河流水动力条件对大型底栖动物分布影响研究进展

大型底栖无脊椎动物(简称"底栖动物")是河流生态系统重要的生物类群,其组成与分布受河流水动力条件影响显著.对世界范围内不同气候带的7条大型河流的研究发现,底栖动物在河流纵向上展现出了明显的分布特征:①山区树线以上,粗颗粒有机物有限,直接收集者占绝对优势,其中流速大的河段以适应流水的摇蚊幼虫为主,流速低的河段以寡毛类为主.②树线以下的上游河段,充足的凋落物进入河流,流速大的河段以抗冲刷能力强的水生昆虫(如蜉蝣目)为主,流速低的河段以寡毛类和摇蚊幼虫为主.③中下游河段以及河口地区,河流比降小、水深大、流速小、底质较细,受一定程度的人类活动影响,寡毛类、摇蚊幼虫和软体动物等较为常见,其中寡毛类和软体动物主要栖息在淤泥底质中,摇蚊幼虫在沙质河中更为常见.底栖动物的物种数量及组成与底质的稳定性、河流含沙量、降水量等因素相关.水动力条件中的底质、含沙量及流速对底栖动物的影响最为显著:①底栖动物物种数随着底质粒径和稳定性的降低而减少,在卵石底质中达到最大值.②含沙量增加导致底栖动物的物种数和密度显著下降.③汛期水动力条件的改变直接导致底栖动物密度和优势种变化,汛期过后则优势种恢复,密度达到年内最大值.研究推测气候通过影响底栖动物食物网来影响其密度,而不是种类.建议今后增强气候变化对底栖动物食物网及密度综合影响的研究.     

雅鲁河呼伦贝尔段大型底栖动物群落结构特征及水质生物学评价

在呼伦贝尔市境内雅鲁河流域设置12个点位采集大型底栖动物进行调查研究并对水质状况进行生物学评价。共采集到底栖动物24种,隶属于8目22科,其中水生昆虫19种,占总数79.2%,各点位种类不丰富。各点位优势种不同,但基本都以对水质敏感类群和中等耐污类群为主。各点位密度和生物量差异较大,底栖动物平均密度为89~493ind/m2,平均生物量为0.42~11.69g/m2。调查区域大型底栖动物以集食者和捕食者种类较多,分别为6种;各功能摄食类群分布受空间资源位的限制。Shannon-Wiener多样性指数评价结果为上游点位水质为轻-中污染型,下游点位水质为中-重污染型,BI指数评价结果显示除南大河水质为中度污染外,其余点位水质均为清洁。     

乌江主要支流夏季底栖动物群落组成及其与汞污染的相关性

对贵州省境内乌江流域的16条主要支流进行了底栖动物调查,共获底栖动物78种,分别隶属于4门7纲17目39科,密度为22～21 712 m-2. 瓮安河及其下游各支流底栖动物的种类和数量较丰富,上游各支流的种类和数量则较少. 从群落相似性看,上游支流以节肢动物占优势,群落组成较相似,中下游支流以软体动物占优势,群落组成差别较大. 以HAKANSON的潜在生态危害系数法进行评价,结果表明,流域中底泥汞生态危害程度表现为轻微、中等或强度危害. 底栖动物物种数和密度与底泥汞的潜在生态危害系数均呈负相关关系,但相关性不显著(R分别为-0.32和-0.12,P＞0.01),因此,流域汞污染对底栖动物的影响还有待进一步研究.      

滦河流域浮游生物与底栖动物分布特征调查研究

基于2010年7月、10月两次对滦河流域的上游高原、中游山区以及下游平原河段21个典型断面水生生物调查,并采用Shannon-Wiener多样性指数、Pielou群落均匀度指数和Simpon指数对各区域的浮游生物与底栖动物的群落组成、生物多样性以及空间异质性进行生物多样性评价。结果表明:滦河流域浮游植物的优势种整体上以绿藻门和硅藻门为主,浮游动物以轮虫和桡足类为主要类群,底栖动物的主要类群为水生昆虫和软体动物;滦河流域浮游植物生态群落结构较稳定;浮游动物生态群落结构较不稳定;底栖动物种类以摇蚊科居多,生态结构较单一;滦河流域的水生生物类群组成及分布与水流、泥沙、水质等河流水文特征及河床底质类型密切相关,并可在一定程度上反映河流水环境状况。     

