长江中华鲟(Acipenser sinensis)保护——反思、改革和创新

长江水生生物保护面临巨大挑战,加强长江水生生物保护是当前国家的战略需求.中华鲟(Acipenser sinensis)是长江的旗舰物种,也是1980s葛洲坝救鱼的唯一物种.经过近40年努力和数以亿计的投入,中华鲟的种群数量持续衰退,走到濒临灭绝的边缘.如果不能很好汲取中华鲟保护的教训,长江水生生物保护将难以走出困境.本文回顾了葛洲坝救鱼以来中华鲟保护的历程并进行评价,我们认为:回避或轻视长江梯级水坝的影响,就难以准确认识中华鲟种群衰退的定量影响机制,也不可能采取针对性措施.因此,要避免重蹈中华鲟的覆辙,对中华鲟保护工作进行全面反思、改革和创新,是长江水生生物保护面临的重大战略问题.     

葛洲坝下中华鲟(Acipenser sinensis)性腺退化严重吗？

葛洲坝对中华鲟(Acipenser sinensis)性腺发育的影响,是一个存在争议的问题,其影响程度直接关系到中华鲟的种群生存.利用中华鲟洄游动力学模型和性腺发育模型,我们揭示了中华鲟在长江的种群结构特点、时空分布和性腺发育过程以及葛洲坝的影响.通过对相关文献的分析和评价,我们认为,在葛洲坝救鱼过程中,长江水产研究所柯福恩等(1985)对葛洲坝下中华鲟性腺退化的研究工作是扎实的,他们关于中华鲟性腺退化十分严重,产卵规模相当有限,若干年后资源要下降的结论是可靠的,也得到了1990s以来中华鲟持续衰退事实的证明.作为葛洲坝救鱼的重要专业机构,中国科学院水生生物研究所的相关成果否认中华鲟性腺退化的方法和材料,是不充分和不可靠的.利用新理论重新分析历史调查数据,我们给出中华鲟性腺发育严重退化的其他证据.研究表明,葛洲坝的阻隔效应导致中华鲟性腺退化率为75%左右;该问题被长期忽视或轻视,对中华鲟保护产生了严重影响.     

中华鲟(Acipenser sinensis)生存危机的主因到底是什么？

野生中华鲟(Acipenser sinensis)种群正面临灭绝的风险,一个重要原因是长期以来对其生存危机的主因缺乏共识,导致缺乏针对性保护措施.基于中华鲟种群模型,我们把主流专家提出的五个主因——捕捞、污染、航运、全球气候变化、水利工程与中华鲟种群衰退的影响因子进行对比,归并为繁殖群体损失、补充群体损失、存活率降低和长江水坝累积影响四种可能因子,在此基础上进行单因子和多因子情景计算和分析,并评估这些情景发生的可能性.结果表明:长江水坝的累积影响是中华鲟生存危机的主因.捕捞、污染、航运等其他因素对种群数量有一定不利影响.我们的定量情景计算和分析,验证了1982年中央批准把中华鲟列为葛洲坝救鱼唯一对象的共识和观点-葛洲坝对中华鲟影响最大;揭示了长江水坝对中华鲟种群衰退和灭绝风险的影响机制;厘清了各影响因素的主次关系,否定了长期存在的、把中华鲟生存危机主因归咎于非法捕捞、污染、航运、全球气候变化等传统主流观点.我们认为,要挽救野生中华鲟种群,必须采用针对性措施减缓长江水坝的影响,恢复野生群体的自然繁殖是中华鲟保护的当务之急.     

五个湖泊中华刺鳅(Mastacembelus sinensis)种群线粒体细胞色素b遗传多样性分析

采用特异性引物对中华刺鳅基因组DNA进行扩增和测序,获得了江苏省5个湖泊的中华刺鳅种群线粒体cyt b基因767 bp的序列.分析表明,cyt b基因中A+T含量略高于G+C含量,144个中华刺鳅共获得cyt b基因单倍型28个,变异位点38个,其中单倍型Hap1分布最为广泛,可能为祖先型单倍型.平均单倍型多样性和平均核苷酸多样性指数分别为0.58751和0.00214,遗传多样性较低.群体间遗传分化系数为0.0356,绝大多数的遗传变异都来自群体内部,而群体间的遗传分化极小.构建的系统进化树未出现明显的以单个湖泊群体的聚簇,5个湖泊的种群间基因交流极其强烈.研究结果表明,当前5个湖泊的中华刺鳅遗传多样性水平比较低,亟待加强保护.     

