拉林河流域底栖硅藻群落结构特征及水生态健康评价

随着农业活动的发展,对水域生态系统评估成为受农业活动影响区域水环境管理的有效手段.以我国东北典型水稻种植区拉林河流域为研究区域,调查分析了全流域范围河流内23个样点的底栖硅藻群落结构和水环境理化特征,基于优势种和理化指标的冗余分析（RDA）揭示了底栖硅藻群落生态分布特征并对关键影响因子进行识别.在此基础上应用底栖硅藻生物完整性指数（D-IBI）对拉林河流域水生态系统健康状况进行评价,并分析了底栖硅藻在农业活动区和非农业活动区下的群落结构及不同土地利用类型下的D-IBI.研究结果表明,拉林河流域底栖硅藻群落结构具有明显的空间差异性;D-IBI评价结果显示,拉林河流域水体整体健康状况为一般,农业活动会影响河流生态健康状况.其中,拉林河上游为健康,中游区域为较好至一般,下游区域轻度污染至重度污染.D-IBI和多数环境因子及IBI核心指标有显著或极显著的相关关系,能较好地反映研究区域环境信息,并适用于受农业活动干扰的拉林河流域生态健康评价.     

两种海洋硅藻透明胞外聚合颗粒物的产生及其生态学意义

透明胞外聚合颗粒物（transparent exopolymer particles,TEP）是一类由胞外多糖组成的透明胶状颗粒物质,对海洋生态系统碳循环具有重要意义。本研究以两种海洋硅藻布氏双尾藻（Ditylume brightwelii）和窄隙角毛藻（Chaetoceros affinis）为研究对象,研究了其在不同生长时期的TEP含量、TEP与叶绿素a（Chlorophyll a,Chl a）的关系及TEP的C:N。结果表明:两种硅藻在整个生长时期均产生TEP,且在不同生长时期的TEP含量不同。布氏双尾藻和窄隙角毛藻最大TEP产量分别在指数期、衰亡期。窄隙角毛藻单位细胞体积和单位Chl a所产最大TEP含量分别是184.91±14.03 fg Xeq./μm3、38.06±4.96 μg Xeq./μg Chl a,高出布氏双尾藻相应单位TEP含量的16倍和5倍。对两种硅藻的Chl a与TEP关系分析表明,在指数期会呈现TEP=α（Chl a）β的函数关系（布氏双尾藻:R2=0.98;窄隙角毛藻:R2=0.80）。两种硅藻TEP的C:N均高于Redfield比值（C:N=106:16）。说明TEP的产生具有种间差异性,且生长时期显著影响TEP产生效率。TEP的高含碳量对海洋碳循环有直接贡献。     

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。     

汝溪河浮游硅藻功能群特征及其与环境因子相关性分析

基于不同水文期特点,分别在平水期(2014年4月)、丰水期(2014年7月)、枯水期(2014年12月)对三峡库区支流汝溪河的浮游硅藻及理化参数进行采样监测,应用功能群分类和数理统计分析等手段,探讨汝溪河不同水文期浮游硅藻功能群特征及其与环境因子间的相互关系.结果表明:3个水文期,汝溪河共发现浮游硅藻功能群10个,分别为A、B、C、D、L_o、MP、P、T_B、X3、S1类群,其中种类最多的功能群是MP类群,数量最多的是D类群.多元逐步回归分析发现,影响平水期功能类群密度最重要的环境因子为总氮(TN);与丰水期功能群密度显著相关的环境因子为透明度(SD);浊度(Tur)、碱度和pH以及电导率则是影响枯水期功能群密度的主要环境因子.RDA分析结果显示,影响汝溪河浮游硅藻功能群多样性的主要环境因子含水温(WT)、电导率(Spc)、氧化还原电位(ORP)、溶解氧(DO)、硝态氮(NO_3~--N)等.因此,功能群能较好反映汝溪河的生境特点,而氮营养元素对汝溪河浮游植物功能群变化及水质的影响应引起关注.     

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.     

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。     

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。     

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。     

包埋固定化硝化污泥对氨氮的去除效果研究

运用海藻酸钠添加硅藻精土的方法,将低温13~14℃下驯化的硝化污泥制成的包埋固定化微生物凝胶小球,投入简易SBR反应器中,通过平行试验比较了低温条件下同等污泥浓度的普通SBR反应器(N1)与投加了少量固定化小球的SBR反应器(N2)的氨氮去除效果。研究结果表明,在相同的运行条件下,投加了5g固定化小球的N2反应器的氨氮去除率较N1反应器平均提高了12%以上,而投加了10g固定化小球的N2反应器的氨氮去除率进一步提高,氨氮去除率较N1反应器提高了20%。实验中通过改变进水氨氮浓度,证明添加了小球的SBR工艺对较高浓度的氨氮有较强的适应性。