太湖梅梁湾水域蓝藻水华前与水华末期细菌群落结构的变化

通过16S rRNA克隆文库研究了太湖梅梁湾2004年3月和9月表层水样中细菌组成的变化,发现在蓝藻水华前与水华末期的菌群结构存在差异,特别是最优势的细菌发生了很大变化.3月水样中的克隆子主要与Bacteroidetes(42.7%)、β-Proteobacteria(18.4%)、α-Proteobacteria(16.5%)和Actinobacteria(16.5%)相关,9月水样中的克隆子主要与Cyanobacteria(28.8%)、β-Proteobacteria(25.0%)、Actinobacteria(17.3%)和α-Proteobacteria(15.4%)相关.此外,在水华末期(9月)的细菌组成更为多样性,有11个类群;而未发生水华时(3月)的细菌组成只有7个类群.同相关研究比较发现,α、β-Proteobacteria,Actinobacteria均为太湖中的常见菌群,其分布较为广泛;而γ-Proteobacteria和Firmicutes多出现于太湖的沉积物中,在水体中较少出现;属于Bacteroidetes这一类群的浮游细菌在湖水中很丰富.所研究水域中发现的很多细菌的16SrRNA基因与出现在许多不同的淡水生境,包括国外贫营养湖、中营养湖和富营养湖中细菌的系统关系密切,还发现大量源于长江的克隆子,很少有与海洋中细菌相似的序列(除Bacteroidetes门的成员外).图2表3参21     

外源性污染对太湖梅梁湾水质影响的定量化

通过太湖的水量水质数学模型,模拟了梅梁湾内主要的入湖污染源———直湖港、武进港和梁溪河排入的污染物质的迁移、转化规律;分析了梅梁湾中梅园、小湾里、闾江口、拖山4个监测点水质浓度受直湖港、武进港和梁溪河排污影响程度的大小;并分别建立了监测点污染物浓度与排污口排污量的响应关系曲线和响应关系表达式。通过这些结论可以方便的定量的计算出在排污口排污量发生变化的情况下监测点水质浓度的变化量,为合理控制外源污染物质的入湖量提供了技术支持。     

太湖梅梁湾沉积物中多环芳烃的生态和健康风险

持久性有机物引起的水质安全性问题日益受到广泛的关注.利用生态和健康风险评价的原理和方法,对太湖梅梁湾水源地沉积物中的多环芳烃可能导致的负面效应进行了分析.首先采用商值法筛选出该地区沉积物中具有潜在风险的多环芳烃,再进一步用建立在暴露浓度分布和物种敏感度分布上的概率法定量表征风险.结果表明,太湖梅梁湾水源地沉积物的多环芳烃中,菲、荧蒽、芘、苯并[a]蒽、屈、苯并[a]芘、二苯并[a,h]蒽7种具有潜在风险;在保护95%的物种水平下,菲的风险最小,而荧蒽和芘风险较高,达20%.健康风险分析表明,美国EPA提出的7种具有遗传毒性的多环芳烃其致癌风险在梅梁湾沉积物中均在10-5水平以下.     

磷及环境因子对太湖梅梁湾藻类生长及其群落影响

在太湖梅梁湾进行的围隔试验表明,藻类生长与水华形成受气候(如水温、风浪)与营养因子(如N,P)影响。统计分析发现各点硝态氮均与叶绿素a显著负相关,在不同围隔中水温、总磷、总氮等与叶绿素a显著相关。各围隔中优势种主要为蓝藻,尤其是微囊藻类。加磷对藻类生长与群落结构均有影响,但磷营养不是目前太湖水华爆发的关键因素。     

太湖梅梁湾磷化氢气体浓度和通量日变化

以太湖梅梁湾湖区为研究对象,考察水面上空磷化氢浓度和水-气界面磷化氢释放通量的习变化.结果表明,白天大气中磷化氢浓度(7.39±7.00)ng·m-3显著低于夜间(37.05±22.74)ng·m-3,光照是影响大气中磷化氢浓度的主要因素.磷化氢通量全天正负交替,白天平均通量(11.41±23.76)ng·m-2·h-1,水体为磷化氢的释放源;夜间平均通量为(-37.62±26.45)ng·m-2·h-1,水体表现为磷化氢的汇;一天内平均日变化为(-13.11±35.04)ng·m-2·h-1,磷化氢总体为从大气向水体迁移的过程.磷化氢通量与水温显著正相关,而与大气中磷化氢浓度显著负相关.相关性分析表明磷化氢与温室气体(甲烷、二氧化碳和氧化亚氮)均呈现负相关.     

