目的:评估陕西省饮水型地方性氟中毒(简称饮水型氟中毒)病区农村饮用水中氟化物的健康风险,为改水降氟措施制定提供科学依据。方法:2020年陕西省饮水型氟中毒病区关中平原和陕北黄土高原地区农村饮用水中氟化物监测结果收集自"全国饮用水水质卫生监测信息系统",采用美国国家环境保护局(United States Environmental Protection Agency,USEPA)推荐的健康风险评价方法对氟中毒病区成人经口摄入饮水途径暴露的氟化物水平进行评价,并计算健康风险值。结果:共采集饮水型氟中毒病区农村饮用水水样4 342份,水质氟化物整体达标率为95.39%(4 142/4 342),氟化物含量中位数为0.470 mg/L;农村饮用水中氟化物的健康风险值为0.368,非致癌风险较低。共检出氟化物超标水样200份,氟化物含量中位数为1.450 mg/L,超标水样的健康风险值为1.135,非致癌风险较高。不同区域、水源和处理方式间比较,农村饮用水中氟化物含量差异均有统计学意义( H = - 7.73、- 7.60、34.40, P均< 0.05)。 结论:陕西省饮水型氟中毒病区氟化物经口摄入饮水途径对人体产生的非致癌风险较低,氟化物超标水样的非致癌风险较高,今后还需持续推进以改水降氟为主的综合防治措施。

针对陕北典型黄土丘陵区吴起县主要人工造林和自然封育植被恢复类型,确定5、15年和40年不同退耕年限下的沙棘、山杏及自然恢复草地样地,进行剖面采样,分析不同植被恢复类型下细根生物量、土壤理化性质,研究了不同恢复类型和不同年限植被细根生物量与土壤理化性质随时间的变异规律及耦合关系.结果表明,(1)总体上,主要造林树种和退耕自然封育草地细根生物量都随林龄和退耕年限的增长呈增加趋势,同年限人工造林树种细根生物量大于自然恢复的草地,不同植被群落细根生物量均表现出随着深度的增加呈指数递减规律.(2)自然封育的草地生态系统土壤含水量大于人工山杏林和沙棘林.人工造林和自然封育植被恢复下,土壤团聚体稳定性都随退耕年限的增加而增强,有机质、全氮、全磷含量也都呈增加趋势,土壤平均含水量则呈减小趋势.(3)细根生物量与土壤容重和团聚体稳定性显著相关,植物细根在土壤结构改善中起到了重要作用.

目的 调查了解陕西省双翅目Diptera蠓科Ceratopogonidae毛蠓属Dasyhelea种类分布情况.方法 蠓虫采集应用灯诱法和网捕法,统计学处理应用SPSS 9.0软件.结果 调查获得陕西省蠓科Ceratopogonidae毛蠓属Dasyhelea 5种,即竹生毛蠓D bambusaoris Yu、暗色毛蠓D caeruleus Yu et Hao、宽带毛蠓D fasciigera Kieffer、泸定毛蠓D ludingensis Zhang et Yu和西部毛蠓D occasus Zhang et Yu,其中竹生毛蠓D bambusaoris、暗色毛蠓D caeruleus和宽带毛蠓Dfasciigera为陕西省新记录.种类组成上,暗色毛蠓D caerudeus数量最多,占捕获毛蠓总数的50.00％ (38/76);泸定毛蠓D ludingensis次之,占31.58％(24/76);竹生毛蠓D bambusaoris、宽带毛蠓Dfasciigera和西部毛蠓D occasus数量较少,共占捕获毛蠓总数得18.42％(14/76).陕南盆地、秦岭山地、关中平原、陕北黄土高原和塞北风沙草地5个自然地理区中,仅陕南盆地和关中平原有毛蠓分布,其优势种分别为泸定毛蠓和暗色毛蠓.结论 记录毛蠓属Dasyhelea 5种,丰富了陕西省蠓科Ceratopogonidae昆虫.

目的 分析陕西省黑热病流行病学和时空聚集特征及疫情长期流行的动态趋势,为疫情监测及制定防控措施提供科学依据.方法 收集陕西省1953年7月-2016年12月黑热病疫情报告数据,采用描述流行病学方法分析黑热病的三间分布,并应用SaTScan 9.04和ArcGIS 10.2软件进行时空聚类分析和局部空间白相关分析.结果 陕西省1953年7月-2016年12月累计报告黑热病发病41 990例,年均发病率为2.25/10万;死亡210例,年均死亡率为0.01/10万;总病死率为0.50％.陕西省黑热病在1950年代发病数、死亡数和病死率均较高,1960年代以后大幅下降,到2004年疫情有小幅回升,部分地区出现小的暴发点.黑热病发病高峰以夏秋季7-9月为主,占总发病数的36.98％;男女发病性别比为1.93:1;职业以农民和散居儿童为主,分别占总发病数的48.10％和34.18％.黑热病病例主要分布在陕西省10个地级市92个县(区);时空聚类分析结果显示,陕西省黑热病共探测到5个聚集区域,聚集中心分别为靖边县、勉县、武功县、蓝田县和澄城县;空间白相关分析结果显示,1950年代关中地区有多处黑热病高-高聚集区,1960-1990年代以陕北地区为主,2000年代在汉中市出现高-高聚集区,2010年代高-高聚集区为宜川县和韩城市等地貌特点为黄土高原与关中平原交界地带.结论 陕西省黑热病发病总体呈下降趋势,近年局部有所回升,应针对高危人群和高发地区加强疫情监测,及时控制黑热病重新流行.

