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上海崇明东滩湿地潮滩梯度下芦苇种群动态分析

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生态与农村环境学报 2024年第5期40卷 657-664页

作者：王虓李德志计阳晴李羚菱 Rasool Samreen Ghulam Tehreem Rafique 王莹陈婧华东师范大学生态与环境科学学院上海200241 华东师范大学上海市城市化生态过程与生态恢复重点实验室上海200241 崇明生态研究院上海202162 自然资源部大都市区国土空间生态修复工程技术创新中心上海200062

芦苇(Phragmites australis)是崇明东滩湿地潮间带的优势种,具有良好的水土保持与净化功能。芦苇种群主要在中、高潮滩呈带状分布,但在低潮滩也有小斑块状分布。作为典型根茎型克隆植物的芦苇种群,在盐沼湿地不同潮滩表现出怎样的种群... 详细信息

芦苇(Phragmites australis)是崇明东滩湿地潮间带的优势种,具有良好的水土保持与净化功能。芦苇种群主要在中、高潮滩呈带状分布,但在低潮滩也有小斑块状分布。作为典型根茎型克隆植物的芦苇种群,在盐沼湿地不同潮滩表现出怎样的种群动态特征,进而反映出怎样的差异化的适应能力,值得深入研究。以分布在崇明东滩湿地低、中、高3个潮滩上的芦苇种群为研究对象,全程定位追踪起始于4、6月的同生群在整个生长季的生长、发育过程,并定量分析它们的动态生命表、生存曲线、生存率和累积死亡率,系统揭示分布于3个潮滩的芦苇种群典型动态特征。结果表明:(1)起始于4月的处于低、中、高3个潮滩上的芦苇同生群,其生存曲线存在差异,它们分别趋近于Deevey-Ⅰ型、Deevey-Ⅱ型和Ⅲ型的过渡型,以及Deevey-Ⅰ型和Ⅱ型的过渡型;(2)起始于6月的处于低、中潮滩上的芦苇同生群,其生存曲线呈现出与4月同生群相似的特征,高潮滩同生群则由Deevey-Ⅰ型和Ⅱ型的过渡型转变成Deevey-Ⅱ型和Ⅲ型的过渡型;(3)经综合分析,高潮滩芦苇同生群稳定性最强,低潮滩同生群相对不稳定,中潮滩同生群在生长初期不稳定而在生长中后期趋于稳定;(4)基于上述研究结果,针对东滩湿地沿潮滩梯度分布的芦苇种群的保育与管理提出了合理建议。

关键词：崇明东滩湿地芦苇动态生命表种群动态

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水产养殖尾水-农田退水联合净化工艺设计

环境工程学报 2024年第5期18卷 1308-1316页

作者：顾佳艳胡莹莹薛文谨何国富陈潇楠田弘华东师范大学生态与环境科学学院上海市城市化生态过程与生态恢复重点实验室上海200241 上海寻合环境科技有限公司上海200062 崇明生态研究院上海200062 上海有机固废生物转化工程技术研究中心上海200241

水产养殖尾水和农田退水是农业面源污染的主要来源之一。本研究基于466666.7 m^(2)现代农业地块,设计了一套水产养殖尾水和农田退水联合净化工艺,主要包括生态净化沟渠模块、农田净化模块以及景观湿地林模块。其中,生态净化沟渠旨在充... 详细信息

水产养殖尾水和农田退水是农业面源污染的主要来源之一。本研究基于466666.7 m^(2)现代农业地块,设计了一套水产养殖尾水和农田退水联合净化工艺,主要包括生态净化沟渠模块、农田净化模块以及景观湿地林模块。其中,生态净化沟渠旨在充分利用小型河道排水系统控制N、P等污染物浓度,包括生态集水预处理沟、悬浮生态床沟、生态输水廊道及调节稳定生态沟。结合水产养殖尾水和农田退水水质特点,设计出水水质目标为化学需氧量(COD)≤40 mg·L^(−1)、总氮(TN)≤3 mg·L^(−1)、总磷(TP)≤0.5 mg·L^(−1)。经一年跟踪监测,出水水质达到设计目标,此外,除TN指标,COD和TP均有8个月能够满足《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)Ⅲ类水质要求。工程实施后,地块在保留原有生产功能的基础上兼具了水质净化及景观风貌功能。本工艺设计理念及工程实践可为其他农村地区农业面源污染控制,尤其是养殖尾水-农田退水联合净化提供借鉴。

