武汉市沙湖摇蚊亚化石记录的湖泊生态环境变化

通过对沙湖41 cm沉积岩芯摇蚊亚化石组合进行分析, 结合210Pb测年、长江中下游摇蚊-总磷转换函数模型、降趋势对应分析(Detrended Correspondence Analysis, DCA)方法及武汉市历史资料数据, 定量重建湖泊水体总磷浓度, 揭示了沙湖自20世纪70年代以来环境演化历史。结果表明: (1) 1973—1989年, 摇蚊组合以水生植被相关属种Cricotopus sylvestris-type和Dicrotendipes nervosus-type占优势, 揭示湖泊水生植被发育; 这一时期摇蚊重建水体总磷浓度为47—55 μg/L, 沉积物总磷维持在700 mg/kg; (2) 1989—2002年, 沉积物总磷增加近一倍, 与此同时水体总磷逐渐上升到100 μg/L以上, 水生植被相关摇蚊属种相对丰度显著减少, 湖泊由此进入富营养态; (3) 2002年以来, 沉积物总磷持续升高到2000 mg/kg以上, 摇蚊组合以富营养属种Tanypus和Propsilocerus akamusi-type占绝对优势, 水体总磷浓度维持在150 μg/L以上。DCA第一轴解释了摇蚊组合变化的62.1%, 且样品点在DCA第一轴得分与沉积物总磷呈显著负相关, 表明摇蚊组合主要响应于湖泊营养富集过程, 这主要与武汉市城市化发展导致湖泊面积萎缩和入湖污水增加相关。研究表明沙湖水体营养本底值约为50 μg/L, 减少外源营养盐输入是保护沙湖水环境的重要途径。     

云南程海湖泊生态系统演化的摇蚊亚化石沉积记录

通过对程海沉积岩芯摇蚊亚化石组合的分析, 结合210Pb、137Cs 年代测定和沉积物TOC、TN、粒度指标, 探讨了近200 年来程海摇蚊属种组合变化及其对湖泊环境演化过程的响应, 揭示了人类活动对湖泊生态系统的影响。结果表明: 1920 年之前, 程海营养水平较低, 摇蚊属种组合以Procladius sp.为主; 1920 至1990 年, Procladius sp.逐渐减少,而耐营养种Chironomus plumosus-type 增加, 营养水平上升; 1990 年末期后, 受农业化肥使用、藻类养殖等人类活动的影响, 湖泊营养水平显著增加, Procladius sp.相对丰度急剧减少, 而Chironomus plumosus-type 急剧增加, 取代Procladius sp.成为优势种。程海近200 年沉积记录研究表明1970 年前湖泊的环境状态基本接近人类干扰前的状态, 可作为该湖科学管理与治理的基准环境。     

湖泊沉积中碳酸盐、有机质及其同位素的古气候意义

综述了近几十年来国内外湖泊沉积在全新世尺度上碳酸盐及其同位素、有机质及其同位素的研究进展.主要讨论了湖泊沉积物中碳酸盐含量、δ13Ccarb和δ18Ocarb的环境意义以及二者之间的协同变化,生物成因碳酸盐及其同位素和微量元素等的影响因素及所指示的环境意义,湖泊沉积物中有机质及其同位素和C/N等的影响因素及所指示的气候信息,同时文中还讨论了碳酸盐含量、有机质及其同位素在古气候重建中的应用.     

现代分子生物技术在湖泊沉积物古DNA研究中的应用

分子生物学技术的发展,为从分子生物学角度探讨湖泊生态系统演化提供了一个新窗口。依据湖泊沉积物中古DNA研究,从古微生物、动植物群落结构组成及数量变化等方面开展研究,可进一步反演湖泊及周边的气候环境变化,探讨生物与气候、人类活动之间的关系。本文首先介绍了湖泊沉积物中古DNA来源、保存特点以及提取方法,其次比较分析了现代分子生物技术在湖泊沉积物古DNA中的应用特点,并阐述了湖泊沉积物古DNA在重建古气候、古生态以及人类活动对古环境影响方面的应用,最后对目前湖泊沉积物古DNA研究方法存在的一些问题进行了总结。     

