富营养化水体生物净化效应的研究进展

水体富营养化治理已成为当今世界性难题,解决水体富营养化问题的关键是调控水生生态系统结构,使其恢复自然、健康和稳定的水生生态系统功能,提高水生生态系统的生物净化能力,水生高等植物及水生植被是水生生态系统中最重要的初级生产者,它们个体大、生长周期长、吸取和储存营养物质的能力强,保持和恢复一定数量的水生植物种群可抑制浮游植物的生长,提高系统的生物多样性,使水生生态系统结构更加稳定,水生动物在水生生态系统物质和能量循环中处于十分重要的地位,浮游动物和底栖动物可直接捕食浮游植物,控制浮游植物的数量;而改变鱼类种群结构可提高浮游动物的生物量,从而间接控制浮游植物的大量繁殖,达到治理水体富营养化的目的,我国的生物净化研究还处于起步阶段,今后在水生高等植物及水生植被生物净化的关键技术及优化水产养殖新模式技术研究方面有待提高,这将对我国水体富营养化治理及水体可持续利用有着重要的意义。     

典型红树林生态系统藻类多样性及其在生态过程中的作用

藻类是红树林生态系统重要的生物类群, 根据生态习性可分为浮游植物、底栖微藻和大型藻类三个生态类群, 它们在红树林生态系统生物多样性、初级生产、元素循环等方面起着重要作用。但在红树林生态系统中, 关注重点多集中在红树植物和动物, 对其中的藻类重视不够, 且多数研究集中在近20年以及亚洲的红树林区。事实上, 红树林生态系统藻类非常丰富, 其多样性研究有助于深入揭示红树林生态系统的结构与功能。本文介绍了红树林生态系统藻类的组成类群及其重要性, 重点对红树林区浮游植物、底栖硅藻和大型海藻的种类组成、地理分布及其与初级生产力、水质污染、元素循环、碳库形成等生态过程中的作用的研究动态和进展等进行了总结。根据已有研究, 红树林区浮游植物和底栖硅藻的种类数一般为几十到上百种, 其中硅藻在种类和数量上都占绝对优势, 它们是重要的初级生产者、饵料生物和水质污染指示生物; 红树林区底栖大型藻类主要由红藻、绿藻、褐藻、蓝藻组成, 绿藻的种类较多, 红藻在数量上占优势; 藻类是红树林湿地碳库的重要贡献者, 在红树林湿地生态系统碳汇和碳循环中起重要作用。红树林生态系统是个高度动态和异质的系统, 今后应加强红树林藻类多样性的长周期、大尺度变化及不同生境藻类的综合研究, 关注大陆径流和潮汐对藻类多样性和蓝碳的影响, 借助沉积物藻类记录, 探明红树林区藻类的长周期变化, 反演气候变化和人类活动对红树林生态系统的影响过程和机制。     

浮游植物的化感作用

生物化感作用研究是近年来兴起的交叉学科,是化学生态学研究的重要领域。研究水域浮游植物化感作用对了解浮游植物之间、浮游植物与其他生物之间的相互作用及作用机理具有重要意义,对了解赤潮和水华的发生机制及其生态控制等具有非常重要的作用。综述了海洋和湖泊浮游植物化感作用和化感物质的内涵,讨论了水体浮游植物化感作用的特点、研究化感作用的基本方法、化感物质的种类以及影响化感物质作用的生物和非生物因素,详细介绍了浮游植物化感物质的作用机理以及逃避和拈抗化感作用的方式,同时对目前研究的热点问题及未来研究的方向做了简要概述。     

