2011, 23(1):1-8. DOI: 10.18307/2011.0101
摘要:溶解性有机质广泛存在于天然水体中, 具有重要的生态与环境意义.然而在环境科学领域内, 天然水体中的溶解性有机质长期以来仅仅被作为惰性的吸附剂对待, 其自身的与生物的直接作用却一直被忽视.近年来, 越来越多的研究证据表明溶解性有机质自身即具有生物效应.它能在生物表面吸附, 并影响细胞膜的电化学性质与膜渗透性, 能被生物吸收, 进而诱导生物体内化学物质应激反应, 诱导并调节生物体内代谢酶的活性, 同时对生物产生一定的内分泌干扰效应.溶解性有机质对生物的轻度刺激作用是影响污染物的生物浓缩及毒性效应的重要因子之一, 系统地研究其中的机制对评价实际环境中污染物的生态风险有着重要意义.本文综述了溶解性有机质与生物的直接作用的相关研究成果, 并探讨目前此分支领域研究中出现的瓶颈问题。
2011, 23(1):13-20. DOI: 10.18307/2011.0103
摘要:2005年9月-2009年10月对菜子湖湿地植被分布格局及种类组成进行调查, 结合近十年的监测数据, 分析了菜子湖水生植物群落的演替过程和驱动因素.结果表明:菜子湖维管植物共有147种, 隶属于42科101属.植被分布格局为:①中部水位较深的区域, 以马来眼子菜群丛, 黑藻群从等沉水植物群落和野菱群丛等根生浮叶植物群落为主;②靠近岸边浅水区以菰群丛、荭蓼+酸模叶蓼群丛等挺水植物群落和善菜群丛等根生浮叶植物群落为主;③春季湖滩以肉根毛茛群从、陌上营群丛和朝天委陵菜群丛为优势的湿生植物群落为主, 并且三者在滩涂沿高程梯度呈带状分布.湖滩上还间有藕草群丛.群落演替系列为:①沉水植物群落阶段, 黑藻+苦草(1999-2004年);②浮叶植物群落阶段, 菱+莕菜(2005-2007年);③少量的沉水植物群落阶段, 马来眼子菜(2008-2009年);④草型向藻型湖泊生态系统过渡阶段(2009年以后).藕草最近5年在菜子湖呈扩张趋势.演替的驱动力为围网养殖、围湖造田、水利工程等人为因素。
易文利 , 王圣瑞 , 杨苏文 , 赵海超 , 金相灿 , 王国栋
2011, 23(1):21-28. DOI: 10.18307/2011.0104
摘要:应用化学方法, 对长江中下游浅水湖泊表层沉积物有机质含量、腐殖质组成及结合形态进行了研究.结果表明:①长江中下游浅水湖泊11个沉积物的有机质含量变化较大, 在0.98%一11.O%之问波动.污染程度重的沉积物中有机质含量均较污染程度轻的高, 其有机质的分布特征与沉积物污染程度和湖泊周边的人类活动有关.②腐殖质组成中, 胡敏酸(HA)含量为1.03-6.73g/kg, 富里酸(FA)含量介于2.73-9.77g/kg之间, 胡敏素(HM)是主体, 含量在5.89-55.57g/kg之间;HA/(FA+HA)比值(PQ)处于23.04%一50.56%之间, 平均为32.72%.污染程度重的沉积物PQ值大于污染程度轻的沉积物, 说明重污染湖泊沉积物腐殖化程度高.③腐殖质三种结合形态中紧结合态含量最高, 在3.2l一47.76g/kg之间;其次为松结合态腐殖质, 含量在0.86-6.92g/kg之间;稳结合态腐殖质最低, 含量在0.72-3.89g/kg之间;松/紧比与沉积物有机质、总磷和总氮呈显著的负相关, 表明污染越严重的湖泊沉积物, 沉积物腐殖化程度高, 腐殖质积累.因此应重视湖泊沉积物腐殖质组分在碳循环及富营养化中的作用。
2011, 23(1):29-34. DOI: 10.18307/2011.0105