盐度对鱼鸟河上覆水细菌群落结构的影响

针对烟台市牟平区入海河流鱼鸟河生态系统,利用原位调查和室内模拟方法研究河道不同盐度(2.5‰、5‰、12‰和20‰)条件下细菌群落结构,通过高通量测序技术探究海岸带地区盐度梯度变化对细菌群落结构的影响。结果显示,河道不同盐度条件下浮游细菌和附生细菌的优势菌隶属于变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和蓝藻门(Cyanobacteria)。变形菌门相对丰度最高;蓝藻门次之,且蓝藻门相对丰度随着盐度增加而降低。具有氨氧化功能的亚硝化单胞菌(Nitrosomonas)和具有氧化亚硝酸盐功能的嗜盐菌Candidatus Nitrotoga为优势浮游细菌,参与水体氮循环过程。耐盐菌产卟啉杆菌(Porphyrobacter)为优势附生细菌,在藻华暴发点下游其相对丰度变化趋势与微囊藻属相似。模拟实验也得到类似结果,不同处理组优势菌如变形菌门、蓝藻门和拟杆菌门等,与原位样品相同盐度条件下的细菌群落组成相似。相关分析和主成分分析表明盐度显著影响细菌群落多样性和丰富度。研究结果可为了解盐度对海岸带菌群结构功能的影响及耐盐功能菌的应用提供理论支持。     

太湖梅梁湾水体微囊藻毒素含量的季节变化特征及其影响因素研究

采用高效液相色谱法对太湖梅梁湾水体中微囊藻毒素的质量浓度进行春、夏、秋、冬4个季节的监测,分析了梅梁湾水体中微囊藻毒素（MC-RR,MC-YR,MC-LR）质量浓度的季节变化特征及其与水体中总氮、总磷、CODMn和浮游藻类等富营养化指标的相关关系。分析结果表明：MCs夏季（8月份）质量浓度最高,为（0.78±0.99）μg.L-1,其次为春季（5月份）和秋季（11月份）,分别为（0.43±0.96）和（0.50±1.12）μg.L-1,冬季（2月份）质量浓度显著降低,为（0.14±0.27）μg.L-1;水体中MCs的检出质量浓度与常规水化学指标之间相关性分析表明：MC-LR的质量浓度与TP的质量浓度呈极显著正相关与TN/TP呈极显著负相关（P〈0.01）,与CODMn呈显著正相关（P〈0.05）;水体中MCs的检出质量浓度与浮游藻类生物量相关性分析表明：水体中MCs的检出质量浓度与微囊藻及蓝藻生物量有显著相关关系,太湖梅梁湾的藻毒素主要由微囊藻属（Microcystis）产生。     

太湖梅梁湾水体微囊藻毒素含量的季节变化特征及其影响因素研究

采用高效液相色谱法对太湖梅梁湾水体中微囊藻毒素的质量浓度进行春、夏、秋、冬4个季节的监测,分析了梅梁湾水体中微囊藻毒素(MC-RR,MC-YR,MC-LR)质量浓度的季节变化特征及其与水体中总氮、总磷、CODMn和浮游藻类等富营养化指标的相关关系。分析结果表明:MCs夏季(8月份)质量浓度最高,为(0.78±0.99)μg.L-1,其次为春季(5月份)和秋季(11月份),分别为(0.43±0.96)和(0.50±1.12)μg.L-1,冬季(2月份)质量浓度显著降低,为(0.14±0.27)μg.L-1;水体中MCs的检出质量浓度与常规水化学指标之间相关性分析表明:MC-LR的质量浓度与TP的质量浓度呈极显著正相关与TN/TP呈极显著负相关(P<0.01),与CODMn呈显著正相关(P<0.05);水体中MCs的检出质量浓度与浮游藻类生物量相关性分析表明:水体中MCs的检出质量浓度与微囊藻及蓝藻生物量有显著相关关系,太湖梅梁湾的藻毒素主要由微囊藻属(Microcystis)产生。     

