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摇 摇 摇 摇 摇 生 态 学 报
摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 (SHENGTAI XUEBAO)
摇 摇 第 32 卷 第 9 期摇 摇 2012 年 5 月摇 (半月刊)
目摇 摇 次
不同土地覆被格局情景下多种生态系统服务的响应与权衡———以雅砻江二滩水利枢纽为例
葛摇 菁,吴摇 楠,高吉喜,等 (2629)
…………………
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放牧对小嵩草草甸生物量及不同植物类群生长率和补偿效应的影响 董全民,赵新全,马玉寿,等 (2640)……
象山港日本对虾增殖放流的效果评价 姜亚洲,凌建忠,林摇 楠,等 (2651)………………………………………
城市景观破碎化格局与城市化及社会经济发展水平的关系———以北京城区为例
仇江啸,王效科,逯摇 非,等 (2659)
………………………………
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江河源区高寒草甸退化序列上“秃斑冶连通效应的元胞自动机模拟 李学玲,林慧龙 (2670)…………………
铁西区城市改造过程中建筑景观的演变规律 张培峰,胡远满,熊在平,等 (2681)………………………………
商洛低山丘陵区农林复合生态系统光能竞争与生产力 彭晓邦,张硕新 (2692)…………………………………
基于生物量因子的山西省森林生态系统服务功能评估 刘摇 勇,李晋昌,杨永刚 (2699)………………………
不同沙源供给条件下柽柳灌丛与沙堆形态的互馈关系———以策勒绿洲沙漠过渡带为例
杨摇 帆,王雪芹,杨东亮,等 (2707)
………………………
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桂西北喀斯特区原生林与次生林凋落叶降解和养分释放 曾昭霞,王克林,曾馥平,等 (2720)…………………
江西九连山亚热带常绿阔叶林优势种空间分布格局 范摇 娟,赵秀海,汪金松,等 (2729)………………………
秦岭山地锐齿栎次生林幼苗更新特征 康摇 冰,王得祥,李摇 刚,等 (2738)………………………………………
极端干旱环境下的胡杨木质部水力特征 木巴热克·阿尤普,陈亚宁,等 (2748)………………………………
红池坝草地常见物种叶片性状沿海拔梯度的响应特征 宋璐璐,樊江文,吴绍洪,等 (2759)……………………
改变 C源输入对油松人工林土壤呼吸的影响 汪金松,赵秀海,张春雨,等 (2768)……………………………
啮齿动物捕食压力下生境类型和覆盖处理对辽东栎种子命运的影响 闫兴富,周立彪,刘建利 (2778)………
上海闵行区园林鸟类群落嵌套结构 王本耀,王小明,王天厚,等 (2788)…………………………………………
胜利河连续系统中蜉蝣优势种的生产量动态和营养基础 邓摇 山,叶才伟,王利肖,等 (2796)…………………
虾池清塘排出物沉积厚度对老鼠簕幼苗的影响 李摇 婷,叶摇 勇 (2810)…………………………………………
澳大利亚亚热带不同森林土壤微生物群落对碳源的利用 鲁顺保,郭晓敏,芮亦超,等 (2819)…………………
镜泊湖岩溶台地不同植被类型土壤微生物群落特征 黄元元,曲来叶,曲秀春,等 (2827)………………………
浮床空心菜对氮循环细菌数量与分布和氮素净化效果的影响 唐莹莹,李秀珍,周元清,等 (2837)……………
促分解菌剂对还田玉米秸秆的分解效果及土壤微生物的影响 李培培,张冬冬,王小娟,等 (2847)……………
秸秆还田与全膜双垄集雨沟播耦合对半干旱黄土高原玉米产量和土壤有机碳库的影响
吴荣美,王永鹏,李凤民,等 (2855)
………………………
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赣江流域底泥中有机氯农药残留特征及空间分布 刘小真,赵摇 慈,梁摇 越,等 (2863)…………………………
2009 年徽州稻区白背飞虱种群消长及虫源性质 刁永刚,杨海博,瞿钰锋,等 (2872)…………………………
木鳖子提取物对朱砂叶螨的触杀活性 郭辉力,师光禄,贾良曦,等 (2883)………………………………………
冬小麦气孔臭氧通量拟合及通量产量关系的比较 佟摇 磊,冯宗炜,苏德·毕力格,等 (2890)…………………
专论与综述
基于全球净初级生产力的能源足迹计算方法 方摇 恺,董德明,林摇 卓,等 (2900)………………………………
灵长类社会玩耍的行为模式、影响因素及其功能风险 王晓卫,赵海涛,齐晓光,等 (2910)……………………
问题讨论
中国伐木制品碳储量时空差异分析 伦摇 飞,李文华,王摇 震,等 (2918)…………………………………………
研究简报
森林自然更新过程中地上氮贮量与生物量异速生长的关系 程栋梁,钟全林,林茂兹,等 (2929)………………
连作对芝麻根际土壤微生物群落的影响 华菊玲,刘光荣,黄劲松 (2936)………………………………………
刈割对外来入侵植物黄顶菊的生长、气体交换和荧光的影响 王楠楠,皇甫超河,陈冬青,等 (2943)…………
不同蔬菜种植方式对土壤固碳速率的影响 刘摇 杨,于东升,史学正,等 (2953)…………………………………
巢湖崩岸湖滨基质鄄水文鄄生物一体化修复 陈云峰,张彦辉,郑西强 (2960)……………………………………
期刊基本参数:CN 11鄄2031 / Q*1981*m*16*336*zh*P* ￥ 70郾 00*1510*36*
室室室室室室室室室室室室室室
2012鄄05
