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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

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

基于三维荧光光谱的鄱阳湖湿地水体有色可溶性有机物组成特征和来源

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环境科学学报 2022年第2期42卷 213-223页

作者：简正军徐健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

有色可溶性有机物(Chromophoric dissolved organic matter,CDOM)是水生生态系统的重要组成部分,在生物地球化学循环过程中起着重要的作用.本研究基于2021年4月鄱阳湖南矶湿地国家级自然保护区内3个碟形湖(战备湖、白沙湖和东湖)28个采... 详细信息

有色可溶性有机物(Chromophoric dissolved organic matter,CDOM)是水生生态系统的重要组成部分,在生物地球化学循环过程中起着重要的作用.本研究基于2021年4月鄱阳湖南矶湿地国家级自然保护区内3个碟形湖(战备湖、白沙湖和东湖)28个采样点的水样和实测水质参数数据,运用紫外-可见吸收光谱及三维荧光光谱-平行因子分析法(Three-dimensional fluorescence excitation-emission matrix spectroscopyparallel factor analysis,3DEEMs-PARAFAC)分析了鄱阳湖湿地水体CDOM组成特征及潜在来源.结果表明:①通过对28个激发-发射矩阵光谱进行平行因子分析,得到两种类腐殖质荧光组分C1(λ_(Ex)/λ_(Em)=240,315 nm/403 nm)、C2(λ_(Ex)/λ_(Em)=275,350 nm/476 nm)和一种类色氨酸荧光组分C3(λ_(Ex)/λ_(Em)=230,280 nm/338 nm),并且类腐殖质荧光组分(C1+C2)和类色氨酸荧光组分C3对总荧光强度的贡献率分别为70.13%和29.87%.②鄱阳湖湿地水体CDOM荧光组分C1~C3最大荧光强度(F_(max))的平均值均表现为东湖>战备湖>白沙湖,且3个荧光组分呈正相关(p≤0.001),说明其来源类似.③基于荧光指数(Fluorescence index,FI)、腐殖化指数(Humification index,HIX)、E_(2)/E_(3)(CDOM在波长250 nm和365 nm处的吸收系数(a_(g)(250)与a_(g)(365))的比值)和光谱斜率等特征参数分析,得到鄱阳湖湿地水体CDOM有较强腐殖质特征,以陆源输入为主.

关键词：有色可溶性有机物(CDOM) 三维荧光光谱平行因子分析(PARAFAC) 紫外-可见吸收光谱鄱阳湖湿地

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沉积物和土壤中胶体对氯霉素吸附行为的影响

环境科学 2022年第10期43卷 4522-4535页

作者：晏彩霞罗燕清聂明华周旋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南昌330022 自然资源部生态地球化学重点实验室北京100037

天然胶体(NCs)在沉积物和土壤中广泛存在,并可影响抗生素等污染物的环境归趋.以氯霉素(CAP)为抗生素代表,选取不同来源的沉积物和土壤样品,结合切向超滤技术、动态光散射、紫外-可见吸收光谱和三维荧光光谱等多种纳米分析技术和方法,揭... 详细信息

天然胶体(NCs)在沉积物和土壤中广泛存在,并可影响抗生素等污染物的环境归趋.以氯霉素(CAP)为抗生素代表,选取不同来源的沉积物和土壤样品,结合切向超滤技术、动态光散射、紫外-可见吸收光谱和三维荧光光谱等多种纳米分析技术和方法,揭示了沉积物/土壤中不同相对分子质量NCs对CAP的吸附能力及其影响因素.结果表明,相对分子质量小的NCs自生源贡献率大且腐殖化程度高,而相对分子质量大的NCs以陆源来源为主,且芳环上含有更加丰富的羧基、羟基和羰基等官能团.平行因子分析共识别出4个荧光组分,其中类腐殖质组分是主要成分.基于传统批处理实验探究了沉积物/土壤不同组分对CAP的吸附行为,结果表明,线性模型和Freundlich模型能较好地拟合土样不同组分对CAP的吸附.原始样品、去除有/无机碳样品中的NCs对CAP的吸附率均值分别为4.46%、 3.93%和6.61%,说明NCs中的有机碳对CAP的吸附行为具有重要影响.CAP更易被相对分子质量小的NCs吸附,这可能是因为相对分子质量小的NCs腐殖化程度高,芳环上取代基以脂肪链为主,且NCs中的色氨酸类蛋白物质会抑制其对CAP的吸附.冗余分析结果表明,沉积物和土壤NCs对CAP的吸附主要与其NCs来源、芳香性、芳环上的有氧官能团、腐殖化程度和类腐殖物质有关.

关键词：天然胶体沉积物/土壤吸附氯霉素光谱

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

鄱阳湖典型湿地植物群落生物量及分配对植物多样性变化的响应

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应用与环境生物学报 2023年第6期29卷 1337-1345页

作者：杨佳云胡启武刘运媛叶家飞刘宏菲黄琳尧波江西师范大学地理与环境学院南昌330022 鄱阳湖湿地与流域研究教育部重点实验室南昌330022

植物多样性与生物量或生产力之间的关系是生态学关注的热点核心问题之一.迄今,相关研究多集中于森林、草地等陆地系统或人工实验系统,其结论是否适用于自然湿地系统仍不清楚.选择鄱阳湖广泛分布的苔草群落和南荻群落,在全湖9处代表性分... 详细信息

植物多样性与生物量或生产力之间的关系是生态学关注的热点核心问题之一.迄今,相关研究多集中于森林、草地等陆地系统或人工实验系统,其结论是否适用于自然湿地系统仍不清楚.选择鄱阳湖广泛分布的苔草群落和南荻群落,在全湖9处代表性分布区域进行群落调查和植物生物量观测,并基于植物多样性指数划分出植物多样性梯度,分析植物多样性变化对天然湿地植物生物量及其地上-地下分配格局的影响.结果表明,鄱阳湖湿地苔草群落地上生物量随植物多样性水平的升高显著下降,苔草群落地上生物量在低、中和高梯度植物多样性水平分别为592.34(±13.89)g/m^(2)、454.79(±16.83)g/m^(2)和481.63(±17.13)g/m^(2);南荻群落地上生物量在低、中和高梯度植物多样性水平则分别为1083.21(±42.43)g/m^(2)、845.41(±33.85)g/m^(2)和1007.64(±44.23)g/m^(2),随植物多样性水平升高先显著下降后显著上升(“U”形曲线);苔草群落地下生物量在低、中、高植物多样性梯度下分别为1325.93(±32.05)g/m^(2)、1186.26(±59.83)g/m^(2)、1424.95(±39.70)g/m^(2),南荻群落地下生物量则分别为791.33(±31.11)g/m^(2)、626.83(±26.95)g/m^(2)、748.62(±42.67)g/m^(2),两种群落地下生物量则均随植物多样性水平的升高呈显著的“U”形曲线特征;植物多样性水平的上升显著增加了苔草群落的根冠比,低、中和高植物多样性水平下苔草群落根冠比分别为2.21(±0.05)、2.65(±0.13)和3.05(±0.12),但对南荻群落地上和地下生物量的分配格局未有显著影响.综上,湿地生态系统植物生物量和多样性的关系与陆地生态系统并不完全一致,且植物群落类型对两者之间的关系影响较大.

关键词：植物多样性生物量根冠比湿地鄱阳湖