重金属对大多数植物具有毒性，可严重影响植物的正常生理代谢，但植物也进化出缓解重金属胁迫的相关机制，如增强抗氧化系统响应、加快光合效率、调整代谢速率、将重金属区隔化等。赤霉素（GA）是一类经典的植物激素，可调控植物生长发育，增强植物对重金属的耐性，并促进其对重金属的吸收。该研究根据近年来国内外相关文献报道，从重金属胁迫下赤霉素与植物生物量、抗氧化、光合系统修复、重金属区隔化和信号传递的关系等方面，综述了赤霉素介导下植物对重金属的耐性机理，并从重金属胁迫下赤霉素的合成及分解机制、赤霉素提高植物耐受重金属的深入机制、赤霉素在重金属胁迫下植物激素调控网络中的功能以及赤霉素对植物修复效率的影响等方面，对该领域的发展趋势作了展望。

运用超效率松弛变量（SBM）模型探究2008-2017年中国粮食水资源利用综合效率、纯技术效率和规模效率的时间变化和空间分布，并采用Tobit模型分析自然环境和生产灌溉措施对用水效率的影响。结果表明，中国粮食水资源利用效率尚有很大的提升空间，综合效率和纯技术效率均呈倒"U"型趋势，而规模效率则呈先上升后稳定的趋势。空间分布方面，规模效率呈现出沿海地区高于内陆地区的特征；北部沿海、东北和长江中游粮食主产区水资源利用综合效率较低主要是由于纯技术效率较低所致，黄河中游和西南主产区综合效率较低主要是由于规模效率较低所致。进一步的影响因素分析表明，有效灌溉比例和育种技术发展均对3种效率产生正向影响，农村水源建设则对3种效率具有负向影响；此外，灾害程度对综合效率和规模效率产生负向影响。基于以上结论，对粮食水资源管理政策的实施提出了针对性建议。

生态耕种对提升耕地保护成效、保障农作物质量安全有着重大意义。利用江西省11市47县（区）1 488份水稻种植户的微观调查数据，基于最小二乘线性（OLS）回归和Heckman回归模型从整体上测度生态耕种对农户收入的影响，再引入分位数回归模型深入分析生态耕种对不同收入层次农户的收入效应。结果表明：（1）采纳生态耕种从整体上能够提高农户家庭的人均耕地收入，但会因农户的收入水平不同产生差异化的影响。（2）生态耕种对极低和低收入农户人均耕地收入具有正向影响，对中等及以上收入农户具有负向影响，仅对高等收入农户的人均耕地收入影响显著。（3）生计分化和耕地收入比重2个控制变量均会对农户人均耕地收入产生显著影响。鉴于此，提出了对低收入农户加大生态耕种政策扶持力度、积极引导中高收入农户的非农就业、切实加强耕地适度规模化经营等政策建议。

研究生态环境与经济效益的协调发展关系以实现城市可持续发展是土地科学的焦点。基于2000-2015年惠州市遥感影像，通过CA-Markov模型预测研究区2025年土地利用状况，以1 km×1 km惠州市土地利用数据为基础，以生态系统服务价值表征生态，以GDP表征经济，运用经济协调度模型对惠州市生态与经济协调度进行耦合，开展时空演变分析及预测，同时采用Getis-Ord Gi^*分析其空间异质性，以此揭示快速城市化区域的生态环境与经济发展耦合协调关系和空间分异特征。结果表明，模拟预测2025年的惠州市土地利用格局与其他时期相比，土地利用效率较高，景观破碎化现象相对于前期得到有效缓解。经济环境协调变化指数在近20 a变化较大，生态经济失调区域面积大于生态经济协调区域面积，空间分布上失衡，生态环境质量低和经济发展过快的两极化现象较为严重，生态与经济协调水平总体不高，发达地区周边的局部区域从不协调向协调转变，并有逐渐扩大趋势。经济协调度空间分布模式从2000年的冷点单一聚集发展为2025年的冷热点2种集聚模式共同分布，同时热点向冷点逐渐迁移。目前快速城市化区域的经济与生态协调发展水平较低，形势较为严峻，但已有转好的趋向，并且空间差异不均衡和两极化发展问题较为突出，发达地区在发展经济的同时需要加大生态修复和保护力度，实现生态与经济协同可持续发展。