一秋龄性成熟中华绒螫蟹的生物学──1.外部形态特征及性腺变化

极大螺旋藻藻体ＳＯＤ聚丙烯酰胺梯度凝胶电泳呈现４条同工酶带,Ｈ２Ｏ２明显抑制该酶活性,ＫＣＮ对酶活性无影响,确认为Ｆｅ－ＳＯＤ。经硫酸铵分部盐析,离子交换柱层析及凝胶过滤,纯化到电泳单斑点均一程度。纯化的Ｆｅ－ＳＯＤ分子量为３９．３ＫＤ,亚基分子量为２０ＫＤ,金属元素分析表明,每个亚基含０．５５个Ｆｅ原子。该酶在紫外区最大吸收峰值为２７５．８ｎｍ,该酶氨基酸组成与蓝,绿藻和高等植物的Ｆｅ－ＳＯＤ相     

长江中下游5个湖泊黄颡鱼(Pelteobagrus fulvidraco)种群线粒体细胞色素b基因的遗传变异分析

对长江中下游5个湖泊的黄颡鱼种群的线粒体DNA细胞色素b基因进行了PCR扩增、测序,获得了955 bp的序列.分析显示,cyt b序列中A+T含量略高于G+C含量,共检测到54个变异位点,60个样本得到37个单倍型,平均单倍型多样性为0.945±0.018,核苷酸多样性为0.00419±0.00043,遗传多样性表现中等.太湖种群与滆湖种群间的遗传距离最远为0.00651,鄱阳湖种群和巢湖种群之间遗传距离最近为0.00375.分子方差分析(AMOVA)表明,群体间遗传分化系数F_st为0.0684,几乎所有变异都来自群体内,群体间遗传分化极小.cyt b序列构建UPGMA系统进化树显示,5个种群没有分化成不同的分枝谱系,种群间存在广泛的基因交流.     

利用湖泊内源性饵料饲喂中华绒螯蟹(Eriocheir sinensis)的养殖与净水效应

在东太湖网围养殖区进行不同放养密度(3000、6000、9000只/hm²)饲喂太湖水草与螺蛳的中华绒螯蟹(Eriocheir sinensis)养殖实验,各处理组均设投喂鱼肉与玉米等外源性饵料的对照,以获得不同养殖模式对中华绒螯蟹生长、品质及养殖水环境的影响,以及利用浅水草型湖泊内源性饵料养殖中华绒螯蟹的适宜放养密度.结果表明,规格和增肉倍数虽然均显著小于相同养殖密度下投喂外源性饵料的对照组,但是各实验组商品蟹体重均能达到150 g;低密度养殖组(3000只/hm²)的产量与对照组无显著差异,其余两组显著低于对照组;而低密度养殖组的河蟹回捕率显著低于对照组,其余两组则无显著差异.实验养殖区水质状况优于投喂外源性饵料的对照区,其TP含量显著低于对照区,投喂外源性饵料会增加水体N、P含量,导致水体富营养化.投喂太湖水草与螺蛳等内源性饵料进行中华绒螯蟹养殖不但可以有效地抑制浅水湖泊水草的疯长,还可通过中华绒螯蟹收获从水体输出N、P营养盐,起到净化水质的作用.不同密度养殖的生态与经济效益对比结果显示,利用草型湖泊内源性饵料养殖中华绒螯蟹的适宜放养密度为6000只/hm²左右.     

