太湖水华程度及其生态环境因子的时空分布特征

湖泊水华是全世界面临的严重生态环境问题之一,对人类和生态系统健康都有重大影响。由于湖泊水华受流域面源、点源污染、气候、水文因子以及湖泊生态系统自身特征等众多因素影响,水华是否爆发、其严重程度及时空分布特征呈现明显的复杂性。以我国太湖为研究区域,基于近年的水华及水环境的监测数据,用自组织特征映射神经网络对太湖不同监测点的水华程度进行了自动聚类分析。结果表明,太湖水华程度呈现为明显的无水华、轻度、中度和重度水华4类。不同程度水华的叶绿素a、水温、COD_(Mn)、营养盐、浮游植物生物量以及藻种(蓝藻、绿藻、硅藻)结构的时空差异显著,不同变量间的关系复杂,有助于深入认识太湖近年水华发生的时空变异特性。     

基于真实情境下问题解决的“生物与环境”复习课教学设计

本节复习课针对初中生物学“生物与环境”这一模块内容,以奥林匹克森林公园水生生态系统的建造及对“水华”的处理和生态系统的修复这一真实问题情境为主线,引导学生运用所学知识分析和解决实际问题,在此过程中落实生物学科核心素养。     

溶藻类细菌的研究现状

随着全球水体富营养化的加剧,有害藻类水华和赤潮的爆发日趋频繁,所造成的环境和经济问题日益引起人们的重视.溶藻细菌作为水生生态系统生物种群结构和功能的重要组成部分,对维持藻的生物量平衡具有非常重要的作用.目前在物理、化学和其它生物方法治理水华和赤潮都不够理想的情况下,利用溶藻细菌治理水华,可保持水环境生态平衡,从而达到防止水华的目的.而且随着溶藻细菌的生物学活性不断被发现,以茵治藻将作为水华和赤潮生物防治的一个新对策,具有广泛的研究前景.本文通过查阅近年来国内外有关水生生态系统中溶藻细菌研究的最新研究成果并对溶藻细菌防治有害藻类的种类、分离方法、作用方式及可能的作用机理、作用效应、研究前景和存在问题做一阐述,以期对于细菌溶藻方面的研究及开发应用具有一定的参考价值.     

短小芽孢杆菌溶藻效应研究

随着全球水体富营养化的加剧,有害藻类水华的暴发日趋频繁,其造成的环境和经济问题日益引起人们的重视,寻求有效的水华和赤潮防治途径势在必行。溶藻细菌作为水生生态系统中生物种群结构和功能的重要组成部分,对维持浮游植物生物量平衡具有非常重要的作用。不少研究认为水华和赤潮的突然消亡可能与溶藻细菌的感染有关。有些溶藻细菌能够分泌细胞外物质,对宿     

“生态系统的结构和功能”的概念教学设计

在设计"生态系统的结构和功能"的概念教学时,始终贯穿"结构与功能相统一"的生物学思想,通过合理运用概念模型促进概念形成、充分运用已有概念构建抽象概念的方式,引导学生从整体宏观的角度认识生态系统的结构和功能。     

溶藻细菌对固氮藻氮代谢的影响

随着水体富营养化的加剧,有害藻类水华和赤潮的爆发日趋频繁,导致水质的恶化,水体资源丧失其功能和价值。修复藻型富营养化水体生态系统可以从控制藻类繁殖和调整藻类群落结构方面着手,使整个水生     

香溪河库湾春季水华期间悬浮颗粒物粒度动态的初步研究

水体中的悬浮颗粒物是物质在水环境中迁移转化的载体和蓄积库,是营养成分在水相、沉积物相和食物链中循环的重要载体,是河流生态系统物质循环和能量流动的重要组成部分[1—3],很多学者研究了悬浮物的组成、结构和粒度之间的关系,发现其粒度特征对于了解生态系统内部物质和能量循环转化过程具有重要意义[4,5]。三峡水库蓄水后,香溪河下游部分河段成为库区的一部分,相对于河流来说,流速的减小使更多的悬浮颗粒物发生沉降,营养物质富集,易暴发水华[6]。本研究在三峡水库香溪河库湾水华暴发过程中对不同水深的悬浮颗粒物在24h内的动态分布特征进…     

细菌溶藻技术的研究

近年来水体富营养化而导致的藻类水华爆发事件,对人类健康及水生生态系统产生了严重危害。在利用物理、化学等防治方法都不甚理想的情况下,利用微生物处理作为水华治理的潜在手段已得到学界的广泛关注。通过实验经验和查阅大量文献,对一些细菌溶藻技术进行综述。     