为了加强土壤施肥管理及农业面源污染控制，实地采集太滆运河流域120份表层（0~20 cm）土壤样品，运用数理统计与ArcGIS相关技术，对不同用地方式下土壤pH值、有机质（SOM）、全氮（TN）、全磷（TP）含量及其空间分布特征进行了研究。结果表明，研究区pH平均值为5.36，土壤呈酸性。TN、SOM含量丰富但TP较缺乏，分别达到全国第二次土壤普查养分分级标准中的二级、二级、五级水平。不同用地方式下土壤pH值、TN、SOM含量差异达极显著水平（P<0.01）。pH值依次为空地 > 水田 > 林地 > 水浇地 > 果园，TN含量依次为水田 > 水浇地 > 果园 > 林地 > 空地，SOM含量依次为水田 > 果园 > 水浇地 > 林地 > 空地，化肥用量及种类、种植制度、植被覆盖、耕作管理及政策是造成这种差异的主要原因。受单一施肥、土壤磷淋洗及流失影响，不同用地方式土壤TP含量之间并无明显差异。Spearman相关分析表明，土壤TN含量与pH值呈显著负相关（P<0.05），与SOM、TP含量分别呈现极显著正相关（P<0.01）。不同用地方式下土壤pH值介于小变异到中等变异之间，TN、SOM含量均属于中等变异，TP含量除空地外均属于高等变异。太滆运河流域酸性土壤分布广且均匀，TN和SOM含量高值区主要集中在太滆运河中游及下游地区，TP含量较高值区域集中在中下游南侧。

掌握土壤氮素的空间分异特征是实现养分优化管理的重要基础。以江苏省扬中市为研究区，基于田间采样的99个土壤碱解氮样本数据，运用地统计学与缓冲区分析方法，研究县域稻田土壤碱解氮的空间变异特征及其影响因素。结果表明，研究区土壤碱解氮平均含量为114.30 mg·kg^-1，处于较丰富水平。半方差分析结果显示，土壤碱解氮空间分布具有中等程度的空间自相关性。空间插值结果显示，扬中市土壤碱解氮空间分布总体上呈斑块状，大致表现为中部高、两端低，高值区主要位于研究区中部3镇，在工业区与养殖基地附近均出现局部高值区。影响因素分析表明，城镇化、土壤质地、产业分布、农户经营等因子对研究区土壤碱解氮空间分布均具有较大影响。距离养殖合作社1 km以内区域的土壤碱解氮易于积累，工厂、企业对周边600 m范围内的土壤碱解氮含量影响显著（P<0.05）。

为探明鲁西南黄河冲积平原地下水氟碘化合物浓度、地理分布及其成因，在鲁西南黄河冲积平原的主要核心区域菏泽市境内采集208个水样进行分析。结果表明，该地区深层地下水样品氟化物含量全部超过GB/T 14848-2017《地下水质量标准》中Ⅲ类标准限值1.0 mg·L^-1，浅层地下水样品有60.3%超标。61.8%的深层地下水和56.3%的浅层地下水样品碘化物浓度高于世界卫生组织（WHO）的推荐标准值（≤ 0.15 mg·L^-1）。井深对地下水氟化物、碘化物浓度影响明显，其中浅井水氟化物浓度随水层深度的增加而增大，碘化物严重超标率随水层深度的增加而下降，且严重超标的水层主要集中在30 m以内，深井水氟化物、碘化物超标严重的水层则集中在400 m以下。

