基于青草沙水库取水口2010—2019年这10年的日监测数据, 对水质的主要理化指标进行了年际和季节性变化趋势分析, 并探讨了理化指标间的关联关系. 结果表明: ①青草沙水库取水口溶解氧浓度始终保持较高水平, pH值呈现弱碱性; ②取水口氨氮浓度较低, 硝酸盐氮浓度介于1.2 ~ 2.0 mg/L, 总磷浓度为0.1 ~ 0.2 mg/L, 高锰酸盐指数浓度为2.0 ~ 4.0 mg/L, 且这4项指标从2015年开始均呈下降趋势, 表明来水水质进一步变好; ③溶解氧浓度、水温和pH值存在明显的四季变化, 而总硬度、永久硬度、电导率和氯化物这4项指标受海水入侵影响且季节变化基本一致, 其余指标随季节变化差异不明显; ④总磷浓度、高锰酸盐指数浓度随浊度的升高而升高, 总磷浓度和硝酸盐氮浓度随着大通流量的增加而呈现下降趋势.
共获取到全国72座道教宫观的树木名录, 揭示了不同地区道观的树种组成特征、分布格局及其影响因素, 探讨了道教宫观在生物多样性保护方面的作用. 结果表明: ① 在全国72座道教宫观中, 共计树木354种, 隶属85科208属; ② 道观树种以乡土树种为主, 各道观中乡土树种的比例均值为62.5%±19.8% (比例均值±标准偏差), 且大多数道观 (77.8%) 中保存有受威胁树种; ③ 道教树种多起源于亚热带地区, 并以长江流域为热点区域, 尤其是少数民族聚集的西南与中南地区; ④ 影响道教树种分布的主要因素是地理和气候因子, 但其组成在气候带上却难以区分, 且随着气候带的北移, 并未表现出宗教树种替代 (以形态或文化含义相似的乡土树种替代原始宗教树种) 现象. 以上结果表明, 道教宫观中植物资源丰富, 是潜在的生物多样性宝库, 在保护和维持生物多样性方面具有重要作用, 并能为区域生态修复和城市绿地建设提供参考.
为探究生境片断化对城市残存植被物种丰富度的影响, 以经典的岛屿生物地理学理论为基础, 选取了青岛市区内崂山余脉的13个丘陵为岛屿, 以崂山为大陆, 除斑块面积、距离种源远近外, 增加斑块隔离度和人为干扰强度2个影响因子, 通过CCA分析量化影响因子与物种组成的关系, 以其影响因素的矢量线段长短赋予各影响因子权重, 形成岛屿化综合指数(Isolated Island Index, III), 探讨其与物种丰富度的关系. 结果表明, 城市中片断化森林斑块的物种丰富度与岛屿化综合指数的关系随着种类性质的变化而不同. 乡土物种丰富度与岛屿化综合指数有显著关系, 外来物种无此关系; 鸟类传播和风力传播物种的丰富度与岛屿化综合指数有显著关系, 重力传播物种无此关系. 线性函数是最佳的拟合模型.
对山东省某河段疏浚示范工程进行生态环境效应后评价, 开展为期两年半的跟踪监测, 主要分析底泥疏浚对河段水质、新生沉积物、底栖生物、微生物的长期影响. 结果表明: 底泥疏浚可有效降低水中的CODCr、TP含量, 但对TN及NH4+-N含量的影响很小. 疏浚区新生沉积物中的C/N值逐渐降低, 这有利于微生物及底栖生物群落的恢复. 疏浚可在一定程度上降低表层沉积物中颤蚓科的平均生物量及密度, 而摇蚊科密度受疏浚影响较小. 疏浚并未对河段沉积物微生物群落结构带来显著改变, 这可能与疏浚深度有关. 外源污染物的输入、人为排水作业等均可影响疏浚河段的水质及沉积物污染物含量, 但当微生物群落基本构建完成后, 这种影响可能在较短时间内恢复. 综上所述, 疏浚总体工程效果在研究开展期间(即疏浚后2 ~ 4年)有持续体现, 即改善水质和沉积物污染状况, 有利于底栖动物和微生物的多样性恢复. 但随着时间的推移以及人为干扰的影响, 水质维持效果有所下降.
