三亚湾近岸两种优势砂壳纤毛虫对硅藻的摄食初探

浮游纤毛虫是近岸生态系统中的重要原生动物,对初级生产者有较高的摄食压力,其摄食行为对物质在食物网中的传递至关重要。近岸生态系统中浮游植物群落多以硅藻为优势类群,为更好地认识纤毛虫对初级生产者尤其是硅藻的摄食调控作用,本研究于2015年4月在三亚湾近岸采集了两种优势砂壳纤毛虫（妥肯丁拟铃虫Tintinnopsis tocantinensis和斯氏拟铃虫T.schotti）,运用分子生物学方法分析其食物组成。结果表明,两种纤毛虫中共检测到8属13种硅藻来源的食物,分别隶属于骨条藻（Skeletonema）、细柱藻（Leptocylindrus）、根管藻（Rhizosolenia）、海链藻（Thalassiosira）、拟菱形藻（Pseudo-nitzschia）、波纹藻（Cymatosira）、星杆藻（Asterionellopsis）和角毛藻（Chaetoceros）。两种纤毛虫均摄食骨条藻、细柱藻、根管藻和海链藻,其中对中肋骨条藻（S.costatum）的摄食比例最高（达>60%,序列数百分比）。粒径较大的斯氏拟铃虫摄食多样性（11种）略高于粒径较小的妥肯丁拟铃虫（7种）,而且环境中最优势的拟菱形藻（49.12%,浮游植物丰度百分比）仅在斯氏拟铃虫中检测到（15.55%,序列数百分比）,说明两种纤毛虫具有一定的摄食选择性且存在种间差异。本研究表明以纤毛虫为代表的原生动物对硅藻的广泛摄食是初级生产者在食物链传递的重要环节,这对理解近岸生态系统的物质传递和砂壳纤毛虫重要生态作用具有重要意义。     

兴凯湖百余年营养演化历史及营养物基准

兴凯湖是东北亚地区典型湖泊。20世纪末以来人类活动持续增强,该湖营养快速富集,水体生态状况发生转变,但其环境演化历史及营养本底等信息尚知之甚少。本研究基于对该湖多根沉积钻孔年代、元素及沉积硅藻等多指标的分析,重建了兴凯湖百余年来的环境变化历史。结果表明：兴凯湖历史上保持着良好的环境生态条件,21世纪第一个十年以前水体环境变化较小（硅藻种群弦距＜0.0005）,近20 a来,兴凯湖生态环境逐渐退化,硅藻从以低—中营养Aulacoseira granulata的优势组合逐渐转变为以Cyclostephanos dubius为代表的富营养组合,污染元素（Pb、Zn等）含量及沉积速率快速升高。基于种群相似性的对比发现2000 a前的硅藻种群变化较小,故采用1994—1998年的水体监测均值作为兴凯湖的营养基准,即水体总磷（TP）、总氮（TN）基准分别为35 μg·L^?1及970 μg·L^?1;结合参比元素回归分析得到的大、小兴凯湖沉积物TP基准分别为360 mg·kg^?1、500 mg·kg^?1,可作为该湖的沉积物TP浓度的治理基准。上述系列水土营养基准可为兴凯湖日益严重的湖泊富营养化治理提供重要的参考目标。     

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。     

聚丙烯酰胺改性有机硅材料对硅藻、贻贝附着的影响

采用聚丙烯酰胺共聚物对有机硅弹性体进行了共混改性,并对改性有机硅材料进行了静态水接触角、扫描电镜、X射线能谱的分析与表征。结果发现,当改性有机硅涂层浸水时,聚丙烯酰胺共聚物能够吸水并在有机硅涂层表面形成亲水性微凝胶,从而提高了有机硅表面的亲水性。进而考察了改性有机硅涂层对硅藻、贻贝附着的影响,结果显示添加该共聚物后,有机硅涂层的能够较好的抑制硅藻、贻贝的附着,其防污性能得到了显著的提高。     

黔桂喀斯特区域河流水体离子对底栖硅藻群落的影响

为了建立喀斯特地区河流底栖硅藻对水环境变化的响应模型,定量研究了中国西南喀斯特地区黔桂珠江水系典型岩溶水体中的离子、电导率与底栖硅藻群落分布的关系.研究发现,电导率的范围为20-2070 μS·cm-1,并且ca2+与(HCO-3+CO2-/3)是岩溶水体的主要优势离子.对离子、电导率与硅藻群落结构进行主成分分析(PCA)、对应分析(CA)、加权平均分析(WA)和相关性分析,结果表明,水体离子(HCO-3+CO2-/3、SO2-/4、NO3-、Cl-、Ca2+、Na+、Mg2+、K+)与电导率环境变量都能用于解释底栖硅藻的群落分布特征;而ca2+、(HCO3-+CO2-/3)和Na+浓度是影响物种组成的显著因素.通过研究确定了以上8种水体离子和电导率的相应指示种值(最适值Optima),以及这些离子环境下的硅藻分布特征.该结果为中国西南喀斯特地区硅藻种群生态学、个体生态学以及水质评价的研究提供了理论依据.     

