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山东南四湖底泥典型重金属的形态分布、稳定度与风险评价

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环境化学 2022年第3期41卷 940-948页

作者：李宝张智慧王志奇梁仁君山东省水土保持与环境保育重点实验室临沂大学资源环境学院临沂276005

为研究南四湖底泥重金属赋存形态与稳定度的空间差异,利用柱状底泥采样器分别在南阳湖、独山湖、昭阳湖和微山湖采集原位柱状样,在对典型重金属Pb、Cd、Hg、As形态分析的基础上,结合地积累指数法和潜在生态风险指数法,对表层底泥(0—4 ... 详细信息

为研究南四湖底泥重金属赋存形态与稳定度的空间差异,利用柱状底泥采样器分别在南阳湖、独山湖、昭阳湖和微山湖采集原位柱状样,在对典型重金属Pb、Cd、Hg、As形态分析的基础上,结合地积累指数法和潜在生态风险指数法,对表层底泥(0—4 cm)重金属污染程度进行评价,并对其稳定性进行分析。结果表明,南四湖的4个湖区采样点位表层底泥Pb、Cd、Hg、As均存在一定程度的富集,Hg、Cd富集最为明显,Pb、As次之;Cd和Hg的金属可交换态占比较高,约占总量的10%—15%,潜在风险较大。垂向分布上,4个湖区采样点各重金属形态差异较大,无明显规律。总体上,除南阳湖Hg污染外,其他湖区重金属污染均有降低趋势;地积累指数评价显示,4个湖区采样点表层底泥普遍受到Hg、Cd、As污染,Pb污染相对较轻,微山湖Cd污染和南阳湖Hg污染最为突出;潜在生态风险指数显示,南阳湖、微山湖为重污染生态风险强度,昭阳湖、独山湖为中等污染生态风险强度,污染风险顺序为:微山湖>南阳湖>昭阳湖>独山湖;各湖区采样点4种重金属元素稳定度差异较大,Hg、Cd、As稳定性较小,Pb比较稳定,四湖区各重金属稳定度顺序:Cd为独山湖>昭阳湖>微山湖>南阳湖,Hg为昭阳湖>微山湖>独山湖>南阳湖,As为昭阳湖>独山湖>南阳湖>微山湖。综合比较,南阳湖区底泥Hg污染应引起足够重视。

关键词：重金属形态分布污染评价稳定度山东南四湖

岷江干旱河谷土石混合边坡不同种植处理下乡土植被的生态效益

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生态学报 2024年第4期44卷 1647-1661页

作者：马少伟胡慧包维楷王子龙杨雨胡斌黄龙李芳兰中国科学院山地生态恢复与生物资源利用重点实验室生态恢复与生物多样性保育四川省重点实验室中国科学院成都生物研究所成都610041 中国科学院大学北京100049

岷江干旱河谷生态环境脆弱,植被恢复困难,大规模的公路建设极易对当地生态环境造成破坏。筛选适宜的植被恢复措施对干旱地区道路边坡的乡土植被恢复重建和生态功能提升尤为重要。以岷江干旱河谷极端退化的土石混合的道路边坡为案例,选... 详细信息

岷江干旱河谷生态环境脆弱,植被恢复困难,大规模的公路建设极易对当地生态环境造成破坏。筛选适宜的植被恢复措施对干旱地区道路边坡的乡土植被恢复重建和生态功能提升尤为重要。以岷江干旱河谷极端退化的土石混合的道路边坡为案例,选取乡土灌木和草本植物构建植物群落,进行裸地播种、播种后覆盖纤维毯和添加腐殖土后播种并地表覆盖纤维毯3种不同的种植处理,揭示了不同处理下群落结构、土壤改良以及水土保持效益的差异。发现,乡土灌草群落是干旱河谷适宜的道路边坡植被恢复模式,种植后第3年群落特征趋近于岷江干旱河谷区自然生态系统的多年生灌草植被。纤维毯覆盖+覆土处理在促进植物生长和群落构建,水土流失防治上效果最好,群落总盖度为74%,群落总生物量为506.35 g/m^(2);生长季内,与自然恢复相比小区径流量减少了87.8%,泥沙流失量降低了92.1%。土壤改良效应在3种处理之间差异不明显,但是与自然恢复样地相比,各处理均提升了边坡0-20 cm土层土壤养分。不同种植处理下植物群落结构差异是影响干旱河谷土石混合的道路边坡水土流失的关键因子。

