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鄱阳湖候鸟栖息地微塑料表面细菌群落结构特征与生态风险预测

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环境科学 2024年第5期45卷 3098-3106页

作者：俞锦丽赵俊凯罗思琦朱颖婷张文慧胡启武刘淑丽江西师范大学地理与环境学院南昌330022 江西师范大学鄱阳湖湿地与流域研究教育部重点实验室南昌330022 江西师范大学生命科学学院生物多样性保护与资源利用江西省重点实验室南昌330022

近年来鄱阳湖的微塑料环境污染日益受到关注.选取鄱阳湖白沙湖为研究区,采集白沙湖水体和沉积物以及其中的微塑料样品,通过傅里叶红外光谱确定微塑料的聚合物类型为聚乙烯(PE)、聚酯纤维(PET)、聚丙烯(PP)和聚苯乙烯(PS).并利用16S高通... 详细信息

近年来鄱阳湖的微塑料环境污染日益受到关注.选取鄱阳湖白沙湖为研究区,采集白沙湖水体和沉积物以及其中的微塑料样品,通过傅里叶红外光谱确定微塑料的聚合物类型为聚乙烯(PE)、聚酯纤维(PET)、聚丙烯(PP)和聚苯乙烯(PS).并利用16S高通量测序技术分析水体、沉积物中和微塑料表面细菌群落结构组成.微塑料表面细菌的物种丰富度与多样性均低于周围水体和沉积物.NMDS分析结果表明,微塑料表面与周围沉积物、水体中的细菌群落结构差异较大.水体和沉积物中的细菌群落组成与微塑料表面存在差异,门水平上沉积物与沉积物中微塑料表面优势菌门为变形菌门(Proteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidota),其在微塑料表面相对丰度高于沉积物;水体中微塑料表面变形菌门相对丰度高于水体,而拟杆菌门、放线菌门(Actinobacteriota)的相对丰度明显低于水体.属水平上马赛菌属(Massilia)和假单胞菌属(Pseudomonas)是微塑料表面的优势菌属,相对丰度明显高于周围水体和沉积物.通过BugBase表型预测发现微塑料细菌群落可移动基因元件含量、生物膜形成、潜在致病性及胁迫耐受等表型相对丰度明显高于周围水体和沉积物.结果发现微塑料可能会促使致病菌在内的有害菌的传播,提高细菌群落的潜在致病性,且微塑料表面细菌群落具有更高的可移动基因元件含量表型.通过揭示微塑料污染对微观层面湿地生态的潜在危害,可为维护湿地生态稳定性提供科学参考.

关键词：鄱阳湖细菌微塑料(MPs) BugBase 假单胞菌

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鄱阳湖沉积物溶解性有机质光谱特征

环境科学 2022年第2期43卷 847-858页

作者：罗燕清万智巍晏彩霞聂明华丁明军鞠民刘赟江西师范大学地理与环境学院鄱阳湖湿地与流域研究教育部重点实验室南昌330022

目前针对鄱阳湖流域沉积物溶解性有机质(DOM)光谱特征的研究仍较少,因此基于紫外-可见光谱和三维荧光光谱技术,并结合平行因子分析法(PARAFAC),对鄱阳湖沉积物中DOM的物质组成和来源特征进行了解析.结果表明,鄱阳湖沉积物DOM的腐殖化程... 详细信息

目前针对鄱阳湖流域沉积物溶解性有机质(DOM)光谱特征的研究仍较少,因此基于紫外-可见光谱和三维荧光光谱技术,并结合平行因子分析法(PARAFAC),对鄱阳湖沉积物中DOM的物质组成和来源特征进行了解析.结果表明,鄱阳湖沉积物DOM的腐殖化程度较高,是陆源输入和藻类、浮游生物等内源产生的混合型,且以陆源输入为主.与碟形湖区相比,通江水域沉积物DOM的有色溶解性有机质浓度更高、DOM粒径更大且芳香性及腐殖化程度更高.通过PARAFAC共解析出3个类腐殖质组分(C1、C2、C4)和1个类蛋白组分(C3).与碟形湖相比,腐殖质组分均表现为通江水域更高,其中C1组分在两区域的占比均为所有组分中最高,前者为42%,后者为46%.空间分布上,4个组分荧光强度总体上呈现东高西低的趋势,高值主要分布在都昌和南矶湿地水域附近,分析主要与丰水期水位上涨、大量植物被淹死亡和人类活动有关.主成分分析结果表明,湖区不同沉积物DOM荧光组分差异较小,但以碟形湖区沉积物DOM腐殖化程度略高.

