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南昌城市湖泊浮游真菌群落组成、共生模式及影响因素

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环境科学 2023年第10期44卷 5556-5566页

作者：黄祎王鹏丁明军黄高翔张华聂明华高鹏飞叶深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

为探明南昌湖泊浮游真菌群落特征和环境胁迫对浮游真菌群落的影响机制,分别于枯水期(2月、12月)、平水期(4月、10月)和丰水期(6月、8月)采集了均匀分布于南昌市不同县级区划下的7个主要城市湖泊表层水样.测定了WT、DO、NH_(4)^(+)-N和NO... 详细信息

为探明南昌湖泊浮游真菌群落特征和环境胁迫对浮游真菌群落的影响机制,分别于枯水期(2月、12月)、平水期(4月、10月)和丰水期(6月、8月)采集了均匀分布于南昌市不同县级区划下的7个主要城市湖泊表层水样.测定了WT、DO、NH_(4)^(+)-N和NO_(3)^(-)-N等环境胁迫因子指标,基于高通量测序研究浮游真菌群落特征,运用网络分析等方法阐明浮游真菌群落的共生模式,并揭示影响浮游真菌群落结构和共生模式的环境胁迫因子.结果表明:①南昌湖泊浮游真菌群落组成在水期间具显著差异,在各湖泊间差异不显著.WT、DO、pH和NH_(4)^(+)-N是影响浮游真菌群落组成的显著环境胁迫因子.②浮游真菌群落优势门为Chytridiomycota(9.55%~33.14%)、Basidiomycota(0.48%~4.25%)和Ascomycota(1.29%~3.19%),优势菌门数量大小为:丰水期>平水期>枯水期,Chytridiomycota相对丰度在丰水期显著高于平水期和枯水期,Basidiomycota相对丰度在枯水期显著低于平水期和丰水期,Ascomycota水期差异不显著.③南昌湖泊浮游真菌群落共生网络稳定性大小为:丰水期>平水期>枯水期,WT是影响浮游真菌群落共生模式的最佳环境胁迫因子.研究可为湖泊的综合评价和治理研究提供理论依据,并为长江中下游地区湖泊生态系统保护提供指导.

关键词：南昌湖泊浮游真菌群落组成和多样性共生模式环境胁迫

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

南昌市湖泊丰水期浮游细菌群落结构及影响因素

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环境科学 2023年第3期44卷 1475-1483页

作者：高鹏飞王鹏黄祎丁明军张华聂明华黄高翔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

浮游细菌群落对城市湖泊中的营养元素循环及有机质分解发挥着重要作用.基于高通量测序技术,对南昌市湖泊浮游细菌群落结构的时间(4、6和8月)和城郊差异及其影响因素进行了研究.结果表明:(1)南昌湖泊浮游细菌优势类群为放线菌门(Actinoba... 详细信息

浮游细菌群落对城市湖泊中的营养元素循环及有机质分解发挥着重要作用.基于高通量测序技术,对南昌市湖泊浮游细菌群落结构的时间(4、6和8月)和城郊差异及其影响因素进行了研究.结果表明:(1)南昌湖泊浮游细菌优势类群为放线菌门(Actinobacteria,41.60%)、变形菌门(Proteobacteria,22.29%)、蓝藻菌门(Cyanobacteria,16.21%)和拟杆菌门(Bacteroidota,10.17%).(2)南昌湖泊细菌群落结构在4、6和8月间存在显著差异,但在城区湖泊与郊区湖泊间不存在显著差异;以Proteobacteria(4月>6月>8月)和Cyanobacteria(6月>8月>4月)为主的10种菌门的丰度在3个月份间存在显著差异;6月菌群结构的相似性会随地理距离的增加产生明显的减小趋势,4月和8月的减小趋势不明显.(3)在降水偏多的6月,湖泊非淡水细菌的占比显著高于4月和8月,城区湖泊与郊区湖泊的非淡水细菌占比没有显著差异.(4)确定性过程主导了湖泊细菌群落的构建,随机过程对湖泊菌群构建的贡献较低;水温是影响南昌湖泊细菌群落的最重要环境因子.