摘要:新疆博斯腾湖表层沉积物中有机氯农药进行分析, 探讨其分布特征及来源, 并对其生态风险进行评价.结果表明, 沉积物中总有机氯农药的含量为2.15-16.80ng/g, 其中氯丹和滴滴涕的含量较高, 分别为0.12-12.08ng/g、O.42-5.13ng/g.博斯腾湖总有机氯农药的含量从入湖口到湖心呈现出下降的趋势, 说明其污染主要来源为上游开都河、黄水沟和附近农田排水的输入.沉积物中滴滴涕的组成特征表明, 滴滴涕主要来自于农田土壤的历史残留, 近期没有污染源输入;反式氯丹和顺式氯丹的比值表明该地区为氯丹的直接施用地, 近期可能仍有氯丹输入.与沉积物风险评估值相比较, 氯丹的含量超过了风险评价高值, 博斯腾湖沉积物中有机氯农药存在较高的生态风险。
2011, 23(1):35-39. DOI: 10.18307/2011.0106
摘要:以江西省万安水库为研究对象, 于2007-2009年丰、枯水期对水库进行了入库、出库水样采集, 研究了万安水库对氮、磷营养盐的滞留效应.结果表明, 万安水库对氮、磷营养盐存在显著滞留作用.DIN浓度和输送通量整体均表现为入库>出库, 受径流量季节变化的影响, 不同时期DIN的滞留情况整体表现为枯水期<丰水期;TP浓度和输送通量整体均表现为入库>出库, 不同时期的浓度滞留情况整体表现为枯水期>丰水期.2007-2009年问分别有1.57×104t、2.38×104t、2.95×104t溶解态氮滞留于万安水库, 2007年和2009年分别有7.44×102t、3.65×103t的总磷滞留于库内, 2008年万安水库对总磷出现负滞留, 其原因与外源输入作用、水库的运行方式以及低水位时内源释放作用有关.溶解态氮的滞留效率在12%-45%范围内变化, 年平均值为32.0%;总磷的滞留效率在-89%至80%范围内变化, 氮、磷营养盐的滞留效率满足磷>氮.径流量是引起水库溶解态氮输送通量季节变化的主要影响因子, 浓度是制约磷营养盐滞留的主要因素。
2011, 23(1):40-48. DOI: 10.18307/2011.0107
摘要:着生藻类是重要的水环境指示生物, 其物种组成、生物密度以及多样性指数等群落特征被广泛用于监测和评价人为活动干扰对水生生态系统所造成的影响.本文根据滇池流域29条人湖河流2009年7-8月着生藻类调查数据, 以及2008年9月至2009年8月逐月水环境指标监测数据, 通过运用等级聚类分析、因子分析和典型对应分析, 来探讨滇池流域入湖河流丰水期着生藻类群落特征与水环境因子的关系及其空间分布格局, 以期为滇池流域水环境质量评价和流域综合管理提供基础.结果表明, 滇池流域人湖河流在调查期间共检出着生藻类5门18科24属, 其中硅藻门7科10属, 绿藻门6科7属, 蓝藻门2科4属, 金藻门2科2属, 裸藻门l科l属, 丰水期着生藻类的群落结构以硅藻门的舟型藻属为优势属;滇池流域入湖河流丰水期着生藻类生物密度、舟型藻属生物密度及其百分比的空间分布格局均为流域北部入湖河流 >南部 >东部;TN、NH3-N和TP等无机营养盐指标是影响滇池流域入湖河流丰水期着生藻类群落特征的主要水环境因子, 其综合污染状况的空间分布格局也为流域北部人湖河流 >南部 >东部。
赵婕 , 李建宏 , 管章玲 , 许玲 , 潘澄 , 李朋富
2011, 23(1):49-55. DOI: 10.18307/2011.0108