关键词：沉积物溶解性有机质(DOM) 紫外-可见吸收光谱三维荧光光谱鄱阳湖

鄱阳湖白鹤保护区微塑料表面微生物群落结构特征

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环境科学 2022年第3期43卷 1447-1454页

作者：刘淑丽简敏菲邹龙胡启武江西师范大学生命科学学院江西省亚热带植物资源保护与利用重点实验室南昌330022 江西师范大学鄱阳湖湿地与流域研究教育部重点实验室南昌330022 江西师范大学地理与环境学院南昌330022

微塑料作为一种新型污染物所带来的环境问题越来越受到关注.以鄱阳湖五星垦殖场白鹤保护区为研究区,采集沉积物(SL)及不同类型微塑料样品,微塑料的主要类型是薄膜类(PE)、碎片类(PP1)、纤维类(PP2)和发泡类(PS),聚合物被确定为聚乙烯、... 详细信息

微塑料作为一种新型污染物所带来的环境问题越来越受到关注.以鄱阳湖五星垦殖场白鹤保护区为研究区,采集沉积物(SL)及不同类型微塑料样品,微塑料的主要类型是薄膜类(PE)、碎片类(PP1)、纤维类(PP2)和发泡类(PS),聚合物被确定为聚乙烯、聚丙烯和聚苯乙烯.采用16S高通量测序鉴定微生物(细菌和真菌)群落结构.结果表明,PE和PP1表面细菌物种丰富度指数Ace和Chao与周围沉积物中的无显著性差异(P>0.05),而PP2和PS显著低于周围沉积物(P0.05),而PP1和PP2显著低于周围沉积物(P<0.05).不同类型微塑料表面细菌和真菌物种多样性指数Shannon和Simpson均低于沉积物.沉积物和微塑料表面细菌优势菌门以变形菌门(Proteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes)为主.而真菌群落以担子菌门(Basidiomycota)、子囊菌门(Ascomycota)和壶菌门(Chytridiomycota)为优势菌群.通过KEGG功能预测发现:微塑料表面细菌与沉积物之间具有显著差异且丰度比例高于1%的代谢通路中,大部分通路与代谢有关.研究表明微塑料可以改变微生物群落结构,其表面微生物群落可以催化代谢反应,促进微塑料的分解.

关键词：鄱阳湖微塑料沉积物微生物群落丰富度多样性

鄱阳湖丰枯情景对有色可溶性有机物生物可利用性及收支平衡的影响

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环境科学 2022年第2期43卷 837-846页

作者：郭燕妮姚晓龙陈慧敏俞晓琴李宇阳朱俊羽韩龙飞周蕾周永强中国科学院南京地理与湖泊研究所湖泊与环境国家重点实验室南京210008 湖南师范大学地理科学学院长沙410081 中国科学院大学北京100049

鄱阳湖水力连通特征季节差异显著,研究不同水文情景下湖泊调蓄对有色可溶性有机物(CDOM)来源组成、生物可利用性和碳收支平衡的影响对揭示通江湖泊碳循环、水体有机物迁移转化和水资源管理具有重要意义.通过平行因子分析法对鄱阳湖CDOM... 详细信息

