基于Delta-GAMMs模型研究海州湾5种关键饵料生物被摄食的影响因素

海洋生态系统的营养动力学是决定渔业生产力的主要因素,也是实施基于生态系统的渔业管理的重要基础。为了评估生物因子和非生物因子对海州湾5种关键饵料生物被摄食的影响,本研究基于2011和2018年秋季在海州湾及其邻近海域进行的渔业资源底拖网调查和胃含物分析数据,构建了Delta-GAMMs模型,选择细螯虾、日本鼓虾、枪乌贼、小黄鱼和口虾蛄5种关键饵料生物作为研究对象,基于出现频率百分比和捕食压力指数筛选其主要捕食者,基于方差膨胀因子和全子集回归筛选影响5种关键饵料生物被摄食的关键因子。结果表明：5种关键饵料生物在捕食者食物中的出现频率范围为8.5%～42.2%,重量百分比范围为4.2%～40.9%。Delta-GAMMs二项模型和正态模型的平均偏差解释率分别为16.1%和23.8%。捕食者体长、捕食者种群密度和底层水温是影响饵料生物-捕食者相互作用的重要因素。其中,捕食者体长是最重要的影响因素,关键饵料生物的被摄食率和被摄食量均随捕食者体长的增加呈上升趋势,关键饵料生物的被摄食率和被摄食量随着捕食者种群密度的增加而下降。此外,底层水温、水深、纬度和底层盐度等环境因素对种间营养关系的影响,因饵...     

环境中污染物降解基因的水平转移(HGT)及其在生物修复中的作用

水平基因转移是不同于垂直基因转移的遗传物质的交流方式.在污染环境这一特异生态环境中,降解基因的水平转移有着独特的功能与作用.研究环境中污染物降解基因在微生物间的水平转移,更深入地了解微生物种群适应污染环境的机理,对于评价污染物的环境毒理、生物可降解性以及污染环境的可修复潜力具有重要参考价值.在污染物生物修复实践中,可以通过调控降解基因的水平转移,增强污染环境中微生物的降解能力,更有效地发挥生物修复作用.文章将对环境中细菌间基因交流的机制,污染物降解基因的水平转移对微生物适应污染环境的机理、水平基因转移对代谢途径的进化及其对污染物生物修复作用的影响等方面的研究进展做一综述.     

食物、捕食和种间竞争对东方田鼠种群动态的作用

采用2×2×2析因实验设计,在野外围栏条件下,测定食物、捕食和竞争物种黑线姬鼠(Apodemus agrarius)对东方田鼠(Microtus fortis)种群动态作用的格局.食物可利用性、捕食及种间竞争的独立作用对种群最小存活数均具有极显著的效应,除捕食与种间竞争的交互作用接近显著水平外,食物与种间竞争、食物与捕食者以及三者间的交互作用均不显著;三类外部因子对种群补充量的独立作用效应均达到极显著水平,且对种群补充量的作用具有累加效应;食物可利用性、捕食及种间竞争对种群繁殖成体的比例具有极显著的作用;三类外部因子对种群幼体与成体的比例具有极显著的作用.对种群年龄结构而言,与捕食者及种间竞争比较,食物可利用性是相对较弱的影响因子,在任何捕食与种间竞争交互作用条件下,食物的作用均不显著;三类外部因子均能显著地影响东方田鼠的体重增长率,但三者的交互作用对其影响不显著;MANOVA结果表明,捕食对成体存活率的作用最强烈,其次,为食物可利用性,种间竞争的作用最弱,但三者的交互作用效应不显著.对幼体的存活时间,除捕食的作用接近显著水平外,食物可利用性及种间竞争的作用均不显著.结果提供了食物可利用性、捕食和种间竞争对东方田鼠种群动态作用的充分证据,验证了食物、捕食和种间竞争对田鼠类种群动态具有独立或累加效应的总假设.     

