洱海微囊藻水华的水生态风险评估研究

以洱海微囊藻水华为研究对象, 借鉴生态毒理学风险评估思路对藻类水华的水生态风险进行评价。研究通过暴露实验以及查阅文献获取了微囊藻水华对底栖动物、浮游动物、鱼类和沉水植物的效应数据, 采用毒性百分数排序法推导了洱海微囊藻水华的急性和慢性效应藻密度, 用风险商值评估微囊藻水华密度的水生态风险。进一步结合水华盖度和持续时间制定了微囊藻水华的急性、慢性生态风险评价表。研究结果表明, 微囊藻水华的急性生态风险分为低中高三级, 分别为微囊藻藻密度小于3.4×106 cells/L为低风险,微囊藻藻密度在3.4×106—3.4×107 cells/L之间为中风险,微囊藻密度大于3.4×107 cells/L为高风险。慢性生态风险同样分为低中高三级, 分别为微囊藻藻密度小于1.1×106 cells/L为低风险,微囊藻藻密度在1.1×106—1.1×107 cells/L为中风险,微囊藻密度大于1.1×107 cells/L为高风险。实际应用中需综合微囊藻水华密度、面积和持续时间, 制定洱海微囊藻水华水生态风险评价标准。当微囊藻水华处于中风险状态时, 应启动预警、强化水质管理和生物抑制措施, 当处于高风险状态时, 应采取水华的应急处理措施。研究结果有助于洱海微囊藻水华的科学管理。     

池塘水华与底层磷营养状态的关系

比较了武汉东郊相邻池塘间隙水、上覆水与沉积物中磷形态、水相中与不同大小颗粒相联系的碱性磷酸酶活性 (APA)、溶解态与沉积物APA动力学参数及沉积物有机质的含量。铜绿微囊藻 (Microcystisaeruginosa)出现或繁盛的池塘上覆水中正磷酸盐 (O—P)或间隙水中不同形态磷的浓度较高 ,而底层水相不同形态磷浓度较低的池塘叶绿素的浓度亦低 ,且未见铜绿微囊藻 ,故水华与底层磷营养之间联系紧密。各塘沉积物磷主要以铁结合态形式存在 ,铜绿微囊藻繁盛的池塘沉积物中铁结合态磷含量较低 ,而有机质含量较高 ,底层APA亦表现出较高的底物亲和能力 (较小的Km 值 )和反应速度 (较大的Vmax值 ) ,上述结果说明 ,有机质可能在上覆水、间隙水与沉积物诱导具不同动力学特征的高APA ,同时引发厌氧状态 ,这双重因素均有利于O—P的迅速释放 ,从而促进水华的形成     

东湖蓝藻水华毒性的研究 Ⅱ.季节变化及微囊藻的毒性

1984年至1986年间武汉东湖(包括湖边池塘)的水华有7种,即铜绿微囊藻、大型铜绿微囊藻、边缘微囊藻、水华鱼腥藻、卷曲鱼腥藻、美丽颤藻和束丝藻。经生物测定,除束丝藻未测、卷曲鱼腥藻和美丽颤藻未测出毒性外,其余4种皆为有毒水华。东湖的水华随着季节变化而有不同类型的更迭,其出现格局为:卷曲鱼腥藻、微囊藻、颤藻、微囊藻。微囊藻水华的毒性在不同季节也有较大差异,毒性最低在8—9月份,最高在12月份(LD_(50)=24mg/kg鼠重),随着温度的降低而提高。讨论了某些环境参数与微囊藻水华形成及其毒性变化的关系。此外,还用脑内注射和腹腔注射方法,研究了微囊藻毒素的毒性表现。     

一株枯草芽孢杆菌的生长特性及抑藻效果研究

溶藻微生物能引起水华蓝藻的快速消亡,从而达到控制水华之目的。为了探讨枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)对铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)及小球藻(Chlorell)的抑制效果,在实验室条件下研究了枯草芽孢杆菌对两种藻类生长的影响、抑制藻类生长的作用方式以及发酵液处理下铜绿微囊藻丙二醛(MDA)及谷胱甘肽(GSH)含量、超氧化物歧化酶(SOD)及过氧化氢酶(CAT)活性。试验结果表明,筛选出的菌株具有较好的环境适应性和抑制藻类生长的能力,其抑制效果是通过分泌胞外物质实现的。经过枯草芽孢杆菌处理后,铜绿微囊藻的叶绿素a及藻体蛋白含量均显著低于对照组,而胞内MDA及GSH含量显著升高,SOD及CAT活性也有增高的趋势。     

