广东金山温泉沉积物中原核与真核微生物多样性初步分析

[目的]本研究旨在采用不同的PCR引物对广东省恩平市金山温泉的高温水底沉积物微生物多样性进行初步的分析.[方法]采用改进的玻璃珠法抽提温泉沉积物中环境基因组DNA,通过对用4对引物分别扩增得到的原核微生物16S rRNA基因和真核微生物ITS序列的分析,将所得到的数据与国际基因数据库GenBank进行相似性比较并构建系统发育树.[结果]研究发现原核类群G的 14个优势克隆中7个都属于蛭弧菌属(Bdellovibrio).与它们最相似的序列是从海洋中分离到的两个菌株 Bacteriovorax sp. NE1 (EF092445)和Bdellovibrio sp. JS5 (AF084859),相似性分别为96%和99%.原核类群X的4个序列主要属于蓝细菌类群,其中JS-X2与在美国黄石公园温泉发现的Uncultured Cyanobacterium (L35331)有95%的相似性,并且与已经全基因组测序的嗜热蓝细菌聚球藻Thermosynechococcus elongatus BP-1 (47118315)有89%的相似性.真核类群Z有三个类群,分别是Penicillium sp.,Lodderomyces sp.和Gloeotinia sp..其中大部分序列与青霉属相似性在88%～ 90%之间.[结论]所得到的结果显示金山温泉中的微生物多样性十分丰富.     

福建漳江口红树林沉积物重金属汞(Hg)的分布特征

对福建漳江口红树林沉积物中重金属汞(Hg)含量的时空分布进行了研究。结果表明漳江口红树林湿地汞含量为0.0815 mg•kg–1—0.3431 mg•kg–1。在潮间带水平分布上, 从光滩到高潮位汞含量显著上升(P<0.05), 相对光滩, 红树林沉积物更易富集汞, 其中高潮位红树林底泥中汞含量最高。在垂直方向上, 大多数的汞富集在表层及亚表层, 随着深度的加深, 汞含量呈现下降趋势。汞在红树林湿地沉积物中的积累主要与有机碳(TOC), 含水率, 盐度相关。从计算的单一污染指数(Pi)来看, 漳江口地区汞污染等级为Ⅲ级以下, 大多数采样点属于自由污染或轻度污染。就该地区汞污染的时空变化趋势以及和其他红树林区汞污染状况的对比来看, 漳江口地区存在一定程度的汞污染威胁加剧的现象, 值得引起注意。     

小型浅水湖泊沉积物磷的赋存形态及其相关性分析

以孔目湖沉积物为研究对象, 应用七步连续提取法测定其中的不同形态磷, 探讨了该湖泊沉积物中各赋存形态磷的分布特征, 并对其进行了相关性分析。结果表明: 该湖泊遭受的磷内源负荷比较大, 磷污染严重; 沉积物中TP含量在2338.63-2954.98 mg•kg-1, 平均为2671.37 mg•kg-1; 沉积物中各形态磷含量从高到低依次为: Fe-P>De-P>Ca-P> OP>Al-P>Oc-P>Ex-P, 分别占TP的53.9%、28.7%、8.8%、6.2%、1.2%、0.9%、0.3%; 生物有效磷含量为1583.59 mg•kg-1, 占TP的59.28%; 沉积物中TP与Fe-P极显著相关, Oc-P与Ca-P和OP与Ca-P均相关, 而TP与Ex-P、Al-P、Ca-P和OP相关性较差, 说明沉积物中TP含量主要来自于Fe-P。这一研究结果为揭示小型湖泊富营养化发生机制提供了数据及理论支撑。     

东湖沉积物中酸挥发性硫化物的季节、深度分布特征研究

在酸挥发性硫化物AVS存在的情况下,水体沉积物中的重金属的生物有效性将显降低,同步提取金属SEM与AVS的比值SEM/AVS可作为判定重金属生物有效性的良好指标。本通过研究东湖三个不同富营养化水平的站点的AVS的季节、深度变化特征及相关的影响因子,发现AVS的含量夏季要高于冬季,并随深度的加深呈先增高后降低的分布特征,SEM/AVS随深度的变化则呈现出先降低后升高的分布特征。研究结果为正确应用SEM/AYS指标判定沉积物中重金属的生物有效性提供了依据。     

