天目湖沙河水库浮游植物群落结构的时空异质性

为揭示水库浮游植物群落结构的时空异质性,以江苏省溧阳市天目湖沙河水库为例,基于8年逐月浮游植物群落结构及相关环境因子的连续监测结果,分析了水库河流区、过渡区及湖泊区浮游植物群落结构的季节差异及影响因素.结果表明,空间上营养盐、浊度和悬浮颗粒物等关键水质指标及浮游植物叶绿素a含量均呈现河流区过渡区湖泊区的现象,透明度呈现河流区过渡区湖泊区的现象,其中河流区的各环境因子与过渡区和湖泊区的空间差异显著(ANOVA,P0.05),而过渡区与湖泊区之间仅在透明度、浊度、悬浮颗粒物等物理参数方面差异显著;同样,浮游植物生物量上也呈现河流区过渡区湖泊区的现象,其中河流区与过渡区、湖泊区之间差异显著(ANOVA,P0.05),而过渡区与湖泊区之间则无显著性差异;但在浮游植物的优势属方面,河流区、过渡区、湖泊区基本一致,仅隐藻门生物量在河流区、过渡区、湖泊区具有显著性差异(ANOVA,P0.05),呈现河流区过渡区湖泊区的特征.不同季节之间浮游植物群落结构差异较大:生物量在夏季最高,冬季最低;优势属在春季以针杆藻(Synedra)、小环藻(Cyclotella)、隐藻(Cryptomonas)和曲壳藻(Achnanthes)为主,夏季以针杆藻、隐藻、尖头藻(Raphidiopsis)、席藻(Phormidium)为主,秋季以隐藻、针杆藻、尖头藻、束丝藻(Aphanizomenon)为主,冬季以隐藻、针杆藻、曲壳藻和小环藻为主;其中针杆藻、隐藻为全年优势属.统计分析表明,水温、总磷、透明度是浮游植物时空差异的主要影响因子.研究表明,对于沙河水库这种换水周期为4个月的大(Ⅱ)型水库,虽然浮游植物总生物量在空间上有显著性差异,但群落组成上仅隐藻属的空间差异显著,多数浮游植物群落结构在空间分布差异较小,当浮游植物群落结构调查时可以适当减少观测点位,提高采样频次,以提高水库环境监测的样品代表性.     

抚仙湖硅藻群落的时空变化特征及其与水环境的关系

抚仙湖是我国重要的深水型淡水湖泊且水体水质总体处于I类水平,近年来在流域开发、全球变暖等影响下其生态环境功能呈现退化的趋势,需要对湖泊生物的群落组成、分布模式及其驱动因子进行系统评价.本研究于2015年选取抚仙湖的南、中、北湖区共3个采样点开展了表层水体硅藻群落和水环境特征的逐月分析.样品中共发现硅藻31个属、166个种且以浮游类型为主,其中云南特有硅藻种Cyclotella rhomboideo-elliptica基本消失.硅藻群落结构的逐月变化在3个采样点中均呈现明显的季节演替特征,其中1、2月优势种主要为Fragilaria crotonensis,3月优势种为Aulacoseira granulata,4月C.ocellata与F.crotonensis同为优势种,而在其余月硅藻群落结构较为单一且优势物种皆为C.ocellata(相对丰度占~80%).而空间尺度上,硅藻优势属种分布和群落结构具有较高的一致性.主成分分析显示,不同湖区的硅藻群落结构组成和水体环境在时间尺度上存在较大差异,而在空间尺度上差异较小;冗余分析和变差分解等分析结果进一步表明,影响群落结构时空变化的主要驱动因子是气象与物理因子(包括水温、风速和透明度),共解释了硅藻群落变率的27.6%,表明了该深水湖泊水体热力分层的厚度与持续时间是影响硅藻群落构建的重要过程.同时,湖泊营养水平与水体离子浓度也对硅藻群落结构产生了明显影响,分别解释了硅藻群落变率的21.2%和9.4%.因此,持续的区域变暖和流域开发明显影响了抚仙湖的生物群落构建与生态系统健康,对抚仙湖的生态保护不仅需要控制营养盐等流域污染物的输入,同时应该积极应对气候变化的长期影响.     

