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蓝藻生消对沉积物-水界面磷、铁、硫耦合循环的影响

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环境科学学报 2024年第7期44卷 231-240页

作者：王计超黄涛孙婷婷包妍陶鹏良孙庆业安徽大学资源与环境工程学院湿地生态保护与修复安徽省重点实验室合肥230601

通过构建微宇宙实验模拟了为期52 d的蓝藻生长与消亡过程,利用薄膜扩散梯度技术(DGT)分析了蓝藻生消过程沉积物-水界面(SWI)有效态磷、铁、硫的分布及其扩散通量变化.结果表明,实验周期内加藻组上覆水的溶解氧(DO)和pH均高于对照组,藻... 详细信息

通过构建微宇宙实验模拟了为期52 d的蓝藻生长与消亡过程,利用薄膜扩散梯度技术(DGT)分析了蓝藻生消过程沉积物-水界面(SWI)有效态磷、铁、硫的分布及其扩散通量变化.结果表明,实验周期内加藻组上覆水的溶解氧(DO)和pH均高于对照组,藻类生长和消亡显著改变了界面理化性质.蓝藻萌发期(1~4 d)和快速生长期(15~19 d)SWI有效态磷和有效态铁显著正相关表明,沉积物磷的释放主要受控于铁磷的还原.蓝藻快速生长阶段(15~19 d),有效态铁、有效态硫扩散通量的同步升高指示铁、硫循环耦合了内源磷的释放;此外,沉积物碱性磷酸酶活性(APA)的上升和烧失量(LOI)的下降指示了有机磷矿化释放的另一途径.蓝藻快速衰亡阶段(23 d),藻类有机质降解磷释放导致了沉积物有效态磷和铁的解耦.蓝藻衰亡后期(41~52 d),硫酸盐还原介导的磷释放减弱,有效态磷和有效态铁的显著正相关指示沉积物铁磷的还原再次成为磷释放的主要机制,但释放水平显著降低.本研究表明,蓝藻生消显著影响了沉积物-水界面铁、硫、磷耦合循环,对认识湖泊内源污染释放规律与富营养化治理具有科学参考价值.

关键词：蓝藻水华沉积物-水界面薄膜扩散梯度技术(DGT) 内源磷有机质矿化

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基于流域单元的环巢湖综合景观对河流水质的影响

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环境科学 2024年第6期45卷 3214-3224页

作者：王杰刘安安张俊武陈青松杨慧文安徽大学资源与环境工程学院合肥230601 安徽大学湿地生态保护与修复安徽省重点实验室合肥230601 安徽省地理信息工程中心合肥230601

考虑流域特征差异对河流水质的影响,以巢湖流域为研究对象,根据2019年10月至2020年9月河流监测点水质、气象、地形、土壤与遥感影像等数据,通过数字地形分析划分各监测点的流域单元,综合利用相关性分析、冗余分析以及多元回归分析探究... 详细信息

考虑流域特征差异对河流水质的影响,以巢湖流域为研究对象,根据2019年10月至2020年9月河流监测点水质、气象、地形、土壤与遥感影像等数据,通过数字地形分析划分各监测点的流域单元,综合利用相关性分析、冗余分析以及多元回归分析探究了流域单元的综合景观特征(包括土地利用、气候、地形、土壤等)对环巢湖河流水质的影响.结果表明:①环巢湖河流水质空间差异大,主要污染物为总氮与氨氮,大多数河流总氮浓度超过Ⅴ类水质标准,污染严重的区域集中在合肥市区及周边河流以及丰乐河和杭埠河中下游.②流域单元综合景观特征对河流水质有着显著性影响.其中,建筑用地比例、斑块密度、散布与并列指数、香农多样性指数与水质指标呈正相关,而林草地比例、蔓延度指数与水质指标呈负相关.③在不同季节,流域单元的综合景观特征在湿季对河流水质的影响效应要强于干季,这主要是由干湿季降水的差异引起的.