摘要:为研究产碱性磷酸酶(ALP)细菌对微囊藻(Microcystis aeruginosa)从有机磷中获得磷营养的影响, 从微囊藻群体中分离获得一株产ALP附生菌Y6, 通过ITS分子鉴定该菌属赤杆菌属(Erythrocter).探讨该菌在有机磷条件下对微囊藻生长及生理代谢的影响, 结果表明:(1)细菌发酵液中ALP活性与Y6菌的浓度呈正相关, 在培养初期的延滞期即开始产生ALP;(2)在有机磷源条件下Y6的加入对微囊藻生长有促进作用;(3)有机磷源条件下, Y6有助于维持群体微囊藻的上浮率和较大群体, Y6的加入也有维持藻细胞叶绿索荧光强度的作用.本研究的结果表明, 产ALP附生菌有助于微囊藻利用水体中有机磷, 有利于水华形成。
2011, 23(1):56-60. DOI: 10.18307/2011.0109
摘要:比较了生长于贫营养的大溪水库(江苏)和富营养的太湖梅梁湾苦草的根系形态性状特征和叶片与匍匐茎的解剖结构差异, 结果表明:生长于贫营养状态的大溪水库中的苦草根系形态性状的总根长、表面积、截面积、体积、平均直径和总分叉数等特征参数都显著高于生长于富营养状态的太湖梅粱湾的苦草.大溪水库的苦草叶片表面光洁, 受附着生物影响明显较来源于梅粱湾的苦草小.大溪水库的苦草叶片和匍匐茎解剖结构发育完整, 叶片中叶脉明显, 细胞圆润, 匍匐茎解剖结构由外向内分为表皮层、薄壁组织、大量气室和数个维管束, 并且细胞中有大量淀粉体存在.梅梁湾苦草的解剖结果显示其生长受到明显抑制.表明随着湖泊富营养化程度加深, 苦草的形态结构发生改变, 进而可能对其生存造成影响。
2011, 23(1):61-66. DOI: 10.18307/2011.0110
摘要:研究了顶芽、节数和埋藏深度对穗花狐尾藻、黑藻、篦齿眼子菜、菹草、金鱼藻和轮藻等6种沉水植物断枝再生能力的影响.结果表明, 顶芽显著抑制了菹草的断枝再生能力, 但是对其它5种植物没有显著影响;随着节数增加, 断枝萌生再生枝和根的能力显著增强, 总体上, 5节以上的断枝具有明显更强的再生能力;穗花狐尾藻和6节以下的黑藻在埋藏条件下没有再生能力, 其它物种在1cm和2cm埋藏条件下仍具有较强的再生能力;6种沉水植物的断枝再生能力存在明显差异;同一物种的枝和不定根的再生能力也存在明显的不平衡, 金鱼藻和轮藻具有最强的萌生再生枝的能力, 然而两者在实验期间不能形成不定根。
吴阿娜 , 朱梦杰 , 汤琳 , 朱刚 , 汪琴 , 张锦平
2011, 23(1):67-72. DOI: 10.18307/2011.0111
摘要:根据2008年5-9月专项监测数据, 分析蓝藻水华高发期淀山湖叶绿素a浓度的动态变化, 及其与pH、溶解氧、TN、TP等环境因子的相互关系.结果表明, 淀山湖蓝藻水华高发期叶绿素a存在明显的时间变化和空间分异, 特别是叶绿素a的峰值共对应了3次水华暴发过程.其叶绿素a对数与总磷对数呈极显著正相关, 与硝酸盐氮、TN/TP呈负相关, 与总氮、氨氮等则无显著相关性;这表明淀山湖可能是一定程度的磷限制性湖泊.此外, 叶绿素a与水温、pH、溶解氧呈显著正相关, 与透明度存在极显著负相关。
2011, 23(1):73-79. DOI: 10.18307/2011.0112
