森林生态系统健康评估I．模式、计算方法和指标体系

生态系统健康评估是21世纪生态系统学研究的主要内容和迫切任务之一．简单实用的生态系统健康评估理论和方法需要可操作性的概念和一个全面、简明、易操作且规范化的指标体系,它们是进行生态系统健康评估的基础．以阔叶红松林生态系统为例,从对森林生态系统健康的理解和评价出发。通过引入模式生态系统集的思想,提出了对森林生态系统健康理解的独创看法,并以此提出生态系统健康评估的新方法——健康距离(HD)法,并推导出计算公式．同时,针对阔叶红松林生态系统的系统特征和面临的各种具体健康问题,提出了基于自然-经济-社会复合生态系统属性的阔叶红松林生态系统健康评估指标体系,并具体到各度量指标,为下一步的健康评估打下基础．     

可调式沉水植被网床对泥沙型富营养化河道生态修复工程研究

分别采用水花生(Alternanthera philoxeroides (Mart.) Griseb)和狐尾藻(Myriophyllum verticillatum)2种可调式沉水植被网床对临港新城环湖流动泥沙型河道进行修复, 通过4个月连续跟踪测定修复河道总氮(TN)、硝态氮(NO₃-N)、亚硝态氮(NO₂-N)、总磷(TP)、活性磷酸盐(PO₄-P)的含量变化以及水体透明度(SD)变化以评价可调式沉水植物网床生态修复效果。结果显示, 沉水植物网床对流动泥沙型河道透明度具有明显改善作用。其中, 水花生网床和狐尾藻网床对TN、NO₃-N、NO₂-N、TP、PO₄-P的削减率分别为69.58%、67.91%、84.48%、62.26%、82.61%和45.48%、58.32%、76.56%、43.12%、73.68%, 且分别对泥沙型河道透明度提高了18%和26%。可见, 水花生网床对营养盐的削减效果优于狐尾藻网床, 而狐尾藻网床对透明度改善效果优于水花生网床。因此把这2种可调式沉水植物网床结合起来, 对流动泥沙型富营养化河道具有更好去除富营养物及泥沙的生态修复效果。     

翠湖沉水植物消失探究

近年来,北京翠湖湿地公园中沉水植物大量减少．失去了水体净化的功能。本文通过实验对湖水中农药残留物和沉水植物的相关影响进行研究．结果表明现阶段农药扑草净残留物对翠湖湖水及底泥土壤的影响不大,但相关部门反复喷洒农药扑草净在杀灭引起“水华”现象的藻类的同时,也抑制了水体中的沉水植物进行光合作用而导致其大量死亡。建议相关部门对于化学药物的使用应该采取谨慎措施．同时对沉水植物进行补种。恢复健康湿地生态系统的生物多样性。     

洱海底泥特性对七种沉水植物生长的影响

为研究洱海底泥特性对沉水植物生长的影响,采用不同比例洱海底泥与湖岸土壤掺混形成五种基质,并分别移栽苦草、黑藻、微齿眼子菜、马来眼子菜、光叶眼子菜、穿叶眼子菜和狐尾藻,进行为期70d的室外生长实验,结果表明不同基质对几种植物的影响具种间差异。（1）在基质为50%深层底泥+50%湖岸土壤（碳、氮、磷含量分别为31.59、0.334和0.095 mg/g）时,苦草、马来眼子菜和光叶眼子菜的株高最大;基质为100%深层底泥（碳、氮、磷含量分别为37.88、0.803和0.149 mg/g）时,黑藻、微齿眼子菜、穿叶眼子菜和狐尾藻的株高最大;（2）基质为100%深层底泥时,苦草、黑藻、微齿眼子菜、马来眼子菜和光叶眼子菜生物量增加最多且相对生长速率最大;基质为100%浅层底泥（碳、氮、磷含量分别为77.37、5.691和0.136 mg/g）时,穿叶眼子菜生物量增加最多,相对生长速率最大;狐尾藻在基质为50%浅层底泥+50%深层底泥（碳、氮、磷含量分别为49.27、2.005和0.131 mg/g）时生物量增加最多,相对生长速率最大;（3）基质为100%湖岸土壤（碳、氮、磷含量分别为22.06、0.327和0.231 mg/g）时,7种沉水植物均生长缓慢,生物量增加较少。综上所述,中营养底泥（碳、氮、磷含量分别为31.59-49.27、0.334-2.005和0.095-0.131 mg/g）更适合沉水植物生长,底泥中过高或过低营养都不利于沉水植物生长。     

