土地覆被变化监测对区域生态系统保护、环境变化研究具有重要的作用,研究旨在提供一种基于归一化植被指数(NDVI)的假彩色合成法的土地覆被变化监测方法。该研究以黄河三角洲为研究区,以3期 Landsat TM影像(成像时间分别为1987年5月7日,1998年5月5日,2009年5月3日)为数据源,在进行相对辐射校正的基础上,生成3期NDVI图像,然后分别以三期的NDVI图像作为红、绿和蓝波段生成假彩色合成图像。基于彩色合成原理,对黄河三角洲的1987-2009年间的土地覆被变化进行了分析。结果表明:(1) 假彩色合成图像上的灰白色区域表示其土地覆被状态稳定,三个时期的NDVI值均较大,黑色区域的土地覆被状态也较稳定,但是三个时期的NDVI值均较小,而青色、绿色、红色则反映相应地区的NDVI处在不稳定状态;(2)不同的颜色反映了不同的土地覆被变化方式,较为直观地反映了土地覆被的变化特点,尤其是自然植被与农田之间的转换;(3)限于NDVI的瞬时性,该方法需要与基于遥感影像分类的方法相结合,才能更好地监测土地覆被变化。

山地型水库盆底地形复杂,沉积物分布空间差异大,对获取水库完整的沉积记录带来挑战。我们首次利用浅地层剖面仪,探测广东省大型供水水库水底地形和沉积记录,结果证实水库库底地形复杂多变,局部可见水下滑坡和泥沙淤积;沉积厚度由几厘米至上百厘米不等,部分区域可见明显层状结构,分辨率可达10 cm,是采取柱样的理想位置,并得到实地所采柱样剖面的证实。这说明浅地层剖面探测技术适用于研究山地型水库沉积物分布,是进行水库长期生态学野外采样的必要手段。

基于环境流体动力学模型EFDC (Environmental Fluid Dynamic Code),建立了洱海湖泊及湖湾的三维水动力水质模型。并利用2001－2010 年的气象水文数据对洱海的水动力水质状况进行了连续10 年的数值模拟,模拟结果与实测结果吻合度较好,表明水动力水质模型计算结果较为合理。应用建立的数值模型分析了洱海的水流、水位和水质的时空变化特征,并在此基础上计算分析主要水质因子的动态水环境容量。结果表明,若以地表水二类水标准为规划目标,洱海总氮(TN)、总磷(TP)、COD_Mn和BOD₅ 的平均环境容量分别为1 150、72、12 780 和10 093 吨/年。洱海三维水动力水质模型的建立,为洱海的水环境保护工作提供了一个重要的管理和分析技术平台,对于洱海地区的污染物总量控制具有重要的意义。

对大亚湾海域表层水体的可培养细菌进行分离,测定了分离培养细菌的16S rRNA 基因V3 区序列,并采用该研究中的35 个序列与从GenBank 下载的46 个序列构建了系统树,对细菌进行了分子鉴定。在9 个站点的表层水体中共分离得到70株菌株,分属35 个种。其中α-变形菌纲(Alphaproteobacteria)和放线菌纲(Actinobacteria)为分离菌株最多的两个菌纲,分离率分别为40%和35.7%;而β-变形菌纲(Betaproteobacteria)仅分离到1 株(1.4%)。此外,还分离得到盖球菌属(Kytococcus)、间胞囊菌属(Intrasporangium)等非常见菌株。大亚湾海域细菌的Shannon-Wiener's 多样性指数为3.21。大亚湾海域表层水体可培养细菌丰富的种类多样性以及较高的α-变形菌分离率,说明了该海域具有良好的水质,同时也是潜在的微生物菌种资源库。