摘要:RIVPACS类河流健康评价模型是广泛应用的河流健康评价工具.利用漓江流域48个样点的底栖动物和环境数据, 按照建立RIVPACS模型的方法和步骤, 开展预测模型试点研究.48个样点中有32个参照样点, 随机选取其中27个用于模型构建.余下的5个参照样点、10个轻至中度干扰样点和6个严重干扰样点用于模型验证.首先通过Bray-Curtis系数将27个参照样点分成3组, 然后通过判别分析获得可最佳解释3个参照点组中底栖动物组成的5个环境变量, 即溪流的平均流速、宽深比、水温、底质类型I(小于2mm)和Ⅱ(2-8mm)用于模型计算.通过建立的预测模型计算各样点的期望值(E)、观察值(0)和O/E比值.27个建模参照样点与5个验证的参照样点O/E平均值无显著差异, 与10个轻至中度干扰点和6个严重干扰样点皆有显著差异, lO个轻至中度干扰样点与6个严重干扰样点间也有显著差异.说明已建立的模型可靠性好.建议深入开展RIVPACS类预测模型的研究和应用示范, 为我国水环境和水资源保护与可持续利用提供科学的决策依据。
2011, 23(1):80-88. DOI: 10.18307/2011.0113
摘要:中亚干旱区内陆湖泊的湖面变化反映了气候波动和人类活动对流域水文过程的影响.本文以中亚干旱区平原区尾同湖泊、吞吐湖泊和高山湖泊三类典型内陆湖泊为研究对象, 利用1975-2007年Landsat遥感影像, 基于归一化水体指数提取湖泊水域边界信息, 分析近30年来内陆湖泊湖面变化特征.结果表明, 近30年来, 研究区内有超过一半的内陆湖泊急剧萎缩, 湖泊总面积从1975年的91402.06km2减小到2007年的46049.23km2, 减小了49.62%.其中,平原区尾阊湖泊面积减小最为显著;吞吐湖泊主要受出口河流水资源利用方式不同, 湖面变化较为复杂, 既有扩张也有萎缩;高山湖泊主要受气候波动影响, 水面变化相对稳定.在中亚区域气候变暖的背景下, 不同类型湖泊面积的变化也反映出干旱区人类活动对区域水资源时空分配的影响。
2011, 23(1):89-94. DOI: 10.18307/2011.0114
摘要:几何校正将引起几何校正前后像元的像素值发生变化, 进而导致暗像元的辐亮度在几何校正前后存在偏差.本文以太湖为研究水区, 以2003年10月28日的Landsat/TM影像、2008年7月24日的CBERS影像和2009年4月25日的HJ-1B影像作为数据基础, 研究与探讨了几何校正对暗像元大气校正算法以及离水辐亮度反演精度的影响.通过本文的研究可知, 几何校正将引起Landsat数据、CBERS数据和HJ-lB数据的暗像元辐亮度存在0.2, 0.47和0.882W/(m2·sr·μm)的绝对偏差;对于上述三景数据, 几何校正将引起3.28%-9.81%的基于暗像元方法的气溶胶光学厚度估算偏差;几何校正对基于Landsat/TM影像数据和CBERS影像数据的离水辐亮度反演精度影响相对较小, 其误差主要为0-6%, 对基于HJ-1B卫星数据的离水辐亮度反演精度的影响相对较大, 其误差主要为0-15%, 局部区域可达40%以上.因此, 大气校正必须在几何校正之前进行处理。
徐纬凡 , 李云梅 , 王桥 , 吕恒 , 刘忠华 , 徐昕 , 檀静 , 郭宇龙 , 吴传庆
2011, 23(1):95-103. DOI: 10.18307/2011.0115
摘要:根据2009年8月22-24日实测的三峡水库水体的光谱数据以及水质参数, 对三峡水库漫衰减系数的光学特性及影响因子进行分析研究, 构建了490nm处漫衰减系数的Kd(490)反演模型, 并利用环境一号卫星CCD数据对2009年7月21日的三峡水库Kd(490)进行反演.结果表明:由于水体中非色素颗粒物的含量较高, 使得研究区大部分点位的Kd值在440nm和675nm处的衰减峰值不明显, 对Kd占主导地位的影响因子是颗粒物的吸收作用以及水体的总散射作用, 在所选的四个特征波段(440、550、613和675nm)处, 其贡献率的均值分别为45.48%和38.21%;在400-700nm波段范围, Kd与非色素颗粒物浓度具有很好的幂函数关系.利用地面实测遥感反射率模拟环境卫星第三波段构建Kd(490)反演模型, 其平均相对误差为17.89%, 直接利用卫星数据反演的相对误差为28.38%;研究区中Kd(490)主要集中在6-7m-1, 占研究区域面积的83.60%, 相比而言, 入库支流的Kd(490)较干流要低, 表明支流颗粒物含量相对较低。
