湖泊-流域系统硅循环及其对碳和养分循环的影响

硅是环境中最为常见的元素之一,在地壳中的丰度为28.8%,是多数植物生长的有益元素。在生态系统中,硅循环与碳和营养元素的循环密切相关。以往国内外对于硅循环的研究大多针对海洋和陆地生态系统,而湖泊-流域系统中硅的循环过程及其对碳和营养元素循环影响的研究尚且不多。本文结合国内外研究进展,综述硅在湖泊-流域系统的存在形态及分布,阐述硅在湖泊-流域系统中的基本循环过程,以及该循环过程对碳和养分循环的影响及其作用机制。在此基础上,提出了今后的研究工作应对湖泊硅素来源进行分析,并确定湖泊沉积物中植硅体与硅藻固碳量,同时完善湖泊氮、磷、硅含量及其生态化学计量关系,最后建立湖泊-流域系统硅-碳-养分耦合循环模型。本文有助于更好地了解湖泊-流域系统硅循环过程以及硅循环对碳、养分循环的影响机制,为缓解湖泊-流域水体富营养化现象和全球气候变化提供科学参考。     

生态环境中微量元素硒与克山病

一、前言 生态环境中的生物地球化学过程,决定于自然因素和人为因素的综合作用。生态环境中的化学元素,主要来源于自然界的基岩,以后通过地下水、土壤、植物、动物,最后多以食物形式进入人体。所以生态环境中的生物地球化学过程,是受各个元素之间相互关连、相互制约的复杂反应所控制。人类也必然受到这种生态环境中的生物地球化学过程的深刻影响。为了研究我国多年来没有解决的克山病(地方性心肌病)病因及其防治,把岩石—土壤—生物—人体视为统一的生态系统,并研究人体必需的微量元素在此系统中的迁移变化规律及与人体的关系,来说明环境中微量元素与克山病之间的关系,具有十分重要的意义。     

草藻型稳态转换对湖泊微生物结构及其碳循环功能的影响

湖泊是地球表层系统中水、土、气等各个圈层相互作用的联结点,对区域物质如碳等元素循环具有重要影响.微生物是湖泊等水生态系统中的重要组成部分,是湖泊等生态系统中碳等元素物质循环的主要驱动者,是深入了解湖泊碳循环过程的关键.受人类活动等影响,湖泊生态系统,尤其是浅水湖泊生态系统往往表现出以高等水生植物(草型)为主要初级生产者的清水稳定态和以浮游藻类(藻型)为主要初级生产者的浊水稳定态,而随着湖泊营养负荷和湖泊环境条件的变化,这两个不同的稳定态之间可以发生转换或者剧变,这种剧变不仅影响湖泊生态系统中的微生物结构,而且对湖泊中有机碳的形成、循环过程及其微生物驱动机制产生重大影响.本文重点就湖泊生态系统中有机碳的转换与微生物关系以及草藻型稳定态的转换对微生物结构及其碳循环功能的影响等进行综述,进一步分析其中的关键科学问题,以期为深入了解湖泊生态系统中碳等元素循环的微生物驱动过程与机制提供帮助.     

长江中下游四大淡水湖生态系统完整性评价

长江中下游地区是我国淡水湖泊集中分布区域,研究该区域湖泊生态系统完整性对于湖泊生态系统保护和恢复具有重要意义。物理、化学和生物完整性指标已经广泛应用于河湖生态系统健康评价,但是缺少物理、化学和生物完整性的综合评价方法。以历史调查状况为主要参照系统,构建了基于物理、化学和生物完整性的多参数湖泊完整性综合评价指标体系,结合近年来长江中下游四大淡水湖(洞庭湖、鄱阳湖、巢湖、太湖)生态系统调查数据,对四大淡水湖生态系统完整性进行了评价。结果表明,洞庭湖、鄱阳湖、巢湖和太湖的综合得分分别为66、71、57和57。根据评价等级划分标准,洞庭湖和鄱阳湖生态系统完整性状况都达到"好"的等级,而巢湖和太湖则处于"一般"等级;结果显示,该指标能够表征人类活动对于湖泊生态系统完整性不同方面的干扰,且能够反映四大淡水湖生态系统完整性历史变化状况。因此,该方法可以作为长江中下游淡水湖泊生态系统完整性综合评价的工具并能够为湖泊生态系统的保护和恢复提供科学支撑。     

湖泊湿地生态服务监测指标与监测方法

湖泊湿地生态系统为人类提供了维持生存发展的多种生态系统服务,是社会经济可持续发展的重要基础。然而,全国范围内的湖泊湿地资源被大量开发利用,极大地削弱了湖泊湿地提供生态系统服务的能力,人类自身福祉也受到严重威胁。开展湖泊湿地生态系统服务动态监测能减少生态系统服务重复计算、推动生态系统服务管理实践。本文在分析湖泊湿地生态系统服务监测必要性的基础上,探讨了湖泊湿地生态系统服务监测指标选取的原则和思路,并初步构建了适宜于我国湖泊湿地生态系统服务动态评估、权衡分析和生态生产函数构建的最终服务和生态特征监测指标体系。最终服务是与人类效益有直接关联的生态功能量,生态特征指标是产生生态系统最终服务的关键指标,主要包括生态结构、生态过程和生态功能指标。供给服务和文化服务一般是最终服务,而调节服务既可以是中间服务(生态功能)又可以是最终服务,支持服务是中间服务(生态过程)。针对调节服务和文化服务评估的困难性及调节服务的重复计算问题,本研究提出通过宏观监测(3S技术监测)和典型湖泊湿地定位监测相结合的多尺度湖泊湿地生态系统服务监测方法,构建湿地监测项目开展生态系统最终服务和生态特征指标数据监测。本研究对构建生态生产函数、开展湖泊湿地生态系统服务动态评估和权衡分析具有重要意义,是生态系统服务从认知走向管理实践的重要基础。     