沉水植物生长和腐解对富营养化水体氮磷的影响机制研究进展

沉水植物作为湖泊、河流等生态系统的主要高等植物, 在修复富营养化水体中的作用日益受到重视, 合理利用沉水植物是去除富营养化水体氮磷的有效途径。沉水植物对水体氮磷的迁移转化影响包括生长和腐解两个阶段。文章综述了沉水植物生长对富营养化水体氮、磷的净化效果和净化机制, 分析了沉水植物腐解对氮、磷迁移转化的持续影响, 并提出了今后沉水植物净化氮、磷的研究方向, 为沉水植物推广应用于修复富营养化水体提供理论基础。     

浅水富营养化湖泊生态修复过程中大型沉水植物群落结构变化以及对水质影响

实现富营养化浅水湖泊生态修复的根本途径是一个完善的生态系统的建立,而实现这一途径的核心则是沉水植物群落的恢复。因此,研究生态修复过程中沉水植物群落结构变化以及水质变化,对富营养化浅水湖泊的生态修复具有重要意义。本研究从2007年12月至2008年7月,对惠州西湖南湖生态修复过程中沉水植物群落结构变化以及对水质的影响进行了研究,以期为富营养化浅水湖泊生态修复提供重要的理论依据和实践指导。研究结果表明:5月份之前,南湖中黑藻比例明显高于苦草,分别为65%和30%左右;之后,在鱼类调控以及人为干扰等措施下,黑藻比例急剧下降,降至约5%以下;而苦草则大幅增到95%左右。沉水植物覆盖率也从40%增加到约95%左右。由此可见,南湖已由先锋物种黑藻为主的生态系统逐步过渡到以苦草为主生态系统。在沉水植物群落结构变化过程中,水中TN、TP以及chl a浓度变化趋势基本一致。在群落结构变化之前都保持较低水平,在5月份达最大值后迅速降低。其可能原因是沉水植物群落转变过程中,生态系统内部各因子变化剧烈,由原来以吸收水体中营养为主的黑藻生态系统逐步过渡到以底泥中营养为主的苦草生态系统,加之鱼类搅动及此过程中人为、降雨等因素干扰,导致营养盐水平和chl a浓度增加,但随着生态系统的逐步稳定,经过大型沉水植物对营养盐的竞争、悬浮物抑制以及克藻效应等因素,水体质量又逐步得到改善,TN、TP 浓度迅速降到0.840mg·L^-1和0.028 mg·L^-1L,chla则降到2.562μg·L^-1左右,透明度增加到120cm。由此可见,南湖已由修复前浮游植物主导的混浊态,经过一个短暂的黑藻为主的生态系统,逐步过渡到已苦草为主且较稳定的清水态生态系统。     

五种沉水植物对富营养化水体的净化效果

为达到净化水质的目的,采用移栽沉水植物控制富营养化水体中营养盐含量和浮游藻类生物量。本研究在夏季藻类密度较高的富营养化水体中移栽5种长江中下游流域常见沉水植物,比较不同沉水植物去除营养盐和控制藻类总量的能力。研究结果:5种沉水植物对水体总氮含量去除率的大小顺序为:竹叶眼子菜>黑藻>苦草>微齿眼子菜>菹草,对总磷去除率大小顺序为:竹叶眼子菜>黑藻>微齿眼子菜>苦草>菹草;竹叶眼子菜控制水体中藻类总量的效果最佳,苦草、微齿眼子菜及菹草次之,黑藻对水体总磷和浮游植物的去除效果均极显著(p≤0.01),而对总氮含量的作用影响不明显(p=0.209)。综合营养盐吸收作用和藻类控制效果来看,竹叶眼子菜在整个实验过程中生长状态良好并达到较为稳定的净化作用,是夏季治理浅型富营养化静水水体的理想物种之一。     