海洋古pH重建的技术方法

重建海洋古pH对于海洋酸化进程研究具有重要意义。本文对海洋古pH反演的硅藻组合、硼同位素组成及B/Ca、brGDGTs及3-羟基脂肪酸等技术方法进行了归纳和总结。硅藻组合法系根据沉积物中保存的硅藻的种类和丰度重建水体的古pH,在湖泊研究中有较多成功的应用;硼同位素组成及B/Ca法基于海洋钙质生物中δ11B或B/Ca的变化重建海水pH,brGDGTs法是基于沉积物中brGDGTs的环化指数或异构化程度重建过去海水pH,3-羟基脂肪酸法是基于沉积物中3-羟基脂肪酸的支链比反演海洋古pH。这些海洋古pH的反演技术方法各有特点,就目前而言,仅硼同位素组成及B/Ca法是追溯海洋古pH变化较为成熟的方法。研发海洋古pH反演新技术方法至关重要,完善现有方法构建更加准确精密的海洋古pH重建指标体系任重而道远。     

乌江中上游水体营养状况底栖硅藻指示性属种的研究

首次对乌江中上游底栖硅藻和水环境因子间关系进行系统定量研究。对底栖硅藻和水环境因子进行主成分分析和相关分析。结果表明,总磷是影响底栖硅藻属种分布的第一显著因子。利用加权平均回归方法,计算出底栖硅藻属种对总磷指标响应的生态最佳值和忍耐值,提取出的Nitzschia frustulum(Kütz.)Grun.、Nitzschia fonticola Grun.、Nitzschiapalea(Kütz.)W.Sminth、Surirella angusta Kütz.Nitzschia amphibia Grun.等17种硅藻是乌江中上游河流富营养化发生的指示性属种。而Achnanthes minutissima Kütz.、Cymbella affinis、Diatoma vulagaris Bory、Navicula protracta(Grun.)Cleve等9种硅藻是乌江中上游中营养化水体的指示性属种,对较低营养水体有一定的指示意义。底栖硅藻指示性属种的提取对富营养化河流的治理和合理利用提供科学依据,为用硅藻监测、评价水质和建立河流水质监测体系提供理论基础。     

兰州市银滩湿地小生境沉积物中硅藻的属种分布及特征

通过采集兰州市银滩湿地秋（10月）、冬（12月）两季不同水环境中的表面沉积物,分析鉴定硅藻属种的分布和组合特征。结果表明硅藻优势种随采样点和采样时间发生变化。10月份以Gyrosigma scalproides、Cymatopleura solea var.regula、Navicula viridula var.rostellata、N.simplex、N.exigua、Nitzschia palea、N.angustata var.acuta、Cymbella affinis为相对优势种。12月份以Gyrosigma Parkerii、G.acuminatum、Navicula veneta、N.viridula var.rostellata、Nitzschia angustata var.acuta、N.palea、Cocconeis placentula为相对优势种。银滩湿地在秋季和冬季以指示淡水环境硅藻为主,底栖种和附着型种为特征。出现了一些指示中营养的有机污染种,表明了水质的营养化程度升高。有机质含量、pH、Cl-和P是中营养有机污染种主要的影响因素,表明银滩湿地的富营养化趋势较为明显。     

北仑河口海域小型硅藻群落结构及其与环境因子的关系

北仑河口地处亚热带-热带地区,气候温暖湿润,是我国北部湾沿岸与越南交界的一个重要入海河口。于2008年3、5、8和11月分别采集该海域小型浮游硅藻,同时测定水温、盐度等水体参数,以及氮、磷、硅等18项水化学指标,分析了小型硅藻群落结构变化与环境因子之间的关系。该河口区的小型硅藻主要由纤细翼鼻状藻Proboscia alata f.gracillima、拟旋链角毛藻Chaetoceros pseudocurvisetus、细弱海链藻Thalassiosira subtilis、中华齿状藻Odontella sinensis和菱形藻Nitzschiasp.等优势种类组成,并且存在明显的季节性演替。应用典范对应分析,发现影响北仑河口硅藻群落结构的主要环境因子为温度、盐度、N、Si、Hg和悬浮体质量浓度等,且不同季节的主控因素有所差异。菱形藻对温度和Cu、As、Zn和Hg等重金属的耐受性较强。纤细翼鼻状藻适宜于生长在水体透明度高的海域,悬浮体质量浓度以6.27 mg.L-1以下为宜。拟旋链角毛藻受Cr的影响较大,高含量的Cr会限制其生长。而细弱海链藻和中华齿状藻对Hg的耐受性较强。     