穿透雨是降雨再分配的主要组分,对干旱半干旱区的土壤水分补给和植被生长具有关键作用.灌丛穿透雨的影响机制特别是植被特征对穿透雨的影响需要进一步的定量研究,且目前对穿透雨空间异质性与聚集效应的研究相对较少.以陕北黄土高原典型灌丛一柠条为研究对象,于2016年对六道沟小流域柠条冠层下8个方位的穿透雨以及降雨和植被因子进行系统观测,分析穿透雨量、穿透雨率、穿透雨空间变异和聚集效应的变化特征,辨识影响穿透雨的主要降雨和植被因子,并建立相应的定量关系.结果表明:次降雨下柠条的穿透雨量、穿透雨率和空间变异系数平均值分别为11.88 mm、75.71％和21.80％.穿透雨量主要由降雨量决定,随降雨量增加而线性增加(R2=0.99).穿透雨率和空间变异系数主要受降雨量和降雨强度影响,穿透雨率随降雨量和I30增加而呈对数增加(R2 =0.71和0.54),渐进值约为95％,而穿透雨空间变异系数则随降雨量和I30增加而呈幂函数递减(R2 =0.71和0.60),稳定值约为10％.冠层厚度和枝倾角是影响穿透雨的主要植被因子,并分别呈显著的线性负相关和正相关(P＜0.05).柠条穿透雨具有一定的聚集效应,平均发生频率为8.53％,且聚集效应在大雨量、高雨强和长历时降雨事件中更加明显.

利用光能利用效率模型(Carnegie-Ames-Stanford approach,CASA)模拟2000-2015年黄土高原草地净初级生产力(NPP),分析黄土高原草地NPP的时空动态、NPP变化稳定性和持续性特征,从植被类型、地形因素、气候变化和人类活动4个方面探讨黄土高原草地NPP的影响因素.结果表明:黄土高原草地NPP的平均值为202.93 g C·m-2·a-1,其年际变化特征呈现显著增加的趋势,平均年增加速率为2.43 g C·m-2·a-1;分布具有明显的空间异质性,大体呈南高北低的状态.黄土高原草地NPP呈增加趋势的区域占总草地面积的91.2％,主要分布在陕西省的大部分地区、甘肃陇东及陇中地区和青海等地.草地NPP变化较为稳定的区域主要集中在鄂尔多斯的南部地区、陕北地区和甘肃等地.大部分地区草地NPP未来的变化趋势与过去一致,且陕西省的大部分地区以及甘肃省的陇中及陇东地区的草地NPP将呈现持续显著增加的趋势.坡面草地的平均NPP值最高,为703.37gC·m-2·a-1;而高山亚高山草地NPP平均值最低,为57.28 g C·m-2·a-1.高海拔地区的草地NPP较高,而平原及丘陵地带草地NPP相对较低.研究期间黄土高原降水量的增加对草地NPP的增加具有明显的促进作用;人类活动诸如过度放牧状况的改善以及退耕还草等政策的实施对黄土高原草地NPP的增加也具有重要作用.

黄土高原大规模植被恢复显著影响了这一区域土壤水分和有机碳(SOC),从而影响其承载的土壤水源涵养和固碳服务.明确深层土壤水分和有机碳对植被恢复的响应特征是当前黄土高原地区生态水文与生态系统服务研究的一个重要科学问题,其中植被类型以及生长年限是这一过程的重要影响因素.然而,目前关于深层土壤有机碳和土壤水分对植被恢复的响应及二者关系的研究较少.通过对陕北典型黄土丘陵区不同植被类型和生长年限下0-5 m土壤水分与有机碳的监测,分析了深层土壤水分和有机碳对植被恢复的响应及其特征.研究发现:(1)植被恢复后0-5 m土层均出现水分亏缺,土壤水分亏缺在表层1m最低,2-3 m最高;对于不同恢复方式,林地土壤水分亏缺在恢复至21-30a时显著高于前一阶段(11-20a),而在恢复31a后水分开始恢复,而灌木、草地土壤水分亏缺程度则随恢复年限延长不断增加.(2)林地、灌木、草地0-5 m平均土壤有机碳含量为1.97、1.77、1.72g/kg;林地土壤固碳量随恢复年限的增加而增加,并且在恢复20a时固碳量与对照农田相比出现净增;灌木土壤固碳量随恢复年限先增加后降低;草地土壤固碳量则随退耕年限增加呈下降趋势并且低于对照农田.(3)表层0-1 m土壤水分随恢复年限增加变化不显著,深层土壤水分则随恢复年限增加显著降低;相比而言,随恢复年限增加,土壤有机碳随年限的变化在各层土壤中均不显著.深层土壤水分与土壤有机碳呈现显著的正相关,且土壤有机碳的增加速率低于土壤水分,研究认为,深层土壤固碳与土壤水分关系密切,且深层土壤固碳需要充足水分参与.深层土壤水分亏缺可能限制植被细根的发展,使深层土壤有机碳输入减少.

