从富营养化状态中复原：减少对瑞典四大湖磷输入的经验

自20世纪60年代以来,人们一直在研究随着输入的减少韦特恩湖、维纳恩湖、梅拉伦湖以及哈马伦湖中磷(P)和氮(N)的浓度变化.在前两个水更新速度较慢的深水、贫营养湖中,自70年代以来磷输入的急剧减少只是造成较长一段时间内磷浓度的少量减小.同时在水团中出现了非有机氮的积累现象,本文对这一现象的可能原因进行了探讨.在后两个中等营养到高营养的湖中,哈马伦湖中的两个浅盆地由于沉积物释放的氮而显示出恢复较慢.这两个盆地以及梅拉伦湖中的两个盆地有氮缺乏现象,特别是在磷输入减少之前的数年中、而且表明存在固氮现象.在梅拉伦湖的两个盆地中,湖内磷浓度的恢复与用于湖泊从营养物污染中恢复的IMSA模型相比较预期的要好.在其他的5个湖泊/盆地中,20年之后的叶绿素浓度与那些模拟的情况相比类似.     

不稳定气候条件下中上层鱼类的种群补充:瑞典四大湖泊研究

通过对瑞典维纳恩、韦特恩、梅拉伦和哈马伦四大湖泊中上层鱼类种群生物学的研究得出,适宜区域里鱼苗在生长季节尽早孵化,并在冬季到来之前达到一定的体长,对鱼苗的成活是至关重要的.一般认为,这不仅是为了适应春季浮游动植物的生长,同时也是为了避免被捕食.相对于秋季产卵的欧白鲑(Coregonus albula)来说,通过对春季产卵的胡瓜鱼(Osmerus eperlanus)和梭鲈(Stizostedion lucioperca)的研究,我们更容易得出上述的结论.冰融之后欧白鲑苗的迅速孵化对鱼类的种群生长较为有利.在贫营养性、掠食性鱼类很少的湖泊中,冰融化之后水温的快速回升对种群的补充较为有利,而在富营养性的湖泊中,由于存在被捕食的压力,情况就大不一样了.研究结果表明秋季产卵群体较难适应全球变暖的趋势,不同年份鱼类在年种群生长强度方面存在着较大的差异,这可用生活史来予以解释.     

持久性有机污染物(POPs)的监测:来自瑞典韦特恩湖的例子

位于瑞典南部的韦特恩湖是一个大的贫营养化湖泊,它具有高的水面与流域面积比率(大约为0.4)和60年的驻水时间.此湖结合了对大气POP污染的敏感性、对POPs影响的普通敏感性和较慢的浓度降低.提出了鱼体内PCBs和DDT从20世纪60年代一直到1996年的时间系列,以及韦特恩湖沉积物中TCDD的数据,并和其它大湖泊进行了比较.有关北极红点鲑(Salvelinus salvelinus)体内POPs的长期数据集显示每年PCBs有大约5%,DDT有13%的减少.这些速度和其它研究相一致.也讨论了营养物质及其生物效应,以及影响具有长驻水时间的贫营养化湖泊命运的因素.我们提出贫营养的干净湖泊是对于监测生物区中POPs的重要生态系统.     

青藏高原北部库赛湖沉积柱中长链烯酮的分布特征及古环境意义

长链烯酮不饱和度指标U37K或U37K′已被广泛应用于古海洋表层水温的重建,但用于恢复湖泊古温度的研究则相对很少。本文以青藏高原北部咸水湖泊库赛湖作为研究对象,对湖心一个5m沉积柱中的长链烯酮进行了测定分析,并通过分子生物学手段确定了其母源。结果表明该沉积柱的大部分层位存在长链烯酮,其C37/C38<1;DNA测序结果表明库赛湖中的定鞭藻为Isochrysis属,为长链烯酮的母源。根据已发表文献中的湖泊环境中长链烯酮不饱和度指标U37K与温度的经验公式估算出的古湖水温度接近于实测的现代夏季水温,且与甘油二烷基甘油四醚(Glycerol Dialkyl Glycerol Tetraethers,GDGT)重建的库赛湖古湖水温度范围基本一致。但是,用长链烯酮恢复的古湖水温度总体上稍高于由GDGT计算出的温度且波动更为强烈,这可能与这两种脂类的母源生物在湖中的栖息层位不同有关。     

