微齿眼子菜与马来眼子菜对水深变化的适应性比较研究

水深与水位波动是影响湖泊中沉水植被分布格局和物种多样性的重要因子。在洱海开展为期2个多月的原位实验，从大型浮台上悬挂吊盆模拟不同的水位梯度（2、4和6 m）和水位变化模式（水位上升、水位下降和水位波动）对微齿眼子菜和马来眼子菜生长的影响。实验结果表明：水深梯度和水位变化模式对两种植物的生物量、株高、节数和叶片数具有显著影响，推测微齿眼子菜在洱海的临界生长水深约为5 m，马来眼子菜的临界生长水深为35 m；超过临界水深后两种植物生物量和叶片数下降、株高和节数不增长。在2 m初始水深处光照相对充足，生物量随时间稳定增长，水深增加（20 cm/6 d×60 d）对两种植物的生物量均未造成显著影响，株高和节数随水深显著增加，具有响应空间增长的潜力。在初始水深为4 m时，进一步增加水深（20 cm/6 d×30 d）会抑制微齿眼子菜生长，继后减少（-10 cm/6 d×30 d）水深仍无法使其恢复生长；但先减少水深后增加水深可以小幅促进其生长。在初始水深为4 m时，3种水位变化模式对马来眼子菜的生物量影响不大，但减少水深后增加水深可以小幅促进其生长。初始水深6 m抑制两种植物的生长，并导致马来眼子菜死亡。实验结果表明，微齿眼子菜比马来眼子菜对弱光耐受性更好     

鄱阳湖典型湿地沉水植物的分布格局及其水环境影响因子

沉水植物是湖泊湿地生态系统中关键组分,调查研究沉水植物分布格局及其水环境影响因子,对于沉水植被的恢复与重建具有重要的指导意义。2013年5月初期分别对鄱阳湖典型湿地区域中有沉水植物的25个样地进行群落结构调查,采用系统取样方法对沉水植物进行调查采样并监测水环境因子,在野外调查的基础上运用GIS软件制作鄱阳湖典型区域沉水植物的生物量分布图,并采用主成分分析(PCA)和典范对应分析(CCA)方法分析其主要影响因子。结果表明:鄱阳湖湿地沉水植物以苦草(Vallisneria natans)为广布种,其中蚌湖及白沙湖以黑藻(Hydrilla verticillata)为优势种,白沙洲及乐安河龙口段以苦草为优势种,伴生种主要有金鱼藻(Ceratophyllum demersum)、马来眼子菜(Potamogeton malaianus)、菹草(P.crispus)、小茨藻(Najas minor)、大茨藻(N.marina)、刺苦草(V.spinulosa)和水车前(Ottelia alismoides)等。采用双向指示种分析法将研究区沉水植物分为6个群落;5月初大部分沉水植物尚处于生长季初期,生物量相对较低,仅菹草的生物量较大;沉水植物与浮叶植物共存现象明显。主成分分析(PCA)结果显示,第一主成分中水深、总磷和溶解氧等因子的系数值较大,第二主成分中pH值、化学需氧量和水体透明度等因子的系数值较大,是影响沉水植物分布的关键因子;典范对应分析(CCA)结果显示,水深、总磷和总氮对苦草和黑藻的影响显著,水体透明度是马来眼子菜的主要影响因子。     

三峡库区中段水体微生物群落结构与环境因子相关性研究

为研究三峡库区中段水体微生物多样性的变化以及群落结构与环境理化性质的相关性,以三峡库区涪陵、忠县、万州为研究区域,分别于2018年高水位期(1、3月)和低水位期(5、7、9月)进行采样分析,结合水质分析及16S rRNA高通量测序分析,对中段水体3个点位的微生物多样性进行研究,并对不同时期的微生物群落结构与环境因子进行相关分析.结果 发现:三峡库区中段水体微生物多样性表现为库区中段上游涪陵高于中下游忠县和万州.经群落组成分析得出,库区中段水体微生物的优势菌门无差异,主要优势菌群为Proteobacteria(80.50％～21.51％)、Actinobacteria(32.60％～9.98％)、Bacteroidetes(6.89％～3.50％)、Cya-nobacteria(9.65％ ～0.08％)等.微生物群落结构组成存在显著的时间变化性,Actinobacteria、Firmicutes、Planctomycetes与Cyanobacteria等菌门的相对丰度在库区高水位期高于低水位期,而最优势菌门Proteobacteria的相对丰度在高水位期低于低水位期.冗余分析表明总氮、溶解氧、水位是影响三峡水库中段水体微生物群落结构的主要环境因子.     