鄱阳湖水力连通特征季节差异显著,研究不同水文情景下湖泊调蓄对有色可溶性有机物(CDOM)来源组成、生物可利用性和碳收支平衡的影响对揭示通江湖泊碳循环、水体有机物迁移转化和水资源管理具有重要意义.通过平行因子分析法对鄱阳湖CDOM三维荧光光谱解析得到3个荧光组分,分别为类腐殖质(C1)、类色氨酸(C2)和类酪氨酸(C3).生物培养前后CDOM吸收系数(a254)和陆源类腐殖质(C1)均表现为丰水期显著高于枯水期(t-test,P湖丰水期CDOM的主要来源.枯水期类蛋白组分占CDOM荧光组分强度总和的81.7%,表明枯水期可能与周边生产生活废水排放有关.类腐殖酸(C1)和DOC的生物可利用性在枯水期达到最大,分别为14.0%和43.2%,这与湖泊枯水季节湖床干涸,上游及周边人类活动排入废水很少受到湖水稀释密切相关.类蛋白组分的生物有效性在丰水期略高于枯水期,并无显著差异.生物可利用对应成分%ΔC1在丰、枯水期均呈现出从南部河口区向北部出湖口递减的趋势,表明类腐殖质(C1)的生物可利用性随CDOM迁移而降低.在枯水期和丰水期,鄱阳湖均表现为DOC源,源通量分别为14.0×10^(3) t·月^(-1)和1.4×10^(3) t·月^(-1),而该湖CDOM通量在枯水期和丰水期分别表现为源和弱汇,对应通量分别为9.3×1010 m^(3)·(m·月)^(-1)和1.1×1010 m^(3)·(m·月)^(-1),表明枯水期湖泊主要向下游排放DOC和CDOM,而丰水季节长江干流水位雍高湖水宣泄不畅,输入的少部分CDOM可被降解为无机碳、氮和磷等营养盐,影响湖泊碳循环和富营养化进程.

关键词：鄱阳湖有色可溶性有机物(CDOM) 生物可利用性平行因子分析(PARAFAC) 三维荧光(EEMs)

鄱阳湖典型湿地土壤-植物系统重金属沿湖向富集及迁移转换特征分析

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环境科学 2023年第2期44卷 781-795页

作者：曾欢张华丁明军王鹏黄高翔彭翔秦瑗杨越邹天娥徐欢黄鹏江西师范大学地理与环境学院南昌330022 江西师范大学鄱阳湖湿地与流域研究教育部重点实验室南昌330022

特殊的水文节律导致鄱阳湖形成面积较大的周期性环湖消落带,大量的营养物质和污染物极易在消落带中发生沉积,选择鄱阳湖典型河口型消落带,沿湖向按照不同植被类型设置采样断面,采集土壤-沉积物和优势植物样品(不同组织),分析不同时空下... 详细信息

特殊的水文节律导致鄱阳湖形成面积较大的周期性环湖消落带,大量的营养物质和污染物极易在消落带中发生沉积,选择鄱阳湖典型河口型消落带,沿湖向按照不同植被类型设置采样断面,采集土壤-沉积物和优势植物样品(不同组织),分析不同时空下土壤/沉积物和优势植物体中重金属(Cr、 Ni、 Cu、 Zn、 As、 Cd、 Sb和Pb)的含量特征及富集水平,并进一步分析土壤-植物系统中重金属的迁移转换特征,揭示鄱阳湖典型消落带土壤-植物系统重金属迁移转换的影响因素.结果表明,消落带土壤/沉积物重金属含量沿湖向表现为明显的分布规律,呈现为先升高后降低的分布特征,即季节性淹水带土壤/沉积物是重金属富集的主要地带,Cu、 Pb和Sb在土壤/沉积物中的富集水平较高,其中Cu和Sb为显著富集(EF>5);潜在生态风险结果表明季节性淹水带总体处于轻度生态危害水平(70≤RI湖向带状分布的优势植物体中重金属含量并未表现出显著的空间分布特征,但表现为显著的季节差异,生长季(4月)优势植物体内重金属具有较高的含量水平,重金属不同介质和组织的分配大体遵循基质>根部≥地上部分的分布特征,但根部Cd含量显著高于沉积物/土壤中Cd的含量,Sb含量在三者间差异不显著.消落带优势植物生物富集因子(BAF)与转移系数(TF)并未表现出明显的空间分布规律,其中未淹水带茵陈蒿具有较高的BAF和TF值;利用RDA综合排序发现,pH、有机碳、株高和铁锰氧化物是影响土壤-沉积物-优势植物迁移转换的关键环境因子.研究结果可为鄱阳湖典型湿地生物多样性和重金属污染防治提供科学依据和理论支撑.