布氏田鼠种群内部调节的研究——种群密度、肾上腺和生殖腺重量之间的相互关系

种群动态及其调节原理是当代生态学研究中心课题之一。早期有关这方面的工作多偏重于外部调节或控制因子的研究,如注意于食物、捕食者、气候、寄生及疾病等因子的作用。自四十年代初期Elton(1942)强调了种内因子的重要性后,引起了生态学界的注意,并已围绕这方面开展了大量的工作。五十年代以来,曾由Christian (1950)、Christian etal.(1964)、Chitty(1960)、Wynne-Edwards(1964)及Krebs(1971,1974)等提出哺乳动物种群自我调节的各种假说。各自的论点虽不相同,但在某些基本思想方面却有其共同之处,即认为动物在与环境的长期适应过程中,发展了控制其数量的自我调节系统,使动物与其周围环境(包括生物、非生物)之间维持动态平衡,以利于种的生存和发展。七十年代以来,种群作为种的生存形式并对环境条件起整体反应的系统概念渗入生态学后,种群内部调节因子的作用愈益引起重视。     

污水生物处理中的噬菌体及其功能研究进展

污水生物处理是一种利用微生物分解污水中的污染物、实现污水净化的方法。噬菌体是侵染细菌的病毒,在污水生物处理系统中广泛存在,它们能够特异性地控制微生物菌群,影响污水处理效果和调控污泥性状。因此,研究污水生物处理中噬菌体的分布及其功能具有重要意义。本文介绍了不同污水生物处理中噬菌体的分布,简要分析了噬菌体分离、培养与鉴定方法及其优缺点,详细总结了噬菌体在污水生物处理中的功能,包括：（1）调节微生物群落结构,影响污水处理效果;（2）作为环境监测的指示生物;（3）控制病原菌、污泥膨胀、污泥发泡和膜污染;（4）减少污泥产量,重点分析了影响噬菌体功能的因素,探讨了污水生物处理中噬菌体功能应用存在的问题及其解决方法,最后对噬菌体未来应用的发展方向进行了展望,以期为污水生物处理技术和工艺的开发与应用提供参考,促进污水处理健康发展。     

捕食者-猎物关系的理论和应用研究

捕食者和猎物相互关系的研究,长期以来一直是动物生态学研究的中心课题之一。这种研究可区分为3种类型:第一是理论研究,即组建各种数学模型以便模拟捕食者和猎物间的相互关系;第二是实验种群研究,通常是在实验室内选用原生动物和节肢动物实验种群对捕食一猎物间的动态关系进行观察,并将观察结果与理论模型进行比较;第三是在田间对自然种群中的捕食者-猎物关系进行研究,并利用从理论研究和实验种群研究中所总结出来的各种基本原理对观察资料进行分析。在应用生态学领域中,常常靠引进新的更加有效的天敌来控制各种害虫。这些实际工作有些已获得成功,也有不少未取得预期效果,不管成功与否,它们都可被看作是对捕食者-猎物关系所进行的田间实验.     

与时俱进的我国环境微生物学研究

环境微生物学作为微生物学与环境科学相结合的交叉学科,已经在环境污染治理、废弃物资源化利用和生物地球化学循环等方面发挥着重要作用。《微生物学通报》本期推出的"环境微生物学主题刊"报道了专论与综述16篇、研究报告17篇,内容涵盖环境微生物生态学及生物修复、环境微生物资源的发掘与利用、环境微生物学研究前沿、环境污染修复与微生物多样性、环境微生物生理学及生物制剂等应用领域,期望该主题刊的出版有助于加强我国环境微生物学研究者间的交流和合作,推动环境微生物学学科的进一步发展。     

