微囊藻毒素合成酶基因的PCR检测方法

针对微囊藻毒素合成酶基因簇的核酸序列,筛选特异性引物,探索一种适用于自然水样中微囊藻产毒潜能检测的全细胞PCR方法。经灵敏度测试表明,这种PCR方法的检测下限相当于100cells。该方法不需要提取基因组DNA,检测所需水样量少,具有操作简便、快速、成本低、灵敏度高等优点,能应用于水库等饮用水源水体中具有产毒潜能的微囊藻的检测。     

南亚热带河流型水库浮游植物群落的季节变化：以广东飞来峡水库为例

于2003年4-12月调查了广东省飞来峡水库的水文、营养盐分布状况和浮游植物种类与数量,分析了浮游植物群落的种类及数量组成与动态特征,探讨了其动态变化的驱动因子。结果表明,飞来峡水库是一个典型的河流型大型水库,水力滞留时间短,年均值低于15 d;降雨量主要集中于夏季,最短水力滞留时间只有8 d。水温全年没有分层现象。丰水期营养盐和叶绿素a高于枯水期。浮游植物生物量低,细胞密度在21.7×103-808×103 cells L-1之间变化,没有超过106 cells L-1,叶绿素a的平均浓度为2μg L-1。浮游植物种类较多,4次采样共检到140种。种类组成上有较大变化,4月份有83种,以硅藻为主;7月和9月超过90种,以绿藻为主;12月有51种,蓝藻、绿藻和硅藻种类数量相当。优势种类的构成上与温带水库不同,硅藻仅在低水温时期为优势类群,而在丰水期则以蓝藻、绿藻和硅藻共同占优势。硅藻的主要优势种是变异直链藻(Melosira varians)、梅尼小环藻(Cyclotella menighiniana)和针杆藻(Synedra spp.)。绿藻种类组成季节变化较大,没有明显的优势种类。丰度相对较高的有美丽胶网藻(Dictyosphaerium pulchellum)、集星藻(Actinastrum hantzschii)和空球藻(Eudorina elegans)等。蓝藻的优势种以粘球藻(Gloeocapsa sp.)、优美平列藻(Merismopedia elegans)和伪鱼腥藻(Pseudoanabaena sp.)为主。与绿藻不同的是蓝藻的优势种在全年均可出现。隐藻只在水力滞留时间较长、温度较低的12月份占优势,主要优势种为啮蚀隐藻(Cryptomonas erosa)、尖尾蓝隐藻(Chroomonas acuta)。     

山美水库流域水量水质模拟的SWAT与CE-QUAL-W2联合模型

为更好地模拟分析流域非点源污染对山美水库水质的影响,联合运用流域日尺度分布式水文模型SWAT和二维垂向水动力水质模型CE-QUAL-W2,将SWAT模型的时序输出作为CE-QUAL-W2模型的输入条件,构建了山美水库流域水量水质模拟联合模型,并对流域径流、输沙和污染物以及水库的水位、水温和无机氮等变量进行了率定.结果表明: 尽管受流域部分计算结果的影响,误差会累积到对下游水库水体的计算,但模型的模拟结果与实测数据的吻合程度仍较高,说明联合模型可以较好地反映山美水库流域及库区水体的水动力和污染过程.模型的使用可以为定位流域关键污染源区及控制水库富营养化提供科学依据.     

青草沙水库后生浮游动物群落结构及其与环境因子的关系

于2011年1月、4-12月对青草沙水库后生浮游动物(轮虫、枝角类和桡足类)的群落结构、时空分布进行了调查,并对其与环境因子的相关性进行了分析.结果表明:观察到青草沙水库后生浮游动物62种,其中轮虫38种,枝角类11种,桡足类13种;后生浮游动物密度年均值为469.1 ind·L-1,生物量年均值为3.23 mg·L-1.从青草沙水库后生浮游动物优势种类组成以及QB/T值(为1)分析,库区水质处中营养型.根据轮虫的Shannon及Margalef多样性指数,库区水质属β-中污型.GAM和CCA分析均表明,水温对轮虫密度影响较大,是造成轮虫种类分布差异的主要因子;GAM分析也显示了枝角类密度和透明度、溶氧存在较好的非线性关系.     