关键词：干旱区道路边坡群落模式植被恢复乡土物种水土保持

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暴发生长期菹草(Potamogeton crispus)附着生物膜成为城市河流反硝化作用热点

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湖泊科学 2023年第1期35卷 145-154页

作者：董彬王立志宋红丽王国祥刘艳山东省水土保持与环境保育重点实验室临沂大学资源环境学院临沂276000 南京师范大学环境学院南京210023

富营养化河流中水生植物丰富的浅水区通常是氮素转化的热区,沉水植物菹草暴发性生长可能会加速河流生态系统的反硝化进程,但菹草附着生物膜的反硝化作用变化特征及其脱氮贡献尚不清楚。为探究菹草暴发生长期间附着生物膜的反硝化作用潜... 详细信息

富营养化河流中水生植物丰富的浅水区通常是氮素转化的热区,沉水植物菹草暴发性生长可能会加速河流生态系统的反硝化进程,但菹草附着生物膜的反硝化作用变化特征及其脱氮贡献尚不清楚。为探究菹草暴发生长期间附着生物膜的反硝化作用潜力及环境效应,以沂河临沂市城区段菹草为研究对象,在菹草暴发生长期间定期采样分析菹草生物量、菹草附着生物膜养分含量及反硝化细菌,同时采用15 N同位素添加流动培养结合薄膜进样质谱技术测定菹草附着生物膜的反硝化速率。结果表明:暴发生长期菹草生物量和盖度迅速增加,监测点最大生物量为1817~3334 g/m^(2);菹草附着生物膜干重、总有机碳、总氮、反硝化功能菌等均明显增加,为附着生物膜反硝化作用提供了丰富的物质和微环境条件;菹草暴发生长期附着生物膜反硝化速率显著升高,监测点最大反硝化作用速率达到424.18~1728.39μmol/(m^(2)·h),是表层沉积物的17.29~29.09倍;附着生物膜反硝化产氮气(N_(2))贡献相对较高,对生物膜产N_(2)(反硝化+厌氧氨氧化)的贡献为77%~96%,对河流反硝化产N_(2)的贡献为32%~96%。本研究表明,暴发生长期菹草附着生物膜是沂河的反硝化作用热点,是沂河春季重要的氮去除过程,环境意义重大。建议通过构建沉水植物群落、适度收割、调控水位等措施对菹草进行科学管理调控,以提高城市河流生态系统服务功能。

关键词：反硝化菹草暴发生长附着生物膜生态系统服务沂河

鲁中南地区不同经济林种植模式的改良土壤效应

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水土保持研究 2024年第5期31卷 102-111页

作者：张兹箕王启鑫赵振宇芦月刘文静高芳磊夏江宝山东航空学院山东省黄河三角洲生态环境重点实验室山东农业大学林学院宁阳县自然资源和规划局

[目的]探明鲁中南地区不同经济林种植模式对土壤水分物理性质和土壤养分的影响规律，为该区域水土保持经济林种植模式筛选和栽植管理提供依据。[方法]选取鲁中南地区临沂市蒙阴县孟良崮小流域的桃树纯林(Amygdalus persica L.)(TS)、山... 详细信息

