底泥微生物活性对蓝藻水华水柱及沉积物间隙水氮磷分布的影响

比较研究了蓝藻水华暴发水体与无蓝藻水华暴发水体的沉积物间隙水NH₄⁺-N、NO₃^--N和。PO₄^3--P的垂向分布特征和表层沉积物的微生物活性(FDA)、碱性磷酸酶活性(APA),并对它们的相互关系进行了统计分析。结果表明,NH₄⁺-N含量在两类水体中,都呈现出表层水<底层水<间隙水的趋势,表明其有从沉积物向上覆水体扩散的风险;而PO₄^3--P、NO₃^--N浓度则呈现表层水>底层水>间隙水的趋势;沉积物有机质(LOI)、APA和FDA活性也都随着深度增加而逐渐降低。APA与FDA活性之间相关性极显著,暗示碱性磷酸酶的分泌主要受微生物活性的影响。间隙水NH₄⁺-N含量与表层10cm内底泥的APA和FDA活性具有极显著正相关性(a=0.01),表明在厌氧环境中,微生物对氮素的分解和矿化作用主要受二者活性影响。     

人工沉床对富营养化河道净化效果及水体微生物群落的影响

对于透明度低、富营养化严重的河道,难以直接在河底种植沉水植物净化水质。通过构建穗花狐尾藻人工沉床系统,对上海临港一典型富营养化河道进行生态修复。结果表明：人工沉床可通过沉水植物吸收和改变微生物群落结构及多样性,达到脱氮除磷、提高水体透明度效果。沉床修复30 d后,水体透明度升高了152.2%,水体叶绿素a浓度降低了87.4%,总氮(TN)、总磷(TP)、氨氮(NH₃-N)和活性磷(PO₄^3--P)浓度平均去除率分别为61.0%、76.4%、91.8%和76.6%,与对照区差异显著(P<0.05)。修复后水体微生物多样性提高,改变了门、属水平群落结构以及水体氮处理细菌结构,提高了磷处理细菌丰度;冗余分析进一步表明,TP、NH₃-N、NO₃^--N和PO₄^3--P是导致沉床修复不同时期水体门水平群落结构差异的主要驱动因子,变形菌门、厚壁菌门和拟杆菌门与TP、NH₃-N、PO₄     

红树林恢复对海岸湿地土壤影响的初步研究

初步研究了不同林龄的再植红树林对海岸湿地土壤理化性质的影响。结果表明,红树林恢复对深层土壤(20～25cm)的影响强于表层(0～5cm);与光滩相比,红树林恢复对表层土壤的氧化还原性无显著影响,但导致20～25cm土层氧化性增强;再植红树林对土壤营养盐有明显吸收作用,其中NH₄⁺-N含量显著高于NO₂^--N和NO₃^--N,为主要吸收营养盐,PO₄^3--P含量虽与IN相当,但红树林对P的吸收并不明显;随着红树林恢复时间的延长(林龄增加),20-25cm土层的pH值显著下降,红树林酸化作用增强;各样地表层土壤SO₄^2-含量无显著差别,但恢复林地深层土壤明显高于光滩。     

秦皇岛海域褐潮生消过程中营养盐特征

2009—2015年在秦皇岛海域发生的褐潮给当地海水养殖业和滨海旅游业造成巨大损失,也对海洋生态系统造成破坏性影响。营养盐是藻类生长的重要生源要素,研究其在褐潮生消过程中的变化特征,对于揭示褐潮发生的营养学机制具有重要意义。基于2014年4—6月在秦皇岛褐潮多发海域30个站位的调查数据,对褐潮发生前后营养盐特征及其与抑食金球藻的关系进行了研究。结果表明: 4、5、6月溶解态氮(DN)浓度分别为265.65、355.36和323.71 μg·L^-1,其中,溶解态有机氮(DON)浓度分别为196.98、242.88和177.69 μg·L^-1,在DN中的占比分别为74.2%、68.3%和54.9%;4、5、6月溶解态磷(DP)浓度分别为15.95、11.39和11.14 μg·L^-1,4、5月PO₄^3--P在DP中占比较大,分别为74.8%和80.9%,6月溶解态有机磷(DOP)占比升至66.2%,PO₄^3--P占比降至33.8%;4、5、6月SiO₃^2--Si浓度分别为70.95、181.13和120.68 μg·L^-1。除DON和5月无机氮(DIN)外,其他营养盐浓度的平面分布均整体呈近岸高、离岸低的趋势,高值区多出现在河口。通过R型-因子分析和营养盐结构分析发现,4月,褐潮处于发展阶段,DOP可能是抑食金球藻生长的主要控制因子;5月,褐潮处于维持阶段,水温成为主要控制因子,水温大于12 ℃即可发生褐潮;6月,褐潮开始消亡,PO₄^3--P对浮游植物群落结构具有更大的影响力。DON为诱发褐潮爆发的关键水质因子,其阈值浓度为 150 μg·L^-1,且DON/DIN值应大于1。     

