湖泊微生物反硝化过程及速率研究进展

湖泊中微生物介导的反硝化过程对于区域乃至全球的气候环境变化有着深远的影响。因此,研究湖泊微生物反硝化过程及速率有助于我们深刻理解湖泊氮元素生物地球化学循环规律,全面认识湖泊生境对全球氮循环的贡献。本文综述了湖泊生境中反硝化过程(包括典型的反硝化过程及与其他物质循环耦合的反硝化过程,如与有机氮耦合的共反硝化作用、与碳循环耦合的硝酸盐/亚硝酸盐依赖型厌氧甲烷氧化、与铁循环耦合的硝酸盐依赖型铁氧化、与硫循环耦合的硝酸盐还原硫氧化)的速率、驱动微生物及其影响因素。最后对湖泊反硝化过程研究现状和未来发展方向提出总结与展望。     

中国中东部平原亚热带湿润区湖泊营养物生态分区

湖泊营养物生态分区是实现湖泊分区控制的前提和基础。以中国中东部平原亚热带湿润区为案例区,根据区域特点,从自然地理要素、生态系统和人类活动三方面建立指标体系,对各指标进行归一化得到各指标数据的分值;采用AHP方法确定各指标的权重值,结合各指标分值计算栅格尺度上湖泊营养物生态分区综合评价分值;根据研究区域DEM数据划分小流域,将栅格尺度的湖泊营养物生态分区综合评价分值投影到小流域尺度上,采用双约束空间聚类算法对小流域尺度上湖泊营养物生态分区评价分值进行聚类得到湖泊营养物生态分区结果。结果表明:(1)AHP可以用来确定复杂指标体系中各指标的权重,适合用于确定湖泊营养物生态分区指标体系中各指标的权重;(2)采用双约束空间聚类进行湖泊营养物生态分区,保证了分区结果在空间上的连续性和评价分值上的接近性;(3)根据自然地理条件、土地利用和人类活动强度的不同,可以将中东部平原亚热带湿润区划分为长江中下游平原湖区、湘赣平原丘陵湖区、湘渝山地湖区、四川盆地湖区、川西—大巴山山地湖区5个营养物生态区。     

武汉南湖沉积物中水生植物残体及其氮磷分布

对武汉市南湖5个采样点30 cm沉积物柱样中水生植物残体的含量、植物残体的总氮和总磷量进行了研究.结果表明,在南湖中水生植物残体具有较大的沉积量,是一个重要的N、P库;不同采样点之间,水生植物残体的含量有着较大的差异性.在水生植物残体的TN和TP的垂向分布上,0～5cm段TN为20.230 mg·g-1, 25～30 cm段TN为 20.613 mg·g-1,检测TN 与沉积深度的相关系数为0.5851,P＞P 0.05,两者相关不显著;0～5cm 段的TP为2.546 mg·g-1 ,25～30 cm段的TP为 0.634 mg·g-1,上下相差4倍,TP 与沉积深度的相关系数为-0.9507(P＜P 0.01),说明两者呈紧密负相关,即沉积年代越早,TP值越低;沉积年代越晚,TP值越高,这与南湖的富营养化过程是一致的.研究表明,湖泊沉积物中的水生植物残体可作为湖泊富营养化过程的一种新的证据材料,其TP值可以作为一个环境变化的指标,对研究长江中下游浅水湖泊的富营养化过程具有参考意义.     

中国湿地生态系统固碳现状和潜力

固碳是湿地重要的生态系统服务功能之一.通过资料调研和分析,对我国湿地的固碳速率和固碳潜力进行了评价.结果表明,我国各种类型沼泽湿地总的固碳能力为4.91TgC·a-1.红树林湿地和沿海盐沼的固碳速率最高.我国湖泊湿地的固碳潜力为1.98TgC·a-1, 其中东部平原地区湖泊湿地的固碳速率和能力最大.恢复湿地可以提高我国陆地生态系统的固碳潜力,其中退田还湖和退田还泽的固碳潜力分别为30.26 GgC·a-1和0.22 GgC·a-1,而湿地保护工程在2005～2010年之间的固碳潜力为6.57 GgC·a-1.     

湖泊水华疯长的启示和进行生物防治研发的途径

水华或水花（waterflower）是水域富营养化造成的恶果,也是水域遭受污染而造成的,给湖泊等水域带来灾难性严重后果,造成重大经济损失,给生活带来诸多不便。这是世界性治污的重大课题。江苏大湖水华（主要是蓝藻）的疯长是最典型的一例,引起国家的高度重视。多年来,有关研究单位花了很大工夫对水华进行治理,但只治标,未能治本,没有想到水华在大湖暴长如此之快!从长远计,如何有效治理水华的发生与发展呢？《生物工程学报》（21（4）：584,2005）作了一些报道,这里再补充几点供研究参考。应从两方面着手：一、多途径解决水域富营养化问题：减排与防治同时并重,也就是说。控制各类废弃物的排放,并控制水华的猛长,这是基础条件;与此同时还要变有害为无害,实现水华（蓝藻）资源化（蓝藻富含蛋白质,其含量相当于大豆的40％,还富含氨基酸、维生素）,可形成“再生产业”。     