关键词：南昌市湖泊细菌群落结构地理距离衰减确定性过程随机过程

不同空间尺度的景观结构对袁河浮游细菌群落的影响

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环境科学 2022年第3期43卷 1434-1446页

作者：舒旺王鹏丁明军张华黄高翔聂明华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

为分析不同空间尺度的土地利用与浮游细菌群落的关系以及土地利用对细菌群落的影响机制.于2019年8月(丰水期)和2020年1月(枯水期)在袁河14条支流采集表层水样,基于高通量测序技术确定浮游细菌群落的特征,采用Bioenv和方差分解(VPA)等统... 详细信息

为分析不同空间尺度的土地利用与浮游细菌群落的关系以及土地利用对细菌群落的影响机制.于2019年8月(丰水期)和2020年1月(枯水期)在袁河14条支流采集表层水样,基于高通量测序技术确定浮游细菌群落的特征,采用Bioenv和方差分解(VPA)等统计方法分析了不同空间尺度的景观结构(景观组成与景观格局)、水化学特征和浮游细菌群落之间的关系,并基于集合群落理论解释了土地利用和水化学对细菌群落的影响机制.结果表明:(1)总体上景观配置与细菌群落的相关性不显著,而景观组成与细菌群落的相关性显著,且缓冲区尺度上的相关性高于子流域尺度上的相关性;(2)从近距离(100 m)到远距离(1000 m)缓冲区,景观组成与细菌群落的相关性没有明显的递减趋势,相关性最大值分别出现在500 m圆形缓冲区(丰水期)和300 m河岸缓冲区(枯水期);(3)土地利用通过外源细菌的直接输入(质量效应)和通过影响水化学间接影响(物种分选)浮游细菌群落.方差分解表明水化学和水化学与土地利用的交叉部分对细菌群落变化的解释率(丰水期:13.5%;枯水期:11.7%)高于土地利用单独的解释率(丰水期:2.7%;枯水期:6.9%),表明质量效应和物种分选共同影响了细菌群落,但物种分选的影响超过了质量效应.本研究揭示了不同空间尺度的土地利用结构对细菌群落影响的差异性,研究结果有助于确定影响细菌群落的最佳空间尺度,为流域土地利用管理提供参考依据.

关键词：景观结构浮游细菌水化学影响机制袁河

2015—2020年中国三大城市群臭氧浓度时空变化特征及影响因子

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环境工程技术学报 2023年第4期13卷 1444-1453页

作者：叶深王鹏折远洋丁明军江西师范大学地理与环境学院江西师范大学鄱阳湖湿地与流域研究教育部重点实验室

针对中国京津冀、长三角、珠三角三大城市群,分析了2015—2020年三大城市群的臭氧浓度时空变化特征,基于随机森林模型和地理探测器模型分别研究了影响其时间变化和空间变化的主要因子。结果表明:1)2015—2020年三大城市群臭氧浓度整体... 详细信息

针对中国京津冀、长三角、珠三角三大城市群,分析了2015—2020年三大城市群的臭氧浓度时空变化特征,基于随机森林模型和地理探测器模型分别研究了影响其时间变化和空间变化的主要因子。结果表明:1)2015—2020年三大城市群臭氧浓度整体呈逐年升高的时空演变特征。其臭氧变化率存在中部向南北递减的趋势,即长三角(3.4%)>京津冀(2.9%)>珠三角(2.1%);臭氧浓度平均值呈北高南低的空间变化特征,即京津冀(98.3μg/m^(3))>长三角(96.7μg/m^(3))>珠三角(90.5μg/m^(3))。2)温度、风速、人均GDP和能源消耗量不仅是影响三大城市群臭氧浓度时间变化的主要因子,而且与臭氧浓度存在着阈值效应。3)能源消耗量和人均GDP是影响三大城市群臭氧浓度空间变化的主要因子,其对臭氧浓度空间变化的解释率均超过36%。今后关于城市群臭氧的防控应更关注经济发达地区,并通过重点监测和预警高耗能区等手段,达到城市群臭氧防治效果。