惠州西湖浮游植物群落对生态系统修复的响应

2004年对广东惠州西湖实施了生态系统修复示范工程,示范区目前沉水植物丰富,水体常年清澈见底。通过2008年6月至2009年5月对示范区和未进行生态修复的平湖逐月进行浮游植物调查,研究了浮游植物群落对湖泊生态系统修复的响应。结果表明,与未修复的平湖相比,示范区浮游植物数量及群落结构均发生了很大变化。示范区全年浮游植物平均生物量和细胞丰度分别为0.31 mg/L和2.75×106cells/L,均远低于未修复的平湖的3.27 mg/L和197.46×106cells/L;平湖中蓝藻在全年大部分时间占有绝对优势,一些热带富营养化水体中的代表种类(假鱼腥藻)成为优势种类;而示范区蓝藻不占优势,取而代之的是一些隐藻、硅藻和甲藻门的种类。另外,示范区浮游植物丰富度增加,年平均Margalef物种丰富度指数为3.70,显著高于平湖的2.68。因此,重建以沉水生植物为优势的生态系统是抑制浮游植物发展和改善湖泊水环境的有效途径。     

惠州西湖游浮植物群落对生态系统修复的响应

2004年对广东惠州西湖实施了生态系统修复示范工程,示范区目前沉水植物丰富,水体常年清澈见底。通过2008年6月至2009年5月对示范区和未进行生态修复的平湖逐月进行浮游植物调查,研究了浮游植物群落对湖泊生态系统修复的响应。结果表明,与未修复的平湖相比,示范区浮游植物数量及群落结构均发生了很大变化。示范区全年浮游植物平均生物量和细胞丰度分别为0.31 mg/L和2.75×106cells/L,均远低于未修复的平湖的3.27 mg/L和197.46×106cells/L;平湖中蓝藻在全年大部分时间占有绝对优势,一些热带富营养化水体中的代表种类（假鱼腥藻）成为优势种类;而示范区蓝藻不占优势,取而代之的是一些隐藻、硅藻和甲藻门的种类。另外,示范区浮游植物丰富度增加,年平均Margalef物种丰富度指数为3.70,显著高于平湖的2.68。因此,重建以沉水生植物为优势的生态系统是抑制浮游植物发展和改善湖泊水环境的有效途径。     

浮游被囊动物的分类及其生态学研究进展

被囊动物(Tunicata)是一类低等脊索动物,包括3个纲:有尾纲、海樽纲和海鞘纲;全部生活在海洋里,其中有尾纲和海樽纲营浮游生活。综述了国内外浮游被囊动物分类和生态研究的现状和进展,综述介绍了有尾纲和海樽纲的分类依据、研究现状、趋势和在海洋生态系统中的作用。浮游被囊动物是热带和亚热带海域重要的浮游动物类群,种类和数量的分布变化受物理和生物环境因素的影响;它一方面大量摄食浮游细菌和微小浮游植物,另一方面被一些经济动物摄食,因此在海洋食物链的传递和生态系统的物质循环中占有重要位置。     

盐湖微微型浮游植物多样性研究进展

盐湖在地球表层分布较广,中国是世界上盐湖分布稠密的国家。尽管盐湖生态环境极端恶劣,但它们依然是陆地特别是高原生态系统中十分重要的组成部分。微微型浮游植物(Picophytoplankton)通常是指粒径在0.2—3μm之间的光合自养型浮游生物,在这一生态类群中既有原核生物也有真核生物。微微型浮游植物不仅是海洋生态系统中生物量和生产力的最重要贡献者,也是盐湖生态系统最重要的组成部分。最近的调查数据显示,在东非Bogoria和Nakuru苏打盐湖中微微型浮游植物的生产力占整个浮游植物生产力的53%—68%。迄今为止,对盐湖微微型浮游植物多样性的研究多集中于盐田(Solar salterns)、盐池(Saline ponds)以及碱湖(Soda lakes)等超盐水体中;超盐盐湖中最常见的微微型浮游植物主要是蓝细菌(Cyanobacteria)类群,包括席蓝细菌属(Phormidium)、节旋藻属(Arthrospira)和隐杆藻属(Aphanothece)。分子生物学的研究显示,低碱浅水盐湖中微微型浮游植物具有丰富的多样性,主要类群是微微型原核浮游植物,还有部分种类与真核藻类质体序列高度相似。盐湖生态系统中微微型浮游植物群落结构演替变化的研究已经逐渐引起更多研究者的关注。已有的研究资料显示,水体矿化度是影响微微型浮游植物平面分布及群落结构组成的重要因子;光照、营养成分和温度等也会影响盐湖水体中微微型浮游植物平面分布及群落结构组成。综述了国内外对不同类型盐湖生态系统中微微型浮游植物多样性研究的概况,探讨了不同地理区域各种盐湖中微微型浮游植物群落结构的演替变化,并就我国未来加强盐湖中微微型浮游植物多样性构成、分布与变动及驱动变化的因子等研究提出了建议。     

