黄河尾闾河段和河口区沉积物中重金属污染及潜在生态毒性风险评价

于2012年10月8~9日,在黄河尾闾河段和河口区,采集表层(0~10 cm深度)沉积物样品,测定样品中的Cr、Ni、Cu、Zn、Pb、Cd含量,分析了尾闾河段和河口区沉积物中重金属含量的分布特征;采用富集系数法(EF)、沉积物质量基准系数法(SQG-Q)和毒性单位总和(∑TUs),评估6种重金属的生态毒性风险。研究结果表明,尾闾河段表层沉积物中的Cr、Zn、Ni、Pb、Cu和Cd平均含量依次为56.13 mg/kg、32.80 mg/kg、14.68 mg/kg、10.77mg/kg、8.14 mg/kg和0.57 mg/kg,河口区表层沉积物中的Zn、Cr、Ni、Pb、Cu和Cd平均含量依次为53.95 mg/kg、48.88 mg/kg、21.81 mg/kg、16.37 mg/kg、14.62 mg/kg和0.37 mg/kg。尾闾河段和河口区表层沉积物中Cd的平均富集系数值分别为6.042和3.843,说明尾闾河段和河口区受人为污染的影响比较明显;尾闾河段表层沉积物中Cu含量与粉粒含量显著正相关(n=17,p0.01),河口区沉积物中Cu含量(n=8,p0.01)和Zn(n=8,p0.05)与粉粒含量显著相关;尾闾河段表层沉积物中重金属来源主要为机械制造、化工企业排放和化肥使用,河口区表层沉积物中重金属主要源于石油开采、船舶航运和硫化物;尾闾河段表层沉积物中Cu、Zn和Pb以及河口区表层沉积物中Zn和Pb的毒性效应很少发生,尾闾河段表层沉积物中Cr、Cd和Ni以及河口区沉积物中Cd、Ni、Cr和Cu的毒性效应会偶尔发生,说明尾闾河段和河口区表层沉积物中重金属生态毒性风险较低;河口区表层沉积物中Ni、Cu、Zn和Pb含量高于尾闾河段表层沉积物。尽管河口区表层沉积物中Cd的生态毒性风险不高,但富集明显,因此,未来应重点加强河口区表层沉积物中Cd的生态毒性风险防范。     

15N示踪技术在湿地氮素生物地球化学过程研究中的应用进展

稳定性同位素技术是现代生态学研究中的一门应用技术,它几乎在生态学研究的各个领域都有着广泛的应用。其中¹⁵N技术由于具有示踪和区分氮素物质的源与去向等优越性而在生态系统氮循环研究中发挥了极为重要的作用。文章主要从湿地氮素的输入过程、转化过程以及归趋过程三方面综述了该技术在当前国内外湿地氮素生物地球化学过程研究中的应用进展,特别指出当前基于该技术的湿地氮素生物地球化学过程研究尚缺乏一定的系统性、深入性和广泛性。最后,文章就该技术在湿地氮素生物地球化学过程研究中的应用前景进行了展望研究。     

中国东北区淡水沼泽湿地N_2O和CH_4排放通量及主导因子

在中国东北三江平原沼泽湿地分布区(47°35′N,133°31′E)内选择相邻的地表积水特征分别为季节性积水(SW)和地表常年无积水(NW)的小叶章(Calamagrostis angustifolia)湿地作为研究对象,于2002～2004年采用静态箱法监测了湿地系统内氧化亚氮(N2O)和甲烷(CH4的排放状况.结果表明,两种温室气体的日变化与季节变化与5cm地温显著相关.生长季期内,NW湿地表现为N2O的源和CH4的汇,而SW湿地为N2O的汇和CH4的源.土壤氧化还原电位(Eh)在200～400mV之间有利于N2O排放,而在-300～?100mV之间有利于CH4排放值得注意的是,分别在Eh值-300～-100mV和300～400mV观测到N2O和CH4的另一排放峰值,说明土壤中必然存在其他影响源决定着7,8月份N2O和CH4排放峰值;进一步研究证明,因融化而致使冻层下累积的N2O和CH4集中释放是生长季N2O和CH4这一排放峰值的主要来源.     