[目的]探明鲁中南地区不同经济林种植模式对土壤水分物理性质和土壤养分的影响规律，为该区域水土保持经济林种植模式筛选和栽植管理提供依据。[方法]选取鲁中南地区临沂市蒙阴县孟良崮小流域的桃树纯林(Amygdalus persica L.)(TS)、山楂纯林(Crataegus pinnatifida Bunge)(SZ)、苹果+樱桃混交林(Malus pumila Mill.+Prunus pseudocerasus(Lindl.)***)(PY)、板栗+花椒混交林(Castanea mollissima Blume+Zanthoxylum bungeanum maxim.)(BH)4种经济林种植模式为研究对象，以荒草地(CK)作为对照，测定分析土壤容重、孔隙度和蓄水量等水分物理指标，以及土壤有机碳、全氮、全磷和速效养分等养分指标，采用主成分分析和模糊数学隶属函数法综合评价其改良土壤效应。[结果](1)经济林种植可提高土壤孔隙度和蓄水性能。与CK相比，4种经济林种植模式可降低土壤容重7.3%～22.1%,提高土壤毛管孔隙度14.2%～42.0%,提高土壤最大贮水量16.5%～43.8%。土壤持水性能表现为TS>PY>BH>SZ>CK。除PY外，其他经济林种植模式均可有效增加土壤涵蓄量与蓄涵降水量，表现为BH>TS>SZ>CK。经济林种植对0—20 cm土层涵蓄降水量与有效涵蓄量提高效果更明显，与0—20 cm土层相比，20—40 cm土层孔隙度与最大贮水量均有下降，TS变化幅度最小。(2)经济林种植可提高土壤有机碳和速效养分。与CK相比，4种经济林种植模式可提高土壤有机碳6.9%～270.4%,表现为TS>PY>BH>SZ>CK;土壤全氮和全磷含量表现为TS>PY>BH>SZ>CK。经济林种植对0—20 cm土层养分含量提高效果更明显，与0—20 cm土层相比，20—40 cm土层养分含量均有下降。(3)反映经济林种植模式改良土壤效应的指标可归纳为3类，一是土壤毛管持水特征和养分特征，二是土壤蓄水特征，三是土壤非毛管持水特征。[结论]不同经济林种植模式的土壤改良效应综合评价为桃树>板栗+花椒混交林>苹果+樱桃混交林>山楂纯林>荒草地。与荒草地相比，经济林种植可显著改善土壤水分物理特性，提高土壤养分性能，但随种植模式的不同其改良土壤效应差异较大。在鲁中南干旱瘠薄山地桃树纯林种植模式对土壤改良效应最好，其次为板栗+花椒混交林，山楂纯林相对较差。

关键词：土壤水分物理土壤有机碳土壤养分经济林土壤改良

来源：博看期刊

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改进型遥感生态指数与RSEI的对比分析

遥感学报 2022年第4期26卷 683-697页

作者：刘英党超亚岳辉吕春光钱嘉鑫朱蓉西安科技大学测绘科学与技术学院西安710054 山东省水土保持与环境保育重点实验室临沂大学资源环境学院临沂276005

为了更好对城市生态质量进行监测和评价,构建一个更精确的城市遥感生态指数十分必要。本文结合绿度、湿度、干度、热度和空气质量指标采用主成分分析PCA(Principal Component Analysis)构建改进型遥感生态指数MRSEI(Modified Remote Sen... 详细信息

为了更好对城市生态质量进行监测和评价,构建一个更精确的城市遥感生态指数十分必要。本文结合绿度、湿度、干度、热度和空气质量指标采用主成分分析PCA(Principal Component Analysis)构建改进型遥感生态指数MRSEI(Modified Remote Sensing Ecological Index);利用熵权法计算压力—状态—响应模型PSR(Pressure State Response Model)中各指标的权重,通过加权法获得生态环境指数EI(Eco-environmental Index)与MRSEI和RSEI进行比较。同时,综合绿度、热度、湿度、干度指标利用核主成分分析KPCA(Kernel Principal Component Analysis)构建非线性遥感生态指数NRSEI(Nonlinear Remote Sensing Ecological Index);最后将MRSEI、NRSEI分别与常用的遥感生态指数RSEI(Remote Sensing Ecological Index)进行对比和分析。结果表明,MRSEI可体现空气质量空间分布对城市生态质量的影响,2014年和2017年MRSEI与EI的相关系数分别是0.829和0.857(P环境监测、评价是非常重要的。同时,在实验区KPCA第一主成分贡献率比PCA提高了11.94%—21.45%;各个指标与NRSEI相关系数比与RSEI提高了0.128—0.198;NRSEI可体现生态等级间的过渡,RSEI对生态环境差的区域有时低估,对生态环境优的区域有时高估,NRSEI与遥感影像定性反映的生态状况更加相符。在监测空气质量严峻的北京市生态质量方面,MRSEI优于RSEI;顾及各指标间的弱线性或非线性问题的NRSEI监测生态环境质量效果优于利用线性变换的RSEI。

关键词：遥感改进型遥感生态指数非线性遥感生态指数空气质量指标核主成分分析压力—状态—响应模型

控释肥养分释放对坡耕地土壤磷钾损失及花生产量的影响

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土壤 2023年第3期55卷 544-553页

作者：梁舒欣耿怡爽周春雨常鹏宇孙冬然刘前进杨修一耿计彪山东省水土保持与环境保育重点实验室临沂大学资源环境学院山东临沂276005

以沂蒙山区坡耕地花生为研究对象,探究控释肥养分释放对土壤磷钾流失特征、花生产量及磷钾利用率的影响。试验设5个处理,分别为全量和减量30%控释肥(CRF1、CRF2),全量和减量30%普通复合肥(CF1、CF2)及不施肥处理(CK)。结果表明:控释肥... 详细信息

