摘要：水土保持是生态文明建设的重要组成部分。然而,随着物联网、5G、人工智能、大数据技术和对地观测技术的快速发展,水土保持工作呈现出内容多、数据呈指数级增长、更新速度快等特点,迫切需要研发一套可全面展示区域水土保持成果的系统。该文在分析水土保持工作数据特点的基础上,从模型与GIS集成、多源数据融合等方面,详细阐述了建立区域水土保持成果可视化系统的关键技术与功能模块。以内蒙古自治区1978—2018年的数据为例,研发了其水土保持成果可视化系统,并将该系统并入内蒙古自治区“智慧水利”大平台中,形成了基于GIS技术的典型区域水土保持成果可视化平台的技术思路和解决方法。该系统可为内蒙古自治区水土保持成果的展示、区域生态保护和高质量发展提供一定的科技支撑。

摘要：作为新兴污染物,内分泌干扰物、药物和个人护理品因其排放对水环境安全产生的风险而引起了广泛关注.本文以长江流域为例,以69种内分泌干扰物、药物和个人护理品的环境暴露数据和生态毒性数据为基础,计算它们的生态风险并进行高低排序,以识别最优先控制的污染物.结果表明,内分泌干扰物和个人护理品对水生生态系统的风险较高,如雌酮(estrone)、雌三醇(estriol)、17β-雌二醇(17β-estradiol)、双酚S(bisphenol S)、阿特拉津(atrazine)、三氯卡班(triclocarban)和三氯生(triclosan);而药物的风险低500倍或更多.相较而言,药物中风险较高的属抗生素类.湘江和洪湖及其周边河流内多种污染物的浓度呈现出最高值,是长江流域污染最重的区域,其次是太湖、洞庭湖和长江三角洲地区.与藻类和虫类相比,鱼类是对内分泌干扰物、药物和个人护理品最敏感的物种,尤其对17α-乙炔雌二醇(17α-ethynylestradiol)和17β-雌二醇.本文的研究结果可对我国化学品的监测和管理提供数据支撑.

摘要：植物的叶际和根际微生物与宿主植物之间存在复杂的相互关系,能促进植物的生长,增强宿主植物对逆境胁迫的耐受性.本实验选择铜矿区主要恢复植被白羊草为研究对象,采用高通量测序的方法,分析白羊草叶际和根际真菌群落结构与多样性差异,探究白羊草叶片和根部富集的重金属含量对叶际和根际真菌群落特征的影响.结果表明,在白羊草的根际和叶际区域,子囊菌门(Ascomycota)和担子菌门(Basidiomycota)均为优势菌门.白羊草根际真菌群落的多样性和丰富度显著高于叶际真菌.白羊草植株叶际和根际真菌多样性受到不同重金属的影响,白羊草叶际多样性主要受到叶片Zn和Cu含量的影响,而根Pb含量是影响根际真菌群落多样性的关键因子.此外,叶际子囊菌门的孢菌科与叶片Cd含量有极显著正相关关系,根际丛赤壳科与根Zn含量显著正相关,可作为重金属污染区域生态恢复的指示菌种.本研究为铜尾矿生态恢复过程中发掘和利用叶际或根际真菌资源提供科学依据,也为筛选重金属污染区生态修复的植物-微生物共生体提供基础.

摘要：植物叶际、根际微生物及其生存环境共同形成复杂的生态系统,其中,根际微生物也是土壤物质循环的主要动力,可以为植物的生长发育提供基础.叶际和根际微生物也可作为生态学指标,在矿区生态稳定与生态恢复中具有显著作用.本研究选择铜尾矿优势禾草白羊草为研究对象,采用高通量测序的方法,研究白羊草叶际和根际细菌群落特征,探究影响白羊草叶际和根际微生物群落结构与多样性的关键生态因子.结果表明,白羊草叶际和根际细菌群落结构具有显著差异.其中,白羊草叶际细菌优势属包括假单胞菌属、肠杆菌属和鞘脂单胞菌属,根际细菌优势属为Solrubrobacter和酸杆菌属.白羊草根际细菌群落的香农指数、ACE指数和Chao1指数均显著高于叶际细菌.土壤水分含量、p H、土壤砷和锌含量,白羊草总氮和总硫,及叶片和根内的镉和铬是影响白羊草叶际和根际优势细菌属的主要生态因子.此外,根际细菌群落香农指数与根内铜含量显著负相关,辛普森指数与根的总氮含量显著正相关,叶际细菌群落ACE指数与叶片总硫含量显著正相关.本研究结果可为铜尾矿生态恢复中发掘和利用叶际或根际细菌资源及提高矿区生态修复效率提供科学依据.