南四湖浮游硅藻季节性演替及其与环境因子的相关性

为研究南水北调东线工程调水对南四湖硅藻藻密度、种群结构变化的影响,于2010年5月—2013年4月在南四湖进行逐月采样,应用NMDS(non-metric multi-dimensional scaling,非度量性多元标度)分析硅藻种群组成的相似性,并通过冗余分析和Pearson相关性分析研究了硅藻种群结构和环境因子间的相关性. 结果表明:①共检出硅藻23属69种,硅藻藻密度在14.3×104~663.2×104 L-1之间,呈明显的季节性变化,表现为冬春季大于夏秋季;②硅藻种群演替呈明显的季节性变化,冬春季主要以冷水种尖针杆藻(冬春季所占比例分别为15.3%、24.0%)为主,夏秋季则以暖水种扭曲小环藻(夏秋季所占比例分别为17.8%、19.1%)为主;③氮磷营养盐水平、pH和表层水温是影响南四湖硅藻种群变化的主要环境因子. 南四湖硅藻种群对于环境因子变化的反应较为灵敏,可作为南四湖水质的潜在指示工具进行长期研究.      

蒙古高原北部Gun Nuur硅藻属种组成与分布特征

本文通过对蒙古高原北部表层沉积物中硅藻属种的鉴定,探讨硅藻属种的分布特征及对水环境变化的响应。Gun Nuur湖泊中共鉴定出2纲7科12属21种硅藻,以羽纹纲为主,Cymbella cistula、Amphora ovalis、Amphora baltica、Amphora ovalis var.pediculus等为相对优势种,且平均相对含量分别为24.4%、23.8%、16.9%、15.6%,其余属种均少于10.0%。优势硅藻种Cymbella cistula表明了Gun Nuur湖泊主要为淡水、偏碱性水体,pH值为8.0左右,距湖岸较近位置有大量的水生生物发育。Anomoeoneis costata和Anomoeoneis sphaerophora var.sphaerophora、Navicula oblonga反映出湖泊由于蒸发作用而导致水体咸化,湖泊矿化度升高,并且湖水属于Na-Ca/Cl-SO4型。在高纬度气候非常寒冷地区的湖泊中,硅藻生长受到严重的抑制作用。偏"胖"的特征有利于硅藻浮游以适应水体温度的变化,湖泊边沿结冰后向湖泊中心游动。湖泊在冰封后可以阻止风浪作用,并且在低于水温的季节中,冰封可以使湖泊水体在阳光照射条件下保持高于外部环境的温度而有利于硅藻的生长。广盐性、真静水性硅藻Epithemia intermedia反映了这种湖泊长期冰封下静水特征。     

瑞典四大湖中人类活动对鱼类多样性的影响

瑞典四大湖(维纳恩、韦特恩、梅拉伦和哈马伦湖)的鱼类资源极其丰富,分布有红点鲑、鲑、鳟、白鲑、河鲈、梭鲈,、白斑狗鱼和鳗鲡等经济物种.研究表明,筑坝、航运、富营养化和过度开发等所产生的物理、化学和生物因素会对湖中的经济物种产生影响,导致湖中原有物种资源的种类组成发生变化.由于近年来的人类活动的影响,上述湖泊中原有鱼类组成中的优势种群发生了变化,一些物种消失了,一些新的物种在湖中出现,其原因主要是富营养化、鳗鲡和龙虾丰度的改变以及过度捕捞.过度捕捞在某种情况下是大湖的渔业生产引起的--在一个捕食者和竞食者同时存在的环境中,如果食物资源非常充足,鲑科鱼类以及梭鲈等鱼类在生活史上会倾向于在性成熟状态下生长,但在常规可捕规格的选择性调控下,这些物种会因产卵群体太小而导致资源量急刷下降.     

