植物有效吸附和移除空气中的颗粒物的同时也遭受着由颗粒物带来的不利影响,探明植物与大气颗粒物的互作效应是深入理解生态平衡、微环境气候及改善环境质量的关键.目前系统阐述植物对大气颗粒物的吸附作用及响应机制的综述性文献较少.基于此,本文梳理和归纳了大气颗粒物的成因和组成,以及植物对大气颗粒物的吸附方式和影响因素,并阐述了植物响应大气颗粒物胁迫的表型特征、生理特性和分子机制.最后,针对现存问题展望了未来研究方向:1)选择适应能力强、滞尘量大的植物物种,综合考虑植物群落结构、街道形态、栽种空间等因素,提出普适性强的绿化滞尘方案;2)未来应该将研究范围从城市延伸到农牧区的多种复层植物群落结构,系统分析不同植物配置群落的综合滞尘能力;3)应将植物滞尘量与其自身抗性有效结合,探索植物响应大气颗粒物胁迫的生理、分子机制,建立完善的评价体系和评判标准;4)利用原位标记检测技术从细胞水平上灵敏地示踪、量化大气颗粒物在植物有机体内的动态过程.

实时评估干旱半干旱区的生态环境质量,对我国干旱半干旱区生态环境可持续发展具有至关重要的意义.本研究以阴山北麓典型地区内蒙古武川县为研究区,利用谷歌地球引擎,耦合绿度、湿度、干度、表土粒度、热度5个指标,构建表土遥感生态指数(TRSEI),对武川县1990-2020年生态环境质量进行评价,并采用一元线性回归、多元回归残差分析以及Hurst指数等方法揭示生态环境质量的时空演变及其驱动因素.结果表明:研究区TRSEI的第1主成分贡献度超过70％,特征值均值达0.148,表明TRSEI能有效集成各生态指标信息,引入的表土粒度指标对干旱半干旱区生态环境质量评价有重要意义.1990-2020年,研究区TRSEI波动范围在0.289～0.458,整体呈轻微恶化趋势;耕地及退耕区生态环境质量有所改善,改善区域面积占总面积的47.9％,而草地、裸地、城建区恶化,恶化区域面积占总面积的52.1％.未来,36.9％区域的生态环境质量将持续改善,而41.4％区域可能持续恶化.人类活动是研究区生态环境质量变化的主要驱动因素,面积占比88.6％;气候变化同样有显著影响,面积占比11.4％.TRSEI能够有效评估干旱半干旱区生态环境质量,可为干旱半干旱区生态保护建设提供科学依据.

扎西岗湿地是典型的高原草甸沼泽湿地,也是拉萨市重要的生态功能保护区.西藏特殊的气候与地形造成湿地生态环境极其脆弱,因此对西藏湿地的研究尤为重要.为准确评估扎西岗湿地土壤中重金属的污染现状及解析污染源,采集扎西岗湿地18个表层土壤样品,分析Cr、Ni、Zn、Pb、Cd、As和Hg7种重金属元素的含量,利用地累积指数(Igeo)和污染负荷指数(PLI)法评价污染情况,基于PCA分析,结合APCS-MLR模型,解析重金属的污染来源.结果表明:(1)扎西岗湿地表层土壤中Cr和Ni含量均低于西藏土壤背景值,其余5种重金属含量都存在不同程度的累积;与《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(GB 15618-2018)》的风险筛选值相比,除Cd和As有一定程度超标外,其他5种元素的测定值均未超标.(2)地累积指数表明,除Cd和Hg外,其他5种元素污染等级均为清洁(Igeo＜0);污染负荷指数评价表明,研究区整体PLI为1.44,属于轻微生态危害,两种评价均表明,Cd和Hg为研究区主要污染元素,应引起重视并加强日常监测.(3)扎西岗湿地土壤重金属来源主要为工业-交通混合源、自然源、农业-燃煤混合源,Ni、Zn、Pb、Cd和As主要来源于工业-交通混合源,Cr主要来源为自然源,Hg的来源主要受农业和燃煤等人类活动的影响.

吐鲁番市和哈密市是我国盐渍化危害最严重的地区之一,明晰其生态环境变化趋势和驱动机制对吐鲁番-哈密地区生态文明建设具有重要意义.基于Google earth engine(GEE)平台,筛选2005-2020年6-9月Landsat影像,选取绿度(SVAI)、湿度(Wet)、热度(LST)、干度(NDBSI)和盐度(NDSI)构建改进型遥感生态指数(SRSEI)对吐鲁番-哈密地区生态环境进行评估.结果表明:(1)SRSEI使用SAVI代替NDVI并加入盐度指标(NDSI),与RSEI相比有着更高的第一主成分贡献率,能更全面客观地评价吐鲁番-哈密地区生态环境质量.(2)时间尺度上,2005-2020年吐鲁番-哈密地区SRSEI先下降后上升,均值0.49,并在2020年均值达到0.5575,较差和良的面积占比变化显著,较差占比减少了 11.54％,良占比增加了 30.15％.且未来生态环境变化趋势还将以改善为主;空间尺度上,北部西山台原和中部莫钦乌拉山生态质量多为优和良,较差区域主要集中在南部噶顺戈壁.(3)年均降水量、年均气温和经济生产总值是驱动SRSEI变化的主要控制因子,q值均大于0.092;与单因子对生态环境影响力相比,双因子交互产生的影响力更强,年均降水量∩经济生产总值是驱动吐鲁番-哈密地区生态环境发生变化的最强交互因子.

