基于摩擦纳米发电机的微塑料实时检测实验研究

采用基于自供电的摩擦纳米发电机(TENG)技术,设计开发了一种利用间断液柱检测水样内微塑料颗粒尺寸和丰度的实时快速检测方法和装置,并通过实验测试完成了对微塑料的尺寸形貌表征和化学元素组成的实时高效检测.研究发现,去离子水中加入微塑料颗粒时,溶液中zeta电位降低,改变了管壁表面的极化电场方向;随着水溶液中微塑料颗粒直径或丰度的增加,开路电压呈现减小趋势,50μm时减小了43.1%,0.250%浓度时减小了79.6%;微塑料颗粒对自来水的开路电压影响显著,以10μm微塑料颗粒为例,开路电压减小了20%,证明了TENG技术对海洋微塑料检测的可行性.     

辽宁双台河口湿地沉积物中微塑料污染分布特征

河口湿地作为陆地与海洋之间的重要缓冲地带,是陆海微塑料的潜在储库。本文研究了辽宁双台河口湿地沉积物中微塑料污染情况,涵盖海水养殖区、旅游景区、芦苇沼泽区和碱蓬滩涂区。研究结果表明：4个研究区域的微塑料平均丰度分别为（296.89 ± 139.07）个/kg（dw）、（171.56 ± 62.82）个/kg（dw）、（1...     

钦州湾海域不同季节尿素与浮游植物脲酶活性分布特征

2015年至2016年间,对钦州湾海域开展了四个航次调查研究,结合其它理化环境因子,对该海域尿素含量和浮游植物脲酶活性季节分布特征及影响因素以及尿素的来源和生物可利用性进行了初步探讨。结果表明,钦州湾表层水体中尿素分布呈现明显的由内湾向外湾递减的趋势,含量范围为0.24~5.14 μmol N/L,平均值夏季>春季>冬季>秋季,其中夏季尿素平均值为3.30 ±1.14 μmol N/L。浮游植物脲酶活性为0.15~2.60 μmol N/（L·h）,冬季浮游植物脲酶活性最高,平均为0.91 ±0.55 μmol N/（L·h）,其次是秋季和夏季,春季脲酶活性最低。不同季节尿素含量均≥1.00 μmol N/L,占溶解态有机氮（DON）的1.2%~63.0%,平均值为（15.6 ±14.2）%,表明尿素是钦州湾海域的重要氮源。钦州湾尿素含量和分布主要决定于陆源输入,尿素是DON的重要组成部分,故钦州湾DON具有较高的生物可利用性,为该海域浮游植物生长提供重要的氮源。     

旱地土壤反硝化厌氧甲烷氧化菌的垂向分布特性与活性分析

在厌氧条件下,以亚硝酸盐作为电子受体将甲烷氧化的反硝化厌氧甲烷氧化反应(nitrite-dependent anaerobic methane-oxidizing,n-damo)的发现,彻底颠覆了人们对甲烷循环的传统理解.通过分子生物学方法及13C和15N稳定同位素示踪技术,对河北省北澧河附近的旱地农田土壤(0~1 m)中n-damo菌的群落结构、丰度和活性进行了研究,深入探究了n-damo菌的亚硝酸盐底物来源.结果显示,n-damo菌更多存在于旱地浅层土壤中,并且随季节变化分布在不同深度的土壤中.针对其pmo A基因的系统发育分析显示,旱地土壤中n-damo菌的群落结构具有明显的空间异质性,来自土壤0~20 cm和40~60 cm土层的序列完全分开,处于系统发育树不同分枝.针对其16S rRNA基因的实时荧光定量PCR结果显示,n-damo菌丰度随土壤深度的增加而降低,夏季丰度(1.44×10~4~1.02×10~5copies·g~(-1))低于冬季(3.66×104~2.67×105copies·g-1).在浅层土壤(0~20 cm)中,硝化反应和反硝化反应共同为n-damo菌提供亚硝酸盐底物来源;而在深层土壤(60~80 cm)中,亚硝酸盐底物主要来源于硝化反应.n-damo菌的活性(0.18 nmol·g~(-1)·d~(-1),以CO_2计)只能在夏季表层土壤(0~20 cm)中检测到,其余深度均未检测到其活性.在旱地农田土壤中,反硝化厌氧甲烷氧化菌对农田碳循环的影响可能不大.     