以色列Kinneret湖多甲藻水华期间浮游植物的P-I曲线

在水域生态系统中,浮游植物的光合作用在很大程度上决定水体可更新资源的丰度以及碳在生物地球化学过程中的通量。为了描述光合作用与光辐射强度的关系,很多作者进行了有益的探索。通过不同的P－I曲线对观察值的拟会,得到了反映光合作用特征的参数。事实上,很多环境因子影响着光合作用的强度和效率,如光强、光周期、温度、营养盐以及浮游植物群落结构等。本研究采用不同的WI曲线模型对以色列kirmeret湖P-I观察值进行拟合,阐明该湖泊夏季浮游植物群落光合作用的特点,并对湖泊中浮游植物的光适应规律作一探讨。1材料和方法1．1湖泊…     

镁同位素在森林生态系统研究中的应用

镁元素是常量元素之一,也是生物维持生命活动的重要物质之一。含镁矿物的风化产物经河流输送到达海洋,并在此过程参与生态系统的物质循环,最终通过碳酸盐沉淀重新成岩,这一过程与全球的碳循环密切相关。近年来,随着非传统金属同位素体系的不断完善,以及MC-ICP-MS(多接收器电感耦合等离子质谱仪)的使用,镁同位素的测试精度与便利程度都有提升,镁同位素因为其广泛参与化学风化过程以及与生命活动密切相关,从而成为示踪表生环境中物质来源与各类生物地球化学过程的有效工具。因此,研究镁同位素在各类生态系统中的组成特征与分馏机理,可以帮助我们了解生态系统内发生的各类地球化学过程,进而探寻全球物质循环与气候变化规律。本文系统阐述了森林生态系统中各组分镁同位素的组成和分馏的影响因素,提出了目前森林生态系统研究存在的问题,并基于现有研究成果对未来森林生态系统中镁同位素的研究方向进行了探讨。     

湖泊水生植物稳定碳同位素分馏机制与应用研究进展

水生植物是维持湖泊生态系统健康发展的重要基础与支撑。与陆地植物相比,水生植物稳定碳同位素(δ~(13)C)的分馏过程较复杂,为系统的了解水生植物δ~(13)C的分馏过程及其在湖泊现代生态系统和古环境研究中的应用,调研了国内外相关研究进展。总结已有研究表明,水生植物的δ~(13)C主要与其吸收利用的碳源和水体环境要素等密切相关,影响因素较复杂,而且目前在利用水生植物的δ~(13)C研究不同时间尺度上湖泊环境变化时所选用的载体存在差异。植物不同组分样品的选择对解释水生植物δ~(13)C与环境之间的关系至关重要。因此,以太湖典型水生植物为研究实例,探讨了水生植物不同组分稳定碳同位素的分布特征及其对环境因子的响应差异,结果显示水生植物不同组分的δ~(13)C存在一定的差异,而且对环境的响应也不同,未来在利用水生植物δ~(13)C研究湖泊环境变化时对于水生植物样品组分的选择应谨慎考虑。     

植物在湿地养分循环中的作用

植物是湿地生态系统的重要组成部分之一,在养分循环过程中起着重要的作用。植物通过自身的生长代谢吸收湿地中的营养元素,但植物对营养物质的吸收能力随植物种类、群落组成及季节不同而存在差异;不同植物以及植物的不同器官对营养元素的累积特征存在显著差异,并随生长节律表现出明显的季节动态;植物本身的化学组成和特征制约着枯落物的分解和矿化过程,从而影响植物的养分归还。本文从植物对湿地营养元素吸收、累积以及养分归还方面总结了植物在湿地养分循环中的作用,指出目前研究中存在的不足,并对今后的研究提出一些建议。     

水生维管束植物在太湖生态系统中的作用

水生维管束植物(简称水生植物)是鱼类的饵料基础,它的种群数量变动对湖泊生态及水域环境的影响,都具有重要的作用。因此,在大中型湖泊中如何开发利用水生植物,是值得探讨的问题。作者近年来在太湖资源调查的基础上,对水生植物在太湖生态系统中的作用进行了初步研究。     

A REINTERPRETATION OF THE ONTOGENY OF THE ASCOCARP OF SPECIES OF THE ERYSIPHACEAE

A study of four species of Erysiphaceae (Uncinula salicis, Podosphaera leucotricha, Erysiphe cichoracearum, and Microsphaera diffusa) revealed that the binucleate stages of the ascocarp are initiated in a similar manner to those of Diporotheca rhizophila Gordon & Shaw. The “appendages” developing on immature ascocarps are considered to be receptive hyphae. Appendages characteristic of mature ascocarps are produced much later. Lysis of certain centrum cells occurs, and asci are initiated from some of the remaining binucleate centrum cells. Resorption of centrum cells by the asci is supported by this investigation, corroborating Björling's earlier studies on Erysiphe graminis.