淡水超微型浮游植物多样性及其研究方法

超微藻广泛分布于海洋和淡水生态系统中,在水生生态系统尤其是微食物环中起着重要作用。自20世纪70年代被发现以来,有关超微藻的研究大多集中在海洋,直到近年来淡水超微藻才受到广泛关注。目前淡水生境中发现的超微藻主要包括真核超微藻和原核聚球藻,而在海洋生境中分布广泛的原绿球藻在淡水环境中则很少被发现。超微真核藻多样性极其复杂,几乎在所有的门类都有发现;而目前在中国湖泊中发现的聚球藻主要以富含藻蓝素的聚球藻为主。影响超微藻生长的因子主要包括营养盐、温度、光照及生物因子(如捕食)等,自然水体的超微藻可能同时受多个以上环境因子的共同影响。由于超微藻细胞微小,形态特征不明显,而且大部分物种不能被分离纯培养,因此传统研究方法受到限制,直至近些年来,荧光显微技术、流式细胞术及分子生物学技术的发展,才使我们有机会对超微藻多样性和生态学有了进一步的认识。本文对淡水超微藻多样性的研究进展进行了综述,介绍了淡水超微藻的主要类群及其环境影响因子,重点阐述了当前超微藻的研究方法。     

基于GTWR模型的浙江省海岸带三维生态足迹动态变化及其影响因素

厘清海岸带自然资本存量消耗和自然资本流量占用情况及其影响因素,能有效缓解海岸带社会经济发展与自然资源、生态环境之间的矛盾,促进区域协调可持续发展。本研究基于二维和三维生态足迹评价模型,分析浙江省海岸带2006—2016年生态足迹时空变化特征,基于足迹深度和足迹广度探究了区域自然资本存量和资本流量占用情况,并利用时空地理加权模型分析其影响因素的时空异质性。结果表明: 研究期间,浙江省海岸带生态危机加深,人均生态赤字平均值为3.5 hm²·cap^-1,人均生态赤字上升了15.5%,其中,能源消耗账户对人均生态足迹的贡献率大于生物资源账户;各县区人均生态足迹呈增长趋势,且空间分异显著。浙江省海岸带以消耗自然资本存量为主,且对自然资本流量更新起到较大的抑制作用;2016年,自然资本存量的消耗量是资本流量占有量的14.87倍。城市规模和经济发展水平、人民收入水平对浙江省海岸带各县区生态足迹以正向促进作用为主,渔业生产对生态足迹为负向影响,并有向正向影响作用转换的趋势,3个影响因子的影响机制时空分异性显著。     

抚仙湖超微型浮游藻类群落结构空间分布特征

2016年7月对抚仙湖进行采样调查,研究抚仙湖超微型浮游藻类（超微藻）的空间分布特征及关键影响因子。结果表明,抚仙湖超微藻平均丰度为（8.58±3.25）×10³个/mL,其中超微蓝藻丰度显著高于超微真核藻。超微藻丰度在沿岸带较高,敞水区相对较低,北部最深点低于南部最深点;垂直方向上,超微藻丰度在水下10 m处达到最大值,随着深度的增加丰度逐渐下降。通过方差膨胀因子分析和建模得到超微藻丰度和环境因子的相关关系,水体的浊度、pH以及总磷对超微真核藻丰度有显著影响,而超微蓝藻的丰度主要是受到总磷的影响。结合流式细胞分选和高通量测序得到了抚仙湖超微真核藻的群落结构特征,主要是金藻纲、硅藻纲、甲藻纲等,其中金藻纲占绝对优势。在空间上,不同湖区和不同深度超微真核藻的群落组成也存在差异：表层水体以金藻纲、硅藻纲、甲藻纲为主;而在深层水体中超微真核藻的多样性降低,金藻纲为优势种。超微藻作为贫营养湖泊初级生产力的主要贡献者,对其组成和分布的研究有助于更全面的认识抚仙湖生态系统结构和功能。     