三峡水库大宁河支流浮游植物演变过程及其驱动因素

基于大宁河不同水文期(2012-04-27~2013-01-19)的监测数据,运用数理统计分析手段,探索三峡水库支流浮游植物不同水文期演替模式及其影响因素.结果表明:1研究期间表层叶绿素浓度和藻类细胞密度最大值均出现在汛限期,依次是蓄水期、泄水期和高水位运行期.基于生态功能组原理,不同水文期大宁河的浮游植物演替模式为:CR-R(高水位运行期)-CS(泄水期)-CR/CS(汛限期)-R-CR(蓄水期).2丰富度指数最大值出现在蓄水期,最小值出现在高水位运行期和泄水期;均匀度指数最大值出现在汛限期,最小值出现在高水位运行期和泄水期;多样性指数最大值出现在汛限期,最小值出现在蓄水期和泄水期;演替速率最高值出现在蓄水期,最低值出现在泄水期.3利用数理统计分析方法,高水位运行期,浮游植物生物量与生境参数并不存在显著的相关关系,水动力参数(RSCW)和光热参数(Et和Ef*)是影响浮游植物群落结构的关键要素;泄水期,Et和Ef*均与浮游植物生物量呈显著正相关,营养盐参数(TP)与浮游植物生物量呈显著负相关关系,营养盐参数(TP)和光热参数[Deu(λPAR)/Dmix]是影响浮游植物群落结构的关键要素;汛限期,光热参数(Ef*)与浮游植物生物量呈显著正相关,营养盐参数(TP)与浮游植物生物量呈显著负相关关系,光热参数([Deu(λPAR)/Dmix]、Et和Ef*)和营养盐参数(TP)是影响浮游植物群落结构的关键要素;在蓄水期,TP与Chl-a浓度呈极显著正相关关系,光热参数[Deu(λPAR)/Dmix]是影响浮游植物群落结构的关键要素.     

海南南渡江下游二维水动力及水生态数值模拟

为了模拟河流水生态系统演变,探讨热带河流浮游植物和浮游动物生物量在流量影响下的沿程变化规律,在求解河流二维浅水方程的基础上,考虑浮游动物、浮游植物、悬浮碎屑、无机氮、无机磷等输运和演变子模型以及各子模型间的耦合作用机制,构建水生态动力数学模型,并将该模型应用于我国热带河流—海南南渡江下游龙塘坝至入海口段（长约28 km）.数学模型采用ADI-QUICK格式差分方法对水动力学方程和对流扩散方程进行离散求解,进而驱动各类生物变量输运和演化.通过对河流水面线高程、营养盐含量、浮游生物生物量模拟值与实测值加以对比进行验证.实证结果表明,在生态参数合理率定前提下,忽略河流流量的时间变化,采用丰水期、平水期和枯水期工况下的代表流量加以概化,数值模拟仍能获得局部河段浮游生物生物量模拟值与实测值整体相符合的结果.浮游植物和浮游动物生物量均沿水流方向逐渐降低,但随流量的增大整体上呈降低趋势,丰水期上游浮游生物生物量为下游的1.6倍,枯水期达到9.3倍.受海水入侵、沿程污染排放等因素的影响,枯水期浮游生物生物量模拟值与实测值的偏差远大于丰水期.枯水期河道浮游植物和浮游动物生物量模拟值的最大值分别为77.71和38.56 mmol/m3（均以C计）,约为丰水期的3.8倍,说明枯水期水质富营养化风险远高于丰水期.      

褐潮致灾种抑食金球藻在辽东湾的分布

抑食金球藻可产生一种抑制双壳类动物摄食的胞外多糖,导致贝类大量死亡.由于抑食金球藻个体微小、形态学鉴定困难,故在辽东湾海域鲜见其分布报道,而高通量测序技术的发展极大地推动了微型/微微型浮游植物的鉴定研究.以18S rDNA V4区作为目标基因,结合高通量测序技术,设计了微型/微微型浮游植物鉴定引物V4（F/R）,并对辽东湾2014年四季海水中微型和微微型浮游植物多样性进行了检测.结果表明,辽东湾抑食金球藻春季密度（7.743×103 L-1）最高,夏季（2.094×103 L-1）、秋季（0.392×103 L-1）、冬季（0.053×103 L-1）密度逐渐下降,水温是影响该藻暴发的主要因素,也验证了渤海褐潮多暴发在春季的原因.抑食金球藻密度高值区主要分布在与河北秦皇岛交界的绥中海域,该地区与实际暴发褐潮海域相邻,验证了检测结果的可靠性.春季抑食金球藻在西南海域优势度（平均40%）最高,其密度最高达78.128×103 L-1,虽未达到警戒标准,但分布扩散较广,致灾风险较高,应引起足够的重视.      