以沂蒙山区坡耕地花生为研究对象,探究控释肥养分释放对土壤磷钾流失特征、花生产量及磷钾利用率的影响。试验设5个处理,分别为全量和减量30%控释肥(CRF1、CRF2),全量和减量30%普通复合肥(CF1、CF2)及不施肥处理(CK)。结果表明:控释肥在田间土壤中的释放规律与花生植株磷钾吸收特征曲线相吻合,配合土壤磷钾供应量,满足了不同时期花生植株养分需求。等量施肥下,控释肥处理荚果产量较普通复合肥处理显著增加5.75%~12.01%,且减量30%控释肥处理较CF1增产3.75%;控释肥处理中植株磷钾吸收量分别较普通复合肥提高11.46%~11.78%和10.44%~12.38%,其中CRF2磷钾表观利用率最高,分别为45.48%和51.84%。土壤有效磷和速效钾含量均随土层深度的增加而下降,普通复合肥处理苗期0~40 cm的表层土中有效磷含量高于控释肥处理,花针期以后趋势相反,但40 cm以下土层中各处理差异不显著;控释肥处理显著提高了花针期以后0~60 cm土层速效钾含量,各处理不同时期60~100 cm土层速效钾差异不显著。前3次产流事件中,控释肥处理显著减少了地表径流水中有效磷和速效钾含量,各处理后期径流水中水溶性磷和钾含量降低且趋于稳定,处理间差异不显著。因此,控释肥能够减少坡耕地土壤有效磷和速效钾的径流和淋溶损失,提高花生养分利用率和产量,促进生态农业的可持续发展。

关键词：控释肥坡耕地花生产量磷钾利用率径流损失

风浪扰动下南四湖南阳湖区底泥Hg的动态迁移规律模拟

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环境化学 2022年第4期41卷 1356-1366页

作者：李宝申秋实孙春意赫国胜刘阳山东省水土保持与环境保育重点实验室临沂大学资源环境学院临沂276005 湖泊与环境国家重点实验室中国科学院南京地理与湖泊研究所南京210008

风浪等动力扰动下底泥重金属的释放研究主要集中在含量变化上,而对其动态迁移过程,尤其是悬浮后的沉降过程则少有涉及.本文以重金属Hg污染较为严重的山东南四湖南阳湖区为研究对象,借助Y型旋浆式底泥再悬浮发生装置,通过常见风情条件下... 详细信息

风浪等动力扰动下底泥重金属的释放研究主要集中在含量变化上,而对其动态迁移过程,尤其是悬浮后的沉降过程则少有涉及.本文以重金属Hg污染较为严重的山东南四湖南阳湖区为研究对象,借助Y型旋浆式底泥再悬浮发生装置,通过常见风情条件下底泥原柱样再悬浮和沉降过程模拟,对不同风浪条件下典型重金属Hg在底泥-水界面的动态迁移过程进行了研究.结果表明,风浪扰动下,南阳湖水柱中Hg浓度呈增加趋势,夏季和冬季河口区Hg浓度分别由1.5μg·L^(-1)和0.5μg·L^(-1)左右增加到2.5μg·L^(-1)和1.0μg·L^(-1)左右,湖心区分别由0.1μg·L^(-1)和0.3μg·L^(-1)左右增加到0.12μg·L^(-1)和1.0μg·L^(-1)左右,风浪扰动增加了底泥Hg的释放风险,间隙水高浓度Hg向上覆水释放为其主要原因;风浪扰动停止后,水柱中Hg浓度总体呈波动性下降,但20 h很难降低到初始浓度;水柱中Hg浓度增量同风浪强度没有明显依赖关系,夏季和冬季河口区Hg的释放增量在小风(1.75 m·s^(-1))、中风(3.63 m·s^(-1))和大风(6.02 m·s^(-1))扰动下分别为3.36、0.95、0.50 mg·m^(-2)和0.97、0.81、0.61 mg·m^(-2),大风过程Hg增量反而较小,大风扰动导致更多悬浮颗粒物对Hg的吸附共沉淀起到关键作用;水柱中Hg浓度增量在季节上未显示一定规律,南阳湖冬季水面大量菹草覆盖,菹草的生长对扰动下底泥Hg的释放没有起到明显控制效果.

