生物卵化石研究进展简述

卵生是动物界最普遍的繁殖方式,卵的孵化对繁殖季节突发的气候变化响应敏感,孵化成败又与生物种群数量变动和群落演替密切相关,因此卵化石具有重要的古生物学、古气候学、古生态学研究价值。但由于卵生动物种类十分丰富,卵形态特征多样,研究领域广泛,有必要总结梳理卵化石的研究进展。本文通过对主要卵生动物类群卵的形态特征,以及卵化石在古生物学、古气候学、古生态学方面研究进展的回顾,发现卵化石的研究主要集中在脊椎动物类群,为脊椎动物演化提供了重要证据,但是由于脊椎动物卵化石通常难以建立连续的长序列记录,其古生态学和古气候学研究极为不足。然而,无脊椎动物卵化石由于数量丰富,具有统计意义,其在古生态学、古气候学研究领域具有重要意义,但是其在古生物学,包括种属鉴定等方面的研究需要加强。在无脊椎动物中,蜗牛及其卵化石在黄土-古土壤地层中保存丰富且地层分布连续,最有可能建立卵化石的长序列。通过现代过程研究,明确蜗牛卵的气候指示意义,建立第四纪蜗牛卵化石长序列,发挥蜗牛卵化石的古气候学和古生态学研究价值,是亟需开展的研究工作。     

一个从酸化和金属污染中恢复的湖泊历史悠久的水蚤属(Daphnia)群落的重现

通过综合采用古湖泊学技术和分子遗传技术重现汉纳(Hannah)湖--个从工业酸化、金属污染及动物灭绝中恢复的湖泊--中水蚤属(Daphnia)群落组成的长期型式.像许多浮游动物一样,水蚤属可以产出能生存几十年,甚至一百年以上的滞育卵.然而,过去20年D.mendotae在汉纳湖中的出现可能是从其他附近湖泊扩散的结果,而不是从沉积物卵库移居而来的.我们利用聚合酶连锁反应(PCR),单股构象多形现象(SSCP)以及排序进行的成因测试结果表明,D.mendotae滞育卵在过去250年沉积物记录中没有发现,在该地区金属冶炼作业之前,该生物群落由D.pulicaria控制.在湖泊化学复原之后这一物种的变化与早期湖泊酸性的历史变化一致.在汉纳湖的整个远古历史中,环境波动可能决定了群落组成.将这一分子一古湖泊学方法扩展到其他湖泊应该有助于更准确地阐述生物复原过程.     

人类活动在武汉东湖沉积物中的记录

研究了武汉东湖Ⅰ站90cm和Ⅱ站150cm沉积物柱芯TOC、TN、TP和硅藻的垂向分布,探讨了在东湖的发展演化中尤其是富营养化的过程中人类活动的影响.在350aBP(清朝康熙雍正年间)和20世纪60年代,由于人口增长、农业耕作发展和湖泊富营养化使区域内TOC、TN等营养物质向湖内大量输入.东湖I站沉积物中TP在0～5cm的高值区主要与建国以来东湖周围的人类活动作用加强有关,是湖泊营养程度逐步提高的结果.随着湖泊富营养化的加剧,湖泊藻类大量繁衍,沉积物中保存的硅藻也相应大量增加.     

新疆柴窝堡地区沉积物元素地球化学特征及其环境意义

通过对新疆柴窝堡地区湖泊沉积物和流域表层沉积物中元素含量的分析,研究了柴窝堡湖沉积物中元素的地球化学特征及其环境意义,并利用重金属潜在生态危害指数法对沉积物重金属的生态效应进行了简要评价。相关分析及主成分分析表明,柴窝堡流域Al、K、Na、Be、Ba、Ti、Ca、Mg、Sr等元素含量的变化主要受流域化学风化作用强度的影响,而Fe、Mn、Zn、Cu、Cr、Ni、Pb、Co等重金属元素与黏土含量之间相关性显著,反映了自然与人类活动的影响过程。1950年前,人类活动影响弱,湖泊沉积物重金属元素主要受控于流域水动力条件;1950年后,流域人类活动的加强使得湖泊沉积物中重金属含量显著增加。利用聚类方法进行了湖泊沉积物与流域表层沉积物元素组成的比较分析,结果显示不同湖泊沉积物元素的组合特征反映了流域人类活动和自然作用的影响。最后,通过重金属潜在生态危害指数法对柴窝堡湖泊沉积物中Cu、Cr、Zn、Pb等4种重金属的潜在危害程度进行初步评价,其中以沉积物中Pb和Cu危害程度较高,但潜在生态危害程度尚属轻微。     