黄土旱塬区土壤水分状况与作物生长、降水的关系

土壤水分研究是统筹农业生产和生态环境建设的关键环节.本研究结合4年田间定位试验,通过对黄土高原南部长武旱塬冬小麦和春玉米2012—2015年土壤水分状况的研究,分析农田土壤干层形成情况、土壤水分对作物生长的影响、降水对土壤水库的影响以及作物对土壤水分状况的影响.结果表明: 降水年型是冬小麦地土壤干层形成的主导因素,年内降水分布不均是春玉米地土壤干层形成的主导因素.长武旱塬区冬小麦和春玉米一年一季的种植制度不会导致永久性干层的产生;相较于春玉米,冬小麦根系生长习性更符合黄土旱塬区土壤水分循环特征,黄土旱塬区土壤水分有效性可保证作物产量稳定;降水作用下,冬小麦土壤水库充、放水过程呈现收获期、休闲期和苗期连续充水、缓慢消耗期和大量消耗期连续失水相互交替的特点.0～300和300～600 cm土层土壤水库不一致性现象明显,以最大根深作为野外监测试验中土壤含水量的取样深度时,由于深层土壤水库负反馈作用,不同降水年型下,休闲期和苗期的蒸散均会被高估,缓慢消耗期和大量消耗期的蒸散均会被低估.冬小麦田间过渡层存在的范围为140～360 cm;作物生长的时间跨度影响土壤水库效应的发挥,土壤水库对冬小麦供水表现为年际间的调节作用,土壤水库对春玉米供水表现为季节间的调节作用.     

上海青草沙水库浮游植物群落结构的研究

本研究在2014～2015年每月对青草沙水库进行浮游植物采样调查,研究了浮游植物群落结构特征及变化趋势。共鉴定出7门255种,其中2014年6门131种,2015年7门216种。2014年和2015年浮游植物的种类变化较大,但两年绿藻门种类数全年均占据优势。2014年和2015年浮游植物年平均生物密度分别为(484.91±317.51)×10~4 cell/L和(1 545.50±637.09)×10~4 cell/L。2014年和2015年平均生物量分别为(0.895 1±0.603 0) mg/L和(4.683 7±5.117 5) mg/L。两年内月份间生物密度和生物量差异均极显著(p0.01),但2015年浮游植物生物密度和生物量各月份间的差异不如2014年显著。水库河流区浮游植物生物密度最低,但河流区、过渡区和湖泊区之间均无显著性差异(p0.05)。RDA冗余分析显示浮游植物生物密度与水温、总氮等有正相关关系。     

长潭水库铁锰含量与环境因子的季节性变化相关性分析及铁锰氧化菌群的富集培养

【背景】目前对水库水体污染原因的研究往往专注于水体的富营养化、pH值、溶解氧、氨氮、菌落总数指标的变化,而重金属含量与环境因子的季节性变化相关性分析研究较少,同时对于典型季节原位微生物种群的多样性差异研究尚未见报道。【目的】研究浙江省台州市长潭水库底部水中正二价金属离子(二价锰离子Mn²⁺;二价铁离子Fe²⁺)浓度与不同环境因子的季节性变化规律,并对其相关性进行分析;富集平水期(2月)和丰水期(8月)水库底部水体中功能微生物菌群,分析其种类和丰度的差异。【方法】分别检测12个月的水库水Mn²⁺和Fe²⁺浓度及多种环境因子(水体溶解氧浓度、pH值、总磷浓度、浊度、水库环境温度及降水量),过滤并富集培养水库底部水体的功能微生物菌群,对其16S rRNA基因V3-V4区测序并分析其菌群结构。【结果】长潭水库水中Mn²⁺和Fe²⁺浓度呈季节性变化,每年的春夏交替季节水体中铁锰含量从零开始慢慢升高,至夏秋高温季节水体中Mn²⁺和Fe²⁺浓度达到最高值,然后慢慢降低,至秋末冬初检测不到含量。在检测的多种环境因子中,水体溶解氧浓度、水库环境温度及降水量呈明显的季节性规律变化。Mn²⁺和Fe²⁺浓度与温度、降水量和浊度有正相关性,与溶解氧浓度、pH值和总磷浓度有负相关性,其中在正负相关性分析中两种金属离子的浓度与溶解氧浓度的相关性最强,其次是环境温度及降水量。丰水期和平水期中富集获得的功能微生物菌群的种类和丰度差异很大,从属水平上分类,丰水期时菌群只包含不动杆菌(Acinetobacter)和鲑色沉积物杆状菌(Sediminibacterium)这2个属的菌株,含量各占约50%;平水期时菌群则主要由杆菌属(Bacillariophyta) (47.62%)和Limnohabitans(9.52%)等9个属的菌株构成。富集获得的平水期和丰水期的两个可培养的菌群均具有去除水库水中Mn²⁺的功能,去除率分别约为35.9%和11.4%。【结论】长潭水库底部水体中Mn²⁺和Fe²⁺浓度与不同环境因子均呈季节性规律变化,它们之间呈现不同的正负相关性,丰水期和平水期的功能微生物菌群结构差异很大。本研究为利用微生物进行重金属污染水体的治理储备了微生物资源,为实现国家“美丽乡村”的建设目标提供一定的参考价值。     

