太湖不同生态类型湖区浮游甲壳动物群落结构季节变化比较

水体富营养化会对整个水生态系统产生重要影响.为了解太湖富营养化对浮游甲壳动物群落结构的影响,于2012年3月至2013年2月对太湖3个典型湖区——藻型湖区(梅梁湾)、草型湖区(胥口湾)和强扰动湖区(湖心区)开展浮游甲壳动物群落结构季节变化比较研究.3个湖区中,湖心区营养水平最高,胥口湾最低.梅梁湾浮游甲壳动物密度和生物量最高,其次是湖心区,胥口湾最低.梅梁湾、湖心区和胥口湾的浮游甲壳动物年平均密度分别为199、150和91 ind./L,年平均生物量分别为1.950、1.557和0.743 mg/L.在整个研究期间,梅梁湾、胥口湾和湖心区的浮游甲壳动物种类数分别为13、11和11;3个湖区的浮游甲壳动物优势种均为中华窄腹剑水蚤和简弧象鼻溞,其中中华窄腹剑水蚤在梅梁湾、胥口湾和湖心区的年平均密度分别为57、25和36 ind./L,简弧象鼻溞在3个湖区的年平均密度分别为40、22和32 ind./L.胥口湾浮游甲壳动物生物多样性指数显著低于梅梁湾和湖心区.相关分析表明,浮游甲壳动物密度与叶绿素a浓度呈极显著正相关.研究表明,同一湖泊不同生态类型湖区浮游甲壳动物会对水体富营养化产生不同的生态响应.     

太湖不同湖区风浪的季节变化特征

为明晰太湖风浪的空间分布及季节变化,在湖心区设立波浪观测站,利用其记录的波浪数据证明SWAN模型能够较好地模拟太湖风浪.基于所建模型,对2013年自然风场条件下太湖不同湖区风浪季节动态进行模拟分析,结果表明:受岸线、地形和岛屿等地理因素影响,大太湖的风浪总是最强,其有效波高均值为0.523 m;而东太湖风浪最小,有效波高均值为0.305 m.受盛行风场季节变化影响,太湖春、夏季有效波高均值明显大于秋、冬季.太湖波浪的能量主要来源于风场,其有效波高随风速增大而增大,两者呈极显著正相关.而风向则可以通过改变风区长度来影响风浪生消.在偏东风作用下,太湖湖西区的风浪大于东部湖区;而受盛行于冬季的偏北风影响,太湖南部水域风浪要大于北部.同时,太湖风浪的时空分布特征是造成太湖水质参数、沉积物和水生植物空间分布差异的重要原因之一.     

洱海北部湖区轮虫群落季节演替特征

洱海是位于我国西南亚热带高原地区的重要淡水生态系统,在高强度的人类活动与气候变化的影响下出现了较为严重的水质退化与富营养化现象,其中北部湖区的问题最为突出。本文以北部湖区为对象,设置了喜洲等5个样点,于2020年3、6、9和12月对该湖北部的轮虫群落及环境因子进行了季节性调查,分析了轮虫群落的季节演替特征及主要影响因子。本次调查共检出26属48种轮虫,多数种类为广布种或暖水种,其中无柄轮属、晶囊轮属、胶鞘轮属、须足轮属、龟甲轮属、多肢轮属在4个季节均出现。异尾轮属的种类数最多,共计9种。螺形龟甲轮虫、长肢多肢轮虫和前节晶囊轮虫是主要的优势种类。其中,螺形龟甲轮虫在4个季节均为丰度优势种,而前节晶囊轮虫在4个季节均为生物量优势种。非度量多维尺度分析表明,洱海北部湖区轮虫群落结构存在显著的季节差异。这种季节差异主要反映了水温的直接与间接影响,后者主要表现为鱼类捕食压力与食物资源的季节性。冗余分析表明,透明度、温度和浮游植物丰度为解释轮虫群落结构变化的重要变量。群落的物种组成与季节变化反映了主要轮虫优势种类对水温和水质变化的敏感性。     