模拟生态系统中噬藻体裂解蓝藻宿主的生态学效应

实验采用模拟生态系统,研究了噬藻体裂解蓝藻宿主后营养物质循环变化的过程,以及细菌和漂浮植物对这个过程的影响。结果表明噬藻体裂解宿主所释放的营养元素在细菌的作用下迅速进入新的循环并形成新的水华,而加入浮萍则可以有效吸收水体营养,防止新的水华发生。因此推测单纯地利用包括噬藻体在内的微生物裂解藻类的方法,并非治理水华的有效方法,但如果能够结合漂浮植物等其它治理手段,则有可能同时实现水华的控制和水质的改善。     

湘江藻类水华结构特征及对重金属的积累

2010年9月下旬,湘江中下游发生藻类水华,严重影响了沿线居民的生活.采集湘江上游永州、中游衡阳与下游株洲、湘潭、长沙段水样,对此次水华期间浮游植物群落结构、优势种类进行了调查分析,并测定其对湘江金属离子的积累,进行小鼠生物毒性实验,旨在评价此类水华是否将对湘江水生生态系统及人体健康构成威胁.结果表明：（1）光学显微镜与扫描电子显微镜分析,此次水华为硅藻门颗粒浮生直链藻（Aulacoseira granulata）水华.湘潭和长沙段水华最为严重,藻细胞数均达到1.3×105丝状体/L,长沙段叶绿素a含量达0.04mg/L;（2）湘江颗粒浮生直链藻对金属离子Al,Fe和Mn富集量分别达到4.4×103,768.4和138.7mg/kg干重,富集系数分别为4.0×105,7.7×105和3.2×103;其对高毒重金属Pb富集量为19.2mg/kg干重,富集系数为9.6×103;（3）小鼠生物毒性实验证实,湘江重金属污染条件下颗粒浮生直链藻水华存在一定生物毒性,全组份组LD50为384mg/kg,95%可信限介于228.5~646.3mg/kg之间,对湘江水生生态系统及沿线居民健康造成了威胁.     

黄龙带水库甲藻水华的脂肪酸组成特征

浮游植物是水体颗粒物中最重要的组成,同时也是生态系统中物质和能量传递的重要物质基础。脂肪酸是浮游植物细胞内一种重要的生理构件,并具有重要和特殊的生理功能。由于不同浮游植物所含的颗粒脂肪酸不同,因此自然水体中的颗粒脂肪酸种类和数量的组成与变化反映了水体中浮游植物的群落结构及演替过程。在水体富营养化过程中,浮游植物的组成也随之变化,因此研究水体中颗粒脂肪酸的浓度和组成结构可以直接反映水体的富营养化水平和特征的生化指标,也能有利于掌握不同类型浮游植物水华的发生机制。2005年4月,在中国广东一座处于北回归线中营养型水平的水库-黄龙带水库中发生了二角多甲藻水华,本研究主要研究了此次水华过程中的浮游植物群落结构的变化、水体中颗粒物的脂肪酸组成和浓度的变化,探讨了热带亚热带地区二角多甲藻水华过程中浮游植物群落与脂肪酸组成特征、脂肪酸组成特征与水体营养状态之间的关系。结果表明:黄龙带水库为中富营养水平水库,此次共鉴定出藻类28种,二角多甲藻(Peridinium bipes Stein)是这次水华的优势种。其生物量变化为0～5138μg·L^-1。在水华高峰期二角多甲藻生物量占总生物量的80%以上,水华消退期占30%以下。硅藻生物量在水华高峰期有下降趋势,水华消失期有上升趋势;蓝藻的增长趋势更加明显,绿藻在整个过程中生物量较低,波动不大。水华过程中脂肪酸的种类丰富,浓度很高。共检测出脂肪酸21种,包括各种饱和脂肪酸(SFA),单不饱和脂肪酸(MUFA)和多不饱和脂肪酸(PUFA),含量变化为0～74.593μg·L^-1。在水华高峰期,偶碳数饱和脂肪酸占有非常明显的优势,而奇碳数脂肪酸相对浓度较少,总脂肪酸浓度为85.5～192.2μg·L^-1。与水华高峰期相比,水华消退期的总脂肪酸浓度仅有16.5～45.5μg·L^-1。水华消退期饱和脂肪酸的相对丰度要高于水华高峰期,而多不饱和脂肪酸的相对丰度则相反。C18:5和EPA、DHA等甲藻标志脂肪酸的检出频率和浓度较高,颗粒物脂肪酸特征较好地反映了甲藻水华过程浮游植物群落结构的变化;并为淡水甲藻脂肪酸的研究提供一些基础资料。     

社会性科学议题在高中生物学复习课中的应用

以"太湖水华的发生与治理"和"基因治疗"为例,介绍在高中生物学复习课中,如何利用社会性科学议题作为教学情境,引导学生构建概念体系、解决真实问题.     

