淡水湖泊营养状态监测新方法——叶绿素比值模型

选取铜绿微囊藻、鱼腥藻、蛋白核小球藻、汉氏菱形藻、薄甲藻和小定鞭金藻作为湖泊水体从富营养状态到贫营养状态的代表藻种,用热乙醇-反复冻融-分光光度法测定其叶绿素a、b、c的浓度,通过分析叶绿素(chl)的比值、藻类种群组成和水体营养水平之间的响应关系,建立了叶绿素比值模型作为评价水体营养状态的一种新方法.在计算单种藻类chlb/chla、chlc/chla比值的基础上,结合目前我国湖泊水体不同营养水平藻类种群组成的统计数据,得到不同营养状态下多种藻类同时存在时水体chlb/chla和chlc/chla比值的变化曲线.结果表明,在中营养和贫营养水体中,chlc/chla值随营养水平的降低呈明显单调上升的趋势;在富营养化水体中,chlb/chla值随营养水平的降低而呈明显单调上升的趋势.根据这个规律,提出了判断水体营养水平的新标准,即:当chlc/chla0.30时,水体为贫营养;当0.18chlc/chla0.30时,水体为中营养;当chlc/chla0.18时,水体为富营养,此时,需要借助chlb/chla的值进行进一步的判断:当chlb/chla0.14时,水体为轻度富营养化;当0.08chlb/chla0.14时,水体为中度富营养化;当chlb/chla0.08时,水体为重度富营养化.以白洋淀为研究案例,分析结果表明,叶绿素比值模型判断和综合营养状态指数法判断结果相符.因此,叶绿素比值模型可以作为简单、快捷、准确的评价我国淡水湖泊营养状态的方法.     

“塘+湿地”耦合系统净化再生水补给低C/N河湖水体的效能及机制研究

构建了针对再生水补给低C/N河湖水体的"释碳塘-水平潜流人工湿地-沉水植物塘"耦合生态净化系统，以北运河上游沙河水库为研究对象，研究了该耦合系统对主要污染物TN、TP和COD_Cr的净化效能，并采用高通量测序技术解析了各单元微生物群落分布特征.结果表明，耦合生态系统稳定运行后出水中TP、TN和COD_Cr的浓度分别为（0.07±0.03），（1.41±1.06）和（18.51±6.97）mg·L^-1，其中，TP和COD_Cr可稳定达到《我国地表水环境质量标准》（GB3838—2002）地表IV类水（湖库）标准，TN达标率为73%.10月下旬后出水中TN不达标主要是由于温度降低导致反硝化细菌活性降低以及进水中C/N降低导致.本耦合系统可强化沙河水库中氮素的去除，不仅体现在释碳床的加入可补充湿地反硝化所需碳源，且自身的"夹心结构"可在内部实现缺氧环境，有利于反硝化的发生.加入释碳床前后，释碳塘和水平潜流人工湿地对TN的去除率分别由23.1%±27.3%和38.3%±21.6%提高至25.3%±19.4%和47.4%±15.6%.微生物群落分析结果表明，运行过程中释碳床内部微生物优势菌属由嗜氢菌属和淀粉发酵菌属转变为纤维素降解菌属.耦合系统各单元优势菌属差异较大，其中节杆菌属（Arthrobacter）在3个单元均为优势菌属.     

百年来北方湖泊沉积物PAHs的变化特征及其对人类活动的响应

多环芳烃(PAHs)具有致癌、致畸、致突变性和生物累积效应,在社会引起了广泛关注.鉴于我国北方地区湖泊众多,且受人为活动影响日益加剧,收集了我国北方30个湖泊沉积物中的PAHs数据,分析了 PAHs的历史变化、空间分布和生态风险,阐述了 PAHs对人为排放和削减措施的响应.结果表明,北方湖泊沉积物中ω(PAHs)在18...     

祁连山中部四种典型生态系统土壤氮矿化的研究

水热因素对土壤氮矿化的影响直接关系到陆地生态系统功能对气候变化的响应趋势。祁连山是青藏高原北沿的典型山地,对气候变化影响十分敏感和脆弱,为了定量确定祁连山土壤氮分解对水热因素变化的响应趋势,在人工气候箱内以正交试验设计方法培养土壤,分析了祁连山高寒草甸、山地森林、荒漠草原和干草原土壤氮矿化及其与温度、湿度和土层的关系。结果显示:以土壤氮矿化量极差计,海拔高度影响最大,其次是温度和湿度;以土壤氮矿化比例极差计,温度和海拔高度影响较大。海拔高度对土壤氮矿化量的影响显著(p<0.05)。除湿度外,其它因素对土壤氮矿化比例影响也达到显著程度(p<0.10)。35℃下土壤氮矿化比例显著比5℃下高,而不同湿度下土壤氮矿化及其矿化比例差异不显著(p<0.05)。海拔高度3000m和3300m处土壤氮矿化量比2800m和2200m处高,2800m处比2200m处高,3000m处土壤氮矿化比例显著比2200m和3300m处高(p<0.05)。森林和干旱草原土壤中氮矿化比例较高,荒漠草原和高寒草甸中较低。以土壤氮矿化速率计,5℃升高到15℃下和15℃升到25℃,Q10较低;以土壤氮矿化比例计,5℃升高到15℃下,Q10较高,15℃到25℃较低。研究结果说明高寒草甸和山地森林土壤氮矿化量较高,干旱草原和荒漠草原土壤氮矿化量较低;森林和干旱草原中土壤氮矿化比例较高,荒漠草原和高寒草甸中较低。     

高寒草甸植物群落谱系结构与多样性格局

为了解青藏高原高寒草甸植物群落谱系结构及物种多样性在海拔梯度上的变化,以甘南藏族自治州的高寒草甸植物群落为对象,选取五个不同海拔的研究样地,进行野外群落学调查及环境因子的测量,计算净亲缘指数(net relatedness index,NRI)和最近亲缘指数(nearest taxon index,NTI)等,探讨了群...     

