期更新木数量增长变快;西伯利亚红松在中、后期更新木数量增长速度稍有下降。西伯利亚云杉则在弱烈度火干扰后更新木数量呈下降趋势;在中烈度火干扰后更新木数量前期呈下降趋势,中、后期呈增长趋势;在强烈度火干扰后前期呈平稳趋势,中、后期呈增长趋势。疣枝桦的更新木数量在弱烈度火干扰后前期呈上升趋势,中、后期呈下降趋势;在中、强烈度火干扰后均呈下降趋势。造成几种树种更新木数量变化的原因是落叶松和红松在泰加林中属于后更新树种,云杉和疣枝桦属于优先更新树种,树种间存在竞争关系。(3)建群种在不同烈度火干扰后更新木数量增加速度均为:强烈度>中烈度>弱烈度。(4)不同烈度不同森林恢复时期乔木更新质量不同,弱烈度下前、中和后期森林更新质量得分:更新最差时(22-20-26);更新最好时(34-34-32);平均(30-28-30)。中烈度下森林更新质量评价得分:更新最差时(22-26-24);更新最好时(34-34-32);平均(30-28-28)。强烈度下森林更新

水稻叶绿素荧光特性对CO2浓度升高的代际响应研究463-471

摘要：为研究不同CO2浓度升高水平对水稻叶绿素荧光特性的代际影响,基于CO2浓度自动调控系统开展田间试验,以上一生长季经CO2浓度升高处理(CO2浓度比自然环境高40μmol·mol^-1)的粳稻(Oryza sativa L.)种子(SI)和没有经过CO2浓度升高处理的粳稻种子(SII)为试验材料,设置3种CO2浓度水平:以背景大气CO2浓度为对照(CK)、CO2浓度比CK分别增加80μmol·mol^-1(T1)和200μmol·mol^-1(T2),测定叶片叶绿素荧光参数。结果表明,与CK相比,T1处理使SI和SII蜡熟期的基础荧光(Fo)分别下降了8.6%(P=0.004)和8.0%(P=0.033),T2处理使SI和SII扬花期的Fo分别下降了12.5%(P=0.033)和18.0%(P=0.015)。T1处理使SI和SII蜡熟期的最大荧光(Fm)分别上升了10.1%(P=0.001)和11.0%(P=0.001),T2处理使Fm分别上升了12.0%(P=0.000)和10.6%(P=0.001)。T1处理使SI和SII蜡熟期的可变荧光(Fv)分别上升了16.2%(P=0.001)和17.7%(P=0.001),T2处理使Fv分别上升了18.2%(P=0.000)和17.6%(P=0.000)。T1处理使SI和SII蜡熟期的最大光化学效率(Fv/Fm)分别上升了6.2%(P=0.001)和6.5%(P=0.005),T2处理使Fv/Fm分别上升了6.2%(P=0.001)和6.8%(P=0.003)。与CK相比,T1和T2处理使SI和SII的单位反应中心吸收的光能(ABS/RC)、单位反应中心捕获用于还原QA的能量(TRo/RC)、单位反应中心以热能形式耗散的能量(DIo/RC)在乳熟期、蜡熟期和完熟期下降,单位面积光合反应中心的数量(RC/CSo)在蜡熟期上升。SI与SII相比,它们的Fo、Fm、Fv、Fv/Fm、ABS/RC、TRo/RC、DIo/RC、RC/CSo、ETo/RC没有显著差异。研究表明CO2浓度升高有利于提高水稻叶片光合系统的光能转换能力,对光合功能有促进作用,而叶绿素荧光特性对CO2浓度升高的响应没有代际差异。