大型溞引导的沉水植被生态修复对滴水湖水质的净化效果

2007年4月-2008年1月,在滴水湖D港中段长950m(水量为10000m3)的修复区内投放大型溞(Daphnia magna),以滤除水华藻类等颗粒有机物,然后移栽伊乐藻、苦草、轮叶黒藻、光叶眼子菜和菹草等沉水植物,逐月监测水体中总氮(TN)、铵态氮(NH4+-N)、硝态氮(NO3--N)、亚硝态氮(NO2--N)、总磷(TP)、活性磷酸盐(PO43--P)和COD等水质指标,分析沉水植被栽培对滴水湖水体水质的净化效果.结果表明:试验期间,修复区水体TN、TP、NO3--N、NO2--N、NH4+-N、PO43--P和COD显著低于对照区(P0.01),溶解氧(DO)增加了50.4%,水体透明度(SD)平均在3.4~3.7m,水质达到国家Ⅱ~Ⅲ类地表水水质标准;2008年3月应用已构建的沉水植被群落对富营养化流水水体水质进行净化试验,7d后修复区流水水体除BOD外,TN、TP、NO3--N、NO2--N、NH4+-N、PO43--P和COD均显著降低(P0.01),DO增加了17.98%,SD提高了30cm.利用大型溞控藻后移栽沉水植物对滴水湖水体水质的净化效果十分显著.     

几种常见沉水植物对砷富集的研究进展

常见的沉水植物(苦草、狐尾藻、金鱼藻、黑藻)对水体中的砷(As)有着较强的富集能力,研究沉水植物对As的富集特征对利用沉水植物控制水体As污染及保护人体健康有着重要意义。沉水植物对As的富集能力与水环境中As的浓度、形态、共存离子如磷酸盐、Zn离子等因素相关,其对As的耐受性及富集能力可以通过合适的化学、生物方法得到增强,从而提高沉水植物对含As污水的修复能力。但由于植物基因多样性及水环境因素复杂性,沉水植物对As的运输和解毒机制,以及沉水植物后期的处理和管理技术,仍是今后该领域需要重点关注的问题。     

不同光照强度和底质营养对三种沉水植物的影响

沉水植物的生长不但与光照强度的关系密切, 也受底质营养的影响, 因此研究光照强度和底质营养两种环境因子的共同作用对沉水植物的影响尤为重要。本文选择轮叶黑藻(Hydrilla verticillata)、苦草(Vallisneria natans L.)和大茨藻(Najasmarina L.)3 种沉水植物为研究对象, 设置3 种光照强度(高、中、低)和2 种底质营养(高、低)处理, 通过测定植物生长指标(生物量和叶绿素)及水质指标(水体溶氧量和pH)的变化反映光照强度与底质营养对三类沉水植物生长的影响。结果表明: (1)高底质营养处理促进了三种沉水植物的生长, 生物量、叶绿素含量、水体溶氧量和pH 均高于低底质营养处理组。(2)高底质营养处理组中, 轮叶黑藻在中光照强度处理下其生物量最高为4.87 g, 苦草在低光照强度处理下生物量最高为3.13 g, 大茨藻在高光照强度处理下生物量最高为4.71 g, 相应的叶绿素含量和水体溶氧量也都达到了最大值。因此根据修复湿地环境中的光照和底质条件, 因地适宜的选择沉水植物必须研究各种沉水植物不同的生态影响因子。     

附着生物对太湖沉水植物影响的初步研究

在水草生长比较旺盛的季节（5—6月）,以富营养化严重的太湖梅梁湾和水草较丰富的贡湖湾作为采样区域,研究了2种环境状态不同湖区附着生物的现存量及其对沉水植物的影响.结果表明:富营养化严重水域植物上附着生物的现存量较高,但不同种类植物间有所差异.附着生物显著抑制水生植物光合作用,6月的抑制作用高达91.9%以上.这种抑制作用的大小随附着生物量的增加而增强,且受宿主植物的影响.     