为了探讨壬基酚(Nonylphenol,NP)对海洋微藻的生态毒性效应,实验选择三角褐指藻(Phaeodactylum triconutum Bohlin)作为受试对象,设置7 个NP 质量浓度梯度(0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 和2.0 mg·L^-1),测定了不同浓度处理下三角褐指藻的生长情况、光合色素含量、可溶性蛋白含量、丙二醛(MDA)含量及最大光能转化效率(Fv/Fm)以及24 h,48 h,72 h,96 hEC₅₀ 等指标。结果表明,NP 对三角褐指藻的96 h EC50 为0.84 mg·L^-1;当NP 暴露浓度在0.4 mg·L^-1 以上时对三角褐指藻生长表现抑制效应,而且随着NP 质量浓度的增加,生长抑制效应加强,当暴露浓度≥1.0mg·L^-1 时即可造成藻细胞大量死亡,当NP暴露浓度≥2.0mg·L^-1 时,藻细胞基本不能生长。三角褐指藻的细胞密度、可溶性蛋白含量、光合色素含量以及Fv/Fm 等指标随NP 暴露浓度质量浓度的增加而下降的幅度更加显著,暴露处理24 h,MDA 含量随NP 质量浓度的增加而上升,表明较高质量浓度的NP 胁迫,使藻细胞膜脂过氧化程度增强,可能会导致细胞膜结构的破坏和功能的丧失。NP 对三角褐指藻的生长具有明显的毒性效应,并可以造成抗氧化酶系统和光合系统的损伤。

为探讨蓝藻胁迫条件下沉水植物生长与基质营养含量的关系,研究了添加相同含量蓝藻后2 种不同基质(较贫瘠的黄色粘土和较肥沃的黑色淤泥)对苦草和伊乐藻2 种沉水植物生长的影响。结果表明:与伊乐藻相比,苦草的生物量在粘土条件下高于淤泥条件,而基质类型对伊乐藻生物量没有显著影响;苦草的最大叶片长度(用于表征株高)、无性系新株数目及其干物质重和伊乐藻的株高、分株数目和分枝干物质重也是在粘土条件下高于淤泥条件;苦草的最大根长在粘土条件下显著高于淤泥条件(p<0.05)。研究结果表明在蓝藻胁迫的条件下,高营养含量的基质不利于沉水植物的生长,并且对根生型沉水植物苦草的影响要大于假根沉水植物伊乐藻。

2012 年4 月~6 月对东江干流及源头部分支流的底栖动物进行了采集,共获得底栖动物78 种,隶属于3 门7 纲48 科72 属。其中,水栖寡毛类3 科8 属12 种,软体动物12 科13 属17 种,水生昆虫9 目30 科47 属47 种,其他种类3 种。空间上来看,源头支流及上、中、下游的种类数分别为48 种、31 种、33 种和28 种。源头地区和上游以水生昆虫为主,密度百分比分别为70.2%和58.3%;下游以寡毛类为主,占62.0%。分析比较了 Shannon 多样性指数、生物指数(BI)和科级生物指数(FBI) 3种水质评价方法对东江水质的评价效果。东江干流水质总体良好,源头支流水质好于其他河段水质。但从水质生物学的角度与之前研究相比,底栖生物的群落特征变化较大,物种多样性有所下降,表明区域环境有恶化的趋势。

2012 年6 月在南麂大檑山岛厚壳贻贝增殖区潮间带布设2 个断面,进行潮间带底栖生物调查。定量采集到底栖生物16 种,其中软体动物6 种,藻类、甲壳类各3 种,腔肠动物、多毛类各2 种。潮间带底栖生物平均丰度为1 592 inds/m²,平均生物量17 326.48 g/m²,以厚壳贻贝的生物量及丰度为最高。大檑山岛潮间带底栖生物的Shannon-Weiner 多样性指数(H')、Simpson 多样性指数(D)、Pielou 均匀度指数(J)和Margalef 丰富度指数(d)分别为1.25~1.53、0.46~0.54、0.49~0.75、0.92~1.25,平均值分别是1.48、0.50、0.57、1.13,多样性指数都比较低,潮间带底栖生物群落受到中度干扰。底栖生物ABC 曲线分析表明,大檑山岛潮间带底栖生物群落处于稳定状态。厚壳贻贝壳长频数分布分析表明,大檑山岛潮间带厚壳贻贝以1~2 龄为主。

