华东师范大学学报（自然科学版）

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海洋环境中的微塑料及其附着生物研究进展

李道季, 董旭日

2022 (3): 1-7. doi: 10.3969/j.issn.1000-5641.2022.03.001

摘要 ( 886 )

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近年来, 废弃塑料造成的白色污染引起了人们的广泛关注. 小于 5 mm的塑料微粒 (微塑料) 在海洋环境中广泛分布, 其表面附着生物, 既包括对海洋生物甚至人体有害的潜在致病菌, 又存在能够减少其污染的塑料分解菌. 微塑料因其难降解的特性, 可以在水环境中持久存在, 其表面附着的微生物也能够长期稳定地生存. 此外, 微塑料可能通过食物链传递给更高营养级的生物, 会被误食而影响到鱼类生长. 本文综述了微塑料在海洋环境中的分布, 微塑料表面含有或附着的有害物质对生物体的可能影响. 探讨了微塑料表面附着的致病微生物及塑料分解微生物的生态效应, 以及微塑料通过食物链向高营养级传递的可能性. 对微塑料分布和表面附着生物可能引起的生态风险进行了分析. 还指出了在塑料垃圾和微塑料对海洋生态系统的影响方面需要有更多的研究, 以全面认识海洋微塑料及其附着物的生态效应, 为海洋塑料污染治理提供科学依据.

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垂直森林绿化系统中土壤微生物多样性研究

徐娴雅, BOERIStefano, 胥一波

2022 (3): 8-16. doi: 10.3969/j.issn.1000-5641.2022.03.002

摘要 ( 343 )

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PDF(1182KB) ( 176 )

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.

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生境片断化对城市残存森林木本植物物种丰富度的影响

梁红, 达良俊, 宋坤, 周春玲, 高志文, 王凯

2022 (3): 17-26. doi: 10.3969/j.issn.1000-5641.2022.03.003

摘要 ( 359 )

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PDF(862KB) ( 232 )

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.

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上海市鲁迅公园浮游植物群落结构分析及评价

崔丹, 李莹, 陈体达, 黄民生

2022 (3): 27-38. doi: 10.3969/j.issn.1000-5641.2022.03.004

摘要 ( 311 )

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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.

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长三角地区城市人工林主要乔木树种运用研究

张龙, 格日乐图, 严靖, 王灵玲, 史久西

2022 (3): 39-49. doi: 10.3969/j.issn.1000-5641.2022.03.005

摘要 ( 309 )

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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.

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近十年来青草沙水库取水口水质变化趋势分析

朱宜平

2022 (3): 50-60. doi: 10.3969/j.issn.1000-5641.2022.03.006

摘要 ( 439 )

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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.

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底泥疏浚生态环境效应的后评价研究——以山东省某河段整治为例

杨春懿, 马广翔, 顾俊杰, 顾佳艳, 何国富, 孔维鑫, 杨根森

2022 (3): 61-70. doi: 10.3969/j.issn.1000-5641.2022.03.007

摘要 ( 349 )

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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COD_Cr、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.

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崇明东滩围垦区不同土地利用类型对土壤呼吸及其组分的影响

何晶, 仲启铖, 张桂莲, 王开运, 吴悦琦, 贺贵书, 李德志, 彭娜娜

2022 (3): 71-81. doi: 10.3969/j.issn.1000-5641.2022.03.008

摘要 ( 325 )

HTML ( 66 )

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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.

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甲醛与戊二醛固定剂对基于Ludox–QPS染色方法的研究结果对比

王苗勋, 许媛

2022 (3): 82-89. doi: 10.3969/j.issn.1000-5641.2022.03.009

摘要 ( 339 )

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PDF(4170KB) ( 173 )

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.

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浙南人工红树林秋茄叶片光合作用与荧光特性动态研究

周成, 黄颖, 杨华蕾, 杜明卉, 张颖, 唐剑武

2022 (3): 90-100. doi: 10.3969/j.issn.1000-5641.2022.03.010

摘要 ( 251 )

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PDF(1139KB) ( 136 )

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.

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长江口沉积物固氮过程的温度敏感性及影响因素

游智湧, 刘博林, 刘程, 高灯州

2022 (3): 101-108. doi: 10.3969/j.issn.1000-5641.2022.03.011

摘要 ( 401 )

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探讨微生物固氮过程的温度敏感性对认识全球气候变化背景下河口近岸生态系统的稳定及氮素平衡具有重要意义. 然而, 到目前为止, 关于河口沉积物固氮过程对温度变化的响应及影响因素的研究还鲜见报道. 本文选取长江口6个采样站位 (包括长江口内4个和长江口外2个) , 采用泥浆培养实验, 并结合¹⁵N同位素示踪技术对长江口沉积物固氮过程的温度敏感性及影响因子展开研究. 结果表明, 长江口沉积物中原位温度的固氮速率范围是0.72 ~ 2.85 nmol·g^–1·h^–1. 在5 ~ 10 ℃和20 ~ 30 ℃培养条件下, 温度升高对固氮速率具有一定的抑制作用, 而在10 ~ 20 ℃的培养条件下, 温度升高对固氮速率有明显的促进作用. 尽管各站点沉积物理化性质相差较大, 但固氮速率对温度的敏感性相对一致. 相关性分析结果表明, 硫化物、二价铁、硝态氮和总有机碳含量是影响固氮作用的主要环境因子.