关键词：养殖尾水农田退水面源污染工艺设计水质净化与生态修复

湖北省巴东县古树资源组成及其空间分布特征研究

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中国园林 2024年第5期40卷 138-144页

作者：王沛然游桂璇诸葛名名达良俊胡远东东北林业大学园林学院哈尔滨150040 西安建筑科技大学交叉院干旱区与半干旱区生态科学与工程研究院西安710055 华东师范大学上海市城市化生态过程与生态恢复重点实验室华东师范大学上海崇明生态研究院生态保育与恢复中心华东师范大学自然资源部大都市区国士空间生态修复工程技术创新中心东北林业大学黑龙江省园林植物种质资源开发与景观生态修复重点实验室

古树是全球生物多样性的重要组成部分,也是地方文化的重要载体。在全球生物多样性不断丧失尤其是古树资源持续减少的背景下,研究现存古树资源的组成和空间分布特征对古树的保育和生物多样性维持具有重要意义,同时为地区发展规划提供物... 详细信息

古树是全球生物多样性的重要组成部分,也是地方文化的重要载体。在全球生物多样性不断丧失尤其是古树资源持续减少的背景下,研究现存古树资源的组成和空间分布特征对古树的保育和生物多样性维持具有重要意义,同时为地区发展规划提供物种资源。以中国典型少数民族聚居地湖北省巴东县的古树资源为研究对象,结合野外调查和历史文献查阅,分析了巴东县古树的物种多样性、空间分布格局及其影响因素,探讨了巴东县古树保护面临的挑战与策略。结果表明,共记录古树2192株,隶属41科85属121种,所含物种数量较多的是壳斗科、松科、蔷薇科、木兰科和樟科,地理分布区系整体呈现由热带向温带过渡的特点;优势物种包括核桃、银杏和油杉;包含国家级保护物种17种;三级古树的个体数和物种数均超过一级和二级古树;古树胸径主要介于40~100cm,冠幅集中于10~17m,树高大多为15~25m;不同乡镇内分布的古树数量和物种数的差异显著,且大多分布在林地、耕地和未利用土地内。巴东县古树保护总体较好,95%以上的古树长势良好;海拔高度、坡度、人口密度、土地利用方式和文化习俗是影响巴东县古树资源组成和分布的主要因素;分级保护、分类保护、环境保护教育和差异性保护性有利于古树资源的留存和合理利用。

关键词：园林植物古树资源物种多样性分布格局留存机制巴东县

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微生物电解池催化CO_(2)电转化为甲烷:影响因素、电子传递和展望

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环境化学 2024年第2期43卷 393-404页

作者：王佳懿陆雪琴甄广印华东师范大学生态与环境科学学院上海市城市化生态过程与生态恢复重点实验室上海200241 上海有机固废生物转化工程技术研究中心上海200241 上海污染控制与生态安全研究院上海200092 自然资源部大都市区国土空间生态修复工程技术创新中心上海200062 崇明生态研究院上海200062

化石燃料作为能源供应的主要来源,燃烧导致大量CO_(2)的释放和温室效应,CO_(2)的捕获和再利用越来越受到人们的关注.微生物电解池(MEC)作为一种新的CO_(2)再利用技术,可通过将电活性微生物与电化学刺激相结合,将CO_(2)通过生物电化学作... 详细信息

化石燃料作为能源供应的主要来源,燃烧导致大量CO_(2)的释放和温室效应,CO_(2)的捕获和再利用越来越受到人们的关注.微生物电解池(MEC)作为一种新的CO_(2)再利用技术,可通过将电活性微生物与电化学刺激相结合,将CO_(2)通过生物电化学作用回收为低碳燃料(如CH_(4)),从而实现CO_(2)固定和能量回收.尽管近年来MEC领域有较多研究,但仍然存在许多问题阻碍了该技术的规模化和产业化.本文梳理了CO_(2)电化学产甲烷的工作原理、性能影响的关键因素、生物阴极电活性功能微生物及其胞外电子传递机制、电催化耦合技术的最新研究进展,提出了MEC辅助CO_(2)电甲烷化技术的未来研究需求和挑战.

