长江上游干流及赤水河蛇鮈遗传多样性与种群历史分析

通过分析76尾来自长江上游干流宜宾(14尾)、合江(30尾)及支流赤水河(32尾)蛇(鮈)(Saurogobio dabryi)种群的线粒体细胞色素b(Cyt b)基因序列,研究蛇(鮈)3个地理种群的遗传多样性及种群历史.用于分析的Cyt b序列长1 097 bp,含变异位点28个,其中简约信息位点18个.76尾个体共检测到26个单倍型,整体呈现较高的单倍型多样性(Had=0.872)和较低的核苷酸多样性(Pi=0.004 0).三个种群共享较多的单倍型.基于单倍型构建的系统发育树及NETWORK网络关系图显示:所有来自长江上游干流和赤水河的单倍型不能按照地理分布各自聚类,而是相互混杂聚在一起;网络关系图呈星状分布,未检测到原始单倍型和进化中心.此外,基于单倍型频率分析得到的三个种群间的遗传分化指数FST值较低(分别为-0.0293、0.0280和0.0258).分子方差分析(AMOVA)显示,整体上长江上游干流及赤水河蛇(鮈)种群变异主要来源于种群内,种群内的变异占总变异的80.00％,表明长江上游干流及赤水河蛇(鮈)种群属于同一种群,蛇(鮈)各地理种群间基因交流频繁.中性检验、错配分析及BSP(Bayesian skyline plot)分析显示,整体上长江干流及赤水河蛇(鮈)种群在距今0～ 0.025 Ma(百万年)期间发生过种群扩张现象.     

基于土地利用与土地覆被的长三角生态系统服务供需空间格局及热点区变化

快速城市化与土地利用变化导致区域生态系统服务供需失衡,进而使得生态环境恶化已成为共识。开展生态系统服务供需关系及其空间量化研究,有助于识别出区域中存在的主要生态环境问题及其关键驱动。以长江三角洲为研究区,基于土地利用与土地覆被和生态系统服务供给和需求评价矩阵的方法对1985—2015年长三角生态系统服务供需盈亏格局及热点变化进行分析,结果表明:1)长三角地区生态系统服务供给减少,需求增多,生态系统服务盈余区从1985年的40.9%下降至2015年的38.5%,生态系统服务赤字区面积占比从1985年的1.3%增长到2015年的10.6%,总体呈现供不应求的趋势; 2)沪宁杭城市发展梯度带上生态系统服务供需盈亏呈"V"型分布,且30年内城市中心及其附近的生态系统服务供需值下降更为明显; 3) 30年内长三角生态系统服务供需盈余热点区整体变化不大,30年内面积减少了0.1%;而赤字热点区则呈现出快速扩张趋势,面积占比30年内增加了14.9%。说明随着城市化进程的加快,长三角生态系统服务供需亏损状况更严重; 4)生态系统服务供需评价矩阵可以比较简便、全面的反映出生态系统服务供需盈亏状况,研究结果可对快速城市化地区生态环境与土地利用规划与管理提供有益参考。     

长江口潮滩生态系统氮微循环过程中大型底栖动物效应实验模拟

依据长江口滨岸潮滩大型底栖动物的自然分布特征,选取了两段典型的研究区域——崇明东部潮滩和浒浦岸段边滩,运用实验模拟和对比分析方法,定量地研究了大型底栖动物谭氏泥蟹和河蚬对潮滩生态系统中氮营养盐的界面扩散及其早期成岩变化的影响。研究表明,谭氏泥蟹主要通过掘穴活动增加沉积物-水-气三相接触界面,促进沉积物中的无机氮(NH 4- N、NO- 2 -N和NO- 3- N)向上覆水体中扩散,并且也加快了沉积物中氮的氨化作用和硝化作用速率,而河蚬则主要通过生理活动机制影响潮滩生态系统内氮素的迁移转化过程。研究结果深刻揭示了大型底栖动物通过生物扰动和生理活动作用机制,促进了长江口潮滩生态系统内氮素的生物地球化学循环过程速率。     