2011, 23(1):104-111. DOI: 10.18307/2011.0116
摘要:运用最大似然比和西沃兹信息标准的变点识别方法, 对广东省主要江河1956-1999年的年径流量、汛期径流量、枯水期径流量和最小月径流量的年序列, 进行均值变点和方差变点识别, 得出径流量特征值存在变点的序列类型、时间位置、空间分布及时序变点前后的特征值变化状况, 结合广东省降雨量序列变点识别、水利工程设施建设等气候和人类活动影响因素的分析, 以揭示广东省河川径流量时空变异特征及主要成因.结果表明:广东省河川年径流量和汛期径流量序列的一致性较好, 而枯水期径流量和最小月径流量序列的特征值变点具有普遍性, 年均值明显增加, 年际离散程度增大.枯水期径流量序列均值变点的典型时间位置为1973年和1980-1981年, 分布于西江支流贺江、东江、粤东沿海螺河, 由水库等蓄水工程的径流调节作用而形成;方差变点的典型时间位置为1981年, 主要分布于北江、韩江、粤西鉴江、珠江三角洲的增江及网河区顶部干流水道, 与特丰年1982年的枯水期大量降水有关.最小月径流序列主要为均值变点, 不同河流的变点时间位置有较大差异, 但多集中在1972-1973年, 分布于西江支流、东江、韩江及粤东沿海河流、珠江三角洲的增江.珠江三角洲顶部的北江干流水道的径流量变异尤其典型, 四种径流量序列均存在均值变点和方差变点, 典型时间位置为1980-1981年和1992-1993年, 是由网河区剧烈的人类活动改变了河道分流比所导致。
2011, 23(1):112-121. DOI: 10.18307/2011.0117
摘要:利用长江上游地区107个观测站1960-2008年气温、降水观测资料, 采用陆面蒸发经验模型计算得到各观测站的月蒸发量, 再根据水量平衡关系, 得到自I利用降水量, 采用数理统计、REOF分析和M-K突变检验等方法, 分析长江上游地区可利用降水量的气候变化特征.结果表明:长江上游可利用降水量季节变化显著, 5-9月长江上游可利用降水出现2-3个高值中心且中心位置稳定少变, 10-4月可利用降水基本上呈由南向北逐渐减少的特征.长江上游夏半年可利用降水的空间分布类型可分为长江上游东南区、东北区、中部区、西北区、北部区和两南区.大气降水在可利用降水量中起决定性作用.当夏季西太平洋副热带高压偏北偏西(偏南偏东)时, 长江上游东部地区可利用降水量偏少(多);当东亚(南亚)夏季季风偏强(弱)时, 长江上游东部(西北部)可利用降水量偏少(多)。
2011, 23(1):122-128. DOI: 10.18307/2011.0118