臂尾轮虫的种间竞争研究进展

轮虫(特别是臂尾轮虫)是浮游动物群落的重要组成部分和优势类群,它们之间的种间竞争是调节水生态系统结构和功能的主要动力之一。影响臂尾轮虫种间竞争结局的因素主要包括食物资源的种类和数量、竞争轮虫的相对个体大小、起始密度及晶囊轮虫等捕食者对其选择性捕食等生物因子,以及温度、竞争轮虫释放的化感物质及水环境污染物等非生物因子。已有的相关研究大多只涉及单一或两种因子对两种臂尾轮虫的种间竞争的影响,而关于多因子对多种臂尾轮虫种间竞争的研究还很不足。可通过模拟自然水体中的多因子及其随季节变化的波动开展不同臂尾轮虫种间竞争的实验室研究,并结合野外研究,可为臂尾轮虫乃至浮游动物的种间竞争结局和机理研究提供更多的基础资料。     

微生物对甲醛的净化效应与作用机制

甲醛是一种无色、强刺激性、危害人体嗅觉及免疫功能的有毒气体。目前工业的快速发展和室内装修的盛兴使得甲醛成为工业废气和室内空气污染的重要来源之一,也是当前威胁人类健康的主要杀手之一。开发高效净化甲醛的新技术是解决空气污染的重要途径。生物因能动态、持续地吸收利用甲醛,使得生物净化成为一种新兴、高效、绿色的甲醛污染防治技术。甲基营养菌等微生物可特异地吸收、同化甲醛等一碳化合物,逐渐成为生物净化甲醛的新宠。本文在分析甲醛的危害及其净化技术现状的基础上,从种群多样性、作用机理和应用等方面综述了微生物净化甲醛的研究进展。     

微生物性状揭示物种分布格局、群落构建机制和生态系统功能

微生物性状是指与其存活、生长和繁殖紧密相关的一系列核心属性,这些属性能够反映微生物对环境变化的响应,进而影响微生物的物种分布格局、群落构建机制以及相应的生态系统功能。越来越多的研究表明,相比于微生物分类学信息,微生物性状可以在种群、群落和生态系统尺度等视角扩展我们对微生物生态过程的理解,并提供生态模式的机理性解释。本文回顾微生物性状研究的发展历程,总结近年来基于微生物性状研究的前沿科学问题,比如微生物性状的分类和测定方法、基于性状的功能多样性定义及应用、性状与物种分布格局和群落构建机制的关系、性状对生物多样性和生态系统功能的影响以及对环境变化的响应等。尽管微生物性状研究已经延伸到生态学领域的各个方面,有力推动着各个前沿科学问题的研究发展,但是仍然面临很多机遇与挑战。因此,本文也从研究方法和研究方向等方面对未来基于微生物性状的研究提出了展望。     

人工湿地氮去除关键功能微生物生态学研究进展

人工湿地是一种能有效处理水体氮素污染的生态技术,其中微生物是驱动人工湿地系统中氮素去除的重要引擎。近20年来,随着分子生物学技术的广泛应用,有关人工湿地氮去除功能微生物生态学方面研究取得了一些重要进展。以硝化-反硝化作用和厌氧氨氧化作用这两种重要的人工湿地微生物脱氮途径为主,针对氨氧化细菌/古菌、厌氧氨氧化菌和反硝化菌等关键脱氮功能微生物的研究,重点归纳总结了目前有关这几类关键功能菌群在人工湿地中的丰度、活性、多样性、分布特征与影响因素,及其对废水中氮去除的作用,并在此基础上对今后的重点研究工作提出了展望。面向未来人工湿地氮去除关键功能微生物的研究应侧重其在污水净化和温室气体减排等方面的生态功能研究,同时加强其代谢过程与机制以及不同功能菌群间的关联研究。     

吲哚的微生物代谢及其作为新型信号分子的研究进展

吲哚,又称2,3-苯并吡咯,广泛应用于化工、医药、染料等行业,是工业上重要的前体物质,但其释放到环境中也是一种典型的氮杂环污染物。同时,作为一种常见的微生物代谢产物,自然界中无时无刻不发生着吲哚的合成—转化—降解过程。吲哚对微生物生物膜的形成、运动能力、毒性、质粒稳定性及抗生素抗性等多种生物功能有显著影响。因此,吲哚也被认为是新型且具有多功能的种间及跨界信号分子,在微生物生理学和动物行为学等领域发挥了重要作用。研究微生物介导的吲哚代谢机制,阐明其生物学功能的基础,是揭示吲哚在自然环境中的行为归趋和生态学意义的关键。本文系统地总结吲哚代谢的微生物资源及途径,介绍其作为信号分子的重要功能,并对有关吲哚-微生物相互作用的研究进行总结,以期为揭示复杂环境中吲哚生物代谢机制提供重要的理论参考。     