丹江口水库浮游轮虫群落季节变动特征及其与环境因子的关系

为了解丹江口水库轮虫群落的季节变化及其与环境因子的关系,于2007年7月至2008年5月对丹江口水库轮虫群落及理化因子进行了周年调查.共检测到轮虫62种,隶属于12科23属,其中丹江库区30种,汉江库区54种.广布多肢轮虫(Polyarthra vulgaris)、螺形龟甲轮虫(Keratella cochlearis)、长圆疣毛轮虫(Synchaeta oblonga)、等刺异尾轮虫(Tri-chocerca similes)、冠饰异尾轮虫(Trichocerca lophoessa)、裂痕龟纹轮虫(Anuraeopsis fissa)为主要优势种类.丹江口水库轮虫年平均密度和生物量季节变化特征为:冬季春季夏季秋季;区域变化特征为:丹江库区取水口汉江库区五青入库区.相关分析表明,水体透明度、叶绿素a、总磷、溶解性氮和溶解氧浓度与轮虫密度和生物量呈显著的相关关系.夏季对优势轮虫密度变化有显著贡献的环境因子为SiO2-Si和溶解氧含量,秋季为溶解氧和pH,冬季为叶绿素a、溶解氧和DIN,春季为DIN.     

太湖浮游植物中重金属含量的季节变化特征及湖区差异

近年来随着社会经济的发展,排入太湖的污水中重金属含量不断增加,为研究太湖浮游植物中重金属的污染状况,分别于2009年春季(4月)、夏季(7月)和冬季(12月)对太湖不同湖区展开调查,通过HCA聚类分析和Pearson相关分析探讨不同湖区浮游植物中重金属含量的季节变化,并与优势藻种进行CCA分析,对浮游植物重金属与各藻种关系进行初步探讨.结果表明:太湖浮游植物中重金属的含量大小为:ZnMnPbCuNiCrAsCdHg,其中Zn、Cu、Mn、Pb、Ni的季节变化明显,Zn和Cu、Pb、Ni、Cr之间的相关系数很高且具有同源性.通过对比不同湖区,发现北部梅梁湾的浮游植物重金属含量较高,东太湖和湖心区含量均低于沿岸湖区.CCA分析表明春季重金属与优势藻种呈正相关,而夏季和冬季二者呈负相关.三季中重金属与蓝藻和绿藻的相关性最高,与隐藻的相关性最低.蓝藻中,重金属与铜绿微囊藻的相关性高于水华微囊藻.     

太湖不同生态型湖区湖鲚(Coilia ectenes taihuensis)食物组成及其季节变化

利用单船表层单囊拖网于2013年2 12月分别在太湖不同生态型湖区(敞水湖区和草型湖区)采集湖鲚(Coilia ectenes taihuensis)样品,同时用刺网补充大个体样品.通过胃含物鉴定,分析湖鲚饵料生物的种类及数量季节和湖区间差异,同时测定湖鲚摄食率、肥满度和食物选择系数等.结果显示,湖鲚主要食物为浮游枝角类和桡足类,此外,水生昆虫、轮虫和小型鱼虾也是湖鲚的重要食物来源.湖鲚食物组成季节变化明显,冬季以桡足类的哲水蚤(Calanus spp.)、剑水蚤(Cyclops spp.)为主,夏、秋季则以枝角类的象鼻溞(Bosmina spp.)、裸腹溞(Moina spp.)和盘肠溞(Chydorus spp.)为主.不同湖区湖鲚食物种类差异明显,草型湖区水生昆虫、鱼虾较敞水湖区多,桡足类较敞水湖区少.不同湖区间湖鲚食物数量差异明显,敞水湖区湖鲚平均食物数量为788.98±262.4 ind./尾,而草型湖区仅为298.85±71.1 ind./尾.湖鲚主动摄食大型枝角类,如僧帽溞(Daphnia cucullata)、低额溞(Simocephalus spp.)和大型溞(Daphnia magna),选择指数(Ii)介于0.59~1.00之间.小型裸腹溞(Moina spp.)也是湖鲚主动选择的食物(0.62Ii0.95),但湖鲚对桡足类选择性较低,这可能与桡足类较强的逃避能力有关.湖鲚对食物选择性的季节变化明显,如冬季回避透明薄皮溞(Leptodora kindti),而夏季则主动选择,但不同湖区湖鲚对食物的选择差别较小.本研究结果有利于从食物网层面剖析湖鲚种群增长原因,进而通过生物操纵理论对湖鲚种群进行控制,最终为形成合理的湖泊渔业结构和湖泊环境修复提供科学依据.     