氮素形态对树木养分吸收和生长的影响

由于NH₄⁺-N和NO₃^--N形态的差异,二者对树木养分吸收和生长发育的影响不同,树木常表现出对NH₄⁺-N和NO₃^--N的选择性吸收,树种对NH₄⁺-N和NO₃^--N吸收的偏好特性可能与生长地的土壤pH有关,来自于酸性土壤的树种通常具有喜NHON的特性,而来自于中性或碱性土壤的树种常表现出喜NO₃^--N的趋势,由于NH₄⁺-N和NO3^--N所带电荷的差异,通常NH₄⁺-N有利于阴离子的吸收,而NO3^--N则促进阳离子的吸收,在有些情况下,NH₄⁺-N会抑制NO₃^--N的吸收,但抑制的机制目前还不清楚,树木吸收NH₄⁺-N时,引起根际pH下降,相反吸收NO₃^--N时根际pH升高,根际pH变化可以改变土壤养分的有效性,并影响树木对养分的吸收利用,树木对NH₄⁺-N和NO₃^--N的生长反应不同,有些喜NH₄⁺-N的针叶树在供应NH₄⁺-N时生长较好,多数植物在同时供应NH₄⁺-N和NO₃^--N时生长量最大,有些树种在同时供应NH₄⁺-N和NO₃^--N时也表现出最高的生长,但对于树木类似的研究还少,这一现象对于树木是否具有普遍性还需要大量试验证明。     

苦草根系对硝氮和氨氮的吸收

硝氮(NO₃^--N)和氨氮(NH₄⁺-N)是湖泊沉积物间隙水生物可利用氮源的主要形态。论文通过稳定性同位素¹⁵N示踪技术,通过模拟实验分别研究了苦草根系对NH₄⁺-N和NO₃^--N的吸收及其与氮浓度的关系。结果显示,苦草(Vallisnerianatan)根系对NH₄⁺-N的吸收显著高于NO₃^--N;根系吸收氮后向叶转移,而且NO₃^--N为氮源时其转移速率较高;NH₄⁺-N浓度的变化对苦草吸收NO₃^--N有影响,当NH₄⁺-N浓度小于0.072mmol/L时,根系对NO₃^--N的吸收随NH₄⁺-N浓度的增加而增加,随后降低并趋于平稳;同时,NO₃^--N浓度对苦草吸收NH₄⁺-N也有类似的影响。     

氮磷对青岛大扁藻和牟氏角毛藻单养和共培养生长的影响

通过实验生态学的方法,分别以KNO3和KH2PO4为氮源和磷源,研究青岛大扁藻(Platymonas helgolandicavar.tsingtaoensis)和牟氏角毛藻(Chaetoceros muelleri Lemmerman)单培养和共培养时的生长状况。结果显示,不同氮磷处理对两种藻的单培养和共培养都有显著影响(P<0.05)。共培养时,青岛大扁藻的最大藻密度与氮磷浓度呈正相关。氮处理时,当培养液中KNO3为110 mg/L时,取得最大值;磷处理时,青岛大扁藻的最大藻密度在KH2PO4为9 mg/L时取得最大值;而牟氏角毛藻分别在KNO3为70 mg/L和KH2PO4为5 mg/L时取得最大值。共培养时两种藻的藻密度都低于单培养。另外,无论低氮高磷还是高氮低磷都不利于两种藻获得较大的终细胞密度。     