关键词：城市群臭氧机器学习地理探测器时空变化

基于CiteSpace的温室气体与空气污染物协同减排健康效应研究热点及趋势分析

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中国环境科学 2024年

作者：郭亚丽贾俊松何珊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

气候变化伴随大气污染，对人类健康构成威胁，由此引发两类相关物质（温室气体与空气污染物）协同减排及其健康效应研究越来越受到关注。温室气体与空气污染具有同根、同源、同过程的特点，研究其协同效应有助于找到解决气候变化和人类... 详细信息

气候变化伴随大气污染，对人类健康构成威胁，由此引发两类相关物质（温室气体与空气污染物）协同减排及其健康效应研究越来越受到关注。温室气体与空气污染具有同根、同源、同过程的特点，研究其协同效应有助于找到解决气候变化和人类健康问题的共同路径。通过综合考虑环境、气候和健康等多个因素，可以更加全面地制定可持续发展策略，促使社会向更健康、更可持续的方向发展。据此，运用CiteSpace对Web of Science和中国知网相关文献进行梳理，分析该领域的研究热点与进展。结果表明：①国内外发文量都在不断增加。2013年后，发文量增长迅速，国外增速明显快于国内；②国外文献作者和机构形成了以美国各大高校为中心的较强合作网络关系，核心研究作者发文量达39%。国内文献作者和机构联系较弱，呈多中心分散式结构，核心研究作者发文量仅占8%；③关键词可视化表明国内外研究同步性较强，均以环境暴露的健康影响和疾病负担研究为基础，国外侧重具体影响机制与联系及风险评估研究，国内更关注影响因素及政策效益剖析；④国外研究从环境暴露对健康终点影响发展到协同适应策略及复杂模型构建，目前全球负担和颗粒物质减排是研究热点。国内研究从气候变化和大气污染对健康的影响评估发展到协同治理对策及健康风险，当前缓减气候变化及减污降碳的健康协同效益研究是热点。将来针对气候变化和大气污染导致的健康问题及敏感区域、公共健康效应时空规律的识别和明晰是重点，健康风险评估模型构建与早期预警系统的开发应用也迫在眉睫。

关键词：温室气体空气污染协同减排健康效应 CiteSpace 热点

基于PARAFAC及SOM的鄱阳湖湿地植物生物炭不同分子量DOM光谱特征分析

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环境科学学报 2024年

作者：徐鏊雪聂明华晏彩霞汪王宇邓思维丁明军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

为探究天然湿地植物生物炭衍生的不同分子量溶解性有机质（BDOM）的光谱性质，本研究采集了鄱阳湖3种湿地植物（苔草、南荻和芦苇）作为生物炭原料，利用紫外-可见吸收光谱、三维荧光光谱技术，结合平行因子分析法（PARAFAC）及自组织... 详细信息

为探究天然湿地植物生物炭衍生的不同分子量溶解性有机质（BDOM）的光谱性质，本研究采集了鄱阳湖3种湿地植物（苔草、南荻和芦苇）作为生物炭原料，利用紫外-可见吸收光谱、三维荧光光谱技术，结合平行因子分析法（PARAFAC）及自组织映射神经网络分析（SOM）对BDOM光谱特征进行分析.结果表明，随BDOM分子量减小，其腐殖化程度和芳香性减弱，自生源特性和类蛋白特性增加.在3种鄱阳湖湿地植物中，南荻BDOM的分子量最小.通过PARAFAC可知，300℃和500℃热解条件下不同分子量BDOM各解析出5种荧光组分，主要由类腐殖质及富里酸构成.袋内截留的胶体态物质荧光强度远高于袋外溶解态物质.随透析袋孔径的增大，袋内物质将更多地流向袋外，使袋外各荧光组分浓度升高.此外，本研究还基于PARAFAC组分的荧光强度和百分比建立了SOM模型，将3D-EEM数据可视化.结果可知，不同分子量、不同湿地植物对BDOM荧光组分的荧光强度及其占比在SOM图谱的分布起重要影响，该结果与PARAFAC分析具有一致性.研究结果对正确认识湿地植物BDOM的结构特性及其环境归趋具有重要意义.