太湖浮游细菌种群基因多样性及其季节变化规律

为认识湖泊中浮游细菌的多样性及其变化规律,本研究采用聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)的方法,研究了太湖梅梁湾和湖心区浮游细菌种群16S rRNA基因多样性以及种群基因组成的季节变化特征.研究结果表明,太湖浮游细菌种群具有丰富的基因多样性.浮游细菌的丰度、DGGE条带数、种群的Shannon-Wiener指数、Simpson 指数和Pielou指数均呈现显著的季节变化规律:夏季及秋季浮游细菌的丰度、基因多样性及种群的均匀度较高,而冬季和春季则较低.浮游细菌种群的基因组成随时间变化.梅梁湾浮游细菌的丰度显著高于湖心.梅梁湾与湖心浮游细菌主要建群种的基因型存在显著差异.     

太湖贡湖湾鲚(Coilia ectenes taihuensis Yen et Lin)食物组成的季节变化

鲚(Coilia ectenes taihuensis Yen et Lin)是太湖主要的鱼类之一,其产量随水体富营养化程度的加重呈上升趋势.本研究于2009年4-12月用刺网(a=10 mm)在太湖贡湖湾采集了鲚,分析了其胃含物中食物组成的季节变化以及鲚对食物种类的选择性.结果表明,鲚在各月中主要以浮游动物为食,同时也摄食幼鱼、幼虾和水生昆虫等.鲚的食物组成具有明显季节变化,4月份以桡足类为食,其中桡足幼体、汤匙华哲水蚤(Sinocalanus dorrii Brehm)和剑水蚤(Cyclops spp.)所占的平均个数百分比相当;6、8和10月份主要以枝角类为食,其中6月以裸腹溞(Moina spp.)为主,而8和10月以象鼻溞(Bosmina spp.)为主.食物选择性方面,鲚对大型浮游动物表现出主动选择;当环境中出现溞(Daphnia spp.)和透明薄皮溞(Leptodora kindti Focke)时,鲚对它们表现出很强的选择性摄食,但透明薄皮溞只出现在6月鱼类食物中;个体较小的裸腹溞也是鲚主动选择的重要食物,在整个调查期间鲚对裸腹溞都表现出较高的主动选择性;象鼻溞虽然在各月份食物中的出现率最高,但除10月份鲚对其表现出主动选择外,其它月份表现为主动回避或随机选择.本研究结果有助于我们了解鲚对浮游动物群落影响的季节变化,为制定合理的湖泊与渔业管理方案提供依据.     

太湖不同湖区水生真菌多样性

采用聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)的方法,研究太湖不同湖区水体及沉积物中的水生真菌多样性及环境因子对其的影响.结果表明,2009年5月份太湖水生真菌群落具有较为丰富的多样性组成.东半湖水生真菌多样性指数较两半湖高,湖心区最低.不同湖区水生真菌群落的遗传结构和主要类群组成存在空间差异,东半湖真菌类群...     

淮北采煤塌陷区小型湖泊轮虫群落结构的季节变化

2005年3月至2007年2月对淮北采煤塌陷区两个小型湖泊(南湖和乾隆湖)轮虫的群落结构进行了连续两年的调查.南湖共检测到轮虫9属14种,乾隆湖共计15属27种.乾隆湖轮虫年平均密度为1916 ind./L,约为南湖(198.4 ind./L)的近10倍.乾隆湖和南湖轮虫的最大密度分别为6915和1185 ind./L.在南湖和乾隆湖轮虫的季节动态中,冬、春季以前额犀轮虫为主,夏、秋季以多肢轮虫、异尾轮虫为主.在南湖,长肢多肢轮虫、暗小异尾轮虫和小链巨头轮虫分别占年平均密度的24.4％、24.0％和23.0％.在乾隆湖,暗小异尾轮虫、长肢多肢轮虫和裂痕龟纹轮虫分别占年平均密度的31.5％、27.2％和7.3％.南湖和乾隆湖轮虫的Shannon-Wiener指数范围分别为0～2.06和1.28 ～2.68,平均值分别为0.67和1.99.水温、营养盐和浮游植物生物量对淮北采煤塌陷区小型湖泊轮虫的群落结构具有重要影响.     