太湖中微囊藻群落的季节变化分析

采用显微观察和PCR-DGGE 2种方法分析太湖(河口、梅梁湾湾心、湖湾交汇处和湖心)4个代表性区域微囊藻群落的季节变化,研究太湖中微囊藻群落的季节变化规律.显微形态分析未发现微囊藻属的主要优势种铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)、惠氏微囊藻(Microcystis wesenbergii)和水华微囊藻(Microcystis flos-aquae)存在明显的季节变化规律(P>0.05).DGGE条带测序结果的亲缘分析表明,太湖夏季和冬季样品中的微囊藻彼此分离成2大特征类群,而春季和秋季样品中的微囊藻彼此混杂.遗传距离分析结果显示,同一季节内微囊藻的遗传距离小于不同季节间的遗传距离(P<0.01),太湖夏季水华主要由亲缘关系很近的微囊藻类群构成.     

深圳湾浮游动物的群落结构及季节变化

2008年2月、5月、8月和11月分别对深圳湾浮游动物进行了周年的季节调查,结果共检出浮游动物38种和浮游幼体13类,其中原生动物2种,腔肠动物4种,介形类1种,桡足类22种,软甲类3种,毛颚类3种,被囊类1种,多毛类2种,浮游幼体（包括仔鱼）13类。年均丰度和生物量分别为406.7 ind.m-3和764.0 mg.m-3,高峰均位于夏季,低谷分别位于冬、春季。种类数（包括浮游幼虫）秋季最多为43种,夏季次之为30种,冬季最少仅23种。主要优势种为太平洋纺锤水蚤Acartia pacifica、刺尾纺锤水蚤Acartia spinicauda、短角长腹剑水蚤Oithona brevicornis、双生水母Diphyes chamissonis、卡玛拉水母Malagazzia carolinae、蔓足类幼体和桡足幼体等。多样性指数和均匀度年均值分别为2.568和0.526。回归分析表明浮游动物丰度和生物量与各环境因子之间存在明显的相关性,但有季节变化。     

太湖浮游植物群落结构及其与水质指标间的关系

为了探讨太湖浮游植物群落结构时空分布特征、以及太湖浮游植物群落指标与水质指标间的关系,于2013年1月─2013年12月对太湖7个点位浮游植物群落结构和水质指标（水温、透明度、pH、溶解氧、电导率、总氮、总磷、氨氮、高锰酸盐指数、化学需氧量、氟化物、生化需氧量、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、溶解性磷酸盐和叶绿素a）进行月度调查,研究其浮游植物群落结构和湖泊水质的时空分布;并利用Pearson相关性分析浮游植物密度、浮游植物多样性与水质指标间的关系;找出影响太湖浮游植物群落结构的主要水质指标。结果表明：太湖7个点位共获得124种浮游植物物种,其中蓝藻门（Cyanophyta）30种、绿藻门（Bacillariophyta）47种、硅藻门（Chlorophyta）34种、隐藻门（Cryptophyta）3种、裸藻门（Euglenophyta）6种和甲藻门（Dinoflagellate）4种;其中蓝藻门的微囊藻属（Microcystis spp.）为绝对优势种群,优势度为80.8%;太湖浮游植物总密度与蓝藻门密度呈极显著正相关（r=1.000,P＜0.0001）;绿藻门和硅藻门占浮游植物总密度百分比分别和蓝藻门占浮游植物总密度百分比呈极显著负相关（r=-0.497,P＜0.0001;r=-0.814,P＜0.0001）。太湖7个点位水质首要污染物为总氮,其次是总磷和化学需氧量;西太湖污染物浓度最高。从空间上看,太湖浮游植物总密度最高值出现在贡湖湾（远离其入湖口处）,且贡湖湾浮游植物群落多样性相对低于太湖其他点位,同时贡湖湾微囊藻属密度百分比达90.1%,远高于太湖其他点位;从时间上看,太湖浮游植物总密度最高值出现在12月份、其次是6月份;通过浮游植物群落指标与水质指标相关性分析,水温、透明度、总氮、化学需氧量、叶绿素a是影响太湖浮游植物群落结构的主要水质指标。控制太湖入湖口水质污染物浓度排放和修?     