沉水植物在治理滇池草海污染中的作用

本文论证了在滇池草海中恢复沉水植物并建立以优化的沉水植物为基础的湖泊生态系统,是利用水生植物治理草海的最佳生物防治措施。这种以优化的沉水植物为基础的湖泊生态系统优于以浮游植物或以漂浮植物为基础的湖泊生态系统。结合水生植物的综合利用,它是一种一举多得、经济而又实效的治理手段。     

Distribution and diel migration of macroinvertebrates within dense submerged vegetation

1. We studied vertical and horizontal distribution of macroinvertebrates within a dense stand of Chara spp. in Lake Krankesjön, southern Sweden. Invertebrates were sampled at three depths within the vegetation and at three distances from the vegetation edge during day and night in July and August. Corresponding samples of oxygen content of the water were taken.
2. The densities (number of invertebrates per unit plant biomass) of most invertebrate taxa were generally lower in the upper layers of the vegetation than in the layers close to the sediment. The densities of several taxa ( Asellus aquaticus , Cloëon sp. and Polycentropodidae), as well as total density of invertebrates, were higher at the edge than in the innermost parts of the macrophyte stand, whereas snail densities generally were highest at the innermost sites.
3. Densities of A. aquaticus , Chironomidae larvae and Helobdella stagnalis generally increased at night. These taxa appear to undertake a diel vertical migration within the vegetation, towards, or even down to the sediment in daytime and up into the vegetation, in some cases to the vegetation surface, at night. Factors underlying the diel vertical migration are discussed, as are their ecological consequences.     

椭圆萝卜螺Radix swinhoei (H. Adams)对三种沉水植物的牧食选择

报道了2005年7～9月在太湖试验基地进行的椭圆萝卜螺对沉水植物牧食的实验结果。结果表明,椭圆萝卜螺对3种沉水植物的平均牧食率为7.87mg•g^－１•d^－１,其中对苦草的牧食率最高（13.63 mg•g^－１•d^－１）,马来眼子菜次之（9.66mg•g^－１•d^－１）,轮叶黑藻最低（0.31mg•g^－１•d^－１）,且牧食率与螺规格呈显著负相关。椭圆萝卜螺对沉水植物的牧食具有选择性,喜食苦草而较少选食其他两种沉水植物。椭圆萝卜螺的食物选择性能力与其规格有关,随着生长对沉水植物的选择性加强。探讨了椭圆萝卜螺对沉水植物的选食机理。      

椭圆萝卜螺Radix swinhoei (H. Adams) 对三种沉水植物的牧食选择

报道了2005年7～9月在太湖试验基地进行的椭圆萝卜螺对沉水植物牧食的实验结果.结果表明,椭圆萝卜螺对3种沉水植物的平均牧食率为7.87mg·g-1·d-1,其中对苦草的牧食率最高(13.63 mg·g-1·d-1),马来眼子菜次之(9.66mg·g-1·d-1),轮叶黑藻最低(0.31mg·g-1·d-1),且牧食率与螺规格呈显著负相关.椭圆萝卜螺对沉水植物的牧食具有选择性,喜食苦草而较少选食其他两种沉水植物.椭圆萝卜螺的食物选择性能力与其规格有关,随着生长对沉水植物的选择性加强.探讨了椭圆萝卜螺对沉水植物的选食机理.     