封面图说: 在交配的雨蛙———雨蛙为两栖动物,世界上种类达 250 种之多,分布极广。 中国的雨蛙仅有 9 种,除西部一些省份
外,其他各省(区)均有分布。 雨蛙体形较小背面皮肤光滑,往往雄性绿色,雌性褐色,其指、趾末端多膨大成吸盘,便
于吸附攀爬。 多生活在灌丛、芦苇、高秆作物上,或塘边、稻田及其附近的杂草上。 白天匍匐在叶片上,黄昏或黎明
频繁活动,捕食能力极强,主要以昆虫为食。 特别是在下雨以后,常常 1 只雨蛙先叫几声,然后众蛙齐鸣,声音响亮,
每年在四、五份夜间发情交配。
彩图提供: 陈建伟教授摇 北京林业大学摇 E鄄mail: cites. chenjw@ 163. com
第 32 卷第 9 期
2012 年 5 月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINICA
Vol. 32,No. 9
May,2012
http: / / www. ecologica. cn
基金项目:南昌大学鄱阳湖环境与资源利用教育部重点实验室开发基金资助项目 ( Z05002);江西省科技厅资助项目 (2009AE00600,
2009BNB06100)
收稿日期:2011鄄03鄄23; 摇 摇 修订日期:2011鄄10鄄31
*通讯作者 Corresponding author. E鄄mail: l_xiaozhen2003@ yahoo. com. cn
DOI: 10. 5846 / stxb201103230367
刘小真,赵慈,梁越,周立峰, 赵信, 洪桂平.赣江流域底泥中有机氯农药残留特征及空间分布.生态学报,2012,32(9):2863鄄2871.
Liu X Z,Zhao C,Liang Y,Zhou L F, Zhao X,Hong G P. Residues and spatial distribution of OCPs in the sediments of Gan River Basin. Acta Ecologica
Sinica,2012,32(9):2863鄄2871.
赣江流域底泥中有机氯农药残留特征及空间分布
刘小真1,2,*,赵摇 慈1,2,梁摇 越2,周立峰2, 赵摇 信2, 洪桂平2
(1. 南昌大学 鄱阳湖环境与资源利用教育部重点实验室,南昌摇 330029;2. 南昌航空大学 环境与化学工程学院,南昌摇 330063)
摘要:基于“临水垂直插管法冶采集赣江流域 32 个采样点的底泥样品,经索氏提取方法(Soxhlet Extraction,SE)前处理及气相色
谱法(GC鄄ECD)检测样品中有机氯农药(OCPs)含量。 结合多元统计学和 ArcGIS9. 3,研究了 8 种有机氯农药的残留状况及空间
分布情况。 结果表明,所检测 8 种 OCPs中,除 茁鄄HCH有 2 个点未检出,其它 7 种 OCPs检出率为 100% 。 以 DDTs残留含量最
高,DDTs平均值为 10. 40 滋g / kg,其异构体以 p,p忆鄄DDT为主;HCHs的平均值为 8. 24 滋g / kg,其异构体以 茁鄄HCH 为主。 它们除
了来自环境中的早期残留外,仍然具有新的外源 HCHs和 DDTs的输入。 不同 OCPs在研究区分布存在很大差异,HCHs总量分
布较高的地区位于流域的中下游,DDTs总量分布较高的地区位于流域的中上游。
关键词:赣江流域;底泥;有机氯农药;残留特征;空间分布
Residues and spatial distribution of OCPs in the sediments of Gan River Basin
LIU Xiaozhen1,2,*,ZHAO Ci1,2,LIANG Yu2,ZHOU Lifeng2, ZHAO Xin2,HONG Guiping2
1 Key Laboratory of Poyang Lake Environmental and Resource Utilization,Ministry of Education, Nanchang University,Nanchang 330029,China
2 School of Environmental & Chemical Engineering, Nanchang Hangkong University,Nanchang 330063,China
Abstract: Gan River basin area accounts for half the total area of Jiangxi province. As the biggest river, Gan River is the
main source of drinking water for the residents in Jiangxi Province. A mass of Organochlorine pesticides (OCPs), which
are persistent, toxicity,and easy to accumulated in biological bodys, were applied in the Gan River basin in the past. These
OCPs were so persistent and can stay in the environment for a long time. The OCPs have entered into Gan River, caused a
serious threat to health of environment and humans. Therefore it is neccessary to investigate residues of OCPs in the
sediments of Gan River.