溯河洄游长江刀鲚(Coilia nasus)摄食虾类的调查

刀鲚(Coilia nasus)是长江的名贵经济鱼类.虽然传统上认为其溯河生殖洄游全过程不会摄食,但该问题一直尚未完全弄清.作为有效解明这一问题的第一步,本研究在前期长江流域干流和湖泊刀鲚资源调查的基础上,先利用耳石微化学技术筛选出长江河口区、江苏江段、安徽江段和鄱阳湖水域溯河洄游型的刀鲚个体,再对其胃、肠容物的大型游泳动物(鱼、虾类)进行调查分析.结果发现,在河口区、江苏和安徽江段所有刀鲚个体胃充塞度为0级,均未发现摄食有游泳动物;而鄱阳湖水域刀鲚个体的胃充塞度达4~5级,均发现有摄食淡水虾类的日本沼虾(Macrobrachium nipponense)和秀丽白虾(Exopalaemon modestus)的情况.其中29%和71%的刀鲚胃中分别含有1只和2只虾.所有刀鲚个体肠内均未发现有内容物.鉴于鄱阳湖已被确定为溯河洄游型刀鲚的产卵场之一,结果表明长江刀鲚在经河口,通过长江江苏和安徽江段干流到达鄱阳湖产卵场的过程中应该不会摄食大型游泳动物;而进入鄱阳湖产卵场后会开始摄食日本沼虾和秀丽白虾.这种两阶段的现象可能反映出了刀鲚的一种在洄游通道上节约能量,以利长距离溯河;而在产卵场补充能量,以利于性腺最终成熟的生存策略.     

环境因子对三峡库区铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)群体形成影响及其形态特征

为揭示微囊藻群体形成机理,为有效防治水华暴发提供依据,以三峡库区铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)为研究对象,研究N、P浓度,Ca~(2+)浓度,光强,温度对铜绿微囊藻生长、胞外多糖(EPS)合成和群体微囊藻形成的影响,并对比分析了单细胞和群体微囊藻的形态特征.研究发现当N≤100 mg/L、P≤5 mg/L时,铜绿微囊藻生物量和EPS合成量随着N、P浓度增加而增加;适宜浓度的Ca~(2+)(65 mg/L)有利于藻生长,EPS产量随着Ca~(2+)浓度增加而降低,过高浓度的Ca~(2+)在刺激微囊藻细胞分泌EPS的同时可能会促进其溶解,Ca~(2+)和EPS均对微囊藻群体形成起桥架粘结作用;光照和温度对EPS合成有一定促进作用,且其促进效果均高于N、P和Ca~(2+)作用,20℃是同时满足微囊藻生长及EPS合成的最有利条件.群体细胞比单细胞周围的胶质鞘更加明显和清晰,多糖胶鞘表面有许多Ca~(2+)晶体,从微观角度可以确定Ca~(2+)在EPS合成及群体形成中起着重要作用.     

Effects of 4-nonylphenol exposure in mussels (Mytilus galloprovincialis) and crabs (Carcinus aestuarii) with particular emphasis on vitellogenin induction

Since it is often difficult to estimate possible adverse effects due to contamination in selected ecosystems, multi-species biomonitoring may provide more information, taking into account different routes of exposure, ecological roles and metabolic capabilities of animals. In this context, we exposed for 7 days the mussel Mytilus galloprovincialis and the crab Carcinus aestuarii to 4-nonylphenol (NP), a well-known xenoestrogen. In mussels (0–0.2 mg NP l⁻¹), we measured NP bioaccumulation in soft tissues and vitellogenin (Vg)-like protein levels in digestive glands from both males and females by the alkali-labile phosphate assay (ALP). As no reference data were available for crab exposure, the NP 96-h LC₅₀ value was previously determined. Then, in sublethally exposed (0–1.0 mg NP l⁻¹) male crabs, NP bioaccumulation and Vg levels were measured in hemolymph, gonads and digestive gland. Bioaccumulation of NP increased from 43 to 371 μg g⁻¹ d.w. in mussels, and from 3.6 to 37 μg g⁻¹ d.w. in crabs, depending on the NP concentration in water. Dose-dependent Vg-like protein induction was observed in both species, appearing to be related to NP bioaccumulation, although a partial decrease was recorded at the highest concentration tested. A similar trend was observed in both digestive gland and gonad of exposed crabs; Vg increased to a lesser extent, although significantly, in hemolymph. Results demonstrated that NP induces Vg synthesis both in male and female mussels, as well as in male crabs. On the basis of the responsiveness of both species investigated, a multi-species approach is indicated in biomonitoring programmes.     