采用高通量基因条形码技术分析了45份土壤样品的微生物多样性格局. 结果发现, 垂直森林绿化与周边绿地具有相似的α多样性以及较大的群落特征差异和β多样性. 这些结果表明, 垂直森林建筑能够容纳丰富的土壤微生物种类, 促进城市生物多样性保护.
为检验甲醛与戊二醛固定并经Ludox–QPS (Ludox Density Gradient Centrifugation Combined with Quantitative Protargol Staining, 硅胶提取结合定量蛋白银染色)染色后的微型底栖动物群落研究结果是否具有可比性, 本研究于2019年4月对采自长江口湿地3种自然生境 (海三棱藨草滩、光滩和沙滩) 的底栖纤毛虫群落, 分别用终浓度1%的甲醛与2%的戊二醛进行固定后, 通过ANOSIM (Analysis of Similarities, 相似性分析) 双因子 (固定剂类型与生境类型) 交叉分析方法, 检验两种固定剂固定的群落在物种组成、生物量和多样性上的差异. 研究结果表明: 虽然不同生境之间纤毛虫群落结构存在显著差异, 但固定剂类型对其群落的物种组成、多样性参数 (物种数、个体数、均匀度、香农–维纳指数) 以及生物量均无显著影响. NMDS (Non-metric Multidimensional Scaling, 非度量多维尺度) 分析结果 (stress = 0.11) 也显示, 两种固定剂固定的纤毛虫群落物种组成相似. 以上结果表明, 这两种固定剂获得的底栖纤毛虫群落, 在经过Ludox–QPS染色后的研究结果具有可比性. 因此, 甲醛溶液也可用于微型底栖生物样品的固定.
以城市为对象编制植被志或植被图有助于城市尺度上的植被管理与保护. 我国的植被分类体系主要是以自然植被为主体构建的, 且大多集中在全国尺度上或省域尺度上, 不适用于城市尺度上的植被分类. 并且, 强人为干预下形成的植被一直未出现学界公认的分类体系, 给城市植被的研究带来了诸多不便. 本文基于“起源-干扰-功能”为基本原则的综合型城市植被分类体系, 按照植被起源和受人为干扰程度将城市植被分为自然植被、次生植被和栽培植被. 栽培植被依据其功能类型进一步划分为人工林地植被、景观绿地植被及农业植被三大类型. 下级单位参照1980年《中国植被》的分类系统, 并结合新近《中国植被志》编研提出的3个初步纲领性文件, 进而构建城市植被分类系统, 并对城市植被分类的原则和标准在上海地区进行了应用尝试, 以期进一步构建一个兼具学术科学性和应用操作性的城市植被分类体系, 为后续城市植被志的编撰, 以及城市植被的认知、保护、建设和管理提供理论依据和技术支撑.
在崇明东滩围垦区, 采用Licor-8100A土壤碳通量观测系统及分层去根法, 连续测定5种土地利用类型 (芦苇湿地、白茅湿地、幼龄林、中龄林和农田) 的土壤呼吸、异养呼吸和自养呼吸, 以及0 ~ 10 cm表层土壤温度、体积含水率和电导率等环境因子, 系统地比较了崇明东滩围垦区不同用地类型土壤呼吸及其组分的差异. 结果表明: ① 幼龄林、中龄林和农田样地的土壤呼吸显著低于芦苇湿地和白茅湿地样地; ② 幼林龄、中林龄和农田样地的异养呼吸占比显著高于芦苇湿地和白茅湿地样地; ③ 土壤呼吸及其组分与土壤温度呈显著的指数关系, 但与土壤含水率和电导率的相关性较弱. 与残存湿地相比, 不同的农林利用方式显著降低了围垦区土壤呼吸, 但大幅增加了异养呼吸, 这可能说明土壤有机碳库在围垦20年后仍处于净损失状态. 因此, 需要采取有效措施进一步提升该区域土壤的碳固持能力.