Sediment samples were collected from 32 sampling sites from Gan River Basin. The samples were pretreated by Soxhlet
Extraction and determined by Gas Chromatography (GC) with electron capture detector (ECD). The spatial distribution of
concentrations for 8 OCPs were analyzed based on multivariate statistics and ArcGIS 9. 3. By means of ordinary Kriging
interpolation,spatial distribution of OCPs residual quantity was studied.
The results indicated that detection rate was 100% in 7 OCPs except 茁鄄HCH. The concentrations of DDTs were
7郾 15—13. 29滋g / kg,the average value of which was 10. 40滋g / kg among them presenting mainly as p,p忆鄄DDT isomer. The
concentrations of HCHs were 1. 63—20. 88滋g / kg ( average value,8. 24滋g / kg ) presenting mainly as 茁鄄HCH isomer.
Sources of HCHs and DDTs contamination were from the early stage residues in the environment,along with the recent input
of HCHs and DDTs components. Based on their component residues concentrations,the sequence was p,p忆鄄DDT>茁鄄HCH>
o,p忆鄄DDT>酌鄄HCH>琢鄄HCH>p,p忆鄄DDD>p,p忆鄄DDE>啄鄄HCH. Sources of HCHs and DDTs contamination were from the
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early stage residues in the environment,along with the recent input of HCHs and DDTs components. And there was a great
difference in spatial distribution of OCPs residues, the HCHs distribution district of higher concentration was located in the
middle and lower reaches of Gan River,however the DDTs distribution district of higher concentration was located in the
upper and middle reaches of Gan River. 撞HCHs in an east鄄west direction was a slight U distribution, in the north and south
direction from south to north in a linear increase trend, but change range was not too much. p,p 忆鄄DDE in an east鄄west
direction & north and south direction were in a slight U distribution. o,p 忆鄄DDT in an east鄄west direction & north and south
direction were in parabolic trend. p,p 忆鄄DDD, p,p 忆鄄DDT and 撞DDTs in the distribution of an east鄄west direction was
degressive tendency from west to east. In the distribution of north and south direction by the north to the south was linear
increase trend.
Key Words: Gan River Basin; sediments; organochlorine pesticides;residues; spatial distribution
有机氯农药(OCPs)属于难降解化学污染物,具有毒性、持久性、易于在生物体内聚集;同时具有半挥发
性,能够在大气环境中长距离迁移和沉积,对环境和人体有严重危害的有机化学污染物质[1]。 由于自然环境
的差异不同区域有机氯农药的残留存在着空间差异。 地统计学是以区域化变量理论为基础,以半变异函数为
主要工具,研究那些在空间上既有随机性又有结构性,或空间相关性和依赖性的自然现象的科学[2]。 已被广
泛地应用到土壤学[3鄄5]和生态学[6鄄7]等领域,用地统计学方法研究有机氯农药在流域底泥中残留的空间分析
在国内外鲜见报道。
赣江流域面积占江西省面积的一半,是沿江居民饮用水的主要来源。 由于赣江流域周边地区曾经大量施
用有机氯农药,因其难降解性导致环境中有大量的残留,给沿江居民及生态环境构成了严重威胁。 本研究以
赣江底泥中 OCPs的含量为切入点,基于 GPS定位,结合 ArcGIS9. 3、SPSS11. 5、Minitab15 等软件,建立赣江流
域底泥中有机氯农药含量的空间分布体系,以期为赣江流域的污染控制提供参考。
1摇 材料与方法
1. 1摇 研究区域概况
赣江位于长江以南,是江西省最大河流;西源章水出自广东省毗连江西南部的大庾岭,东源贡水出自江西
省武夷山区的石城县的赣源岽,在赣州汇合称赣江。 流经万安、泰和、吉安、吉水、峡江、新干、清江、丰城到南
昌市注入鄱阳湖,后洩入长江,长 758km,流域面积 81600km2,占江西省总面积的 51% 。 流域属中亚热带湿润
季风气候,气候温和,雨量充足,年均降水量 1400—1800 mm。 赣江流域 60%以上为丘陵、山地,森林资源丰
富,流域内耕地近 118. 5 万 hm2,主要粮食作物为水稻。
1. 2摇 样品采集与保存
