目的 分析岷江、嘉陵江流域沿岸地区饮用水中高氯酸盐的污染水平,评估其产生的健康风险,为保障区域饮用水安全提供参考数据.方法 2022年对岷江、嘉陵江干流附近21个监测点进行现场采样,采集126份饮用水水样,利用超高效液相色谱串联质谱法对饮用水中高氯酸盐的浓度进行检测.采用SPSS 17.0软件进行数据分析,不同类型饮用水中高氯酸盐浓度的比较使用单因素方差分析和Fisher多重方差比较,不同水期的高氯酸盐通过配对t检验进行比较,不同流域的高氯酸盐通过Mann-Whitney U检验进行比较,检验水准α=0.05.使用美国环保署的健康风险模型对人体进行健康风险评估.结果 126个水样高氯酸盐全部检出,检出率100％,最大值15.60μg/L,中位数2.80μg/L.不同水期及流域高氯酸盐浓度差异均有统计学意义(P均＜0.05).岷江相对于嘉陵江流域高氯酸盐浓度较高、总体上游偏高.经饮水途径摄入高氯酸盐对人体的非致癌风险值均小于1.结论 2022年岷江、嘉陵江饮用水监测点的高氯酸盐浓度均未超过国家标准限值,且均未发现非致癌风险,高氯酸盐浓度分布应引起关注,以保障流域区域饮用水安全.

了解岷江上游干旱河谷地区12年生油松(Pinus tabulaeformis)和岷江柏(Cupressus chengiana)人工林细根(直径≤2 mm)生物量和根长密度在土层中的垂直分布状况,分析不同土层中细根系统的碳分配策略,为岷江上游干旱河谷地区植被恢复提供理论依据.以岷江上游干旱河谷地区的油松和岷江柏人工林为研究对象,采用土钻法进行取样,测定2种林分不同土层深度(h)(0 cm＜h≤15 cm和15 cm＜h≤30 cm)中吸收根(1～3级)和运输根(≥4级的细根)生物量和根长密度,以及吸收根占总细根生物量和根长密度比例.结果显示:油松和岷江柏吸收根生物量和根长密度在0 cm＜h≤15 cm土层均显著高于15 cm＜h≤30 cm土层,而运输根生物量和根长密度在土层间差异均不显著;油松和岷江柏吸收根占总细根生物量和根长密度比例在0 cm＜h≤15 cm土层均显著高于15 cm＜h≤30 cm土层(P＜0.05);岷江柏吸收根占总细根生物量和根长密度比例在2个土层中均显著高于油松(P＜0.05).研究结果表明,在养分有效性最高的土壤表层,油松和岷江柏细根系统内将更多的碳分配到吸收根.

生态安全格局评价是维护生物多样性、改善环境质量的重要途径,对维持区域持续发展具有重要意义.以岷江流域为研究区,综合运用土地利用和归一化植被指数(NDVI)等数据,基于生态系统服务对岷江流域进行生态重要性分析,将生态极重要区识别为生态源地,采用最小累积阻力(MCR)模型中成本路径法提取潜在廊道,结合重力模型提取重要廊道和重要节点,从而实现对研究区生态安全格局的刻画,进而对岷江流域生态安全格局评价并提出优化建议.研究结果表明:(1)岷江流域安全等级总体较好,较高生态安全和高生态安全的面积占研究区面积的55.02％.(2)从空间上看,研究区内重要生态源地面积为818.32km2,破碎化严重,集中分布在岷江流域上游林地区;廊道共190条,总长度为19633.96km,其中重要廊道41条,呈半环状分布于上游和下游段;生态节点共117个,集中分布在上游段南部-西南部.(3)参考生态阻力和廊道节点空间分布特征,划分岷江流域"四区两带"生态安全格局并提出分区管控措施和相关建议.以期研究结果和调控路径可对完善岷江流域生态安全格局、保护生物多样性和增强水土保持有一定的借鉴意义.