天山北麓典型水库细菌多样性分析

为了探讨天山北麓中段水库细菌的多样性及其功能,选取蘑菇湖水库（MGW）、奎屯/车排子水库（KCW）、安集海水库（AJW）和八一水库（BYW）为典型水库进行宏基因组学分析。多点采集水库水样,收集水样中的微生物,CTAB法提取总DNA,用细菌16S rDNA通用引物扩增V3-V4区,扩增产物进行高通量测序,使用BLAST、USEARCH、QIIME等软件和在线工具分析水库细菌的多样性,使用PICRUSt软件和KEGG数据库预测细菌功能基因组成。结果表明,水库细菌分属18个门、38个纲和181个属,其中AJW的操作分类单元（Operational taxonomic units,OTUs）数量和多样性指数较高。4个水库菌群组成有一定的共性,在门分类阶元上优势菌为变形菌门（Proteobacteria）和拟杆菌门（Bacteroidetes）;在纲分类阶元上优势菌为黄杆菌纲（Flavobacteriia）;在属分类阶元上优势菌为黄杆菌属（Flavobacterium）。然而各水库菌群组成也存在较大差异,在变形菌门中,γ-变形菌纲（Gammaproteobacteria）的相对丰度在MGW和BYW较高,α-变形菌纲（Alphaproteobacterial）和β-变形菌纲（Betaproteobacteria）分别于AJW和KCW具有较高丰度;芽孢杆菌纲（Bacilli）在AJW和MGW具有较高丰度;相对丰度较高的菌属还包括AJW的动性杆菌属（Planomicrobium）、KCW的马赛菌属（Massilia）、MGW的不动杆菌属（Acinetobacter）和动性杆菌属以及BYW的假单胞菌属（Pseudomonas）和嗜冷杆菌属（Psychrobacter）;另外,AJW特有多种丰度较高的菌纲和菌属,其中微小杆菌属（Exiguobacterium）和CL500-29_marine_group均有利于水质和菌群多样性的维持。PICRUSt功能预测分析表明,4个水库菌群的多种代谢以及遗传信息处理、信号传递和细胞生长相关功能基因丰度较高,并含有环境异生物降解代谢相关基因,其中苯甲酸、氨基苯甲酸酯、氯烷烃和氯烯烃以及萘降解相关基因的相对丰度较高。以上结果提示,天山北麓中段不同水库菌群组成存在差异,其与水源、周边环境和人类活动等因素相关。水库菌群含有芳香族和有机氯等化合物降解相关基因,其可在污染物的降解和生物修复中发挥作用。     

西双版纳勐海县勐阿水库对亚洲象迁移活动和人—象冲突的潜在影响

2020年1—12月,采用半结构式访查法、痕迹跟踪调查法和无人机跟踪调查法相结合的方法,对拟建西双版纳勐海县勐阿水库涉及区域的亚洲象种群结构、迁移路线等进行了调查,并采用样方法和3S技术对该区域亚洲象取食植物和栖息地适宜性进行了调查和分析,以探讨拟建勐阿水库可能对亚洲象迁移活动和人—象冲突的潜在影响。结果表明：(1)拟建勐阿水库区域活动的亚洲象小种群被称为澜沧江西部种群或西双版纳勐海—普洱澜沧种群,仅由19头亚洲象(10头雄性,9头雌性)组成,有2条亚洲象迁移路线穿越该区域;(2)在研究区域共统计到亚洲象取食植物12目19科32属33种,基本能满足该象群的取食需求;(3)海拔、坡度、植被隐蔽度及食物资源等生态因子的适宜性分析结果显示,大部分区域(包括占总面积14.61%的最适生境和占总面积82.05%的相对适宜生境)都能满足该亚洲象小种群的基本生活需求;(4)2条亚洲象迁移路线中的1条将因水库建设而阻断,迫使该象群改变原来的迁移路线;(5)水库淹没区的植被将被永久破坏,原本连片的适宜栖息地也将受到进一步切割和压缩影响;(6)当食物资源无法满足亚洲象生存需求时,它们可能会选择进入可在较短时间内获得大量食物的农耕区取食农作物和经济作物,随着人流、车流大量增加,亚洲象与人相遇的概率也会大幅度增加。分析认为,拟建勐阿水库将淹没1条迁移通道,对亚洲象迁移活动造成阻碍,迫使象群改变路线,还可能导致更为严重的人—象冲突。建议在水库工程设计和建设过程中采取有效的保护管理措施,减少工程项目对亚洲象种群及其栖息地的负面影响;水库建设和管理部门、林业和草原管理部门等应加强对亚洲象活动的监测和预警,避免亚洲象肇事造成人员伤亡和更大的经济损失。     

北京市鸟类新纪录——灰瓣蹼鹬

2010年11月12日,笔者在北京市昌平区沙河水库北岸(40°08′02″N,116°18′50″E,海拔36m)进行鸟类观察时,拍摄到1只涉禽,经过野外仔细观察和鉴定,核准为灰瓣蹼鹬Phalaropus fulicaria,属于北京市鸟类一新纪录种。灰瓣蹼鹬,全长约20～21cm,嘴直,灰色,具明显的黑色眼斑,非繁殖期近似红颈瓣蹼鹬,但前额较白,上体色浅而单调,嘴宽且色较深。灰瓣蹼鹬在我国内陆非常罕见,偶