铜锈环棱螺对水华中常见藻类的抑制效应

藻类水华频发已成为全球性的水环境问题,近年来,生物控藻法因具有环境友好的特点而备受关注。本研究以我国富营养化湖泊中常见大型底栖动物铜锈环棱螺为操纵生物,通过室内培养试验,研究了其对水华水体中常见蓝藻铜绿微囊藻、绿藻普通小球藻和斜生栅藻生长及光合活性的影响,以期阐明螺-藻间相互作用关系,探究铜锈环棱螺作为生物操纵物种的可行性。结果表明: 铜锈环棱螺能在短时间内大量摄食藻细胞,其对铜绿微囊藻产毒株和不产毒株以及斜生栅藻的去除率均在12 h内达到最大值,分别为73.7%、73.2%和51.1%;其对普通小球藻的摄食强于其他藻类,至试验结束时去除率达到99.2%。产毒铜绿微囊藻产生的微囊藻毒素会在铜锈环棱螺体内累积并促发其肝脏病理学变化,进而阻碍铜锈环棱螺的摄食。试验后期各处理组藻细胞光合活性均显著低于对照组,表明铜锈环棱螺的摄食作用对藻细胞造成了损伤,抑制了其大量增殖。此外,当不产毒铜绿微囊藻与斜生栅藻混合时,铜锈环棱螺的选择摄食性导致微囊藻的优势地位被斜生栅藻所取代。因此,铜锈环棱螺可以通过摄食作用抑制藻类的光合活性并降低其生物量,从而在一定程度上抑制或减缓水华的形成。     

粉绿狐尾藻（Myriophyllum aquaticum）对铜绿微囊藻（Microcystis aeruginosa）的化感抑制效应及其生理机制

由于生物法,尤其是水生植物化感控藻方法在治理水体富营养化及水华现象中具有多方面的优势,近年来该领域的理论和技术研究备受世界各国关注.采用初始添加种植水和连续添加种植水的方法,研究挺水型粉绿狐尾藻对铜绿微囊藻的化感抑藻效应,并从光合作用的角度探讨其对铜绿微囊藻化感抑制的生理生态机制及作用靶点.研究结果表明:粉绿狐尾藻能够分泌某些化感物质有效抑制铜绿微囊藻的正常生长,其抑藻效应是通过连续释放某些化感物质作用于铜绿微囊藻而实现的,且具有累积性;粉绿狐尾藻分泌化感物质对铜绿微囊藻的Chl a、PC及APC的损伤程度存在差异(如处理5 d后,Chl a、PC、APC的相对含量分别降至52.7%、15.3%、7.6%),其中藻胆蛋白(尤其是APC)比Chl a 更为敏感,说明藻胆蛋白是粉绿狐尾藻化感物质抑制铜绿微囊藻的关键靶点.研究为水生植物化感控藻技术的发展提供了新的材料,并有助于深入了解水体生态系统的化学生态作用及其机制.     

低强度超声波抑制铜绿微囊藻生长的研究

铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)是常见的水华蓝藻,会对湖库的生态环境造成严重危害.室内研究了低强度超声波在不同藻生长时相、藻细胞浓度、水体pH、水温和二次超声条件下对铜绿微囊藻的抑制效果.结果表明:藻细胞浓度和pH对超声抑藻效果无明显影响,藻生长时相、水温和超声次数对超声抑藻效果有明显影响.15℃、20℃和25℃时的超声抑藻效果好于30℃和35℃,不经超声作用40℃高温即已不利于藻细胞生长;低强度超声对延滞期、稳定期和衰退期铜绿微囊藻抑制效果好于指数生长期铜绿微囊藻;二次超声可有效延长残余藻细胞的恢复时间,稳定抑藻效果.     

