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摘要:露天煤矿区植被退化问题日益严峻且对环境影响较大,确定植被退化主控因素并实施精准防治意义重大。为此,选取胜利与平庄露天矿区作为研究区域,以归一化植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)反映植被退化程度。同时,将熵权法引入灰色关联分析来构建熵权灰色关联模型,利用该模型分析NDVI值与挖损、压占、沙漠化和土壤侵蚀4个因素的关联性,根据各因素的关联性排序确定引起植被退化的主控因素。结果表明:(1)胜利矿区不同因素熵权关联序排序为压占(熵权关联度为0.2947) >沙漠化(0.1555) >挖损(0.1510) >土壤侵蚀(0.1193),平庄矿区则为挖损(0.1693) >压占(0.1637) >土壤侵蚀(0.1505) >沙漠化(0.1034);(2)露天煤矿区植被退化最直接、最严重的影响因素是土地挖损、压占;(3)沙漠化、土壤侵蚀2项因素对植被退化影响比挖损、压占因素小,但亦不容忽视。基于研究结果提出了相应措施,有助于避免植被退化防治的盲目性。
摘要:面对煤矿区土地退化日益加重带来的严峻生态环境问题,以及露天矿区覆煤地表范围难以准确界定的现实难题,基于煤矿区典型地物水体、植被、裸地和煤堆的光谱特征以及Landsat8遥感数据的波段特性,提出了归一化差异煤矿指数(normalized difference coal mine index,NDCMI),并结合地物样本的NDCMI值设定阈值,对煤堆与矿区背景地物信息加以区分识别。结果表明:(1)利用Landsat8的蓝光、红光、近红外和中红外波段组成的NDCMI方法对小龙潭矿区(下辖小龙潭露天矿和布沼坝露天矿)具有较强的适用性;(2)2013—2018年,布沼坝露天矿开采面积增加1.03倍,而小龙潭露天矿开采面积减少42%;(3)在空间上小龙潭矿区的煤炭开采活动重心呈现自东北向西南、从小龙潭露天矿向布沼坝露天矿转移的趋势,大大增加了布沼坝露天矿的生态环境压力。
摘要:为了评估和量化尾矿库湿地中重金属的污染水平,了解重金属的生物富集特征。以包头市昆都仑水库桃儿湾湿地为对照样地,分别采集水体、底泥和花背蟾蜍(Strauchbufo raddei)样品,采用电感耦合等离子发射光谱法测定重金属含量,对花背蟾蜍肌肉、皮、骨和肝脏中重金属含量进行对比分析,并采用目标危险系数对其组织中重金属风险进行评价。结果显示,尾矿库水体和底泥中重金属含量均有不同程度超标。尾矿库南侧湿地和昆都仑水库桃儿湾湿地花背蟾蜍肝脏中Cd、Cu和Pb含量明显高于其他组织,尾矿库湿地花背蟾蜍肌肉中Cd和Pb含量超出GB2762—2017《食品安全国家标准食品中污染物限量》和NY5053—2005《无公害食品普通淡水鱼》标准限值,肝脏与骨的目标危险系数分别达4.22和1.15。研究表明,尾矿库湿地水体属轻度污染,主要为Cd污染;尾矿库湿地底泥污染属重污染,其中,以Zn、Pb污染为较严重。花背蟾蜍组织器官中Cu和Zn含量较高,且肝脏极易富集Cd、Cu、Zn和Pb,肝脏中Cu含量可以作为生物安全和生态保护领域的重金属污染警示指标。研究地区两栖类花背蟾蜍的肝脏和骨存在一定的食用风险,应引起相关部门重视。
摘要:揭示生态系统服务的时空变化特征及权衡/协同机制,对提升生态系统服务总体效益和人类福祉至关重要,已成为当前研究热点。在概述生态系统服务权衡/协同过程与机制的研究方法、进展基础上,以湖泊生态系统为研究对象(以长江中下游太白湖为例),探讨如何利用历史记录(包括文献记载及基于湖泊沉积的定量重建)来有效重建湖泊生态系统功能、定量各功能间权衡/协同特征、揭示生态服务间权衡/协同发生机制等重要问题,重点展示基于湖泊沉积物分析的古湖沼学方法在重建历史时期生态系统服务过程方面的技术优势。最后对目前存在的问题及今后的研究方向做一展望:古湖沼学方法的不确定性及指标解释有待进一步完善,需要进行生态系统过程-服务动态过程的多情景模拟研究,加大湖泊生态系统服务在不同时空尺度上的相互作用机制研究。