关键词：生物炭 DOM 分子量光谱特征湿地植物

鄱阳湖碟形湖和通江水域有色可溶性有机物(CDOM)的吸收与荧光特性对比研究

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环境科学研究 2024年第4期37卷 741-751页

作者：简正军徐健刘甲庆胡启武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江西南昌330022

有色可溶性有机物(CDOM)在水生态系统的生物地球化学循环中起着重要的作用.近年来,在全球气候变暖和人类活动的双重影响下,全球大部分湖泊出现了水文隔离现象.然而,水文隔离如何影响大型湖泊CDOM组成变化仍然知之甚少.本研究于2021年在... 详细信息

有色可溶性有机物(CDOM)在水生态系统的生物地球化学循环中起着重要的作用.近年来,在全球气候变暖和人类活动的双重影响下,全球大部分湖泊出现了水文隔离现象.然而,水文隔离如何影响大型湖泊CDOM组成变化仍然知之甚少.本研究于2021年在鄱阳湖碟形湖和通江水域采集水样,运用紫外-可见吸收光谱与三维荧光光谱,结合平行因子分析法(PARAFAC)研究CDOM光学特性,揭示鄱阳湖碟形湖和通江水域CDOM组成和来源的差异.结果表明:①碟形湖溶解性有机碳(DOC)浓度以及CDOM在355 nm处的吸收系数〔a(355)〕的平均值均显著高于通江水域(p湖水体中存在更丰富的有机物.②基于PARAFAC分析得出的类腐殖质荧光组分(C1、C2)和蛋白质荧光组分(C3)最大荧光强度值(Fmax)的平均值均表现为碟形湖高于通江水域;碟形湖和通江水域的类腐殖质组分(C1+C2)占总荧光强度的比例分别为71.96%和59.93%,且通江水域CDOM中蛋白质荧光组分C3的贡献率高于碟形湖.③通过碟形湖和通江水域CDOM特征参数的对比分析,得出碟形湖CDOM相对分子量和腐殖化程度均高于通江水域.研究显示,水文隔离对鄱阳湖CDOM空间分布及组成变化有显著的影响.

关键词：鄱阳湖水文隔离有色可溶性有机物(CDOM) 荧光组成差异来源解析

高寒草甸重度退化阶段土壤碳氮磷生态化学计量特征及驱动因素

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环境科学 2024年

作者：吴宇萍丁明军张华张月菊徐欢黄鹏江西师范大学鄱阳湖湿地与流域研究教育部重点实验室江西师范大学地理与环境学院

深入了解土壤营养状况及平衡关系有助于高寒退化草地的有效恢复和管理。为了研究草甸重度退化阶段土壤碳、氮、磷营养元素之间的平衡关系，采用实地采样调查、室内分析和数理统计等方法，探讨了三江源地区高寒草甸重度退化阶段土壤碳氮... 详细信息

深入了解土壤营养状况及平衡关系有助于高寒退化草地的有效恢复和管理。为了研究草甸重度退化阶段土壤碳、氮、磷营养元素之间的平衡关系，采用实地采样调查、室内分析和数理统计等方法，探讨了三江源地区高寒草甸重度退化阶段土壤碳氮磷含量、储量及生态化学计量变化特征及驱动因素。结果表明，在重度退化阶段，杂类草植物占据绝对优势地位，土壤C:N:P约为33:4:1，存在一定的氮限制，土壤碳氮磷含量变异系数排序为：有机碳（1.09）>全氮（0.63）>全磷（0.29）；有机碳含量和碳氮比随草地退化指数（GDI）的增加表现为显著线性下降的趋势，而全磷含量和有机碳储量表现为显著的非线性变化，其中全磷含量表现为显著的平缓U型分布，有机碳储量在重度退化阶段初期下降较为平缓，而当GDI为57.9时，急剧下降。Mantel相关分析结果表明，土壤碳氮比、碳磷比和氮磷比与有机碳含量及储量和全氮储量表现为显著的相关关系。结构方程模型结果表明，土壤含水量直接影响以及通过植被因子间接影响土壤碳氮磷生态化学计量比，土壤含水量和植被因子（高度、盖度和生物量）是影响土壤生态化学计量的关键环境因子。研究结果可为高寒草甸重度退化草地的恢复提供科学依据和实践指导。

关键词：青藏高原高寒草甸重度退化生态化学计量驱动因素