铜锈环棱螺对藻华水体理化指标的影响

采用池塘围隔对比试验的方法,研究了不同密度(392 ind·m^-2、196 ind·m^-2、98 ind·m^-2、0 ind·m^-2)铜锈环棱螺(Bellamyaaeruginosa)对藻华水体主要理化因子的影响.实验从2009年9月14日开始,持续60d.结果显示:环棱螺可以明显提高藻华水体的透明度(SD),实验中、后期,三个处理组围隔水体的SD均能保持在60cm以上,而对照组SD改变不明显,波动于29～40.3cm之间;多数时间内处理组水体的溶解氧(DO)含量都显著低于对照组,说明环棱螺的存在可直接或间接降低水体DO浓度.试验表明,单一投放螺类可有效降低藻华水体的叶绿素a(Chl-a)含量,但难以削减营养盐浓度.实验条件下,围隔水体总氮和正磷酸盐浓度的下降趋势均与螺的密度呈现负相关性(R=-0.9851,p<0.05;R=-0.9678,p<0.05);对SD、DO、pH、Chl-a、NH₄⁺-N、NO₃^--N、PO₄^3--P等7个主要理化指标数据进行了Duncan多重比较分析以及聚类分析,结果显示对照组和处理组在p<0.05水平上均存在显著差异,说明环棱螺的投放能在一定程度上调控水体质量.     

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。     

铜锈环棱螺生物扰动对"蓝藻水华"水体底泥及其间隙水中碳、氮、磷含量的影响

实验室内建立小型模拟生态系统,根据铜锈环棱螺(Bellamya aeruginosa)的密度设置了3个处理组和1个对照组.结果显示:铜锈环棱螺对底泥0～0.5 cm及0.5～2 cm有机质影响较明显,显著降低了底泥中的C:P.处理组3和处理组2间隙水NH4+-N含量分别在底泥0～0.5cm及0.5～2 cm深度和对照组之间存在显著差异(p＜0.05).间隙水中NO2--N+NO3--N的变化较复杂,处理组NO2--N+NO3--N含量在0～0.5 cm,0.5～2cm及2～4cm与对照组相比差异显著(p＜0.05).间隙水中DIP含量随底泥深度先增后减,在2～4 cm处含量达最大,DIP含量在0.5～2 cm深度处理组与对照组之间有显著差异(p＜0.05).铜锈环棱螺生物干扰增加了底泥表层有机质的含量,同时降低了其稳定性.     

铜锈环棱螺对铅污染沉积物慢性胁迫的繁殖响应和氧化应激反应敏感性

利用底栖无脊椎动物进行沉积物毒性测试可以为沉积物质量评价提供直接的依据.铜锈环棱螺(Bellamya aeruginosa)在我国淡水水体中分布广泛,具有重要的生态价值.对实验室培养的铜锈环棱螺进行环境相关水平铅加标沉积物(39～433 μg · g-1)的42 d暴露,以评价该物种在Pb污染沉积物慢性胁迫下的繁殖响应和氧化应激反应敏感性.结果表明,低浓度的铅对铜锈环棱螺的繁殖力没有影响,当Pb浓度在中度污染水平以上(≥246 μg · g-1)时,繁殖力出现显著下降.较低浓度的铅(66 μg · g-1)即可诱导肝胰脏抗氧化酶SOD和CAT的氧化应激,但存在明显的性别差异,雄性的敏感性高于雌性.高浓度的铅(433 μg · g-1)可致抗氧化酶的损伤.肝胰脏的谷胱甘肽GSH含量仅在最大Pb浓度时才出现显著下降.利用铜锈环棱螺的42 d繁殖测试可以反映中度铅污染沉积物的慢性毒性效应.肝胰脏SOD和CAT均可以作为沉积物中Pb慢性胁迫的潜在有效生物标志物,雄性的SOD和CAT可以用作指示低水平Pb污染沉积物长期污染胁迫的敏感生物标志物,在低浓度Pb胁迫下GSH的应激反应相对不敏感.     