为研究湖泊生态修复对浮游动物群落结构的影响,该文于2010年1-12月份对惠州西湖未修复的子湖-平湖及已实施生态修复后的子湖-元妙观湖、南南湖的浮游甲壳动物群落结构进行了调查。结果表明:龟状笔纹溞、卵型盘肠溞、矩形尖额溞和右突新镖水蚤仅出现在修复后的元妙观湖与南南湖,而颈沟基和溞与平直溞仅在平湖中检出;元妙观湖和南南湖浮游甲壳动物种属数、丰度及多样性指数均高于平湖。冗余分析结果表明:哲水蚤、剑水蚤和枝角类丰度与透明度呈正相关,哲水蚤密度与营养盐呈负相关。研究显示,湖泊生态修复对浮游动物群落结构有重要的影响。

于2010 年12 月～2011 年11 月分4 个季度,对大亚湾海域进行了采样调查,分析了大亚湾表层水体中溶解无机碳(Dissolved inorganic carbon, DIC)含量的时空分布特征,并讨论了大亚湾表层水DIC 与pH、盐度、水温和叶绿素a 等环境因子之间的关系。大亚湾海域表层水DIC 含量的变化范围为19.49～23.20 mg·L^-1,均值为21.13±1.07 mg·L^-1,较黄海及东海水域的DIC 含量低。DIC 的水平分布大致呈现出西部及西北部海域高于东部及湾口海域的趋势。大亚湾表层水DIC 含量呈现出冬季>夏季>秋季>春季的季节变化趋势,但春、夏及秋季差异不大。大亚湾海域表层水的DIC 含量除与盐度呈现了显著的正相关关系外,与pH 值、水温及叶绿素a 显示出负相关,但不显著。大亚湾海域DIC 的时空分布特征是多种因素综合作用的结果,其同时受季风、水温、盐度、水动力、生物地球化学和生物等因子的影响。

通过在人工饲料中添加不同浓度组合的ClO₄^- 与As⁵⁺, 研究ClO₄^- 与As⁵⁺复合污染对斜纹夜蛾食物利用的影响。结果表明:第1 d 时,对照A0B0 的相对生长率RGR 为2.23%,最高A1B3 的RGR 为3.75%,显著高于其他处理,最低A3B5 的RGR 为 1.01%; 第3 d 时,A3B4 的食物消化率ECI 和消化转化率ECD 在所有处理组合中最低:分别为28.61%和36.29%。而第5 d 时A3B1-A3B5 仍然具有较高的近似消化率AD。由此可知,在低浓度As⁵⁺作用的ClO₄^- 与As⁵⁺复合污染会促进斜纹夜蛾幼虫的生长,但是当As⁵⁺过高时的复合污染,便会抑制其生长。究其原因在于低浓度复合污染胁迫下,斜纹夜蛾幼虫提高了对食物的利用和转化能力,以获取更多营养供幼虫生长需要。而高浓度ClO₄^- 与As⁵⁺复合污染胁迫可能扰乱昆虫取食行为,阻碍其生长发育。这对进一步揭示ClO₄^- 与As⁵⁺复合污染对斜纹夜蛾的毒理效应和机理研究具有指导意义。

2012 年10 月8 日至11 月11 日选择位于引滦工程明渠段的3 号监测点,使用Toxcontrol 生物综合毒性监测仪开展了饮用水源地生物毒性自动监测研究,并对3 号监测点及其下游4 号监测点的pH 值、氨氮浓度、高锰酸盐指数和溶解氧浓度进行了同步监测。试运行阶段生物综合毒性监测仪实际获取有效数据210 组,样品毒性值介于-52%-21%之间,均小于30%,未超过报警临界值。同步监测所得pH 值、氨氮浓度、高锰酸盐指数和溶解氧浓度均达到国家地表水Ⅲ 类水质标准。统计结果显示,水质指标中的毒性值与氨氮浓度呈显著负相关关系(sig.<0.05),说明在一定浓度范围内氨氮可能促进发光细菌的生长或者增强细菌发光能力。

用壳聚糖改性天然沸石粉,制备了改性沸石粉吸附材料,对微污染水源水中微量镍(Ⅱ)的吸附去除进行了研究。考察了吸附时间、沸石粉投加量、镍(Ⅱ)初始浓度以及原水pH 值等因素对镍(Ⅱ)去除效果的影响。结果表明,改性沸石粉对镍(Ⅱ)的去除效果明显优于天然沸石粉;当镍(Ⅱ)初始浓度低于0.2 mg/L 时, 投加1.5 g/L 壳聚糖改性沸石粉,经20 min 吸附后,水中镍(Ⅱ)的剩余浓度低于 0.02 mg/L,可满足《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)中的要求;提高水的pH 值有利于两种沸石粉对镍(Ⅱ)的去除。另外,两种沸石粉对镍(Ⅱ)的吸附过程均符合Freudlich 等温吸附模型,且改性沸石粉的吸附指数更小,其吸附能力更强。