太湖沉水和浮叶植被及其水环境效应研究

运用GPS定位技术和常规采样方法,于2004年5月和9月对太湖沉水植物与浮叶植物的种类、群落类型、生物量及其水质状况进行了调查。结果表明:沉水植物与浮叶植物是太湖水生植被的主要类型,沉水植物群落类型主要有6个:微齿眼子菜群落;马来眼子菜群落;伊乐藻群落,穗花狐尾藻群落,金鱼藻群落,苦草群落;浮叶植物群落类型主要有3个:莕菜群落,金银莲花群落,菱群落。在春季,沉水植物占绝对优势,在夏秋季,浮叶植物则逐渐发展,尤其以莕菜生长最快。通过对有草区和无草区水质的比较,发现水生植被能显著提高水体的透明度、降低营养盐浓度和叶绿素含量,改善水质。     

Impact of climate factors on cyanobacterial dynamics and their interactions with water quality in South Taihu Lake,China

Cyanobacterial bloom events in South Taihu Lake cause serious water quality problems and disturb aesthetic view of lake’s environment. In this study, correlations between cyanobacterial blooms and hydro-meteorological factors, including water quality, temperature and precipitation were investigated. Results demonstrated that South Taihu Lake was heavily affected by cyanobacteria and the proliferation of cyanobacteria due to variations in hydro-meteorological factors and water quality conditions. Water quality parameters, including COD, NH₃-N, TN and TP improved significantly since 2008 even at an elevated cyanobacterial bloom situation. Correlation analyses have shown that the development of cyanobacterial density and chlorophyll a concentration was sensitive to a wider temperature variation. The optimum temperature for cyanobacteria was 20°C, while extremely low and high temperatures were found to suppress their growth. Moreover, unusual rainfall patterns were measured during the study period (2003–2009), which showed an adverse impact on cyanobacterial development. Findings from this study suggested that seasonal lake’s water quality monitoring; suitable treatment of cyanobacterial blooms and strict policy implementation can solve the water quality issues in highly eutrophic lakes like Taihu.     

太湖和巢湖夏季蓝藻水华期间产毒微囊藻和非产毒微囊藻种群丰度的空间分布

应用荧光定量PCR技术对蓝藻水华暴发期间太湖和巢湖水体中产毒微囊藻和总微囊藻种群丰度的空间分布进行了研究.分别以微囊藻毒素合成基因基因家族成员mcyD和小核糖体16S rDNA序列构建定量PCR标准曲线,研究产毒微囊藻和总微囊藻种群丰度.结果表明:太湖和巢湖微囊藻种群由产毒微囊藻和非产毒微囊藻组成;蓝藻水华暴发期间,微囊藻种群组成及其丰度分布具有明显的空间差异性:太湖产毒微囊藻种群丰度为9.89×104～4.51×106 copies mL-1,产毒微囊藻占总微囊藻种群的比例为20.5%～38.1%;巢湖产毒微囊藻种群丰度为4.12×104～5.44×106 copies mL-1,其占总微囊藻种群的比例为8.4%～96.6%.总的来说,富营养化严重的湖区总微囊藻和产毒微囊藻种群丰度较高,产毒微囊藻占总微囊藻种群的比例也较高.图7表3参29     