关键词：微生物电解池(MEC) CO_(2)电甲烷化阴极材料电活性功能菌胞外电子传递机制

上海四种常见树种单株固碳能力差异及其影响因子

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生态学报 2024年第13期44卷 5532-5541页

作者：徐嘉艺王小玲宋坤张桂莲仲启铖韩玉洁达良俊华东师范大学生态与环境科学学院上海市城市化生态过程与生态恢复重点实验室上海200241 崇明生态研究院上海202162 自然资源部大都市区国土空间生态修复工程技术创新中心上海200062 上海市园林科学规划研究院城市困难立地生态园林国家林业和草原局重点实验室上海200232 上海市林业总站上海200072 上海城市森林生态系统国家定位观测研究站上海200240 西安建筑科技大学交叉创新研究院干旱半干旱区生态科学与工程研究院西安710055

城市树木的固碳能力是决定城市绿地碳汇大小的重要因素。为探究上海常见树种单株固碳能力的差异及影响因子,使用174个城市森林固定样地的长期观测数据,估算了香樟、水杉、银杏和雪松四个树种的单株固碳能力(即年固碳量),采用多元线性回... 详细信息

城市树木的固碳能力是决定城市绿地碳汇大小的重要因素。为探究上海常见树种单株固碳能力的差异及影响因子,使用174个城市森林固定样地的长期观测数据,估算了香樟、水杉、银杏和雪松四个树种的单株固碳能力(即年固碳量),采用多元线性回归模型分析了各树种单株固碳能力与个体大小、植株密度和城市环境因子(温度、降水量和夜间灯光强度)的关系。结果表明:(1)香樟、水杉、银杏和雪松的单株固碳能力分别介于4.01—51.58 kg/a、1.04—13.47 kg/a、0.62—18.56 kg/a和1.48—8.47 kg/a之间,在各径组中香樟的固碳能力均显著高于其他树种。(2)个体大小是决定单株固碳能力的最主要因子,个体越大(胸径0—50 cm范围内)单株固碳能力越大;植株密度越大,香樟和水杉的单株固碳能力越小,银杏的单株固碳能力越大。(3)城市环境因子中,温度对树木单株固碳能力有显著负向影响,而降水量和夜间灯光强度对树木单株固碳能力的影响因树种而异。其中香樟和水杉分别与降水量呈显著负相关和正相关关系,但均与夜间灯光强度呈显著正相关关系。在上海未来城市森林建设和管理中,应根据不同树种单株固碳能力的差异及其对不同环境因子的敏感性,适地适树绿化造林,提升城市森林的固碳效益。

关键词：城市森林固碳量城市环境长期固定监测

滨海湿地土壤种子库及其在生态恢复中的潜在价值

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生物学教学 2024年第3期49卷 2-5页

作者：贾鹏贾静李德志国家海洋环境监测中心大连116023 华东师范大学生态与环境科学学院/上海市城市化生态过程与生态恢复重点实验室上海200241 崇明生态研究院上海202162 自然资源部大都市区国土空间生态修复工程技术创新中心上海200062

滨海湿地是海陆相互作用下形成的特殊生态系统,对其群落更新机制的理解,有助于维护湿地生态系统的稳定和持续发展。土壤种子库是群落潜在更新能力的重要组成部分,可以通过“储藏效应”缓冲外界对生态系统的干扰,对保护物种多样性和维持... 详细信息

滨海湿地是海陆相互作用下形成的特殊生态系统,对其群落更新机制的理解,有助于维护湿地生态系统的稳定和持续发展。土壤种子库是群落潜在更新能力的重要组成部分,可以通过“储藏效应”缓冲外界对生态系统的干扰,对保护物种多样性和维持群落稳定性具有重要价值。本文在阐明土壤种子库形成机制和功能特征的基础上,从土壤种子库的分布格局、与地上植被以及与环境条件之间的关系等方面,阐述了湿地土壤种子库的研究现状,以及土壤种子库在滨海湿地生态系统中的重要地位和存在意义;提出将入侵种影响下的野外自然群落研究和土壤种子库结构研究相结合,深入了解群落更新能力、预测群落未来可能的发展趋势,为全球变化背景下开展被入侵湿地生态系统恢复的教学及探究活动提供科学依据。

关键词：物种入侵群落更新生态恢复

上海四种常见树种单株固碳能力的差异及影响因子

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生态学报 2024年

作者：徐嘉艺王小玲宋坤张桂莲仲启铖韩玉洁达良俊华东师范大学生态与环境科学学院上海市城市化生态过程与生态恢复重点实验室西安建筑科技大学交叉创新研究院干旱半干旱区生态科学与工程研究院上海市园林科学规划研究院城市困难立地生态园林国家林业和草原局重点实验室自然资源部大都市区国土空间生态修复工程技术创新中心上海城市森林生态系统国家定位观测研究站上海市林业总站崇明生态研究院

城市树木的固碳能力是决定城市绿地碳汇大小的重要因素。为探究上海常见树种单株固碳能力的差异及影响因子，使用174个城市森林固定样地的长期观测数据，估算了香樟、水杉、银杏和雪松四个树种的单株固碳能力（即年固碳量），采用多元... 详细信息