山水林田湖草生态保护修复分区的划定,是科学合理的分区域提出生态保护修复方案的基础.但是,目前生态保护修复分区的划定,对于生态系统问题诊断的综合性考虑不足,未能很好的体现山水林田湖草生命共同体的理念.因此,选取了8个指标综合考察了陕西省的山水林田湖草生态系统问题,并以小流域为基本单元,划定了陕西省山水林田湖草生态保护修复综合分区.研究表明:(1)2015年陕西省生态修复指数平均值为0.39(该值越小表明山水林田湖草人的综合问题越严重),各流域生态修复指数在0.23-0.60之间.总体来看,陕西省生态修复指数的空间分异较为明显,呈现自南向北逐渐递减的格局.(2)划分了8个生态保护修复分区,包括陕南秦岭东部地区、关中平原中部的城镇地区、汉江河谷盆地、陕北黄土高原中南部地区、陕南秦岭山区、陕北黄土高原北部地区、关中平原地区和陕南大巴山地区.在生态系统问题综合诊断方面,水土流失、植被退化、降水资源不足是陕北黄土高原地区主要生态问题;南部秦巴山区的生态系统则易受到极端降水和土壤侵蚀的影响;关中平原主要存在林草植被退化、矿产资源开采强度大和水土流失等生态问题.

基于月尺度气温、降水以及MODIS-GPP、MODIS-ET遥感数据,采用基于像元的时滞偏相关分析,揭示了陕北黄土高原植被生态系统水分利用效率气候时滞效应及其影响因素.结果 表明:①2000-2014年,受退耕还林草生态工程和气候变化的双重影响,陕北黄土高原WUE呈波动变化趋势,2001-2003年显著下降,2003-2005年、2010-2013年显著上升.受不同植被类型的影响,年内WUE呈急速双峰、缓速双峰和单峰型3种变化状态.②陕北黄土高原WUE对降水存在明显的时滞效应,滞后时间多为3个月,人为扰动较大的Ⅰ-1、Ⅰ-2、Ⅱ-2生态区以及植被覆盖度较高的Ⅲ-3生态区WUE对降水的时滞响应程度明显低于其他生态区;而对气温的时滞效应较弱,仅南部的Ⅲ-2、Ⅲ-3生态区WUE对气温存在1-2个月滞后时间.③不同植被类型WUE对降水的时滞效应较明显,荒漠类植被WUE对降水时滞响应程度最强,滞后时间近3个月,针叶林时滞响应程度最弱,滞后时间为2.1个月;但对气温的时滞效应总体较弱,针叶林WUE对气温滞后时间为15 d,其余大多数植被类型WUE对气温不存在滞后时间.④WUE气候时滞效应对植被覆盖度的敏感性存在一定的阈值效应,植被覆盖度高于阈值62.3％时,对降水的时滞效应开始逐渐减弱,而对气温的时滞效应逐渐显现.

以生态环境脆弱的陕北地区为研究对象,利用TM遥感影像解译陆表生态系统的分布特征,从生态系统转移矩阵、单一生态系统动态度和综合生态系统动态度等方面探索了生态恢复工程实施20年来研究区生态系统的时空演变规律.同时,利用最小二乘趋势分析法和人类扰动指数分析气候条件和生态恢复工程的驱动机制.研究结果表明:(1) 1997-2018年陕北地区生态系统格局发生显著变化,主要表现为林木、草地的面积占比分别增加19.34％和6.91％;耕地面积占比减少22.15％;未利用地面积占比减少5.01％;陕北地区生态系统格局已由生态恢复工程实施前的耕地占主导转化为林木占主导.(2)受退耕还林工程的影响,黄土高原丘陵沟壑区生态系统流转方向主要表现为耕地转化为林木和草地;防风固沙工程促使毛乌素沙漠区域未利用地转化为草地.(3)研究时间段内陕北地区年均气温基本无变化,年降水量显著呈增加趋势,整体向湿润化发展,适合地表植被生长和恢复.在这样的气候背景下,榆林和延安两市生态系统变化速度明显高于铜川市,说明生态恢复工程是研究区生态系统格局演变的主要驱动力,气候背景变化是辅助驱动力.