2009 年 10 月根据赣江流域采样地实际情况以及交通的便利条件,间隔 15—25 km 的距离,从赣江上游
开始沿赣江流经的县市一路采样,途径赣州、万安、泰和、吉安、吉水、峡江、新干、樟树、丰城、南昌等地。 共布
采样点 32 个,覆盖整个赣江流域,所有采样点均进行 GPS卫星定位(图 1)。 采用临水垂直插管法,即在枯水
期河水或湖泊水面下降,在接近水面的河床或裸露的三角洲水陆相连的区域,用助推式柱状土壤采样器[8]垂
直插入底泥,在同一采样点采集河岸表层底泥柱状样品。 采样原则是每个采样点再采集 2—4个平行样品,每
个平行样品垂直采集 5—6个样品数,每个样品厚度大约 5 cm,共采样样品 320 个。 采集的样品装入聚乙烯袋
内并做好标签,所采样品于实验室冷冻保存。 将采集的底泥样品解冻后,自然风干、除杂、研碎,过 60 目金属
筛,放入干燥器中保存,备用。
1. 3摇 样品前处理及分析
1. 3. 1摇 样品前处理
采用索氏提取(Soxhlet Extraction,SE)方法对已处理好的底泥样品进行提取,用浓硫酸磺化法进行净化,
用旋转蒸发器浓缩至小体积,再用氮吹浓缩装置浓缩,最后定容保存样品瓶中,供气相色谱测定。 详细步骤参
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图 1摇 赣江流域底泥采样点位置
Fig. 1摇 Position of sampling spots of sediment in Gan River
照 GB / T 14550鄄 93 《土壤质量六六六和滴滴涕的测
定———气相色谱法》 [9]和文献[8]进行。
1. 3. 2摇 分析条件
样品用电子捕获检测器气相色谱仪 ( GC鄄ECD,
Autosystem XL)进行测定,采用 OV鄄17 毛细管色谱柱
(30 m伊0. 32 mm伊0. 25 滋m)。 进样口温度为 250 益;检
测器放射源为63Ni,温度 320 益;整个气相色谱仪器分
析过程采用恒温方法,柱温为 225 益;载气为高纯 N2
(99. 999% ),流量 1. 49 mL / min (柱压 15psi,恒流方
式);尾吹(高纯 N2)71. 4 mL / min,进样分流比为 1颐27;
进样量 1 滋L。 对所测化合物采用农药标准样品的保留
时间进行定性,采用外标法峰面积和多点标准校正曲线
进行定量分析。
1. 4摇 质量保证和质量控制
整个分析过程有以下质量保证和质量控制(QA /
QC)样品监控:方法空白、加标空白、样品平行样。 本实
验中分高、中、低 3 种标样浓度做空白加标回收率,得到
平均加标回收率范围:77. 2%—118. 4% 。 本方法对一
混合标样进行 8 次重复测定,精密度范围在 3. 35%—
7. 35%之间,基质加标样 n( = 6)测定,方法的线性范围
为 8. 0 伊 10-3—4. 0 伊 10-1 滋g / mL,方法检出限:2. 0 伊
10-6—4. 0伊10-3 滋g / m。
1. 5摇 数据处理
数据统计分析采用 SPSS13. 0、Minitab15 软件进行
频率分布、正态分布和非参数检验;地统计分析采用
ArcGIS9. 3 软件的地统分析模块,应用 Kriging插值法输出农药残留量的空间分布图。
2摇 结果与分析
2. 1摇 底泥中有机氯农药含量的残留特征
32 个采样点所采集的样品进行有机氯农药检测及垂直相关性分析,未找出规律性,因此将每个采样点样
品的平均值作为该底泥采样点的浓度(见表 1),赣江流域底泥所检测 8 种有机氯农药中,除 茁鄄HCH有个别点
未检出,其它 7 种有机氯农药检出率为 100% ,其中以 DDTs 含量最高,撞DDTs 平均值高达 10. 40 滋g / kg。
DDTs异构体代谢物中 p,p忆鄄DDT 的最高值为 7. 17 滋g / kg, 而 撞HCHs 的平均值为 8. 24 滋g / kg 要明显小于
撞DDTs平均值。 各组分按其残留量程度排序依次为 p,p忆鄄DDT>茁鄄HCH>o,p忆鄄DDT>酌鄄HCH>琢鄄HCH>p,p忆鄄DDD
>p,p忆鄄DDE>啄鄄HCH。
表 1 显示赣江流域底泥中 HCHs的总含量范围 1. 63—20. 88 滋g / kg,平均质量分数 8. 24 滋g / kg,高于长江
口南支[10](0. 73 滋g / kg)、多瑙河[11](0. 13 滋g / kg)底泥 HCHs平均质量分数,远远小于太湖[12](0. 25—374. 92
滋g / kg)底泥 HCHs的平均质量分数。 DDTs总含量范围为 7. 15—13. 29 滋g / kg,平均质量分数 10. 40 滋g / kg,高
于东非 Katonga River[13] (0. 64 滋g / kg)、长江下游[14] (8. 10 滋g / kg)底泥中 DDTs 的含量;低于韩国 Masan
Bay[15](13. 6 滋g / kg)、大亚湾海域[16](19. 05 滋g / kg)底泥中 DDTs的含量。
很多研究用 琢鄄HCH / 酌鄄HCH比值作为特征指数来判断 HCHs 的来源,一般而言,当水体和沉积物中 琢鄄
HCH / 酌鄄HCH的比值小于 4 时,表示周围环境中林丹代替了工业 HCHs在使用;当比值介于 4—7时,表示来源
5682摇 9 期 摇 摇 摇 刘小真摇 等:赣江流域底泥中有机氯农药残留特征及空间分布 摇
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于工业 HCHs,并可能经过大气长距离运输[17]。 本研究 琢鄄HCH / 酌鄄HCH 比值均小于 4,说明赣江流域底泥中
琢鄄HCH大部分被降解或有新的林丹输入。
表 1摇 底泥中 OCPs的描述性统计特征 / (滋g / kg)
Table 1摇 Descriptive statistics of OCPs in sediments
统计量
Statistic
最小值
Minimum
最大值
Maximum
平均值
Mean
中位数
Median
标准偏差
Standard Deviation
变异系数 / %
CV
琢鄄HCH 0. 06 5. 53 1. 00 0. 57 1. 25 125. 33
茁鄄HCH 0. 19 9. 98 3. 94 3. 84 2. 77 69. 55
酌鄄HCH 0. 54 8. 00 2. 74 2. 32 1. 85 67. 36
啄鄄HCH 0. 04 2. 01 0. 56 0. 51 0. 38 69. 30
撞HCHs 1. 63 20. 88 8. 24 8. 85 4. 44 53. 92
p,p忆鄄DDE 0. 27 3. 32 0. 75 0. 53 0. 56 74. 64
p,p忆鄄DDD 0. 37 2. 24 0. 80 0. 71 0. 39 49. 06
o,p忆鄄DDT 1. 58 4. 38 3. 35 3. 50 0. 63 18. 66
p,p忆鄄DDT 3. 65 7. 17 5. 50 5. 65 0. 72 13. 13