选择黔西南水稻种植区为研究区，共布设111个点，采集土壤样品并对其Cd、Hg、As、Pb和Cr这5种重金属含量及pH值进行分析。基于多元统计分析和污染风险评价等方法，揭示研究区水稻土重金属污染的主要来源及其潜在风险。结果表明：（1）水稻土重金属平均含量从大到小依次为w（Cr）（201.68 mg·kg^-1） > w（Pb）（38.25 mg·kg^-1） > w（As）（30.70 mg·kg^-1） > w（Cd）（0.68 mg·kg^-1） > w（Hg）（0.22 mg·kg^-1）。与GB 15618-2018《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准（试行）》中规定的风险筛选值相比，Cd和As含量高于相应的限定值（0.60和25.00 mg·kg^-1），Hg、Pb和Cr含量均低于筛选值，说明研究区水稻土主要存在Cd和As污染风险。（2）水稻土重金属来源分析结果表明，土壤中Cd与Pb以及Hg与As呈显著正相关关系，具有相同的来源，主要与当地燃煤、汽车尾气和金矿冶炼等污染点源排放有关。（3）单因子污染指数分析结果显示，水稻土重金属污染程度从大到小依次为Cd > As > Cr > Hg > Pb，研究区内39.64%点位的内梅罗综合污染指数超过1。（4）潜在生态风险指数（RI）分析发现，5种重金属的潜在生态风险指数为63.78，小于轻微的生态危害下限，表明研究区水稻土潜在生态危害较轻。

大熊猫自然保护区对于维护周边生物多样性有重要作用，2008年汶川地震使附近众多大熊猫栖息地出现严重的生态退化。基于龙溪-虹口国家级自然保护区1998、2007、2008和2017年4个时相的Landsat影像，运用主成分分析法，集成绿度（NDVI）、湿度（WET）、干度（NDSI）和热度（LST）4项指标构建遥感生态指数（RSEI）综合评估模型，对研究区的生态环境状况进行综合评估。结果表明，龙溪-虹口自然保护区1998、2007、2008和2017年的RSEI值分别为0.748 1、0.752 1、0.411 0和0.599 1，说明研究区生态环境状况先转好后变差再转好，但从整体来看出现了一定的退化。地震前后生态环境变化明显，海拔1 400~2 600 m的中山和亚高山地区生态环境状况呈明显恶化趋势，主要原因是地震造成大量植被破坏、水域面积缩小以及出现大量裸露土地。绿度和湿度是生态环境状况的关键影响因素，对其具有正向作用，而干度和热度对生态环境状况起负向作用。

老山景区是南京市的生态屏障及生物多样性保护区，以森林为主体，生态区位极其重要。以研究该景区近17 a景观格局动态变化为目的，运用基于面向对象的模糊分类法和C5.0决策树分类法以及基于像元的最大似然法、人工神经网络法和支持向量机法对研究区2001、2005、2009、2013和2017年5期Landsat影像进行地类信息提取，并运用Fragstats 4.2软件提取多种景观格局指数，对老山景区2001-2017年景观格局动态进行对比分析。结果表明：基于面向对象的模糊分类法精度最高，分类总体精度为91.79%，Kappa系数为0.83。随着景区生态公园的建设与改革，景区内景观破碎化程度加深，2001-2017年斑块数量（NP）呈上升趋势，2017年景区NP达653块，斑块密度（PD）为5.928 1块·km^-2；2017年蔓延度指数（CONTAG）比2001年有所增加，达59.41%，优势斑块类型连通度提高；香农多样性指数（SHDI）上下窄幅波动，2009年达到最大值0.725 5。随着景区建设逐渐成熟，总体开发进程缓慢进入有序状态，老山景区逐步向均衡性、稳定性方向发展。

草原生物量碳的估算往往基于大规模的空间采样，忽略了草原的群落组成和空间差异，可能影响评价结果的准确性。研究选择内蒙古温带荒漠草原10种不同典型群落类型，测定地上、地下生物量碳密度，探讨不同群落类型地上、地下生物量碳分配特征，最后对草原地上、地下生物量进行评估。主要结论如下：（1）温带荒漠草原以35.18×10⁶ hm²的面积，贡献了120.44 Tg的生物量，其中地上生物量15.67 Tg，地下生物量104.78 Tg；（2）温带荒漠草原的平均生物量碳为406.75 g·m^-2，其中白刺群落的地下生物量碳最高[（921.58±354.29）g·m^-2]，不同群落的地上生物量碳差异不显著（P>0.05）；（3）温带草原的平均根冠比为4.79，其中荒漠草原根冠比较高，为6.69；（4）地下生物量碳沿不同土层的分布特征可分成指数型和抛物线型2类。多根葱、红砂、霸王、戈壁针茅、沙生针茅、冷蒿、中间锦鸡儿以及小叶锦鸡儿等群落属于指数型，其地下生物量碳集中在0~10 cm土层，拟合曲线为指数函数；白刺和梭梭群落属于抛物线型，其地下生物量碳主要分布在0~10和>20~40 cm土层，分布曲线符合二次函数。对草原地上-地下生物量碳开展评估，针对草原不同群落分别作曲线拟合，可以得出更为科学的生物量碳分配数据，为草原生态管理提供有力的理论支持。