蓝藻伪空胞的特性及浮力调节机制

伪空胞为蓝藻在水体中提供浮力,使其获得适宜的生长条件,最终导致蓝藻水华暴发,了解伪空胞的特征对控制蓝藻水华暴发有重要意义。文章简要回顾了蓝藻伪空胞自1865年被Klebahn发现到1965年被正式命名的研究历程,目前已发现150多种原核生物中含有伪空胞;伪空胞是两末端呈圆锥状的中空圆柱体,伪空胞半径与临界压强遵循方程:Pc=275(r/nm)-1.67MPa;伪空胞气体含量可根据不同原理,利用Walsby伪空胞测定装置、压力浊度计和细胞流式仪测得。总结了伪空胞组成的化学特性,评述了伪空胞gvp基因丛结构功能和GvpA、GvpC的蛋白空间结构。GvpA是伪空胞合成的主要成分,gvpA在伪空胞内存在多个拷贝,其功能仍不清楚;GvpC由33个氨基酸重复单位组成,重复单位越多,伪空胞越不易破裂;概述了伪空胞3种浮力调节机制:镇重物的改变、伪空胞的合成、伪空胞的破裂;归纳了环境因子(光照、温度、氮、磷、钾)参与伪空胞浮力网络调控的途径。提出了目前伪空胞研究面临的困难和问题,对伪空胞的未来研究方向提出探索性的建议。     

漫溢干扰过程中微地形对幼苗定居的影响

通过对比漫溢干扰后边坡、坡中和坡底幼苗的物种组成、密度、幼苗周边的环境条件及土壤种子库的差异来分析漫溢干扰过程中,微地形对幼苗定居的影响.结果表明:(1)微地形对幼苗物种组成和生物多样性指数的影响很大.漫溢干扰后,位于边坡、坡中和坡底幼苗的Simpson多样性指数和Mcintosh均匀度指数在0.01的水平上差异极显著,Margalef丰富度指数在0.05的水平上差异显著.(2)微地形对土壤盐分含量影响很大.方差分析的结果表明,除HCO3-和K+外,边坡、坡中和坡底的pH值、C023-、SO24-、Ca2+和Mg2+各指标在0.01的水平上差异极显著;全盐、总盐、Cl-和Na+各指标均在0.05的水平上差异显著.(3)微地形通过改变幼苗定居的环境条件,进而影响幼苗库的物种组成、密度和生物多样性指数.微地形中,幼苗库的各种生态指标均小于对应的土壤种子库的生态指标,从坡底到坡中到边坡,除单位面积上的植被密度外,土壤种子库和幼苗库的各项生态指标的变化趋势均不同.     

全球CO2 水平升高对浮游植物生理和生态影响的研究进展

工业革命以来由于化石燃料的大量燃烧,大气CO₂水平不断增加,预计在21世纪末将增至现有水平的两倍,达到750 μL/L。作为全球初级生产力的重要贡献者,浮游植物应对CO₂水平升高的生理生态响应必然会对水生生态系统和碳、氮等元素的生物地球化学循环产生重要影响。全球CO₂水平的升高将显著改变水体的碳化学环境,淡水生态系统(湖泊和河流)由于容量小变化比海洋更为显著。水体碳化学环境的改变首先会影响浮游植物个体,在高CO₂水平下,浮游植物的细胞会有变小的趋势,并且细胞的光合作用强度也会有不同程度的增加,其中细胞较小或者不具有碳浓缩机制(CCM)的浮游植物增加较多,此外浮游植物细胞的化学元素计量值也将显著改变。随后浮游植物个体水平上的变化会进一步影响水生生态系统,例如水体初级生产力水平的提高,浮游植物、浮游动物群落结构组成以及水体微食物网结构的变化等。此外浮游植物对CO₂水平升高的生理生态响应程度还与水体的营养水平有关。总结了大气CO₂水平升高对浮游植物生理生态影响的研究方法,展望了未来可能的研究方向。     