全球气候变化下的海洋浮游植物多样性

理解全球气候变化对地球生态系统的影响是全世界广泛关注的问题, 而相比于陆地生态系统, 海洋生态系统对全球气候变化更为敏感。全球气候变化对海洋的影响主要表现在海洋暖化、海洋酸化、大洋环流系统的改变、海平面上升、紫外线辐射增强等方面。浮游植物是海洋生态系统最重要的初级生产者, 同时对海洋碳循环起到举足轻重的作用, 其对全球气候变化的响应主要体现在物种分布、初级生产力、群落演替、生物气候学等方面。具体表现在以下方面: 暖水种的分布范围在扩大, 冷水种分布范围在缩小; 浮游植物全球初级生产力降低; 浮游植物群落会向细胞体积更小的物种占优势的方向转变; 浮游植物水华发生的时间提前、强度增强; 一些有害物种水华的发生频率也会增加; 海洋表层海水的酸化会影响浮游植物特别是钙化类群的生长和群落多样性; 紫外辐射增强对浮游植物的生长起到抑制作用; 厄尔尼诺、拉尼娜、降水量的增加通常抑制浮游植物生长。浮游植物生长和分布的变化会体现在多样性的各个层面上。对于浮游植物在全球变化各种驱动因子下的生理生态学和长周期变动观测等是今后研究的重要方向, 也将为理解全球变化下的浮游植物-多样性-生态系统响应与反馈机制提供基本信息。     

全球变化对陆地生态系统的影响研究──兼介美国MINK和英国TIGER研究计划

全球变化对未来的农业、森林、南北极、生物多样性等陆地生态系统都可能会产生种种影响,并已引起世界各国科学家、政府的极大关注,纷纷开展了大量的研究工作,本文简要介绍了全球变化的概念、关于全球变化存在的一些已知和未知的事实,以及中外学者对全球变化对陆地生态系统的影响开展的一些研究工作及取得的成果,重点介绍了美国的MINK和英国的TIGER研究计划.     

紫外辐射对水生生物的影响研究进展

紫外辐射对陆生植物的生物学效应已被广泛研究,对水生生物也能产生一系列影响。本文在综述国内外紫外线在水体中渗透状况及影响因素的基础上,阐述了紫外辐射对浮游细菌和微型浮游生物、浮游植物、浮游动物、大型藻类、鱼卵和幼鱼、鱼类及两栖动物的生物学效应,从直接效应和间接效应两方面介绍了紫外辐射对水生生物作用的机理。未来研究应该注重紫外辐射与气候变化、酸沉降、水污染等环境因子联合作用对水生有机体产生影响,其研究对象应扩展至沉水植物、底栖生物等大部分水生有机体,这些研究将对深入研究水生生态系统的演化、水生生态系统退化及其修复起重要作用。     

海洋微型浮游动物对浮游植物和初级生产力的摄食压力

综述了国际上研究微型浮游动物对浮游植物和初级生产力摄食的方法,并重点介绍了稀释法的理论和在实践中遇到的问题。各种方法的微型浮游动物对浮游植物和初级生产力摄食压力的估计表明,微型浮游动物在海洋生态系统中的扮演重要角色。     