武汉月湖近代沉积物中的硅藻组合与环境关系研究

采集武汉月湖2处近代沉积物,分析了沉积硅藻组合与其环境关系,共发现24属83种硅藻。结果表明：2个柱状沉积物中硅藻优势属为小环藻属、直链藻属、舟形藻属、Cyclostephanos属。Z-1钻孔共有20属61种硅藻,Z-2钻孔共有24属68种硅藻。Z-1钻孔优势种为梅尼小环藻（Cyclotella meneghiniana）、颗粒直链藻（Aulacoseira granulata）、Navicula porifera、Cyclostephanos tholifomis。Z-2钻孔优势种为梅尼小环藻、颗粒直链藻、舟形藻（Navicula sp.）、Cyclostephanos invisitatus。就硅藻密度分布而言,总趋势上层最多,平均7.14×10^5～58.65×10^5 ind.g-1,中层其次,平均0.08×10^5～13.98×10^5 ind.g-1,下层最少,平均0.24×10^5～0.64×10^5 ind.g-1。硅藻种数最少的样品出现在沉积物中层,梅尼小环藻、颗粒直链藻、舟形藻、Navicula porifera、Cyclostephanos tholifomis、Cyclostephanos invisitatus的组合可以指示湖泊水体环境出现富营养化。通过探讨分析影响硅藻分布的环境因素,为恢复月湖近代水环境演化过程提供了依据。     

武汉月湖水体主要元素与浮游植物的PCA与CCA分析

通过2007年1—12月对武汉月湖不同的取样点进行监测,并选择汉江琴台段水域作为研究对照,调查了月湖水体硅藻、蓝藻与水体主要元素的种类,采用PCA、CCA分析法探讨了月湖水体硅藻、蓝藻与水体元素种类的关系。结果表明:月湖水体中所含元素全年监测出28种;汉江琴台段水域中所含元素全年监测出27种。经PCA分析表明,月湖水体中累计贡献率较大为磷(P)、砷(As)、铁(Fe)、铜(Cu)、锰(Mn);汉江琴台段水域累计贡献率较大为硅(Si)、锑(Sb)、镉(Cd)、钒(V)、钡(Ba)、Ag(银)、钼(Mo)。月湖水体中蓝藻密度大于硅藻,汉江琴台段水域硅藻密度大于蓝藻。经CCA分析表明,月湖硅藻密度与硒(Se)、锶(Sr)、银(Ag)、Ba、铝(Al)呈正相关关系;月湖蓝藻密度与P、Cu、铬(Cr)呈正相关关系,月湖蓝藻密度与镁(Mg)、镍(Ni)、钙(Ca)、锌(Zn)、硫(S)呈负相关关系。CCA分析中,汉江琴台段硅藻密度与铅(Pb)、硼(B)、As、Cr、Zn、Al、Cu、Mn、Fe、P呈负相关关系,汉江琴台段硅藻密度与Mo、Ca、钴(Co)、V、Sr、Ag呈正相关关系;汉江琴台段蓝藻密度与钠(Na)、S、Mg、Ni、钾(K)呈负相关关系。月湖水体缺乏可溶硅(dissolved silicon,DSi),硅藻会提升对其他元素(Se、Sr、Ag、Ba、Al)的吸收能力,这些元素会起到缺乏元素(Si)近似的作用,替代性可能出现。水中各种元素的组态是导致月湖浮游植物群落发生演变的重要原因之一。     

治疗海水“贫血”的方法

对浮游植物的铁供应在调节海洋碳循环和全球气候中可能扮演一个关键角色。关于向海洋中加铁对改善气候变化的可能性存在激烈争论,科学家也进行了若干大规模试验来检验向“贫血”水域(即缺铁水域)中加铁的效果。加铁后的确会出现浮游植物繁盛的情况,但多数试验到此为止,没有等到浮游植物死亡和沉降。在阿拉斯加湾亚北极水域进行的一项新的铁富集研究中,研究人员观测到一次大规模硅藻繁盛事件从发展到衰败的过程。铁供应是硅藻繁盛事件发展过程中的一个主导影响因素,但其衰败过程却与缺乏硅酸有关。单单加铁对海洋浮游植物可能只有有限的影响,…