硅藻和甲藻的荧光识别测定技术研究

基于浮游植物活体叶绿素荧光激发光谱建立了硅藻和甲藻的识别测定技术。根据Fisher判别分析结果,浮游植物活体叶绿素荧光激发光谱具有同门类藻谱形相似、不同门类藻谱形差异明显的特点,可作为硅藻和甲藻的识别特征谱,据此建立了浮游植物荧光特征谱库,并利用非负最小二乘法进行识别测定,其中单门类样品共有258个,识别正确率为98%,回收率≥79%;两个门类的混合样品共有18个,识别正确率为78%,回收率≥76%。     

基于eDNA的硅藻群落时空异质性及生态健康评价

近年来,环境DNA技术广泛应用于水生态生物多样性监测,如何基于环境DNA数据建立河流生态健康评价方法是当前研究的热点.拟开发基于环境DNA的分子硅藻指数来指示人类活动影响下的河流生态健康状况.首先通过环境DNA技术监测了沙颍河流域春秋两季硅藻群落组成和结构变化,解析了春、秋两季群落的驱动环境因子;进一步比较了4种基于环境DNA宏条形码数据的计算策略(OTU-分类、OTU-无分类、ASV-分类和ASV-无分类),构建了适合于评估沙颍河流域生态健康状况的分子硅藻指数.结果表明:①硅藻群落结构存在季节性差异,其中Discostella pseudostelligera、Nitzschia amphibia和Diatoma vulgaris等类群是区分春、秋季硅藻群落季节差异的主要因素;②重金属Mn、Fe和TN (总氮)是影响春季硅藻群落结构变化的主要环境因子,COD和Cu是影响秋季硅藻群落结构变化的主要环境因子;③在4种计算策略中,基于OTU-无分类数据计算的硅藻指数更好地反映了环境梯度变化;硅藻指数显示,沙颍河流域生态健康状况在时间上秋季优于春季,而在空间上上游优于下游.综上,通过eDNA技术监测了沙颍河春、秋两季硅藻群落,构建了沙颍河流域分子硅藻指数,促进了环境DNA技术在河流生态健康评价中的应用.     

贺江重金属污染对硅藻群落组成的影响

利用多元统计分析方法对贺江中游重金属污染的9个样点进行分析,研究了水质因子和重金属因子对硅藻群落的影响。冗余分析(Redundancy analysis,RDA)排序前两轴共同解释了硅藻群落变异程度的52%,RDA排序轴1与水质因子和重金属铊显著正相关,排序轴2与重金属铅显著正相关,单个环境因子的解释变量中,铊、硝氮、铅和氯化物的贡献量分别达到了21.8%、17.1%、12.6%和11.4%。偏冗余分析(Partial RDA)显示,水质因子和重金属因子分别解释了贺江中下游硅藻群落变异的48.2%、24.2%。利用方差分解的方法计算出单个硅藻种类对环境因子的解释程度,分析表明,Achnanthes minutissima、A.exigua Grunow、Nitzschia fonticola、N.tubicola Grunow是重金属因子喜好种,Cyclotella distinguenda、C.meneghiniana、Gomphonema parvulum、Navicula viridula var.rostellata、Nitzschia inconspicua、N.intermedia、Synedra ulna是水质因子的喜好种,Cyclotella atomus、Gyrosigma acuminatum、Melosira varians、Nitzschia palea等受两种因子的共同影响,分析结果与冗余分析具有一致性。结果表明,贺江中下游硅藻组成受水质因子和重金属因子的共同影响,水质起决定作用,重金属铊和水质硝氮是影响其组成的主要因素。     

富营养化驱动下西凉湖百年来生态系统演化轨迹

长江中下游浅水湖泊是区域社会可持续发展的重要自然资源,富营养化问题致使该地区湖泊发生草-藻转换,限制了湖泊生态系统服务的供给.湖泊环境问题是生态系统受外力长期胁迫的结果,湖泊生态治理与保护须充分了解系统的演化规律,但是相关认识受限于长期监测资料的缺失.为了厘清长江中下游地区典型草型湖泊生态系统演化轨迹,更有效管理受损湖泊,选择西凉湖为研究对象,利用沉积记录代用指标粒度、元素和硅藻等,在高分辨率放射性核素定年的基础上,分析了近150年来西凉湖生态系统的演变规律.结果表明,西凉湖在20世纪40年代之前水体清澈,营养水平较低,沉水植物相对较少;而20世纪40年代以后,人类活动逐渐增强导致湖泊营养水平升高,水生植被增多;硅藻群落结构逐渐由浮游硅藻组合向底栖和附生硅藻组合演替,同时沉积物营养不断增加,表明以流域土地利用方式改变、围垦和渔业养殖等为代表的人类活动深刻改变了湖泊生态系统结构.研究认为虽然湖泊营养在20世纪70代之后一直维持在较高水平,达到富营养化标准,但沉水植被的生长限制了湖泊藻类浓度,西凉湖并未藻类暴发.同时也发现外源营养的增加通过湖泊初级生产者深刻影响了湖泊的地球化学循环,造成了...     