氨氮对软体动物生长的影响:以铜锈环棱螺为例

为探究氨氮对底栖动物的毒性效应,在位于湖北保安湖的近自然生态系统(单个水域面积约600 m²,水深约1.5 m)中开展了为期1年的模拟实验,分析了6个不同氨氮浓度[N25>N20>N15>N10>N5>N0(对照);0.2—33.7 mg/L]条件下,大型底栖动物(软体动物)群落特征的差异。结果表明:(1)实验系统中采集的软体动物主要为铜锈环棱螺(Bellamya aeruginosa);(2)从B. aeruginosa密度来看, N0、N5、N10和N15处理相差不大[28(0—85) ind./m²],均显著高于N20和N25处理[5(0—29) ind./m²](P<0.05);(3)从B. aeruginosa生物量来看,N0、N5、N10、N15和N20处理相差不大[40.0(0—85.5) g/m²],均显著高于N25处理[0.8(0—4.0) g/m²](P<0.05);(4)从B. aeruginosa壳长、壳宽和带壳...     

铜锈环棱螺对沉积物中重金属的生物积累及其与重金属赋存形态的关系

以铜锈环棱螺（Bellamya aeruginosa）为测试生物,采用28 d沉积物生物积累试验研究铜锈环棱螺对污染河流沉积物中重金属的生物积累,并探讨其与重金属赋存形态的关系.结果表明：铜锈环棱螺肝胰脏对Cd、Pb、Cu、Cr、Zn和Mn均具有较强的积累作用.不同重金属的积累量存在较大差别,Zn的积累量最多,占重金属总积累量的84.32%±4.36%,其次为Cu,占7.67%±2.84%;Pb、Cr和Mn的比例相对较少,分别为3.62%±1.84%、2.22%±1.03%和1.33%±0.15%;Cd所占比例最少,为0.83%±0.53%.肝胰脏中重金属元素之间的相关性均不显著.肝胰脏金属污染指数与沉积物污染综合指数具有显著的正相关关系,铜锈环棱螺可以作为沉积物重金属污染的监测生物.不同沉积物Cd、Cr、Zn和Mn的生物-沉积物积累因子（BSAF）具有较大的差异,Cu和Pb的BSAF比较稳定.Cd的生物积累与沉积物中Cd的可交换的与酸可溶态及可氧化态显著相关;Pb的生物积累与Pb的可还原态显著相关;Cu的生物积累与Cu的可氧化态显著相关;Mn的生物积累与Mn的可交换的与酸可溶态和可还原态显著相关;Cr和Mn的生物积累与其不同形态和总量均不相关.BSAF不宜作为衡量铜锈环棱螺对沉积物中重金属生物积累能力的指标.     

锌胁迫对铜锈环棱螺致死率、富集性、CAT和SOD活性的影响

以浙江省温州市瓯海茶山某河内的铜锈环棱螺Bellamya aeruginosa为受试生物,研究了不同浓度Zn2+胁迫下,铜锈环棱螺的致死效应、铜锈环棱螺对锌的富集性以及锌对铜锈环棱螺体内的过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)活性的影响.结果表明Zn2+对铜锈环棱螺具有较大的毒害影响.当Zn2+浓度达到3.0 mg/L时,就会引起个别铜锈环棱螺死亡,死亡率为2.66％.随着Zn2+浓度的增大(0.3 mg/L到2.4 mg/L)和处理时间的增加(2d到8d),除个别组外,铜锈环棱螺对锌的累积量均随之上升,具有一定的时间效应和剂量效应.铜锈环棱螺在锌胁迫下,肝胰腺的CAT和SOD活性受到较大的影响.当Zn2+浓度较低时,CAT和SOD活性均有较大的升高,但当Zn2+浓度较高时,CAT和SOD活性则受到一定的抑制.     