湖泊环境地球化学研究的最新进展

从工业革命开始的200年以来,人类活动导致了地球表面化学元素分布的巨大变化。而这种变化又深刻地反映在湖泊、海洋水体、沉积物中,以及在其中生存的微生物和生物体中。为保护湖泊水体环境,并探索湖泊的复苏途径,深入研究湖泊中发生的各种物理、化学和生物变化特征。从而摸拟湖泊地球化学和生物地质作用的过程是十分重     

海洋沉积物的环境磁学研究简述

环境磁学是一门介于地球科学、环境科学和磁学之间的边缘学科,可提供大量有关区域或全球环境变化及人类活动对环境影响等的重要信息.海洋沉积物是当前环境磁学研究的主要领域之一.根据最近20多a的研究成果,本文简述了海洋沉积物中的磁性矿物和磁学性质及其古环境意义等方面所取得的进展.     

PCR-RFLP技术在环境地球化学研究中的应用及展望

PCR—RFLP技术为环境地球化学提供了一种新的研究方法和实验设计的新的思维方式。该方法具有所需样品量低、快速简便及特征性强等优点 ,可广泛应用于物质的生物地球化学循环、环境过程的生物作用、生物多样性及有机物源判断等方面的研究。利用PCR—RFLP技术 ,以环境中存在的 16SrRNA为对象 ,对环境生物的研究已广泛开展并取得了许多成果。展望未来研究成果 ,将会在海洋及湖泊沉积物等自然环境中发现更多的、新的微生物种类 ;将进一步阐明生物作用和物质循环的机理和过程 ;进一步阐明自然环境中生物大分子的变化机理及其环境效应并找到判断沉积物有机物源的新方法     

云贵高原湖泊沉积物和水体氮、磷和硫的生物地球化学作用和生态环境效应(摘要)

目前环境污染为全球十分关注的环境问题，人们急需研究污染物在各圈层界面的生物地球化学过程及其生态环境效应，近年来已成为国际研究的热门和前沿领域之一。湖泊与人民生活密切相关，因为它们具养殖、蓄水、发电、生活供水等重要社会和经济功能。由于人为活动，大气尘埃沉降和污水排放等，许多水体都出现了富营养化和酸化等问题，严重地影响了水体质量和初级生产力，因而要了解污染湖泊水体中关键的营养元素（N、P）和酸雨主要组成的和在水体和沉积物中的归宿，以及水体的酸碱平衡演化等，以便为污染湖泊的预测和治理提供科学指导。因此…     

武汉地区人类世的湖泊沉积指示

"人类世"(Anthropocene)概念是在人类活动引起的全球性环境问题日益突出的背景下提出的。人类世问题近年来已逐步成为环境、地球科学及其相关学科领域的一个研究热点。武汉位于长江中游,汉水与长江交汇之处,是中国中部地区的中心城市,也是全国重要的工业基地和综合交通枢纽,因此开展武汉地区的人类世界限研究对于指示人类活动在自然环境中可开展的安全活动空间具有重要的意义。以武汉市湖泊沉积物中有机氯农药(OCPs)、重金属元素(Zn、Cu、Pb、Hg、Cr)、总磷总氮和沉积色素的含量为标志,结合武汉城市化进程对武汉地区的人类世界限进行了研究。结果表明:武汉地区的人类世界限大概在1960年左右,此时人类活动在湖泊沉积物中留下了标志性的特征。     

湖泊沉积物质量基准研究进展

当前湖泊沉积物污染问题日益引起广泛关注,建立切实可行的沉积物环境质量基准,是对受污染沉积物进行科学评价和有效治理的重要前提。本论文介绍了沉积物质量基准的概念和国内外在该领域的最新研究进展,阐述了建立沉积物质量基准的主要方法,并对当前沉积物质量基准存在的关键问题和未来研究前景进行了分析。作者认为,当前亟待开展复合污染条件下的沉积物环境质量基准研究,应注重数值型沉积物质量基准和生物响应型沉积物质量基准的有机结合,加快建立沉积物毒性试验的标准方法体系,加强沉积物污染物的赋存形态与迁移转化规律研究,探索建立符合我国区域特点的沉积物质量基准理论、技术和方法体系,提高沉积物质量基准的准确性、针对性和适用性。     