摘要:城市化的生态环境效应已成为当前全球环境变化研究的热点问题。以快速城市化地区深圳市为例,利用不同功能区的土壤调查数据,研究深圳市城市土壤多环芳烃(PAHs)含量、组分与来源的空间分布特征,并评估城市土壤PAHs的环境与健康风险。结果表明:深圳市主城区表层土壤中16种PAHs总含量为73.47~2309.88ng·g^-1,平均值为494.34ng·g^-1;7种致癌PAHs总含量为24.45~1274.96ng·g^-1,平均值为257.35ng·g^-1,占总量的52.1%。在空间分布上以工业密集区表层土壤PAHs含量为最高,其次是人口和交通密集区,绿地比例大的区域最低。正定矩阵因子分解法(PMF)模型分析结果表明煤、石油等高温燃烧与交通废气排放是深圳市主城区表层土壤PAHs的最主要来源。深圳市主城区表层土壤PAHs平均含量对儿童和成人的致癌风险平均值均小于10^-6,表明深圳市土壤环境质量总体优良,但局部样点对儿童和成人致癌风险的最大值达到10-6,存在潜在的致癌风险。快速城市化地区城市土壤污染防控应该引起重视,以保障城市经济与生态环境的协调发展。
摘要:居民农产品消费中的氮磷流动造成的环境问题突出,基于生命周期评价方法,以居民农产品消费系统(包括作物初加工、畜禽屠宰加工、农村居民农产品消费和城镇居民农产品消费等过程)为研究系统边界,构建了居民农产品消费氮磷环境影响分析模型,并以安徽省为例,分析了2015年安徽省居民农产品消费系统氮磷流动造成的资源消耗、酸化、富营养化和全球变暖等环境影响,同时比较了不同子过程中氮磷物质流动对各类环境影响的贡献。结果表明:在农产品加工过程中,小麦对磷资源消耗量最大,猪对富营养化的贡献最大,分别达到43.05%和41.48%;另外,城镇居民和农村居民的谷物消费造成的磷资源消耗较高,分别达到51.09%和65.22%,农村居民粪便对环境的富营养化和酸化贡献率最大,分别达91.05%和99.49%,而农村固废对环境的全球变暖贡献率最大,达77.76%。提高加工工艺,合理地改善饮食结构,加强对农村生活粪便、生活污水以及生活固废的处理是减轻居民农产品消费过程中氮磷环境影响的有效途径。
摘要:胜利煤田是我国重要煤炭基地,大规模的煤炭资源开发,导致当地生态环境严重退化。对2016年胜利煤田高分一号影像进行解译判读并划分景观类型的基础上,采用最小累积阻力模型对胜利煤田进行景观生态安全格局构建,包括生态源地、生态廊道和生态节点的识别。通过景观斑块质量评价进行源地识别,选取质量最高的斑块作为生态源地;基于景观自身因子和邻近景观干扰因子,构建了阻力面,利用最小累积阻力模型提取生态廊道;根据水文分析模型在最小累积耗费距离表面上提取最大累积阻力“山脊线”,与生态廊道结合,得到生态节点。构建的胜利煤田景观生态安全格局包括10片生态源地、24条生态廊道和29个生态节点。建议对生态源地、生态廊道和生态节点加强生态保护和恢复,提高区域生态稳定性。
摘要:利用扩增片段长度多态性(amplified fragment length polymorphism,AFLP)分子标记技术,对金花茶(Camellia nitidissima)4个天然种群的遗传多样性和遗传结构进行研究,为金花茶资源的有效保护和高效利用提供科学依据。结果表明,8对引物共扩增出1619个DNA位点,其中1473个位点具多态性,多态性位点百分率为90.98%。金花茶物种水平基因多样性指数和Shannon信息指数为0.146和0.246,种群水平基因多样性指数和Shannon信息指数为0.131和0.215;4个金花茶种群的多态位点百分率、基因多样性指数和Shannon信息指数变化趋势一致,其中多态位点百分率介于56.83%~72.11%之间,基因多样性指数介于0.122~0.138之间,Shannon信息指数介于0.197~0.228之间。金花茶种群间的遗传分化系数介于0.139~0.289之间,遗传变异主要存在于种群内。分子变异分析(AMOVA)结果表明,金花茶种群内遗传变异为81.52%,种群间遗传变异为18.48%,遗传变异主要存在于种群内。非加权组平均法(UPGMA)聚类结果表明,种群间遗传变异与其地理距离无明显相关性。应加强现有金花茶种群的就地保护,促进种群自然更新,同时加强迁地保护。