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2007—2016年北支河势变化对长江口盐水入侵影响数值研究

李志鹏, 朱建荣

2022 (3): 109-124. doi: 10.3969/j.issn.1000-5641.2022.03.012

摘要 ( 433 )

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河势变化是影响河口水动力和盐水入侵的一个主要因素. 本文基于长江河口北支2007年和2016年实测水深资料, 分析这10年间北支河势变化, 并数值模拟和分析北支河势变化对水动力和盐水入侵的影响. 2007—2016年河槽容积北支上段增加4.4%, 中段减少8.8%, 下段减少20.5%. 总体上呈现上段冲刷, 中段和下段淤积. 在南北支分汊口出现新生沙体, 淤积厚度达4 ~ 6 m. 数值模拟结果表明: 新生沙体导致大潮期间北支倒灌量增加15.0%, 分流比由–2.8%变化至–3.2%, 新生沙体明显增强了北支盐水倒灌; 新生沙体若继续淤浅0.85 m, 北支盐水倒灌将不再增加; 新生沙体导致南支3个水库取水口盐度增加, 在大潮、大潮后中潮期间, 东风西沙水库取水口平均盐度分别增加了0.14、0.15, 陈行水库取水口分别增加了0.12、0.11, 青草沙水库取水口分别增加了0.11、0.09. 北支下段淤积导致连兴港断面大潮涨落潮量分别减少了15.2%和 16.4%, 小潮涨落潮量分别减少了21.2%和 19.0%; 越往上游, 涨落潮量越少, 呈下降趋势; 北支大潮期间高潮位下降, 低潮位抬升, 潮差减少; 北支中下段纳潮量明显减少, 北支盐水倒灌减弱; 北支下段淤积导致南支3个水库取水口盐度有所降低. 2007—2016年北支河势变化总体上导致北支盐水倒灌明显减弱; 盐度下降在北支上段达到了2 ~ 3, 在下段达到了1 ~ 2; 南支3个水库取水口盐度下降, 在大潮、大潮后中潮期间, 东风西沙水库取水口平均盐度分别降低了0.41、0.21, 陈行水库取水口分别降低了0.34、0.18, 青草沙水库取水口分别降低了0.28、0.17.

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基于哨兵1号的台风风场反演方法研究

于鹏, 钟小菁, 耿旭朴

2022 (3): 125-136. doi: 10.3969/j.issn.1000-5641.2022.03.013

摘要 ( 441 )

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合成孔径雷达 (Synthetic Aperture Radar, SAR) 的交叉极化数据在高风速条件下不会出现信号饱和现象, 能够在全天时和全天候的条件下提供大范围的高风速风场信息, 在台风监测上具有极大的潜力. 欧空局发射的哨兵1号卫星是目前少数几颗可提供交叉极化数据的在轨SAR卫星, 以该系列卫星的交叉极化影像为数据源, 利用2011—2021年十年来开发的C波段交叉极化海洋模型 (C-band Cross Polarization Ocean model, C-2PO) 、C波段交叉极化耦合参数海洋模型 (C-band Cross-Polarization Coupled-Parameters Ocean model, C-3PO) 及全极化条带交叉极化模型 (Quad-polarization Stripmap Cross-polarization model, QPS-CP) 等7种模型, 对2020年的“海高斯”和“莫拉菲”两个台风的风场进行了估算, 并将噪音去除的方法应用于超宽幅模式影像的处理. 结果表明, 噪音去除方法的应用可以有效减弱噪音对台风影像的影响, 改善风场反演的结果. 在反演高风速时, C-3PO模型的相对误差较小, 但与哨兵1号海洋产品的对比分析发现, 其在中低风速的估算上存在一定误差; 交叉极化模型结果与已有风场产品的融合, 能够很好地再现台风外部中低风速以及内部的海表高风速信息, 对于台风监测、台风致灾的模拟预报和研究具有重要的参考价值.

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中国砂石资源利用的现状、问题与解决对策研究

庄淑蓉, TORRESAurora, 陈睿山, 叶超

2022 (3): 137-147. doi: 10.3969/j.issn.1000-5641.2022.03.014

摘要 ( 593 )

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以统计数据和现有研究为基础, 本文概述了中国砂石的利用现状, 包括当前砂石的价格变化趋势, 供需冲突以及资源开采、运输和使用的影响. 研究发现: ① 在过去的二十年中, 全国对砂石资源的需求持续增长, 但河砂的供应却逐渐减少, 机制砂石已成为建筑骨料的主要来源. ② 存在与砂石开采、运输和消费相关的重大环境、经济和社会影响, 包括非法供应网络的出现. 为切实保障国家新基建的部署、社会经济可持续发展和生态文明建设, 以及确定供应瓶颈和更有效地利用资源, 提出了确保砂石资源供应, 最小化砂石开采影响并促进中国砂石骨料行业可持续发展的解决对策. 这些对策包括: 对涵盖天然砂石和机制砂石的砂石资源的流量和存量进行量化, 并建立可靠的数据监测系统; 增加投资并建立相关机构, 以优化供应系统和减少其影响, 并加强监管框架, 促进替代材料的使用, 建立砂石行业的标准和实施最佳使用实践; 进行跨学科的综合研究, 以分析与砂石资源供应有关的挑战和应对策略的潜力和风险.

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