增温对冬小麦根系残体及秸秆分解特性的影响472-480

宁夏荒漠草原枯落物分解过程中植物营养元素变化特征481-487

摘要：以宁夏荒漠草原优势植物赖草(Leymus secalinus)、胡枝子(Lespedeza bicolor)及二者混合物为研究对象,采用分解袋法研究了不同处理间植物枯落物营养元素残留率变化特征,旨在揭示荒漠草原优势植物枯落物分解过程中营养元素变化规律。结果显示,(1)随着分解时间变化,P在3种处理植物枯落物中均呈"释放-富集-释放"的规律;K在胡枝子和混合枯落物中呈"释放-富集-释放"的规律,而在赖草枯落物中则仅表现为释放现象;N在赖草和胡枝子枯落物中呈"释放-富集-释放"的规律,而在混合枯落物中则仅表现为释放现象。(2)经过640d分解,P和K残留率表现为胡枝子枯落物>赖草枯落物>混合枯落物,N残留率表现为赖草枯落物>混合枯落物>胡枝子枯落物。(3)经过640 d分解,植物枯落物P、K和N在3种处理间整体上呈净释放状态。研究表明,宁夏荒漠草原植物枯落物营养元素变化特征与植物种的差异性密切相关;混合植物枯落物P和K释放率高于单一种植物枯落物,而N释放率表现为胡枝子枯落物高于赖草及二者混合枯落物。

长江源区3种地形高寒草地土壤阳离子交换量和交换性盐基离子的分布特征及其机理探讨488-497

摘要：土壤阳离子交换量及交换性盐基离子在维持土壤养分和缓冲土壤酸化中起着非常重要的作用。研究不同地形高寒草地的土壤阳离子交换量及交换性盐离子的分布规律,有助于深入认识高寒草地土壤特性及其离子运动过程。以长江源区高寒草地为研究对象,研究了阴坡、滩地和阳坡3个不同地形土壤阳离子交换量及交换性钾钙钠镁离子的分布规律,并初步探讨其相关关系。结果表明,长江源区高寒草地不同坡向、不同土层的土壤全盐量TDS(%)为0.08%-0.20%,阳离子交换量CEC为19.68-74.33 cmol·kg^-1,且阴坡高寒草地的土壤阳离子交换量显著高于阳坡和滩地的阳离子交换量。土壤盐基离子含量基本呈现Ca2+>Mg2+>K+>Na+,符合一般规律。土壤交换性盐基总量在0-10 cm和10-20 cm土层呈现阴坡大于滩地和阳坡的规律,在20-40cm土层规律不明显。相关分析表明,土壤pH与交换性Ca2+和盐基饱和度呈显著正相关关系(P=0.002;P=0.034)。逐步回归分析表明,土壤含水量、pH、SOC和NH4+-N 4个因子进入CEC的模型,NO3--N、pH和TN 3个因子进入Ca2+的模型,AK、AP、土壤含水量3个因子进入K+的模型,只有土壤NO3--N进入Na+的模型,但这些土壤因子都未能进入模型解释Mg2+的变化。综上,长江源区高寒草地土壤阳离子交换量和交换性盐基离子总量在不同坡向有明显差异,且均呈现阴坡大于滩地和阳坡的规律。

冀北坝上不同土地利用对土壤微生物量碳氮磷及酶活性的影响498-505

摘要：为了研究冀北坝上不同土地利用对土壤微生物量及酶活性的影响,揭示土地利用方式对土壤肥力及微生物的影响机制,在冀北坝上选取草地、林地及多种不同农用地(露地菜地、青贮玉米地、大棚菜地、马铃薯地和燕麦地),采集表层(0-20cm)土壤,分析土壤微生物量及酶活性的差异。结果表明,不同土地利用类型土壤微生物量碳(BC)为49.15-425.20 mg·kg^-1,土壤微生物量氮(BN)为9.89-64.08 mg·kg^-1,土壤微生物量磷(BP)为0.50-13.10 mg·kg^-1;脲酶活性为0.01-0.08 mg·g^-1·h^-1,土壤蔗糖酶活性为0.11-0.18mg·g^-1·h^-1。其中草地土壤BC、BN及酶活性高于林地和农用地,林地土壤BP高于草地和农用地。在不同农用地土壤中,大棚菜地土壤BC、BN较高,青贮玉米地土壤BP较高而BC较低,露地菜地土壤BN、BP较低而酶活性较强。BC与总有机质(TOM)、总氮(TN)、总磷(TP)、氨氮(NH4+-N)均呈显著正相关,BP与活性有机质(ASOM)呈极显著正相关,与无机磷(IP)、IP/TP呈显著负相关,脲酶与TN、TP、ASOM/TOM、蔗糖酶活性均呈显著正相关。针对冀北坝上贫瘠、退化严重土壤可通过改种牧草进行改良,针对酶活性较低、肥力差的土壤可通过增施有机肥进行调节,在部分地区建立设施农业以提高土壤微生物量,种植归还率较高的作物防止农用地土壤退化。