摘要:周至县是陕西省猕猴桃种植的重要基地,也是我国猕猴桃之乡,其土壤质量的好坏严重制约着猕猴桃的质量与产量。在综合分析周至县猕猴桃产业带土壤理化性质基础上选取18个指标,建立最小数据集,对猕猴桃园地土壤质量进行评价,并分析不同种植年限园地土壤质量。结果表明,研究区土壤质量评价的最小数据集为总孔隙度、全磷、速效氮、Mg^2+、全钾、有机质、含水量、速效磷和物理性黏粒9个指标。随着猕猴桃园地种植年限的增加,土壤质量呈先增长后稳定再增长的趋势。有机质、全氮、全钾、速效氮和速效磷等是制约研究区土壤质量的指标,在土壤质量评价中总权重占比达53%,而研究区土壤养分含量总体偏低;同时随种植年限的增加,土壤孔隙度和通气度逐渐降低,易形成土壤板结。因此提高猕猴桃产量与质量需要提高土壤养分质量,改变施肥结构,改善土壤结构。
摘要:功能植物内生细菌在防治土壤和植物多环芳烃(PAHs)污染方面具有潜力。从PAHs污染区采集了铁苋菜(Acalypha australis)、香附子(Cyperus rotundus)和麦冬(Ophiopogon japonicus)等健康植物样品,采用平板直接分离法获得8株能降解芘的植物内生细菌,主要为Enterobacter、Chitinophaga和Xanthomonas等菌属,其10d对芘(50mg·L^-1)的降解率为7.59%~45.50%。综合内生细菌在共代谢基质存在条件下的芘降解效能,选择从麦冬中分离出的Enterobactersp.PRd5细菌为研究对象,探究其在各种环境条件下的芘降解性能。结果显示,Enterobactersp.PRd510d对芘(50mg·L^-1)的降解率为41.37%~50.63%,7d可降解95%以上的萘(500mg·L^-1)、芴(100mg·L^-1)和菲(50mg·L^-1)等低分子量多环芳烃,10d对荧蒽(50mg·L^-1)和苯并[a]芘(10mg·L^-1)等高分子量多环芳烃的降解率分别为35.89%和17.44%。降解芘的优化条件研究结果显示,Enterobacter sp.PRd5在pH值6.0~8.0、温度25~35℃、外加盐浓度0~10g·L^-1、装液量10~30mL·(100mL)^-1、接种量3%~17%、芘初始质量浓度25~50mg·L^-1和外加100mg·L^-1葡萄糖条件下,可获得较高的芘降解效能。
摘要:基于超声联合热碱破解污泥最佳工艺参数,对预处理污泥进行半连续式中温厌氧消化研究。结果表明,预处理污泥日产甲烷量是原泥的1.94倍,达234mL·d^-1。运用修正的冈珀兹模型进行累计甲烷产量动力学分析,发现预处理污泥和原泥累计产甲烷曲线与修正的冈珀兹模型拟合系数R^2分别达0.998和0.993。预处理污泥的动力学参数如下:最大累计产气量达5376.4mL,最大产甲烷速率达394.8mL·d^-1,细菌产甲烷的延迟时间为2.8d。预处理污泥的甲烷转化率为82.17%。从有机物浓度变化来看,厌氧消化期间预处理污泥溶解性化学需氧量、溶解性蛋白质和多糖浓度均远高于原泥,最大值分别是原泥的2.09、3.94和3.95倍。预处理污泥在预处理阶段和厌氧消化阶段的总悬浮物和挥发性悬浮物去除率分别达54.9%和61.8%。超声联合热碱预处理不仅能促进污泥有机质破解,还能提高破解有机质的生物可利用性,极大改善污泥厌氧消化效率。
摘要:以鸡粪、农村餐厨垃圾、奶酪乳清、玉米秸秆和牧草5种农业废弃物为底物,采用批式方式研究其厌氧消化产气潜力和动力学特性。结果表明,不同VS含量(w分别为2%、3%、4%和5%)条件下,各底物(以VS计)最大产甲烷潜力由高到低依次为奶酪乳清、农村餐厨垃圾、玉米秸秆、牧草和鸡粪,最大累积甲烷产量分别为1270.9(5%)、1113.6(5%)、646.7(2%)、645.0(2%)和364.7mL·g^-1(4%)。修正的Gompertz模型与各底物单独厌氧消化结果拟合度高(R^2=0.961~0.990),其预测结果可用于评价鸡粪与其他底物厌氧共消化的可行性。基于修正的Gompertz模型预测结果,以鸡粪为主要发酵底物,通过与奶酪乳清、玉米秸秆和牧草进行多底物混合优化C/N,可有效降低鸡粪厌氧消化产甲烷延滞期并提高产甲烷潜力,甲烷产量可提高52.2%~112.9%。鸡粪与奶酪乳清混合比例为50∶50(C/N为28.02)时,系统产甲烷潜力最高。
