细菌群落组成对微囊藻水华分解过程的响应

为探究细菌群落组成对微囊藻水华腐败分解过程的响应,在太湖梅梁湾沿岸进行为期11 d的原位围隔实验,模拟蓝藻水华聚集分解过程,并监测了此过程中水体环境因子和细菌群落组成.结果表明,水体理化因子和细菌群落组成在微囊藻水华分解的过程中发生了显著变化.冗余分析显示细菌的群落组成与水体氧化还原环境(溶解氧或氧化还原电位)、pH值、浮游植物生物量和营养盐浓度(总磷、硝态氮浓度)密切相关.研究还发现了某些与微囊藻水华分解密切相关的特殊细菌类群,其中隶属于黄杆菌科(拟杆菌门)的一个类群在微囊藻厌氧分解的阶段占据显著优势,其功能有待于进一步研究.     

光照强度对水华微囊藻(Microcystis flos-aquae)群体大小增长的影响

大量微囊藻群体的形成和聚集是微囊藻水华形成的重要条件.光照强度是影响微囊藻生长的重要因素之一.为了了解光照强度对水华微囊藻(Microcystis flos-aquae)群体大小增长的影响,以太湖微囊藻水华优势种之一的水华微囊藻作为研究对象,开展了不同光照强度对水华微囊藻群体大小增长的影响研究.共设置5个不同光强处理组,依次为G1:2000 lx;G2:4000 lx;G3:8000 lx;G4:16000 lx;G5:变化光照强度(模拟野外光强).实验期间,G1~G5组大于100细胞群体的平均大小分别为255、480、630、763和662 cells/群体.胞外多糖含量分析显示水华微囊藻形成的群体越大,胞外多糖含量越高.结果表明,低光照强度不利于太湖水华微囊藻群体大小的增长,而变化光照强度和高光照强度有利于水华微囊藻群体大小的增长.研究结果解释了太湖夏季野外变化光照强度和高光照强度有利于微囊藻水华形成的原因.     

与微囊藻胞外多糖降解相关的微生物菌群分析

从铜绿微囊藻培养液中提取胞外多糖,化学分析显示其为含8.3%蛋白质的酸性杂多糖.以胞外多糖为碳源接种自然水体的菌群进行富集培养,分析胞外多糖的微生物降解过程及降解菌的组成.结果表明,接种太湖水华期微生物富集菌群后,多糖立即开始被降解,大约在18d后多糖降解过程显著减慢,37d后仍有一部分多糖未能被降解.这些结果说明在自然界中微囊藻胞外多糖是可以被微生物降解的.比较不同水体的菌群对多糖的降解能力后显示,降解菌群只存在于微囊藻水华暴发的阶段.变性梯度凝胶电泳(DGGE)结果显示在整个降解过程中,降解菌群的组成未发生显著变化.对DGGE条带中的DNA片段进行序列分析和系统发育分析表明降解菌群包含以下几类:鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)3个,褐螺菌属(Phaeospirillum)1个,假单胞菌属(Pseudomonas)1个,红环菌科(Rhodoeyclaceae)1个,Hylemonella(无译名)1个,分枝杆菌属(Mycobacterium)1个.     

河蟹养殖池塘微囊藻水华毒性及其光合作用活性特征

苏州市吴中区一河蟹养殖池塘在2013年7月和8月发生了严重的微囊藻水华.采用单一和双重PCR扩增微囊藻毒素合成酶基因,用以检测微囊藻水华是否产毒,结果显示为阳性.同时,采用高效液相色谱测定微囊藻水华的毒性大小.结果表明:7月和8月微囊藻水华的胞内微囊藻毒素浓度分别为1.49和0.88μg/L,胞外微囊藻毒素的浓度分别为0.75和1.09μg/L.另外,采用浮游植物荧光仪Phyto-PAM测定河蟹养殖水体形成水华的微囊藻的光合作用活性.结果显示:7月和8月水华微囊藻的最大光量子产量Fv/Fm分别为0.48和0.44,实际光量子产量ΦPSII分别为0.38和0.32,表明形成水华的微囊藻有较高的生长潜力.非光化学荧光淬灭值NPQ分别为0.28和0.36.从快速光响应曲线RLC的特征参数来看,7月水华微囊藻的光合作用活性和光能利用效率高于8月.本研究结果表明,河蟹养殖池塘水体受到微囊藻水华和微囊藻毒素的污染,进而可能对河蟹食品安全构成潜在威胁.     

水华衰亡过程中微囊藻群体胶鞘结构及其元素组成的变化

维系微囊藻群体结构的胶鞘是微囊藻水华维持优势的重要原因之一.为了探讨微囊藻水华的衰亡机理,在太湖梅梁湾水华衰亡过程中(10月至次年1月),对微囊藻群体大小的组成做了统计,同时对单位藻细胞的胶鞘多糖产量变化进行了检测,并对微囊藻群体胶鞘的变化进行了能谱扫描电镜观察和元素组成分析.结果表明,随着水华的衰亡,100~180μm的微囊藻小群体的比例表现出增多的趋势,而大于180μm的大群体逐渐减少,单位藻细胞的多糖含量呈现下降的趋势.扫描电镜结果显示了微囊藻群体的胶鞘从完整到逐渐裂解的变化过程,群体表面的能谱化学元素分析显示,钠和磷元素的百分含量呈下降的趋势,铝和硫元素的百分含量趋于稳定,而钙和硅元素的百分含量呈上升的趋势.以上结果说明了微囊藻群体中单位细胞的多糖产量减少,群体胶鞘裂解,元素组成发生变化,伴随着微囊藻群体的解聚,出现水华的衰亡.     

