三峡水库蓄水前后长江口水域夏季硅酸盐、溶解无机氮分布及硅氮比值的变化

对长江口水域1999、2003、2004年3个夏季航次和1959年历史数据的比较,分析研究了长江三峡水库蓄水前后长江口溶解硅酸盐（DSi）和无机氮（DIN）含量的变化,发现与1999年相比,2003年和2004年DIN浓度分别增加了1.3倍和2.2倍,DIN浓度还在增加中,而且有加快的趋势;三峡水库蓄水前DSi浓度每年减少约为0.60μmol/L,而蓄水后一年内就减少了3.92μmol/L;Si/N比的平均值分别从1999年的1.66下降到2003年1.09,再下降到2004年的0.42,大面积区域比值已经小于1,下降趋势比较明显,DSi含量的下降与长江径流输沙量减少有显著关系,DIN的增加则与长江中下游化肥的使用有关;同时长江口营养盐结构已经趋于不平衡,营养盐结构的变化已经引起了长江口生态系统结构的改变,如甲藻赤潮频发等,这可能是人类活动影响的直接结果.     

灌河口邻近海域春季浮游植物的生态分布及其营养盐限制

2011年4月通过灌河口邻近海域的现场调查及营养加富培养实验,研究了春季灌河口邻近海域浮游植物生态分布特征以及硝酸盐、磷酸盐对浮游植物生长的限制作用,结果表明:共发现浮游植物68种,其中硅藻61种,优势度最高的为中肋骨条藻(Skeletonema costatum,Y=0.53),各个站位浮游植物的丰度介于0.84× 106-2.25×106个/L,均值为1.54×106个/L,种类范围为29-39种,均值为35种,叶绿素a浓度呈现近岸高外海低的特征,在2.66-6.67 μg/L变化,均值为3.89 μg/L,多样性指数介于2.60-3.79,均值为3.20,海域环境基本适宜浮游植物的生长;调查海域磷酸盐浓度的范围为0.35-0.90μmol/L,均值为0.58μmol/L,亚硝酸盐浓度范围为1.57-3.93 μmol/L,均值为3.08 μmol/L,两者分布均具有近岸高外海低的特征;铵盐浓度范围为3.145.43μmol/L,均值为3.95 μmol/L,其分布则是近岸低外海高;硝酸盐浓度严重偏高,在31.21-37.00μmol/L之间变化,均值为34.55 μmol/L,导致调查区域具有高N/P比(42-112),且浮游植物叶绿素a与磷酸盐浓度有显著的正相关(R2=0.80),而与无机氮线性关系不明显(R2=0.11);在P加富培养实验中,磷酸盐在3个培养组(对照,+P,++P)中的比吸收速率分别为0.36、0.43、0.51d-1,加P促进了P本身的吸收,硝酸盐和亚硝酸盐的吸收也得以促进,但没有磷酸盐那么显著,而铵盐浓度基本呈增加趋势,P的添加也促进了藻类的生长,培养结束后叶绿素a浓度最大值分别为77.24、90.57、96.49μg/L.在N加富培养实验中,硝酸盐的比吸收速率分别为0.39、0.049、0.025d-1,加N未促进硝酸盐本身的吸收,磷酸盐浓度在3个实验组变化曲线相似,其吸收也没有得到促进,亚硝酸盐在加N组中浓度是增加的,培养结速后加N组(+N,++N)叶绿素a浓度最大值分别为72.31、69.62μg/L,都小于对照组,N的添加也未促进藻类的生长.上述研究表明了春季灌河口邻近海域浮游植物的生长主要受到P的限制,而不是N限制.     

滇池水体理化环境状况时空分布格局研究

在滇池全湖设置了 4 0个采样点 ,从 2 0 0 2年 9月至 2 0 0 3年 8月 ,按每月一次的频度对滇池水体的pH、溶解氧、透明度、总磷、溶解性总磷、溶解性磷、总氮、氨氮、Chla进行了为期一年的监测。结果表明 ,滇池外海水质已属V类及超V类水质 ,重富营养程度 ,只能满足工业和农业供水水质要求。滇池外海水质存在区域性强的特点 ,其污染程度与该地区的工农业分布格局相关 ,西北部水质污染情况最为严重 ,北部次之 ,南部最轻 ;在不同月份水质存在明显差异 ,在汛期 (5— 9月份 )水质污染最为严重 ,冬春季节则较轻。本研究初步揭示了滇池污染的现状及时空分布规律 ,为分区域治理滇池水污染提供了科学依据     

