温榆河浮游动物多样性及水质改善效果评价

为评价自2010年5月罗马东湖示范工程运行后温榆河水质变化情况,于2010年5月-2011年2月间,定期采集该流域大型浮游动物,并从浮游动物种类、敏感种数量以及Shannon-Weaver生物多样性指数(H')等3个方面对温榆河流域大型浮游动物多样性进行分析。2010年5月-10月,罗马东湖大型浮游动物种类增加,敏感种数量上升,Shannon-Weaver生物多样性指数(H')由0.650 1升至2.134 2,水质由重污型改善为β-中污型;2010年11月-2011年2月,H'降低,说明季节变化对生物多样性影响较大。下游苇沟桥由于接受示范工程水域敏感种,H'与罗马东湖具有相同变化趋势,但受到清河水体影响,实际水质较差。苇沟桥下游北关闸敏感种再次消失,H'降低。其他位点H'明显较低,并受季节变化影响。结果表明:温榆河水质改善示范工程对局部水域的水质改善效果明显。要实现河流健康目标,必须控制污染源,由点到面,逐步由局部生态修复过渡到流域生态系统的恢复。     

水母暴发的生物修复对策

近年来,霞水母(Cyanea nozakii)、口冠水母(Stomolophus nomurai)在我国的东海、黄海、渤海以及韩国、日本沿岸均出现过大范围暴发现象,且暴发次数、暴发范围以及持续时间呈上升趋势.本文分析了海域富营养化以及N、P营养盐比例失衡等为水母暴发的主要原因,在此基础上,提出了植树造林、防止水土流失;保护湿地,增殖植物,以吸收N、P等营养盐类;近岸增殖大型海藻等生物修复对策.     

海洋微食物环研究新进展

微食物环是海洋生态系统中重要的物质和能量过程,是传统食物链的有效补充。本文针对目前我国海洋微食物环结构组成的研究现状以及最新研究动态,对微食物环的生物组成成分,包括微微型浮游生物、nano-浮游动物、micro-浮游动物以及病毒的生态作用加以阐述,同时针对环境因素的改变,如富营养化、浮游植物水华过程和气候变化如何影响微食物环进行了分析,并对我国未来微食物环研究进行了展望。微型生物及微食物环如何应对新型生态压力,尤其是对气候改变的响应策略将会是下一步海洋生态系统研究的一个热点。     

夏、秋季黄河口及邻近水域浮游动物群落特征

根据2009年7月（夏季）和2010年9月（秋初）在黄河口及邻近海域所采集的浮游动物样品,研究了浮游动物的种类组成、丰度分布以及优势种变化等群落特征。结果表明,研究海域夏季和秋季的浮游动物群落结构差异明显。夏季浮游动物种类数（65种,包含14类浮游幼虫（体））和平均丰度（295.5 ind/m3）均高于秋初（54种,包含15类浮游幼虫,229.6 ind/m3）,夏季浮游动物的多样性也高于秋初。季节间优势种差异明显,夏季优势种为中华哲水蚤（Calanus sinicus）、小拟哲水蚤（Paracalanus parvus）、真刺唇角水蚤（Labidocera euchaeta）、强壮箭虫（Sagitta crassa）和长尾类幼体（Macrura larva）等,秋初优势种为锡兰和平水母（Eirene ceylonensis）、球型侧腕水母（Pleurobrachia globosa）、背针胸刺水蚤（Centropages dorsispinatus）和强壮箭虫等。暖水种（背针胸刺水蚤）和小型水母（锡兰和平水母和球型侧腕水母）在黄河口及邻近海域成为优势种在此前从未报道过,这值得引起重视,并进行持续观测研究。     

光伏电站建设对陆地生态环境的影响：研究进展与展望

随着全球能源消耗的快速增长,环境将进一步恶化,各国减排的竞争将更加激烈,而利用太阳能作为清洁能源的光伏发电对于实现地球碳中和具有重要战略意义.陆地生态系统中的集中式光伏电站大范围覆盖地球表面,导致土地利用发生变化,对地表能量平衡和降水的再分配产生显著影响,进而改变土壤养分循环和植物生产力,并最终带来明显的生态环境效应.通过回顾近20年来国内外光伏电站生态环境影响研究的相关文献,综述了光伏电站建设对微气候、土壤和动植物等的影响强度和方向,以及对陆地生态系统功能的潜在影响.光伏电站可以通过调节微气候因子中的太阳辐射强度、空气温湿度、风速和风向等,进一步影响植物生产力、土壤抗蚀性和土壤碳固存等多项生态系统功能.尽管已有文献报道中有关光伏电站建设对陆地生态系统的影响并不一致,但总体而言,可以提高植被盖度和植物生产力;特别在荒漠等生态系统中可在一定程度上改善生态环境.目前,尽管有大量研究报道了光伏电站对生态系统可能具有的效应,但实验性论据尚不充分,对生态系统功能影响机制的研究更为少见.在后续的工作中,可进一步关注光伏电站对生态环境影响的区域差异性,以及对生态系统功能潜在的影响途径,结合生态效应为...     

