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1.
湖泊蓝藻水华发生机理研究进展   总被引:13,自引:0,他引:13       下载免费PDF全文
马健荣  邓建明  秦伯强  龙胜兴 《生态学报》2013,33(10):3020-3030
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。  相似文献
2.
农田土壤中磷素有效性及影响因素   总被引:10,自引:0,他引:10  
土壤中磷的有效性直接决定着农田生产力.基于分布于我国不同气候区长期定位施肥试验,总结了不同农田土壤的磷素含量、有效性及转化的影响因素.结果表明:目前我国不同类型的土壤中全磷含量在0.31~1.72 g·kg-1,速效磷含量在0.1~228.8 mg·kg-1.土壤母质、理化性质和施肥方式是影响农田土壤磷素有效性的主要因素,未来应注重有机肥和化肥的混合施用以提高农田土壤磷素有效性,并关注可能导致的环境影响.  相似文献
3.
1961-2005年东北地区气温和降水变化趋势   总被引:9,自引:0,他引:9       下载免费PDF全文
利用东北地区96个气象站1961-2005年的日平均气温和日降水量资料,采用线性倾向率法,累积距平法,Mann-Kendall法和Morlet小波分析等方法,对东北地区近45年来的气候变化和突变现象进行了研究.结果表明:近45年来,东北地区年平均气温变化在2.45-5.72℃之间,年均温呈现显著上升趋势,气候倾向率为0.38 ℃/10 a(P<0.01),1988-1989年间发生了由低温到高温的突变;东北地区四季平均气温均呈现增高的趋势,其中冬季气温增幅最大,气候倾向率达到0.53℃/10 a,夏季气温增幅最小,0.24 ℃/10 a.东北地区年均温和季节均温年代际变化亦呈现明显的增暖趋势,年均温,春季均温和冬季均温均在1981-1990年开始变暖,夏季均温和秋季均温在1991-2000年开始变暖.东北地区气温增暖幅度随纬度的升高而增大,大兴安岭北部和小兴安岭地区是增温最明显的地区,增暖幅度较小的地区为辽河平原,辽东半岛和长白山南部地区.东北地区年降水量变化在430.40-678.72 mm之间,降水量变化趋势不明显,整体呈现减少趋势,气候倾向率为-5.71 mm/10 a(P>0.05),1981-1990年为降水最多的年代,1982-1983年间发生了降水量由少到多的突变.四季降水量变化呈现不同的趋势,其中春季和冬季降水量呈现增多的趋势,夏季和秋季降水量呈现减少的趋势.降水量减少较明显的地区为辽东半岛和长白山南段,降水量增多较明显的地区为大兴安岭北部和松嫩平原.Morlet小波分析结果表明,东北地区年平均气温存在11a的强显著周期,此外还有24 a和6a尺度的变化周期;东北地区年降水量存在16a的强显著周期和6 a的小尺度变化周期.通过以上分析,近45 a东北地区总体气候呈现明显暖干化趋势.  相似文献
4.
湖泊水体细菌多样性及其生态功能研究进展   总被引:9,自引:0,他引:9  
维护湖泊生态系统健康发展是一个全球关注的热点问题.细菌不仅是湖泊系统食物网的重要组成部分,同时在控制和调节湖泊水质方面发挥着重要作用.本文对于细菌多样性的相关概念和评价方法、细菌群落在湖泊水体中的分布特征、形成机制及其生态功能等方面进行了综合论述和分析.目前,在湖泊水体中共发现21个典型的淡水细菌门类,其中变形菌门(Proteobacteria)、蓝细菌门(Cyanobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、放线菌门(Actinobacteria)和疣微菌门(Verrucomicrobia)是最主要的5个门类.Beijerinck和Baas-Becking的观点及Meta-群落假说,均表明湖泊水体细菌群落多样性和物种分布特征是“随机分布”和“环境决定”两种过程共同作用的结果.对湖泊细菌功能的研究,主要集中于细菌参与下的湖泊水体生产力和元素的生物地球化学循环过程.尽管经过十几年的不懈努力,人们对湖泊细菌群落多样性和功能的认识还十分有限,湖泊细菌生态学仍是一门年轻的科学,限制着人们对湖泊微生物群落的进一步认识.未来研究者们需要在以下4个方面重点开展工作:(1)综合细菌表型、基因型、系统发育史及生态特征的一致性来界定细菌“种”的概念;(2)在区域尺度上研究细菌在不同斑块间的扩散作用;(3)在微观尺度上研究细菌群落多样性及功能特征;(4)提出或验证湖泊细菌群落多样性的生态理论及假说,完善微生物生态学相关理论框架.  相似文献
5.