江河源区高寒草甸退化序列上"秃斑" 连通效应的元胞自动机模拟

高寒草甸草毡层"秃斑"是高寒草甸退化进程中最活跃的表征,明确其在退化序列上的演变时空规律是揭示草地退化动力学机制的关键之一。采用实地调研结合元胞自动机模拟的方法,对高寒草甸退化序列上秃斑格局动态进行了模拟,是对退化序列上秃斑的连续动态图谱表达,建立了高寒草甸由初步退化到系统崩溃的符合实际的草地秃斑连通的图谱序列,模拟吻合度达93.9%。通过对图谱序列关系的分析表明,秃斑连通进程分为3个阶段:低速连通期——第0—2年、跃变期——第2—7年、连通不可逆转期——第7—9年;最大秃斑面积、最大秃斑面积-秃斑总面积比的跃变过程,是草地退化等级的质变过程;通过对跃变期和连通不可逆转期相应的草地生态与恢复性能的对比分析,确定了连通阈值为54.5%;秃斑连通的过程伴随着临界阈现象的发生。由于连通不可逆转期"黑土滩"形成过程的不可逆性及形成后的巨大危害性,连通阈值的确定将为高寒草甸生态系统安全预警及其退化恢复治理提供依据。     

鲸类微卫星引物对长江江豚的适用性研究

微卫星在长江江豚 (Neophocaenaphocaenoidesasiaeorientalis)中的应用研究还未见报道。本研究采用已发表的来自 6个鲸种的 2 3对微卫星引物对一个长江江豚群体DNA样本进行了微卫星扩增。结果表明其中有 7对引物在此群体中的扩增产物是稳定且多态的 ,序列分析结果表明这 7对引物的扩增产物都具有AC或GT两碱基重复单元 ,从而证明了扩增的有效性。研究结果表明用从其他鲸类分离出的微卫星引物可以快速筛选到适用于长江江豚指纹分析的引物     

2005年夏季长江口水域浮游植物群集特征及其与环境因子的关系

根据2005年9月8—15日在长江口及其邻近水域(30.5°32.5°N,121.0°123.5°E)进行的多学科外业航次调查所获资料,对调查区浮游植物的群集特征及其与环境因子之间的关系进行了研究。结果表明:鉴定浮游植物98种(含变种和变型),硅藻是浮游植物中的主要类群;浮游植物生态类型多为温带近岸种,少数为暖水种和大洋种;优势种主要为多尼骨条藻、尖刺伪菱形藻、柔弱几内亚藻、翼鼻状藻细长变型和柔弱伪菱形藻;细胞丰度平均为256.4个·mL-1,高值出现在调查区的中部偏南及东北部海域;Margalef物种丰富度指数、Shannon-Wiener物种多样性指数、Pielou'均匀度指数的分布显示:调查区东南部海域浮游植物多样性程度较高,物种均一性较好。物种与环境的典范对应分析显示:甲藻与环境因子中溶解氧的关系较为密切;多尼骨条藻与海水中硅酸盐和硝酸盐的关系较为密切,与海水盐度有很大的负相关性;各物种在排序图中的位置反映了其对不同环境资源的生态需求。     

Methane in the Changjiang (Yangtze River) Estuary and its adjacent marine area: riverine input,sediment release and atmospheric fluxes

Dissolved methane (CH₄) was measured in the waters of the Changjiang (Yangtze River) Estuary and its adjacent marine area during five surveys from 2002 to 2006. Dissolved CH₄ concentrations ranged from 2.71 to 89.2 nM and had seasonal variation with the highest values occurring in summer and lowest in autumn. The horizontal distribution of dissolved CH₄ decreased along the freshwater plume from the river mouth to the open sea. Dissolved CH₄ in surface waters of the Changjiang was observed monthly at the most downstream main channel station Xuliujing (121o2′E, 31o46′N), which ranged from 16.2 to 126.2 nM with an average of 71.6 ± 36.3 nM. The average annual input of CH₄ from the Changjiang to the Estuary and its adjacent area was estimated to be 2.24 mol s⁻¹ equal to 70.6 × 10⁶ mol year⁻¹. Mean CH₄ emission rate from the sediments of the Changjiang Estuary in spring was 1.97 μmol m⁻² day⁻¹, but it may be higher in summer due to hypoxia in the bottom waters and higher temperatures. The annual sea to air CH₄ fluxes from the Changjiang Estuary and its adjacent marine area were estimated to be 61.4 ± 22.6 and 16.0 ± 6.1 μmol m⁻² day⁻¹, respectively, using three different gas exchange models. Hence the Changjiang Estuary and its adjacent marine area are net sources of atmospheric CH₄.     