摘要：煤田生态作为一种典型的人为扰动生态系统,在促进经济发展中发挥着重要的作用,也为维持生态系统稳定提供强有力的支撑。开展煤田生态环境敏感性评价是实现煤田分区管制的重要途径之一。本文以山西省六大煤田为例,采用GIS空间分析技术,从地形地质条件、生境、水资源环境、人为干扰等方面选取指标,构建煤田生态敏感性评价指标体系与评价模型,对六大煤田的水土流失敏感性、土壤沙化敏感性、人为扰动3个方面进行生态环境敏感性等级评价与空间分布特征分析。结果表明:(1)六大煤田土壤侵蚀敏感性中,不敏感、轻度、中度和重度敏感4个等级中结果占比依次为:18.7%、43.4%、25.6%和12.3%,引起土壤侵蚀敏感性高的原因是区域土壤类型以砂土、粉土为主,降水相对集中,地形起伏大,水力侵蚀较强。(2)中度和重度土地沙化敏感区占比10.4%和3.8%,形成原因多是冬春季节常年大风,降水少,地表干旱,土壤质地多为沙粒,植被覆盖度低。(3)煤田环境受人为干扰的轻度、重度和完全干扰面积占比分别为36.4%、38.2%和11.1%,宁武煤田北部、沁水煤田东南部、大同煤田南部受人为干扰的程度表现为完全干扰型,干扰景观类型是城乡居民建设用地、工矿用地、其他建设用地等,主要分布在城市及其周边区域。(4)生态环境综合敏感性轻度、中度、重度敏感区分别占研究区面积的20.3%、36.4%和11.1%,不敏感区占20.3%,敏感性等级高的区域主要分布在宁武煤田北部、大同煤田东南部、沁水煤田北部和东北部。研究结果可为煤田开发利用和生态保护提供数据支撑和科学依据。

摘要：煤炭对人类经济社会的发展贡献巨大,其经济效益备受关注,然而煤田为人类提供的生态系统服务却往往易被忽视。本研究基于山西煤田1986、2000、2015年遥感数据、气象数据、土壤数据等,采用InVEST模型估算土壤保持量和产水量,CASA模型估算植被净初级生产力,RWEQ模型估算防风固沙,采用k-均值聚类分析和地理探测器模型模拟山西煤田生态系统服务的空间格局及影响机制。结果表明:1986—2015年,研究区土壤保持服务、产水服务、植被生产服务和防风固沙服务呈持续增长态势。土壤保持服务高值区主要集中在河东煤田北部和沁水煤田东北部,低值区分布在大同煤田西南部边缘;产水服务高值区主要集中在沁水煤田东北部,低值区分布在西山煤田和沁水煤田西北部;植被生产服务高值区主要集中在沁水煤田东南部,低值区分布在大同煤田、宁武煤田、西山煤田和河东煤田北部;防风固沙服务低值区和高值区在研究区中的位置不固定。生态系统服务簇可分为4类,第一类属于土壤保持服务簇,主要分布在宁武煤田北部、河东煤田北部和沁水煤田北部;第二类属于产水服务簇,主要分布在霍西煤田和沁水煤田南部等地区;第三类属于植被生产服务簇,主要分布在沁水煤田局部;第四类属于防风固沙服务簇,主要分布在河东煤田南部和沁水煤田局部。土壤保持服务受气温、数字高程模型(DEM)、工业产值影响较大,q值分别为0.5、0.3、0.2;产水服务受降水、气温、DEM影响较大,q值分别为0.8、0.3、0.2;植被生产服务的工业产值、降水、气温q值分别为0.7、0.6、0.2;防风固沙服务的主要影响因素有降水、气温和DEM,q值分别为0.7、0.3、0.3。煤田生态系统服务的空间分布及多种生态系统服务之间的关系与自然和人为因素紧密相关,因此,保持自然和人为因子与生态服务之间良好的协调关系,有助于为煤田生态系统可持续发展、土地复垦与生态重建及管理政策的制定提供科学依据。