三峡水库香溪河库湾夏季藻类水华的时空动态及其影响因素

2008年6-8月,三峡水库香溪河库湾相继暴发蓝藻和绿藻水华.依据香溪河库湾夏季的每周监测,对研究区2次水华分别进行聚类和判别分析,研究了2次水华的时空动态及其影响因素.结果表明：研究区2次水华过程均可划分为无水华组、过渡组和水华组;2次水华的暴发对可溶性硅(DSi)、硝态氮与亚硝态氮(NO₃--N+NO₂^--N)和磷酸盐(PO₄^3--P)3种营养盐的吸收程度不同;蓝藻水华暴发期间的DSi、总氮/总磷(TN/TP)、DSi/TN和DSi/TP值均低于绿藻水华;判别蓝藻水华暴发的参数为叶绿素a(Chl a)、TN和PO₄^3--P,而Chl a和DSi则是绿藻水华暴发的判别因子,将2次水华过程划分为水华组和无水华组的判别效果更好;判断蓝藻和绿藻水华暴发的叶绿素a临界浓度分别为40和20 μg·L^-1.     

不同饵料对魁蚶稚贝生长和存活的影响

在温度23.5～24.0 ℃和盐度29.5～30.0条件下,研究了球等鞭金藻、小球藻、牟氏角毛藻和新月菱形藻4种单细胞藻类单独及组合投喂24 d后对魁蚶稚贝生长与存活的影响.结果表明: 不同饵料投喂条件下,稚贝存活率均在95%以上,不同处理组间差异不显著.单一饵料投喂组中,球等鞭金藻组的稚贝生长最快,小球藻组的稚贝生长最慢.组合投喂组中,球等鞭金藻与其他3种单胞藻混合(1∶1)投喂组稚贝壳长及特定生长率均优于其他组,其中与小球藻混合投喂的效果最好,稚贝壳长和壳高的特定生长率分别为5.6%·d^-1和6.4 %·d^-1.研究结果可为魁蚶人工苗种培育技术的优化提供参考依据.
     

外源钙、磷、氮对铝胁迫下杉木幼苗生长影响的调控研究

为缓解Al胁迫对杉木人工林更新的影响,本文采用水培模拟Al胁迫,引入Ca、P、NH₄⁺-N、NO₃^--N营养调控因子,探讨Al胁迫对杉木幼苗根茎生长的影响.结果表明,增加Ca或P浓度,能促进根、茎的正常生长发育,根系的形态特征明显变化,降低组织内MDA含量和POD活性.增加NH₄⁺-N浓度只能促进茎的生长,对根系发育影响不明显.增加NO₃^--N浓度对根茎生长均无明显的规律性影响.增加NH₄⁺-N和NO₃^--N浓度,能抑制MDA含量增加,并在一定范围内降低POD活性,但效果不及Ca或P明显.经回归方程拟合,得出本试验条件下营养因子有效缓解Al胁迫的阈值是:Ca/Al≥2.8,P/Al≥4.4,NH₄⁺-N/Al≥4.5(摩尔比).     

铜锈环棱螺对藻华水体理化指标的影响

采用池塘围隔对比试验的方法,研究了不同密度(392 ind·m^-2、196 ind·m^-2、98 ind·m^-2、0 ind·m^-2)铜锈环棱螺(Bellamyaaeruginosa)对藻华水体主要理化因子的影响.实验从2009年9月14日开始,持续60d.结果显示:环棱螺可以明显提高藻华水体的透明度(SD),实验中、后期,三个处理组围隔水体的SD均能保持在60cm以上,而对照组SD改变不明显,波动于29～40.3cm之间;多数时间内处理组水体的溶解氧(DO)含量都显著低于对照组,说明环棱螺的存在可直接或间接降低水体DO浓度.试验表明,单一投放螺类可有效降低藻华水体的叶绿素a(Chl-a)含量,但难以削减营养盐浓度.实验条件下,围隔水体总氮和正磷酸盐浓度的下降趋势均与螺的密度呈现负相关性(R=-0.9851,p<0.05;R=-0.9678,p<0.05);对SD、DO、pH、Chl-a、NH₄⁺-N、NO₃^--N、PO₄^3--P等7个主要理化指标数据进行了Duncan多重比较分析以及聚类分析,结果显示对照组和处理组在p<0.05水平上均存在显著差异,说明环棱螺的投放能在一定程度上调控水体质量.     