关键词：风浪扰动 Hg 动态迁移释放增量山东南四湖

基于土地利用和地形的生态系统服务空间分布及权衡-协同-独立关系——以安塞区为例

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水土保持研究 2024年第2期31卷 240-251,263页

作者：薛曾辉高驭洋卢枰达周静王可琳张斌马玉刘梦云西北农林科技大学资源环境学院陕西杨凌712100 农业农村部西北旱地农业绿色低碳重点实验室陕西杨凌712100 农业农村部合阳农业环境与耕地保育科学观测实验站陕西合阳715300

[目的]生态系统退化问题日益突出,开展生态系统服务空间分布及其相关关系研究对区域生态文明建设具有重要意义。[方法]基于InVEST和CASA模型,在10 m空间分辨率下定量评估安塞区2020年土壤保持、固碳释氧、水源涵养和生境质量及其随地形... 详细信息

[目的]生态系统退化问题日益突出,开展生态系统服务空间分布及其相关关系研究对区域生态文明建设具有重要意义。[方法]基于InVEST和CASA模型,在10 m空间分辨率下定量评估安塞区2020年土壤保持、固碳释氧、水源涵养和生境质量及其随地形和土地利用变化趋势,分析生态系统服务间权衡—协同—独立关系。[结果](1)林地和草地生态系统服务较强,未利用地和建设用地较弱;耕地、林地和草地生态系统服务间协同作用明显,而未利用地表现为权衡作用,水域表现为独立作用。(2)土壤保持量最高值在中低海拔、急悬坡和半阴坡,固碳释氧量最高值在中低海拔、陡峭坡和阴坡,涵养水源量最高值在低海拔和阳坡,生境质量最高值在高海拔、急悬坡和阳坡。(3)地形和土地利用视角下,生态系统服务整体表现为协同度>独立度>权衡度,协同作用常发生在土壤保持、固碳释氧和水源涵养之间,生境质量与其他生态系统服务权衡作用明显。(4)协同作用随着海拔升高和坡向向阳程度加强而提升,随着坡度增加呈先升高后降低变化趋势,权衡则与之相反。[结论]土地利用和地形对生态系统服务影响较大,应因地制宜开展土地规划和生态管理,基本证明了退耕还林还草生态恢复措施与其地形气候的适应性和决策的正确性。

关键词：安塞区生态系统服务权衡-协同-独立 InVEST模型 CASA模型地形因子土地利用

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埋深及氮输入对碱蓬硫元素吸收特征的影响

环境科学与技术 2023年第S2期46卷 74-79页

作者：匡琳宋红丽宋维秀郁万妮王立志张雅倩张亚文杜叶雯临沂大学资源环境学院山东省水土保持与环境保育重点实验室山东临沂276005

为明晰人为干扰影响下黄河三角洲典型植被营养元素吸收利用特征,该研究选取黄河三角洲先锋物种碱蓬(Suaeda salsa)为研究对象,利用模拟实验探究了泥沙埋深及氮输入对碱蓬硫元素吸收特征的影响。结果显示:埋深及氮输入显著影响碱蓬根、... 详细信息

为明晰人为干扰影响下黄河三角洲典型植被营养元素吸收利用特征,该研究选取黄河三角洲先锋物种碱蓬(Suaeda salsa)为研究对象,利用模拟实验探究了泥沙埋深及氮输入对碱蓬硫元素吸收特征的影响。结果显示:埋深及氮输入显著影响碱蓬根、茎及土壤中总硫含量,而叶中总硫含量则保持相对稳定;碱蓬根茎叶累积系数均受到泥沙埋深及氮输入的显著影响。具体而言,随着埋深的增大,根茎叶中总硫含量整体呈增加趋势,最大值在M_(3)(12 cm)处理时取得(根N_(0)M_(3):2.76 g/kg;茎N_(1)M_(3):6.25 g/kg;叶N_(1)M_(3):21.34 g/kg),此时累积系数也相对较大,仅次于M_(0)处理,表明无泥沙埋深干扰最有利碱蓬对硫元素的吸收利用,而在一定范围内随着泥沙埋深的增加,碱蓬对硫元素的吸收增强。随着N输入的增加,碱蓬根、茎、叶对硫元素含量及累积系数均呈现出先增加后降低的趋势,表明适当的N输入有利于碱蓬对硫元素的吸收利用。

关键词：泥沙埋深外源氮输入硫元素碱蓬黄河三角洲