基于液相31P核磁共振技术的不同地理区域湖泊沉积物生物质磷(Biogenic-P)形态特征研究

利用液相~(31)P核磁共振分析方法,研究了我国不同地理区域湖泊表层沉积物中生物质磷(Biogenic-P)的形态特征.结果表明,不同地理区域湖泊表层沉积物磷含量差异较大,湖泊沉积物中的总磷在184.37～1089.41 mg·kg~(-1)之间,青藏高原的青海湖总磷含量最高,达到1089.41 mg·kg~(-1).使用~(31)P-NMR技术在湖泊沉积物中共检测到4类磷化合物,其中生物质磷检测到3类磷化合物,分别为:磷酸单酯(Mono-P)、DNA磷(DNA-P)、焦磷酸盐(Pyro-P),其中以磷酸单酯为主,含量在5.57～399.18 mg·kg~(-1)之间.随着我国外源性磷的有效控制,内源性磷成为了磷主要的来源,在磷的内源负荷中,生物质磷矿化释放的磷将会影响水体整体生产力,本研究基于液相~(31)P核磁共振技术,对我国不同区域湖泊沉积物中磷形态的分布有了一些新的认识,可为深入认识磷在不同区域湖泊中转化提供支持,有助于深入研究不同区域湖泊磷生物地球化学循环过程,同时为认识我国不同区域湖泊沉积物中磷形态特征提供数据支持.     

基于液相31P核磁共振(NMR)技术的巢湖沉积物中有机磷形态研究

利用改进的沉积物有机磷提取方法和液相31P核磁共振(NMR)分析方法,研究了巢湖表层沉积物有机磷形态.结果表明:西部湖区表层沉积物总磷含量高于东部湖区,其平均含量分别为(1089.82±108.14) mg·kg-1和(497.80±51.59) mg·kg-1;东部湖区沉积物中有机磷百分含量(31.88％±2.41％)高于西部湖区(20.86％±1.65％);表层沉积物主要磷份组成包括膦酸盐(Phon-P)、正磷酸盐(Ortho-P)、磷酸单酯(Mono-P)、磷脂(Lipid-P)、DNA(DNA-P)、焦磷酸盐(Pyro-P);磷酸单酯为有机磷的主要组分,平均含量占总磷的22.12％±5.32％;磷酸单酯和DNA百分含量东部湖区大于西部湖区,磷酸单酯百分含量分别为25.99％±2.29％和16.30％±1.06％,DNA百分含量分别为5.61％±0.24％和3.85％±1.01％.31P核磁共振技术可以有效的应用于巢湖等富营养化湖泊沉积物磷形态分析;巢湖表层沉积物以无机磷为主,有机磷种类丰富,以磷酸单酯为主.     

城市湖泊沉积物微塑料污染特征

近年来,出现在环境中的微塑料日益受到重视.本文选择马鞍山市雨山湖和南湖等典型城市湖泊,研究春夏两季沉积物中微塑料的物理形貌特征和时空分布特征,并探究湖泊中微塑料的来源.结果表明,春季沉积物中微塑料平均含量为(0.028 4±0.059 7)g·kg~(-1),平均丰度为(278.9±529.1)n·kg~(-1);夏季微塑料平均含量(0.031 7±0.077 8)g·kg~(-1),平均丰度为(277.1±395.6)n·kg~(-1),利用配对样品T检验法发现春夏两季沉积物中微塑料的含量(N=22,t=-0.269,P=0.791)与丰度(N=22,t=0.035,P=0.973)无明显相关差异性.根据形状将研究区域沉积物中的微塑料分为纤维、薄膜和颗粒这3种类型,相应占比分别为52.9%、 28.9%和18.2%.粒径统计结果表明,绝大部分微塑料的粒径小于1 mm,可占总数量的83.9%,微塑料主要为聚乙烯和聚丙烯且表面严重风化.人流量大、车流量大和水上活动多的区域污染较为严重,揭示了湖泊沉积物微塑料的空间分布与人类活动的密切相关性.大气沉降(纤维类)、地表径流、衣服洗涤(纤维类)、湖内大塑料降解和渔业活动(渔网、发泡类)等为湖泊沉积物中微塑料的主要来源.     