镉胁迫下铵态氮对红树植物秋茄(Kandelia obovata)生理生态特征的影响

城市红树林湿地面临重金属污染和营养元素过量输入的环境问题。其中,镉（Cd）污染具有较高的生态风险,而铵态氮（NH₄⁺-N）是红树林湿地沉积物中氮素的主要赋存形态。本论文采用盆栽实验研究了镉（Cd）胁迫下铵态氮（NH₄⁺-N）对红树植物秋茄（Kandelia obovata）生理生态特征的影响,包括生物量、叶光合参数（净光合速率P_n,气孔导度G_s,胞间CO₂浓度C_i和蒸腾速率E）、叶丙二醛（MDA）和可溶性糖含量以及根系活力。结果表明：（1）在单Cd胁迫下,秋茄生物量和蒸腾速率（E）显著降低,但根系活力在较高的单Cd胁迫下显著增加;（2）Cd胁迫下,低浓度NH₄⁺-N显著增加秋茄根生物量,但对地上生物量（Cd3处理的叶和Cd1处理的茎除外）和光合作用（P_n、G_s和E）的促进作用不显著;高浓度NH₄⁺-N显著抑制了生物量和光合作用（P_n、G_s和E）;（3）在Cd1处理下,根系活力随NH₄⁺-N胁迫的增强呈先升高后降低的趋势;在Cd2和Cd3处理下,NH₄⁺-N显著降低了根系活力;（4）Cd胁迫下,低浓度NH₄⁺-N对叶MDA（表征氧化损伤）和叶可溶性糖含量（表征渗透调节）的抑制不显著,高浓度NH₄⁺-N显著降低了MDA和可溶性糖的含量。因此,较低浓度的NH₄⁺-N能够缓解Cd对秋茄地下根的毒害,对地上部分的缓解作用有限;高浓度NH₄⁺-N会与Cd产生协同的复合胁迫,加重对秋茄的毒害。     

不同氮磷比率对青岛大扁藻、新月柱鞘藻和米氏凯伦藻生长影响及其生存策略研究

在不同氮磷比(N：P=1：1,4：1,16：1,80：1,160：1)条件下,对青岛大扁藻(Platymonas helgolandica var．tsingtaoensis)、新月柱鞘藻(Cylindrotheca closterium)和米氏凯伦藻(Karenia mikimotoi)3种浮游植物进行了培养,对其生长特性进行了比较研究．结果表明,不同氮磷比例对其生长有明显的影响,新月柱鞘藻在N：P=160：1时细胞比生长速率最快,而青岛大扁藻和米氏凯伦藻分别在4：1和80：1的条件下比生长速率最快．单位水体中细胞丰度的多少主要受细胞体积大小和自身比生长速率的影响．细胞内叶绿素a的合成浓度明显受氮的影响。高氮磷比例有利于叶绿素a的合成,细胞内可溶性蛋白质含量对不同氮磷比例有明显反应,且其含量多少与细胞大小和生长周期密切相关．3种浮游植物相对来说,新月柱鞘藻属于生长快速的r选择物种,而青岛大扁藻和米氏凯伦藻则为有较强适应环境能力的K选择物种．     

不同生态稻区覆膜旱作稻氮营养生理及抗逆生理特性探讨

不同生态稻区生态环境和栽培管理方式不同,覆膜旱作稻氮营养生理和抗逆生理与常规水作稻有些异同,尤其是体内NO₃^--N和NH₄⁺-N含量及分布差异很大.杭嘉湖平原区覆膜旱作稻生长前期受干热天气影响,其分蘖期、拔节期、孕穗期体内NO₃^--N含量较水作稻有不同程度的降低,而NH₄⁺-N含量则极显著提高;金衢盆地覆膜旱作稻孕穗期体内NO₃^--N含量比常规水作稻高,根部NH₄⁺-N含量则显著降低,茎基部和叶片NH₄⁺-N含量有一定增加.正常气候条件下两生态稻区覆膜旱作稻孕穗期叶片硝酸还原酶(NR)活性和谷氨酰胺合成酶(GS)活性较水作稻均有不同程度的提高;丙二醛(MDA)、可溶性糖及脯氨酸(Pro)含量与水作稻相差不大,表明不同生态稻区的覆膜旱作稻可以通过不同的栽培管理模式,促进生长发育,达到高产目的.     