东海毛颚动物多样性指数H′的分布

根据1997～2000年在东海(27°～32°N,128°E以西)的大型浮游动物垂直拖网调查结果,对陆架区毛颚动物多样性指数分布现状进行分析和探讨。结果表明:海区多样性指数以冬季最高,夏秋季次之,夏季第三,春季最低;平面分布格局大致呈近海向外海、北部向南部递增的趋势;多样性指数主要取决东海暖水、黑潮和东海沿岸水的消长,反映了不同季节群落结构时空分布的动态变化过程。     

东海毛颚动物多样性指数H'的分布

根据1997～2000年在东海(27°～32°N,128°E以西)的大型浮游动物垂直拖网调查结果,对陆架区毛颚动物多样性指数分布现状进行分析和探讨.结果表明海区多样性指数以冬季最高,夏秋季次之,夏季第三,春季最低;平面分布格局大致呈近海向外海、北部向南部递增的趋势;多样性指数主要取决东海暖水、黑潮和东海沿岸水的消长,反映了不同季节群落结构时空分布的动态变化过程.     

预测全球变暖的电脑模型

美国科学家建立了一个电脑模型,可预测全球变暖对生态系统的影响。这个模型是美国植被生态系统模型分析工程的6个模型之一。经多次试验表明,在全球变暖影响下,美国未来的植被和水资源分布将发生较大变化。根据模拟,美国东北部地区的混合针叶林和硬木林可能大大减少,并向北移至加拿大境内。     

气候变化对景观和区域过程的影响及其对气候系统的反馈

北极生态系统的生物和物理过程会在不同的时间、空间尺度上对地球生态系统产生反馈作用,并与之相互影响.气候变化对北极地区的影响及其对全球气候系统的反馈主要存在着四种潜在机制反照率改变、生态系统对温室气体的排放或吸收、甲烷类温室气体的排放、影响海洋暖流淡水量的增长.这些反馈机制在某种程度上是由生态系统的分布和特征,尤其是大规模植被区域变化来控制的.通过少量全年的CO2通量测量表明,目前在地理分布上碳源区要比碳汇区要多.根据目前现有的关于CH4排放源地信息表明,景观规模上的CH4排放量对北极地区的温室效应平衡至关重要.北极地区的能量和水量平衡在变化的气候下,也是一个很重要的反馈机制.植被密度以及分布范围的增加会导致反射率的下降,因而会使地表吸收更多的能量.其效果可能会抵消由于极地沙漠地带向极地苔原带的的转化,或极地苔原带向极地森林带的转化,而造成的植被总净初级生产力碳沉降能力的提高而引起的负反馈.永久冻土带的退化对示踪气体动力学有着很复杂的影响.在不连续的永久冻土带地区,升温将会导致其完全消失.依赖于当地水文条件,温室气体排放可能由于气候环境变的干燥或湿润而使得其通量有所变化.总的来说,影响反馈的各种过程复杂的相互作用,以及这些过程随着时间地点的变化,加之数据的缺乏,又会在陆地生态系统气候变化对气候系统产生反馈作用的净效应估计上,产生许多的不确定性,这种不确定性将会影响到一些反馈的大小和方向.     

东海近海春季赤潮发生与浮游动物群落结构的关系

依据2002～2003年东海赤潮高发区(122～12330E、29～32N)及东海122～125E、29～32N海域4季综合调查资料,探讨东海近海春季赤潮爆发的生物学特征.结果表明,东海赤潮高发区浮游动物(网目孔径0.505mm)总生物量4季平均为170.75mg/m³,春季略低于夏季,明显高于秋、冬季.春季浮游动物生物量高,种类数及优势种种数(3种)相对较少,并呈现出单一优势种的优势度和平均丰度高,多样性指数均值低(1.78)的特征.随着冬季到春季水温逐渐升高,该水域生物量迅速上升,优势种种数却没有同步升高,仅有个别优势种,如中华哲水蚤(Calanussinicus)种群数量得到迅速的增长(平均丰度142.10mg/m³,占总丰度68.09%).这种生物量与群落变化的不同步、不对称性导致浮游动物群落结构的脆弱性,形成了东海近海春季赤潮发生的生物环境特征.     