亚热带河口陆基养虾塘水体溶解性碳浓度及沉积物-水界面碳通量时空动态特征

以福建闽江和九龙江河口陆基养虾塘为研究对象,通过野外原位观测和室内模拟培养实验,开展了河口陆基养虾塘养殖期间水体溶解性有机碳(DOC)和溶解性无机碳(DIC)及养虾塘沉积物-水界面碳交换通量变化特征的研究。结果表明:时间变化上,养虾塘水体溶解性碳浓度及沉积物-水界面碳通量在闽江河口呈现8月中旬10月中旬6月中旬的特征,在九龙江河口表现为随养殖阶段推移而增加的趋势;空间变化上,闽江河口养虾塘水体溶解性碳浓度及沉积物-水界面碳通量显著高于九龙江河口;沉积物释放溶解性碳速率与水体溶解性碳浓度呈现显著正相关关系,沉积物碳释放过程是引起养虾塘水体溶解性碳浓度时空变化的重要因素。表明河口区水产养虾塘碳循环研究时需考虑不同形态碳生物地球化学循环的时空差异性。     

升温对超富营养型浅水湖泊沉积物营养盐动态迁移的影响

在实验室控制条件下,以超富营养型浅水湖泊——武汉南湖表层沉积物和表层水为研究对象,设置18℃和22.5℃两个温度处理组,模拟武汉地区预测的21世纪末春季变暖的情景,研究升温对沉积物营养盐释放的影响。实验结果表明:整个实验过程中,22.5℃处理组水体中正磷酸盐(o-P)和总磷(TP)含量显著高于18℃处理组,说明气温升高可以显著促进富营养化浅水湖泊沉积物磷的释放,促进水体中磷含量的显著升高;此外,在实验的初始阶段,升温能够加速水体中氨氮(NH+4-N)向硝态氮(NO-3-N)转化的过程,同时水体与沉积物中氮含量的下降可能是水体与沉积物中的氮通过反硝化作用从系统中溢出以及被系统中的底栖生物利用所致,没有观察到气温升高对沉积物中总氮的释放产生显著影响。     

Incidence of mussel culture on biogeochemical fluxes at the sediment-water interface

Upward nutrient fluxes at the sediment-water interface were studied in a mussel farming zone (Carteau, Gulf of Fos, France) in order to estimate the impact of organic matter input from biodeposition. Nitrate, nitrite, ammonia, silicate, phosphate and oxygen were measured. Fluxes were estimated by means of polyacrylate benthic chambers placed at sites located under (UM) and outside (OM) the rope hanging structures. Transformation of biodeposited organic matter increases phosphate, silicate and ammonia fluxes. No variation in nitrite fluxes could be detected and only minor differences were observed in nitrate and the oxygen production/consumption equilibrium at the two stations. Phosphate and silicate fluxes, which were always higher at the UM than at the OM site, decreased from spring to winter. Ammonia fluxes were very high under mussel cultures in May and September and lower in November. The fact that ammonia flux was always higher at the UM than at the OM sites might be explained by degradation of mussel biodeposit, as well as by benthic macrafauna excretion. Discrepancies between fluxes of the nutrients studied at the UM and OM sites increased as organic particulate matter in the water column decreased. Variations of oxygen flux followed a different pattern, since they were correlated with presence and abundance of photosynthetic microphytes on the bottom and in the water. Bottom respiration exceeded production of oxygen only in May 1988 at the UM station.As it now stands, biodeposit input into the sediment under mussel ropes does not affect the ecosystem, although the flow of nutrients towards the water column is higher than in other areas.     

陆源物质输送对赤潮高发区的影响-以铝为例

近年来长江口附近海域富营养化问题日趋严重,赤潮爆发次数增多,而富含营养物质的长江水的输入可能是海内富营养化的主要物质来源．Al在海洋中停留时间较短且不易受到人为活动的影响,常用Al作为陆源输入及不同水团运动的有效示踪元素．结果表明。研究海域中溶解态Al的浓度秋季高于夏季,且与水体的盐度和悬浮颗粒物浓度表现出一定的关系．赤潮高发区内溶解态Al的浓度一般大于0．04pmol.L-1,明显表现出受到陆源输入的影响．赤潮发生时由于其自身的絮凝及赤潮生物颗粒物表面的吸附作用使水体中的溶解态Al含量平均下降约40％,而在赤潮发生过程中溶解态Al形态变化及机理尚需进一步深入研究．     