从外来水生植物大聚藻的耐寒性、再生能力和耐盐性等方面入手,研究比较了其与有害植物水花生对环境适应能力的差异。结果表明:大聚藻的越冬能力明显高于水花生;大聚藻断枝离体水培后复活快、发根与生长迅速,生长量与营养繁殖力也明显大于水花生;大聚藻具有很强的耐盐能力,其枝条在NaCl 盐浓度为0 g·L^-1～3 g·L^-1 的水体中能正常生长,4 g·L^-1～5 g·L^-1的浓度中可存活2～4 周。因此,大聚藻在自然生态环境中具有超强的生存能力和繁殖能力,存在一定的生态风险,对大聚藻的利用必须在有限范围内谨慎进行,应严格控制其群体在自然生态环境中的过量扩散与繁殖。

为了了解季节性雪被覆盖下不同碳供应水平对高山土壤生态系统过程的影响,2010 年1 月-5 月在青藏高原东缘设计人工雪厚度梯度控制(0 cm, 30 cm, 100 cm)和凋落物添加(0 g, 5 g, 20 g 鲜卑花叶片)的原位试验,测定了土壤中的微生物数量和微生物生物量。研究发现,雪被覆盖能有效地绝缘大气和土壤,减少冻融交替的幅度和频次,显著增加了细菌和真菌数量,而对微生物生物量碳氮无明显影响。凋落物的输入降低了微生物生物量氮的含量,增加了细菌和真菌的数量。说明雪被覆盖和有机碳的输入可以通过影响冬季土壤微生物群落结构,从而对高山地区冬季生态系统过程产生实质性的影响。

运用民族植物学研究方法,对贵州宗地乡苗族聚集地野生植物资源利用进行了分析。结果发现:当地常用野生植物有83 种, 隶属42 科,较多的为菊科12 种(14.46%)、百合科6 种(7.23%)、禾本科5 种(6.02%)、蔷薇科5 种(6.02%)。以根、茎、皮、叶、花、果实、芽、全株利用为主的植物,分别有7 种(8.43%)、33 种(39.76%)、3 种(3.61%)、26 种(31.33%)、2 种(2.41%)、19 种(22.89%)、5 种(6.02%)和16 种(19.28%)。食用植物有26 种(31.33%);药用植物有37 种(44.58%);建材植物有12 种(14.46%);饲料植物有9 种(10.84%);工艺植物有6 种(7.23%);纤维植物有5 种(6.02%);染料植物有3 种(3.61%);油料植物有2 种(2.41%);仪式用植物和娱乐植物各有1 种(1.20%)。具三种利用类型的植物有6 种(7.23%);具两种利用类型的植物有12 种(14.46%)。研究表明,宗地乡苗族野生植物利用跟这些植物的生物学特性、喀斯特生境和当地苗族文化密不可分,需要进一步加强整理与挖掘。

为探讨贵州省百花湖(水库)消落带土壤磷的释放状况,采用实验室模拟法研究了不同消落带土壤和环境条件变化对百花湖消落带土壤磷释放的影响,分析磷的释放量与磷赋存形态的关系。结果表明:未淹的黄壤释磷量最大,砂石壤最低;温度升高,土壤中磷的释放强度随之增大;扰动上覆水比静置条件下更有利于磷的释放;酸性和碱性条件下土壤磷的释放量略高于中性条件,且碱性条件下最高;厌氧条件比好氧条件更能加速磷释放;不同形态磷与土壤磷释放量有不同程度相关,其中有机磷(OP)与磷的释放极显著相关;与铁铝结合态磷(Fe/Al-P)和钙结合态磷(Ca-P)显著性相关。