为揭示鲁迅公园湖泊水体浮游植物的群落结构特征和水体健康状态, 于2019年1—10月对鲁迅公园湖泊水体进行了生态学调查, 分析了浮游植物的群落组成、密度、生物量、多样性、均匀度及优势种. 共鉴定出浮游植物8门83属, 其中蓝藻门、绿藻门和硅藻门物种数量最多, 全年平均细胞密度为14.17 × 106 ind/L, 全年平均生物量为3.57 mg/L, 平均细胞密度和生物量都随着季度变化而增加; 优势门类为蓝藻门、绿藻门和硅藻门, 主要代表属有伪鱼腥藻、平裂藻、栅藻、小环藻. 采用冗余分析对鲁迅公园湖泊水体中的环境因子与浮游植物之间的关系进行了进一步解析, 结果表明, pH值、硝态氮、亚硝氮和高锰酸盐指数是影响浮游植物群落结构的关键影响因子.
采用了机械取样和典型取样相结合的方法, 于2015—2016年对长三角地区筛选出的13个城市76处城市公园、道路和滨水绿地人工林449个样地进行了乔木树种调查, 分析了主要乔木的物种组成、分布、径级、盖度、生长情况等相关因子和成因, 旨在为森林城市建设与城市人居环境的改善提供科学依据. 结果表明: ①长三角地区城市人工林主要乔木树种共54科115属157种, 其中以蔷薇科种类最多(12属20种), 单种科占有比例较高, 种类组成相对分散; ②从区系组成看, 以温带地理成分为主(73属), 说明在乔木树种的运用中具有典型的温带性质; ③从重要值、盖度及相关因子来看, 乔木树种以香樟和二球悬铃木为主, 重要值之和达到27.45%, 且其中香樟占绝对优势, 不同类型的城市人工林主要乔木运用的差异较大; ④通过径级结构分析发现, 10 cm ≤ D（加权平均胸径）≤ 30 cm的树种构成了城市人工林主要高大型乔木, 包括无患子、黄山栾树、枫香等诸多乡土树种. 但从数量及分布来看极不平衡, 区域内香樟和二球悬铃木的覆盖度高达45.18%, 占有绝对地位, 相对物种多样性及群落稳定性较弱, 建议在以后的城市人工林建设中逐步增加其他树种的覆盖度.
探讨了浙江南部人工红树林秋茄叶片光合作用与叶绿素荧光动态变化特征, 以此为该物种近期北移引种生态恢复应用提供科学依据. 利用LI-6800F便携式光合-荧光自动测量系统, 测量了不同月份秋茄叶片光合作用、叶绿素荧光的日变化, 并分析了它们之间的关系. 结果表明: 除了水利用效率、非光化学淬灭以外, 各参数的日变化曲线大体上呈U型或倒U型, 如蒸腾速率、气孔导度、电子传递速率、最大光化学反应量子效率; 且夏季7月、8月部分参数值明显高于11月、12月, 如净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、电子传递速率. 此外, 单日上, 除水利用效率分别与实际光化学量子效率、光化学淬灭系数、非光化学淬灭系数的相关性不显著外, 光合因子与荧光因子的相关性显著, 而各月上, 仅净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、水利用效率、电子传递速率之间的相关性显著. 以上说明, 单日上, 中午前后是秋茄叶片光合能力最强的时候, 而各月上, 夏季是秋茄光合能力最强的季节, 春季与秋季次之, 冬季最弱; 秋茄叶片光合与叶绿素荧光在单日上的相关性比在各月上的更高.
上海市某林地土壤的重金属砷超标后, 选择芦苇、水杉两种本土植物进行了修复, 且跟踪监测了土壤在植物修复前后各项指标的变化情况. 结果表明: ① 芦苇和水杉两种植物根际区土壤的砷含量与非根际区相比分别减少了52.4%、28.6%, 且非根际区土壤的砷含量均低于土壤环境风险筛选值; ② 研究比较了芦苇和水杉的根际微生态特性后发现, 水杉对养分的富集效果优于芦苇, 证明在土壤肥力恢复方面选择水杉进行修复效果会更好.