Feeding and bioturbation effects of the sand dollar Peronella lesueuri (L. Agassiz, 1841) (Echinodermata) on microphytobenthos and sediment fluxes

Respiration and excretion rates of a key bioturbating species, the sand dollar Peronella lesueuri, were measured in mesocosms at three different temperatures. Benthic oxygen and nutrient fluxes were additionally measured at winter and summer temperatures to assess the impact of P. lesueuri on ecosystem processes. Oxygen consumption by sand dollars increased significantly with wet weight at all three temperatures 16, 19, and 23 °C. Ammonia release also increased with body weight. The weight vs. oxygen uptake relationship was similar at 19 and 23 °C but oxygen uptake was significantly reduced at the lower exposure temperature. The bioturbation caused by sand dollar P. lesueuri reduced the photosynthetic rate of the microphytobenthos (MPBs) but had a much smaller and less obvious effect on nutrient fluxes across the sediment–water interface.     

超声波对铜绿微囊藻与蛋白核小球藻生理特征及竞争生长的影响

铜绿微囊藻是常见的水华蓝藻,常常在湖泊中与蛋白核小球藻共存或竞争生长。超声波可用于藻华即时治理,能够降低藻类生理活性,影响藻类生长,还可能改变藻类种间竞争关系。为了探究超声胁迫(35 kHz,0.035 W·cm^-3)对铜绿微囊藻与蛋白核小球藻的生理特征及种间竞争的影响,本研究设置纯藻组和1:1混合组(细胞浓度比)进行试验。结果表明: 铜绿微囊藻对超声胁迫更加敏感。超声处理600 s后,铜绿微囊藻的光合活性(F_v/F_m)和酯酶活性存在显著变化,纯藻组和混合组的F_v/F_m分别降低了51.8%和64.7%。而各组中蛋白核小球藻的光合活性变化较小。同时,铜绿微囊藻释放的荧光溶解性有机物(类色氨酸、类酪氨酸、类富里酸物质)含量多于蛋白核小球藻。两种藻的细胞浓度对超声波的响应也不同,蛋白核小球藻变化较小,而铜绿微囊藻的细胞浓度出现不同程度的下降。尤其是600 s超声处理大幅降低了混合组中铜绿微囊藻的细胞浓度(-42.6%),在超声胁迫解除后的8 d内蛋白核小球藻占优势,种间关系由铜绿微囊藻单边抑制蛋白核小球藻转变为两者互相抑制。在超声处理后,铜绿微囊藻的活性能够逐渐恢复,为了提高控藻效果的持久性,建议在一周后再次进行超声处理。     

体质量和水温对太湖秀丽白虾人工驯养子代耗氧率和排氨率的影响

以太湖秀丽白虾(Exopalaemon modestus)人工驯养子代为实验样本,实验共设置6个体质量梯度及7个温度梯度,样本体质量范围为(0.12±0.01)～(1.93±0.05)g,实验温度范围为12℃～30℃,研究了体质量及水温对耗氧率和排氨率的影响。结果表明:秀丽白虾耗氧率变幅为0.1497～0.9053mg·g-1·h-1,均值为0.3901mg·g-1·h-1;排氨率变幅为0.0165～0.0866mg·g-1·h-1,均值为0.0379mg·g-1·h-1。体质量、水温及两者的交互效应均对耗氧率和排氨率具有极显著的影响(P0.01)。体质量与耗氧率和排氨率之间的回归关系分别符合幂函数方程Ro=0.3114W-0.2414(r=-0.436)和Rn=0.0307W-0.3007(r=-0.653);水温与耗氧率和排氨率之间的回归关系分别符合指数方程Ro=0.0711e0.0749t(r=0.877)和Rn=0.0113e0.0530t(r=0.747);体质量、水温与耗氧率及排氨率的二元回归方程分别为Ro=0.028T-0.147W-0.053(r=0.948)和Rn=0.002T-0.017W+0.013(r=0.922)。耗氧率和排氨率Q10变幅分别为1.17～4.20和1.15～2.29,均值分别为2.10和1.64。在实验温度范围内,氧氮比均随着水温的上升而增大,变幅为7.42～13.62,均值为10.04。秀丽白虾在低温阶段(12℃～18℃)主要以蛋白质为供能物质,在高温阶段(21℃～30℃)对脂肪的利用有所增加,中等规格个体的脂肪代谢率最高。     