漓江大型底栖动物群落时空分布及水质生物评价

于2012年1月(枯水期)和8月(丰水期)在漓江上游甘棠江段、中游大圩江段和下游福利江段采集到大型底栖动物样品共374个,采用均匀度指数、Margalef丰富度指数、Simpson指数和Shannon-Wiener指数分析了漓江大型底栖动物的多样性.结果表明,漓江水系大型底栖动物群落结构的时空分布差异显著,枯水期采集到42个分类单元、8632个底栖动物,物种数和个体数均少于丰水期采集到的46个分类单元、10842个底栖动物,但枯水期主要河段的物种多样性比丰水期要好.漓江中、下游大型底栖动物的功能摄食类群均以刮食者为主,表明中、下游生态系统的初级生产力属性要高于上游.采用BI指数(Biotic Index)对漓江各江段进行水质生物评价,结果显示,漓江水系枯水期的水生态质量要优于丰水期;上游和下游水生态质量相对较好,中游水生态质量较差.因此,建议在丰水期加强漓江中游大圩段的环境保护力度,提高漓江整体水生态质量.     

梯级电站作用下牡丹江底栖动物沿程变化规律

水电站运行影响河流的栖息地环境,进而影响底栖动物群落结构,从而对河流生态健康造成影响.基于牡丹江镜泊湖电站至石岩电站江段的底栖动物采样数据,分析该江段的底栖动物沿程变化规律以及梯级水电站群对水生态环境的影响.结果表明,梯级电站的运行对研究江段的多种生境因子造成了影响,改变了江段内底栖动物的群落结构.在电站的上游和下游,底栖动物群落结构差别明显,其中,电站下游环境敏感种的数量多于上游.相比坝式水电站,引水式水电站对底栖动物的影响较小.空间上来看,电站运行影响沿程逐渐减弱,底栖动物的密度和丰度呈现沿程增加的趋势.     

夏季漓江不同底质类型和沉水植物对底栖动物分布的影响

2012年8月对漓江流域的河床底质、沉水植物、底栖动物和相关环境因子进行了调查,共采集了8个区域,底质类型分为淤泥、卵石、砾石3种底质,植物类型分为无水草(No plant)、亚洲苦草(Vallisneria spiralis)、轮叶黑藻(Hydrilla verticillata)、亚洲苦草+轮叶黑藻(Vallisneria spiralis+Hydrilla verticillata)4种类型,共采集大型底栖动物42种,隶属6纲34属,采用物种相似性、密度和生物量、功能摄食类型、多样性指数等参数,利用CLUSTER、NMDS和单因素方差(One-way ANOVA)分析方法,研究底栖动物在不同区域的差异.不同底质中的底栖动物物种组成、密度、生物量、功能摄食类型相对丰度、Shannon-Wiener指数和Margalef物种丰富度指数都有明显差异,尤其是淤泥底质差异显著(p0.05);在相同底质中,沉水植物的存在使底栖动物物种相似度、生物量、滤食者相对丰度有一定增加,总密度有一定程度的减小;在卵石底质中,轮叶黑藻中的底栖动物总生物量、功能摄食类型相对丰度和亚洲苦草中差异较大;在砾石底质中,亚洲苦草和亚洲苦草+轮叶黑藻中的底栖动物参数差异很小.通过冗余分析(RDA)能较好的解释差异的产生,底质类型对底栖动物分布的影响比沉水植物类型大,而且两者有较强的交互作用.     

中山市高平镇潮间带底栖动物污染监测评价

通过分析研究中山市高平镇洪奇沥潮间带的底栖动物的种类、生物量、优势度等各种生态指标得出该河道水体污染达到较轻的富营养化水平。并从底质、水体有机物等方面分析了污染原因，根据实际情况提出了对策和建议．     

基于鱼类和底栖动物生物完整性指数的济南市水体健康评价

F-IBI（fish index of biological integrity,鱼类生物完整性指数）和B-IBI（benthic-macroinvertebrate index of biological integrity,底栖动物生物完整性指数）在大尺度流域范围内应用较广,但在城市水体中的应用研究较少.为了解F-IBI和B-IBI在城市水体中的适用性,分别于2014年和2015年的5月、8月和10月分6次对济南市水体进行野外采样调查,共设46个采样点（其中,12个采样点位于水库,34个采样点位于河流）,采集底栖动物和鱼类,并测定了23个水环境因子.依据生物物种丰富度、种类个体数量比例、敏感性和耐受性、营养结构、繁殖共位群、物种多样性等功能属性,共计算底栖动物生物参数27个、鱼类生物参数22个.采用箱体图法和累计系数法,分别对河流型水体和水库型水体的生物参数进行筛选.根据百分位数法,共划分健康、较好、一般、较差、极差5个等级.通过Pearson相关性检验法判定鱼类和底栖动物评价结果的一致性.结果表明:①底栖动物总分类单元数、BMWP指数、鱼类物种数、鱼类个体数为河流型水体和水库型水体共同核心参数.②鱼类评价结果显示,健康样点6个、较好样点7个、一般样点9个、较差样点12个、极差样点12个,底栖动物依次分别为6、6、8、17、9个.③F-IBI和B-IBI相关系数为0.56,相关性较为显著.研究显示,济南市南部黄河区、小清河区东部生物完整性较高,城区东部及北部徒骇马颊河区生物完整性较差,鱼类和底栖动物评价结果具有较强的一致性.      