南水北调中线干渠生态系统结构与功能分析

为分析和掌握南水北调中线干渠生态系统结构与功能的特征参数,根据2015~2019年中线干渠鱼类资源调查数据及实测的鱼类生物学参数数据,应用Ecopath with Ecosim 6.6软件构建了Ecopath食物网模型.模型由18个功能组组成,包括了初级生产者、初级消费者、主要鱼类和有机碎屑等.结果显示：中线干渠生态系统规模总流量、总生产量和总消耗量分别为19186.330,8947.857和1106.002（t/（km²·a））,食物网主要由4个整合营养级（1.00~3.71）构成,最高营养级为大型肉食性鱼类鱤（3.71）.食物网能量传递主要有两条途径,分别为牧食食物链和碎屑食物链,两者传递的能量相当,但牧食食物链传递效率是碎屑食物链的近两倍.交互营养分析结果表明,捕食者对其饵料生物的影响一般为抑制作用,碎屑生物量的增加对大部分功能组的影响为正效应,小型上层鱼类对浮游动物生物量起抑制作用.从各功能组之间的生态位重叠来看,各功能组间捕食者生态位重叠现象不普遍,重叠指数适中,部分肉食性鱼类的捕食者生态位重叠指数达到1.对生态系统总体特征分析发现,中线干渠生态系统的总初级生产量与总呼吸量的比值（P/R）、总初级生产量与总生物量的比值（P/B）、Finn's循环指数（FCI）和Finn's平均路径长度（FML）都表明该生态系统处于发展的幼态期,抵抗外界干扰的能力差.此外,中线干渠生态系统对初级生产力的利用率很低,导致过多的营养物质未进入更高营养级的食物链中进行循环,造成系统能量流动的滞缓.因此,根据生物操纵理论,可通过优化和完善鱼类群落结构,增强对系统初级生产力的利用效率,促进物质循环和能量流动,维持生态系统稳定.     

南水北调中线干渠生态系统结构与功能分析

为分析和掌握南水北调中线干渠生态系统结构与功能的特征参数,根据2015~2019年中线干渠鱼类资源调查数据及实测的鱼类生物学参数数据,应用Ecopath with Ecosim 6.6软件构建了Ecopath食物网模型.模型由18个功能组组成,包括了初级生产者、初级消费者、主要鱼类和有机碎屑等.结果显示：中线干渠生态系统规模总流量、总生产量和总消耗量分别为19186.330,8947.857和1106.002（t/（km²·a））,食物网主要由4个整合营养级（1.00~3.71）构成,最高营养级为大型肉食性鱼类鱤（3.71）.食物网能量传递主要有两条途径,分别为牧食食物链和碎屑食物链,两者传递的能量相当,但牧食食物链传递效率是碎屑食物链的近两倍.交互营养分析结果表明,捕食者对其饵料生物的影响一般为抑制作用,碎屑生物量的增加对大部分功能组的影响为正效应,小型上层鱼类对浮游动物生物量起抑制作用.从各功能组之间的生态位重叠来看,各功能组间捕食者生态位重叠现象不普遍,重叠指数适中,部分肉食性鱼类的捕食者生态位重叠指数达到1.对生态系统总体特征分析发现,中线干渠生态系统的总初级生产量与总呼吸量的比值（P/R）、总初级生产量与总生物量的比值（P/B）、Finn's循环指数（FCI）和Finn's平均路径长度（FML）都表明该生态系统处于发展的幼态期,抵抗外界干扰的能力差.此外,中线干渠生态系统对初级生产力的利用率很低,导致过多的营养物质未进入更高营养级的食物链中进行循环,造成系统能量流动的滞缓.因此,根据生物操纵理论,可通过优化和完善鱼类群落结构,增强对系统初级生产力的利用效率,促进物质循环和能量流动,维持生态系统稳定.     