南极罗斯海表层沉积物中的放射虫组合分布及与其他硅质生物关系和环境生态意义

本文利用中国第31-33次南极科学考察在罗斯海陆架区采取的表层沉积物样品,研究了生物硅含量、硅质微体生物遗骸丰度分布特征和放射虫属种组合及其与海洋环境和生态的关系。研究显示,区域上生物硅含量是硅藻、放射虫和海绵骨针共同沉积的结果。其中,高的硅藻和放射虫丰度指示了罗斯海陆架区西部表层水初级生产力,而高的海绵骨针丰度可能与悬浮食物来源有关。主要放射虫属种的Q型因子分析将37个放射虫优势种归为四类属种组合。其中,以Antarctissa denticulata为优势种的组合代表寒冷的南极表层水;以Plectacantha oikiskos-Antarctissa(?) sp.1为优势种的组合指示水深和地形变化大、高初级生产力的近岸环境,代表罗斯海季节性海冰生成活跃的冰缘区;以Antarctissa strelkovi-Trisulcus borealis为优势种的组合中,A.strelkovi可能指示表层水硅酸盐浓度较高的浅水环境,而Trisulcus borealis和其它优势种可能受到多种环境因素的共同影响;以Lithomelissa setosa为优势种的组合主要受到上层冷暖水团混合的影响较大,可能指示侵入罗斯海陆架中部的变性绕极深层水。     

近岸海洋线虫与细菌、古菌的共现性及其对碳、氮循环的影响

【目的】初步探究海洋线虫与微生物的相互作用对碳、氮循环的影响。【方法】利用16S r RNA和18S r RNA基因高通量测序方法,对33个近岸沉积物样品中细菌、古菌和真核生物的多样性进行调查;对海洋线虫与细菌、海洋线虫与古菌的共现性进行网络分析,并采用Spearman统计学方法,识别出与海洋线虫共现性呈显著相关性的微生物种类。【结果】在夏季,红树林和潮间带泥滩样品中线虫OTU平均相对丰度基本呈随深度增加而递减趋势;冬季的红树林样品中发现相类似变化规律,只有在冬季潮间带泥滩样品中线虫OTU平均相对丰度在深层较高于表层。相对丰度最高的海洋线虫隶属于单宫目(47%)、色矛目(19%)、刺嘴目(16%)和垫刃目(9%),它们与热源体古菌、深古菌、γ-和δ-变形菌等微生物有显著正/负相关关系。【结论】在香港米埔湿地沉积物中,与相对丰度最高的5种线虫显著相关的几大类微生物均在碳、氮、硫等元素循环方面起十分重要的作用,暗示海洋线虫与微生物潜在的相互作用对元素地球化学循环具有重要影响。研究结果有助于深入了解线虫在生态系统中未被揭示的生态功能,有助于更清晰地认识海洋线虫在底栖生态系统中所扮演的角色。     

太湖西岸沉积物中典型挥发性硫化物的分布特征研究

挥发性硫化物是微囊藻死亡分解产生的主要藻源性嗅味污染物, 伴随微囊藻水华的暴发而大量产生, 不仅严重影响了水体的水质状况, 也给沿湖居民以及水生生物带来危害。本研究分析了夏季太湖西岸近岸带上覆水以及沉积物中三种典型挥发性硫化物二甲硫醚(DMS)、二甲二硫醚(DMDS)、二甲三硫醚(DMTS)的分布特征及其与营养盐之间的关系。结果表明, 挥发性硫化物(VSCs)在沉积物表层含量最高, 其中DMDS 浓度最高达262.25 ng·g^–1, DMTS 浓度最高达50.90 ng·g^–1。空间分布上: 在近岸带, 表层沉积物(0 cm-4 cm)自然芦苇带内挥发性硫化物的含量低于人工挖掘的漕沟内; 近岸带嗅味物质明显高于湖区内。研究认为, 藻类大量聚集死亡沉积至湖泊底部, 降低沉积物的氧化还原电位, 促进了致嗅物质的产生, 为湖泛的暴发留下隐患。建议在近岸带蓝藻聚集区适时打捞, 底泥疏浚等生态治理措施, 降低湖泛风险。     