太子河流域大型底栖动物群落结构空间分布特征

根据2009年5月太子河流域大型底栖动物野外调查结果,分别采用聚类分析(CA)、偏典范对应分析(pCCA)和指示种分析等方法,探讨了大型底栖动物在太子河流域的空间分布特征,确定了影响该流域大型底栖动物空间分布的主要环境要素,分析了不同生态区中大型底栖动物的群落差异. 结果显示,太子河流域大型底栖动物群落的空间分布差异明显,可将其划为3个空间分布区,即上游山地生态区、中游丘陵生态区和下游平原生态区;土地利用、水污染、河道物理特征和基本水质指标是影响该流域大型底栖动物群落分布的主要环境要素,总体解释率约为36.6%. 表明太子河流域大型底栖动物受到多种人为活动的干扰.      

黄河干流全河段浮游植物群落特征与水质生物评价

为明晰水利工程修建后的黄河干流生态完整性与多样性状况,于2019年春季及秋季对黄河干流自源区至河口全河段浮游植物群落进行了调查.共鉴定浮游植物8门130属350种,春季（229种）和秋季（307种）物种数分别占总物种数的65.43%和87.71%,硅藻门和绿藻门均为两季浮游植物优势门类;春秋两季所有断面浮游植物密度及生物量平均值分别为162.39×10⁴cells/L、2.53mg/L和141.12×10⁴cells/L、3.04mg/L;根据多样性指数进行水质生物评价,秋季整体水质优于春季水质.受水库影响断面的浮游植物密度与生物量均大于临近自然河道断面;多年调节水库和年调节水库浮游植物现存量为库首>库中>库尾,不完全年调节水库则与之相反,日调节水库库区内三个断面差异不大.水质生物评价结果表明,黄河干流自源区至河口的污染程度逐渐增加.     

饮用水净化工艺中磷的去除研究

利用一种新的微生物学分析方法,研究了原水中微生物可利用磷(MAP)以及总磷(TP)、溶解性正磷酸盐(SRP)在净水工艺中的去除情况.结果表明,生物预处理、生物活性炭及常规的混凝沉淀砂滤工艺均使水中的MAP、TP及SRP大大降低;生物预处理和生物活性炭对水中MAP的去除效率高于对TP的去除效率;常规处理对原水中MAP的去除率超过90%,TP的去除率在80%以上.臭氧氧化对水中TP和SRP的影响不大,但是使MAP增加.试验原水经过净水处理后,水中可供细菌利用的磷源降低到很低的水平,说明处理后的水中磷源可能成为水中细菌生长的限制因子.     

环介导等温扩增(LAMP)技术检测水源病原菌

微生物指标是水质安全的重要指标之一,但是由于技术原因,大部分病原微生物并未被纳入水质监测中。目前各类水质标准中只有病原指示微生物的指标,然而这些指标与病原微生物的相关性并不理想。因此,开发快速简便的病原微生物检测技术是改进水质生物检测和监测的关键。环介导等温扩增技术是一种快速检测DNA且不依赖昂贵检测设备的PCR技术。尝试利用该技术检测水中的8种常见指示菌和病原菌:总大肠杆菌、沙门氏菌、鲍氏志贺氏菌、大肠埃希氏菌O157∶H7、小肠耶尔森氏菌、嗜肺军团菌、绿脓杆菌和结核杆菌,获得了针对其中5种细菌的毒力基因的特异性引物和最优等温PCR条件。环介导等温扩增技术的灵敏度可在45min内检测出100个基因拷贝,并能在原污水中对病原菌进行定性检测。     

上海市河道周丛藻类群落特征与环境因子间的关系研究

通过对上海地区主要水体黄浦江、苏州河7个断面周丛藻类群落及水质情况的全年连续监测,同时结合研究区域的物理生境、水文学指标等环境因子,采用多元统计方法,分析藻类群落的种类组成与数量特征,以及环境因子对藻类群落的主要影响关系.结果表明,①周丛藻类群落具有明显的时空变化趋势,藻类数量及群落密度均在上游区域以及水温较高条件下增加,而群落多样性则在下游及低温条件下显著降低（p<0.05）;②水质、水域功能区划类型以及氮、磷等营养物质浓度是影响藻类种类组成及分布差异的主要环境因子;③一些具有较高优势度的周丛藻类,如系带舟形藻（Navicula cincta）、微小色球藻（Chroococcus minutus）和钝脆杆藻（Fragilaria capucina）对水体氮、磷营养物质变化具有很高的敏感性,从而可作为不同区域水体水质的有效指示藻类.     