综合硅藻指数的建立及其在淡水生态评价中的应用

硅藻在水生态系统中具有重要作用,具有分布广泛、繁殖周期短、对环境变化反应敏感等特点,被广泛用于水体质量监测. 为建立适用于我国水体生态评价的硅藻指数,2017年8月—2018年8月调查了长江下游主要湖泊和青弋江水系的着生硅藻群落结构及环境特征,使用Speraman相关分析研究硅藻指数与环境因子的关系,使用箱形图分析硅藻指数的适用性. 结果表明:①通过研究长江下游主要湖泊和青弋江水系硅藻与环境因子的关系,确定了114种硅藻对水体TP、TN和COD_Mn浓度变化的最优值和耐受值及环境指示,建立了一个适用于青弋江和长江下游湖泊水体环境评价的综合硅藻指数(comprehensive diatom index, CDI). ②Spearman相关分析结果显示,无论在河流水体还是在湖泊水体中,CDI与TP、COD_Mn、TSP和TN的浓度均呈显著相关. ③箱形图结果显示,CDI在河流和湖泊中均呈现随水质梯度增加而变大的趋势,说明CDI可以很好地反映水体的环境质量. 研究显示,使用CDI评价长江下游湖泊及青弋江水系水体质量,得到较好的结果,是一种评价水体质量较好的生物评价方法.      

瑞典大湖中大型植物的发展及其生境特性

在20世纪70年代,对瑞典的维纳恩湖、韦特恩湖、哈马伦和梅拉伦等四大湖泊进行了红外摄影航空测量.沿这些湖泊的小坡度梯度区域,挺水植物群落漫延数百米宽,而在较深坡度区只有几米宽.因为梅拉伦湖分成几部分,因此拥有很长的岸线,促进了水陆交界区域植被的生长.由于存在很多的掩蔽条件,睡莲以及其它浮叶的和自由漂浮的植物十分丰富.露出水面的和浸在水下的大型植物在寡营养的韦特恩湖最北端茁壮生长.在维纳恩湖无掩蔽的湖滩占多数,掩蔽的湾和半岛生长着过盛的芦苇.在哈马伦湖浅水区,单一的芦苇丛Phragmutesaustralis占主导地位.在20世纪90年代再次对梅拉伦湖和维纳恩湖所进行的调查表明,其变化可能与地下水层的波动有关.自第一次调查以来一直是比较稳定的.芦苇和睡莲在各湖泊的掩蔽区蔓延,而在深水边界区的芦苇的生长在减少.     

兴凯湖百余年营养演化历史及营养物基准

兴凯湖是东北亚地区典型湖泊。20世纪末以来人类活动持续增强,该湖营养快速富集,水体生态状况发生转变,但其环境演化历史及营养本底等信息尚知之甚少。本研究基于对该湖多根沉积钻孔年代、元素及沉积硅藻等多指标的分析,重建了兴凯湖百余年来的环境变化历史。结果表明：兴凯湖历史上保持着良好的环境生态条件,21世纪第一个十年以前水体环境变化较小(硅藻种群弦距<0.0005),近20 a来,兴凯湖生态环境逐渐退化,硅藻从以低—中营养Aulacoseira granulata的优势组合逐渐转变为以Cyclostephanos dubius为代表的富营养组合,污染元素(Pb、Zn等)含量及沉积速率快速升高。基于种群相似性的对比发现2000 a前的硅藻种群变化较小,故采用1994—1998年的水体监测均值作为兴凯湖的营养基准,即水体总磷(TP)、总氮(TN)基准分别为35μg·L^-1及970μg·L^-1;结合参比元素回归分析得到的大、小兴凯湖沉积物TP基准分别为360 mg·kg^-1、500 mg·kg^-1,可作为该...