蚯蚓粪肥输入促进水稻土有机磷矿化的机制研究506-513

北京市三维景观格局的局地气象环境影响初探514-522

摘要：探明城市三维景观格局对气象条件影响的规律性,可为城市规划与可持续发展提供科学依据与决策支持。以北京为例,利用北京市2011年大比例尺测绘数据,构建能够在小区尺度上表达景观结构及空间特征、同时可以在一定程度上反映出局地能量、辐射或动力学差异的三维景观格局指数;利用北京市2011年区域自动气象站观测数据,通过在不同空间尺度上开展三维景观格局指数与温度、湿度和风速3个表征局地气象条件的主要因子的相关性分析,研究城市三维景观格局对局地气象条件的影响。结果显示:在500、1 000和2 000 m范围内,景观容积密度(LVD)、景观高度密度(LHD)和天空开阔度(SVF)指数与区域大气环境温度和风速均显著相关;在1 000 m和2 000 m范围内,景观容积密度(LVD)、景观高度密度(LHD)和景观起伏度(LHR)与区域大气环境湿度显著相关。北京城市三维景观格局对大气环境的影响效应非常显著。城市三维空间密度(LVD)越大、高度密度(LHD)越大、景观起伏度(LHR)越大的地方,区域温度越高、湿度越低、风速越低;天空开阔度越低的地方,区域温度越高、风速越低。利用三维景观格局指数评估景观格局对区域气象环境的影响具有可行性,但要注意景观格局指数在空间尺度上的适用性。同时,本文构建的三维景观格局指数可作为地表统计参数来量化表达地表非均匀性特征,为大气数值模式中地表参数化方案提供了一种有效选择。

东北三江平原地区生物质燃烧对PM2.5中WSOC吸光能力的影响523-530

摘要：生物质燃烧排放大量具有光吸收能力的水溶性有机碳(Water-Soluble Organic Carbon,WSOC),对空气质量、气候变化和人体健康均有重要影响。为了研究东北地区生物质燃烧对气溶胶光吸收特性的作用,于2013年5月-2014年1月采集三江平原的PM2.5样品,分析了样品中生物质燃烧指示剂(左旋葡聚糖)、有机碳(OrganicCarbon,OC)和WSOC的质量浓度,以及WSOC的光吸收强度(A365a)。根据左旋葡聚糖的质量浓度水平,将采样期间划分为生物质燃烧(BB)期和非生物质燃烧(NBB)期。对BB和NBB期间WSOC的光吸收强度与PM2.5、OC、WSOC和左旋葡聚糖之间的相关性分别进行了分析,并计算了生物质燃烧产生的WSOC对总WSOC的质量浓度和吸光能力的贡献。结果表明,在BB期间,PM2.5、WSOC和左旋葡聚糖的质量浓度是NBB期间的10倍以上,WSOC的光吸收强度也相应增高了13倍。BB与NBB期间,PM2.5与A365a的相关指数(R2)分别为0.98和0.34。BB期间左旋葡聚糖和A365a的相关指数(0.91)高于NBB期间(0.09),表明BB期间生物质燃烧对PM2.5有显著贡献,且排放了大量的吸光性棕色碳。在BB期间,生物质燃烧对WSOC的贡献高达74.6%,对WSOC的光吸收强度贡献高达46.2%;而在NBB期间,生物质燃烧对WSOC的贡献为26.8%,对WSOC的的光吸收强度贡献为22.6%。因此,BB期间生物质燃烧对三江平原WSOC的质量浓度和光吸收强度都具有重要影响。