不同生态修复措施下太湖西五里湖沉积物氮磷形态的时空分布

以太湖西五里湖为研究对象,研究了生态修复工程实施两年后,疏浚区、疏浚并水生植被重建示范区、退渔还湖区及对照区沉积物中氮、磷形态的季节变化及垂直分布特征,同时分析了各区上覆水的氮磷含量.结果表明:生态修复措施的实施对沉积物中氮磷形态分布及上覆水的氮磷含量影响显著.示范区和退渔还湖区水体中氮磷含量较低;沉积物中不同磷形态的垂直分布变化较复杂;疏浚基础上进行的水生植被重建对Lab-P、Al-P、Fe-P的吸收作用显著,对Ca-P、Org-P的影响较小;退渔还湖区沉积物磷形态以Ca-P、Org-P为主,Fe-P所占比例较低,与疏浚区不同.生态修复措施对沉积物中TN的影响较小;示范区NH 4 -N含量在秋季突增,可能与植物残体形成的有机质的分解有关.疏浚区水体中氮磷含量与对照区差别不大,沉积物中TN的平均含量还略高于对照区,因此单一的疏浚措施对水环境改善的长期作用需要进一步研究.而示范区水体及沉积物中的TN、TP含量均比较低,水生植被恢复较好,可见在减少外来污染的前提下,对湖区底泥进行疏浚并开展水生植被恢复工程应该是控制湖泊富营养化的有效途径.     

太湖定振波的初步研究

初步分析研究了太湖定振波的变化规律,结果表明:(1)东、西太湖有各自的振动周期,东太湖变化范围在181—292min,平均为243min;西太湖在120—540min,平均为400min。(2)观测到的最大振幅(1/2波高)为120—130mm。(3)用差分法对定振波的特征值进行了近似估算,其周期误差为20min。(4)定振波引起的湖流相当大,当振幅为100mm时,最大流速可达±20cm/s。(5)定振波振幅的突变与气压场、风场和降水分布不均匀并在短期内发生突变有关。     

大型浅水湖泊水体对流混合速率分析

湖泊水体的对流混合是最基本的物理过程,其能显著影响湖泊生态系统温室气体等循环,但浅水湖泊水体对流混合的研究鲜有报道.本研究基于太湖(面积2400 km2,平均水深1.9 m)中尺度通量网的原位、高频、连续和多点的观测数据,分析该大型浅水湖泊水体对流混合速率w*的时空特征.结果表明太湖水体w*的均值为2.49 mm/s,因太湖的风速、水温和辐射等物理参数无空间变化,w*也无明显的空间变化.但是研究表明w*呈现显著的昼夜变化和季节变化,且昼夜变化幅度强于季节变化.总体上夜间w*是白天的4倍多,冬季w*(均值1.79 mm/s)明显低于春季(均值2.42 mm/s)、夏季(均值2.91 mm/s)和秋季(均值2.82 mm/s).太湖w*主要受风速和能量收支影响,白天风速是主要驱动因子,夜晚能量收支是主要驱动因子.     

太湖水体散射特性及其空间分异

利用Wetlabs公司研制的AC-S和BB9于2006年10月24目至11月2目对太湖水体的散射系数和后向散射系数进行了测量,在此基础上建立了太湖水体散射系数与后向散射系数之间的关系模型。用2种曲线函数模拟,即在蓝光波段使用S形曲线模型,在绿光和红光波段使用逆函数模型,各模型的MAPE和RMSE变化范围分别为0.027-0.156m^-1、0.005-0.050m^-1,模型整体预测精度都较高。研究发现后向散射系数与散射系数的空间分异现象明显,北部梅梁湾、湖心区、西部及西南部水域散射较强,而东太湖、胥口湾等东部水域的散射相对较弱。     

太湖越冬蓝藻空间分布的初步研究

为确定2007-2008年冬季蓝藻在太湖各个湖区的分布及其变化规律,在冬季逐月对太湖主要湖区14个位点采集底泥和水样,应用荧光分析法测定样品中藻蓝素含量,以确定冬季太湖各个湖区的藻蓝素分布状况,比较冬季太湖各个湖区水体和底泥中蓝藻的分布差异.实验结果说明与夏季情况不同,相对于西南太湖水域,2007-2008年冬季北太湖水体和底泥中的蓝藻含量均较低,而西南湖区部分区域12月仍出现了蓝藻的聚集,底泥表面的藻蓝素含量也较高,说明调查期间,冬季越冬蓝藻主要分布于西太湖和南太湖.     

太湖水体的后向散射概率

假设2004年10月太湖水体的吸收系数和遥感反射比的测量误差为0,利用生物光学模型,通过优化算法,在光学深水区模拟获得水体的后向散射系数,然后通过后向散射概率和颗粒物后向散射系数之间的定量关系,获得水体中可能真实的颗粒物后向散射概率结果表明,太湖水体的颗粒物后向散射概率不是一个定值,可以表示为波长的二次函数,在442、488、532、589、676和852nm处分别为0.017、0.017、0.027、0.033、0.054和0.094,均值为0.041,标准偏差为0.030。