关键词：流域单元综合景观特征冗余分析(RDA) 氮磷污染巢湖流域

秸秆和牛粪生物炭对矿区菜地土壤中镉的钝化效果和小白菜生长的影响

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生态与农村环境学报 2024年

作者：王锦涛刘伟杰刘丙祥管冬兴朱晴莉孙杨周少奇安徽大学资源与环境工程学院湿地生态保护与修复安徽省重点实验室(安徽大学) 浙江大学环境与资源学院贵州大学资源与环境工程学院

有色金属矿区大面积稻田土壤重金属污染修复一直备受广泛关注，然而矿区附近零散分布菜地土壤的安全利用问题尚未引起大家足够重视，这将严重威胁当地居民的健康。本文通过热解制备5种生物炭修复材料（稻壳生物炭、玉米秸秆生物炭、芝... 详细信息

有色金属矿区大面积稻田土壤重金属污染修复一直备受广泛关注，然而矿区附近零散分布菜地土壤的安全利用问题尚未引起大家足够重视，这将严重威胁当地居民的健康。本文通过热解制备5种生物炭修复材料（稻壳生物炭、玉米秸秆生物炭、芝麻秸秆生物炭、牛粪生物炭、高铁酸钾改性稻壳生物炭），以铜陵某矿区周边镉污染菜地土壤为修复对象，开展了在当地广泛种植的四季小白菜（Brassica chinensis L.）的盆栽修复试验研究，以揭示不同生物炭材料对镉污染土壤的钝化机理、修复效果及小白菜生长的影响。研究发现，按照1.5%的比例分别施加不同生物炭材料后，不同盆栽土壤pH和阳离子交换量均有不同幅度的提升，其有效态Cd含量也分别降低了2.87%（稻壳生物炭）、7.03%（玉米秸秆生物炭）、14.38%（芝麻秸秆生物炭）、32.19%（牛粪生物炭）和24.66%（高铁酸钾改性稻壳生物炭）。与对照组相比，施加不同生物炭材料后，小白菜地上部Cd含量都有不同程度的降低，生物量（株高和鲜重）也有不同程度的增加。其中，芝麻秸秆生物炭、牛粪生物炭和高铁酸钾改性稻壳生物炭的钝化效果较为显著，不仅明显降低了小白菜体内镉含量，而且有效促进了其生长发育，可能与这些材料具有丰富的表面官能团和较高的灰分含量有关。综上，本次研究可为保障矿区重金属污染菜地土壤安全利用和食品安全提供重要参考。

关键词：生物炭矿区菜地镉污染钝化作用小白菜

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巢湖入湖河道岸坡鸟类多样性及其影响因素

生态学杂志 2024年第3期43卷 783-794页

作者：杨亚婷张中放夏珊珊周立志安徽大学资源与环境工程学院合肥230601 湿地生态保护与修复安徽省重点实验室(安徽大学) 合肥230601

河道岸坡是河道生态系统的重要组成部分,也是野生动物的重要生境。鸟类是河道岸坡的常见动物类群,其群落组成受河道岸坡生境因子的影响。于2021年8月至2022年7月,以巢湖周边5条河道为研究对象,根据河道岸坡特征,选取3类岸坡,共设置45条... 详细信息

河道岸坡是河道生态系统的重要组成部分,也是野生动物的重要生境。鸟类是河道岸坡的常见动物类群,其群落组成受河道岸坡生境因子的影响。于2021年8月至2022年7月,以巢湖周边5条河道为研究对象,根据河道岸坡特征,选取3类岸坡,共设置45条样线,对河道岸坡鸟类的种类、数量分布,与距道路距离、岸坡宽度、岸坡坡度以及乔木、灌木、草本植物盖度和平均高度等生境因子进行调查,探讨具有不同结构的河道岸坡对鸟类多样性的影响,采用多元逐步回归分析探究鸟类多样性与生境因子的关系。结果表明,3类岸坡中共有鸟类14目44科116种,其中水鸟36种,国家重点保护野生鸟类11种,安徽省重点保护鸟类35种,IUCN濒危物种红色名录中的极危(CR)物种1种。与其他两类岸坡生境相比,人工型岸坡对鸟类多样性影响最大,而自然原型岸坡更有利于提高鸟类生物多样性。另外,草本植物盖度及平均高度、岸坡坡度和岸坡宽度对鸟类多样性具有显著影响。其中,宽度大的缓坡自然原型岸坡鸟类物种丰富度最高,表明鸟类岸坡生境选择偏向于平缓的自然型岸坡生境。本研究结果可为巢湖河道岸坡建设、管理和生物多样性保护提供科学依据与技术支持。