南京北郊秋冬季气溶胶散射特性研究531-539

摘要：气溶胶散射特性对了解气溶胶的辐射效应具有重要意义。为进一步了解南京北郊秋冬季气溶胶散射特性,利用积分浊度仪观测了2015年和2016年秋冬季大气气溶胶散射系数,对比分析了秋冬季气溶胶散射系数的变化特征,并对散射特性相关参数Angstrom波长指数、后向散射比和不对称因子进行了讨论。结果表明,2015年1月平均气溶胶散射系数达到(359.52±254.24) Mm^-1,是2016年秋冬季平均散射系数(98.95±36.13) Mm^-1的3.6倍,最高日平均散射系数可达877.6 Mm^-1。2015年冬季气溶胶散射系数频率分布范围较广(52-1 363 Mm^-1),而2016年秋冬季气溶胶散射系数主要集中在160 Mm^-1以下的低值区。气溶胶散射系数日变化在2015年冬季呈"三峰型"分布;而在2016年秋冬季呈"双峰型"分布。南京北郊2015年1月、2016年秋季和冬季气溶胶Angstrom波长指数平均值分别为1.08、1.3和1.2,由此可知2016年秋冬季的气溶胶粒子以细粒子为主控粒子,而2015年冬季颗粒物粒径相对较大。2015年1月气溶胶粒子的后向散射比(0.097±0.006)低于2016年秋冬季的值(0.123±0.009),表明2015年冬季气溶胶中含有一定比例粒径较粗的粗颗粒物(粒径>1.5μm),而2016年秋冬季气溶胶粒子以粒径小于1.5μm的细粒子为主。其中2015年1月不对称因子高于0.67的样本约占总样本量的70%;而2016年秋冬季不对称因子主要集中在0.55-0.65之间,说明2015年冬季气溶胶粒子的粒径相对较大,且气溶胶粒子的散射以前向散射为主。

近20年中国大陆人类活动净磷输入的时空变化特征与类群分析540-547

摘要：人类活动向环境中带来的磷输入是地表水环境磷污染的主要来源。文章分析了中国大陆31个省域1997-2016年人类活动净磷输入(net anthropogenic phosphorus input,NAPI)及其来源的时空变化趋势,并对省域人类活动净磷输入特征进行了类群划分。结果表明,1997-2016年全国NAPI的年平均增长率为2.03%,其中,1997-2006年和2006-2016年的年平均增长率分别为3.57%和0.90%。大部分省份都出现正增长,而江苏、山东、北京等8个省市区在2006-2016年的NAPI出现了负增长,这与环境库兹涅茨曲线相吻合。西部省份的NAPI强度均低于东部省份,上海、河南、山东、江苏一直处于较高水平,最小值均出现在西藏。青海、江苏、上海、安徽两个时期NAPI的增长率均低于全国平均水平,而吉林、新疆、内蒙古、宁夏、辽宁、黑龙江、陕西、云南、河南、海南、广西、湖南、江西均高于全国平均水平。1997-2016年,化肥输入和净人类食物和动物饲料的磷输入是全国NAPI最重要的两个输入来源,共占全国人为磷输入总量的90%左右。影响我国NAPI空间分布的主要因素为耕地面积占比和人口密度,其中,耕地面积占比为最主要的影响因素。本研究结果可为中国人类活动净磷输入分区域磷素管理提供理论参考与科学依据。

东江下游典型饮用水源地抗生素抗性基因分布研究548-554

摘要：抗生素抗性基因(AntibioticsResistanceGenes,ARGs)是环境中的一类新型污染物。为了解东江下游地区水源地中ARGs的污染水平及其影响因素,采用实时荧光定量PCR技术,对东江下游地区9个河流型饮用水源地和5个湖泊型饮用水源地8种ARGs[sul1、sul2、sul3、tet(M)、tet(O)、tet(Q)、tet(G)、ermB]的绝对丰度进行检测分析。结果表明:东江下游饮用水源地总ARGs绝对丰度水平偏低,ARGs总丰度范围为2.37×10^7-4.80×10^8 copies·L^-1,其中抗性基因sul1的丰度相对较高,这可能与磺胺类药品是常用药品有关。磺胺类ARGs(sul1、sul2)在所有饮用水源地中均有检出,而sul3的检出率为85.7%;四环素类ARGs[tet(M)、tet(O)、tet(Q)、tet(G)]的检出率较高,为64.3%-100%;大环内酯类ARGs检出率最低。河流型水源地上游点位ARGs绝对丰度为1.03×10^8 copies·L^-1,下游点位绝对丰度为2.89×10^8 copies·L^-1,因此河流型饮用水源地的ARGs绝对丰度水平随着河流方向呈现逐渐升高趋势。除了一处曾为水产养殖的备用湖泊型水源地外,河流型水源地除sul1外的抗性基因丰度(3.25×10^5 copies·L^-1)明显高于湖泊型饮用水源地(1.14×10^5 copies·L^-1)。通过对东江下游典型饮用水源地ARGs进行研究,为该地区ARGs污染现状提供了基础数据,也为水环境中ARGs污染整治提供依据。