南四湖沉水植物物种多样性和功能多样性对水深梯度的响应

从物种多样性和功能多样性探讨沉水植物群落对水深的响应可深刻揭示水深对群落构建的影响机制。以南四湖不同水深沉水植物群落为研究对象,对比分析了群落的9个加权功能性状（株高、茎分支数、茎节数、茎直径、根长、根围直径、生物量分配比、比叶面积、植物体磷含量）、5个物种多样性指数（Berger-Parker生态优势度指数、Margalef丰富度指数、Simpson多样性指数、Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数）和5个功能多样性指数（功能丰富度FRic指数、功能均匀度FEve指数、功能离散度FDiv指数、功能分散度FDis指数和二次熵Rao指数）以及物种多样性和功能多样性关系对水深的响应规律。研究结果表明：（1）水深可显著改变群落株高、根长、根围直径、比叶面积、生物量分配比和植物体磷含量6个加权功能性状;群落茎分支数、茎节数和茎直径3个加权功能性状对水深变化无显著响应;（2）水深可显著影响群落物种多样性和功能多样性,中等水深处沉水植物群落具有较高的Margalef丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数、Berger-Parker生态优势度指数、Pielou均匀度指数以及功能丰富度FRic指数、功能均匀度FEve指数、功能离散度FDis指数、二次熵Rao指数;（3）水深可改变5个物种多样性指数与功能丰富度FRic指数、功能均匀度FEve指数、功能离散度FDiv指数3个功能多样性指数间的相关关系,但对5个物种多样性指数与功能离散度FDis指数、二次熵Rao指数2个功能多样性指数间的相关关系无显著影响。研究结论为：群落不同测度的物种多样性和功能多样性指数及其相关关系对水深变化的响应迥异,在探讨水深对沉水植物群落构建的影响机制时应从多个方面综合考量。     

海岸带地理特征对沉水植被丰度的影响

对北美切斯比克海湾99个河口海岸带地理特征(流域土地利用类型、河口宽度、海岸线分形维度、流域面积与河口面积比、高分辨率平均波浪高度和沉积物等)对1984-2009年间沉水植被丰度的影响进行了研究.结果表明:相同盐度分区的不同土地利用类型下,以及相同土地利用类型的不同盐度分区下,沉水植被丰度存在着明显的差异;沉水植被丰度与海岸带地理特征各单因子之间呈微弱相关性(-0.157≤r≤0.442),其中,沉水植被丰度与河口宽度(r=0.442,P＜0.001)、分形维度(r=0.290,P=0.007)和平均波浪高度(r=0.306,P=0.002)相关关系相对较高,且呈极显著正相关(P＜0.01);分类回归树模型分析表明,影响沉水植被丰度的海岸带地理特征因子依次为流域与河口面比、河口分形维度、盐度和平均波浪高度,共可解释沉水植被丰度空间变异的60％以上.研究表明,海岸带地理特征直接或间接的影响着区域沉水植被丰度,二者之间存在一定的相关关系;不同特征因子对沉水植被丰度的影响程度不同,但整体呈现出多因素综合的复杂影响.研究结果对切斯比克海湾沉水植被的生态恢复具有一定的指导意义.     

太湖西岸湖滨带水生生物分布特征及水质营养状况

对太湖西岸湖滨带入湖河口区浮游生物和底栖动物的种类、单位体积数量以及物种多样性调查的基础上,分析了该区域水生生物分布特征。研究表明,在调查到的5个浮游植物门类中,蓝藻和绿藻门种类占到46.81%和36.17%。单位水体中的物种数量分别占到总藻类的60.97%和34.49%,而硅藻门仅占到总藻类数量的3.07%。Shannon-Wiener物种多样性及均匀度指数基本在1.3~1.6和0.14~0.22之间波动。在调查到的71种浮游动物中,耐污染的桡足类和枝角类占36.62%。单位水体中的物种数量分别达到7.07×104个/L和7.76×104个/L;底栖动物群落结构趋于单一化,敏感种大量减少或消失,物种多样性指数值低下,H′及其均匀度值J仅分别为1.59和0.581左右。同时,部分耐污染和广布种大量繁殖,其单位水体中的物种数量平均占到底栖动物总量的84.76%。对入湖河口区24个点位的水质监测结果也表明,水体中的TN、TP浓度分别为3.50mg/L和0.28mg/L,分别高于国家湖泊水环境质量Ⅴ类水质(TN≤2.0mg/L,TP≤0.2mg/L)标准。结合优势种和多样性指数水质分析方法,太湖西岸湖滨带水体水质已近严重富营养化程度。