神农架太阳坪的生物多样性及其保护

华中地区由于其自然历史地理因子的作用,已成为我国生物多样性研究及保护的重要区域,但沉重的人口压力已使这一地区的生态环境极度恶化,生物多样性快速丧失,整个生态系统处于崩溃的边缘。太阳坪位于湖北省西部北纬３１°３６＇,东经１１０°４０＇的神农架林区,由于其地理位置偏远而免遭人类大规模的干扰,从而提供了研究华中地区潜在生物多样性的条件。本文简要介绍了这一地区生态系统中第一性生产力的植物生物多样性现状,从物种多样性、生态系统多样性上研究了其生物多样性的特点,并提出了与地区性经济发展相协调的生物多样性保护对策。     

国家公园生态系统完整性评价研究进展

建立国家公园可促进生态环境和生物多样性的保护, 而国家公园生态系统完整性评价对于维持生态系统平衡、生态系统健康、生物多样性以及典型生态系统的完整性具有重要意义。本文介绍了生物完整性指数评价体系(Index of Biotic Integrity, IBI)、三级法评估框架(Three Level Approach, TLA)和生态系统完整性评估框架(Ecosystem Integrity Assessment Framework, EIAF)三种国家公园生态系统完整性评价方法, 其中生物完整性指数评价体系基于高强度的野外调查和室内实验分析, 虽然花费大、耗时长以及生物鉴定专业性要求较高, 但评价结果准确可靠; 三级法评估框架分为三个级别, 即远程型评价(Remote Assessment)、快速型评价(Rapid Assessment)和密集型评价(Intensive Assessment), 在评价独立且较为复杂的生态系统完整性时具有极大的灵活性; 生态系统完整性评估框架吸取了生物完整性指数评价体系和三级法评估框架的优点, 扩充了评价体系的指标, 优化了生态系统完整性评价计分统计方法, 是目前最为成熟的评价方法之一。同时,本文也探讨了目前国家公园生态系统完整性评价研究中存在的一些问题,如评价指标不全、评价形式单一和评价方法主观性较强等。作者指出, 国家公园生态系统完整性的研究需要注重自然-经济-社会的结合与统一, 加强社会经济可持续发展与人类健康等方面的研究, 挖掘外来入侵物种与生态环境之间的关系, 继续寻找能够反映生态系统完整性状态和变化趋势的新的指示物种, 进而制定统一标准的评价方法体系。     

南海北部海区浮游植物粒级结构生物光学反演模型的验证与评价

浮游植物粒级结构是海洋生态系统中的一个重要生物学因子。基于生物光学参数反演浮游植物粒级结构变化是当前水色遥感研究的热点问题。本文综合南海北部海区多年航次调查数据,对现有几类反演算法进行了区域性优化和验证评价。根据叶绿素 a 浓度（Chl a）或浮游植物吸收系数（aph （443））的阈值可实现南海北部海区小型（Micro）和微微型（Pico）浮游植物主导的划分,微型（Nano）的判别精度较差。基于归一化吸收光谱提取的粒级指数可定性地表征浮游植物粒级结构的综合变化趋势。基于叶绿素 a 浓度的三组分模型,较好地模拟浮游植物粒级结构的变化规律,可实现分粒级叶绿素 a 浓度的定量反演,Pico 粒级的反演精度较高;在此基础上,耦合浮游植物吸收光谱变化规律和总叶绿素 a 浓度定量反演粒级结构的模型,进一步提高了 Micro 和Nano 粒级的反演精度,且线性相关程度增强。     

沉水植物在治理滇池草海污染中的作用

本文论证了在滇池草海中恢复沉水植物并建立以优化的沉水植物为基础的湖泊生态系统,是利用水生植物治理草海的最佳生物防治措施。这种以优化的沉水植物为基础的湖泊生态系统优于以浮游植物或以漂浮植物为基础的湖泊生态系统。结合水生植物的综合利用,它是一种一举多得、经济而又实效的治理手段。     