基于NDVI滇池水华特征的时空变化研究555-563

摘要：相较于其他传感器,MODIS数据在水质监测方面具有明显优势。基于2000-2017年的MODIS影像16d合成250m×250m分辨率的归一化植被指数(NDVI)数据,应用ArcGIS、GetData、Grapher10等软件对数据进行处理,从逐年、逐月到逐旬详细分析了滇池地区NDVI的时空分布规律,探讨了不同等级蓝藻水华的分布面积和空间变化特征。结果表明,(1)时间变化上,2000-2017年间滇池年NDVI总体呈现减少趋势,蓝藻水华覆盖度有所降低,富营养化偏向减轻;多年平均的轻度水华面积约占滇池总面积的54.99%,中度水华和重度水华面积分别占总面积的27.42%和17.59%;11-4月滇池以无水华区域为主,5-10月以轻度水华为主,中度水华主要出现在5-10月,重度水华则集中在7-9月;蓝藻水华的暴发时间大约在7月上旬和8月下旬,其重度水华面积分别达到11.4%和14.0%。(2)空间变化上,滇池蓝藻水华的暴发格局总体呈现"北重南轻"的分布态势,水华较严重的区域集中在北部草海、断桥、晖弯和滇池边界;但从变化趋势上,NDVI减小,表征蓝藻水华覆盖度减少的地区主要分布在滇池北部的断桥和中部部分区域。该研究结论可为丰富滇池水质监测方法,建立实时预警系统,以及水资源的合理利用与有效管理提供科学依据。

中国养殖中华绒螯蟹中镉的残留现状及膳食风险评估564-570

摘要：为了解中国养殖中华绒螯蟹(Eriocheir sinensis)中镉的污染现状及膳食风险,于2017年中华绒螯蟹养殖收获期(9-10月),在中国中华绒螯主要养殖区(辽宁、山东和江苏,产量占比为60%)采集了86份(每份30只,公母各半,合计2 580个个体)样本,利用ICP-MS测定其全部可食部分中镉的含量,并通过单因子污染指数分析和膳食风险评估评价其安全性。结果显示:所有样本中均检出镉,其质量分数范围为0.029-5.105 mg·kg^-1(湿重,下同),均值为0.154 mg·kg^-1;81份样品处于未污染和轻微污染水平,4份样品处于中度污染水平,1份样品为重度污染并超出国家限量标准。从养殖地区来看,中华绒螯蟹可食部分镉的残留量表现为江苏>山东>辽宁,但无显著性差异;而在江苏地区中,太湖和阳澄湖中华绒螯蟹镉残留差异显著。膳食风险评估结果显示,86份样品的风险值均小于1。综合表明,中国养殖中华绒鳌蟹中虽存在一定的镉残留,但其膳食风险相对较低。该研究结果可为中国水产品质量安全评估提供基础数据支撑。

菌根真菌对芦苇铜吸收及抗铜能力的影响571-579

摘要：接种菌根真菌作为重金属污染植物修复生物强化技术之一,已引起研究者的广泛关注。以芦苇(Phragmites australis)-菌根真菌共生系统为研究对象,研究水培条件下,0.02、1、5 mg·L^-1 Cu胁迫条件下接种摩西管柄囊霉(Funneliformis mosseae)及根内球囊霉(Rhizophagus irregularis)对芦苇铜吸收及抗铜能力的影响。结果表明,芦苇茎叶及根系的生长发育均会受到铜胁迫的抑制,然而与茎叶相比,芦苇根系受到铜胁迫的影响更显著。在铜处理浓度为1 mg·L^-1和5 mg·L^-1时,与无菌剂组相比,摩西球囊霉接种组的芦苇根系中的SOD活性分别提高了26.25%、42.3%,而根内球囊霉接种组的SOD活性则呈现下降趋势。接种根内球囊霉使芦苇体内的铜浓度升高,在铜处理浓度为1 mg·L^-1时其茎叶及根系中的铜浓度比无菌剂组分别高出80.03%、33.6%,而在5 mg·L^-1时,则分别高出49.43%、8.53%,增幅较摩西球囊霉接种组显著。本研究证实了菌根真菌可以通过促进芦苇的生长及营养元素的吸收,降低Cu毒害,提高其对Cu的吸收效率,结果可为菌根真菌强化植物修复重金属污染环境提供新的参考。