长江口及东海赤潮海洋环境特征综合探讨

针对我国东海及长江口邻近海域赤潮频繁发生的现象,本文通过大量文献查阅和研究追踪,分别从东海赤潮的生物化学、物理海洋和地质沉积三大方面对其爆发的海洋环境特征进行了综合研究。具体涉及浮游藻类密度、叶绿素a含量、初级生产力、海洋温盐流、地貌沉积八个分项的解释,从整体上对长江口及东海赤潮生消演变的海洋环境进行了初步的探讨,为进一步的认识赤潮提供了研究基础。     

生态通道模型及其在水生态系统中的应用探讨

文章对生态通道Ecopath模型方法的提出及发展进行了简要介绍,并归纳了该方法在国内外水生态系统研究和管理中的应用,探讨了其应用过程中存在的问题。Ecopath模型目前主要应用在海洋生态系统中,因此在淡水生态系统应用具有一定的发展前景;在模型建立过程中,研究区域的生物种群动态及食性组成等基础研究的不足,会导致模型需要的食性数据难以获得,功能组的划分及数量较难把握,模型P/B、Q/B参数的计算及输入的准确性不高;对于Ecopath模型的敏感度分析、输入参数的不确定度分析及模拟效果的评估,在该模型发展及应用过程中将越来越受到关注。     

觉华岛海域人工鱼礁生态系统能量传递与功能研究

人工鱼礁是海洋牧场建设的重要组成部分,阐明其系统结构特征及能量流动规律是评估人工鱼礁资源养护和生态修复的重要基础。本文以辽东湾觉华岛海域人工鱼礁生态系统为研究对象,基于2019年春、夏、秋季的生物资源调查,通过稳定同位素技术和生态通道（Ecopath）模型构建了该人工鱼礁系统的生态通道模型,揭示了人工鱼礁建设的生态修复效果。研究结果显示,该生态系统以牧食食物链占主导,营养级为1～4.10,最高营养级为鲬,关键种为日本蟳。系统总能量传递效率为6.28%,35.08%的能量未进一步利用,流入碎屑。总初级生产/总呼吸为2.98,显示该系统为自养演替;联结指数为0.28,系统杂食指数为0.32,Finn's循环指数为6.08%,平均能流路径长度为2.49,说明该系统的生态系统规模、物质再循环率、复杂度及稳定性均较高,但仍处于发育阶段,距离成熟系统仍有一定差距。     

连云港海州湾渔业生态修复水域生态系统能量流动模型初探

根据2003年连云港海州湾渔业生态修复水域的本底调查资料,应用Ecopath with Ecosim(EwE)软件中的Ecopath模块,本研究构建了该区域的生态系统能量流动简易模型,初步评估了该区域的初始生态系统稳定性.结果表明:连云港海州湾渔业生态修复水域初始生态系统能量流动主要以牧食食物链为主,54.00%的能量通过牧食食物链向上传递.系统各功能组营养级在1.00~4.37.系统总流量为21946.70 t/km2/a,系统总初级生产力9500.00 t/km2/a.系统的能量流动主要集中在6个营养级,来自初级生产者的转化效率为14.20%,来自碎屑的转化效率为13.60%,系统平均转化效率为13.80%.系统初级生产力与总呼吸量的比值为4.51,连接指数为0.27,杂食指数为0.21,Finn循环指数为2.62%,平均能流路径为2.22.连云港海州湾渔业生态修复水域生态系统的成熟度和稳定性较低,系统尚未发展成熟,还有较大的发展空间,可为鱼类等主要消费群体提供较多的能量供给.本研究结果可为海州湾人工鱼礁效果评价提供重要的基础数据.     

水利工程背景下河流水华暴发成因分析及模拟研究

研究发现,河流水华暴发的主要驱动因素除受过量营养盐摄入、气候变化导致的气温上升和降雨等限制外,水文情势的影响尤为显著.在高强度人类活动影响下,水利工程开发导致的水文情势改变是否为河流水华加剧的成因之一,是水与环境学科交叉研究亟待探索的一个重要应用基础问题.通过对近10年来国内外在水利工程背景下河流水华暴发成因研究进展的综述,辨识了河流水华发生的"水循环-水环境-水生态"相互作用关系;对考虑水文变化的河流水华预测统计学模型、智能算法和水质水量耦合机理模型等进行了回顾和总结,并提出了基于水循环物理过程联系的生物及生物地球化学过程、社会经济用水与管理人文过程等与河流水华发生相互作用与反馈的水系统论研究体系.当前我国水利工程调水影响区下的河流水华问题研究仍面临着一些难点和挑战:① 过去关于水利工程调水对河流中下游水生态的影响研究多数是基于情景假设和规划条件下的预断,随着近年来我国多个大型水利工程的正式实施运行,当前以实际工程调水为背景（如南水北调、引江济汉工程等）开展水华模拟的研究成果仍然十分有限;② 水利工程调水影响区下的河流水华发生机理尚不明确,当前多数藻类生长模型并没有将流域水循环过程影响纳入考虑因素,对河流生态水文过程作用机理与耦合及定量关系分析方面的研究相对匮乏;③ 现阶段水利工程背景下的河流水华问题研究多停留在定性分析和宏观定量阶段,缺乏基于以水系统理论为导向的水生态系统与河流水文情势共同作用机制的定量化研究.      