亚热带水库浮游植物群落的季节变化及其与环境的关系:两种功能群分类法的比较

浮游植物是水库生态系统最重要的生物组成,因其对水体环境的变化敏感而常被用于指示水体生态系统状态.为了解功能群(FG)和形态功能群(MBFG)两种浮游植物功能群分类方法在指示水库环境变化中的适用性和差异性,本研究以青狮潭水库为例,于2016年3月—2017年2月对该水库浮游植物和环境因子进行逐月采样调查.应用两种浮游植物功能群分类方法分析了青狮潭水库浮游植物群落结构、季节演替及其影响因子,并比较了两种功能群分类方法在指示水库环境状态中的应用及差异.结果表明:青狮潭水库共检出浮游植物7门109种,可划分为17个FG功能群和5个MBFG功能群.两种功能群分类法的结果都表明青狮潭水库为中-富营养水体;在一年周期的浮游植物群落季节演替中,FG优势功能类群指示大坝和库中群落分别经过8、9个演替阶段,而MBFG优势功能类群指示大坝和库中群落均经过8个演替阶段.冗余分析表明,在相同环境梯度上,FG功能类群的响应比MBFG功能类群更灵敏,尤其是对pH值和硝态氮浓度的响应.在探究亚热带水库浮游植物群落演替过程及其与环境的关系上,采用FG功能群分类方法更为合适.     

森林冠层节肢动物多样性研究进展

森林冠层蕴涵着大约40％的现存物种,在维持生态系统功能、演化和生物多样性等方面起着重要的作用.森林冠层对全球气候变化和人为干扰高度敏感,使冠层生物面临威胁.本文简要介绍了森林冠层节肢动物的研究技术,概述了森林冠层节肢动物的研究进展.     

上海青草沙水库浮游植物群落结构的研究

本研究在2014～2015年每月对青草沙水库进行浮游植物采样调查,研究了浮游植物群落结构特征及变化趋势。共鉴定出7门255种,其中2014年6门131种,2015年7门216种。2014年和2015年浮游植物的种类变化较大,但两年绿藻门种类数全年均占据优势。2014年和2015年浮游植物年平均生物密度分别为(484.91±317.51)×10~4 cell/L和(1 545.50±637.09)×10~4 cell/L。2014年和2015年平均生物量分别为(0.895 1±0.603 0) mg/L和(4.683 7±5.117 5) mg/L。两年内月份间生物密度和生物量差异均极显著(p0.01),但2015年浮游植物生物密度和生物量各月份间的差异不如2014年显著。水库河流区浮游植物生物密度最低,但河流区、过渡区和湖泊区之间均无显著性差异(p0.05)。RDA冗余分析显示浮游植物生物密度与水温、总氮等有正相关关系。     

河口浮游植物生态学研究进展

综述了河口浮游植物种类组成、时空分布、初级生态及其影响因素等方面的主要研究进展,同时,对河口浮游植物在水环境监测中的作用以及河口浮游植物多样性与边缘效应进行了初步探讨。研究表明,通常河口区重要的浮游植物有硅藻、甲藻等,微型、超微型浮游植物在河口生态系统中占有重要地位。河口浮游植物种类组成、初级生产的时空变化明显,并受到光、温度、营养盐、动物摄食以及径流等因素的影响。     

铜陵市河流冬季浮游植物群落结构及其与环境因子的关系

铜陵是我国重要的有色金属矿业基地,矿业开采对区域内河流生态系统生物多样性产生严重影响.2010年冬季对铜陵主要河段浮游植物群落结构进行调查,探讨其与环境因子之间的关系.结果表明:铜陵市河流生态系统中共鉴定浮游植物8门96属203种(含变种),不同河段浮游植物群落组成存在差异,但均以硅藻、绿藻和蓝藻为主;浮游植物细胞密度在9.1×103～6.5×107 cells·L-1,直接承接矿业废水河段细胞密度明显低于未直接承接矿业废水河段;各采样点Shannon物种多样性指数为0～3.45,不同河段存在显著差异.浮游植物密度及属类数与CODcr、Cd、Cu和Zn呈显著相关性,全氮(TN)、NH4+-N、NO3--N浓度以及CODcr、pH和Cu是影响该区域河流浮游植物物种分布的重要因素.尽管水体营养状况对浮游植物的影响大于重金属,但来自矿山企业的重金属对其群落结构的影响也不容忽视.