冬季太湖表层底泥产毒蓝藻群落结构和种群丰度

应用荧光定量PCR对冬季太湖不同湖区底泥表面有毒微囊藻和总微囊藻种群丰度进行调查,同时基于PCR-DGGE技术对底泥中有毒微囊藻群落结构进行分析。结果表明:微囊藻在太湖底泥表面分布广泛,所有采样点都检测到有毒微囊藻存在,且不同湖区有毒微囊藻和总微囊藻种群丰度存在显著差异,有毒微囊藻和微囊藻基因型丰度范围分别为1.23×10⁴-3.75×10⁶拷贝数/g干重和2.56×10⁴-1.07×10⁷ 拷贝数/g干重,有毒微囊藻与微囊种群丰度的比例为4.8％-35.2％;DGGE指纹图谱显示,冬季太湖不同湖区表层底泥中有毒微囊藻群落结构相似性较高,相似性系数为70.2％-96.0％。虽然不同湖区基因型组成存在差异,但所有样品中占优势的基因型是一致的。同时发现,优势基因型所占的比例与样品的香农多样性指数呈负相关。序列分析表明,mcyA序列长度为291bp,序列相似性超过97％。综合定量PCR结果和底泥中叶绿素a和藻蓝素浓度的测定结果,可以得出2010年冬季太湖蓝藻越冬主要集中在梅梁湾、竺山湾、贡湖湾和湖心。通过建立荧光定量PCR分析方法,为研究湖泊底泥中蓝藻种群丰度动态变化奠定了基础。     

产纤维素酶菌株宇佐美曲霉Y-11产酶条件及酶性质的研究

通过正交试验,对宇佐美曲霉纤维素酶固态发酵条件进行了研究,其较适培养基为：麸皮与稻草配比为２：３,氮源：尿素,含水量：２００％（液固比）,ｐＨ：５．５。２８－３０℃培养７２小时,ＣＭＣ酶活力为５．０５（ｕ／ｍｌ）,滤纸酶活力达到１．０４（ｕ／ｍｌ）。ＣＭＣ酶及滤纸酶最适ｐＨ分别为４．４１、６．０６;最适温度分别为６５℃、５５℃。酶的热稳定性与ｐＨ稳定性较高。     

基于地貌类型的中国东海大陆海岸带景观动态分析

基于东海地貌信息数据和6期景观数据,研究1990—2015年东海大陆海岸带地貌类型与景观动态变化特征,分析各地貌类型下景观格局时空分布规律。结果表明:(1)东海海岸带以丘陵地貌为主,其次是小起伏山地、平原、台地和中起伏山地。景观类型林地占主导,其次为耕地和建设用地。(2)平原、台地和丘陵地貌景观变化以耕地转为建设用地为主,小和中起伏山地则以草地转林地为主。(3)不同地貌单元下的景观变化剧烈程度依次为:平原台地丘陵小起伏山地中起伏山地,2005—2015年景观变化叠合度小于1990—2005年,景观变化剧烈程度下降。(4)地貌类型对景观分维数和稳定性指数影响差异较大,平原上水域分维数值最大,台地和丘陵耕地分维数最大,小起伏山地未利用地分维数最大,中起伏山地建设用地分维数最大,稳定性指数相反。耕地在海拔较低的地貌类型中趋于稳定,林地和草地多分布在海拔较高丘陵和山地,水域和建设用地在平原地区分维数最大,稳定性更强。     

壶状臂尾轮虫(Brachionus urceus)培养滤液对斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)形态和多聚糖含量的影响

分离自太湖的壶状臂尾轮虫(Brachionus urceus (Linnaeus))按1000 ind·L-1的密度置于斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)中培养24h后,用孔径0.10 靘的微孔滤膜抽滤,得到壶状臂尾轮虫培养滤液.将壶状臂尾轮虫培养滤液以20%的比例添加到纯培养的斜生栅藻中,进行为期7d的试验.结果表明壶状臂尾轮虫培养滤液能显著地影响斜生栅藻的形态,处理组中诱发性多细胞群体增加,导致处理组中斜生栅藻种群平均每个个体的细胞数量显著高于对照组.斜生栅藻在壶状臂尾轮虫诱发下形成群聚体可以解释为一种诱发性的反牧食防御,同时也进一步证实了栅藻对浮游动物牧食的响应是一种广泛存在的现象.壶状臂尾轮虫培养滤液处理后的斜生栅藻在生长率上与对照组没有显著性差异,说明诱发性防御群聚体形成的代价没有体现在对生长的影响上.在壶状臂尾轮虫培养滤液诱发下,较多栅藻细胞聚积在一起形成群聚体后,栅藻溶解性胞外多聚糖和固着性胞外多聚糖均有显著提高,而胞内多聚糖略有下降.但从总多聚糖含量看,处理组明显高于对照组,这也说明轮虫培养滤液刺激了栅藻多聚糖合成的额外增加,且被分泌到胞外,充当细胞之间的粘合物,促使细胞容易聚合形成群聚体,有效防御象轮虫这些小型浮游动物的进一步牧食,保持种群得以延续.