关键词：鄱阳湖消落带季节性淹水带土壤/沉积物-植物系统重金属迁移转换

鄱阳湖汇流顶托对长江汉口水位影响的量化分析

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湖泊科学 2022年第5期34卷 1712-1722页

作者：张明月邓鹏鑫王磊之邴建平张冬冬程小翠南京水利科学研究院水利部水旱灾害防御重点实验室南京210029 长江水利委员会水文局武汉430010 湖北省水文水资源应急监测中心武汉430000

为定量评估汇流顶托对水位变化的影响,本文从水文过程仿真及顶托响应评价入手,提出了一种汇流顶托对水位影响的量化分析方法,并以长江汉口江段为例,开展了鄱阳湖汇流顶托对长江汉口江段水位影响的量化评价,结果表明:改进提出的长江汉口... 详细信息

为定量评估汇流顶托对水位变化的影响,本文从水文过程仿真及顶托响应评价入手,提出了一种汇流顶托对水位影响的量化分析方法,并以长江汉口江段为例,开展了鄱阳湖汇流顶托对长江汉口江段水位影响的量化评价,结果表明:改进提出的长江汉口江段水文仿真模型,经参数优选后确定性系数可达0.98以上,总量相对误差绝对值在3%以内,较好地再现了水文变化过程;通过响应指数定义及水文过程模拟,研制了汉口多值型水位流量关系响应特征曲线,揭示了鄱阳湖与长江水位变化的关联性机制;经2016和2020年洪水实例分析,汉口江段长历时高洪水位主要受长江来水及鄱阳湖汇流顶托共同驱动,二者合力贡献可达83.3%以上,其中鄱阳湖汇流顶托贡献率在35%左右.其余因素(如区间洪水、沿江排涝等)亦助推高洪水位形成,部分时段贡献可达近34.4%.本文提出的顶托量化分析方法,可定量评估因顶托效应引起的水位变化,为解析河段高洪水位成因机制提供了有效的技术支撑.

关键词：水位变化汇流顶托水位流量关系量化分析长江中游鄱阳湖

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鄱阳湖越冬雁类时空分布特征及热点区域识别

湖泊科学 2024年第3期36卷 836-845页

作者：王晨溪夏少霞余定坤于秀波龚磊强中国科学院地理科学与资源研究所生态系统网络观测与模拟重点实验室北京100101 江西省鄱阳湖国家级自然保护区管理局南昌330038 中国科学院大学北京100049

鄱阳湖是东亚—澳大利西亚迁徙路线上重要的水鸟越冬栖息地,雁类是迁徙路线上的优势种群。然而,近年来迁徙路线上的雁类种群数量有所下降,识别越冬地雁类时空分布特征,确定分布热点区域是科学、精准保护的前提。本研究利用2018—2021年... 详细信息

鄱阳湖是东亚—澳大利西亚迁徙路线上重要的水鸟越冬栖息地,雁类是迁徙路线上的优势种群。然而,近年来迁徙路线上的雁类种群数量有所下降,识别越冬地雁类时空分布特征,确定分布热点区域是科学、精准保护的前提。本研究利用2018—2021年越冬期在鄱阳湖区域开展的共58次水鸟调查数据,提取了基于时间序列的白额雁(Anser albifrons)、豆雁(Anserfabalis)、鸿雁(Anser cygnoid)的分布数据,分析了3种雁类在越冬地的种群动态、时间和空间分布动态,评估了鄱阳湖各子湖的重要性,确定了雁类分布热点区域。研究结果表明,3种雁类在越冬地的种群数量表现出一定的年际波动,雁类种群总数量维持在27.9万~44.8万只;不同雁类迁徙的时间节律存在差异,本次地面调查数据显示白额雁、豆雁、鸿雁分别是在10月初至11月初、11月中旬、12月中旬到达鄱阳湖,其中鸿雁到达最晚;高峰期集中在11月底至次年2月初,持续时间约为100天;3种雁类分别在2月中旬、2月底和3月中旬开始迁离鄱阳湖。3种雁类空间分布范围有所差异,豆雁分布范围最广,白额雁分布相对集中,高峰期雁类的分布范围最大,对子湖的利用强度也最大。从空间分布特征来看,大湖池和大汊湖重要性最高,鄱阳湖保护区是雁类利用强度最高的区域,其次是都昌保护区。此外,雁类,特别是鸿雁,对保护区以外的子湖利用强度也较高。本研究对精准刻画鄱阳湖越冬雁类时空分布范围、针对性地开展栖息地保护和修复、加强子湖保护和管理具有重要意义。