三角褐指藻和小角毛藻对UV-B辐射增强的生理生化响应

通过实验生态学和生物化学的方法,研究了UV-B辐射对三角褐指藻和小角毛藻的生长、叶绿素a、类胡萝卜素、丙二醛、可溶性蛋白含量和抗氧化物酶活性的影响。结果表明:(1) UV-B辐射增强抑制了2种微藻的生长,低剂量(0.75J/m²)UV-B辐射对三角褐指藻的生长具有一定刺激作用。(2) 三角褐指藻的叶绿素a含量随辐射剂量的增加先上升后下降,小角毛藻chl-a含量缓慢下降。2种微藻MDA含量随UV-B辐射剂量的增加而升高。(3) 随着辐射剂量的增加,三角褐指藻可溶性蛋白含量先稍有升高后较快下降。小角毛藻可溶性蛋白含量始终呈下降趋势。(4) UV-B辐射增强使2种微藻的SOD 、POD和CAT活性先升高后下降,小角毛藻的酶活性变化相对稳定。     

基于高通量测序的缢蛏及其养殖池塘菌群结构的季节变化

为探究缢蛏养殖过程中养殖环境和缢蛏体内的细菌群落结构季节变化特征及其与环境因子的相关性,采用高通量测序技术对缢蛏养殖池塘的水体、沉积物及缢蛏内脏团细菌菌群进行了研究.结果表明: 水体中冬季的细菌菌群结构与其他3季差异显著,沉积物和缢蛏内脏团4季的细菌菌群结构均无显著差异.水体各季节细菌群落的Shannon多样性指数无明显差异,沉积物及缢蛏内脏团细菌群落Shannon多样性指数夏季最低,冬季最高.门水平上,蓝细菌门、变形菌门和拟杆菌门为水体的优势菌群;变形菌门、绿弯菌门和拟杆菌门为沉积物的优势菌群;柔膜菌门和变形菌门为缢蛏内脏团的优势菌群.属水平上,水体冬季的优势菌属为NS3a_marine_group,而其余3季为聚球藻属;沉积物优势菌属为厌氧绳菌科下的一类菌属norank_f_Anaerolineacea和硝化螺旋菌属;内脏团优势菌属为支原体属和弓形菌属.环境因子与菌群的相关性分析表明: 水体的优势菌属聚球藻属与水温、化学需氧量(COD)、PO₄^--P、NH₄⁺-N、pH和透明度呈正相关;沉积物的优势菌属厌氧绳菌科菌属norank_f_Anaerolineacea与COD、水温、总磷呈正相关;缢蛏内脏团的优势菌属支原体属与水温、pH、NH₄⁺-N、PO₄^--P和透明度呈正相关.这表明不同季节的缢蛏养殖池塘及缢蛏体内细菌群落结构及多样性差异较大,水体细菌菌群受养殖环境的影响明显,尤其是水温及氮磷含量.     

大叶藻对氮磷营养盐的吸收动力学特征

营养盐是影响海草生长的关键因子, 目前有关海草不同组织对不同形式氮和磷的吸收特征尚不明确。该研究通过利用海草地上和地下组织分隔培养装置, 设置不同的氨态氮、硝态氮和磷酸盐浓度, 探究了大叶藻(Zostera marina)植株及其地上和地下组织对氮磷营养盐的吸收动力学特征。结果显示: (1)大叶藻对氮磷的吸收符合饱和吸收动力学特征, 吸收速率和水体氮磷浓度可用米式方程描述; (2)大叶藻植株对NH₄⁺-N的最大吸收速率(V_max, 52 μmol·g^-1·h^-1)显著高于其对NO₃^--N的V_max (39 μmol·g^-1·h^-1); (3)大叶藻地上组织和地下组织均可吸收氮磷, 但地上组织对氨态氮、硝态氮、磷酸盐的V_max分别为43.1、30.5和15.6 μmol·g^-1·h^-1, 为地下组织的2.6、1.2和6倍。结果表明, 大叶藻对氨态氮的吸收能力高于硝态氮, 且对氮磷的吸收可能主要依赖地上组织(叶片)。结果为查明大叶藻对氮磷的吸收利用机制及评估大叶藻的海洋生态效应提供了理论依据。     