为考察蓝藻水华对氧化亚氮（N₂O）排放的影响，于2016年8月对太湖不同藻华暴发区表层水体中N₂O浓度进行了测定。结果表明，太湖水体中N₂O浓度具有较大的空间差异性，其中河口区最高，平均约26.8 μmol·m^-3，而梅梁湾东北部区和太湖开敞区最低，平均仅4.0 μmol·m^-3。相关性分析结果表明，太湖表层水体中N₂O与叶绿素a（Chl-a）浓度呈显著正相关（P<0.05）。室内微宇宙模拟试验结果显示，在硝酸盐氮充足的条件下添加少量蓝藻的处理组[ρ（Chl-a）约为80 μg·L^-1]N₂O释放通量显著高于对照组[ρ（Chl-a）约为30 μg·L^-1，P<0.001]。但是随着蓝藻添加量的增加，N₂O的释放通量又呈显著下降趋势（P<0.001），这表明在氮不受限的条件下，一定浓度的蓝藻可促进N₂O的产生，而高浓度的蓝藻则可能对N₂O的释放起抑制效应。乙炔抑制试验中，N₂O产生速率则随着Chl-a浓度的增加急剧升高，说明微宇宙中的高浓度蓝藻可能同时加快了N₂O的产生和消耗，从而抑制了水体中N₂O的排放。

为探讨扰动方式对湖泊营养盐及蓝藻水华的影响，于2018年7月进行了19 d的室内模拟风浪扰动实验。研究结果显示，不扰动、间歇扰动和持续扰动3种处理方式下TN、TP和TDP浓度均随实验时间呈下降趋势。间歇扰动的TN浓度减少最多，对照组与间歇扰动组、持续扰动组之间TN浓度存在显著性差异（P<0.05）。TDP浓度减少幅度从大到小依次为间歇扰动组、对照组和持续扰动组，且间歇扰动组与持续扰动组之间TDP浓度存在显著性差异（P<0.05）。实验结束时，对照组、间歇扰动组和持续扰动组的ρ（叶绿素）分别为251.8、136.2和327.6 μg·L^-1，对照组与间歇扰动组、持续扰动组之间ρ（叶绿素）存在显著差异（P<0.05）。间歇扰动有利于水体中氮的去除，适宜强度的持续扰动增加了叶绿素浓度，促进了藻类生物量的累积和蓝藻水华的暴发。

以冀北山区某矿区周边耕地为研究对象，通过分析25个土壤表层（0~20 cm）样品中Hg、As、Cd、Pb、Cu、Zn、Ni、Cr含量，基于地统计法分析土壤重金属的空间分布规律，采用单因子污染指数法（P_i）、内梅罗综合污染指数法（P_N）和潜在生态风险指数（I_R）评价耕地土壤重金属污染的潜在生态风险程度，并利用多元统计分析对土壤中重金属来源进行分析。结果表明：土壤中除As以外的其他几种重金属含量平均值均超出河北土壤背景值，Hg、Pb、Zn和Ni含量平均值未超出GB 15618-2018《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准（试行）》风险筛选值，Cd、Cu和Cr含量的超标率分别为33%、46%和8%，其中Zn、Hg、Cd、Pb、Cu和As含量高值区主要集中于矿区北部及中南部，Cr和Ni含量高值区出现在矿区北部和中部；各重金属的单因子污染指数从大到小依次为Cd > Pb > Cu > Hg > Cr > Ni > Zn > As。内梅罗综合污染指数显示重金属污染较严重，1个样点为无污染，其他24个样品均表现为不同程度污染。综合潜在生态风险等级为轻微，8种重金属的I_R为38.1~218.8，Cd和Hg为污染的主要贡献因子。来源分析表明，土壤中Hg、As、Cd、Zn、Pb和Cu主要受人为污染因素影响，Cr和Ni主要受成土母质及地质活动的影响。