莱州湾浮游植物群落结构与环境因子的时空变化特征研究

本文对莱州湾2014年5月和9月水文、化学和生物参数进行了综合分析,探讨了浮游植物群落结构与环境因子时空分布特征及相互关系。研究表明,两个月份的盐度、溶解性无机氮（DIN）与溶解性无机磷（DIP）均值差别较小,均值分别相差0.80,4.90 μmol/L,0.01 μmol/L;而平均温度在9月份较5月份升高了11.0℃,溶解性硅酸盐（DSi）平均浓度升高了6.02 μmol/L。营养盐结构分析表明,调查期间不存在氮限制,5月份仅1个站位存在DIP相对限制,但80%的站位存在硅限制;相反,9月份86.7%的站位存在DIP的相对限制,仅有1个站位存在硅限制。雨季降水的增多,尤其7月份黄河调水调沙带来的大量泥沙,可能是缓解莱州湾硅限制的重要因素。浮游植物群落结构响应了环境变化,物种多样性与生物量在9月份显著高于5月份。通过对浮游植物群落结构与环境因子的主成分分析,发现DSi浓度和海水温度升高是引起两个月份浮游植物群落结构差异的重要环境因子,其中,硅藻群落对温、盐变化的敏感性低于甲藻群落。     

珠海横琴岛海域浮游植物的生态特征

根据2013年11月（秋季）、2014年5月（春季）、2015年2月（冬季）和8月（夏季）4个航次的调查数据,对横琴岛海域浮游植物物种组成、时空分布及多样性等群落结构特征进行了分析。结果显示:共鉴定出浮游植物4门140种,硅藻101种,占种类组成的72.14%;甲藻33种,占23.58%;绿藻3种,占2.14%;蓝藻3种,占2.14%。种类数秋季64种,春季和冬季均为52种,夏季36种。年均丰度范围为（2.7~20100.40）×104 ind/m3,均值为1613.43×104 ind/m3;该海域春夏季优势种较少,秋冬季优势种较多,春季仅有中肋骨条藻（Skeletonema costatum）,夏季为中肋骨条藻和布氏双尾藻（Ditylum brightwellii）,秋季为中肋骨条藻、中心圆筛藻（Coscinodiscus centralis）和琼氏圆筛藻（Coscinodiscus jonesianus）,冬季为细弱海链藻（Thalassiosira subtilis）、密连角毛藻（Chaetoceros densus）等7种。多样性指数、均匀度指数、多样性阈值及丰富度指数均值冬季为2.52、0.63、1.67、0.80,秋季为2.46、0.63、1.64、0.80,夏季为1.78、0.52、0.98、0.53,春季为0.27、0.11、0.10、0.32。其中春季4项指数均很低,表明该海域浮游植物群落结构异常,海域生态环境受到了一定程度的污染破坏。相关分析得出:春季浮游植物丰度与环境因子无明显相关性;夏季浮游植物丰度与pH呈显著正相关（P＜0.01）,与PO₄-P呈负相关（P＜0.05）;秋季浮游植物丰度与DIN呈正相关（P＜0.05）;冬季浮游植物丰度与盐度呈正相关（P＜0.05）,而与DIN呈显著负相关（P＜0.01）,与水温和PO₄-P呈负相关（P＜0.05）。     

河北南大港湿地冬季浮游植物群落特征

南大港湿地是北方半人工的滨海沼泽湿地,具有重要的经济价值和生态价值。研究其冬季结冰期及融冰后的浮游生物群落结构的特征,对于了解其水生生态系统的变化有重要意义。2016年1月5日和3月13日河北南大港湿地两次采样的各站位浮游植物样品鉴定结果表明:该湿地浮游植物为硅藻-绿藻型,共鉴定出浮游植物7门,74属,108种。1月结冰期细胞密度范围为（0.26~6.70）×107 /L,均值为2.25×107 /L,主要优势种包括衣藻（Chlamydomonas sp.）、小环藻（Cyclotella sp.）以及细小平裂藻（Merismopedia minima）。3月份融冰后细胞密度范围为（0.35~16.35）×107 /L,均值为4.28×107 /L,主要优势种包括小球藻（Chlorella sp.）、细小平裂藻（Merismopedia minima）、四鞭藻（Carteria sp.）以及针形纤维藻（Ankistrodesmus acicularis）。结冰期前后,浮游植物资源均较为丰富,结构也比较稳定,但融冰后生物多样性要优于结冰期。由于环境因子空间异质性很大,因此同时期湿地内部各个站位物种种类空间分布和细胞密度差异较大。