不同水体营养状态对can和鱇[鱼良]白鱼生长性能的影响

can和鱇[鱼良]白鱼分别是抚仙湖的外来鱼类和土著鱼类。本实验比较研究了水体营养状态对二者生长性能的影响。实验鱼养殖在低、中、高三种营养状态的水体中。其中低营养状态水体组又是每一种鱼中、高营养水体组的对照。水体营养状态对can和鱇[鱼良]白鱼摄食率、生长速度、饵料转化效率、蛋白贮积率没有显著影响。不同营养状态水体组实验鱼的体蛋白、脂肪、灰分和能量含量没有显著差异。富营养化对两种鱼生长性能的影响是不同的。特定生长率、饵料转化效率、蛋白贮积率和能量贮积率的种间差异值均随着水体营养状态的提高而加大。与对照组相比,较高营养状态水体中can的摄食率、特定生长率、饵料转化效率、蛋白贮积率和能量贮积率的增加率低于鱇[鱼良]白鱼,或者降低率高于鱇[鱼良]白鱼。实验结果说明,高营养状态对can生长性能的负面影响较大;对于湖泊水体的富营养化,外来鱼类在生长性能方面不一定比土著鱼类具有优势。     

工业微藻制油

微藻是指一些微观的单细胞群体,是最低等的、自养的释氧植物。它是低等植物中种类繁多、分布及其广泛的一个类群。无论是在海洋、淡水湖泊等水域,或在潮湿的土壤、树干等处,几乎在有光和潮湿的任何地方,微藻都能生存。若要大规模地利用藻类生物质来制取生物柴油,就必须保证有充分的藻类生物质。     

青藏高原湖泊纳木错水域生态学研究现状与展望

青藏高原湖泊群是世界上海拔最高、分布最密的湖群区。藏北地区的纳木错是世界上海拔最高的大湖,同时也是我国仅次于青海湖的第二大咸水湖。在纳木错开展全面的水域生态学研究,对青藏高原湖群区具有重要借鉴和示范意义。论文综述了关于纳木错水域生态系统的已有研究。鉴于纳木错水域生态系统的基本特征尚未得到全面认识的现状,建议纳木错生态研究应集中在生物地球化学循环与食物网营养动力学研究、流域人类活动的生态学效应研究、纳木错生态系统对气候变化的响应、纳木错与藏北湖泊的比较湖沼学研究等几个范畴。     

湖泊蓝藻水华发生机理研究进展

蓝藻水华是富营养化湖泊常见的生态灾害,通过产生毒素、死亡分解时使水体缺氧和破坏正常的食物网威胁到饮用水安全、公众健康和景观,会造成严重的经济损失和社会问题,揭示其发生机理是进行防治的基础。综述了蓝藻水华发生机理的主要假说和证据,主要分为环境因子(营养盐、氮磷比、温度、微量元素、浮游动物牧食、水文和气象条件等)和生理生态特性(伪空泡、胶质鞘、CO2浓缩机制、适应低光强、贮藏营养物质、防晒、产毒素和固氮等)两个方面;评述了主要新理论,展望了今后的研究。到目前为止的研究表明寻找一两个关键因子并不能阐明蓝藻水华的发生机理。现存的理论或假说尽管已经在蓝藻水华的防治实践中产生重要作用,但仍然未能清楚地阐释其发生的客观规律。认为蓝藻水华是在各种环境因子(外因)的耦合驱动下,水华蓝藻由于其独特的生理生态特性(内因),产生巨大的生物量而在浮游植物群落中占绝对优势,在合适的水文气象条件下集聚于水表而形成。因此水华机理的研究应同时关注水华蓝藻的生理生态学规律和蓝藻水华发生的各种环境条件。不同环境因子协同影响水华蓝藻的不同生理生态特性的表达,从而影响水华的发生过程,将可能是以后研究的重点。蓝藻水华机理的研究在微观方面正趋向于应用分子生物学手段分析蓝藻生理过程,宏观方面则将广泛应用遥感遥测技术观测全湖蓝藻的变化规律。今后加强对水华蓝藻生理生态特性的基因表达与调控和环境多因子耦合作用于蓝藻水华过程的研究将有重要意义。蓝藻水华的机理研究包括现象、过程和原因3个层次的问题,通过大量的现象和过程的研究,不断揭示其发生过程中水华蓝藻的群落演替、种群发展、细胞活性和分子机理等变化规律,才能找到其发生的真正原因,为其防治提供理论依据和更好的治理措施。在蓝藻水华防治方面,控制营养盐和生态修复可能将是今后很长时间内最根本最有效和最具操作性的方法。     

银川市典型湖泊湿地水体中可培养细菌的时空变化特征

本文分别于春、夏、秋、冬季对银川市阅海湿地13个位点,鸣翠湖湿地14个位点,黄河湿地A区11个位点取水样,采用平板菌落计数法,研究各湿地水体中可培养细菌的时空变化规律。结果显示:三大湿地水体中细菌数量在四季中变化趋势相同,即水体中细菌菌落数均呈现夏﹥秋﹥春﹥冬的总体变化趋势。随着空间位置的变化、水质状态的变化,水体中总可培养细菌菌落均数亦产生相应变化,其空间分布有相似规律但亦具备其各自特点。