不同湿地模型中根系微生物的多样性

为了研究不同植物和滤料组合的小型湿地模型在处理养殖池塘水体过程中根系微生物群落的特征,并分析植物对根系微生物富集的影响,本研究对两种植物(茭白和慈菇)和两种滤料(石榴石和磁铁矿)进行组合构建了6种不同的湿地模型,并利用高通量测序技术分析湿地植物根系微生物的结构特点和多样性.结果表明:不同湿地模型根系微生物的种类和数量各不相同;所有收集的微生物总体上属于52个门,118个纲,455科,905个属和1 426个种;根据Shannon指数,茭白(平均为5.77)比慈菇(平均为5.29)在微生物富集方面具有更强的能力;但是,慈菇和茭白根系微生物中变形菌门的比例分别平均为61.97%和51.78%,说明慈菇能够更好地富集变形菌.β-变形菌纲为实验期间不同植物根际富集的主要细菌类群.本研究结果为人工湿地植物优化选择提供了理论基础和湿地组合最佳构建提供了基础资料.     

藻华聚集的环境效应:对漂浮植物水葫芦光合作用的影响

利用适应性强、生物量大的水生植物来净化污染水体,已成为目前水体生态修复的一种快捷有效的方法.然而,在夏季蓝藻水华严重聚集的水体,藻华聚集后对水生植物的生理生态影响及其环境效应,尚缺乏系统研究.本研究以水葫芦为代表,模拟在高温阶段(水温WT25℃)、水华严重聚集时,对水葫芦的光合作用的影响进行研究,以揭示蓝藻水华聚集后造成的浅水生态系统中水生植物消亡的深层机制,并为减轻藻华聚集对水生植物的不良影响、充分发挥水生植物的水体净化功能提供理论依据.结果表明,藻华聚集会很快消耗掉水生植物根区内的溶氧,呈现缺氧状态(DO0.2 mg·L-1);植物根区内ORP出现明显下降现象,实验进行1 d后低于-100 m V,实验结束时达-200 m V,水体呈现强还原环境.与对照相比,根区内p H值低0.7个单位.藻华细胞在死亡、分解后释放大量的无机营养盐于水体中,植物根区内的NH+4-N含量比对照实验中高102倍;较高的NH+4-N含量(平均为45.6 mg·L-1)加之缺氧的协迫作用,导致植物机体受到破坏,植物的光合作用能力严重下降.叶片的平均净光合速率仅为对照的0.6倍,实验结束时其光合速率Pn为3.96μmol·(m2·s)-1,而同期对照实验的叶片净光合速率Pn为22.0μmol·(m2·s)-1;叶片蒸腾速率仅为对照的0.55倍,至实验结束时其蒸腾速率为1.38 mmol·(m2·s)-1,同期对照实验的叶片蒸腾速率为7.61 mmol·(m2·s)-1,表明藻华长期的聚集对植物产生了不可逆的伤害作用.在实际生产中,要避免蓝藻的严重堆积和快速消亡,以减轻藻华暴发对植物的伤害,充分发挥植物的水体净化功能.     

阳澄西湖叶绿素a的时空分布及其与环境因子的关系

根据2015年3月~2016年2月对阳澄西湖水体叶绿素a和水质理化因子的逐月监测结果表明,阳澄西湖叶绿素a浓度存在着明显的季节变化,其全年变化范围为11.93μg/L~66.67μg/L,平均值为27.54μg/L±20.34μg/L。最小值出现在2016年1月,最大值出现在2015年8月。叶绿素a在空间分布上也存在着差异,叶绿素a在断面Ⅰ浓度最高,其次是断面Ⅱ和断面Ⅳ,断面Ⅲ最低。根据综合营养状态指数法计算阳澄西湖营养状态,得出综合营养状态指数范围为50.7~59.3,年平均值为55.6,水体总体处于"轻度富营养"状态。综合pearson相关系数和逐步回归方程,结果表明叶绿素a与水温呈极显著正相关,与溶解氧呈极显著负相关,与透明度呈极显著负相关。结合生产实践对阳澄西湖总氮(TN)、总磷(TP)和氮磷比(N/P)取对数进行pearson相关性分析并建立一元线性回归方程,结果表明叶绿素a浓度与总氮无相关关系,与总磷呈极显著正相关,与氮磷比呈极显著负相关,阳澄西湖可能是一定程度的磷限制湖泊。     

