湿地公园健康状态是开展湿地保护、修复与指导其规划设计的重要依据.近年来城市区域内湿地公园建设迅速但湿地生境整体衰退严重,如珠三角乃至华南地区湿地公园面临高度外部干扰与环境限制,亟需有效手段评估区域内湿地公园健康状态以实现可持续发展.以"稳定性-功能性-可持续性"为框架,构建了包含3准则11因素40指标的湿地公园健康评价指标体系,采用层次分析法计算指标权重,并通过遥感影像处理、实地调研、统计年鉴查阅以及问卷调查等方式获取指标数据,对生态修复后的广州海珠国家湿地公园二期进行综合健康评价与分析,以期指导其保护修复与可持续发展,为城市区域内湿地公园健康评估与优化提供参考.结果表明:(1)稳定性是影响湿地公园健康状态的主要准则,权重排序为稳定性(0.5094)＞功能性(0.3046)＞可持续性(0.1860);(2)海珠湿地二期综合健康指数为3.7735,呈健康状态;(3)影响二期健康状态的主要因素是生态功能与水体特征,其中,权重排序前5的主要指标为水质类别、净化能力、水文调节、水陆面积比、水体富营养化程度;(4)结合评价结果,从水体修复、植物管护、园区管理等方面提出优化建议.

三江源国家公园是我国生态系统最为敏感及脆弱的地区之一,对其生态系统服务价值(ESV)的评估和模拟可以为生态保护与修复提供重要的科学依据.采用经济修正的当量因子法,基于土地利用数据构建三江源国家公园ESV评估模型,探究2005-2020年研究区ESV的时空格局演变,同时运用PLUS模型预测三江源国家公园2035年自然演变、水域保护、林草植被保护和生态保护4种情景下的ESV特征.结果表明:2005-2020年三江源国家公园的ESV呈微弱递增趋势,由2005年3.77×1011元增加到2020年3.93×1011元;影响三江源国家公园ESV的主要地类为水体、草地、雪/冰和荒地,其中水体面积变化对ESV变化的影响最为显著,其平均贡献率高达67.8％;PLUS模拟2035年4种情景下的ESV均高于2020年,其中生态保护情景下的ESV最高,为4.21×1011元,相比2020年的ESV增幅达到了7.2％.总体而言,在三江源国家公园的资源保护规划中,应注重对林草植被和水域的全面性生态保护,从而促进ESV的提高.

溶解氧是衡量地表水环境质量的重要指标之一.近年来,溶解氧异常已经成为地表水水质异常的主要因素之一,并导致生物多样性减少、水环境质量下降、富营养化加重、温室效应加剧等系列生态环境问题.因此,解析溶解氧异常机理并提出针对性的策略修复对科学实施水污染治理和水生态系统修复具有重要意义.本文总结和阐述了氧的溶解度、复氧速率、水体耗氧对地表水体溶解氧浓度变化影响及其异常机理,总结了污染源控制、人工增氧、水生态系统重构等溶解氧异常的修复调控方法,提出地表水溶解氧预警和调控是未来的研究热点,应将研究重心放在制定时空差异化的地表水环境质量标准、搭建流域溶解氧实时空间立体监测体系、建立生态系统标准流程和技术规范3个方面.