太湖金墅港区域冬春季硅藻群落变化及其影响因素分析

采用Illumina高通量测序技术研究太湖金墅港区域的硅藻群落结构及其与环境因子之间的相关性。2019年11月—2020年4月共检测到28个属的硅藻种类,主要包括小环藻属（Cyclotella sp.）、菱形藻属（Nitzschia sp.）、直链藻属（Aulacoseira sp.）、波缘藻属（Cymatopleura sp.）、辐环藻属（Actinocyclus sp.）和骨条藻属（Skeletonema sp.）等,还出现了海洋生境种类海链藻属（Thalassiosira sp.）。结果表明,12月和3月硅藻为金墅港水域的优势种,水温与硅藻群落数量的相关性最强。     

太湖东部水域浮游硅藻群落特征及其与环境因子关系

对太湖东部水域9个点位浮游硅藻的群落结构进行了分析。结果表明,9个点位的生物多样性处于一般到较丰富状态,其水质为中污染到轻污染;硅藻群落的物种丰富度、生物量和密度因水域地形特点、换水周期等因素出现差异,在半封闭水体中的物种丰富度较差,生物量和藻密度较高,优势种所指示的水质处于中等偏下水平。硅藻相对多度和各项环境因子冗余分析显示,总磷(TP)对群落的组成和分布影响显著。东北部水域浮游硅藻群落主要受到TP和浊度(NTU)的影响,东南部水域浮游硅藻群落受到TP和NTU的影响则很小。     

环境异质性对三峡库区支流香溪河附石硅藻群落的影响及驱动作用

环境异质性在一定程度上不仅可以增加物种多样性,而且影响了陆生生物群落的稳定性.然而,环境异质性如何影响水生态系统附石硅藻群落的物种多样性却较少报道.因此,以三峡库区支流香溪河的附石硅藻为研究对象,通过量化和比较香溪河在时间尺度上的环境异质性,探究其在驱动物种多样性变化的作用.结果表明,环境异质性、分类β-多样性和功能β-多样性均表现为非蓄水期显著高于蓄水期,且周转组分均对不同水文期β-多样性贡献较大,而分类α-多样性则是蓄水期显著高于非蓄水期.此外,功能α-多样性中除功能丰富度非蓄水期显著高于蓄水期外,功能均匀度和功能分散度均无显著差异.基于相似或相异度矩阵的多元回归(MRM)分析表明,NH⁺₄-N和SiO^2-₃-Si是影响非蓄水期香溪河附石硅藻群落的关键环境异质因子,而影响蓄水期香溪河附石硅藻群落的关键环境异质因子为NH⁺₄-N、 SiO^2-₃-Si和TP.这表明三峡库区不同水文期的环境异质性显著影响附石硅藻的...     

滇池福保湾底栖硅藻的时空分布

为了揭示入湖河流的污染负荷对滇池福保湾沿岸带底栖硅藻群落的影响,在不同季节采集研究了该湖湾6个样点的底栖硅藻样品,分析其群落结构的物种组成、细胞密度和多样性指数等。研究发现：东部沿岸区在调查期间的大多数月份是极小曲壳藻（Achnanthes minutissima）占绝对或主要优势,其相对丰富度最高可达79.5%;在1~7月份,西部沿岸区的优势种类主要是异极藻属（Gomphonema〖WTBZ〗 spp.）,污染最为严重的河口区是耐污性的具柄双眉藻〖WTBX〗（Amphora pediculus）和两栖菱形藻（Nitzschia amphibia）占优势,而在调查的中后期,极小曲壳藻逐渐发展为这两区的优势种类。同时发现底栖硅藻密度随着与河口间距离的增加而逐渐升高。以上结果表明入湖河流的污染负荷对受纳湖湾底栖硅藻的密度和时空变化有较大影响。     

硅藻指数在水环境监测与评价中的应用

介绍了硅藻种类组成对水环境状态的指示作用及硅藻指数法的基本原理，通过比较、分析发现：硅藻属指数适用于综合评价亚热带、热带地区的水体污染程度；硅藻模型相似性指数适用于评价气候稳定地区的水污染状况；生物硅藻指数适用范围广，稳定性最好；湖泊富营养化硅藻指数、营养指数、富营养化硅藻指数均为可靠的水体富营养化评价指数。指出目前硅藻的分类与鉴定体系不够完善，还应开展研究消除季节变化对硅藻指数方法稳定性的影响。