采用“功能当量”相对评估模型对滨海新区生态系统服务功能的供给量进行评估,并从供给与需求的角度出发,建立人类需求服务功能指标体系,以各生态系统类型所提供的“功能当量”为桥梁,重点研究人类需求服务功能的量化和方法,进而对天津市滨海新区生态系统服务功能进行供需量化分析,得出以下主要结论:滨海新区人均需求功能当量为0.43,人口总需求当量达10.7×10⁵,以及生态缺口现状为2.4×10⁵;针对目前新区生态系统功能呈现出供给小于需求的现状,从合理控制人口数量、增加生态系统面积、提高生态系统服务质量三方面提出指导性建议。

利用标准地法对八达岭林场人工林主要树种的生物量进行了测定,建立了油松(Pinus tabulaeformis)、黑桦(Betula dahurica Pall)、槺椴(Tilia mandshurica)、五角枫(Acer mono Maxim)及华北落叶松(Larix principis-rupprechtii)的生物量相对生长模型。结果表明,八达岭林场各主要树种生物量分配比例的大小顺序为:五角枫>油松>槺椴>黑桦>落叶松。各树种的生物量值为五角枫93.28 t/hm²>油松86.40 t/hm²>槺椴50.24 t/hm²>黑桦 36.05 t/hm²>落叶松20.21 t/hm²。5 个树种的总生物量为286.17 t/hm²。利用IPCC 模型计算结果表明不同树种在相同的时间下产生的生物量是不同的,并用实际数据指出生长模型的建立方法不同可能带来的生物量计算的差异。此研究结果可用于建立广泛适用的生长模型及在不同树种的生物量计算方面起到重要作用。

蚊虫吸食人血、传播疾病,严重危害人类健康。长期以来,化学合成杀虫剂由于驱灭蚊虫的效果好、持续时间长,一直占据主要地位,但长期使用化学合成杀虫剂,不仅可使蚊虫产生抗药性,而且还会造成环境污染,因此环境友好型的蚊虫防治手段日益受到人们的关注。该论文基于蚊虫与水、植物等环境因素关系的分析,阐述了植物在防治蚊虫方面的潜力;概括了我国的驱蚊、灭蚊植物资源及开发利用现状;探讨了驱蚊、灭蚊植物在防治蚊虫产品开发、生态保健型园林绿地和健康湿地系统建设等方面应用情况并展望了驱蚊、灭蚊植物资源开发利用的广阔前景,以期为蚊虫的生态防治提供新思路。

记述了一种溞属新亚种:中华拟同形溞Daphnia similoides sinensis,模式标本保存在暨南大学水生生物研究所。在蒋樊治先生的《淡水枝角类》等中国文献中,该种被描述为隆腺溞,直至最近几年才陆续有中国学者报道了中国的拟同形溞,并有较多有关该种的生物学与生态学研究,但一直未见其形态学的研究结果。除此之外,仅台湾学者YOUNG Shuh-Sen 公布了台湾的拟同形溞的COI 序列。中华拟同形溞与已知印度的Daphnia similoides 主要区别在于其雄性第一触角上的嗅毛较短、鞭毛分节不同,鉴于雄性第一触角在分类学上的重要性,将其划分为新亚种。该亚种的COI 基因序列与已知台湾的D. similoides 有99%的相似度。比较了广东、安徽、浙江和江苏等地的D. similoides 种群,它们仅在第一触角处有细微差别。

以平潭海坛岛为研究区,基于1990 年landsat TM 和2010 年ALOS 遥感影像,在ArcGIS 和Fragstats 等软件平台支持下,运用马尔科夫转移矩阵和动态度模型,以及景观格局指数,对20 年来研究区景观格局时空动态变化及其生态效应进行了定量分析。研究结果表明:近20 年来景观格局动态变化显著。建设用地和居民地增长幅度最大,农用地和沙滩则降幅最显著。研究区景观格局主要景观类型为农用地和林地,景观类型转移主要表现为农用地与林地的相互转化,以及二者向城镇用地(居民地、建设用地和道路交通)转化。从类型水平上看,各类型斑块均趋于破碎化;在景观水平上,研究区景观格局向着多样化方向发展,景观的异质性增强,景观呈破碎化程度加深;从景观生态效应空间变化看,人为活动的影响沿着交通干线、城镇区在整个研究区蔓延扩展。