Distribution of mercury in di erent environmental compartments in the aquatic ecosystem of the coastal zone of the Southern Baltic Sea

The aim of this study was to characterize mercury (Hg) contamination in the coastal waters of the Southern Baltic Sea, and to investigate transformations of Hg in the initial links of the marine food chain. Concentrations of Hg in water, particulate matter, plankton and macrophytes at various stations in the coastal zone (a bay with restricted water exchange, near an industrial city, river mouths, and the open sea) were measured in 2006–2008. Hg concentrations observed in the Southern Baltic varied greatly, showing the highest average values in all environmental compartments near the river mouths. In shallow, sheltered parts of the gulf, where water exchange is restricted, Hg concentrations in the water and in macrophytes were elevated relative to those in the coastal zone of the deeper part of the bay and in the open Baltic. Distance to the river mouth, terrestrial runo , and quantity and quality of organic matter were more important than seasonal variations in controlling Hg and HgSPM concentrations in water samples. Mercury concentrations in the surface microlayer at the air/sea interface were over 10 times higher than those in the bulk surface water. Concentrations of Hg in macrophytes in the winter were significantly higher than those in the warm seasons (spring, summer, autumn). This was probably the combined e ect of higher availability of Hg in porewaters and leaf growth inhibition.     

五种挺水植物对矿山废水中锰的去除效能比较

以水葱、香蒲、芦苇、灯芯草和野茭白五种挺水植物为研究对象,通过实验室模拟人工湿地系统,研究在投加不同浓度梯度人工拟合酸性矿山废水条件下各植物对重金属锰的去除效能以及植物各部位对锰的富集能力。结果表明,野茭白和水葱的去除效能最显著,第七天的去除率达到90%和76%以上,香蒲的相对较差,为56%以上。五种植物各部位对重金属锰的富集能力均遵循同一规律:对于无茎植物,根富集浓度大于叶富集浓度;对于有茎植物,则为根大于茎大于叶。     

不同沉水植物对沉积物磷迁移转化的影响

选择了微齿眼子菜(Potamogeton maackianus A.Benn .)、穗花狐尾藻(Myriophyllum spicatum L .)和金鱼藻(Ceratophyllum demerswn L .)3种沉水植物,在温室模拟研究了不同沉水植物对湖泊沉积物磷迁移转化的影响.研究结果表明,随着培养时间的延续微齿眼子菜和穗花狐尾藻对沉积物NaOH-P有明显的吸收和转化作用,分别吸收和转化了36.9%和33.2%,而金鱼藻对沉积物NaOH-P的影响不显著;各处理随着植物的生长,由于根系的吸收作用,沉积物中Olsell-P发生了从非根际→根际→沉水植物的迁移过程,其中微齿眼子菜和穗花狐尾藻更为明显.因此,微齿眼子菜和穗花狐尾藻对沉积物磷释放的控制作用更为明显.     

两种不同根系特征沉水植物对沉积物剖面不同形态磷的影响

为探究不同根系特征的沉水植物对沉积物中磷（P）的影响,本研究以狐尾藻（Myriophyllum spicatum L.,根系发达）和金鱼藻（Ceratophyllum demersum L.,无固定根）为材料开展室内培养试验.结果显示,狐尾藻和金鱼藻均能显著降低沉积物中的总磷（TP）、无机磷（IP）、氢氧化钠提取磷（NaOH-P）含量,去除率分别为9.0%和7.8%（TP）、9.8%和8.8%（IP）、15.7%和8.7%（NaOH-P）.狐尾藻对沉积物NaOH-P的去除效果显著优于金鱼藻.狐尾藻组中沉积物NaOH-P减少引起IP降低,进而造成TP降低.与初始状态相比,狐尾藻和金鱼藻处理下的上覆水溶解氧（DO）分别增加1.61 mg·L^-1和1.72 mg·L^-1,但pH和TP没有显著变化.结果表明,两种沉水植物在减少沉积物P、抑制上覆水TP上升方面均具有积极作用,但在沉积物NaOH-P含量高的浅水湖泊中,根系发达的狐尾藻的生态修复功能更为有效.     