撞DDTs 7. 15 13. 29 10. 40 10. 48 1. 36 13. 10
摇 摇 撞HCHs为各异构体之和;撞DDTs为母体 DDT及其所有降解产物之和
DDD / DDE和(DDD+DDE) / DDTs能够用来示踪 DDTs农药的降解环境和降解程度,并用于判定是否有新
的 DDTs农药的输入[18]。 本研究中发现赣江中下游采样点中 DDD / DDE 大部分都大于 1,说明在赣江中下游
厌氧性降解产物 DDD占据多数,主要发生厌氧反应降解。 少数采样点发生好氧反应降解。 (DDD+DDE) /
DDTs<0. 5,说明赣江流域 DDTs的含量始终维持在一个较高的水平,DDTs类农药分解不完全,可能仍然具有
一定新的外源 DDTs的输入,这可能与近年来沿江农业的发展有关。
2. 2摇 底泥中有机氯农药空间分布
2. 2. 1摇 正态分布性检验
根据所测定的底泥中有机氯农药数值,利用 SPSS11. 5 作频度分布直方图以及对原始值进行正态分布性
检验。 分析结果显示 OCPs的原始数据分布中除了 茁鄄HCH、撞HCHs、p,p忆鄄DDT、撞DDTs呈正态分布(P>0. 05)
外,其它异构体 琢鄄HCH、酌鄄HCH、啄鄄HCH、p,p忆鄄DDD、p,p忆鄄DDE、o,p忆鄄DDT呈偏态分布(P<0. 05),其原因在于样
品中存在少量高残留浓度样点(异常值),这些高值点数据导致了数据总体分布向高值端偏移,需要对数据进
行变换,使其符合正态分布。 对不服从正态分布的数值利用 Minitab15 软件进行 Box鄄Cox 幂变换,之后再对变
换值进行正态分布检验,对变换后的数据作频度分布直方图(图 2),图中可以看到,经过 Box鄄Cox 幂变换,对
所有异构体含量进行正态分布性检验和 Shapiro鄄Wilk检验结果都符合正态分布,有机氯农药含量频度分布直
方图都趋近于理论正态分布曲线。 Box鄄Cox幂变换成功地使数据集服从正态分布并消弱了异常值的影响。
2. 2. 2摇 空间分布趋势分析
空间分布趋势效应一般分为零(没有趋势效应)、常量(区域化变量沿一定方向呈常量增加或减少)、一阶
(区域化变量沿一定方向呈直线变化)、二阶或多阶(区域化变量沿一定方向呈多项式变化) [19]。
图 3 是赣江流域底泥中 OCPs的趋势分析示意图。 图中 X轴表示正东方向,Y轴表示正北方向,Z轴表示
各采样点测定值的大小;XY轴所在平面上的竖线表示每一各采样点的测定值和它所在的空间位置,左后投影
面上曲线表示东鄄西向全局性的趋势效应变化情况,右后投影面上曲线表示南鄄北向全局性的趋势效应变化
情况。
从图 3 中可以看出 琢鄄HCH和 茁鄄HCH趋势效应基本接近,在东西向呈略微的 U型,南北方向均略呈抛物
线型分布;酌鄄HCH表现为由东向西和由南向北呈明显的 U型分布;啄鄄HCH 在东西向呈抛物线型分布,南北方
向由北向南呈递减趋势。 撞HCHs在东西向呈略微的 U型分布,南北方向由南向北呈线性增加趋势,但变化程
度不大。 p,p忆鄄DDE在东西向和南北向均呈略微的 U型分布;o,p忆鄄DDT在东西和南北方向上均呈抛物线型趋
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图 2摇 经过变换后的频度分布
Fig. 2摇 Frequency distribution histogram after transformation
势;p,p忆鄄DDD、p,p忆鄄DDT、撞DDTs在东西方向的分布由西向东呈递减趋势;在南北方向的分布由北向南呈线性
增加趋势。
2. 2. 3摇 半变异函数理论模型拟合
为了进行地统计学空间变异分析及进行 Kriging 插值,根据不同空间位置上底泥中 OCPs 残留量的分析
数据,利用地统软件计算实际半方差值 酌(h)并考虑各向异性和趋势效应,得到研究区内 OCPs残留含量的半
方差函数模型。
利用 ArcGIS9. 3 软件以半方差函数和 Kriging 插值为基本工具,可以对既具有随机性又具有结构性的各
种变量在空间上的分布进行研究。 土壤和底泥研究中常用的理论模型有球状模型、指数模型和高斯模型。
表 2 中长轴变程和短轴变程分别表示半方差在该轴方向上达到基台值的样本间距。 各向异性比为长轴
变程与短轴变程的比[19],有空间变异结构方差的 OCPs 都有明显的各向异性。 分析结果显示其中 啄鄄HCH 的
各向异性比最大。 从结构性因素的角度来看,块金值(C0)与基台值(C0 +C)之比称为基底效应,表示样本间
的变异特征,可以反映系统变量的空间相关性程度[20]。 该值越大,表示样本间的变异更多得是由随机因素引
起的。 若 C0 / (C0+C)<25% ,说明系统变量具有强烈的空间相关性;当 25% 量具有中等空间相关性;当 C0 / (C0+C)>75% ,说明系统变量空间相关性很弱[21]。 表 2 显示 琢鄄HCH、酌鄄HCH、
啄鄄HCH、p,p忆鄄DDE、p,p忆鄄DDD和 撞DDTs组分具有强烈的空间相关性,说明上述 OCPs 组分的空间异质性主要
受底泥内在因子(如组成成分泥沙、粘土等性质)的影响和控制。 o,p忆鄄DDT 和 p,p忆鄄DDT 具有中等空间相关
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图 3摇 底泥中 OCPs残留量趋势分析
Fig. 3摇 Trend analysis of OCPs residue in sediments
X轴表示正东方向,Y轴表示正北方向,Z轴表示各采样点测定值的大小
性,表明空间异质性是随机因素和空间结构共同作用的结果,即内在因子和外在因子(如耕作制度、施肥等)
共同作用的结果;茁鄄HCH和 撞HCHs的空间相关性很弱。
表 2摇 底泥中 OCPs半方差函数理论模型及其相关参数
Table 2摇 Theoretic model and parameters of semevariance of OCPs in sediments
项目
Variable
理论模型
Theoretical
model
长轴变程
Major range
短轴变程
Minor range
各向异性比
Anisotropic ratio
块金值 C0
Nugget
C
Partial sill
基台值
C0 +C
Sill
块金值 /基台值
C0 / (C0 +C)
琢鄄HCH 高斯 0. 276 0. 271 1. 018 0. 049 1. 599 1. 648 0. 029
茁鄄HCH 球形 3. 401 0. 523 6. 502 7. 351 0. 290 7. 641 0. 962
酌鄄HCH 高斯 0. 179 0. 039 4. 590 0. 003 3. 084 3. 087 0. 001
啄鄄HCH 指数 3. 408 0. 523 6. 516 0. 027 0. 141 0. 168 0. 161
撞HCHs 球形 3. 408 1. 510 2. 257 16. 786 4. 389 21. 175 0. 793