用高效液相色谱法检测天然水体中的微囊藻毒素

由于大量氮、磷等物质释放到水体中,导致水体富营养化加剧,水华的发生已成为全球性环境问题。在长江、黄河、松花江等主要河流和太湖、滇池、巢湖等每年都有水华发生。因此建立快速、灵敏、可靠、简便可行的蓝藻毒素检测方法以对毒素进行早期检测和预报是保护水生生态系统和人类健康的关键措施之一。     

微囊藻毒素生物合成及其检测的分子生物学研究进展

随着世界各地水体富营养化的日益加剧,蓝藻水华的爆发频率越来越高,爆发范围也越来越广,已经成为国内外学者高度关注的重大环境问题。微囊藻水华是淡水水体中危害最严重的一类,特别是在我国巢湖、太湖和滇池等大型湖泊,经常爆发微囊藻水华,给水体生态系统和人类健康带来了巨大的危害。本文简介了微囊藻毒素的化学结构与危害,综述了微囊藻毒素mcy基因簇、Adda生物活性结构以及肽链合成与环化等关键生物合成过程,并重点归纳了聚合酶链式反应(polymerase chain reaction,PCR)、实时定量PCR(real time quantitative PCR detecting system,QPCR)、基因芯片(gene microarray)和变性梯度凝胶电泳(denaturing gradient gel electrophoresis,DGGE)等用于藻毒素检测的分子生物学技术方法,最后对相关研究进行了展望。     

蓝藻毒素的类型及其产毒基因

水体富营养化及蓝藻水华的频繁发生,严重破坏水域生态系统,有毒水华蓝藻产生的藻毒素,污染水体且危害水生动物和人类健康。本文综述了水华蓝藻的次级代谢产物藻毒素及藻毒素合成基因的国内外研究进展,介绍了蓝藻毒素的类型、不同毒素毒性机理、产毒基因以及利用产毒基因进行产毒蓝藻的分子生物学检测等,并对研究中存在的问题和未来的研究方向进行了展望,目的是为建立有毒水华蓝藻的预警机制、科学评价产毒蓝藻及其藻毒素的生态、环境危害及生态环境治理提供理论和技术支撑。     

“生态系统的稳定性”单元教学设计

以森林生态系统的虫害干扰为例,通过引导学生整理分析调查数据,发现生态系统自我调节能力的具体体现。师生通过讨论分析得出生态系统营养结构的复杂程度与自我调节能力大小之间的内在联系。在此基础上,引导学生形成科学地保护和利用生态系统的观念。     

细菌溶藻的初步研究

滇池是我国西南地区的大型浅水湖泊,近十几年来,滇池蓝藻水华发生的频率和数量均明显增加。其中微囊藻(Microcystis spp.)水华是危害最严重的一类,由于这类水华发生普遍,持续时间长,而且多数产毒,危害性很大,因而倍受人们的关注。人们不断致力于微囊藻水华的消除、其毒素的降解、危害防治等方面的研究,期望减少以至消除微囊藻对生态系统和人类健康的影响。对于控制水体中有毒藻类及其负面影响乃至最终消除,人们采取了多种措施,总的说来为两种基本途径:一是控制它们在水体中的生长繁殖而保持其较低的生物量,二是采用各种办法来杀死它们。       

系统分析与模型建构——"生态系统的结构"教学设计与案例

从"注意初、高中课程的衔接,合理选择教学内容;解读课程标准,确定教学目标,形成教学设计思路;简述'系统论(分析)'的基本观点和方法,建立新知识学习的'同化点';引导学生运用系统分析的基本方法,尝试建构不同层次生命系统的'思想模型';分组讨论'生态瓶'的制作方法,尝试设计生态系统的'物质模型'"等几个方面探讨了通过"生态系统结构"的教学培养学生"系统分析"与"模型建构"能力的教学过程.     

“月宫一号”在“生态系统的结构和功能”复习课中的教学应用

在"生态系统的结构和功能"一节复习课中,以我国最新的生态工程技术"月宫一号"为例创设问题情境,将"月宫一号"作为教学主线,设置问题串展开教学。阐述前沿的科学技术成果在"生态系统的结构和功能"一节复习课中的教学实践过程。     

书讯

《水华蓝藻生物学》一书由藻类学家胡鸿钧研究员编著,已于2011年4月下旬由科学出版社出版。这是国内第一部有关水华蓝藻的综合性参考书。该书共分为9章,较系统地论述了水华蓝藻的形态、细胞结构、分类、生态、毒素种类、毒性、毒理、分子生物学的研究概况以及蓝藻水华发生机理。共收录整理了国内外已报道的水华蓝藻26