土壤层水源涵养功能是森林水源涵养功能的主体.目前关于森林土壤水源涵养功能的研究主要集中在林地或坡面尺度上.由于流域尺度,尤其是环境空间异质性强的西南亚高山区流域,如何将林地尺度实测结果上推至流域或更大空间尺度仍是生态水文领域面临的巨大挑战之一.以川西岷江上游杂谷脑流域为研究对象,融合多种森林类型样地实测与流域尺度多源遥感数据,构建了基于植被和环境因子的林地-流域森林土壤水源涵养功能尺度转换模型,实现了流域尺度土壤水源涵养功能快速评价及其空间分布预测.样地尺度研究结果表明各类型森林的土壤水文特性各异,总体表现为天然林优于人工林,混交林优于单纯林.林地土壤持水能力受到区域气候、植被、土壤及地形等因子的共同影响,其中风速、NDVI及林龄与土壤最大持水量、毛管持水量及非毛管持水量均呈极显著正相关(P＜0.01).基于关键植被和环境因子构建的林地-流域土壤水源涵养功能尺度上推模型精度较高,土壤最大持水量、土壤毛管持水量和土壤非毛管持水量模型拟合优度R2分别为0.700、0.720和0.908;土壤最大持水量、土壤毛管持水量和土壤非毛管持水量的模型预测值与野外实测值的相关系数介于0.69-0.79之间,平均误差均低于20％,表明模型预测结果可靠.利用构建的土壤水源涵养功能尺度上推模型,估算得出流域尺度森林土壤持水量的空间分布,其结果表明杂谷脑流域森林土壤持水量空间分异明显,海拔较高区域森林土壤持水量最高,其次为距道路和河流有一定距离的缓坡地带,下游干旱河谷地区土壤持水量最低.本研究为亚高山森林生态功能的恢复和提升提供了科学依据和评价工具.

异鳔鳅鮀(Xenophysogobio boulengeri)是长江上游特有鱼类,目前主要分布在长江上游干流及岷江江段,近年来其资源量呈显著下降趋势.本研究采用线粒体DNA(mtDNA)控制区序列,分析江津、南溪、犍为和水富4个群体共178尾异鳔鳅鮀的遗传多样性.结果表明:异鳔鳅鮀线粒体控制区序列共检测出38个变异位点,定义41个单倍型;平均单倍型多样性(Hd)和平均核苷酸多样性(Pi)分别为0.817和0.002;分子方差分析(AMOVA)显示总群体间无显著遗传分化,绝大部分变异来自群体内部;但基因流(Nm)分析显示部分群体间基因交流受到阻碍,两两群体间的FST值支持部分群体间出现初步分化;错配分布及中性检验表明,异鳔鳅鮀在历史上曾发生过群体扩张事件,发生群体扩张的时间是0.0173 Ma;单倍型网络结构及NJ系统发育分析显示异鳔鳅鮀遗传结构比较单一.基于上述结论,应将异鳔鳅鮀作为一个整体进行就地保护.

基于MODIS NDVI遥感数据,采用像元二分模型估算岷江上游植被覆盖度,运用一元线性回归分析和稳定性分析方法,研究2006-2016年岷江上游植被覆盖度时空变化格局及稳定性,并分段讨论2008年“5.12汶川地震”对岷江上游植被的破坏程度以及震后植被恢复情况,利用地理探测器模型对岷江上游植被覆盖度影响因子及影响力进行探测,分析岷江上游植被覆盖度变化驱动力.结果 表明:(1) 2006-2016年岷江上游植被覆盖整体状况良好,植被覆盖总体情况较为稳定,多年平均植被覆盖度为0.79,植被覆盖度大于0.8的区域占整个岷江上游地区面积的69％.(2)2008年“5.12汶川地震”给整个岷江上游植被造成了严重的破坏,植被覆盖度退化区域面积为14013.41 km2,占整个岷江上游面积的57％,2008-2016年岷江上游植被恢复状况良好,植被覆盖度改善区域面积为17390.69 km2,占整个岷江上游面积的71％,岷江上游植被覆盖度已经超过震前水平.(3)岷江上游植被覆盖度主要受海拔、气温、土壤类型、降水4个因子的影响,其解释力均在40％以上;地貌类型、植被类型的解释力在20％—40％之间;坡度、坡向的解释力均小于1％.

细根(直径≤2 mm)功能性状及垂直分布格局是反映植物对土壤资源吸收策略和影响森林地下生态过程的关键.本研究以岷江上游4个人工林树种连香树(Cercidiphyllum japonicum)、白桦(Betula platyphylla)、华山松(Pinus armandii)和油松(P.tabuliformis为对象,调查不同海拔树木细根功能性状及其在不同土层间的垂直分布格局,并分析细根功能性状分布与构型之间的相关关系.结果 表明:阔叶树种比针叶树种有更大的根长密度、生物量、比根长和比表面积,而直径反之;4个树种细根集中在0～ 20 cm土层,根长密度和生物量在较高海拔地段均显著大于较低海拔,且均随土壤深度增加而减少,但比根长、比表面积和直径无显著的海拔差异,随土层加深也无明显的垂直变化规律;针阔树种间的细根构型差异显著,但不受海拔差异的影响,阔叶树的细根分支强度与一级根数量显著大于针叶树种;一级根数和根尖密度与比根长以及分根比与根长密度和生物量均呈显著正相关,而分叉与几个细根功能参数均呈负相关;随着土层深度增加,细根总生长量明显减少,但细根资源利用效率和策略不变;5个细根功能性状的垂直分布格局差异明显,且受树种特性影响显著,细根分支构型对其垂直分布及资源获取策略具有显著影响.