铜绿微囊藻、斜生栅藻对氮磷饥饿的耐受能力研究

在太湖微囊藻水华暴发期间 , 监测了梅梁湾水体中叶绿素 a 和氮磷营养盐的动态变化, 并通过批量培养实验研究了氮磷缺乏对铜绿微囊藻和斜生栅藻生长的影响 , 以探讨两种藻对氮磷饥饿的耐受能力对微囊藻水华形成的影响。结果表明 , 在水华期间 , 水体的氮磷营养盐浓度并不高, 并处于波动状态; 铜绿微囊藻和斜生栅藻对氮磷饥饿的耐受能力存在很大差异 : 在无磷培养基中 , 铜绿微囊藻能保持 8 天的指数生长, 而斜生栅藻在无氮或无磷培养基中生长都非常缓慢。两种藻对磷饥饿的耐受能力均高于氮。通过生长速率的比较, 发现铜绿微囊藻对磷饥饿的耐受能力明显高于斜生栅藻, 因此更能够适应波动的营养供给条件。对营养盐饥饿耐受能力的不同导致两种藻在营养盐波动的情况下微囊藻更易取得优势, 成为水华期间浮游植物的优势种。     

用鲢鳙直接控制微囊藻水华的围隔试验和湖泊实践

为了控制水体富营养化所形成的水华,国外经典的生物操纵论者提倡放养食鱼性鱼类以控制食浮游生物的鱼类,藉此壮大浮游动物种群,然后借助浮游动物遏制藻类.按照这条思路,以浮游生物为食的鲢和鳙应该是清除的对象.本文作者认为我国湖泊中危害性最大的是微囊藻水华,而浮游动物根本不能摄食这种水华,不如直接利用鲢鳙进行控制,因而1989-1992年间在武汉的东湖进行了三次原位围隔试验,2000年再度重复了一次围隔试验,结果证明,迄今在东湖中已消失18年的微囊藻水华,重新出现在不养鱼的围隔里.在养入一定密度的鲢或/和鳙的围隔中,就没有水华出现.已经出现水华的围隔,放入适当密度的鲢或/和鳙后,在短期内水华又复消失;而放入草鱼的围隔,则水华始终持续,不受影响.说明鲢和鳙能有效地遏制微囊藻水华.鲢、鳙遏制水华的有效放养密度(亦即有效生物量)为46-50g·m^-3.东湖湖泊中鲢、鳙的生物量,直到1985年才达到这个水平,所以1985年湖里反常地没有出现水华.往后的年份,东湖的鱼产量越来越高,也就是湖里鲢、鳙的生物量越来越大,所以迄今没有微囊藻卷土重来的机会.东湖的水质和其他非生物条件仍适于蓝藻水华的发生与发展,如果东湖鲢、鳙的产量下降到阈值以下,亦即降到1985年以前1000t水平,那么微囊藻及其它蓝藻水华的重来将是不可避免的.经典的生物操纵论学说和措施不能解决微囊藻水华猖獗的问题.相反,用滤食浮游生物的鲢和鳙直接遏制微囊藻却是有实验根据并已被渔业生产实践证明行之有效的.     

轮叶黑藻浸提液对蓝藻水华的抑制作用

探讨了大型沉水植物轮叶黑藻[Hydrilla verticillata（Linn．f）]浸提液对铜绿微囊藻（Microcystis aeruginosa）以及池塘混合藻类的抑制作用。结果表明：轮叶黑藻浸提液不仅对铜绿微囊藻有明显的抑制作用,而且对池塘复合藻类也有不同程度的抑制作用。该项研究不仅培养了学生的科研创新能力,系统地掌握了藻细胞的培养、显微镜的使用、藻细胞的计数、叶绿素a含量的测定等方法．而且对于蓝藻水华的预防控制还具有较重要的理论与应用意义。     

ON WEIGHTING AND CONGRUENCE

Abstract — A priori differential weighting of molecular characters is a common methodological practice in molecular phylogenetics and evolution. This has been a largely subjective exercise with few criteria for deciding which characters to down-weight and how much to do so. A priori differential weighting is conducted to remove heterogeneity from the data sets and to improve the congruence among the informative, and usually more conservative characters. Herein, we test whether congruence is improved with a priori differential weighting by using the incongruence length difference test on a linked genetic data set consisting of 14 mammalian taxa and the 13 protein coding genes of the mitochondrial genome. Weighting by omitting the third codon position did not improve congruence with respect to the equally weighted data, while weighting transversions did improve the congruence between the 13 protein coding genes. Nonetheless, the most parsimonious tree found from transversion weighting did not differ from one using all of the data equally weighted.     

再生稻褐飞虱为害损失测定和防治指标的研究

在福建,褐飞虱是再生稻的重要害虫,中进行了再生稻褐飞虱为害损失的测定,并对褐飞虱为害再生稻造成的产量损失结构进行了通径分析。根据虫量和产量损失的关系,结合现行稻谷价格,产量水平,防治费用等因素。确定允许为害损失率,同时建立了再生稻褐飞虱防治指标模型,按照防治指标模型,制定出不同产量水平的防治指标。