长江口北支大型底栖动物群落周年变化特征

分析了长江口北支滩涂大型底栖动物的群落结构和多样性变化特征。共采集大型底栖动物78种,包括环节动物7种、软体动物23种、节肢动物28种、脊索动物18种、其它两种,全年优势种有8种。密度为0.08 ind/m^2（1月）-1.24 ind/m^2（7月）,生物量为0.006 g/m^2（2月）-0.58 g/m^2（5月）,Margalef丰富度指数（D）为0.82（1月）-3.88（7月）,Pielou均匀度指数（J）为0.60（9月）-0.86（1月）,Shannon-Wiener多样性指数（H＇）为1.59（2月）-2.76（10月）。底栖动物密度与环境因子进行相关性分析显示,北支潮间带的大型底栖动物群落按照盐度、沉积特征等不同可分为3组,盐度和温度是影响底栖动物群落分布的主导因子。     

Impacts of the Yangtze River water transfer on the restoration of Lake Taihu

In order to improve the water quality and to abate the jeopardy of water bloom in Lake Taihu, China, two experimental water transfers from the Yangtze River to Lake Taihu were conducted in winter–spring 2002 and in summer–autumn 2003. In this study, an ecological model (EcoTaihu) was introduced to assess their environmental effects. First, the model was re-calibrated and reverified for the periods of the water transfer, then numerical calculations with and without the water transfer were carried out. The percentage of the area where water quality was improved by the water transfer was calculated in seven sub-zones of the lake. The results show that the experimental water transfers in both of the periods have notable positive effects on debasing the concentration of phytoplankton, total nitrogen and dissolved oxygen in some sub-areas. The positive effects fluctuated with the duration of the water transfer, and were different for different water quality parameters and in different sub-zones. Among the five water quality parameters considered, chlorophyll a achieved the most significant improvement. There are no notable positive effects on the total phosphorus in any sub-zones. Meiliang Bay, Gonghu Bay and Northwest Zone had more positive effects than the east epigeal zone and Dongtaihu Bay. As the water transfer results in net input of nitrogen and phosphorus to Lake Taihu, it can only be used as an emergency measure to abate the jeopardy resulting from water bloom. Otherwise, the water transfer would increase the risk of eutrophication in Lake Taihu if the concentration of phosphorus and nitrogen in the influent water was not cut down to a reasonable level.     

长江中下游地区水稻孕穗开花期高温发生规律及其对产量的影响

以长江中下游平原7个省(市)的19个地区作为样点,统计分析了各样点近36年(1970—2005年)水稻始穗前15d至始穗后20d内日最高气温≥35℃的时空分布特点;并根据全球气候渐变模型GISS GCM Transient B Runs生成的研究区域2030、2050年的气候渐变情景,分析了该地区未来水稻孕穗开花期≥35℃高温逆境的时空演变趋势。结果表明:近36年来长江中下游的早稻孕穗开花期出现高温日数的上升趋势显著,未来气候情景下水稻逆境指标出现日数最多的是单季稻,其次依次为早稻、后季稻;双季稻种植区,在未来气候变化中,长江中游地区温度逆境出现日数将大于下游地区。研究区域水稻气候产量的增减与该地区水稻逆境指标的关系说明,高温导致的颖花败育是水稻减产的重要原因;未来气候变化的两种(2030、2050)情景下,长江中游地区的减产幅度大于长江下游地区,减产幅度最大的是长江中游地区的后季稻。