污水短程硝化体系氨氧化菌与亚硝酸盐氧化菌的生态学研究进展

短程硝化(partial nitrification, PN)是一种绿色低碳的生物脱氮创新技术,伴随厌氧氨氧化(anaerobic ammonia oxidation, Anammox)污水脱氮技术的进一步推广,短程硝化作为提供其电子受体的重要环节,已成为了污水脱氮领域的研究热点。氨氧化菌(ammonia-oxidizing bacteria,AOB)和亚硝酸盐氧化菌(nitrite-oxidizing bacteria, NOB)是该技术的核心竞争微生物,掌握这两类微生物的生态学特征,借助生态学理论和手段调控AOB淘汰NOB,提高种群的可预测性,对于实现稳定高效的短程硝化具有重要意义。本文基于生态学角度介绍了AOB和NOB基础分类、生理性能及生态位分离,重点综述了短程硝化系统中AOB和NOB的生长动力学、群落构建、环境因素和相互作用,最后对这两类微生物的未来研究重点和研究方法进行了展望,为短程硝化工艺的快速启动和稳定运行提供理论指导。     

群落组成及物种间相互作用对外来植物入侵的影响

外来植物入侵已成为严重的环境和社会问题,了解外来植物的入侵机制是有效控制其入侵的前提。生物阻抗假说认为,入侵地本地植物群落中的许多生物因子及生物过程能够抵御外来植物入侵。但关于群落抵抗外来种入侵的主要机制,目前还没有确定的结论。本文综述了群落中物种功能特征的多样性以及与外来种功能特征的相似度、植物与动物、植物与植物以及植物与土壤微生物间的相互作用等因素对外来植物入侵的影响,以及以前研究存在的不足。未来研究应该注重不同条件下植物与植物间的相互作用;不同竞争强度下,植物与食草动物的相互作用;植物、动物及土壤微生物三者之间的相互作用对外来植物入侵的影响。这些研究不仅能够丰富和完善入侵生态学理论,而且对于预测外来植物未来的扩散范围,合理有效地管理生态系统,防止外来植物入侵,保护本地生物多样性具有重要的实际意义。     

群落生态学中的植物-土壤反馈研究

植物-土壤反馈是指植物改变了其生长环境中土壤的生物和非生物属性,改变后的土壤进而影响植物适合度的过程。植物-土壤反馈的一个根本前提是:植物在根际周围产生由专化病原菌和共生菌构成的特异性微生物群落,专化微生物对宿主植物种群有很大的影响,对非宿主植物没有或者有微弱影响。自从20世纪90年代被明确提出后,植物-土壤反馈被广泛用于揭示不同尺度的生态学过程,诸如演替、竞争、生物入侵、全球变化对生态系统的影响等。近年来,植物-土壤反馈与群落生态学主要研究领域之间的整合取得了实质性进展。该文主要关注的是土壤微生物介导的植物-土壤反馈及其对植物物种共存、群落结构和生态系统功能的影响。土壤微生物不仅可以产生稳定化力量促进物种共存,也可以改变均一化力量或者种间适合度差异,从而影响植物种间共存。在群落生态学中通常假设稀有种受土壤负反馈的影响更弱,从而预测植物局域丰富度与土壤反馈强度具有负相关关系。然而实验证据却揭示了不同的模式,加强对植物与土壤病原菌之间的进化动态的关注是调和这些不一致模式的关键。土壤微生物也是驱动植物群落演替的关键因子。土壤微生物通过稀释效应影响植物多样性-群落生产力关系。专化土壤病原菌或...     