滨海芦苇湿地土壤微生物数量对长期模拟增温的响应

采用开顶式生长室(Open-top chamber,OTC)连续8 a(2008~2015年)长期模拟温度升高,研究滨海芦苇湿地不同土壤深度,及两种代表植物芦苇(Phragmites australis)和白茅(Imperata cylindrical)根际、非根际土壤可培养微生物数量变化对长期增温的响应。结果表明:(1)相对于对照,长期增温导致土壤可培养微生物的数量显著增加。其中,增温对土壤表层细菌、真菌的数量影响显著,细菌在第一层的增幅最大,增加率为34.16%,真菌在第三层的增幅最大,增加了64.42%。增温对20~40 cm土层放线菌影响显著,其中在第二层达到最大增加率59.47%;(2)长期增温对芦苇根际土壤微生物的根际效应变化的影响不大,表现为各土层芦苇根际效应增温对照,而白茅根际真菌和放线菌分别在第二层和第三层有显著差异;(3)不同的植物类型,其根际可培养微生物数量及根际效应对长期增温的响应不一致,表现为芦苇和白茅根际土壤可培养微生物数量及根际效应的增加幅度不同,这可能与植物不同类型,根际分泌物种类、数量的差异有关。     

巢湖湖滨带不同土地类型土壤DOM光谱研究

以巢湖北部湖滨带为研究区域,采集潮间带、植物湿地、林地和田地4种类型土地0～20cm表层土壤,利用紫外吸收光谱、三维荧光光谱结合平行因子法探讨不同土地类型土壤溶解性有机质(DOM)光谱特征。结果表明巢湖北部湖滨带4种土地类型土壤溶解性有机碳(DOC)与有色溶解性有机质(CDOM)、荧光溶解性有机质(FDOM)具有显著正相关关系(P<0.05),CDOM和FDOM也呈显著正相关关系(P<0.05);相较于其他3种类型土壤,植物湿地土壤DOC、CDOM和FDOM含量均为最高。紫外吸收光谱参数共同表明林地和田地土壤DOM分子量相对较大、疏水组分较高、芳香化程度较强。4种类型土壤光谱斜率比值(S_R)均小于0.70,荧光指数(FI)在1.40～1.90之间,表明土壤腐殖化程度较好,DOM具有内源与外源双重特征,以外源为主。植物湿地土壤自生源指数(BIX)和Fn(280)高于其他3种类型土地,且腐殖化指数(HIX)最低,表明自生源和类蛋白的组分高于其他3种土地类型,腐殖化程度最低。4种类型土地土壤DOM由类富里酸(Ex/Em=245, 320/420 nm)、类色...     

长江上游曲麻莱至玉树段春秋季浮游植物群落结构及多样性评价

于2012年春季(4月)和秋季(10月)对长江上游曲麻莱至玉树段的浮游植物进行初步研究。结果显示:浮游植物共3门62种(属),以硅藻门最多,42种(属),占67.8%,其次是绿藻门11种(属),占17.7%,蓝藻门9种(属),占14.5%。浮游植物优势种为普通等片藻(Diatoma vulgare)、长等片藻(Diatoma elongatum)、尖针杆藻(Synedra acus)、曲壳藻(Achnanthes sp.)、舟形藻(Navicula sp.)、桥弯藻(Cymbella sp.)、脆杆藻(Fragilaria sp.)、直链藻(Melosirasp.)、异极藻(Gomphonemsp.)、菱形藻(Hantzchia sp.)、小环藻(Cyclotella sp.)、小颤藻(Oscillatoria tenuis)、席藻(Phormidiumsp.)和小球藻(Chlorellasp.)14种,其中硅藻门12种(属),占优势种类的78.6%。浮游植物种类组成的季节变化不明显,春季(4月)和秋季(10月)均以硅藻为优势种群。浮游植物平均数量34.87×104 cells/L,平均生物量0.138 8mg/L,硅藻数量和生物量分别占87.86%和96.68%,为优势种群。浮游植物现存量表现为春季高于秋季,支流高于干流。Shannon-Wiener指数平均值2.51,Pielou指数平均值0.70,Marggalef指数平均值0.89,Shannon-Wiener指数、Pielou指数和Marggalef指数是秋季高于春季。结合浮游植物各项评价指标,得出长江上游曲麻莱至玉树段浮游植物群落结构比较稳定,种类分布较为均匀,水体属贫营养型,水域生态环境良好。     