摘要:依据文献计量学的原理和方法,经研究人员对相关文献的检索、统计和分析,以及学科专家评审,《生态与农村环境学报》再次被评定为环境科学类核心期刊,入编《中文核心期刊要目总览》(2017年版)。《中文核心期刊要目总览》(2017年版)研究工作由北京大学图书馆主持,北京地区十几所高校图书馆、中国科学院文献情报中心、重庆维普资讯有限公司、中国人民大学书报资料中心、中国学术期刊(光盘版)电子杂志社、中国科学技术信息研究所、北京万方数据股份有限公司、国家图书馆、中国社会科学院评价研究院等相关单位的百余名专家和期刊工作者参加研究。
摘要:基于1961—2014年逐日降雨数据,引用集中度与集中期概念,借助数理统计及空间插值技术,分析鄱阳湖流域降雨侵蚀力分配特征。结果表明,鄱阳湖流域多年平均降雨侵蚀力为9537.9MJ·mm·hm^-2·h^-1,年际变化呈上升趋势,但趋势不显著(P >0.05)。空间上,降雨侵蚀力自西南向东北逐渐增加,倾向率的空间格局与降雨侵蚀力一致,但大多数站点趋势不显著(P >0.05)。降雨侵蚀力多年平均集中度为0.49,多年平均集中期为152.4°(对应6月),且集中度降低,集中期推迟,但两者变化均不显著(P >0.05)。空间上,集中度自西南向东北方向逐渐增加,但集中期空间格局分散,无明显规律。1961—2014年降雨侵蚀力整体分布格局尚未改变,但高、低值区中心处于不断变化中;集中度各年代空间分布多为西南低东北高,而集中期空间格局特征不明显。
摘要:近70a来中国工业化和市场化发展对乡村的影响越来越大,传统农耕受到前所未有的冲击,农耕景观发生了快速变迁。以贵州省对门山村为例,采用参与式农村评估方法(participatory rural appraisal,PRA)和乡邑人居-参与式村镇空间设计电子沙盘技术(三维电子沙盘),充分挖掘当地村民记忆中的农耕景观信息,还原1949年以来对门山村农耕景观,并对此加以分析。结果表明,60多年来,工业化的农业生产要素不断入侵该村的传统农耕,至今,传统农耕景观迅速被现代农业景观所取代。由种植水稻形成的水田景观逐渐被由种植经济价值较高的作物形成的旱地景观所取代;经济价值较高的作物,如烟草和薏米,不断挤占粮食作物种植空间,导致由全部种植粮食作物转变为主要种植经济价值较高的作物;粮食作物种子由传统农民自留种逐渐转变为杂交种,传统自留种几近消失。工业化的农业生产方式不断取代传统可持续的农耕方式,导致农耕景观发生变迁,也对环境、资源、生态和粮食安全等产生了负面影响。因此,我们应充分认识到传统农耕的价值,探索可持续的生态农业发展方式。
摘要:为了探讨喷施新型叶面肥对作物产量和品质的影响及其机制,以“扬麦16号”为材料,研究小麦(Hordeum vulgare)抽穗扬花期或齐穗期喷施兴欣安利素液体叶面肥对小麦旗叶叶绿素(Chl)、可溶性蛋白(SP)和丙二醛(MDA)含量,抗氧化酶活性及籽粒产量和品质的影响。结果表明:喷施叶面肥明显提高小麦旗叶Chl和SP含量,提高超氧化物歧化酶(SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)和谷胱甘肽还原酶(GR)活性,降低叶片MDA含量,提高籽粒千粒重、产量以及籽粒蛋白质含量、湿面筋含量、沉降值和稳定时间,结合多菌灵的肥料喷施,上述指标变化趋势更明显,但差异未达显著水平(P >0.05)。喷施2次和1次在产量和品质指标上的差异也未达显著水平(P >0.05)。综上所述,在小麦生长后期喷施叶面肥,可明显提高旗叶的抗氧化功能,延缓衰老,维持较高的叶绿素含量,加大籽粒灌浆能力,从而提高小麦籽粒产量和品质。