东江水系浮游植物功能群季节动态特征及影响因子   总被引:7,自引:0,他引:7  
2009年12月至2010年9月对东江水系进行了枯水期、平水期、丰水期的三次浮游藻类采集,以分析浮游藻类功能群组成、季节变化特征及影响其季节变化的物理因子。结果表明,东江水系浮游藻类在样品中出现频率大于10%的物种归入14个功能群,分别是 J、X2、P、W2、H1、MP、D、F、C、LO、W1、N、X1和 M。其中优势功能群是J、X2、P、W2、H1、MP、D、F、C、LO和 M。浮游藻类功能群组成明显随季节变化,枯水期时功能群 MP、D、P、X2、F、J和 W2占优势;丰水期时,功能群 MP、J、H1、LO占优势。除功能群理论中提到的营养(碳氮硅)、光照强度和生物作用(滤食)外,水体物理因子??溶氧、水温、pH、TDS 也是影响浮游藻类功能群季节动态的重要环境因子。研究表明温带湖泊调查提出的浮游藻类功能群概念用于河流生态系统浮游植物的研究是合适的。  相似文献
6.
长期连作对大豆根际土壤镰孢菌种群的影响   总被引:5,自引:0,他引:5  
利用中国科学院海伦农业生态试验站大豆连作长期定位试验区,进行了大豆根际土壤镰孢菌分离鉴定及大豆根腐病致病力检测,结合核酸序列和限制性片段长度多态性(RFLP)的系统发育分析,研究了长期连作(20年)较短期连作(3年)对大豆根际土壤镰孢菌种群密度和结构、致病力及遗传多样性的影响.结果表明:3年连作大豆根际土壤镰孢菌种群密度为6.0×104CFU·g-1,且以强致病力的尖镰孢菌、禾谷镰孢菌、轮枝镰孢菌及中等致病力的腐皮镰孢菌为优势种;连作20年大豆根际土壤镰孢菌种群密度和优势菌的优势度均显著低于3年连作,其中尖镰孢菌、禾谷镰孢菌和腐皮镰孢菌的种群密度仅为3年连作的36%、32%和22%,没有分离到致病力最高的轮枝镰孢菌,而种群多样性和均匀度显著高于3年连作;仅分离自20年连作土壤的三线镰孢菌、砖红镰孢菌及燕麦镰孢菌均为非致病菌种,且与强致病力镰孢菌种在基于转录间隔区(ITS)和转录延长因子(EF-1α)序列的聚类分析中显示了系统进化亲缘关系的差异性.因此,大豆20年连作会导致根际土壤镰孢菌种群生长受抑制、使其种群结构和遗传多样性发生改变,同时降低大豆根腐病菌种群致病力.  相似文献
7.
添加生物质炭对滨海盐碱土固氮菌丰度及群落结构的影响   总被引:4,自引:0,他引:4  
利用荧光定量PCR和变性梯度凝胶电泳(DGGE)等技术研究了实验室条件下滨海盐碱土施加不同比例(0、5%、10%、20%,w/w)生物质炭后84 d内土壤固氮菌nifH基因丰度与群落结构的动态变化。结果表明:nifH基因拷贝数在不同取样时期的差异极为显著(P=0.003),但不同添加量对其丰度影响不大(P0.05);添加生物质炭14 d后固氮菌丰度明显增加,20%组处理42 d后nifH基因丰度显著高于对照组(P0.05),10%组处理56d后对固氮菌的促长作用最为显著(P0.05);对照和低比例(5%)处理组中的固氮菌群落结构较为相似,而中高比例(10%和20%)处理组则较为相似;生物质炭的添加量显著影响固氮菌的群落结构(ANOSIM,P=0.001),而处理时间对其无显著影响;施加生物质炭后,滨海盐碱土的固氮菌类群会发生改变,Ideonella和Skermanella等属的相对丰度会增加,但土壤重要的固氮菌类群如固氮螺菌属(Azospirillum)基本不受影响。  相似文献
8.