光照与东海近海中肋骨条藻（Skeletonema costatum）赤潮发生季节的关系

利用船基现场培养实验和模型计算的方法,研究了光照与东海近海春夏季均能发生中肋骨条藻赤潮的关系.结果表明,中肋骨条藻生长的最适光照强度(Iopt)随水温(t)的增加呈"慢升快降"的不对称"倒V"形变化特征,在25℃左右Iopt最大,为121.6 W·m-2, Iopt-t中曲线符合Blanchard方程;由东海海表水温计算的中肋骨条藻Iopt的季节变化特征与东海海面光照强度、海水透明度的季节变化基本同步(R2=0.907±0.115, P<0.001),且滞后于海面光照强度2个月左右,这使春夏季海水中光照最适宜生长的水层均为全年最厚(6m左右).可见,中肋骨条藻对光照的适应性很强,海区海水光照的适宜性是春夏季均能形成大规模中肋骨条藻赤潮的重要原因之一.     

水华生消过程对巢湖沉积物微生物群落结构的影响

水华对湖泊水体和沉积物理化和生物学性质的影响已进行了较多研究,但鲜见水华生消过程对湖泊沉积物微生物群落结构的影响.本研究以巢湖为对象,通过PCR-DGGE方法分析了水华形成、持续和消亡阶段对沉积物微生物群落结构的影响.结果表明,巢湖水华形成期为5月15日~6月20日,持续期为6月20日~9月5日,之后进入水华消亡期.PCR-DGGE分析表明,非水华区沉积物微生物的种类、Shannon-Wiener指数、Simpson指数随时间变化较小,微生物相似度较高,温度可能是影响非水华区微生物群落结构波动的主要因子;在水华区,沉积物微生物的种类、Shannon-Wiener指数在水华形成期和消亡期较低,在水华持续期较高,而Simpson指数则呈相反趋势,微生物相似度相对较低,表明水华形成、持续和消亡过程对微生物群落结构、优势种有不同影响,温度和水华导致的水体性质变化可能是沉积物微生物变化的主要因子.本研究表明,水华生消过程对湖泊沉积物微生物有不同的影响,这对深入评价水华对湖泊水生生态系统的影响和利用微生物防治湖泊水华有重要意义.     

Spatial heterogeneity of cyanobacterial communities and genetic variation of Microcystis populations within large, shallow eutrophic lakes (Lake Taihu and Lake Chaohu, China)

Cyanobacteria, specifically Microcystis, usually form massive blooms in eutrophic freshwater lakes. Cyanobacterial samples were collected from eight sites of both Lake Taihu and Lake Chaohu in late summer to determine the diversity and distribution pattern of cyanobacteria and Microcystis in large, shallow, entropic lakes with significant spatial heterogeneity and long-term Microcystis bloom. Molecular methods based on denaturing gradient gel electrophoresis and clone library analysis were used. A similar heterogeneous distribution pattern of cyanobacteria in both lakes was observed. Most parts of these two lakes with high trophic level were dominated by Microcystis. However, in the regions with low trophic levels as well as low concentrations of chlorophyll a, Synechococcus occupied a considerable percentage. Different morphospecies and genotypes dominated the bloom-forming Microcystis populations in these two lakes. Microcystis viridis and Microcystis novacekii were dominant in Lake Chaohu, whereas Microcystis flos-aquae was dominant in Lake Taihu. Only 2 of the13 Microcystis operational taxonomic units were shared between these two lakes. Analysis of molecular variance based on 16S to 23S internal transcribed spacer sequences indicated the significant genetic differentiation of Microcystis between these two lakes (F_st = 0.19, p < 0.001). However, only 19.46% of the genetic variability was explained by the population variation between lakes, whereas most (80.54%) of the genetic variability occurred within the lakes. Phylogenetic analysis revealed no phylogeographic structure of Microcystis population in these two lakes, as illustrated by their cosmopolitan nature. Our results revealed that spatial heterogeneity within lakes has more impact on the cyanobacterial diversity than geographical isolation in a local scale.