怀洪新河浮游动物群落特征与水环境因子的关系研究

为研究怀洪新河太湖新银鱼国家级水产种质资源保护区(以下简称保护区)水域浮游动物的群落结构及其与水环境因子的关系,于2014年6月(夏季)在怀洪新河进行采样分析,并对调查区域内的浮游动物及主要环境因子进行了主成分分析(PCA)和典范对应分析(CCA)。结果表明,保护区河段属中营养型河流;保护区浮游动物有4门24属33种,其中轮虫类最多,为11种(占33.33%),其次为原生动物和桡足类,均为8种(占24.24%),最少的为枝角类6种(占18.18%);保护区浮游动物细胞密度平均为1.82×10~4ind./L,生物量平均为2.45mg/L;水温和氨氮是影响水体环境的关键因子;水温、总氮、浊度、氨氮、高锰酸盐指数(COD_(Mn))和pH是影响浮游动物群落结构的主要驱动因子。     

阳澄西湖浮游藻类功能群演替特征及其与环境因子的关系

采用浮游藻类功能群、RDA（冗余分析）、多元回归分析等方法,对阳澄西湖浮游藻类功能群的演替特征及其影响因子进行了研究.2015年3月~2016年2月逐月对阳澄西湖浮游藻类和环境因子进行调查分析,结果表明,阳澄西湖浮游藻类可划分为21个功能群,其中10个功能群（B、D、E、G、J、Lo、S1、X1、X2、Y）为该湖的优势功能群,反映的生境特征表明该湖为分层敏感,扰动较少且混合程度较高的中-富营养浅水水体.阳澄西湖不同季节优势功能群演替规律为：由春季的B+X2+Y+X1+J+D,经夏季的B+X2+Y+X1+J+G+S1+Lo+E和秋季的B+X2+Y+Lo+E,转变为B+X2+Y+X1+D.RDA分析结果显示,阳澄西湖浮游藻类功能群分布受环境影响较为明显,但不同季节影响因子不同.整体上,水温（T）、pH值、溶解氧（DO）、氨氮（NH₄⁺-N）和浊度（Tur）是影响阳澄西湖浮游藻类功能群分布格局的主要因素.     

藻华聚集的生态效应:对凤眼莲叶绿素和光合作用的影响

以凤眼莲为研究对象,模拟凤眼莲叶绿素和光合作用变化对不同蓝藻水华聚集影响的应答响应.通过深入研究藻华聚集后对水生植物的生理影响,以揭示藻华规模性暴发引起水生植物消亡的深层机制和更好地发挥植物的水体生态修复功能.结果表明,藻华聚集后2 h内溶氧会耗尽,水体中氧化还原电位值(ORP)降至-200 m V,添加60 g·L-1和120 g·L-1新鲜藻细胞的处理1、2中溶解性总氮(DTN)含量分别高达44.49 mg·L-1、111.32 mg·L-1,溶解性总磷(DTP)含量分别高达2.57mg·L-1、9.10 mg·L-1,植物根区NH+4-N含量增加至32.99 mg·L-1、51.22 mg·L-1,形成厌氧、强还原、高营养盐环境而对凤眼莲产生胁迫作用,植物叶片叶绿素浓度呈现先增加、后降低的变化趋势,处理2的叶片光合能力、气孔导度(以CO2计)则呈现快速下降,至实验结束时下降为3.95μmol·(m2·s)-1、0.088μmol·(m2·s)-1,同期对照组叶片光合能力、气孔导度分别为22μmol·(m2·s)-1、0.78μmol·(m2·s)-1,表明凤眼莲对环境胁迫有较强的光合应答响应;实验中发现处理1中老根系脱落、大量白色嫩根长出,处理2中老根系大量死亡、脱落,无白色新根长出,同时叶片发黄、枯焦开始死亡,表明在超过了凤眼莲的抗逆境能力后,就开始出现根系死亡、光合能力受到抑制,植物开始死亡,表明在藻华聚集后形成的水体生态环境恶化对凤眼莲产生重度胁迫,使植物生理功能受到抑制是导致植物死亡的主要原因之一.