近日,湿地生态与环境课题组2017级硕士研究生李毛毛在大沽河河口区表层沉积物中溶解有机质来源、结构特征及生态指示方面以及胶州湾子流域特征对DOM含量和质量特征影响方面的研究取得了重要进展。相关成果分别以“Impact of sub-watershed characteristics and changes on sediment DOM quantity and quality over Jiaozhou Bay”和“Ecological indication based on source, content and structure characteristics of dissolved organic matter in surface sediment from Dagu river estuary, China”为题发表在国际期刊Ecological Indicators(SCI二区,IF=4.229)和Environmental Science and Pollution Research(SCI三区,IF=3.056)上。我校为第一作者单位,李毛毛硕士为第一作者,我校郗敏教授和张俊龙老师为通讯联系人。两项研究均得到国家自然科学基金的资助。
溶解性有机质(DOM)由于其独特的数量和质量特征,在内陆和沿海水域的一系列生物地球化学过程中发挥着重要作用,而研究发现,DOM的含量和质量受到一系列流域特征(如水文条件、生物因子和土地利用)的影响。其中土地利用和景观格局是影响DOM的两个主要因素。20世纪末以来,随着城市化和工业化的快速发展,大沽河流域受到了人类活动的强烈影响,其土地利用和景观格局也发生了巨大变化。研究旨在分析三个子流域沉积物中DOM的数量和质量,探究胶州湾大沽河三个子流域的土地利用和景观格局变化,以及这些子流域特征对DOM含量和质量特征的影响。结果表明,在土地利用方面,流域林地和农田比例与沉积物中的溶解性有机碳(DOC)含量成负相关,与DOM中的腐殖质组分含量成正相关;水域占比高的子流域,DOM中类蛋白质组分含量较高。在景观格局方面,景观破碎化程度越高,沉积物DOC含量越低;景观的连通性越好,子流域出口沉积物DOM中的类腐殖质组分越高。总体而言,子流域特征对DOM质量的影响大于对其含量的影响。研究为不同流域特征对河流沉积物中DOM含量和质量的影响提供了新的认识,为河流生态系统管理提供了有力支持。
河口区是连接河流、海洋和陆地的重要区域,近年来,随着工业发展和城市化进程的加快,河口区的污染问题也日益严重。而河口区DOM与河口区的污染问题密切相关,从而引起了广泛关注。本研究主要以大沽河河口区表层沉积物DOM为研究对象,采集了从大沽河下游到入海口处不同河道断面的沉积物样品和周边主要土地利用类型的土壤样品进行研究。研究内容包括探究大沽河河口区表层沉积物中DOM的来源、含量和结构分布特征及其生态指示(用重金属和富营养化的潜在生态风险表示)。用碳稳定同位素混合模型(13C和C/N值)计算DOM来源的相对贡献,用紫外-可见光谱(UV-Vis)和三维荧光光谱等方法测定了大沽河河口区表层沉积物中DOM的光谱特征。此外,还用层次分析法和原位测定等方法对重金属和N、P释放的潜在生态风险进行了分析、评价。最后,分析了DOM的来源,含量和结构特征与潜在生态风险(重金属、N、P)之间的关系。本研究旨在为DOM的生态指示研究提供新的思路,为滨海小流域的环境管理和土地利用规划提供基础资料。
论文链接:https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2020.106777;https://doi.org/10.1007/s11356-020-10456-1