The functional group approach to bioturbation: II. The effects of the Macoma balthica community on fluxes of nutrients and dissolved organic carbon across the sediment-water interface

We have examined the effects of individual members of the two dominant functional groups of the Macoma balthica community on fluxes of nutrients and dissolved organic carbon between sediment and overlying water. The biodiffusers M. balthica and Mya arenaria and the gallery-diffuser Nereis virens were added to microcosms containing sieved tidal flat sediment, using identical biovolume for each treatment to facilitate comparison. Both functional groups enhanced fluxes over a control without macrofauna. The gallery-diffuser had the greatest effect. The two biodiffusers had opposite effects on the flux of nitrate. M. balthica, which lives near the sediment surface, caused nitrate release whereas M. arenaria caused nitrate uptake. Both organisms increased the release of ammonia, but M. arenaria had the greater effect. We attribute this intra-functional difference not so much to different functionality as to interactions between organisms and the depth distribution of pore water constituents. Because the burrow of M. balthica is located within the nitrification zone of the sediment, the depth averaged concentration of nitrate in its burrow is higher than in the overlying water, and burrow flushing leads to net release of nitrate. In contrast, the burrow of M. arenaria includes both nitrification and denitrification zones, which lower the depth averaged concentration of nitrate below the concentration in the overlying water. The functional group approach needs to take the processes that control sediment chemistry into account in order to predict fluxes sucessfully.     

根际土壤通透性对玉米水分和养分吸收的影响

为改善作物根系生长微环境,探索根际土壤通透性对作物水分和养分吸收的影响,在3个灌溉水平下（灌水量分别为每次600、400和200 ml）,采用盆栽玉米不通气、每隔2 d通1次气、每隔4 d通1次气等处理方法,研究了根际土壤通透性对盆栽玉米生理指标及水分和养分吸收的影响.结果表明：在相同灌水条件下,通气处理促进了玉米株高、叶面积的增长,提高了叶绿素含量;促进了玉米对土壤养分的吸收;显著提高了玉米的根系活力,灌水量为每次600 ml时,拔节期每隔4 d通气处理的玉米根系活力最大（8.24 mg·g^-1·h^-1）,较不通气处理（4.94 mg·g^-1·h^-1）提高了66.7%;根际土壤通气处理对盆栽玉米蒸腾的影响不显著,说明根际通气可提高玉米对水分与养分的吸收利用效率,促进植株生长发育.     

养分与水分添加对荒漠草地植物群落结构和物种多样性的影响

为进一步了解养分添加和水分添加对干旱区草地植物多样性的影响, 2009-2011年5月15日, 对准噶尔盆地荒漠草地进行养分和水分添加, 2009-2012年5月25日进行植被调查, 研究群落结构与植物多样性对养分N、P、K与水分(雨、雪)添加的响应, 得出以下结果: (1)添加肥、水后, 荒漠草地植物群落结构发生了变化, 物种数由肥、水添加前的17种减少到添加后的11种, 减少了35.3%, 禾草类植物数目增加, 十字花科植物数量下降; (2)通过裂区试验方差分析, 2009年和2010年, 养分主效应对物种丰富度、Simpson指数、Shannon-Wiener指数、Pielou均匀度指数的影响不显著, 水分主效应和肥水交互作用对以上4个植物多样性指数的影响也不显著; (3) 2012年, 养分主效应对物种丰富度影响显著(p < 0.05), 养分添加降低了荒漠草地物种丰富度, 而水分作用、肥水交互作用对物种丰富度的影响均不显著; 肥水交互作用对植物Simpson指数、Shannon-Wiener指数的影响显著(p < 0.05), 而养分添加、水分添加对其影响亦不显著; (4)荒漠草地植物的Simpson指数、Shannon-Wiener指数、Pielou均匀度指数在年际间呈上升趋势。