乌梁素海冰封期营养盐及浮游植物的分布特征

乌梁素海地处我国内蒙古自治区乌拉特前旗境内,位于我国北方干旱半干旱地区,属温带大陆性气候,每年的11月至翌年3月为冰封期,湖泊面积现为273 km2,其主要补给水源是河套灌区的农田退水。目前,整个湖区呈Ⅴ类水质,且呈现富营养化状态。以往对营养物质与浮游植物群落结构特征的研究都是在常温水体条件下进行的,而在冰封条件下,水体和冰体中的营养盐与浮游植物群落特征的研究尚不多见。因此,本研究以冰封期的乌梁素海为研究对象,于2012年11月至2013年2月在湖区的10个采样点分别采集冰样和水样,并将水样分成冰水界面水、中层水、水底泥界面水,冰样分成表层冰、中层冰、冰水界面冰,从冰体和水体两个不同的角度出发,探究该期间冰、水营养盐浓度和藻类密度分布及其结构的变化情况,以期为该方向的研究提供理论基础。研究结果显示:冰封期乌梁素海的冰厚介于0.22~0.74 m之间,水深在0.28~2.45m之间,且水深和冰厚存在较好的负相关性;由于冰体的排斥作用,在冰体的形成和生长过程中,营养盐和浮游植物逐渐从冰层迁移至水体中,监测结果显示,冰封期乌梁素海水体中的TN、TP、COD含量和藻类密度均值分别是冰体中的1.65、2.42、3.07、1.92倍,大量的营养物质迁移至水体中,从而加剧了水体的富营养化程度,因此,冰封期的湖泊更需要治理;另外,针对湖冰对污染物的排斥效应这一特点,可将其利用于降低有机物含量的相关研究中。研究还对监测点位进行了藻类监测,共采集到浮游植物共计7门67属105种(含变种),统计结果显示绿藻和硅藻的种类数分别占总种数的33.3%和26.7%,冰封期乌梁素海浮游植物种类组成呈绿藻—硅藻型。     

典型喀斯特高原水库浮游植物与环境因子的关系

浮游植物的生长往往受多种环境因素共同作用,独特的地理特征也是影响其密度与群落结构变化的要素之一。为探索喀斯特高原水库浮游植物与环境因子的耦合关系,以贵州省典型喀斯特高原水库——阿哈水库为例,于2019年春(4月)、夏(7月)、秋季(10月)对水库各支流及库中心区域进行采样调查,探究了喀斯特水库基础水环境指标的量级、浮游植物群落组成、优势种变化及其密度的时空分布,进一步揭示浮游植物与环境因子的耦合关系,为喀斯特高原水库浮游植物研究以及水资源保护提供一定的科学依据。结果显示,阿哈水库浮游植物密度在3.95×10⁴-525.35×10⁴cells·L^?1,之间,以蓝藻、硅藻、绿藻、隐藻居多,伪鱼腥藻(Pseudoanabaena sp.)、水华束丝藻(Aphanizomenon flos-aquae)为主要优势种。单因素方差分析(One-way ANOVA)结果表明,浮游植物密度的季节性差异显著(P<0.01),呈夏季>春季>秋季的趋势。由一元线性回归分析可知,在春季,浮游植物密度与溶解氧、pH、钙离子浓度呈极显著线性相关(P<0.01),与透明度、氮磷比具有显著相关关系(P<0.05);然而,浮游植物密度仅与夏季的透明度关系显著(P<0.05),与秋季的所有环境因子均无显著相关关系(P>0.05)。由冗余分析(RDA)可知,影响春季浮游植物群落结构的主要环境因子为pH、钙离子浓度和总磷,夏季为透明度、总磷和氮磷比。秋季浮游植物群落结构可能受低温影响较大。     