摘要：蔬菜中的重金属对人体存在一定的健康风险。为探究太原市蔬菜的重金属污染状况及其对人体的危害,于太原市城区和农村采集11类306个蔬菜样品,检测8种重金属的含量,用描述性统计法对蔬菜中重金属的污染特征进行分析,用主成分分析法对其重金属的污染来源进行解析,用健康风险模型对蔬菜中重金属的人体健康风险进行评估。结果表明,11类蔬菜中重金属含量有较大差异。按现行国家食品卫生健康标准,所有蔬菜样品中Cu和Zn的含量较高。对比我国其他地区,太原市蔬菜中Hg、Pb和Cd含量偏高。蔬菜中Pb、Cd、As和Cr受大气降尘、工业污染和农业活动等人为源作用;Ni、Cu和Zn受成土母质、农药和化肥等的污染来源影响;Hg主要受到燃煤等人为源作用。蔬菜中重金属健康风险值从大到小为As>Cu>Pb>Hg>Zn>Cr>Ni>Cd。在11类蔬菜中,食用菌类和芽菜类蔬菜可能对人体产生一定的健康风险。

摘要：基于对高粱地进行的5种培肥模式的长期定位试验,研究了不同培肥模式下土壤呼吸速率(Rs)及其温度敏感性(Q10)与环境因子以及光谱特征参数的关系.试验共设5个处理:不施肥(CK)、无机肥(INF)、无机肥+有机肥(INF+M)、无机肥+有机肥+秸秆(INF+M+S)和有机肥+秸秆(M+S).结果表明,施肥处理没有改变Rs的时间动态变化趋势. INF与CK的Rs没有明显差异,测定期间的平均值分别为3. 68μmol·(m2·s)-1和3. 51μmol·(m2·s)-1.与INF或CK相比,INF+M、M+S和INF+M+S的Rs分别增加了28. 2%~39. 1%、47. 9%~76. 0%和46. 2%~50. 8%,有机肥和秸秆还田处理后Rs增加.土壤温度和土壤水分分别能解释Rs季节变化的14%~96%和6%~37%,施肥处理显著提高了土壤温度的解释能力,而土壤水分的解释能力没有明显差异;Rs与差值植被指数、比值植被指数、增强植被指数的相关系数高于归一化植被指数;与红边斜率和红边面积的相关系数高于红边位置.有机肥和秸秆的施用降低了Rs与光谱特征参数的相关性.以光谱特征参数、T10、Ws为自变量的3因子模型的决定系数R2都高于双因子和单因子模型.与CK相比,INF、INF+M、INF+M+S和M+S的Q10分别提高了26%、39%、21%和37%,表明施肥可以提高土壤呼吸的温度敏感性.造成不同处理Rs/Q10/R10差异的主要因子分别为Shannon多样性指数/容重/土壤有机质,可以解释其97. 6%/78. 2%/92. 8%的变异.

摘要：基于山西煤田1986年和2015年的遥感、气象等数据,利用InVEST(Integrated valuation of ecosystem services and trade offs)模型估算其土壤保持和产水量服务、CASA(Carnegie-Ames-Stanford approach)模型估算植被生产服务、RWEQ(Revised wind erosion equation)模型估算防风固沙服务、热点分析模拟生态系统服务热(冷)点空间分布格局。结果表明:(1)1986—2015年,土壤保持服务热点区空间分布整体未发生大变化,冷点区主要从沁水煤田和霍西煤田向河东煤田转移;产水服务热点区在沁水煤田东部增加较明显,冷点区主要在河东煤田南部增多;植被生产服务热点区整体由沁水煤田南部向东北部移动,冷点区主要从西山煤田和沁水煤田向河东煤田和大同煤田移动;防风固沙服务热点区整体由西北部向东南部转移,冷点区主要从沁水煤田向霍西煤田和河东煤田转移。(2)1986—2015年研究区东南部的沁水煤田为多重生态系统服务热点区集中地,属于重点生态系统服务功能供给区;河东煤田和霍西煤田为多重生态系统服务冷点区变化集中区域。(3)耕地产水量和植被生产服务热点面积占比相对较高,其服务水平强于其他服务;林地和草地的土壤保持服务热点面积最大,属于土壤保持服务高功能区;建设用地的产水服务水平较高。

摘要：为了在黄河中、上游地区加快实施中央“退耕还林还草恢复生态环境”的决策,正确估算区域人口的承载量是一项基础性的研究工作。以山西省和山西省黄河流域为研究区域,利用相关统计、试验数据,设计不同草地利用率层次和不同肉食消费水平等次,对山西省和山西省黄河流域及其各县市草地资源人口承载量进行了单项和组合型的动态变化研究,为山西省区域退耕还林还草和生态移民工作提供了理论基础。