沿海城市的经济快速发展和土地利用与海洋生态环境之间关系密切.陆海统筹的背景下,科学了解陆海生态环境质量演变和空间分布特征,探究两者的耦合协调关系对提升陆海生态安全统筹具有重要的实践意义.以中国沿海53个城市为例,采用"活力-组织-恢复力(VOR,Vitality-Organization-Resilience)"模型评价陆地生态系统健康状况,采用TOPSIS法通过构建指标体系评价海洋生态环境质量,采用耦合协调度模型分析陆海生态环境质量耦合协调水平,并提出相关建议.结果表明:1)2010-2020年沿海城市陆地生态系统健康呈现"北低南高"的分布格局,以杭州湾为主要分界线;2)2010-2020年沿海城市海洋生态环境质量呈现趋好的态势,海洋生态环境质量:沿东海经济区＜环渤海经济区＜沿黄海经济区＜沿南海经济区;3)2010-2020年沿海城市陆海生态环境质量耦合程度进一步加强,且南部城市协调度高于北部.研究为中国沿海地区陆海生态环境管理、因地制宜地开展生态修复工作提供科学依据,对陆海生态系统的健康协同发展具有重要意义.

为有效观测红树林植物群落—海水—沉积物复合生态环境系统,评价红树林湿地生态环境质量.基于广西山口和北仑河口 2 个红树林保护区内的植物群落样方调查、海水与沉积物监测分析数据,阐述了植物群落—海水—沉积物的基本结构特征;用主成分分析、多重典型相关权重系数排序、频次计数及专家知识判读等方法,渐进耦合优化出一套指标体系,拟合植物群落—海水—沉积物间的理想数量关系,验证群落关键指标耦合优化作用.结果表明:(1)非对称性的 49 项初始指标耦合优化成对称性的 24 项后,群落—海水—沉积物间由无典型相关性表现出显著或极显著典型相关性.3者间的典型相关性大小顺序为沉积物—海水(第一、二典型相关系数及其显著水平分别为C1=0.994,p=0.0001;C2=0.993,p=0.001)>沉积物—群落关系(C1=0.997,p=0.001,C2=0.0.984,p=0.008)>群落—海水关系(C1=0.987,p=0.042;C2=0.902,p=0.423).(2)群落作为水环境与沉积物间的有机生命系统,最大构件数对海水和沉积物有较理想的耦合优化作用,最大重要值对海水有明显耦合优化作用,最大胸径比总种数的耦合作用要突出.(3)均值内敛和样本增加可提高结构模型的典型相关显著性,结合专家知识判读法则可拓展结构模型,并提高典型相关系数值及其显著性水平.主成分分析—典型相关分析—专家知识判读的联合应用是很好的指标属性耦合优化方法,适用于复合生态系统的关联耦合及其生态环境质量评价.

生态环境质量评价作为生态文明建设的基本依据,对于积极适应气候变化、合理开发及保护生态环境等具有重大意义.本文以生态环境脆弱的黄土高原为研究区,基于植被覆盖度、地形位指数、人口密度等数据反演资源环境承载力,以MODIS数据和土地利用数据表征生态弹性限度,分析2000-2020年研究区资源环境承载力与生态弹性限度的演变特征,利用耦合协调度模型综合表征区域生态环境,通过标准差椭圆方法探究协调度的重心变化及转移路径,并在此基础上利用粒子群优化的Elman神经网络对生态环境的未来趋势进行预测.结果表明:2000年以来黄土高原资源环境承载力呈现东南高、西北低的分布格局,呈指数缓慢上升趋势(0.0625 a-1),生态弹性限度与该区域土地利用格局呈高度一致,指数波动上升但整体水平低;黄土高原生态环境耦合协调度从轻微失调阶段转变为初级协调阶段;黄土高原生态环境协调发展度的重心向东南偏移,且呈现东北-西南方向向心聚集,西北-东南方向空间发散的趋势;预测发现,2030年各市(自治州)资源环境承载力-生态弹性限度系统耦合协调度将稳步上升,这表明未来黄土高原的生态环境质量将逐步趋于协调,但各地的增长速度将存在显著差距.