黄河口滨岸潮滩湿地土壤碳、氮的空间分异特征

2009年5月,运用地统计学方法研究了黄河口滨岸潮滩湿地土壤碳、氮的空间分布格局。结果表明,潮滩湿地土壤的TC、TN和C/N含量具有明显的水平变异性,自表层向下均呈显著降低趋势,总体表现为TN>C/N>TC。潮滩湿地土壤不同土层TN和C/N含量的水平分布空间结构明显,分别符合不同的变异函数理论模型,且具有强烈/中等程度的空间相关性,其空间变异性均以向低潮滩延伸且受潮汐涨落影响较大的方向为最大,自然结构因素在引起TN和C/N空间异质性中的贡献占优,随机因素的影响相对较小。潮滩湿地土壤不同土层TN和C/N具有明显的空间分布格局,表层土壤的TN含量向低潮滩延伸方向形成明显斑块低值区,边缘则形成斑块高值区,而不同土层的C/N以及亚表层的TN则与之相反。研究发现,微地貌特征和潮汐微域物理扰动强度是导致空间异质性的重要随机因素,而水盐条件、土壤类型和潮汐物理扰动是重要结构因素。湿地有机质来源以陆源为主,且越靠近海的方向,潮滩湿地土壤中的有机质受陆源的影响越大。     

中国东北区淡水沼泽湿地N2O和CH4排放通量及主导因子

在中国东北三江平原沼泽湿地分布区（47°35′N,133°31′E）内选择相邻的地表积水特征分别为季节性积水（SW）和地表常年无积水（NW）的小叶章（Calamagrostis angustifolia）湿地作为研究对象,于2002—2004年采用静态箱法监测了湿地系统内氧化亚氮（N2O）和甲烷（CH4）的排放状况．结果表明,两种温室气体的日变化与季节变化与5cm地温显著相关．生长季期内,NW湿地表现为N2O的源和CH4的汇,而SW湿地为N2O的汇和CH4的源．土壤氧化还原电位（Eh）在200～400mV之间有利于N2O排放,而在－300—100mV之间有利于CH4排放．值得注意的是,分别在Eh值－300—100mV和300～400mV观测到N2O和CH4的另一排放峰值,说明土壤中必然存在其他影响源决定着7,8月份N2O和CH4排放峰值;进一步研究证明,因融化而致使冻层下累积的N2O和cH4集中释放是生长季N2O和CH4这一排放峰值的主要来源．     

闽江福州段湿地沉积物中各形态磷的分布特征及其影响因素

为了明确闽江福州段湿地沉积物中磷赋存形态的变化特征及其影响因素,于2019年10月18日,在闽江福州段河岸带和河口区不同类型的湿地中,采集0～10 cm深度的沉积物样品,测定不同形态磷含量并分析其分布特征,采用相关分析法,分析影响不同形态磷分布的因素。研究结果表明,闽江福州段河口区沉积物中铁铝磷、钙磷、无机磷和全磷含量相对最大,城市河段和淡水河段沉积物中各形态磷含量依次减小;河口区[(152.19±100.34) mg/kg]和淡水河段[(152.32±177.29) mg/kg]有机磷含量相对较大,而城市河段[(132.49±113.77) mg/kg]的较小;水产养殖塘沉积物中的铁铝磷[(417.65±328.38) mg/kg]、无机磷[(562.52±361.40) mg/kg]、有机磷[(196.04±101.26) mg/kg]和全磷[(758.56±421.91) mg/kg]含量相对最大,而淤泥质海滩[(213.70±79.24) mg/kg]、水产养殖塘[(183.48±94.34) mg/kg]和潮间盐水沼泽[(167.10±30.74) mg/kg]的钙磷含量相对...     