城市树木的固碳能力是决定城市绿地碳汇大小的重要因素。为探究上海常见树种单株固碳能力的差异及影响因子，使用174个城市森林固定样地的长期观测数据，估算了香樟、水杉、银杏和雪松四个树种的单株固碳能力（即年固碳量），采用多元线性回归模型分析了各树种单株固碳能力与个体大小、植株密度和城市环境因子（温度、降水量和夜间灯光强度）的关系。结果表明：（1）香樟、水杉、银杏和雪松的单株固碳能力分别介于4.01—51.58 kg/a、1.04—13.47 kg/a、0.62—18.56 kg/a和1.48—8.47 kg/a之间，在各径组中香樟的固碳能力均显著高于其他树种。（2）个体大小是决定单株固碳能力的最主要因子，个体越大（胸径0—50 cm范围内）单株固碳能力越大；植株密度越大，香樟和水杉的单株固碳能力越小，银杏的单株固碳能力越大。（3）城市环境因子中，温度对树木单株固碳能力有显著负向影响，而降水量和夜间灯光强度对树木单株固碳能力的影响因树种而异。其中香樟和水杉分别与降水量呈显著负相关和正相关关系，但均与夜间灯光强度呈显著正相关关系。在上海未来城市森林建设和管理中，应根据不同树种单株固碳能力的差异及其对不同环境因子的敏感性，适地适树绿化造林，提升城市森林的固碳效益。

关键词：城市森林固碳量城市环境长期固定监测

城镇中小规模污水处理厂碳排放分析及碳削减对策

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环境科学 2024年

作者：张翔宇范业弘朱晗彬韦政张一璠杨阿明顾敦罡何岩自然资源部大都市区国土空间生态修复工程技术创新中心上海同济环境工程科技有限公司上海嘉定新城污水处理有限公司上海复旦水务工程技术有限公司华东师范大学生态与环境科学学院上海市城市化生态过程与生态恢复重点实验室上海有机固废生物转化工程技术研究中心上海工程技术大学化学化工学院崇明生态研究院

基于2022年11座城镇中小规模污水厂全年数据，从污水处理全过程角度系统分析了3种典型工艺(AAO、MSBR和氧化沟)的碳排放，并采用偏最小二乘法结构方程模型(PLS-SEM)研究了不同进水特征(TP、TN、BOD5、COD、进水量和碳氮比)对碳排放的影... 详细信息

基于2022年11座城镇中小规模污水厂全年数据，从污水处理全过程角度系统分析了3种典型工艺(AAO、MSBR和氧化沟)的碳排放，并采用偏最小二乘法结构方程模型(PLS-SEM)研究了不同进水特征(TP、TN、BOD5、COD、进水量和碳氮比)对碳排放的影响作用.结果表明，间接碳排放占中小规模污水厂总碳排放的主导地位(69.5%)，电耗碳排放是最大的来源(43.1%)；MSBR工艺的评价碳排放强度[(0.363±0.007)kg·m-3] 低于AAO工艺[(0.439±0.099)kg·m-3]和氧化沟工艺[(0.396±0.025)kg·m-3]，具有更优的低碳运行水平.中小规模污水厂各部分碳排放强度占比依次为：生物处理(58.7%)>污泥脱水+除臭(17.9%)>深度处理(17.3%)>预处理(6.1%).其中生物处理部分分别占3种工艺的51.5%、53.9%和73.1%.另外，进水COD质量浓度和碳氮比分别对直接碳排放(N2O和CH4)有显著正向影响(路径系数为0.584和0.5)和显著负向影响(路径系数为-0.416)；进水TN、BOD5和TP质量浓度分别对间接碳排放(电耗)和间接碳排放(物耗)有显著正向影响(路径系数分别为0.078、0.537和0.5).中小规模污水厂碳削减可从碳排放强度减量、低碳运行水平优化和政府调控加强管理这3个方面进行.