重金属具有毒性大、易富集、难降解等特点,对生态环境构成潜在威胁.目前已建立的地下水重金属污染生态环境风险评估指标体系考虑外在影响因素相对较少,评估结果合理性有待提升.本研究对内蒙古典型铅锌矿及影响区地下水中的8种重金属含量,用单因子与模糊数学法进行重金属环境质量评价.结果显示:地下水Ni含量整体超标,而Pb、Mn、Zn、As、Se和Cd存在不同程度超标,Cu未超标,空间上地下水整体处于Ⅳ～Ⅴ类,局部为Ⅰ～Ⅱ类,其分布既受到人类活动影响,又受到土壤矿物、水动力特征等天然因素影响;潜在生态风险评价结果表明,单项潜在生态风险指数中,As、Se和Cd是轻微与很强等级间,但Cd波动较大且不稳定,Mn为中等风险,其他为轻微风险等级,多元素综合潜在生态风险为中等及以上风险,局部为轻微风险等级;通过层次分析法进行地下水重金属污染的生态环境风险评估,结果发现,研究区处于低风险与高风险等级之间,空间上由西北向东南方向递减,中等和高等风险区域占研究区31.3％,位于采矿活动区及尾矿附近.经对比发现,其结果较合理,能够真实反映实际生态环境风险情况,评估结果对当地环境污染治理提供一定参考,该评估指标体系可为相似地区生态环境评估提供支持.

黄河源区为我国生态脆弱区之一,近年来其生态环境问题备受关注.基于Google Earth Engine(GEE)平台并结合1990-2021年黄河源区Landsat遥感影像,本文综合6个指标(热度、干度、空气质量、绿度、湿度和叶面积指数)构建了遥感生态指数,对该区域生态环境质量动态进行了评价.结果表明:黄河源区热度、干度和空气质量指标对其生态环境质量呈负反馈作用;绿度、湿度和叶面积指数对生态环境质量呈正反馈作用,其中绿度为最关键的影响因素;黄河源区生态环境质量改善区占74.51％,总体呈"南优北劣"的空间格局,1990-2021年生态环境质量总体持续向好;1990-2021年,黄河源区89.75％的生态环境质量变化幅度较小,稳定性较好;Hurst指数分析表明,66.36％的黄河源区生态环境质量具有中强持续性,未来该区生态环境质量将会持续得到改善.

[背景]地表水污染防控是长三角示范区联防联控工作重点,上海市青浦区作为长三角一体化示范区重要组成部分,水资源丰富,畜禽和水产养殖是其重要的经济组成部分,存在药品和个人护理品(PPCPs)的潜在污染风险.[目的]研究上海市青浦区地表水中典型PPCPs的污染水平和分布特征,并对相对高污染的化合物进行初步环境风险评价.[方法]参照HJ 91.2-2022《地表水环境质量监测技术规范》采集上海市青浦区 15个位点的地表水,重点关注污水处理厂、畜牧/水产养殖区域等潜在的PPCPs排放区域.选用全自动固相萃取-超高效液相色谱-三重四级杆串联质谱法测定地表水中 47种PPCPs的浓度,分析不同PPCPs的区域分布特征,同时针对 17种相对浓度较高的PPCPs,利用风险熵法进行初步环境风险评估.[结果]在地表水中共检出 36种PPCPs,最大浓度范围为 0.53～1720.00 ng·L-1,检出率范围为6.67%～100.00%.检出的PPCPs依次主要为神经兴奋剂(咖啡因)、磺胺类抗生素、喹诺酮类抗生素和心血管药物等.其中,咖啡因浓度范围为 77.10～1720.00 ng·L-1,在检出PPCPs总量中占比 65.28%;其次为磺胺类抗生素,占比 10.38%,主要为磺胺嘧啶和磺胺甲恶唑,最高检测浓度分别为 349.00 ng·L-1 和 23.40 ng·L-1.相比之下,喹诺酮类抗生素和心血管药物检出浓度占比相对较小(分别占 7.08%、6.59%).通过PPCPs空间分布分析可知,除个别位点外,青浦区呈现东北区域和南部污染水平相对较高,中部区域污染低的趋势.尽管地表水中咖啡因浓度较高,但其环境毒性效应低,无明显环境风险;而磺胺嘧啶和沙拉沙星具有潜在高风险(风险熵:1.10～2.59),但沙拉沙星的生态毒性数据非常有限,风险可能被高估.舍曲林、卡马西平、氟西汀、环丙沙星等具有潜在中风险(风险熵:0.103～0.980).各采样点均存在 2～5种PPCPs处于中等及以上环境风险水平.[结论]上海市青浦区地表水存在一定程度的PPCPs污染,具有潜在环境风险的主要污染物为磺胺类抗生素、喹诺酮类抗生素和精神类药物.建议加强磺胺类及喹诺酮类抗生素的监管,并制定重点精神类药物使用与排放管理政策.