通过在4个季节对上海市11个美丽乡村进行实地调查 , 统计分析获得的实景照片和观测数据, 总结归纳出应用的多年生草本种类共有30科52属62种. 其中, 禾本科、菊科、天门冬科植物占比较高; 乡土植物占比较低, 仅15.63%. 植物景观存在的问题有优势物种单一、景观效果雷同、植物生长状况不佳等. 利用聚类分析对调查的多年生草本的综合性状进行划分, 筛选出表现较差的种类的替代种, 优化植物群落配置, 为改善上海市乡村植物景观提供理论基础.
对取自北极克罗斯峡湾的沉积物岩芯进行了沉积组分分析和放射性年代测定, 探讨了20世纪30年代以来粒度的垂直分布特征和沉积类型变化, 以揭示过去几十年高纬度冰川前沿峡湾地区发生的环境变化. 结果表明, 该区域自20世纪90年代以来沉积速率 (0.35 cm/a) 显著增加, 约为20世纪90年代以前的2倍 (0.16 cm/a). 20世纪90年代以后平均粒径和中值粒径增大, 出现了显著的沉积物粗化现象. 同时, 分选性下降, 偏度向正偏变化, 峰态波动增大, 粒度组成发生了显著变化. 沉积环境的改变反映出近三十年来克罗斯峡湾地区发生了环境变化, 气候变化引起冰川的快速融化, 进而增加了高纬度冰川前沿峡湾地区的陆源物质输入.
针对露天矿排土场土壤保水蓄水能力差的特征, 通过测定3种保水剂抗蒸发能力和配制土壤的含水量, 开展保水剂与有机肥配施对土壤持水性能的影响研究. 结果表明, 保水剂在凝胶状态下对土壤的抗蒸发效果比干燥状态更好, 以5‰用量的法国爱森保水剂的抗蒸发效果最好. 保水剂和有机肥配合使用能够有效延长土壤的持水时间, 配制土壤持水性随着保水剂用量和有机肥用量增加而增加. 以法国爱森保水剂和有机肥配施效果最佳, 最优配比为法国爱森保水剂3‰+有机肥20%或者法国爱森保水剂5‰+有机肥10%, 可使维持该区域约20%田间土壤持水量的保水时间延长1倍以上. 该配比可为西北地区露天矿排土场土壤修复提供科学参考.
以上海市金泽水库为研究区域, 在水库边滩与水库浮床区域设置系列站点, 以旱伞草 (Cyperus alternifolius)、美人蕉 (Canna indica)、鸢尾 (Iris tectorum) 为代表性物种, 分析了浮床种植对挺水植物中重金属Cu、Zn、Fe、Cr、Cd、Pb赋存特征的影响. 结果表明: 浮床种植的美人蕉、鸢尾生物量均显著大于边滩种植 (p < 0.05), 浮床种植的旱伞草生物量显著小于边滩种植 ( p < 0.05); 浮床种植的美人蕉中Cu、Fe、Pb含量显著大于边滩种植 ( p < 0.05), 浮床种植的旱伞草和鸢尾中Cu、Zn、Cd含量显著大于边滩种植 ( p < 0.05); 美人蕉中Cu、Fe、Cd、Pb赋存量和鸢尾中Cu、Zn、Fe、Cd、Pb赋存量, 以及旱伞草中Cd赋存量在浮床种植条件下均显著大于边滩种植 ( p < 0.05); 同种植物不同重金属赋存量的相关关系在不同种植条件下明显不同, 且不同种植物间亦存在明显差异; 浮床种植能在一定程度上提高挺水植物的生长状况和对重金属的吸收能力, 对挺水植物中重金属赋存量特征具有重要影响. 基于本文结果, 建议优先选用美人蕉和鸢尾作为浮床植物.