连通工程对富营养化湖泊沉积物中污染物的影响

为揭示东湖-沙湖连通工程对富营养化湖泊沉积物中污染物的影响, 于2013年7月在东湖的水果湖及郭郑湖心采集了20 cm的柱状沉积物, 按2 cm分层测定了总有机碳(TOC)、总氮(TN)、总磷(TP)、酸挥发性硫化物(Acid volatile sulfides, AVS)及同步提取金属(Simultaneously extracted metals, SEM), 并与2004、2006和2008年(TOC、TN和TP)及1999年(AVS、SEM)数据进行了比较; 同时研究了郭郑湖沉积物氮磷的释放特性。结果表明, (1)水果湖沉积物中污染物含量普遍高于郭郑湖, 在连通前均呈增加的趋势; 连通后, TOC、TN的平均含量显著降低(P0.05), 与2008年比分别降低了25.1%和56.3%(水果湖)及31.9%、66.1%(郭郑湖); TP平均含量虽略高于2008年, 但水果湖沉积物低于2004及2006年, 郭郑湖表层沉积物也低于历年, 表明TP污染的趋势得到了遏制, 湖水流动性的增强有利于沉积物中污染物含量的降低; (2)随着沉积物表层氧化还原状况的改善,表层沉积物AVS含量降低, 且最高含量分别由26.4(水果湖)和26.2 mmol/kg(郭郑湖)降低到15.1和18.2 mmol/kg; SEM含量则升高, 导致SEM/AVS上升, 但SEM/AVS值均小于1, 沉积物尚未呈现重金属毒性; (3)东湖沉积物中的氮磷存在潜在的释放风险, 其释放与扰动强度有关, 且污染物含量高的底层沉积物释放更明显。因此,连通工程有利沉积物中污染物含量的降低, 但同时需要采取措施控制污染物释放的风险。     

古田山自然保护区地下芽植物多样性及其生物量分配策略

地下芽植物能够通过地下储存器官占据生境资源、储存营养物质等策略来获得生态优势,其地下储存器官多样性以及生物量分配策略,对地下芽植物物种组成以及生态系统功能产生重要影响。然而,以往研究多关注草地生态系统的地下芽植物,对森林地下芽植物的了解仍然缺乏。采集了古田山国家级自然保护区不同海拔分布的693个草本植物个体,分析了地下芽植物及其地下储存器官的类型与多样性,比较了地下芽植物与非地下芽植物的地上、地下各器官的绝对、相对生物量。结果显示：（1）地下芽植物的相对丰富度为69.1%,相对多度为88.2%。大多为根状茎植物,主要由禾本科、莎草科、堇菜科和蕨类植物组成。（2）除茎外,地下芽植物各器官的绝对生物量（叶：1.94g,根：0.65g,地上部分：2.0g,地下部分：4.1g）均大于非地下芽植物（叶：0.26g,根：0.13g,地上部分：0.68g,地下部分：0.13g）。（3）地下芽植物叶（0.40）与茎（0.14）的相对生物量小于非地下芽植物（叶：0.48,茎：0.35）,地下部分相对生物量（0.56）大于非地下芽植物（0.17）。本研究表明,以根状茎植物为主的地下芽植物是古田山亚热带森林生态系统草本植物的主要构成者,且个体普遍较大,倾向于将生物量投资于地下器官。这些结果为认识地下芽植物的生态策略与功能以及草本植物群落管理提供了科学依据。     

铜绿微囊藻在不同供磷水平下对砷胁迫的响应

采用磷饥饿培养后的微囊藻细胞进行不同供磷水平的五价砷(As(V))暴露实验,考察单一胞外磷变化的情况下As(V)对滇池分离出的铜绿微囊藻FACHB905生长及产毒的影响.结果表明胞外磷浓度变化不会影响铜绿微囊藻对As(V)的耐受阈值(-10-7 mol/L).少磷条件下的半数抑制浓度(IC50)为10-2.79 mol/L,比无磷条件下的IC50(10-5.81 mol/L)高3个数量级,并且少磷条件下As(V)与细胞活性位点的结合常数要远低于无磷条件,因此胞外磷在As(V)对微囊藻的毒性效应上具有关键的作用.As(V)对微囊藻单细胞的叶绿素含量没有显著影响,但是对毒素产量具有剂量效应.在少磷条件下,As(V)浓度大于10-7 mol/L可促进微囊藻FACHB905的胞内产毒量;而在无磷条件下,所有As(V)处理组的胞内产毒量均上升78%左右.由上可知,微囊藻在产毒方面与As(V)具有协同效应,这对于全面了解滇池水华暴发期间毒素的变化规律具有一定的参考价值.     