洱海蓝藻爆发的时空特征及影响因子

湖泊生态环境对区域气候变化和流域人类活动十分敏感。随着流域的持续开发,洱海作为云贵高原第二大淡水湖泊面临着严重的生态与环境问题,主要包括水质恶化和生态功能的衰退,其中蓝藻水华问题尤为突出。针对湖泊现代监测数据存在时间序列较短、连续监测记录缺乏、监测位点不完全一致等问题,应用沉积物记录开展色素等多指标分析和环境变化重建研究,并对洱海湖区南、中、北3个湖盆的沉积物记录进行对比分析,从而探讨洱海富营养化与蓝藻爆发的历史与变化特征,并识别藻类响应模式的空间异同。沉积物色素记录结果表明,洱海蓝藻生物量变化具有明显的时空差异性,呈现由南至北,先后增加、最后呈现蓝藻水华全湖性持续爆发的模式。进一步的简约模型方差分解结果表明气候变暖和营养盐富集是洱海蓝藻生物量变化的主要驱动因子,此外相对较浅的南部湖盆还受到水位波动、水动力减弱、水生植物演化的综合影响。因此,在气候变暖的背景下,控制水体营养盐输入、合理调控湖泊水位、提高水体透明度并恢复水生植物是控制洱海蓝藻水华爆发和进行生态恢复的重要措施。     

固体介质中的重金属源解析及其在中国近海沉积物中的应用

沉积物中重金属源解析对甄别人为活动与自然变化对近海生态系统演化的影响有重要作用.本文总结了近年来污染物源解析常用的多元统计分析、地球化学方法和地质统计分析3种主要研究方法,剖析了不同方法的优劣及适用性,提出正定矩阵因子分析、Pb同位素示踪在重金属来源定量化研究中具有良好应用前景.梳理了中国近海沉积物中重金属来源的主要研究结果,发现河口和海湾是沉积物重金属受人为来源影响剧烈的典型近海区域,不同定量解析方法(多元统计分析、背景值估算、Pb同位素分析)均表明中国近海沉积物重金属的人为来源贡献率接近或超过50%.当前中国近海沉积物中重金属源解析研究还存在源识别端元模糊、解析结果缺乏相应的可靠性评价等问题.据此提出近海沉积物重金属源解析研究应使用多种解析技术手段综合、集成与优化,提高源解析的准确性;建立完善指标体系,筛选代表特定人为活动和自然过程的指标;甄别人为源重金属入海方式及过程,为沉积物数据信息的解译提供理论基础.     

天鹅洲故道水生态研究进展

20世纪90年代初, 湖北长江天鹅洲故道水质良好, 鱼类资源丰富, 被认为是建立长江豚类半自然保护区和四大家鱼种质资源生态库的理想场所, 而对之开展了水生态研究, 之后由于成功实现了长江江豚的迁地保护而受到越来越多的关注。学者们从水质和沉积物等环境因素, 浮游植物、浮游动物、底栖动物和高等水生植物等生物因素, 水体初级生产力、渔产潜力和鱼类等资源因素多角度开展了天鹅洲故道水生态研究。天鹅洲故道水质呈恶化趋势。浮游植物数量增加了2个数量级, 且从单细胞个体转变为多细胞群体, 同时带有胶被的蓝藻在种类和密度上占有绝对优势; 浮游动物优势种呈小型化趋势; 底栖动物密度有所下降; 高等水生植物呈逐渐衰退趋势。鱼类资源量呈下降趋势。根据水质化学和生物学评价结果, 结合天鹅洲故道受人类活动的影响, 本文指出故道与长江阻隔、渔业活动和环境污染是天鹅洲故道水生态面临的主要问题, 其通过水质、饵料和栖息地等方面影响长江江豚的可持续性生存。同时, 提出5个方面的建议: 首先, 实施通江工程, 恢复故道水文特征, 提高故道理化环境异质性; 其次, 控制外源和内源营养负荷, 提高故道水体水质; 然后, 持续监测水质、沉积物和水生生物状况, 建立故道水生态数据库; 再次, 实施生态修复工程, 提高水生生物多样性; 最后, 规范渔业活动, 优化故道渔业资源, 为保护天鹅洲故道水环境质量和水生态健康, 维持江豚可持续生存提供依据。