摘要: 中国作为全球最大的发展中国家之一,正面临日益严峻的PAEs(邻苯二甲酸酯)污染问题。PAEs作为塑化剂被广泛应用于工业、食品行业和医药行业,因使用量大且未经规范处理,导致环境中长期积累并呈现出显著的毒性。为探究PAEs在中国典型湖泊中的赋存特征和人类活动的影响效应,本研究选择我国30个典型湖泊水体和20个典型湖泊沉积物,系统分析了PAEs的多介质赋存状况、空间分布、生态风险和潜在来源。结果表明,PAEs在水相和沉积相中浓度范围为0.01~27.60 μg/L、28.8~74935 ng/g,邻苯二甲酸二(2-二乙基)己酯(DEHP)和邻苯二甲酸二丁酯(DBP)是水相和沉积物中的主要PAEs;湖区空间分布呈现显著差异,长江中下游地区污染最为严重。其中,邻苯二甲酸二(2-乙基)己酯(DEHP)和邻苯二甲酸二丁酯(DBP)是湖泊水体和沉积物中的主要 PAEs 组分,贡献率最高。湖区空间分布呈现显著差异,长江中下游湖泊受污染最为严重。基于风险商(RQ)生态风险评价,发现约 30% 的湖泊对甲壳类生物存在较高风险,其中 DEHP 和 DBP 是主要的高风险 PAEs 组分。进一步的主成分分析-多元线性回归显示,工业废水排放和农业生产活动是 PAEs 主要的污染来源,特别是农用薄膜、农药使用量与 DEHP、DBP 浓度呈现显著正相关关系(p < 0.05)。研究结果表明,PAEs 在湖泊水-沉积物系统中具有显著的多介质分布特征,并受人类活动的深刻影响。因此,建议强化 农业生产中 PAEs 添加剂的使用管理,提高工业废水处理工艺中 PAEs 的去除效率,以降低湖泊水体污染负荷。本研究揭示了我国典型湖泊 PAEs 的环境行为、风险特征及其人为驱动机制,为制定水生态环境保护策略提供了科学依据。
摘要: 洪泛湖泊水文干旱及其对水文连通性的影响对当地水资源管理和湿地生态保护至关重要。基于ESTARFM(Enhanced Spatial and Temporal Adaptive Reflectance Fusion Model)模型重构的鄱阳湖区2000—2023年高时空分辨率淹水数据集,采用标准化淹水面积指数定量表征鄱阳湖洪泛系统水文干旱,并结合地统计水文连通性函数,研究分析了鄱阳湖区水文干旱和水文连通性演变特征;在此基础上,采用STL(Seasonal and Trend decomposition using Loess)时间序列分解及多元线性函数拟合法,明确了水文连通性对水文干旱变化的响应规律。研究表明,鄱阳湖区水文干旱的年内和年际变化较为复杂,干旱事件的发生频率较高,且整体上呈现旱情增加趋势。鄱阳湖区南北水文连通性强于东西水文连通性,近年来湖区水文连通性呈现出波动下降趋势,与湖区水文干旱强度变化有关。定量分析发现,随着水文干旱程度的增强,鄱阳湖区水文连通性呈现下降趋势。其中,东西方向上,鄱阳湖区轻旱、中旱、重旱、极旱较无旱情境下年均水文连通性分别降低45.2%、50.0%、54.6%和70.7%;南北方向上,年均水文连通性分别降低32.1%、35.6%、39.0%和50.7%。鄱阳湖区水文干旱引起的水文连通性变化将对湿地植被的生长分布产生重要影响,研究结果为极端水情下的湖泊生态系统管理实践提供依据。
摘要: 冒泡作为湖库等淡水生态系统中温室气体CH4排放的主要方式,存在着高度的时空异质性。水库库尾浅水区沉积物易产生甲烷,并以冒泡的形式释放,但是在开放水体中很难捕捉到CH4冒泡的排放热区。冰封水库在冰的生长过程中会冻结捕捉由沉积物产生并上浮富含CH4的气泡,在冰面上形成一定规模的“冰封气泡”,这使得基于冰封气泡特征识别CH4冒泡排放热区的规模、空间分布成为可能。本研究以我国东北地区大型水库-东风水库为调查对象,基于冬季水库冰面的无人机影像与现场冰封气泡特征调查,结合面向对象的分类方法构建了冰封气泡影像提取分割方法,利用空间自相关分析探究冰封气泡空间分布模式,识别冰封气泡聚集的热点区域。研究结果表明:(1)东风水库库尾冰封气泡直径的范围为1~10cm,无人机15m飞行高度空间分辨率为0.4cm,能够满足识别冰封气泡的质量要求,形态学顶帽变换方法能够有效改善图像光照不均现象,显著提高正射影地图的合成质量;(2)利用气泡、冰裂纹在长宽比、亮度、密度等特征值的差异性能够有效进行冰封气泡的提取分类,受调查的3个气泡区分类总体精度均为0.8以上,显示了较高的冰封气泡提取精度;(3)3个气泡区冰封气泡面积占比顺序为R2>R1>R3,总气泡面积占库尾的0.24%,但3个区域内部10个调查样带的气泡面积占比存在一定差异,分布范围为2.6%~7.8%,冰封气泡空间分布均呈现显著的聚集模式(Moran"s I >0.8, Z>80),被划分为冒泡排放热点的“高-高”聚类占库尾总面积的21.5%。基于无人机影像识别冰封水库CH4冒泡排放热区可以进一步指导开放水体中CH4排放规模研究。