明晰滨海盐沼湿地景观格局演化模式和驱动因素,有助于制定合理的盐沼湿地修复策略、维护区域生态系统健康和可持续发展.以黄河三角洲滨海盐沼湿地为例,基于Landsat系列卫星影像获取1973-2020年共十个时期土地利用/覆被数据,得出盐沼湿地时空变化及其与周边土地利用/覆被的相互转化;利用改进的景观格局状态与演化识别模型(SEDMS),分析盐沼湿地景观格局演化模式,并利用地理探测器探究其空间分异驱动因素.结果表明:(1)1973-2020年,盐沼湿地面积减少了252.35 km2,空间范围总体向外海迁移且趋于集中.盐沼湿地转出类型主要为草地、养殖池/盐田和耕地,转入类型主要为滩涂未利用地和水体.(2)盐沼湿地景观格局演化模式呈明显的阶段性特征:1973-1995年为动荡期,演化模式以消失和破碎为主导;1995-2010为过渡期,格局演化模式逐渐由消失和破碎为主导转变为扩张为主导;2010年后为稳定期,格局发生演化的区域较少,总体以新增和扩张为主.(3)36％的盐沼湿地出现了多次格局演变模式的转变,滩涂未利用地、耕地对于景观格局演化频数的影响最为显著,人工表面、养殖池/盐田和道路堤坝的建设导致了盐沼湿地的破碎和消失.

为探明内源营养负荷对沉水植物生长、形态和资源分配的影响,研究通过控制沉积物的营养浓度,探究4种常见沉水植物苦草(Vallisneria natans)、黑藻(Hydrilla verticillata)、穗状狐尾藻(Myriophyllum spicatum)和竹叶眼子菜(Potamogeton wrightii)的多种功能性状对沉积物营养浓度的响应.结果表明:(1)内源营养负荷的增加促进了4种沉水植物的生长,其中苦草的种群数量和总生物量均高于其他沉水植物.然而,当沉积物营养含量过高时(C:73.33 mg/g;N:4.94 mg/g;P:0.68 mg/g)4种沉水植物的种群数量均有所下降.(2)沉水植物形态特征对沉积物营养含量变化的响应趋势并不一致,所有物种株高均逐渐升高,根长则无显著变化规律;苦草和竹叶眼子菜的单株鲜重持续升高,黑藻和穗状狐尾藻的单株鲜重先升高后降低.(3)内源营养物质含量的变化使4种植物的资源分配发生了显著变化,随着沉积物营养含量上升4种沉水植物的地上生物量占比显著升高(根冠比显著下降),光合色素含量显著升高,但过高的营养含量对光合色素合成产生负效应.总之,本研究结果表明苦草对沉积物营养负荷变化的适应能力最强,因此在富营养化水体的生态修复中选择苦草作为先锋种能有效提高沉水植物的修复效率.

近年来随着社会经济的高速发展,民众对生态自然环境的需求越来越高.如何通过科学有效的生态修复技术解决水体土壤污染问题是当今时代环境治理工作的重心,为此,文章对微生物在生态修复领域中发挥的重要作用展开重点探究.

对于透明度低、富营养化严重的河道,难以直接在河底种植沉水植物净化水质.通过构建穗花狐尾藻人工沉床系统,对上海临港一典型富营养化河道进行生态修复.结果表明:人工沉床可通过沉水植物吸收和改变微生物群落结构及多样性,达到脱氮除磷、提高水体透明度效果.沉床修复30 d后,水体透明度升高了 152.2％,水体叶绿素a浓度降低了 87.4％,总氮(TN)、总磷(TP)、氨氮(NH3-N)和活性磷(PO43--P)浓度平均去除率分别为61.0％、76.4％、91.8％和76.6％,与对照区差异显著(P＜0.05).修复后水体微生物多样性提高,改变了门、属水平群落结构以及水体氮处理细菌结构,提高了磷处理细菌丰度;冗余分析进一步表明,TP、NH3-N、NO3--N和PO43--P是导致沉床修复不同时期水体门水平群落结构差异的主要驱动因子,变形菌门、厚壁菌门和拟杆菌门与TP、NH3-N、PO43--P均呈显著正相关,与NO3--N呈显著负相关,放线菌门和蓝细菌门则相反.研究结果为富营养化河道生态修复工程提供了理论及技术支撑.