关键词：鸟类群落生境因子河道岸坡巢湖

浅水通江闸控湖泊越冬水鸟分类和功能多样性对水位变化的响应

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生态学报 2024年

作者：张定勇石继业周立志安徽大学资源与环境工程学院湿地生态保护与修复安徽省重点实验室(安徽大学)

长江中下游洪泛平原浅水湖泊是重要的水鸟越冬地，为东亚-澳大利西亚迁徙路线上的越冬水鸟提供了丰富的食物资源和越冬保障。近年来，为满足湖泊周边居民生产和生活的需要，长江中下游多数浅水通江湖泊通过建立闸坝调控湖泊水位，闸控... 详细信息

长江中下游洪泛平原浅水湖泊是重要的水鸟越冬地，为东亚-澳大利西亚迁徙路线上的越冬水鸟提供了丰富的食物资源和越冬保障。近年来，为满足湖泊周边居民生产和生活的需要，长江中下游多数浅水通江湖泊通过建立闸坝调控湖泊水位，闸控水位是目前通江湖泊最典型的水文扰动方式。水鸟作为湿地生态系统的指示物种，对水位变化敏感，其多样性变化可以反应水位变化对湿地生态系统的影响。本研究基于分类和功能多样性，探究闸控湖泊水位变化对越冬水鸟群落的影响。2021—2022年和2022—2023年水鸟越冬期对武昌湖进行了实地观测，结合遥感资料，获取了水鸟种类、组成和分布以及生境因子数据。基于不同年际水位条件下水鸟群落组成变化，分析了生境变化对越冬水鸟多样性的影响，进一步探讨了越冬水鸟群落对水位变化的响应。结果表明，在武昌湖的两个越冬期，雁形目鸟类均占优势，高水位年份的Shannon-Wiener多样性指数显著较高（P0.05）。广义线性混合模型表明，水位引起的生境变化是水鸟群落多样性变化的主要原因，而水位变化也会直接影响越冬水鸟群落多样性，Shannon-Wiener多样性指数和功能丰富度指数与水位之间具有显著的相关性（P生态系统的保护和管理具有重要的指导意义。

关键词：越冬水鸟分类多样性功能多样性水位洪泛平原武昌湖

春夏季巢湖湖滨沉积物-水界面磷的动态与内源释放潜力

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中国环境科学 2024年

作者：王计超黄涛许丹李胜景汪波尹浩杰孙庆业安徽大学资源与环境工程学院湿地生态保护与修复安徽省重点实验室

采用传统采样和薄膜扩散梯度技术（DGT），分析了春夏季巢湖西北部湖滨上覆水、间隙水及沉积物中磷形态和DGT有效态磷铁（DGT-P、DGT-Fe）的动态变化及扩散通量。结果表明，初夏季（6月）湖滨上覆水磷含量显著降低，可能源于藻类生长吸... 详细信息