UV-C辐照对延滞期6种微藻生长抑制效果

藻类季节性暴发生长是许多地区水源管理中的难题,亟待研发安全高效的控藻方法。该文以我国水源6种典型藻株为研究对象,包括蓝藻铜绿微囊藻、浮游颤藻、水华鱼腥藻,绿藻普通小球藻、斜生栅藻,硅藻针杆藻,采用准平行光束仪进行50~100 m J/cm2UV-C辐照,研究对于延滞期、低初始生物量的藻类生长抑制效果,分析藻种敏感性差异。结果表明,50~100 m J/cm2UV-C剂量对于铜绿微囊藻、水华鱼腥藻和针杆藻具有2~4 d生长抑制效果,100 m J/cm2剂量组9 d后Chl a浓度减量37%~60%,对于普通小球藻和斜生栅藻仅有1~2 d生长抑制效果,100 m J/cm2剂量组9 d后Chl a浓度减量16%~33%,对于浮游颤藻无抑制效果且会加速其生长。在生长能力和光合活性两方面,硅藻(针杆藻)和蓝藻(铜绿微囊藻和水华鱼腥藻)的敏感性均显著高于绿藻(斜生栅藻和普通小球藻)和蓝藻浮游颤藻藻株。     

基于eDNA宏基因组的草海湖泊硅藻群落及多样性分析

环境DNA(eDNA)技术作为新兴生物多样性监测方法,具有非侵入性、高效性及灵敏性的特点.为探究基于宏基因组测序的eDNA技术对喀斯特湖泊硅藻监测的适用性,以贵州草海为例,采集草海湖滨带的水样及表层沉积物样品,运用宏基因组学与eDNA相结合的方法,分析浮游及沉积硅藻的群落组成、生物多样性及KEGG代谢功能.结果表明：(1)草海硅藻群落共注释到4纲23目36科54属78种,在科分类阶元上以舟形藻科和海链藻科为优势类群.硅藻群落的Chao1指数平均值为42.88±15.35,Shannon-Wiener指数平均值为2.09±0.29.(2)硅藻群落KEGG通路功能最具代表性的是全局和概述图谱(global and overview maps),其次是能量代谢、翻译;优势KO基因主要为atpF基因、secA基因、rplT基因、rpoA基因、argH基因.(3)主坐标分析(PCoA)和相似性分析(ANOSIM)表明硅藻群落存在显著的环境介质差异;LEfSe分析揭示浮游硅藻群落的差异标志物主要为海链藻属(Thalassiosira)、小环藻属(Cyclotella),沉积硅藻主要是管状藻属(Fi...     

甘河着生藻类群落结构及其与环境因子的关系

2018年8月(丰水期),在嫩江支流甘河,调查了19个点位的着生藻类群落结构和水环境特征。并运用聚类分析、Mcnaughton优势度分析和IBD(biological diatom index,硅藻生物指数)3种方法研究了甘河着生硅藻群落结构和优势种清洁状况,使用主成分分析、Spearman相关分析和冗余分析等统计分析方法研究了甘河着生硅藻群落和环境因子的响应关系。结果表明:甘河共鉴定出着生藻类90种(属),以硅藻门、绿藻门和蓝藻门为主,生物量丰富。丰水期甘河水生态环境质量状况较为健康,着生硅藻主要由清洁种构成,其中Achnanthidium minutissimum优势度0.48,为绝对优势种。聚类分析结果表明,甘河采样点位可分为3组;其中组1和组2点位主要位于甘河上、中游,上、中游水质、生境质量较好,健康程度较高,优势种均为清洁种,上游Achnanthidium minutissimum优势度达到了0.64;组3点位均位于甘河下游,下游人为干扰较强,健康程度较其余两组偏低,Nitzschia palea和Nitzschia paleaeformis等耐污种在组3的优势度较高。导致甘河着生硅藻群落清洁度由上游到下游逐渐变差的主要水环境因子为电导率、总磷和高锰酸盐指数,其中影响中游硅藻群落结构变化的主要水环境因子为高锰酸盐指数,影响下游硅藻群落结构变化的主要水环境因子为电导率和总磷。由此可见,着生硅藻群落可以较好的指示甘河流域水体有机污染程度和营养富集程度。     

典型硅藻生长相关因素的灰色关联度研究与模型

利用灰色关联分析法研究水动力条件(流速和紊流耗散率)、DTN、DTP、DO、pH值对硅藻生长的关联度。结果表明,由于水动力条件的加入,增强了DTN、DTP、pH值、DO与硅藻生长间的关联。水动力对硅藻生长的影响更多是间接影响,通过改变营养盐、DO及酸碱度与硅藻的相互作用来影响硅藻的生长。此外,实验得到基于流速或紊流耗散率的硅藻生长模型。     

考虑饵料生长的生态流量过程分析——以黑水河松新河段为例

目前生态流量研究大多只考虑了鱼类完成产卵活动所需水力生境条件,很少考虑其余生长时段的需求。以金沙江左岸一级支流黑水河干流典型减水河段——松新减水河段为例,考虑了短须裂腹鱼产卵期的水力生境需求及饵料生长的生态水力学偏好特征。使用河道内流量增量法确定了不同时期的生态基流量,并结合河段涨落水变化及流量脉冲特征推求了考虑饵料生长的生态流量过程。结果表明,该河段内短须裂腹鱼产卵期适宜的生态基流量为13.4m³/s,产卵期前后适宜饵料生长的生态基流量为8.28 m³/s。研究结果可为已建电站减水河段生态修复工作提供依据,同时从鱼类多生命阶段需求为生态流量研究提供新思路。