小浪底水库对河道水质净化能力的影响

依据《地表水环境质量标准》(GB3838-2002),采用单因子评价方法,分别对小浪底水库建成前3年和建成后4年的河道水质进行评价,结果表明,小浪底水库建成后,在库首断面水质持续恶化的情况下,小浪底坝下水质状况却明显好转,说明小浪底水库库水对原水污染物有较强的净化能力,从而使下游河段水质得到改善。     

多孔生物质基材用于城镇污水处理厂尾水深度净化的试验研究

为探讨城镇污水处理厂尾水的深度净化技术,以农林秸秆生物质发电后的废料制成的生物质基材为填料,考察填料对城镇污水处理厂尾水的处理效果,并借助Miseq高通量测序技术对移动床生物膜反应器（MBRR）中的悬浮填料,多孔生物质基材中生物膜的微生物群落组成和结构进行了解析。结果表明:多孔生物质基材能够深度净化市政污水处理厂尾水,对MBBR出水NH₄+-N、TN、COD和TP的平均去除率分别提高了0.9%、19.0%、7.1%和10.5%。此外,由于多孔生物质基材的微生物物种丰度和多样性高于MBBR,其微生物群落结构中反硝化相关菌属占优势（24.2%）,并含有一定比例的聚磷菌（4.6%）和自养硝化菌（1.3%）,因此多孔生物质基材更利于脱氮除磷等功能菌群的富集和生长,可对污水的强化处理起关键作用。该结果可为城镇生活污水处理厂尾水深度净化过程中强化脱氮除磷的工程化应用提供依据和参数。     

无机盐对活性污泥沉降性的影响

针对海水冲厕工程的实施 ,试验研究了无机盐对活性污泥沉降性的影响。以无盐稳定运行系统作为参照系统 ,分别研究了 2 0g L和 35g L盐度驯化系统内活性污泥絮凝体的形态、污泥沉降特点以及污泥微生物生态。在此基础上探讨了絮凝体的结构。试验结果表明 ,无机盐改变了活性污泥微生物生态 ,改变了絮凝体的结构 ,加强了污泥的沉降性。     

污染场地水平修复井技术的研究进展及应用实践

常用的污染场地原位修复技术主要通过竖直井实现,但竖直井修复技术存在单井接触范围小、精准度低、难以在地表设施较多的场地实施等问题。污染场地水平修复井技术通过水平定向钻进手段协同化学氧化/还原、气相抽提、地下水抽出处理等修复方式靶向去除场地土壤/地下水污染区域的污染物,克服了竖直井修复技术的不足,适用于在产设施和构筑物下方的土壤/地下水修复。针对该技术的应用原理、技术优势及局限性、国内外研究进展等方面进行探讨。该技术在J省N市某石油烃污染场地进行了工程示范,并结合软件模拟论证,采用水平修复井技术协同碱活化的过硫酸钠药剂注入。结果表明:该技术的实施不受修复区域地表市政设施的限制,对场地及周边环境扰动小,单井接触范围大,修复精度更高,工期100 d内石油烃浓度降低了96.47%,达到修复目标值。该技术的成功示范可为我国原位修复技术的发展提供切实可行参考,其推广和使用前景广阔。     

磁场水处理技术中微观电磁感应行为分析

运用电磁学基础知识,引用分子电流模型,通过数学推导,分析得出水系统中微观粒子因受到电磁感应影响,可引发电子云分布改变。同时论证说明各磁场因素对该过程的影响,并通过试验进行了验证。分析表明:在磁场水处理技术中,微观电磁感应现象更具有普遍意义,进一步揭示磁场水处理技术的磁场作用机理,为磁场水处理装置的设计与应用提供了依据。     

枯水期赣江流域氮磷的分布特征

于2006年1月对赣江流域地表水进行了系统采集,分析研究了水体中各形态氮磷含量分布特征,结果表明,赣江水体中主要的氮素形式是NO3--N,支流中以袁水NO3--N(2.57 mg/L)和TN(3.32 mg/L)含量最高,赣江中支NH4+-N(1.26 mg/L)和TP(0.07 mg/L)含量为全流域最大值。沿水流方向赣江主干流TN开始呈现明显下降趋势,而后又呈上升趋势。赣江流域从上游至下游NO3--N、TN有明显的上升趋势,NH4+-N变化趋势不是很明显,TP在中游处最低,下游比上游高。赣江水中三态无机氮处于较稳定的热力学平衡状态。