三峡库区内陆腹地典型水库型湖泊中DOM吸收光谱特征

溶解性有机质(DOM)是湖泊生态系统重要组成部分,其性质和结构决定了其在污染物(例如汞)环境行为中扮演着重要角色.本研究选取三峡库区内陆腹地典型水库型湖泊——长寿湖,采用吸收光谱表征方法,通过1年时间对DOM地球化学变化规律进行了定性定量分析,并结合汞观测数据,讨论了DOM对不同形态汞浓度的影响.结果表明,和1月相比,长寿湖4~11月DOC差异性低于CDOM,4~11月间差异性不显著.有色组分变化是解释DOM季节性变化的重要原因.DOM中主要生色团仍然来自于大分子量的芳香性组分.而CDOM三波长模型可较好对DOC的年际观测进行反演.同时,SUVA254和S275~295季节性变化特征较明显,1月芳香性和分子量均最小,4月上升.与其他类型湖泊相比,长寿湖水体DOM芳香性和分子量大小均低于森林湖泊,但高于高原湖泊.周边生态系统和土地利用类型对湖泊DOM差异影响明显.另外,SUVA254和DOC与各形态Hg无明显相关性,但水体生色组分和分子量大小是控制溶解态和活性汞的重要因素;而湖区甲基汞变化可能与湖泊初级生产力导致的有机质富集和迁移关系密切.     

黄土高原高浑浊水体CDOM光学特性及影响因素

为确定黄土高原地区高浑浊水体有色溶解有机物(CDOM)组成来源及研究环境因素对其的影响,本文基于2018年5月陕蒙黄土高原地区河流与湖泊(咸水湖和淡水湖)的实测数据对CDOM光学吸收特性,各组分对水体吸收的贡献,光谱斜率S_(275～295)及水质参数与CDOM光学特征参数的相关性进行分析.结果表明,陕蒙黄土高原区河湖CDOM吸收光学特性差异显著(P0.01),湖泊CDOM吸收系数a_(CDOM)(440)(8.45 m~(-1))高于河流(2.70 m~(-1)),咸水湖CDOM浓度(13.52 m~(-1))高于淡水湖(3.38 m~(-1)),淡水湖对光的有效利用率高于咸水湖和浑浊河流.河流与湖泊、咸淡水湖之间酸碱度(pH)和溶解有机碳(DOC)差异均呈显著水平(P0.01);河湖水体电导率(EC)、浊度(Tur)和总悬浮物浓度(TSM)差异显著;排除极大值点,咸水湖与淡水湖叶绿素a(Chla)相接近.基于S_(275～295)分析发现,湖泊CDOM分子量小于河流,咸水湖分子量小于淡水湖;由SUVA_(254)得出,河流陆源腐殖质输入比湖泊多,淡水湖陆源腐殖质输入较咸水湖多.通过冗余分析(RDA)发现,河流与湖泊水质参数累积方差解释率分别为35.2%和61.4%,咸淡水湖均达到100%;溶解氧(DO)、水温和EC对河流CDOM光学特性影响较大(P0.01),而DOC、 TSM和Tur对湖泊CDOM光学特性影响较大(P0.01);咸水湖水体中DOC以及淡水湖水体的pH与CDOM吸收系数相关性较强(P0.05).     

江汉湖群围垦变化的遥感测定

为了监测江汉湖群的湖泊资源,研究湖泊围垦变化对湖区环境生态的影响,本试验利用陆地卫星遥感图象的光学仿射纠正技术和机助扫描统计方法,对湖北省湖泊的个数和面积进行了统计,并将八十年代初与五十年代末统计数据作了比较分析。发现江汉湖群的湖泊个数由五十年代末的609个减少到现在的309个,湖泊常年水位面积由4708km~2缩减到2657km~2.七十年代以来的过度围垦,使湖区生态平衡遭到严重破坏,调蓄、水产和水资源受到损失、研究表明.监测江汉湖群的动态演变,进行合理的湖区开发,加强湖泊的科学管理,已到非重视不可的时候了.     