热带亚热带水库浮游植物叶绿素a与磷分布的特征

于丰水期和枯水期对广东省19个大中型水库的浮游植物叶绿素a和磷(P)进行采样和测定,分析了P和叶绿素a的分布特征及其相关性。结果表明P的浓度和叶绿素a含量较低的有流溪河、新丰江、公平和白盆珠水库;而枯、丰两期P的浓度和叶绿素a含量均较高的有契爷石、石岩、鹤地和大镜山水库;其余12个水库均属于季节性差异较明显的水库,在丰水期由入流带来较多的P,而枯水期则因入流相对较少,P的含量也较低。大部分水库在枯水期P限制现象比较严重,而丰水期则有所缓解。P限制程度的不同导致了丰水期和枯水期水库浮游植物种群组成和叶绿素含量的变化。丰水期的优势种类P半饱和浓度较高,在枯水期这些种类不再是优势种的组成部分。而一些P半饱和浓度较低的种类,在丰水期和枯水期都成为各个水库的优势种。通过相关性分析,正磷酸盐(PO₄^3--P)与叶绿素的相关系数较高,总磷(TP)与叶绿素的相关系数则相对较低。从时间上来看,枯水期PO₄^3--P与叶绿素的相关性高于丰水期;从空间上看,大坝处PO₄^3--P与叶绿素的相关性高于入水口。     

长江口南汇边滩不同植被类型营养盐削减效果

湿地具有良好的吸收净化能力，能够有效去除水体中的氮、磷等污染物。为探究潮滩湿地削减营养盐的效果，本研究于2020年8月、11月和2021年1月、4月，对长江口南汇边滩光滩、海三棱藨草(Scirpus mariqueter)和互花米草(Spartina alterniflora)3种生境不同深度沉积物孔隙水溶解态无机氮(DIN)和溶解态无机磷(DIP)浓度进行观测，并分析其与沉积物环境因子的相关性。结果表明：植物生境沉积物孔隙水中DIN和DIP浓度显著低于光滩(P<0.05),其中互花米草生境(82.5%～97.3%)DIN相对削减率高于海三棱藨草生境(25.5%～75.8%),互花米草生境(54.1%～83.9%)DIP相对削减率高于海三棱表藨草生境(55.7%～76.4%);深层沉积物孔隙水NH₄⁺-N和PO₄^3--P浓度显著高于表层(P<0.05),而NO₃^--N呈相反趋势。季节上，3种生境孔隙水DIN浓度均表现出夏季低、冬季高的特点，而D...     

不同营养条件下竹叶眼子菜NH4+-N吸收动力学的初步研究

以竹叶眼子菜(Potamogeton malaianus)无菌系种苗为试验材料,研究了不同水体营养浓度水平(低营养:TN0.213 mg·L^-1,TP 0.0093 mg·L^-1;中营养:TN 0.71 mg·L^-1,TP 0.031 mg·L^-1;高营养:TN 7.1 mg·L^-1,TP0.31 mg·L^-1)对其生长与NH₄⁺-N的吸收动力学参数的影响。结果表明,不同浓度水体营养对竹叶眼子菜生长的影响较小,而NH₄⁺-N的吸收动力学参数有显著差异。竹叶眼子菜在高、中和低营养培养条件下的NH₄⁺-N最大吸收速率V_max分别为41.1、29.1、21.1μmol·g^-1·h^-1,米氏常数K_m分别为0.356、0.306、0.122 mmol·L^-1。竹叶眼子菜营养吸收动力学与其生长环境关系紧密,在低浓度生长环境中时,竹叶眼子菜可以通过降低K_m值来提高对营养离子的亲和力以满足营养需求;在高浓度生长环境中,该植物通过增大吸收潜力来适应高营养。