洱海浮游植物群落结构及其与环境因子分析

洱海为典型的高原湖泊,处于由中营养向富营养转型的关键时期。为了研究处于生态过渡期洱海浮游植物群落结构演替规律及其与环境因子的关系,该研究于2016年对洱海进行了逐月监测。共检出浮游植物173种,隶属8门68属,其中绿藻门89种,占51.45%,为绝对优势门类;硅藻门32种,占18.50%;蓝藻门30种,占17.34%。主要优势属为微囊藻属(Microcystis)、脆杆藻属(Fragilaria)、直链藻属(Melosira)。浮游植物的丰度时间分布表现为双峰型,分别于9月和11月出现峰值(5.56×10~6cells/L)和次高值(4.01×10~6cells/L),其中蓝藻占绝对优势,相对丰度为72.35%。而藻类生物量变化主要取决于硅藻,相对生物量为37.83%,时间分布也表现为双峰型,最高值和次高值分别出现在5月(1.89 mg/L)和9月(1.21 mg/L)。相关和典范对应分析结果表明,电导率、水温、溶解氧对洱海浮游植物群落结构影响最为显著,其次为pH、总磷和总氮。其中,水温是引起浮游植物群落结构变化的主要因子,而磷是影响浮游植物生长的主要营养元素。蓝藻与单一环境因子线性关系较弱,其丰度时空变化表现为多因子综合调控特点。以生物多样性指数评价,洱海1-10月份为清洁-寡污型～β-中污型,11、12月为α-中污型。     

象山港海洋病毒时空分布特征及其环境影响因素

分别于2007年的7月(夏季)、11月(秋季)与2008年的1月(冬季)、4月(春季)采集样品,研究了象山港海域的水样(表层海水和上覆水)中的浮游病毒及沉积物中的底层病毒丰度的时空分布特征,并采用主成分分析及多元逐步回归分析方法研究了影响浮游病毒丰度时空分布的主要因素,结果表明,调查期间象山港海域表层海水、上覆水及沉积物样品中浮游(底层)病毒丰度实测值的变化范围为6.48×104~1.01×108cells/mL,均值分别为1.55×107,1.03×108,1.13×108cells/mL.季节分布特征为秋季 > 夏季 > 春季 > 冬季.病毒丰度垂直分布表现为上覆水均大于表层海水;平面分布均为从港底到港口递减、养殖区高于非养殖区、电厂附近海域出现较高值的趋势.近岸人类活动的陆源污染及水产养殖污染是造成此空间分布特征的主要原因.溶解氧、水温及叶绿素a是制约表层海水浮游病毒丰度的主要影响因素;营养盐含量及浮游细菌丰度是制约上覆水中浮游病毒丰度的主要影响因素,沉积物中的病毒丰度与细菌丰度具有显著正相关性(P < 0.01).     

富营养水体浮游植物群落对新型生态浮床的响应

通过围隔水泥池模拟试验,研究了富营养化水体中浮游植物群落对新型组合型生态浮床系统净化水质的响应. 每隔2周对水体中各水质指标、浮游植物及浮游甲壳动物群落进行检测,结果显示:①3种不同覆盖率(以浮床面积计)处理下,组合型生态浮床对氮、磷的去除率表现为39%覆盖率>26%覆盖率>13%覆盖率. ②3种覆盖率下水体中的浮游植物群落结构复杂性和生物多样性指数均显著高于空白对照组,其中,26%和13%覆盖率对浮游植物生物量的抑制效果比39%覆盖率好;同时,26%覆盖率比39%覆盖率水体中的浮游植物生物多样性指数要高,群落结构更复杂,随后是13%覆盖率处理. ③浮游植物生物量的变化与浮游甲壳动物表现出明显的相反时间趋势. 尽管26%覆盖率对氮、磷的去除量不是最大,但却更利于形成较为稳定的浮游植物群落结构,促进水体生态系统的平衡与健康发展;浮游植物生物量与营养盐的显著相关性及与浮游甲壳动物的相反时间趋势显示,生态浮床对浮游植物群落的改善可能是通过营养盐的上行效应与浮游甲壳动物的下行效应等因素得以实现.      

北运河沉积物中氨氧化微生物的群落特征

采用T-RFLP、RT-qPCR和克隆测序等分子生物学技术,以氨单加氧酶基因(amoA)为分子标记,研究了北运河表层沉积物中氨氧化古菌(AOA)和氨氧化细菌(AOB)的群落多样性、丰度、系统发育及其与环境因子的响应关系.结果表明,沉积物中AOB的群落多样性和丰度均高于AOA,是北运河沉积物中氨氧化过程的主要功能微生物.沉积物中氨氧化微生物群落结构沿干流和支流存在明显的空间分异,而AOA的种类组成空间差异较小;沉积物的氨氮(NH4+)和硝态氮(NO3﹣+NO2﹣)是影响氨氧化微生物群落特征的主要因子,AOB对环境变化的敏感性更高;AOA和AOB的amoA基因拷贝数分别为1.32×105~1.91×106copies/g、5.39×105~8.3×106copies/g.闸坝下游沉积物的氨氧化微生物丰度最高.系统发育分析表明,amoA基因序列多属于土壤/沉积物分支,较多AOB的克隆序列与土壤亚硝化螺菌属(Nitrosospira)的类群相似性可达98%.受污水处理厂退水的影响,部分amoA基因序列与污水处理厂废水和活性污泥中发现的类群同源性高.污染物质来源、支流汇入和闸坝拦截对河流沉积物氨氧化微生物的群落特征影响显著.     