p,p忆鄄DDE 高斯 0. 214 0. 033 6. 485 0. 0002 0. 273 0. 2732 0. 001
p,p忆鄄DDD 高斯 0. 310 0. 048 6. 458 0. 010 0. 156 0. 166 0. 060
o,p忆鄄DDT 球形 3. 408 1. 389 2. 453 0. 154 0. 327 0. 481 0. 320
p,p忆鄄DDT 高斯 3. 408 1. 008 3. 380 0. 347 0. 267 0. 614 0. 565
撞DDTs 高斯 0. 186 0. 057 3. 263 0. 289 1. 226 1. 515 0. 191
2. 2. 4摇 空间分布特征
图 4 和图 5 空间分布图显示底泥中 OCPs含量存在很大差异。 琢鄄HCH含量大于 3. 19 滋g / kg 的区域主要
分布在赣江流域下游;茁鄄HCH含量较高的区域在流域下游;酌鄄HCH含量较高的区域在上游和下游;啄鄄HCH 含
量大于 0. 79 滋g / kg的区域主要分布在赣江流域中下游;p,p忆鄄DDE含量大于 1. 65 滋g / kg的区域分别在流域中
游的部分地区和下游的部分地区;p,p忆鄄DDD的含量在整个流域里分布不均匀;o,p忆鄄DDT含量较高的区域在
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图 4摇 赣江流域底泥中 OCPs残留量空间分布
Fig. 4摇 Spatial distribution of OCPs in the sediments from Gan River
摇 图 5摇 赣江流域底泥中移HCHs和移DDTs残留量空间分布图
Fig. 5 摇 Spatial distribution of 移 HCHs and 移 DDTs in the
sediments from Gan River
HCHs,DDTs分别表示移HCHs,移DDTs
流域中游;p,p忆鄄DDT 含量较高的区域在流域的上游。
图 5 显示的是 撞HCHs 和 撞DDTs 总量分布图,HCHs 总
量分布较高的地区位于流域的中下游,DDTs 总量分布
较高的地区位于流域的中上游,可能与当地的农作物种
类差异、农药使用种类的不同,以及自然条件,如森林覆
盖率、底泥的酸碱度以及流域水文特性等因素有关[22]。
3摇 结论
(1)赣江流域底泥所检测 8 种有机氯农药中,除 茁鄄
HCH有个别点未检出,其它 7 种有机氯农药检出率为
100% ,其中以 DDTs含量最高。
(2) HCHs 以 茁鄄HCH 为主,DDTs 以 p,p忆鄄DDT 为
主,特征分析表明,近期仍有 HCHs、DDTs 新的外源
输入。
(3)结构分析表明,琢鄄HCH、酌鄄HCH、啄鄄HCH、p,p忆鄄
DDE、p,p忆鄄DDD和移DDTs 组分空间相关性很强,空间
异质性主要受底泥内在因子的影响和控制。 o,p忆鄄DDT
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和 p,p忆鄄DDT具有中等空间相关性,空间异质性是随机因素和空间结构共同作用的结果,茁鄄HCH和移HCHs的
空间相关性很弱。
(4)空间分析表明,赣江流域底泥中 HCHs总量分布较高的地区位于流域的中下游,DDTs 总量分布较高
的地区位于流域的中上游。
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1782摇 9 期 摇 摇 摇 刘小真摇 等:赣江流域底泥中有机氯农药残留特征及空间分布 摇
ACTA ECOLOGICA SINICA Vol. 32,No. 9 May,2012(Semimonthly)
CONTENTS
Responses and weigh of multi鄄ecosystem services and its economic value under different land cover scenarios: a case study from
Ertan water control pivot in Yalong River GE Jing, WU Nan, GAO Jixi,et al (2629)……………………………………………
Influence of grazing on biomass, growth ratio and compensatory effect of different plant groups in Kobresia parva meadow
DONG Quanmin, ZHAO Xinquan, MA Yushou, et al (2640)
……………
……………………………………………………………………
Stocking effectiveness of hatchery鄄released kuruma prawn Penaeus japonicus in the Xiangshan Bay, China
JIANG Yazhou, LING Jianzhong, LIN Nan,et al (2651)
……………………………
……………………………………………………………………………
The spatial pattern of landscape fragmentation and its relations with urbanization and socio鄄economic developments: a case study
of Beijing QIU Jiangxiao, WANG Xiaoke, LU Fei, et al (2659)…………………………………………………………………
Cellular automata simulation of barren patch connectivity effect in degradation sequence on alpine meadow in the source region
of the Yangtze and Yellow rivers, Qinghai鄄Tibetan Plateau, China LI Xueling, LIN Huilong (2670)……………………………
Evolution law of architectural landscape during the urban renewal process in Tiexi District
ZHANG Peifeng, HU Yuanman, XIONG Zaiping, et al (2681)
……………………………………………
……………………………………………………………………
Competition for light and crop productivity in an agro鄄forestry system in the Hilly Region, Shangluo, China