目的 以水体中大肠埃希菌为研究对象,了解紫外线消毒后细菌复活情况及紫外线剂量、复活光强度、低温、避光时间等因素对水体中大肠埃希菌光复活的影响.方法 将大肠埃希菌人工污染至灭菌自来水中,调整紫外线灯照射距离和时间,改变紫外线消毒前后的试验条件,然后取样采用营养琼脂倾注法培养计数复活菌落数,计算并比较不同复活条件下大肠埃希菌0～8h的复活率.结果 复活光照强度一定时,大肠埃希菌光复活率随紫外线剂量的增加而降低,且8 h光复活率与紫外线剂量呈负相关(R2-0.954,P＜0.001);紫外线剂量一定时,大肠埃希菌光复活率随着复活光照强度的增加而升高,在光照强度为288、386和504 Lux条件下大肠埃希菌8 h光复活率为分别为(0.009±0.001)％、(0.020±0.002)％、(0.075±0.008)％,且三组之间存在显著差异;低温处理的水样中大肠埃希菌经紫外线消毒后没有明显光复活现象,其8 h光复活率(0.012±0.003)％显著低于未经低温处理的水样(0.113±0.004)％;大肠埃希菌的暗修复能力较弱,复活现象不明显,经不同时间避光处理的大肠埃希菌从初始见光至8 h光复活率期间的平均复活速率基本一致,且8 h光复活率接近.结论 增加紫外线剂量、降低复活光强度及低温处理可有效减弱大肠埃希菌的光复活程度,而避光处理并不能有效保证抑制大肠埃希菌的光复活现象.

丛枝菌根真菌(AMF)是可以与大部分植物形成共生关系的一种内生菌根真菌.植物修复是指利用绿色植物来转移、容纳或转化污染物使其对环境无害,在微生物的协助下,作用更加明显.本文就近年来AMF对湿地植物的生长发育、抗逆性的影响进行深入阐述,归纳整理AMF与植物共生后对富营养水体和重金属的吸收与富集的作用,并对AMF在湿地生态系统中的作用进行展望,以期为AMF在湿地恢复中的深入研究提供理论支撑.

[背景]水中的重金属污染是一个严峻的环境问题,严重危害人体健康,利用微生物吸附剂修复重金属污染的水体是一种高效环保的方法.Sphingopyxis 能够去除重金属,但是其去除水体中镉的研究很少,且其吸附镉的机理尚不清楚.[目的]以从水体中分离的Sphingopyxis sp.YF1 为对象,探究该菌对镉的吸附特性和机制.[方法]分析在不同pH、接触时间及重金属初始浓度条件下YF1 活菌和死菌对Cd2+的吸附效果,对其进行动力学模型和等温模型拟合,通过扫描电镜和能谱(scanning electron microscopy and energy dispersive X-ray spectroscopy,SEM-EDS)观察镉在活菌和死菌细胞表面的富集,并通过傅里叶变换红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy,FTIR)和X射线光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy,XPS)分析确定YF1菌中参与吸附Cd2+的官能团,阐明YF1 对镉的吸附机理.[结果]当pH值为 3.0-5.0 时,随着pH值的升高,活菌与死菌的镉吸附量都随着增加,pH 值为 5.0-7.0 时,活菌与死菌的镉吸附量均无较大变化,吸附主要发生在前10 min,之后吸附速率逐渐降低,活菌和死菌吸附Cd2+的过程更符合准二级动力学模型,表明菌体对镉主要是以化学吸附的方式进行;活菌和死菌等温模型拟合都更符合 Langmuir 模型,说明 YF1对Cd2+的吸附为均相吸附;活菌和死菌对Cd2+的吸附量分别达到 36.20 mg/g和 62.98 mg/g;吸附后的活菌和死菌的细胞表面均有 Cd(II)沉积在菌体表面,活菌和死菌的-OH、C-(O,N)和-NO2 等基团参与了镉的吸附.[结论]Sphingopyxis sp.YF1 菌具有较强的Cd2+去除能力,该菌株在去除水体Cd2+方面具有良好的应用前景.