黄河三角洲石油烃污染下芦苇营养器官中5种重金属的富集和迁移

为了研究黄河三角洲胜利油田的油气开采对当地芦苇(Phragmites australis)营养器官中重金属富集和迁移的影响,于2018年7月22～28日,采集新、老油田区和非油田区内芦苇根、茎、叶样品和表层(0～10 cm深度)土壤样品,测定芦苇各营养器官中的5种重金属(Pb、Mn、Co、Ni和Zn)含量以及表层土壤样品中的5种重金属含量和总石油烃含量,分析土壤中的总石油烃对芦苇营养器官内重金属富集和迁移的影响。研究结果表明,在新、老油井区,表层土壤中的石油烃主要对芦苇根部富集Pb、Mn、Co和Ni的能力产生影响;在新油井区,当表层土壤中总石油烃质量比为214μg/g时,芦苇根中的Co、Mn和Pb质量比最大,分别为3.14 mg/kg、206.59 mg/kg和9.10 mg/kg,当表层土壤中总石油烃质量比为283μg/g时,芦苇根中的Ni质量比最大,为27.16 mg/kg;在老油井区,当表层土壤中总石油烃质量比为262μg/g时,重金属Co、Mn、Ni和Pb含量都达到最大值,分别为3.28 mg/kg、166.74 mg/kg、18.60 mg/kg和4.27 mg/kg;在新油井区,当表层土壤中总石油烃质量比为283～385μg/g时,石油烃促进了芦苇营养器官中的Pb、Co和Mn向上迁移,当表层土壤中总石油烃质量比小于283μg/g时,石油烃的影响可以忽略不计;当新、老油井区表层土壤中总石油烃含量相近时,新油井区芦苇对土壤中重金属的去除效果优于老油井区。     

黄河三角洲新生湿地不同生境下翅碱蓬锰和锌含量的季节变化

锰和锌元素是植物生长所必须的微量元素,对植物的光合作用和氮的代谢起到重要的影响;锌元素还与植物生长素——吲哚乙酸的合成息息相关,锰元素则能够调节植物体内氧化还原状况,是盐生植物适应环境不可缺少的元素。于2008年5～11月,在黄河三角洲新生湿地不同生境下,对翅碱蓬(Suaeda salsa)的锰和锌含量与累积的季节变化特征进行了研究。结果表明,中潮滩翅碱蓬和低潮滩翅碱蓬的锰和锌含量分布存在明显差异,中潮滩翅碱蓬不同器官的锌含量都大于低潮滩翅碱蓬,而低潮滩翅碱蓬除了根的锰含量小于中潮滩翅碱蓬外,其他器官的锰含量都大于中潮滩翅碱蓬;二者不同器官的锰和锌含量都具有明显季节变化,其变化模式虽存在一定差异,但整体上都表现为生长初期锰和锌含量较低,之后波动增加;二者枯落物的锰含量变化较为一致,但锌含量差异显著(p<0.05);尽管中潮滩翅碱蓬与低潮滩翅碱蓬不同部位的锰和锌含量间的相关性都未达到显著水平,但不同表现型植被间差异较大,原因可能与其生理生态结构以及对锰和锌元素吸收与利用程度的差异有关。中潮滩翅碱蓬、低潮滩翅碱蓬不同部位的锰和锌储量亦具有明显季节变化,且其变化模式大多符合Gauss曲线;在翅碱蓬生长阶段,根为中潮滩翅碱蓬锰和锌元素的主要储库,其含量分别为(26.23±5.43)%和(2.84±1.06)%;根也为低潮滩翅碱蓬锌元素的主要储库,其含量为(19.58±10.95)%;而茎为低潮滩翅碱蓬锰元素的主要储库,其含量为(42.09±4.08)%。二者枯落物中锰和锌储量,特别是锌储量,所占比例很高,这可能与翅碱蓬生长末期,其地上不同器官中残存的大量锰和锌元素,在其死亡前因移动性较差而无法大量转移有关。研究发现,中潮滩翅碱蓬、低潮滩翅碱蓬不同部位锰和锌含量和储量的变化及差异主要与其生态学特性、不同器官营养功能以及所处生境的水盐状况有关。     

湿地生态系统氮素输入过程的研究进展

湿地生态系统的氮素输入过程主要包括大气氮沉降、生物固氮、人为氮和径流氮输入等途径,它们通过影响湿地系统自身的营养状况而决定氮素生物地球化学过程的运行。综述国内外湿地氮素各种输入途径的研究进展,分析当前研究中存在的问题,指出淡水沼泽湿地是目前研究的薄弱点。展望湿地氮素输入过程的研究前景,建议积极开展淡水沼泽湿地、湿地系统氮素交换的环境效应1、5N技术与氮素模型的结合以及各氮素输入途径的模型表征研究。