小哺乳动物化石牙齿釉质碳、氧同位素测试方法简介及应用前景

探讨古环境和古气候变化与哺乳动物演化之间的关系是目前古生物学研究领域中的一个热点,而哺乳动物化石牙齿釉质的碳、氧同位素分析是恢复古环境和古气候的一个重要手段。以往的哺乳动物化石牙齿釉质稳定同位素分析多集中在大哺乳动物化石,这主要是受到技术手段的限制,所需的样品量较大所决定的。但最近几年随着激光和离子显微探针技术的应用,对小哺乳动物化石(如啮齿类和兔形类)的牙齿釉质碳、氧同位素的分析和应用日趋成熟和广泛。除了传统的化学处理方法之外,对小哺乳动物化石牙齿釉质碳、氧同位素的分析还有以下三种方法:1)激光剥蚀气相色谱/同位素比值质谱分析;2)直接激光氟化技术;3)离子显微探针技术(SHRIMPII)。这些技术需要的样品量少,对标本的破损小,准确度和精密度高,所以在小哺乳动物化石和一些珍贵标本(如古人类化石)的稳定同位素分析中起到了重要作用。相对于大哺乳动物化石,小哺乳动物化石数量多、演化速度快,更能反映多个层位长时间序列的古环境和气候变化;而且小哺乳动物通常没有长距离迁徙的行为,栖息地局限,所以更能准确反映化石埋藏地点的古环境和气候状况。     

摇蚊幼虫对沉积物中重金属复合污染评估

使用采自野外的6组沉积物作为受试沉积物,一龄摇蚊(Chironomus tepperi)幼虫作为受试物种,对摇蚊幼虫分别进行了5 d生长及20 d慢性毒性试验,分别观测了摇蚊幼虫头宽、体长,雄、雌性摇蚊平均羽化时间、摇蚊发育速率、存活率、羽化率、摇蚊性别比例共8项指标与沉积物中污染的响应关系。结果表明,摇蚊体长、存活率及羽化率均受到As、Cu、Zn、Pb、Cd的污染而显著降低(P0.05),摇蚊发育速率、雄性摇蚊羽化时间及雌性摇蚊羽化时间显著提前(P0.05),摇蚊幼虫头宽与羽化后的雌雄比例与沉积物重金属间不存在显著相关,Cr、Ni、Co与摇蚊生长发育的各指标间并不存在显著相关。在所观测因素中,摇蚊幼虫体长、摇蚊平均羽化用时、羽化率、存活率在测试沉积物质量方面是需要重点考虑的因素。     

哺乳动物化石牙齿釉质的碳、氧同位素组成与古气候重建方面的研究进展

哺乳动物化石牙齿釉质能有效地抵抗成岩作用的影响,并保存原始的碳、氧稳定同位素组成信息。通过对食草类哺乳动物化石牙齿釉质同位素组成的分析可以重建这些动物生存时代的古气候。釉质碳酸盐的碳同位素组成响应于取食植物的碳同位素组成,藉此可以恢复陆地生态系统中C3和C4植物的分布比例,这个比例主要受控于大气的CO2水平、气压和光照等因素,与不同的纬度带和气候带有关;釉质磷酸盐的氧同位素组成响应于饮用水的氧同位素组成,饮用水来源于大气降水,其氧同位素组成响应于温度变化,所以釉质的氧同位素组成与气温之间有显著的线性相关,藉此可以计算地史时期的年平均温度、绘制气候的冷暖变化曲线。     

苔藓植物化石的研究进展及应用

苔藓植物化石为探索植物界物种进化发展和重建古气候环境提供了重要的科学基础。该文通过大量的化石资料,结合当今前沿科学技术和热点问题,从苔藓植物起源分化及物种多样性分布、形态表现及分子进化及古气候环境的重建等方面对该领域的研究成果进行了综述和总结。(1)苔藓植物起源于早古生代的赤道低纬度区,至少在奥陶纪时期就有了苔类与藓类的分化;其物种多样性总体上呈增加趋势,并具有低纬度区物种多样性高的特点,但个别地质年代苔类与藓类的物种多样性具有明显差异,凸显了二者对气候环境的敏感程度不同。(2)苔藓植物具有缓慢的形态和分子进化,其中苔类的进化速率相对较快。(3)对于显生宙古气候环境的变迁及重建,苔藓植物化石自身的形态特征、孢粉学和古分子化石的分析、以及碳和氧同位素的测量均提供了重要的科学依据。针对苔藓植物化石研究中存在的问题,作者提出了自己的观点。     