PENG Xiaobang, ZHANG Shuoxin (2692)
…………………………
…………………………………………………………………………………………
Evaluation of forest ecosystem services based on biomass in Shanxi Province LIU Yong, LI Jinchang, YANG Yonggang (2699)……
Research on the morphological interactions between Tamarix ramosissima thickets and Nebkhas under different sand supply
conditions:a case study in Cele oasis鄄desert ecotone YANG Fan, WANG Xueqin, YANG Dongliang, et al (2707)……………
Litter decomposition and nutrient release in typical secondary and primary forests in karst region, Northwest of Guangxi
ZENG Zhaoxia, WANG Kelin, ZENG Fuping, et al (2720)
……………
………………………………………………………………………
Spatial patterns of dominant species in a subtropical evergreen broad鄄leaved forest in Jiulian Mountain Jiangxi Province, China
FAN Juan, ZHAO Xiuhai, WANG Jinsong,et al (2729)
……
……………………………………………………………………………
Characteristics of seedlings regeneration in Quercus aliena var. acuteserrata secondary forests in Qinling Mountains
KANG Bing, WANG Dexiang, LI Gang,et al (2738)
…………………
………………………………………………………………………………
Xylem hydraulic traits of Populus euphratica Oliv. in extremely drought environment
AYOUPU Mubareke, CHEN Yaning, HAO Xingming, et al (2748)
…………………………………………………
………………………………………………………………
Response characteristics of leaf traits of common species along an altitudinal gradient in Hongchiba Grassland, Chongqing
SONG Lulu, FAN Jiangwen, WU Shaohong,et al (2759)
…………
…………………………………………………………………………
Changes of carbon input influence soil respiration in a Pinus tabulaeformis plantation
WANG Jinsong, ZHAO Xiuhai, ZHANG Chunyu, et al (2768)
…………………………………………………
……………………………………………………………………
Effects of different habitats and coverage treatments on the fates of Quercus wutaishanica seeds under the predation pressure of
rodents YAN Xingfu, ZHOU Libiao, LIU Jianli (2778)……………………………………………………………………………
Nested analysis of urban woodlot bird communities in Minhang District of Shanghai
WANG Benyao, WANG Xiaoming, WANG Tianhou, et al (2788)
……………………………………………………
…………………………………………………………………
Production dynamics and trophic basis of three dominant mayflies in the continuum of Shenglihe Stream in the Bahe River Basin
DENG Shan, YE Caiwei, WANG Lixiao, et al (2796)
……
……………………………………………………………………………
Effects of sedimentation thickness of shrimp pond cleaning discharges on Acanthus ilicifolius seedlings LI Ting, YE Yong (2810)……
Utilization of carbon sources by the soil microbial communities of different forest types in subtropical Australia
LU Shunbao, GUO Xiaomin, RUI Yichao,et al (2819)
………………………
……………………………………………………………………………
Soil microbial community characteristics under different vegetation types at the Holocene鄄basalt Platform, Jingpo Lake area,
Northeast China HUANG Yuanyuan, QU Laiye, QU Xiuchun,et al (2827)………………………………………………………
Effect of Ipomoea aquatica Floating鄄bed on the quantity and distribution of nitrogen cycling bacteria and nitrogen removal
TANG Yingying, LI Xiuzhen, ZHOU Yuanqing,et al (2837)
……………
………………………………………………………………………