铜离子对2种沉水植物种植水抑藻效应的影响

为了阐明铜离子对沉水植物化感抑藻作用的影响,利用2种常见且具有明显化感抑藻效应的沉水植物：马来眼子菜和苦草种植水进行了研究,分析了协同加入铜离子的情况下,种植水对铜绿微囊藻（Microcystis aeruginosa）脆杆藻（Fragilariasp．）和沙角衣藻（Chlamydomonas sajao）等单细胞蓝绿藻生长的抑制效应。铜离子投入量参考污水综合排放标准,综合考虑水生动物和藻类的耐铜毒性范围,在较低的范围内设置4个水平：100、150、200、250μg铜离子每升藻类培养液。研究结果表明,与不同水平铜离子混合后,种植水的抑藻效应出现4种情况,（1）被消除,100μg·L-1铜离子加入后,马来眼子菜种植水对脆杆藻、苦草种植水对铜绿微囊藻的抑制作用被消除。（2）被削弱,马来眼子菜种植水在加入100μg·L-1和150嵋·一铜离子2种情况下,对铜绿微囊藻抑制作用被削弱,加入200μg·L-1铜离子后,对脆杆藻抑制作用被削弱;苦草种植水在加入150μg·L-1铜离子后,对铜绿微囊藻的抑制被削弱。（3）无变化,马来眼子菜种植水,分别加入200μg·L-1和250μg·L-1铜离子后,对铜绿微囊藻抑制效应不受影响,分别加入150μg·L-1和250μg·L-1铜离子,对脆杆藻抑制效应不受影响;苦草种植水,加入150μg·L-1铜离子后,对铜绿微囊藻抑制效应不受影响,加入100μg·L-1和150μg·L-1铜离子后,对沙角抑藻的抑制效应不受影响。（4）被强化,苦草种植水,分别加入200μg·L-1和250μg·L-1铜离子后,对铜绿微囊藻、沙角抑藻的抑制效应均被强化。沉水植物化感抑藻物质主要是小分子的有机物,包括各种有机酸,而铜离子极易和水中的有机物发生络合反应．可能是铜离子与种植水中某些抑藻化感物质发生络合反应导致其抑藻效应受到影响．具体机制有待进一步研究。     

Modeling the refuge effect of submerged macrophytes in ecological dynamics of shallow lakes: A new model of fish functional response

Submerged macrophytes often provide refuge for zooplankton from fish predation in temperate and subtropical shallow lakes. However, since the relationship between submerged macrophyte abundance and its refuge effect has not been well established, the refuge effect is difficult to be simulated. In this paper, we constructed mathematical models to describe the refuge effect of submerged macrophytes on fish foraging activities and ecological dynamics of shallow lakes based on the previous studies. We clarified the underlying behavioral mechanisms of the observed functional responses through analyses of the fish foraging behavior, extracted the affected variables related to the refuge effect, formulized the relationship between the affected variables and submerged vegetation density, and determined parameter values with a compensative procedure. Calibration and validation results indicated that the new functional response model was successful to simulate the refuge effect on interfering with fish foraging behavior. Moreover, the model was cooperated into a minimal ecological model for shallow lakes. Modeling results showed that the model was able to simulate the refuge effect in ecological dynamics, and made the ecological model produce significantly different results from those with the existing functional response models.     