巢湖沉积物氮磷分布及污染评价

以巢湖为研究对象,分析了沉积物中氮磷等营养盐的分布特征及储量信息,并对巢湖沉积物氮磷污染指数进行评价.结果表明,巢湖表层沉积物总氮(TN)和总磷(TP)平均含量为1 088 mg-kg-1和585 mg·kg-1,底层为666 mg·kg-1和509 mg·kg-1,表层总氮含量显著高于底层(P＜0.01);总氮、总磷...     

Critical velocity in phosphorus exchange processes across the sediment-water interface

Sediments are ultimate sinks of nutrients in lakes that record the pollution history evolutionary processes, and anthropogenic activities of a lake. However, sediments are considered as inner sources of environmental factor changes such as the variation in hydrodynamic conditions because of the nutrients they release. How does this process happen？ This study investigates a typical nutrient phosphorus （P） exchange among sediment, suspended particle matter （SPM）, and water. Compared with numerical and experimental studies, this study confirms that the critical velocity that occurs at a lower flow rate state exists in the range of 7 to 15 crn/sec. Critical velocity below the critical flow rate promotes the migration of particulate phosphorus （PP） to the SPM. On the other hand, critical velocity above the critical flow rate promotes the release of PP in water.     

银川市典型湖泊沉积物细菌群落结构及其对重金属的响应关系

湖泊湿地是极其重要而又特殊的生态系统,在区域水资源调蓄、环境保护和生物多样性维持等方面具有重要意义.沉积物细菌是湖泊生态系统重要的组成部分,是湖泊生物地球化学循环的主要驱动力.为探明银川市典型湖泊沉积物细菌的群落结构及其影响因素,选取银川市3个典型湖泊（阅海湖、鸣翠湖和犀牛湖）为研究对象,于2021年1月、4月、7月和10月采集表层沉积物,应用16S rDNA高通量测序技术研究沉积物细菌群落组成,并探究其与重金属之间的响应关系.结果表明,银川市3个典型湖泊沉积物重金属生态危害系数远小于40,生态危害指数远小于150,危害程度均为生态轻微危害.3个湖泊的细菌群落多样性无显著差异,但各湖泊不同季节多样性有显著变化,群落组成也存在显著差异.阅海湖、鸣翠湖和犀牛湖的优势种菌门（相对丰度排名前3）均为：变形菌门（Proteobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidetes）和绿弯菌门（Chloroflexi）,优势下级阶元为γ-变形菌纲（Gammaproteobacteria）、α-变形菌纲（Alphaproteobacteria）和δ-变形菌纲（Deltaproteobacteria）.银川市典型湖泊门水平分类上出现的主要差异物种为变形菌门（Proteobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidetes）、广古菌门（Euryarchaeota）、厚壁菌门（Firmicutes）、放线菌门（Actinobacteria）和酸杆菌门（Acidobacteria）.阅海湖沉积物细菌群落结构与Cu、Fe、Mn、Zn、As和Pb显著相关,鸣翠湖沉积物细菌群落结构与Fe、Pb和Cr显著相关,犀牛湖沉积物细菌群落结构与重金属相关关系不显著.沉积物重金属的种类和含量对银川市阅海湖和鸣翠湖沉积物细菌群落结构有显著影响,是引起湖泊沉积物细菌群落结构变化的重要环境因子.     

Determining reference conditions for TN, TP, SD and Chl-a in eastern plain ecoregion lakes, China

Establishing the nutrient reference condition(baseline environmental condition) of lakes in an ecoregion is a critical consideration in the development of scientifically defensible aquatic nutrient criteria.Three methods were applied to determine reference conditions in the Eastern plain ecoregion lakes with respect to total phosphorus(TP),total nitrogen(TN),planktonic chlorophyll a(Chl-a) and Secchi depth(SD).The reference condition value for the lakes in the Eastern plain ecoregion by the trisection method is TP of 0.029 mg/L,TN of 0.67 mg/L,Chl-a of 3.92 mg/m 3,SD of 0.85 m,and the reference condition range by the lake population distribution approach is TP of 0.014-0.043 mg/L,TN of 0.360-0.785 mg/L,Chl-a of 1.78-4.73 mg/m 3,SD of 0.68-1.21 m.Additionally,empirical models were developed for estimating the reference Chl-a concentration and SD successfully for lakes in the Eastern plain ecoregion.Overall,the data suggest that multiple methods can be used to determine reference conditions and that in Eastern plain ecoregion lakes the reference condition corresponds to a mesotrophic status.