Effects of microbial inoculants on soil microbial diversity and degrading process of corn straw returned to field
LI Peipei, ZHANG Dongdong, WANG Xiaojuan, et al (2847)
………………………
……………………………………………………………………
Effects of coupling film鄄mulched furrow鄄ridge cropping with maize straw soil鄄incorporation on maize yields and soil organic carbon
pool at a semiarid loess site of China WU Rongmei,WANG Yongpeng,LI Fengmin,et al (2855)…………………………………
Residues and spatial distribution of OCPs in the sediments of Gan River Basin LIU Xiaozhen,ZHAO Ci,LIANG Yu,et al (2863)…
Analysis on population fluctuation and properties of the white鄄backed planthopper in Huizhou in 2009
DIAO Yonggang, YANG Haibo, QU Yufeng, et al (2872)
………………………………
…………………………………………………………………………
Evaluation acaricidal activities of Momordica cochinchinensis extracts against Tetranychus cinnabarinus
GUO Huili, SHI Guanglu, JIA Liangxi, et al (2883)
………………………………
………………………………………………………………………………
Stomatal ozone uptake modeling and comparative analysis of flux鄄response relationships of winter wheat
TONG Lei,FENG Zongwei,Sudebilige,et al (2890)
………………………………
…………………………………………………………………………………
Review and Monograph
Calculation method of energy ecological footprint based on global net primary productivity
FANG Kai, DONG Deming, LIN Zhuo, et al (2900)
……………………………………………
………………………………………………………………………………
Behavioral patterns, influencing factors, functions and risks of social play in primates
WANG Xiaowei,ZHAO Haitao, QI Xiaoguang,et al (2910)
…………………………………………………
………………………………………………………………………
Discussion
Spatio鄄Temporal changing analysis on carbon storage of harvested wood products in China
LUN Fei,LI Wenhua,WANG Zhen,et al (2918)
……………………………………………
……………………………………………………………………………………
Scientific Note
Variations in allometrical relationship between stand nitrogen storage and biomass as stand development
CHENG Dongliang,ZHONG Quanlin, LIN Maozi, et al (2929)
………………………………
……………………………………………………………………
Effect of continuous cropping of sesame on rhizospheric microbial communities
HUA Juling,LIU Guangrong,HUANG Jinsong (2936)
…………………………………………………………
………………………………………………………………………………
Effects of clipping on the growth, gas exchange and chlorophyll fluorescence of invasive plant, Flaveria bidentis
WANG Nannan, HUANGFU Chaohe, CHEN Dongqing, et al (2943)
……………………
……………………………………………………………
Influence of vegetable cultivation methods on soil organic carbon sequestration rate
LIU Yang, YU Dongsheng, SHI Xuezheng,et al (2953)
……………………………………………………
……………………………………………………………………………
Integrated matrix鄄hydrology鄄biological remediation technology for bank collapse lakeside zone of Chaohu Lake
CHEN Yunfeng, ZHANG Yanhui, ZHENG Xiqiang (2960)
………………………
………………………………………………………………………
《生态学报》2012 年征订启事
《生态学报》是中国生态学学会主办的自然科学高级学术期刊,创刊于 1981 年。 主要报道生态学研究原
始创新性科研成果,特别欢迎能反映现代生态学发展方向的优秀综述性文章;研究简报;生态学新理论、新方
法、新技术介绍;新书评介和学术、科研动态及开放实验室介绍等。
《生态学报》为半月刊,大 16 开本,280 页,国内定价 70 元 /册,全年定价 1680 元。
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第 32 卷摇 第 9 期摇 (2012 年 5 月)
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