古田山亚热带常绿阔叶林树皮厚度的变异特征

树皮是木本植物茎干最外层结构,具有保护茎干、养分储存与运输等重要作用。因此,树皮厚度是一项非常重要的功能性状,其变异不仅影响树皮的各种生态功能,还能影响群落构建与物种共存。然而,以往对树皮厚度的研究集中于火灾易发生态系统,对火灾不易发生的亚热带常绿阔叶林的研究仍较缺乏。测量了古田山国家级自然保护区亚热带常绿阔叶林内树种的树皮厚度,并检验了总树皮厚度、内树皮厚度与外树皮厚度在各分类群间以及功能群间的差异。结果发现：1）39个树种807个个体的总树皮厚度、内树皮厚度与外树皮厚度均值分别为1.90 mm、1.38 mm和0.54 mm。漆树科（Anacardiaceae）、杨梅科（Myricaceae）以及亚热带常绿阔叶林代表类群壳斗科（Fagaceae）、山茶科（Theaceae）的树皮厚度较大。短柄枹（Quercus serrata）、木荷（Schima superba）、小叶青冈（Cyclobalanopsis myrsinifolia）等树种的树皮厚度较大。2）种间、科间的各树皮厚度差异均显著。不同功能类群间,乔木类群的各树皮厚度均较灌木类群大,常绿类群的各树皮厚度均较落叶类群大（内树皮厚度除外）。本次研究结果表明,相对于火灾易发生态系统中的树皮厚度,古田山亚热带常绿阔叶林群落内的树皮厚度相对较薄,表明这些森林树种对当地湿润气候的适应性。同时,树皮厚度在各种分类水平与功能群水平间的显著变异,反映了群落内不同生态策略的共存。     

三峡水库蓄水前后香溪河氮磷污染状况研究

分别于三峡水库蓄水前的上世纪1996—1997年及蓄水后的2004年采集了香溪河水样及沉积物样,研究了蓄水前后香溪河氮磷的污染状况。结果表明,蓄水前上游总磷浓度低于0.05mg/L,下游在0.22—0.34mg/L之间,其浓度与生活污水及工业废水排放有关;总氮浓度变化不大,在0.7—1.1mg/L之间。蓄水后磷、氮浓度明显升高,但总磷在回水区由于沉降作用反而低于蓄水前。蓄水后下游氮磷比普遍高于10,加之水流变缓,使香溪河库湾发生“水华”的可能性增加。香溪河沉积物磷污染严重,总磷含量高达1221mg/kg,主要以无机磷污染为主。三峡水库蓄水后,对上游库湾水环境的不利影响已开始显现出来,必须采取有效措施,防止水环境的恶化。     

三峡水库香溪河库湾沉积物对磷的吸附特征研究

通过三峡水库香溪河库湾的3个采样点沉积物中磷的自然吸附实验和不同粒径下沉积物的胁迫吸附试验,研究了沉积物对磷的吸附特征。结果表明:上覆水中的磷浓度与沉积物中的总磷含量有很好的相关性,沉积物中的总磷含量对上覆水的水质有很大的影响;三点的临界平衡浓度为C1:0.188mg/L,C2:0.147mg/L,C3:0.188mg/L;各点增加的量即饱和吸附量不同(ΔQ1:268.16mg/kg,ΔQ2:57.96mg/kg,ΔQ3:267.27mg/kg),恰恰与三点的临界平衡浓度之间的关系一致;粒径对沉积物对磷的吸附量影响程度与沉积物理化参数也存在很大的关系;三个样点的吸附量,分别接近于1.5mg/g,0.8mg/g及1.4mg/g。结果还表明:最大吸附量大的地方,饱和吸附量不一定就大,二者之间不存在必然的关系;香溪河沉积物中的磷在现有条件下表现为“源”,不排除外在条件改变时转化为“汇”。如果最大吸附容量、饱和吸附容量及平衡浓度能够很好的与数学相结合,可为当地的环保部门管理香溪附近工厂提供科学依据。     

基于宏基因组的保安湖浮游动物多样性研究

研究于2019年春、夏、秋、冬四季对保安湖进行了水样采集, 基于宏基因组测序, 在优化物种鉴定和丰度计算方法的基础上, 考察了保安湖浮游动物的多样性、群落结构及其影响因素。共鉴定到浮游动物OTU 374种, 其中原生动物282个; 枝角类45个; 桡足类26个; 轮虫21个。从季节来看, 夏、秋季保安湖的浮游动物多样性高; 从湖区来看, 肖四海和主湖区浮游动物多样性高。季节因素对保安湖浮游动物群落结构的影响高于湖区影响。保安湖营养状态为中营养型, 水体温度、叶绿素a是影响保安湖浮游动物群落结构的主要环境因子, 不同类群与环境因子相关性不同, 总体可分为5类。其中原生动物优势类群为混合营养的纤毛虫和丝足虫, 同硝氮、化学需氧量、温度有明显的相关性, 而枝角类和桡足类同环境因子的关系较为相似, 与溶氧、叶绿素a、正磷酸盐存在明显相关。研究利用宏基因组方法对保安湖浮游动物多样性开展了研究, 为从浮游动物这一角度来理解保安湖这一江湖阻隔型湖泊的生物多样性的变化提供了支撑。