太湖藻类抗逆性的初步研究

分析太湖鲜底泥和干底泥中活体藻类的种类和数量,以及几种太湖水华优势藻类经过低温、低光处理后的变化,探讨了太湖水华中的优势藻类对湖泊不良环境的适应。研究结果表明,在鲜底泥中检测到11种活体藻类。经低温(5~6℃)处理的底泥中检测到8种活体藻类,总细胞密度为2100个·mL-1,比常温(10~28℃)下保存的底泥中的活体藻类种类(4种)更多,总细胞密度(1090个·mL-1)更高。长期干旱处理也不能使底泥中的藻类完全失去生命力;经过低温、无光处理7个月的微囊藻(Microcystisaeruginosa)和斜生栅列藻(Scenedesmusobliquus)依然保持良好的生长能力,只是微囊藻的对数生长期比对照出现的晚一些。它们在湖泊中广泛存在,在水华中的爆发的特性是与它们对不良环境的适应性和抗性密切相关的。     

太湖五里湖背角无齿蚌体内滴滴涕和六六六的残留

作为建立淡水"贝类观察"体系的初步尝试,选定2003年3月采自太湖五里湖水域的背角无齿蚌(Anodonta woodiana)为研究对象,测定其体内滴滴涕(DDT)和六六六(HCH)含量.除β型外,α型、γ型和δ型HCH异构体及p,p'-DDE,o,p'-DDT,p,p'-DDD,p,p'-DDT均在蚌样本中明显检出.∑DDTs湿重含量5.86～14.13 ng·g-1[平均(9.27±3.04) ng·g-1],高于∑HCHs湿重含量2.45～6.46 ng·g-1[平均(4.00±1.22) ng·g-1].p,p'-DDE、p,p'-DDD与α型、γ型HCH异构体分别为∑DDTs和∑HCHs的优势组分,说明太湖五里湖水域目前DDT的污染源可能很少,但存在较明显的新输入HCH.各蚌样的残留水平没有超过农业部、美国食品与药品管理局(FDA)和联合国粮农组织(FAO)颁布的最大限量.     

太湖地区湖、河和井水中氮污染状况的研究

连续监测了 2 0 0 0年 9月至 2 0 0 1年 9月太湖、大运河和井水中的N污染状况。结果表明 ,太湖水体中无机氮年均浓度达 1.14mg·L-1,已超过水体富营养化的浓度下限 ;大运河和井水分别达 7.16mg·L-1和 15 .84mg·L-1;井水中NO-3 -N浓度高达 15 .4 7mg·L-1,超过WHO所规定的生活饮用水NO-3 -N浓度上限的 5 0 %。试验结果还表明 ,河水中氮污染源以NH 4 -N为主 ,浓度高达 5 .6 3mg·L-1,占无机氮(NO-2 -N含量很低 ,忽略不计 )的 79% ;而井水中无机氮以NO-3 -N为主 ,占 98%。湖、河及井水中不同深度水样的分析结果表明 ,NO-3 -N和NH 4 -N浓度差异不显著 ,但其随时间变化差异明显。     

Assessment on contaminations in sediments of an intake and the inflow canals in Taihu Lake,China

As the second largest freshwater lake in China, Taihu Lake provides water supply to approximately 32 million inhabitants around the lake. However, dramatically increased pollution has threatened the safety of drinking water supply in recent years. In the present study, we investigated the contaminations of nutrients and heavy metals in the sediments of an intake and inflow canals in Gonghu Bay, Taihu Lake. Moreover, we also examined the impact of human activities on spatial distribution characteristics of contaminations. Our results showed that the intake presented relatively lower concentrations of phosphorus and nitrogen compared with inflow canals. However, the concentrations of Cr, Ni, Cu, Zn and Pb in the sediments of the intake exceeded the lowest effect level (LEL) values, indicating a potential risk to drinking water resource. In addition, the concentrations of Ni in the sediments of Tianji Canal and Jinshu Canal exceeded the severe effect level (SEL) value. More importantly, the concentrations of Cu in the sediments of Tianji Canal exceeded three times of the SEL value. Multivariate statistical analysis confirmed that the domestic sewage primarily contributed to the nutrient accumulation, and the leakage of electronic trash dominated the enrichment of metals in the sediments. Taken together, more effort should be made to ensure the security of water resources in Taihu Lake, especially for the treatment of domestic sewage and industrial wastewater.