双氰胺在农业生态系统中的应用效果及其影响因素   总被引:4,自引:0,他引:4  
农业生态系统中较低的氮肥利用率造成了一定的经济损失和环境污染.双氰胺(DCD)是一种高效并且专性抑制土壤硝化活性的化合物,可以通过抑制土壤氨氧化微生物的丰度和活性来显著减少土壤中硝态氮的淋失及温室气体N2O的排放,而对其他土壤微生物没有显著影响.影响DCD应用效果的主要因素包括土壤温度、pH值、质地、有机质含量及水分含量等.近些年随着分子生物学技术在农业生态系统中的应用,微生物介导的DCD硝化抑制机理取得了一系列重要研究成果.本文主要对DCD的酶学作用机理、应用效果及其影响因素等方面进行综述,并对今后的研究方向作一展望.  相似文献
9.
研究城市扩展驱动力对于准确判断城市发展规律,剖析演化过程和预测城市未来扩展趋势具有重要意义,同时也能为制定合理的调控政策提供指导。以沈阳市1997—2010年城市建成区变化作为因变量,选取三大类10种驱动因子,利用增强回归树(BRT)和Logistic回归两种方法分析影响城市扩展的主要驱动力。结果表明:(1)BRT分析得到影响沈阳城市扩展的驱动因子从大到小依次是:距1997年城区距离、距河流距离、数字高程模型DEM、距高速公路和铁路距离、土地利用类型、开发区规划、GDP、人口密度、坡向和坡度;(2)Logistic回归分析得到影响沈阳城市扩展的前8位驱动因子依次是:开发区、距1997年城区距离、DEM、距高速公路和铁路距离、人口密度、距河流距离、农村居民点和坡度;(3)距1997年城区距离、DEM、距高速公路和铁路距离是影响沈阳城市扩展的主要驱动力,均位于主要因子的前四位;(4)总体来说,沈阳城市扩展受邻域因子影响最大,而自然因子的影响相对较小,社会经济因子则只有开发区和农村居民点对城市扩展影响较大。  相似文献
10.
高寒草甸是青藏高原地区的主要植被类型,目前对其温室气体研究多集中于生长季.本文利用静态箱-气相色谱法,对非生长季高寒草甸温室气体排放特征及其与主要环境因子的关系进行了研究.结果表明:非生长季高寒草甸表现为CO2和N2O的源、CH4的汇.其中非生长季CO2通量平均值为89.33 mg·m-2·h-1,累积排放通量为280.01g· m-2;CH4通量平均值为-11.35 μg·m-2·h-1,累积吸收通量为124.74 mg·m-2;N2O通量平均值为8.02 μg·m-2·h-1,累积排放通量为39.51 mg·m-2.非生长季CO2、CH4和N2O累积排放通量分别占全年的13.33%、53.47%和62.67%.冻融期(2012年4月)CH4累积吸收通量较小,只占非生长季的4.5%;而CO2和N2O累积排放通量较大,分别占非生长季的25.8%和20.8%.非生长季CO2通量与温度(气温、5和10 cm土壤温度)和5 cm土壤湿度均存在显著正相关关系,而CH4和N2O通量仅与5 cm土壤湿度存在显著正相关.研究表明,虽然冻融期CH4累积吸收通量在非生长季累积量中比重较小,但非生长季CH4和N2O累积排放量却占全年累积排放量的1/2以上,在温室气体累积通量评估中不容忽视.  相似文献
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