关键词：污水处理厂(WWTPs) 碳排放碳核算碳削减低碳运行

崇明东滩湿地沿潮滩梯度芦苇种群动态趋异特征分析

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崇明东滩湿地沿潮滩梯度芦苇种群动态趋异特征分析

作者：王虓华东师范大学

学位级别：硕士

芦苇是上海市崇明东滩湿地潮间带的优势本土物种,具有多样的生态服务功能,在维持湿地生态系统的稳定性方面也具有极为重要的生态价值。东滩湿地芦苇种群的分布模式沿潮滩梯度存在差异,在中、高潮滩主要呈带状分布、在低潮滩则以斑块状... 详细信息

芦苇是上海市崇明东滩湿地潮间带的优势本土物种,具有多样的生态服务功能,在维持湿地生态系统的稳定性方面也具有极为重要的生态价值。东滩湿地芦苇种群的分布模式沿潮滩梯度存在差异,在中、高潮滩主要呈带状分布、在低潮滩则以斑块状分布。对分布于不同潮滩生境中不同芦苇小种群的动态特征进行深入分析,有助于深入理解和把握芦苇种群在潮滩异质生境下的发展趋势和生态适应策略。目前,相关的系统性研究还十分缺乏。基于此,本研究以分布在崇明东滩湿地不同潮滩生境的芦苇小种群为研究对象,全程定位追踪研究了低、中、高潮滩芦苇小种群在整个生长季内的生长、发育、繁殖过程,分析揭示了各芦苇小种群在潮滩异质生境下的动态变化特征及趋异适应对策,研究结果为东滩湿地的生态保育和植被恢复,提供了理论依据和技术支撑。主要研究结果如下:(1)通过定位追踪观测研究,发现处于低、中、高潮滩的4月份芦苇同生群在整个生长季内的数量动态模式存在变异。低、中、高潮滩芦苇同生群的存活曲线分别倾向于Deevey-Ⅰ型、Ⅲ型和Ⅱ型。通过生存函数综合分析比较,发现三潮滩4月份芦苇同生群在整个生长季内呈现出生存率单调递减、累积死亡率单调递增的共同趋势。通过危险率函数分析比较,发现高潮滩芦苇同生群的稳定性最强、低潮滩同生群相对不稳定、中潮滩同生群生长初期不稳定、生长中后期趋于稳定。(2)基于芦苇小种群内萌生苗及结实数量的定位观测数据,编制了综合生殖力表。结果表明,随着潮滩高程的升高,芦苇小种群的无性繁殖能力逐渐降低、有性生殖能力有所提高。三潮滩芦苇小种群皆属于增长型,且种群潜在增长能力顺序为:高潮滩>中潮滩>低潮滩。(3)综合分析了芦苇小种群内分株的生物量分配特征与异速生长规律。三潮滩芦苇小种群分株在构件生长权衡方面存在差异。中、高潮滩分株的生殖分配大于生产分配,低潮滩分株则存在相反趋势。在构件生长的异速关系方面,中、高潮滩趋势为:茎构件生长速率>叶构件生长速率>花序构件生长速率;低潮滩趋势为:叶构件生长速率>茎构件生长速率>花序构件生长速率。低潮滩分株叶构件的形态可塑性最大,中、高潮滩分株茎构件的形态可塑性最大。因此,东滩湿地芦苇分株通过优先调节叶和茎的形态结构,来适应生境条件的变化。(4)不同潮滩间芦苇小种群的生境条件具有异质性,不同潮滩生境间的土壤理化性质差异显著。通过分析生境因子与芦苇小种群特征参数之间的关系,发现土壤含水率与电导率是影响不同潮滩种群动态的重要生境因子。在高水盐条件下,芦苇小种群死亡率升高、增长率降低、分株生长受到抑制,小种群内分株通过增大生产分配降低有性生殖投资,以适应生境内的水盐胁迫。(5)Lefkovitch种群矩阵模型研究结果表明,在潮滩异质生境下,芦苇小种群的动态过程存在差异。低潮滩小种群分株的死亡率较高、分株向更高生活史阶段的转移能力较弱、成年分株留存率低、有性生殖能力与种群增长率在不同潮滩小种群间最低。中潮滩小种群分株的生长能力最强、成株存活率高、小种群增长率介于低、高潮滩小种群之间。高潮滩小种群幼株与成株的存活率较高、有性生殖能力最强,因而小种群增长速率最快。通过弹性值分析发现,成株阶段是影响东滩湿地芦苇小种群动态最为关键的生活史阶段。综上所述,连续潮滩梯度下分布的芦苇小种群在生存、生长与生殖特征与动态变化趋势方面,存在明显差异,其中土壤水盐条件是影响芦苇小种群动态的重要生境因子。水盐胁迫会抑制芦苇小种群的生存、生长与有性生殖,从而降低小种群的增长速率。此外,Lefkovitch种群矩阵模型研究结果表明,成年分株阶段是影响东滩湿地芦苇小种群动态最为关键的生活史阶段。因此,建议对生境胁迫程度较大的低潮滩芦苇小种群以及各芦苇小种群内的成年分株进行重点保护。

关键词：崇明东滩湿地芦苇种群动态权衡策略生境异质性