采用传统采样和薄膜扩散梯度技术（DGT），分析了春夏季巢湖西北部湖滨上覆水、间隙水及沉积物中磷形态和DGT有效态磷铁（DGT-P、DGT-Fe）的动态变化及扩散通量。结果表明，初夏季（6月）湖滨上覆水磷含量显著降低，可能源于藻类生长吸收营养盐；而间隙水磷形态含量季节差异显著。巢湖西北部湖滨沉积物无机磷主要为自生磷（Auth-P），占无机磷（IP）比例为19.7%-61.3%。湖滨带消落区（S1、S2）沉积物磷含量明显低于堤坝隔离区（S3），但受有机质水平、水动力扰动等因素影响，具有更高的磷释放潜力；夏季沉积物内源磷释放潜力高于春季。DGT-P和DGT-Fe的相关分析结果表明，湖滨带消落区沉积物内源磷释放主要受控于铁结合态磷还原过程，而堤坝隔离区沉积物受铁磷循环调控作用较弱。

关键词：巢湖湖滨带沉积物薄膜扩散梯度技术磷

铜陵某富铜尾矿库下游重金属污染特征与生态风险

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地球与环境 2024年第3期52卷 354-364页

作者：蒋硕刘丙祥宋小鹏朱晴莉李玉成周少奇安徽大学资源与环境工程学院合肥230601 安徽大学湿地生态保护与修复安徽省重点实验室合肥230601 贵州大学资源与环境工程学院贵阳550025

金属矿山尾矿库是潜在的环境污染源,若处置不当,将污染周边环境并威胁人类健康。本研究以铜陵某富铜型尾矿库及其周边水土中5种重金属(Cu、Zn、Pb、Cd和Cr)为研究对象,采用BCR逐级提取、浸出试验及两种风险评估模型,揭示了5种重金属的... 详细信息

金属矿山尾矿库是潜在的环境污染源,若处置不当,将污染周边环境并威胁人类健康。本研究以铜陵某富铜型尾矿库及其周边水土中5种重金属(Cu、Zn、Pb、Cd和Cr)为研究对象,采用BCR逐级提取、浸出试验及两种风险评估模型,揭示了5种重金属的污染特征及生态风险。结果表明,尾矿库中Cu、Zn和Cd的含量分别是铜陵土壤背景值的13.18、7.03、13.48倍;尾矿库下游土壤中Cu、Cd和Pb的平均含量超过铜陵土壤背景值;河流底泥中Zn、Cu、Cd和Pb的平均含量均高于长江下游沉积物背景值。BCR结果表明,尾矿库及下游水土中Cr以残渣态(F4)为主,Cd的可交换态(F1)占比最高。浸出实验结果表明,尾矿中5种重金属在强酸和强碱下浸出率较高。单因子指数(Pi)结果表明尾矿中Cu(13.18)、Zn(7.03)和Cd(13.4)处于重污染水平;库下游土壤和底泥中Cd、Cu和Pb为重度污染,距尾矿库最远处的河水中Cu、Zn和Cd为轻污染。风险评估编码(RAC)结果表明研究区域中Cd的潜在生态风险最高。

关键词：尾矿库重金属赋存形态生态风险

长江流域溶解性有机质光谱特征及其对自然和人为活动的响应

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环境科学 2024年

作者：张子寒陈星李海彬谢发之付心怡马天启董想何茜郑刘根安徽大学资源与环境工程学院安徽省矿山生态修复工程实验室安徽建筑大学环境与能源工程学院

溶解性有机质（DOM）参与许多生物地球化学过程，在水生生态系统扮演重要角色。长江上中下游土地利用类型差异显著，在长距离运移中，DOM的分布特征和光学特性及其对自然和人为活动的响应差异较大。论文系统采集长江流域上中下游84个水... 详细信息