三峡水库小江夏初水华暴发特征及原因分析

2013年5月对三峡水库小江回水区的水华发生过程进行了连续的动态监测与分析,以期了解水华过程中浮游植物群落结构的变化情况、小江夏初水华暴发特征及其主要的影响因素。期间共鉴定出浮游植物8门80属136种(含变种),以绿藻类为主(35属48种),蓝藻类(10属31种)和硅藻类(18属30种)次之,水华发生后期浮游植物及其蓝藻类的种类数少于初期和中期。浮游植物群落组成表现为蓝藻-绿藻型,且蓝藻门微囊藻占绝对优势,细胞丰度最高可达90%以上。浮游植物数量最高达10⁷cells/L以上,表层水体大于中层和底层水体。水华过程中,总氮处于重富营养水平,总磷处于轻-中富营养水平,不同水层的流速变化规律不同,其中中层与底层水体理化因子的变化特征基本一致,与表层水体有显著差异。冗余分析结果表明,浮游植物细胞总数与蓝藻数量及其微囊藻数量密切相关,与溶解氧、氮磷比等呈正相关,与总磷、流速等呈负相关,氮磷比及流速是水华发生的主要环境影响因素。     

太湖金墅港水源地蓝藻、细菌群落结构及垂直迁移规律研究

以太湖金墅港水源地蓝藻为研究对象,通过高通量测序技术分析水体和底泥中细菌的群落组成,同时检测常规水质理化因子,分析其对蓝藻变化的影响。结果显示,金墅港水体和底泥中细菌群落主要门组成相似,随着季节的变化水体中蓝藻群落结构的变化较大,底泥中蓝藻的群落结构变化较小;蓝藻门主要的优势科是微囊藻科(Microcystaceae)和聚球藻科(Synechococcales),蓝藻爆发期主要是微囊藻;影响蓝藻群落结构变化的主要环境因子是水温、溶解氧、总氮和总磷;金墅港全年共检测到12个属的溶藻细菌,主要为假单胞菌(Pseudomonas)和黄杆菌(Flavobaeteria),溶藻菌在细菌的占比与蓝藻相反,蓝藻水华爆发时比例较低,蓝藻水华爆发前期、末期则比例较高。此外还发现随着气温升高,底泥中蓝藻的繁殖优先于水体中蓝藻的繁殖;蓝藻爆发期,水体中蓝藻比例较高时会出现向底泥中迁移富集的现象。     

长湖水生植物多样性与生态位的季节性变化研究

根据2015年1、4、7、10月对长湖水生植物的调查结果,按季节分析了长湖水生植物的优势种、物种多样性、生态位宽度和重叠值的季节性变化.菹草(Potamogeton crispus)、微齿眼子菜(P.maackianus)和狭叶香蒲(Typha angustifolia)是冬、春季相对重要值前3的物种;夏、秋季荇菜(Nymphoides peltatum)和凤眼莲(Eichhornia crassipes)的相对重要值增加.长湖水生植物多样性指数夏季最高(H'=2.946、D=0.940),冬季最低(H'=0.931、D=0.428).菹草的生态位宽度最大,分别为冬季0.523、春季0.363和夏季0.273,其他物种的生态位均小于0.2,长湖水生植物倾向于特化种,其分布具有一定局限性.长湖发生生态位重叠的物种较少,冬季为7对,春季为19对,夏季为23对,秋季为17对.其中轮叶黑藻(Hydrilla verticillata)与马来眼子菜(P.malaianus)、菱(Trapa bispinosa)与穗花狐尾藻(Myriophyllum spicatum)、满江红(Azolla imbricate)和槐叶萍(Salvinia natans)以及红蓼(Polygonum orientale)与水蓼(P.hydropiper)的生态位重叠值较高,表明其生态习性相近,对资源的生态要求相似性较高.菹草是发生生态位重叠最多的物种,冬季4对,春9对,夏季7对,秋季1对,这与其生态位宽度较宽一致.生态位能较好地解释长湖水生植物的物种组成、分布特点及多样性变化,结果表明长湖处于水生植物种类组成较简单,种群结构稳定性较差的状态.     