关键词：鄱阳湖越冬雁类时空分布重要性评估热点区域

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鄱阳湖草洲景观连通性对植物多样性的影响

地理学报 2024年第1期79卷 259-278页

作者：张成陈文波黄芳芳东华理工大学测绘与空间信息工程学院南昌330013 东华理工大学南昌市景观过程与国土空间生态修复重点实验室南昌330013 江西农业大学国土资源与环境学院南昌330045 浙江广厦建设职业技术大学建筑工程学院东阳322100

在全球景观破碎化不断加剧的背景下,剖析景观连通度对生物多样性的影响机制对恢复生态过程和保护生物多样性具有深远意义。本文以鄱阳湖草洲为研究对象,综合考虑水位变化与物种扩散生态过程,在识别不同水位梯度下草洲分布格局的基础上,... 详细信息

在全球景观破碎化不断加剧的背景下,剖析景观连通度对生物多样性的影响机制对恢复生态过程和保护生物多样性具有深远意义。本文以鄱阳湖草洲为研究对象,综合考虑水位变化与物种扩散生态过程,在识别不同水位梯度下草洲分布格局的基础上,通过景观格局指数和基于图论的景观连通度指数相结合的方法,分析不同水位草洲景观结构连通度和功能连通度的动态变化,揭示草洲景观连通度对植物多样性的影响及其尺度效应,比较结构连通度与功能连通度对植物多样性格局的相对解释力。研究结果表明:①鄱阳湖草洲呈现“水落滩出、水进草退”的景观格局特征,随着水位的增加,草洲同时面临水体的淹没效应和分割效应,面积萎缩和破碎化并存;②随着水位的增加,草洲斑块面积不断减小、形状趋于简单、密度降低、破碎化加剧,景观结构连通度下降,难以连接的独立组分增加、斑块连通的可能性降低,景观功能连通度下降;③草洲景观连通度越高,景观尺度上的植物物种丰富度越高,斑块尺度上的植物群落相似性越大,功能连通度比结构连通度更加能解释植物多样性格局。本文研究结果可从景观连通度的新视角为湖泊地区景观格局优化和植物多样性保护提供参考。

关键词：鄱阳湖草洲景观连通度植物多样性尺度效应

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鄱阳湖环湖灌区枯季缺水量分析及对策建议

湖泊科学 2022年第2期34卷 601-615页

作者：李振旗程和琴李纪人向诗月滕立志华东师范大学河口海岸学国家重点实验室上海200241 中国水利水电科学研究院北京100038

近年来,在以三峡大坝为代表的一系列流域人类活动作用下,鄱阳湖出现了枯水期延长、水位提前消落的现象,导致了一系列生态环境和民生问题.本文从环湖灌溉缺水入手,采用11种概率分布分析19532018年星子站水位,进行比较优选后选择Wakeby分... 详细信息

近年来,在以三峡大坝为代表的一系列流域人类活动作用下,鄱阳湖出现了枯水期延长、水位提前消落的现象,导致了一系列生态环境和民生问题.本文从环湖灌溉缺水入手,采用11种概率分布分析19532018年星子站水位,进行比较优选后选择Wakeby分布作为理论分布,得到90%保证率下的湖泊年平均水位及枯季9月至翌年2月月平均水位,并据历年平均水位选取代表水文年,进行环湖灌区水资源供需分析,获得缺水量.在此基础上,建立灌区缺水量变化与长江干流流量变化的量化关系,讨论其应对策略.结果表明:自2003年三峡工程运行以来,由于湖泊枯季水位降低,90%保证率下鄱阳湖环湖灌区9月至翌年2月的缺水量已达到2.26亿、2.12亿、0.57亿、0.58亿、0.55亿、0.25亿m^(3).通过调节长江干流流量满足环湖灌区用水需求的方案受到时段和“五河”来水状况的限制,即该方案仅适用于枯季910月“五河”来水减少的情况下.受限于这些条件,调节长江来水并非治本之策,目前仍需采取其他更为有效的手段以恢复鄱阳湖的水位及其过程.

关键词：环湖灌区鄱阳湖湖泊水位灌溉保证率枯季缺水量