畜禽养殖场污水处理系统中抗生素抗性菌、抗性基因的富集和扩散对生态环境和人类健康具有潜在风险，因此有必要对畜禽养殖污水生物处理系统中的抗性菌、抗性基因的种类和遗传特性等进行研究。笔者从江苏某肉鹅养殖场污水处理系统的二沉池污泥样品中分离得到一株诺氟沙星抗性菌TY-1，根据其形态、生理生化特征及16S rRNA基因鉴定结果，该菌株属于鞘氨醇单胞菌属（Sphingomonas）。对鞘氨醇单胞菌属的全基因组分析表明，菌株TY-1含多种抗生素抗性蛋白，包括腺苷三磷酸结合盒转运蛋白（ABC transporter）、主要易化子超家族转运蛋白（MFS transporter）和细胞色素P450脱氢酶，与鞘氨醇单胞菌属的对应功能酶具有很高的同源性。对比鞘氨醇单胞菌属抗生素抗性基因的基因簇发现，这些抗性基因在鞘氨醇单胞菌属中普遍存在，表明其在该菌属中有一定的保守性。研究结果可为畜禽养殖场污水处理系统中含抗生素抗性基因的致病微生物的生态风险评估等相关研究提供参考。

筛选到一株能降解腈类化合物的暗灰链霉菌（Streptomyces canus）CGMCC 13662，该菌的生长细胞能在120 h内完全降解0.5 g·L^-1苯甲腈，而其静息细胞仅需24 h就能完全降解苯甲腈。生长细胞只能将苯甲腈代谢为苯甲酰胺，而静息细胞还能继续将苯甲酰胺代谢为苯甲酸并进一步降解。暗灰链霉菌CGMCC 13662能同时降解苯甲酸代谢的中间产物儿茶酚和原儿茶酸，表明该菌株代谢苯甲酸主要通过儿茶酚和原儿茶酸途径。CoCl₂诱导的菌体在苯甲腈代谢的前8 h内产生苯甲酸的量比无CoCl₂诱导时低6倍，CoCl₂可改变苯甲腈代谢流。苯甲腈的降解速率在酸性条件下降低，而苯甲酰胺的降解对pH值变化敏感，仅在pH值为7.5时达到最高。添加苹果酸盐后苯甲腈的降解半衰期由5.4减少到3.8 h，是转化苯甲腈的最适共代谢基质。葡萄糖和蔗糖对苯甲腈降解没有影响，但能抑制苯甲酰胺的进一步降解。该研究可为消除环境中苯甲腈及其中间代谢污染物以及探究苯甲腈代谢机制提供理论依据。

以速生桉树（Eucalyptus robusta）皮为原料，焦磷酸钾为活化剂，采用响应曲面法研究了不同剂料比、活化温度、升温速率及活化时间对制备活性炭的影响。借助X射线衍射（XRD）、比表面积和孔隙分析仪、傅里叶红外光谱（FT-IR）、激光拉曼光谱（laser-Raman spectrum）等分析方法对不同炭化温度下制备的活性炭进行物理化学性质的表征，并考察其对碘和盐酸四环素的吸附性能。结果显示，通过二次多项模型得到的最佳制备条件为：剂料比0.9，活化温度710℃，升温速率30℃·min^-1，活化时间30 min，制备的活性炭比表面积为611.373 m²·g^-1，总孔容积为0.537 9 cm³·g^-1，平均孔径为3.52 nm，对碘的吸附值为1 225 mg·g^-1。该活性炭对盐酸四环素的吸附受孔径分布和表面化学性质的共同控制，吸附行为符合Langmuir等温吸附模型。