三峡水库消落带优势草本植物残体淹水后温室气体排放特征

三峡水库消落带淹水后植物腐烂分解，向水体释放碳、氮养分，可能导致二氧化碳（CO₂）、甲烷（CH ₄）和氧化亚氮（N₂O）等温室气体（GHGs）排放，消落带可能成为大气GHGs的排放源，但目前植物淹水腐解导致的GHGs排放还缺乏定量研究。选择三峡水库消落带优势草本植物狗牙根（Cynodon dactylon (Linn.) Pers.）、水蓼（Polygonum hydropiper）、鬼针草（Bidens bipinnata Linn.）和苍耳（Xanthium sibiricum Patrin ex Widder.）的茎叶，开展为期120 d的室内浸泡模拟淹水实验，测定植物残体干重、上覆水的水化学指标和养分浓度并监测其动态变化，同时测定水-气界面GHGs排放速率，旨在查明消落带植物残体淹水后的GHGs排放过程和通量及其植物种间差异。结果表明:植物残体淹水初期（前15 d）干重下降较快，随后下降变缓，其中苍耳干重损失最大，狗牙根干重损失最小；植物残体淹水初期（前15 d）水-气界面的GHGs快速排放，淹水第4~7 d达到峰值，中后期（第30 d起）平稳排放，鬼针草和苍耳淹水后水-气界面GHGs排放速率显著高于狗牙根和水蓼（P<0.05），鬼针草和苍耳淹水后CO ₂和CH₄累积排放量显著高于狗牙根和水蓼，苍耳、鬼针草和水蓼淹水后N₂O累积排放量显著高于狗牙根，总体而言，狗牙根淹水后GHGs排放量最低；消落带优势草本植物残体淹水后的CO₂和CH ₄排放速率随上覆水的DOC浓度升高而增加， N₂O排放速率与上覆水的NO^-₃-N浓度具有正相关关系，受NO^-₃-N浓度驱动。同时，植物形态和其碳氮含量影响植物淹水分解速率、进而影响养分释放和GHGs排放。     

内陆水体有色溶解有机物的变化特征

有色溶解有机物(CDOM)是水体中的光学活性物质,其光化学变化对水体中碳循环过程具有重要作用。评价分析不同纬度、不同营养状况下内陆水体的CDOM吸收特性,对建立不同水体的固有光学特性数据库具有重要意义。基于太湖、石头口门水库、巢湖和鄱阳湖的现场CDOM吸收系数,分析aCDOM(412)时空变化特征,并基于不同波段拟合光谱斜率S,利用SA/aCDOM(412)判断了研究区CDOM的不同来源。结果表明,不同纬度、不同营养状况的CDOM吸光特性差异显著,高纬度水体的CDOM含量高于低纬度水体,而浮游植物大量生长的富营养化水体的CDOM吸收大于贫瘠营养水平的水体。受藻类的影响,巢湖部分样点的CDOM吸收光谱特征发生改变,在320nm和600nm处有明显的吸收峰;aCDOM(412)与SA呈较好的负相关关系;并且SA/aCDOM(412)可有效判断研究区CDOM的不同来源。     

巢湖东部水源区湖滨带植物群落结构及植被修复策略研究

采用样带法研究了巢湖东部水源区湖滨带植物群落的分布规律，从而探索受损湖滨带植被的修复途径。研究表明：巢湖东部水源区湖滨带共有植物47种，隶属于23科、40属。TWINSPAN分类把45个样方划分为12个群丛，结合各样方实际水面以上高程，将其归并为5个群落类型。DCA排序结果表明水分和土壤基质类型是决定湖滨带植物群落分布的主导因子。结合巢湖多年水文数据分析了湖滨带优势物种与水文的关系，并建议竹叶眼子菜作为沉水植物恢复的先锋物种，荇菜作为浮叶植物恢复的先锋物种，苔草、芦苇等植物作为近岸区域恢复的主要物种     

Influence of silts on the growth,reproduction and chlorophyll fluorescence of <Emphasis Type="Italic">Potamogeton crispus</Emphasis> in turbid water

Turions of Potamogeton crispus were planted in several turbid waters. Some parameters of growth, reproduction and chlorophyll fluorescence were measured. The results were as follows: (1) Sprouting rates in all groups reached to 100.0% on the 17^th day. (2) The parameters of the growth (stem and leaf) and chlorophyll fluorescence (Φ_PSII, qP and qN) in 120 and 150NTU waters were inhibited heavily 60 days later, and their survival time was only 140 days. However, the plants in 30 to 90NTU waters could grow near water surface, their survival time was about 190 days. (3) After 150 days, the saturating irradiance intensity and rETR_max of the leaves in 30 to 90NTU waters markedly decreased with an increase in the amount of attached silts, and the number and fresh mass of turions (propagula) in 60 and 90NTU waters were significantly lower than the control. In summary, P. crispus in 0.7-metre-deep turbid water with suspended silts (not more than 90NTU) could sprout and grow normally, and produce the turions.     