溶解性有机质（DOM）参与许多生物地球化学过程，在水生生态系统扮演重要角色。长江上中下游土地利用类型差异显著，在长距离运移中，DOM的分布特征和光学特性及其对自然和人为活动的响应差异较大。论文系统采集长江流域上中下游84个水体样品，采用紫外-可见光谱（UV-vis）、三维荧光光谱结合荧光区域积分（FRI）和平行因子分析（PARAFAC）解析了长江流域DOM的分布和组分特征，并探讨了DOM对自然和人为活动的响应。结果表明：①长江流域ρ（DOC）平均值为3.17 mg·L-1，上、中、下游ρ（DOC）平均值分别为2.75、3.24、4.83 mg·L-1，呈上升趋势；②FRI显示，长江流域DOM中类腐植酸(PⅤ)相对丰度最高，平均值为60.77%，PARAFAC解析出3种荧光组分，分别为C1（UAC类腐殖质）、C2（类色氨酸）和C3（UV类腐殖质）；③长江流域DOM总体受微生物源和陆源共同输入影响，上游DOM生物源指数（BIX）较低，以陆源输入为主；中游DOM中芳香物质、疏水性组分较多，表现为强腐殖质和微弱新进自生源特征；下游DOM相对分子质量小，自生源特征明显，受微生物活动影响显著。研究结果有助于在区域尺度上准确识别DOM的生物地球化学循环，为长江流域水资源管理和水环境保护提供依据。

关键词：溶解性有机质(DOM) 三维荧光光谱紫外-可见光谱长江流域平行因子法(PARAFAC) 区域积分法

动物对濒危特有种大别山五针松种子的捕食和散布

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生物多样性 2024年第3期32卷 12-23页

作者：丁扬冯英群张金羽王博安徽大学资源与环境工程学院合肥230601 湿地生态保护与修复安徽省重点实验室(安徽大学) 合肥230601 安徽升金湖湿地生态学国家长期科研基地安徽池州247200

大别山五针松(Pinus dabeshanensis)是大别山地区特有树种,对研究松属(Pinus)植物分类、系统发育关系和区系分布具有重要科研价值。当前大别山五针松野生种群自然更新受到严重限制,处于极度濒危状态。为探究大别山五针松野生种群更新受... 详细信息

大别山五针松(Pinus dabeshanensis)是大别山地区特有树种,对研究松属(Pinus)植物分类、系统发育关系和区系分布具有重要科研价值。当前大别山五针松野生种群自然更新受到严重限制,处于极度濒危状态。为探究大别山五针松野生种群更新受限机制,本研究以大别山五针松及其3种同域分布物种茅栗(Castanea seguinii)、枹栎(Quercus serrata)和华山松(Pinus armandii)为研究对象,通过开展野外调查和种子释放实验,探讨了大别山五针松种子产量以及动物对种子的捕食压力和散布限制对大别山五针松自然更新的影响。结果表明:(1)大别山五针松种子产量较低,在所调查的88株成年母树中,仅有21株产成熟球果(共计312个),且种子败育率高达51.89%±0.07%(平均值±标准误);(2)针对146个球果的鸟类啄食情况调查表明,被鸟类啄食的球果数量为90个,显著高于未被鸟啄食的球果数量(56个),平均啄食强度为8.94%±0.55%;(3)种子掉落地表后,小型啮齿动物和地栖鸟类(主要为松鸦Garrulus glandarius)为主要动物拜访者,其拜访频率在不同物种之间差异显著;其中鸟类对大别山五针松种子的拜访次数(n=77)高于啮齿动物(n=46);(4)种子释放实验结果表明,茅栗种子被收获速率最快,显著高于枹栎和大别山五针松,华山松种子的被收获速率最慢;(5)在释放的2,000粒种子中,共计157粒被成功散布,其中华山松和大别山五针松分别为96粒和57粒,显著多于茅栗(3粒)和枹栎(1粒);(6)茅栗的散布距离最远(13.9±4.0 m),其次是大别山五针松(7.3±0.8 m)、华山松(3.8±0.4 m)和枹栎(1.5 m,仅有1粒被成功散布)。综上所述,啮齿动物和鸟类均为大别山五针松种子的潜在散布者,与同域分布的其他植物物种相比,动物并未表现出更高的捕食强度和更低的散布效率,表明种子的被捕食压力和散布限制并非影响大别山五针松自然更新的主要因素。此外,本研究发现,大别山五针松种子产量较低且种子败育率较高,可能是导致其自然更新受阻的重要原因之一。

关键词：大别山五针松动物散布者种子散布自然更新动植物关系