多重环境压力下大屯海硅藻群落结构的长期变化

云南亚热带高原湖泊在过去几十年内面临着工业污染、富营养化、滩地围垦、极端干旱等多重环境压力的影响.本研究以大屯海为研究对象,结合沉积物硅藻、粒度、碳氮同位素以及年代序列等数据进行了多指标分析,重建并识别了大屯海近百年来生态环境变化的历史和硅藻群落变化的特征.结果表明： 近百年来硅藻群落组合出现了较大的转变,优势种由连接脆杆藻转变为极细微曲壳藻.结合多指标环境记录(如碳氮同位素)和现代监测记录,采用排序分析以及方差分解发现,工业污染和湖泊营养盐富集是大屯海硅藻群落结构长期变化的主要驱动因子.此外,沉积物粒度分析结果与气象数据显示,由于大屯海受到修建大坝以及多次干旱事件的影响,湖泊水动力与水体交换能力减弱,从而使沉积物硅藻群落结构也发生了相应的变化.     

哺乳动物化石牙齿釉质的碳,氧同位素组成与古气候重建方面的研？…

哺乳动物化石牙齿釉质能有效地抵抗成岩作用的影响,并保存原始的碳、氧稳定同位素组成信息。通过对食草类哺乳动物化石牙齿釉质同位素组成的分析可以重建这些动物生存时代的古气候。釉质碳酸盐的碳同位素组成响应于取食植物的碳同位素组成,藉此可以恢复陆地生态系统中Ｃ３和Ｃ４植物的分布比例,这个比例主要受控于大气的ＣＯ２水平、气压和光照等因素,与不同的纬度带和气候带有关,釉质磷酸盐的氧同位素组成响应于饮用水的氧同位     

菲对摇蚊幼虫的急、慢性毒性效应

依照OECD 235和218指导准则,选用溪流摇蚊(Chironomus riparius)幼虫为受试生物,以存活率、羽化时间为评价指标,通过暴露于加标水中(48 h)和加标沉积物中(28 d)两种方式研究菲对摇蚊幼虫的急、慢性毒性。结果表明:对于急性毒性实验,在加标水中菲对摇蚊幼虫的LC50为1.1 mg·L~(-1)(24 h)和337.2μg·L~(-1)(48 h)。对于慢性毒性实验,在加标沉积物中菲对摇蚊幼虫的28 d-LC50为24.9 mg·kg~(-1);孔隙水中菲对摇蚊幼虫的28 dLC50为10.4μg·L~(-1);另外,随沉积物中菲浓度增加,幼虫的平均羽化时间提前,当沉积物中菲浓度达到5 mg·kg~(-1)及以上时,受试幼虫的平均羽化时间比对照组及低浓度组显著提前(P0.05),在菲浓度为10 mg·kg~(-1)时比对照组提前了3.8 d,而提前时间在大于5mg·kg~(-1)的各浓度处理之间无显著差异(3.7~4.2 d)。     

安徽省石塘湖过去150年来枝角类亚化石记录及环境演化

近百年来长江中下游地区普遍经历了气候变化及日益增强的人类扰动,在多重环境压力胁迫下,该区众多湖泊的环境生态功能出现了明显变化。枝角类是水生生态系统的重要组成部分,且处于湖泊食物网的中间环节,敏感地响应于湖泊及其流域的环境变化,因此湖泊沉积物中枝角类亚化石具有重要的环境指示意义。本文通过对安徽省安庆市石塘湖沉积柱中枝角类亚化石序列的建立,结合当地的历史资料和监测数据,揭示了该湖百余年来的历史环境演变过程及驱动机制。研究结果表明,石塘湖枝角类群落长期以象鼻溞(Bosmina)占优,湖泊环境在1980年左右发生明显的状态转变,枝角类属种从附生圆形盘肠溞(Chydorussphaericus)及底栖属种龟状笔纹溞(Graptoleberistestudinaria)为主的组合向尖额溞(Alonaintermedia、Alonarectangular等)及简弧象鼻溞(Bosmina coregoni)的组合转变。1980年以前,自然环境条件为影响枝角类种群动态的主控因素,此后人类活动的影响越来越明显并最终成为枝角类种群动态的决定性因素。本研究揭示出浅水湖泊中枝角类亚化石对湖泊营养富集及人类活动扰...     