夏季庙岛群岛南部海域浮游植物多样性分布及其影响因子

于 2013年 8 月对庙岛群岛南部海域的浮游植物和环境因子进行了调查,并采用香农-维纳指数、物种均匀度以及丰富度指数,对该海域的浮游植物种类组成、多样性的分布以及优势种等进行了分析。共发现浮游植物41种,其中硅藻21种,甲藻19种,硅藻和甲藻是浮游植物种类组成的主要部分。各站获得物种数在2~17种之间。研究发现,在物种数、物种多样性指数、丰富度指数和均匀度指数方面,表层水的数值都比底层水高。本研究对浮游植物物种数、多样性指数、丰富度指数、均匀度指数和环境因子进行了Pearson相关性分析,结果表明COD、叶绿素a(Chl a)和总磷(TP)是影响庙岛群岛南部海域夏季浮游植物物种数和丰富度的主要因素。ABC曲线研究结果表明,夏季底层水样中受中度干扰的站位较多,且多集中在庙岛海峡。     

罗非鱼对富营养型水体中沉水植物苦草的影响

通过室外模拟实验,分别设置罗非鱼组和无鱼对照组的两组处理,研究了尼罗罗非鱼（Oreochromis niloticus）对富营养型水体中沉水植物苦草（Vallisneria spiralis）的影响。结果表明：罗非鱼显著地增加了水中总氮和总磷的质量浓度,同时浮游植物的生物量（叶绿素a）也明显增加;罗非鱼组中的附着藻类的生物量却显著低于无鱼的对照组;罗非鱼组中苦草的相对生长率为-10mg·g-1·d-1,显著低于对照组中苦草的相对生长率7mg·g-1·d-1。罗非鱼的直接牧食可能是苦草生物量降低的主要原因。研究说明,过高的罗非鱼密度会导致沉水植被退化,要保持沉水植被为优势的湖泊清水态,必须控制罗非鱼密度。     

上海大莲湖水域浮游植物群落结构特征及水质评价

分别于2009年春、夏、秋、冬4季对上海大莲湖水域浮游植物和水质进行了4次采样调查,应用Pielou均匀度指数、Shannon-Wiener多样性指数、Margalef物种丰富度指数及优势度等指标分析了不同季节大莲湖水域浮游植物的群落结构特征;并结合理化指标,对大莲湖水域的水体营养状况进行了综合评价。结果表明,大莲湖水域检出浮游植物共计7门40属64种,其中,以绿藻门种类数最多,其次是蓝藻门和硅藻门;浮游植物密度变化范围为0.35×106~10.87×106L-1;浮游植物优势种季节性变化明显,优势种种类较多,为9~14种,优势度不高,变化范围为0.02~0.60。依据浮游植物密度、优势种等群落结构特征评价得出,大莲湖水域水质介于中营养化至富营养化状态之间;由Pielou均匀度指数、Shannon-Wiener多样性指数及Margalef物种丰富度指数得出的评价结果差异较大,其中利用Pielou均匀度指数获得的评价结果与依据理化指标、浮游植物密度及优势种获得的评价结果基本一致,说明该指数适用于大莲湖水域水体营养状态的评价。     

引滦工程上游浮游植物及其水质评价

对引滦入津工程沿线上游水域进行浮游植物种类区系组成、现存量(密度、生物量)及分布等内容进行了调查研究,并结合历史资料和国内相似水体研究结果的分析,对调查水域进行了水生态环境质量评价。结果表明,调查水域整体上可初步划定为中营养型,水质状况尚好。但下游的潘家口和大黑汀水库网箱养鱼的发展一定程度上影响了局部水域,由此引起的水体富营养化趋势应引起足够的重视。