高铁酸盐预处理湖泊水库水的研究进展

从高铁酸钾的性质出发,概述了高铁酸钾及其复合药剂预处理湖泊水库水的影响因素,展望了这一领域的发展情况.     

近40年青藏高原湖泊环境变化遥感分析研究

利用高分一号多光谱影像,提取高原上面积大于1 km2的湖泊,并结合两次全国湖泊调查数据集及气象资料,对1975年至2015年湖泊变化及其环境影响因素进行分析。研究结果表明：2015年青藏高原1 km2以上湖泊个数共计1210个,自1975年以来整体呈扩张趋势;雅鲁藏布江流域由于蒸发量的增大湖泊面积呈下降趋势;西藏内流区由于降水量的增加、蒸发量的减少和温度升高引起冰川融化,导致湖泊面积持续扩张。为青藏高原湖泊变化及对环境气候波动的响应等研究提供参考。     

不同生境产脂肪酶菌株的筛选及多样性

为发掘不同特性脂肪酶微生物资源,采用纯培养方法从青海高寒草地、雅安山区、成都平原分离得到产脂肪酶菌株54株.通过对菌株的DNA进行ERIC-PCR指纹图谱分析,按聚类树划分为5个操作分类单元.16S rDNA序列测定和聚类分析显示,分离菌株分布于芽孢杆菌属(Bacillus)、克雷伯氏菌属(Klebsiella)、假单胞菌属(Pseudomonas)、葡萄球菌属(Staphylococcus)、肠杆菌属(Enterobacter).多样性分析表明,与青海高寒草地、雅安山区相比,成都平原产脂肪酶菌株遗传多样性更为丰富.在54株菌中都出现了300 bp和1 300 bp两个特异且稳定出现的条带,这两个特异条带可能是产脂肪酶菌株的SCAR标记条带.     

多齿马先蒿与刺齿马先蒿花部形态、昆虫访花频率及种子产量比较研究

若尔盖高原的马先蒿属植物花部形态多样化,为探讨花冠差异是否与不同的繁殖对策相联系,在该区四川红原县分别对短管无喙的多齿马先蒿(Pedicularis polyodonta)和长管具喙的刺齿马先蒿(P.armata)的花部形态、昆虫访花频率和种子产出进行了比较研究.多齿马先蒿的花冠呈"鸟头"状,多个花的集合与鸟群相似,因此特别检测了这种拟态是否具有规避鸟类和蝗虫或吸引蜂类传粉的功能.研究发现,与刺齿马先蒿相比,多齿马先蒿的花冠较小、数量较少,但花蜜含量较高,因此蜂类访问频率较高,结实率高.两种马先蒿的单花种子产量没有显著差异;多齿马先蒿单个个体的种子数量较多,但种子较小.研究表明,为提高繁殖成功率,多齿马先蒿倾向于依赖花质量(如花蜜含量所指示)和种子数量,而刺齿马先蒿倾向于依赖花数量.蝗虫对两种马先蒿的危害没有显著差异,说明多齿马先蒿的"鸟头"拟态不具有规避蝗虫的功能;在具有"鸟头"花冠的多齿马先蒿的样地,鸟类的拜访频率较刺齿马先蒿显著较少,但蜂类的访问频率显著较高,说明"鸟头"拟态可能与规避鸟类、保护传粉者有关,其拟态功能需要进一步实验验证.图2表1参37     

高山植物对全球气候变暖的响应研究进展

高山地区被认为是对全球气候变化最敏感的区域之一,气候变暖导致高山生境内生物与非生物环境因子发生不同程度的改变,从而引起高山植物从不同层面作出不同的变化或响应.综述了高山及亚高山高海拔生境内,植物从宏观生态系统层面到微观个体生理层面对全球气候变化进行响应的研究进展.植物由个体自身的生理及形态上产生不同响应,逐步经过"瀑布式上升效应(Cascade effects)",最后引起整个高山生态系统的转变.受局地差异性及物种差异性影响,生物多样性在不同高山地区呈现出或是增加或是减少的趋势;林线及植被向高纬度、高海拔地区扩张;植物间相互关系由协作转向中性乃至竞争;植物物候、繁殖、生物量生产、光合作用、年轮生长、营养结构等方面均呈现出不同的响应模式.这些从微观到宏观的不同响应模式,最终将引起高山生态系统在结构、功能上的改变,进而在很大范围上威胁到高山植物的生存与发展.最后提出该领域未来的研究重点.参147