沿岸用地状况对中小河道沉水植物定居光照强度的影响

河道沿岸用地状况对水环境质量和水生态系统健康产生重要影响,水体光衰减特征对沉水植物定居生长具有重要意义.通过以建设闲置区、居住商业区、非居住商业区等不同沿岸用地状况中小河道为研究对象,分析了上海市130个中小河道调查区段的水环境和水下光环境指标.结果表明,上海市中小河道调查区段水体光衰减系数（K_d（PAR））的分布范围为1.243~7.592 m^-1,河道沿岸不同用地状况对K_d（PAR）具有较大影响,建设闲置区显著大于非居住商业区和居住商业区.总固体悬浮物是导致上海市中小河道水体光衰减的主要因素,但不同沿岸用地状况之间引起水体光衰减的主导因子存在差异：因处在建设开发阶段或表土裸露状态,建设闲置区的水体光衰减主导因子为总固体悬浮物,而非居住商业区、居住商业区的水体K_d（PAR）则受到总固体悬浮物、有机污染和营养盐等共同影响.总体上,总磷和叶绿素a随总固体悬浮物浓度增加表现为先增加后降低趋势.沉水植物定居光环境的最大水深Z_macrophytes分布范围为0.462~2.821 m,结合中小河道水深判定水下光照强度不足严重制约沉水植物恢复,并且浊度与K_d（PAR）的相关性显著.建设闲置区、居住商业区、非居住商业区等沿岸用地状况水体浊度与K_d（PAR）的相关系数分别为0.785、0.738、0.646,可作为判定沉水植物定植光照强度及适宜生长区的易操作定量指标.     

水生植物组合后根际微生物及水净化研究

富营养化水体的净化多集中于用单一生态型的水生植物或通过水生植物配置进行,而把多种不同生态型的水生植物镶嵌组合使用还少见报道,水生植物与微生物的关系也有类似情况。实验选择了三种不同生态型的水生植物镶嵌组合(慈姑(Sagittaria sagittifolia),挺水植物;大薸(Pistia stratiote),漂浮植物;穗状狐尾藻(Myriophyllum spicatum),沉水植物)后对富营养化水体进行净化研究,结果表明:(1)水生植物镶嵌组合后对富营养化水体中的TN和TP去除效果明显,并且能够长期维持此净化效果;(2)植物根际细菌与TN的变化有良好的正相关关系,而真菌、放细菌与TN的去除关系不大;(3)TP的去除与微生物的相关性不高,TP的去除主要是水生植物的作用;(4)被净化水体中的细菌数量一直维持一个低水平状态,说明水质有很大改善。     

水生植物对富营养化水系统中氮、磷的富集与转移

基于人工模拟自然条件的方法,选取狐尾藻(Myriophyllum verticillatum L.)、水芹菜(Oenanthe javanica)及黑麦草(Lolium perenne)等3种水生植物,对滇池入湖河道污水进行净化试验研究.探讨了水生植物对富营养化水体中氮、磷在不同相中的富集与转移效果.结果表明,沉积物相中,3种植物对氮的富集率为狐尾藻(64.71%)水芹菜(19.12%)黑麦草(5.88%)空白(-7.84%),磷的富集率为水芹菜(187.2%)狐尾藻(144.6%)黑麦草(130.5%)空白(31.2%);生物相中,氮的富集率为狐尾藻(4.15%)水芹菜(0.5%)黑麦草(-14.6%),磷的富集率为狐尾藻(9.6%)水芹菜(3.8%)黑麦草(-6.5%);水相中氮的去除率为黑麦草(95.11%)水芹菜(83.08%)狐尾藻(71.42%)空白(58.10%),磷的去除率为黑麦草(88.17%)狐尾藻(79.58%)水芹菜(73.09%)空白(20.19%).     

植物化感作用在抑藻方面的研究进展

藻类爆发性生长是水体富营养化带来的问题之一,利用植物化感作用抑制藻类生长具有生态安全和快速高效的优点,对湖泊富营养化的生态控制具有非常重要的意义.本文介绍了利用植物化感作用抑制藻类生长的研究进展和现状,并讨论了植物化感抑藻作用研究过程中所使用的方法、化感作用的机制、抑藻机理及化感物质的分离方法.最后对植物化感作用在抑藻方面的研究前景进行了展望.