镉(Cd)是一种有害重金属元素,能够伴随溪流水体流动和物质沉积影响下游流域的生态环境安全,但缺乏必要关注.为了解森林溪流Cd储量及其分配的动态变化特征,以岷江上游亚高山森林集水区的溪流为研究对象,在长度10-50、50-150、150-260m区间内各选取5条典型溪流,研究Cd元素在亚高山森林-溪流-河流集合生态系统中的迁移过程.结果 表明:亚高山森林溪流的Cd储量介于2.57-128.46mg/m2之间,主要储存于沉积物中;森林溪流上、中、下游的Cd储量没有显著差异;森林溪流的Cd储量以秋季凋落物高峰期最高,春季凋落物高峰期最低;森林溪流的上、中、下游Cd储量均在秋季凋落高峰最高,上、中游在春季凋落高峰最低,下游在非凋落高峰最低;凋落物的Cd储量与溪流水文特征密切相关.可见,亚高山森林溪流Cd储量动态具有季节性变化和一定的自净能力,这些结果为进一步了解Cd元素在水-陆生态系统的生物地球化学循环提供了新的角度.

由于森林生态系统的安全关系到人类的生存与发展,因此本文以长江经济带1107个区县为研究对象,运用熵权法、ArcGIS和GeoDA软件、重心分析模型、空间相关分析来分析长江经济带森林生态安全指数(ESI),结论如下:(1)森林状态指数中,权重最高的指标为森林火灾受灾率,其次为森林有害生物成灾率和林地面积比率;在森林压力指数中,权重最高的指标为政府林业投入强度,其次为年度造林比例和自然保护区占比.(2)从全域来看,森林ESI值长江上游＞中游＞下游,长江南岸高于北岸.长江经济带森林ESI值总体水平较低,但在2000-2015年间总体呈上升趋势.从各省看,云南省森林ESI值最高,上海市森林ESI值最低.在此15年间,湖南省森林ESI值提高幅度最大(19.77％),江苏省提高幅度最小(0.76％).(3)各支流流域森林ESI值排序:赣江＞沅江＞金沙江＞乌江＞湘江＞汉江＞嘉陵江＞岷江.从2000-2015年,八大流域的森林ESI值总体呈上升趋势,其中湘江流域增长幅度最大(20.87％),而金沙江流域增长幅度最小(3.6％).(4)森林ESI值的重心先后经历了在从南往西、从西往东北和从东北往南等过程.(5)长江经济带森林ESI值有较为显著的集聚性,森林ESI值High-High集聚区域主要分布在四川省和云南省,Low-Low集聚区县主要分布在上海、江苏和安徽,其次在湖北江汉平原、四川成都平原较为集中.(6)基于以上分析,本文建议:①应注重森林火灾、病虫害防治、林业投资、植树造林等工作.②从全域看,生态修复的重点应放在长江下游.从支流流域来看,岷江、嘉陵江和汉江流域应重点加强森林修复工作.③应在上海、江苏、安徽等Low-Low集聚区域加强植树造林和退耕还林的力度,而在四川、云南、江西和浙江等High-High集聚区域适当发展木材加工和林下种植等产业.

岷江上游彩叶林生态系统是我国西南地区特有的关键生态系统类型,具有水源涵养、水土保持和气候调节等重要的生态功能,而且具有显著的景观美学价值,是区域特色生态旅游经济的重要基础.由于受到自然灾害破坏和水电站的修建等人为干扰,目前岷江上游彩叶林系统毁坏严重且残存量不多,亟待恢复和重建.色木槭(Acer mono Maxim.)是川西地区彩叶林生态系统的代表性树种,探究其种子萌发特性对岷江上游彩叶林系统的恢复重建具有重要意义.种子萌发实验在人工气候箱内进行,采用0、100、200、300、400、500 mg/L 6个赤霉素浓度对色木槭种子进行浸种处理,在25℃条件下进行萌发,统计种子萌发率、发芽势和发芽指数,并测定色木槭种子在萌发过程中内部贮藏物质可溶性糖、可溶性蛋白、淀粉和淀粉酶活性的变化.结果显示,色木槭种子在200 mg/L浓度赤霉素浸种24 h后,其萌发率为29.33％±1.89％,发芽势为9.66％±1.25％,发芽指数为8.69 土 8.32,均显著高于对照水平.本研究表明赤霉素浓度对色木槭种子的可溶性蛋白含量、淀粉含量和淀粉酶活性影响显著,对可溶性糖含量无显著性影响;种子内部贮藏物质含量在不同的萌发时期有显著差异.色木槭种子的最适赤霉素浓度为200 mg/L,在生产中使用200 mg/L赤霉素浸种能有效增加色木槭的萌发率.上述结果可为色木槭的快速繁育和亚高山彩叶林恢复重建提供技术支持.