MAR-FISH技术及其在环境微生物群落与功能研究中的应用

对复杂环境中微生物群落结构和功能的研究是微生物生态学的重要任务。尽管现代分子生物学技术已经成功地用于解析环境中微生物的群落结构, 但是这些方法并不能提供微生物的原位生理学信息。而一种新的方法, 微观放射自显影和荧光原位杂交集成技术(MAR-FISH)则能够同时在单细胞水平上, 检测复杂环境中微生物的系统发育信息及其生理特性。本文总结了MAR-FISH方法的原理, 实验步骤及其在环境微生物群落与功能研究中的应用。     

微生物的交流信号

多年来微生物一直被认为是相对孤立的个体,在环境中独立地生存,但近些年的研究使人们认识到微生物也使用复杂多样的方式进行种内、种间,甚至与其他生物间的跨界信息交流。这些交流由特定的信号分子来完成,称之为微生物语言。借助这些交流语言使微生物在特定的生态位中与其相邻个体或种群建立了多样的互动关系,包括合作、竞争与资源共享等,通过协调群体行为,共同应对多变的环境。随着现代分子科学对自然微生物群落的不断深入研究,人们对微生物交流也逐渐有了更为清晰的认知。本综述总结了原核和真核微生物所使用的主要信号物质(如群体感应、群体猝灭、抗生素等)和交流方式,讨论了这些通讯语言在种内(同种微生物)、种间(异种微生物),以及跨界(微生物与宿主)交流上的表现。旨在更为深入地解读这一有趣的多学科交叉研究领域,更好地理解微生物交流语言的形式、机制和目的,为微生物行为的解读和生态事件的解析获取基于化学生态学的新思路。     

微囊藻毒素生态学研究

通过对微囊藻毒素的生态学进行综述,认为藻毒素的产生和含量的变化受水环境生物多样性、环境因子和微囊藻自身生物量等的影响。保障蓝藻在种群竞争、生态演替中获得竞争优势的各因素中,藻毒素发挥了重要调节作用。研究蓝藻的产毒机制,对于理解水体富营养化机制,实施蓝藻水华的生物控制,最终对富营养化水体进行生态修复具有重要的理论意义和现实作用;     

增强型生物除磷过程中聚磷酸盐积累微生物的研究进展

从磷污染控制、污水脱磷和磷资源角度论述了生物除磷的作用,并着重论述了增强型生物除磷过程中聚磷酸盐微生物(PAO)的研究历史、代谢特征及研究方法．聚磷酸盐广泛存在于自然界,但只有少数PAO微生物被分离、培养、鉴定出来．培养基能否分离出PAO和PAO能否在实验室条件下表现出polyP积累特征,均至关重要．糖原积累微生物(GAO)与PAO对碳源存在竞争关系,影响EBPR的效率．原位荧光分子杂交、激光共聚焦扫描电镜、微量放射自显影术、活体核磁共振光谱等现代科学技术的发展。使我们能够观察原位微生物群落组成、空间结构和功能变化．对PAO的深入研究,可改进污水脱磷的效率,提高对磷在环境中迁移转化的认识     

《自然环境中小型哺乳动物的种群研究》

D.P.Snyder教授主编的"Populations of Small Mammals under Natural Conditions"一书系1976年美国派默图宁生态学学术讨论会专刊[The Pymatuning Symposia in Ecology(Special pullicatcn series)]。此次会议在美国 匹兹堡大学 派默图宁(Pymatuniug)生态实验室举行。与会代表达100多名。会议曾对长期以来的种群生态学研究工作进行历史的、展望性的全面评述,旨在总结过去成就,确定当前的问题,并为今后的研究提出方向。会议内容十分广泛,涉及到种群生态学的许多重要领域,如种间竞争和种内竞争、种群竞争、种群周期、社群紧张、生理及行为反应、生态学模型、对生态系统结构与功能的影响以及种群管理与控制等。显然,其内容侧重于种群过程及机制,而对于结构及技术问题则探讨甚少。