禄丰古猿化石产地沉积环境与埋藏学的初步研究

本文根据沉积物成因、古气候和古生物特征,把禄丰古猿化石产地新第三纪地层划分为晚中新世石灰坝组和早上新世庙山坡组。据岩性和岩相特征,可划分出五个不同的沉积阶段,每个阶段代表不同的沉积环境。古猿和其他脊椎动物化石主要埋在石灰坝组(四段)湖泊沼泽化沉积环境,次之为庙山坡组(五段)河流相沉积环境。     

植物叶片化石气孔参数与古海拔定量重建: 方法与进展

古海拔的定量重建在推演地球动力学模型、大气循环模式、古气候变化以及地球化学循环过程方面都具有十分重要的作用,但是迄今为止在古植物学和古环境研究领域中古海拔的定量重建仍然存在许多难点。本文在介绍目前古海拔定量重建领域几种方法的基础上,重点对植物叶片化石气孔参数及其应用与进展进行了讨论,着重介绍:(1)如何利用植物叶片化石气孔参数法恢复古海拔;(2)方法实践过程中的误差来源与分析;(3)应用实例及展望。     

鄂西亚高山泥炭地摇蚊种群组成及其影响因子

泥炭地是一种重要的湿地生态系统,在其酸性、淹水和厌氧生境形成的独特的生物群落是全球生物多样性的重要组成部分。本研究选择鄂西亚高山地区七姊妹山和二仙岩泥炭地,采集表层泥炭沉积物并提取摇蚊亚化石头壳,探讨了这两个地区摇蚊种群组成及其影响的环境因子。结果表明:1)七姊妹山泥炭地摇蚊组合以Tanytarsus pallidicornistype2和Tribelos sp.为主,二仙岩泥炭地则以Pseudorthocladius sp.、Tribelos sp.和Pseudosmittia sp.为主,这些优势种都是附生属种且具有一定耐酸性;2)泥炭地表层水的电导率、钙离子浓度和水位埋深是显著影响摇蚊种群组成的环境因子。本研究为国内首次报道泥炭地摇蚊组成,为深入认识泥炭地生物多样性提供了重要基础资料。     

大别山地区摇蚊科昆虫多样性调查研究

大别山地区动植物资源丰富,但摇蚊科昆虫还尚未见系统报道。通过对大别山地区不同生境及海拔下的摇蚊进行采集,经研究得出4亚科37属131种,摇蚊亚科Chironominae 17属83种,直突摇蚊亚科Orthocladiinae 14属 38种,长足摇蚊亚科Tanypodinae 5属9种,寡角摇蚊亚科Diamesinae 1属1种。其中,中国新纪录种18种。采用Menhinick丰富度指数进行丰富度分析,摇蚊亚科中多足摇蚊属Polypedilum丰富度指数最高（m=2.25）,直突摇蚊亚科中趋流摇蚊属Rheocricotopus丰富度指数最高（m=2.33）。在不同生境下摇蚊种类有着明显的差异,摇蚊亚科、直突摇蚊亚科在山间溪流生境下种类分布最多。采用Mcnaughton优势度指数对摇蚊优势度进行分析,城市湖泊生境中,中国长足摇蚊Tanypus chinensis Wang和暗绿二叉摇蚊Dicrotendipes pelochloris (Kieffer)为绝对优势种,台湾短须摇蚊Nilodorum tainanus (Kieffer)、德永雕翅摇蚊Glyptotendipes tokunagai Sasa和平铗枝角摇蚊Cladopelma edwardsi (Kruseman)为优势种。在村庄农田中,花翅摇蚊Chironomus kiiensis Tokunaga为绝对优势种,平铗枝角摇蚊、Polypedilum kyotoense (Tokunaga)和台湾短须摇蚊为优势种。在坑塘生境下,林间环足摇蚊Cricotopus sylvestris (Fabricius)为绝对优势种,蚊型前突摇蚊Procladius culiciformis (Linnaeus)、中国长足摇蚊和花翅摇蚊为优势种。在山间溪流生境下,双斑环足摇蚊Cricotopus bimaculatus Tokunaga和Lipiniella fujiprimus (Sasa)为优势种。随着海拔的升高摇蚊的种类会随之下降,特别是摇蚊亚科和长足摇蚊亚科表现明显。根据世界陆地动物地理分区,大别山地区摇蚊以古北+东洋种类为主;根据世界淡水动物地理区域划分,大别山摇蚊种类主要分布在中印区,占75.7%,其次是中印区+全北区;中印区中,以东亚亚区较多,共计39种,占52.7%,说明大别山地区摇蚊种类分布存在明显的集中性。本研究丰富了该地区摇蚊科昆虫的多样性,为大别山地区水质监测和生态环境研究提供了重要依据。     