以上海市松江区泖港镇为研究地点, 采用高通量测序技术全面揭示了该城乡交错区不同土地利用类型中土壤细菌和土壤真菌的多样性分布格局和群落组成格局. 研究结果显示, 采集的土壤样品中共发现632种土壤细菌OTUs (operational taxonomic units)和593种土壤真菌OTUs, 优势类群为变形菌门(细菌)与子囊菌门(真菌). 4种土地利用类型 (耕地、坑塘水域、仓储用地和居民居住区) 中, 土壤细菌的Shannon指数为4.41 ~ 4.71, 土壤真菌的Shannon指数为1.99 ~ 2.60, 这两类土壤微生物的α多样性在各土地利用类型间无显著差异. 而不同土地利用类型间, 土壤细菌(R = 0.32, p = 0.001)和土壤真菌(R = 0.22, p = 0.001)的β多样性格局存在显著差异. 此外, 该城乡交错区土壤细菌和土壤真菌的群落组成格局和β多样性格局与土壤酸碱度、土壤孔隙度和土壤含水率显著相关.
生态系统服务供需平衡是可持续发展的关键, 开展差异化分区研究有助于资源优化配置. 本文基于CASA (carnegie-ames-stanford-approach) 模型、水量平衡方程和RUSLE (revised universal soil loss equation) 模型, 分析了长三角一体化示范区2000—2020年碳固持服务、水源涵养服务和水土保持服务供给量、需求量及供需匹配关系的时空演变特征, 并运用SOM (self-organizing map)+K-means二阶聚类方法划定了不同类型的供需失衡区, 提出了差异化的生态系统管控对策. 研究发现, 长三角一体化示范区近20年间: ① 碳固持服务供给减少, 需求增加, 水源涵养和水土保持服务供给量和需求量均呈增加趋势, 各生态系统服务总体呈现供不应求的趋势; ② 碳固持服务和水土保持服务供需比均呈上升趋势, 水源涵养服务供需比呈下降趋势, 各生态系统服务供需比有明显的空间差异; ③ 聚类分析将示范区划分为不同类型的生态调控区, 其中, 吴江、盛泽镇区城镇簇群以水源涵养服务提升为主, 青浦城区城镇簇群以水源涵养服务和碳固持服务提升为主, 先行启动区和嘉善城区城镇簇群生态系统服务供需差距较小, 以综合保护为主. 此研究结果可为示范区资源调配、生态补偿及区域一体化协同发展提供有益的参考.
开展了青浦区西部地区大型底栖无脊椎动物调查, 基于底栖生物完整性指数 (benthic index of biotic integrity, B-IBI) 评价体系, 评价了区域水生态健康状况, 分析了B-IBI指数与水质指标及相关指数的关系, 探讨了B-IBI指数在湖荡地区的适用性. 结果表明: 研究区域水生态健康状况总体良好, 健康及亚健康样点占比67.7%, 湖泊及湖荡区域的B-IBI指数多优于河流; B-IBI指数对水体有机污染、富营养化有较好的指示作用; 各评价指数之间具有显著相关性, 但B-IBI指数与丰富度指数、多样性指数评价结果有所差异; B-IBI指数在湖荡区水生态评价中具有很好的适用性.
为探究城市环境差异对树木展叶物候的影响, 以上海城市森林中的纯林为研究对象, 利用遥感数据提取9种树木的展叶开始时间, 并分析其与温度、降水和夜间灯光之间的关系. 结果显示如下. ① 展叶时间在物种之间存在差异, 平均展叶时间从第95天至第104天; 相比之下, 展叶时间的种内差异更大, 最早为第69天, 最晚为第138天. ② 不同物种展叶物候对环境因子的响应不同: 乌桕对降水变化最敏感, 复羽叶栾对降水变化和城市化水平敏感, 池杉对降水和温度变化敏感, 其余6种树木对环境变化不敏感. ③ 对于敏感物种, 生长季前的平均降水量从48 mm增加64 mm, 展叶开始时间提前45 d; 平均温度每增加1℃, 展叶开始时间延迟3 d. 因而, 城市森林建设可以根据树种物候的环境响应特点来进行合理配置, 使其能更好地适应环境, 发挥相应的生态作用.
中国综合性科技类核心期刊(北大核心)