The use of molecular techniques to characterize the microbial communities in contaminated soil and water

Traditionally, the identification and characterization of microbial communities in contaminated soil and water has previously been limited to those microorganisms that are culturable. The application of molecular techniques to study microbial populations at contaminated sites without the need for culturing has led to the discovery of unique and previously unrecognized microorganisms as well as complex microbial diversity in contaminated soil and water which shows an exciting opportunity for bioremediation strategies. Nucleic acid extraction from contaminated sites and their subsequent amplification by polymerase chain reaction (PCR) has proved extremely useful in assessing the changes in microbial community structure by several microbial community profiling techniques. This review examines the current application of molecular techniques for the characterization of microbial communities in contaminated soil and water. Techniques that identify and quantify microbial population and catabolic genes involved in biodegradation are examined. In addition, methods that directly link microbial phylogeny to its ecological function at contaminated sites as well as high throughput methods for complex microbial community studies are discussed.     

水量衡算条件下人工湿地对有机物的去除

构建了芦苇和无植物人工湿地,在系统水量衡算的基础上比较了两种湿地对生活污水中有机物的去除效果。结果表明,在植物收割后的冬季,有植物湿地对有机物的去除率低于无植物湿地2.2%;在其他季节,芦苇湿地对污水CODCr的去除率比无植物的高出3.2%～4.2%,但对BOD5的去除率却比无植物的低了1.8%～3.4%。有植物湿地对有机物的去除效果比无植物湿地有所改善,但是提高不多。比较了两种系统的氧化还原电位,有植物湿地比无植物湿地高（P<0.05）,这种提高主要集中在湿地水面以下约15 cm的范围,从整体来看,两块湿地内部氧化还原状态大体相同,主要是强还原环境。比较了两块湿地基质中降解有机物的细菌、放线菌和真菌的数量,二者没有明显的差别,但是,有植物湿地的根际效应明显。考察了湿地进水有机负荷与去除量的关系,二者呈现显著的线性相关性(R2>0.96)。      

鄱阳湖水生植被30年演变及其驱动因素分析

基于1983和2013年两次鄱阳湖综合科学考察植被调查结果发现，30年来鄱阳湖水生植被呈退行性演变。主要体现在：（1）水生植被面积大幅缩减，沉水植被面积减少37.7%，菱等敏感物种面积减幅为87.6%；（2）群落结构简单化，组成物种由5～8种下降至3～5种，苦草替代竹叶眼子菜成为优势物种；（3）生物多样性降低，单位面积生物量减少。驱动此演变的主要因素包括：（1）长期持续的低枯湖水位压缩了水生植物的生存空间；（2）湖水氮磷浓度增加恶化沉水植被的生境；（3）洪水灾害干扰沉水植物正常生长发育，诱发沉水植被演替；（4）过度的人类活动直接或间接损害沉水植被。为了遏制退行性演变趋势、保护湿地植被生态系统的健康，建议采取有力的湖泊管理措施，将人类活动控制在湿地生态系统可承受范围之内。     

The removal of uranium from mining waste water using algal/microbial biomass

We describe a three step process for the removal of uranium (U) from dilute waste waters. Step one involves the sequestration of U on, in, and around aquatic plants such as algae. Cell wall ligands efficiently remove U(VI) from waste water. Growing algae continuously renew the cellular surface area. Step 2 is the removal of U-algal particulates from the water column to the sediments. Step 3 involves reducing U(VI) to U(IV) and transforming the ions into stable precipitates in the sediments. The algal cells provide organic carbon and other nutrients to heterotrophic microbial consortia to maintain the low E(H), within which the U is transformed. Among the microorganisms, algae are of predominant interest for the ecological engineer because of their ability to sequester U and because some algae can live under many extreme environments, often in abundance. Algae grow in a wide spectrum of water qualities, from alkaline environments (Chara, Nitella) to acidic mine drainage waste waters (Mougeotia, Ulothrix). If they could be induced to grow in waste waters, they would provide a simple, long-term means to remove U and other radionuclides from U mining effluents. This paper reviews the literature on algal and microbial adsorption, reduction, and transformation of U in waste streams, wetlands, lakes and oceans.