化石氨基酸在第四纪古生态和古气候研究中的应用—以吉林长白山孤山屯和江苏太湖全新世沉积物中氨基酸为例

近几十年来,随着稳定性碳同位素和^14C测年等新技术,新方法的应用,使第四纪研究迅速地由定性向定量发展,然而,氨基酸应用于第四纪古生态和古气候的研究在国内仍少有人知,在国际期刊上也不多见。近年来,作者开展了长白山孤山屯和太湖全新世沉积物的氨基酸和有机碳同位素分布与古生态,古气候意义的分析研究,结果表明,化石氨基酸同样可为第四纪的生态环境和古气候的研究提供信息,并为全球性对比提供证据。     

中国长足摇蚊幼虫和霍普水丝蚓扰动下沉积物氧气特征分析

为研究中国长足摇蚊幼虫(Tanypus chinensis)和霍普水丝蚓(Limnodrilus hoffmeisteri)扰动对表层沉积物氧气渗透及空间分布的影响,采集梅梁湾表层沉积物,借助高精度溶氧微电极,研究两种生物扰动作用下,太湖梅梁湾表层沉积物氧气渗透深度和空间分布的变化,并根据氧气在流动培养体系中浓度的变化和在扩散边界层中的扩散过程这两种方法计算界面氧气交换速率。结果表明,中国长足摇蚊幼虫和霍普水丝蚓两种底栖生物扰动均能提高沉积物界面氧气交换速率,且微电极法的计算值要低于流动培养法。通过溶氧微电极剖面能够准确的获得氧气渗透深度的信息。结果发现:长足摇蚊幼虫的扰动能提高沉积物氧气渗透深度并造成氧气在沉积物内空间分布的差异,长足摇蚊幼虫扰动后沉积物氧气渗透深度由无扰动的6 mm增至10 mm。与长足摇蚊幼虫相比,霍普水丝蚓扰动没有增加沉积物氧气渗透深度及造成空间分布差异。对比两种计算方法发现,在生物扰动作用下,由于生物作用的影响,根据氧气在扩散边界层的扩散得到的值可能会低估氧气的界面交换速率。       

人工饲养背摇蚊幼虫龄数和龄期的测定

本文采用了人工饲养定期取样的方法,测定了背摇蚊Chironomus dorsalis(Anderson)幼虫的龄数以及各龄的龄期。分别测量不同发育阶段幼虫的头壳长、颏中齿顶端至冠突前缘间距离、头壳宽、颏宽、颏中齿宽、触角长、触角基节长、触角比(触角基节与其余各节的长度之比)等8项指标,以期得到区分和判定幼虫虫龄的最佳形态特征及指标。运用频次分布、均差分析和回归分析对8项指标测量数据进行统计分析,结果表明,背摇蚊幼虫可分4龄,触角长可作为理想的分龄特征和分龄指标,其次是颏中齿顶端至冠突前缘间距离和颏宽。利用种群众数龄期法计算1-4龄幼虫的平均龄期分别为1.32 d、2.00 d、7.51 d和8.39 d,幼虫期共为19.22 d。     

黄羽摇蚊Chironomus flaviplumus Tokunaga幼虫龄期的研究

[目的]探寻黄羽摇蚊Chironomus flaviplumus Tokunaga幼虫最佳分龄形态指标并判断其龄数,准确区分其幼虫龄期。[方法]本文采用实验室内人工养殖定期取样观察的方法,分别测量了不同发育阶段摇蚊幼虫的头壳长、颏中齿顶端至冠突前缘间距离、头壳宽、颏宽、颏中齿宽、触角长、触角基节长、触角除基节以外2~5节长、上颚长、腹颏板长、腹颏板宽11项形态指标,运用Crosby生长法则、频次分析、回归方法分析对11项形态指标测量数据进行统计分析,选择判定幼虫龄数的最佳形态指标,推断其幼虫的龄数及龄期。[结果]黄羽摇蚊幼虫可分为4个龄期,颏宽为最佳的分龄形态指标,1~4龄幼虫的颏宽(μm)分别为(30.9008±0.3253),(52.2114±0.7172),(98.6165±0.6146),(171.2985±0.5582)。幼虫颏宽(y)与龄期(x)的回归方程为y=0.1971x~3+11.365x~2-14.163x+33.502,R~2=0.9827。另外,Y2(颏中齿顶端至冠突前缘间距离)、Y5(颏中齿宽)和Y9(上颚长)也可以作为分龄的辅助指标。选取颏宽对各龄期持续时间进行推测,得出1~4龄幼虫的龄期分别为2~3、2~4、5~6、7d,幼虫期共为16~20d。[结论]黄羽摇蚊幼虫具有4个龄期,颏宽为最佳分龄形态指标,幼虫期共为16~20d。