Life history and temporal distribution of Orchestia sp. cf. cavimana (Amphipoda, Talitridae) on a lake shore in central Italy

The life history of the amphipod Orchestia sp. cf. cavimana (Heller, 1865) was studied throughout the course of a year with monthly samplings and the use of pitfall traps along the shores of Lake Albano in central Italy. The data thus obtained showed two peaks in abundance (the first in June and the second in October) and a minimum capture frequency in February. Egg-bearing females were recorded in spring and late summer, whilst recruitment occurred from spring to autumn, with maximum in June and October. The data collected also indicated the presence of a positive correlation between the abundance of talitrids and both temperature and sediment moisture. Morphological analysis enabled the identification of four different cohorts (with a lifespan of the species of approximately 12–15 months) all four of which remained distinguishable throughout the course of the year. It, moreover, enabled sex determination in individuals of 5 or more millimetres. The subsequent distribution indicated that, when significant, the sex ratio was female biased and that maximum size was greater in males. In particular, maximum sizes were recorded in spring for both males and females and were of 17.5 and 13.0 mm, respectively. Furthermore, the total body length recorded for egg-bearing females was positively correlated with the number of eggs in their brood pouch.     

火烧对洞庭湖湿地荻(Miscanthus sacchariflorus)和苔草(Carex brevicuspis)群落土壤性质的影响

火烧作为调控因子,对植物群落结构和生态系统功能具有重要影响,但在湖泊湿地中研究较少.通过野外调查取样与实验室分析,探讨火烧对洞庭湖湿地主要群落类型——荻(Miscanthus sacchariflorus)和苔草(Carex brevicuspis)土壤化学性质的影响.结果表明:火烧后,苔草群落土壤硝态氮含量显著减少64.6%,有机质含量增加26.3%;而荻群落土壤与之相反,硝态氮含量增加186.9%,有机质含量减少22.9%.火烧后,苔草群落的全氮、铵态氮、全碳和全磷含量均显著增加,分别增加了75.4%、36.3%、102.7%和76.9%,而荻群落土壤与对照组间无显著差异.总体上,火烧对荻群落土壤养分影响不大,可作为芦苇场的一种管理方式,但火烧促进苔草群落土壤养分释放,有助于苔草群落提前萌芽和生长,并引起牲畜牧食增加.     

温度和食物密度对裂足臂尾轮虫(Brachionus diversicornis)生命表统计学参数的影响

运用单个体培养方法研究了温度(15、20、25和30℃)和斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)密度(1.0×10⁶、3.0×10⁶和5.0×10⁶cells/ml)对裂足臂尾轮虫(Brachionus diversicornis)出生时的生命期望、世代时间、总生殖率、净生殖率、种群内禀增长率和后代混交率等生活史参数的影响.结果表明,温度对轮虫出生时的生命期望、世代时间、净生殖率和总生殖率均有显著的影响,但对种群内禀增长率和后代混交率无显著的影响;食物密度对轮虫的净生殖率和总生殖率均有显著的影响,但对轮虫出生时的生命期望、世代时间、种群内禀增长率和后代混交率均无显著的影响;食物密度与温度之间的交互作用对轮虫所有生命表统计学参数均无显著影响.轮虫出生时的生命期望和世代时间均随着温度的升高而逐渐显著缩短.轮虫的净生殖率在15℃下最低,30℃下最高,20和25℃间无显著差异;轮虫的总生殖率在15℃下较低,20、25和30℃下较高且三者间无显著差异;轮虫的净生殖率和总生殖率均在3.0×10⁶cells/ml食物密度下较高,1.0×10⁶和5.0×10⁶cells/ml食物密度下较低且两者间无显著差异.