摘要:适宜太湖蓝藻水华大面积形成的诸多因素中, 气象冈素主要是高温、微风.据此对太湖周边17个常规气象观测站的7年报文资料进行筛选, 选择的17个站点同时满足时间为14点、气温大于25℃、风速小于等于4m/s的风场进行分析, 研究发现太湖流域风场夺间特征以东南风居多, 而且不同风向的背景风场吹过水面后, 在下风向湖面及湖岸附近都存在明显的辐散, 其散度中心出现在长兴、西山和宜兴构成的三角形区域.对无锡、宜兴、东山和吴县四个站同时满足上述条件的天数进行统计分析, 发现太湖流域风场时间特征表现为:1982年之前每年高温微风天气出现的天数少而且出现的时间迟, 而2004年之后出现的天数多而且出现的时间早, 在1982-2004年之间出现的天数和出现的时间相对于历史平均值都呈振荡状态。
2011, 23(1):129-135. DOI: 10.18307/2011.0119
摘要:鄱阳湖越冬候鸟保护最重要的环节是保护栖息地, 候鸟栖息地的面积和空间分布随水位过程而变化.在分析认定鄱阳湖湿地景观分类中水陆过渡带及其上下摆动区(稀疏草滩区和浅水区)为越冬候鸟主要栖息地的基础上, 选择不同水位的遥感影像资料, 经解译定量分析不同水位水陆过渡带面积及其空间分布, 从而分析不同水位条件对候鸟栖息地的影响.进而分析研究鄱阳湖国家级自然保护区微地形水位过程候鸟栖息地变化及对候鸟越冬的影响, 提出湖泊湿地候鸟栖息地(水陆过渡带)水位过程的自然变化, 尤其是湖泊湿地微地形水位过程变化是保证候鸟(尤其是水禽)越冬的重要影响因素.枯水期鄱阳湖水位14.18m(星子站, 黄海高程)以上时, 水陆过渡带将缩小乃至消失, 鄱阳湖湿地作为越冬侯鸟柄息地的功能将丧失。
2011, 23(1):136-142. DOI: 10.18307/2011.0120
摘要:在分析鄱阳湖湿地自然环境特征和湿地生态系统服务功能特征基础上, 利用GIS技术, 对鄱阳潮湿地范围进行界定, 湿地面积为3886km2.基于湿地生态环境保护和社会经济发展总体要求, 按照生态功能区划原理, 对湿地进行生态功能重要性分区研究.根据湿地生态功能莺要性评价结果将湿地分为极重要区、高度重要区、重要区、一般重要区四个区域, 其面积分别是125km2, 1387km2, 2064km2和310km2.针对分区结果, 文中提出了湿地生态保护对策与建议。
2011, 23(1):143-149. DOI: 10.18307/2011.0121
摘要:在天目湖流域建立生态补偿机制, 形成上游生态保护激励机制, 对于太湖流域水环境改善有着极为重要的作用.本文通过问卷调查的方式, 首先, 调查了解天目湖流域居民对环境保护和生态补偿的认知状况, 得出天目湖流域居民环境保护意识很强, 生态补偿需求旺盛.其次, 对居民和旅游者的生态补偿支付意愿进行了解.最后, 对最大支付意愿公式进行改进, 在原有水费反哺的基础上结合了旅游者门票反哺的最大支付意愿, 算出天目湖流域生态补偿总额为12924.08万元.同时生态补偿不仅仅是物质或货币的补偿, 更重要的是从国家与省市层面上对天目湖这一重要生态功能区给予一定的政策倾斜。
宋瑞峰 , 王国祥 , 徐瑶 , 邵继海 , 王中杰 , 刘洋 , 李仁辉
2011, 23(1):150-154. DOI: 10.18307/2011.0122
摘要:近年来关于浮游动物与微囊藻相互作用的研究逐渐被关注, 其中有的研究认为浮游动物能够诱导产毒细胞毒素含量的变化.微囊藻毒素是由微囊藻毒素合成基因编码翻译的, 目前关于浮游动物对微囊藻毒素合成基因相对表达的影响并无报道, 本文首次通过实时定量逆转录PCR方法研究铜绿微囊藻PCC7806产毒相关基因mcyB和mcyD在大型蚤胁迫下相对表达变化.结果显示微囊藻mcyB、mcyD基因相对表达均有上调, 表明铜绿微囊藻PCC7806通过上调产毒基因的转录水平达到对大型蚤的诱导防御, 从而为浮游动物与微囊藻相互作用研究提供新的依据。