2013年洱海水华期间微囊藻毒素和浮游植物动态变化

2013年秋季,洱海再次出现大规模水华,周边几十万居民的饮用水安全引起当地政府的极大关注.为了解水华发生期间洱海水体微囊藻毒素的含量和浮游植物的种类及丰度,分别在2013年9月和10月两次在洱海采集水样,测定其中两种主要微囊藻毒素MC-LR和MC-RR含量,探讨微囊藻毒素含量对洱海周边水源地的安全影响.同时也对水华期间的浮游植物特别是蓝藻进行研究,从而分析微囊藻毒素与浮游植物种类和丰度的关系.结果表明,洱海水体中微囊藻毒素含量偏低,暂不会对人类健康产生威胁,但在洱海的水鸟体内仍然检测到微囊藻毒素的富集,显示洱海蓝藻水华对水生生物的潜在危害不容忽视.浮游植物的研究发现,洱海水华的优势种属为微囊藻(Microcystis)和暗丝藻(Psephonema aenigmaticus).9月份暗丝藻更占优势,10月份则是微囊藻更占优势.研究结果显示处于富营养化初期的洱海水体中湖湾微囊藻毒素的含量与浮游植物中产毒蓝藻的种类和丰度密切相关.     

太湖、巢湖、滇池水华与相关气象、水质因子及其响应的比较(1981-2015年)

比较了太湖、巢湖、滇池（"三湖"）1981-2010年间的气象要素,1987-2015年间的水质要素,2000-2013年间的年内水华起始日期与持续时间,以及与水华相关的已有研究情况.其中,气象要素包括气温、日温差、风速、风向、气压、降水、相对湿度等;水质要素包括水温、总氮浓度、总磷浓度、水体综合营养指数等.对比结果表明,云贵高原湖泊滇池因其冬、春季节气温较高且日温差较大等气象特征,以及总磷浓度较高等水质特征,相比于东部平原湖泊太湖、巢湖而言更易发生水华,且在"三湖"中水华年内起始日期最早,持续时间最长.然而,目前有关滇池水华的研究相对于"三湖"中的太湖却远远不足.鉴于滇池所处湖区的独特气象、水质特征,平原水华湖泊的研究结果难以有针对性地指导其水华控制,亟需提高滇池水华研究的系统性与深度.只有因地制宜,方有希望逐步有效控制、减轻、乃至消除滇池水华.     

铜绿微囊藻生长对培养液pH值和氮转化的影响

在不同初始pH值条件下培养蓝藻水华优势种铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa),研究其生长过程对培养液的pH值和氮转化的影响,结果表明,处于延迟期和对数生长期的铜绿微囊藻使培养液的pH值上升,pH从初始的7.2、8.0和8.8分别上升到最大值10.02、10.34和10.94;稳定期和衰亡期的微囊藻使培养液pH值降低,初始pH值为8.8时,最终pH降至8.66,在微囊藻生长过程中,培养液中NO3-含量逐渐降低,NO3-含量先升高再降低,分别在60d和67d后降至零.试验结束时,不同pH值培养液中总氮含量比起始时分别下降了25.97%、27.52%和28.16%,说明化合态无机氮可以经过反硝化作用生成氮气而溢出培养液,因此,较大密度水华水体中存在反硝化的脱氮过程.     

角突网纹溞在太湖微囊藻群体形成中的作用

将太湖微囊藻水华中3种优势微囊藻包括水华微囊藻1028、惠氏微囊藻929、铜绿微囊藻469和铜绿微囊藻905培养在改良后的BG-11培养基(TN=10mg/L,TP=0.4mg/L)中,然后加入角突网纹搔,以研究3种优势微囊藻对浮游动物摄食压力的形态反应.整个实验共进行了12d.除了水华微囊藻1028以外,在惠氏微囊藻929、铜绿微囊藻469和铜绿微囊藻905中没有观察到有大群体(大于10个细胞)的出现.在水华微囊藻中,处理组大群体细胞所占总细胞的比例与对照组显著不同,其中对照组占22%,而试验组占53%.水华微囊藻对照组和处理组中单细胞、2细胞、小群体(3-10个细胞)和大群体(大于10个细胞)细胞密度存在显著的不同.实验第6-12d,水华微囊藻对照组和试验组单位大群体细胞数量存在显著差异.研究结果表明,角突网纹潘的摄食压力不能促使惠氏微囊藻929、铜绿微囊藻469和铜绿微囊藻905形成大群体.角突网纹溞的摄食促使水华微囊藻形成更大的群体.     

滇池北部湖湾不同底泥性状对微囊藻复苏影响的模拟

滇池北部福保湾主要承接上游昆明市的生活污水及周边工业污水,其污染程度极为严重.本研究在福保湖湾内设置4个采样点,分别采集了不同区域的沉积物,首次模拟研究了微囊藻(Microcystis)在不同沉积物环境中复苏能力差异,结果表明微囊藻在模拟实验中的复苏能力表现出对不同底质的不同适应性,入口湖区的沉积物对微囊藻的复苏有极强的抑制作用.藻类复苏后达到的最大生物量(以叶绿素a计)分别为东岸对照区的4.7%,西岸对照区的6.6%及吹填区的11.9%,其中微囊藻生物量也远低于其它各样点,占东岸对照、吹填区及西岸对照的比例分别为5.2%、10.3%和19.4%.以上研究暗示了河口处沉积物不适合微囊藻的复苏.福保湾藻类水华的种源贡献应该主要依靠外源性输入,即湖流场和风向所导致的藻类水平迁移贡献远远大于底泥复苏至水体的垂直迁移.     

Simulation of vertical position of buoyancy regulating Microcystis aeruginosa in a shallow eutrophic lake

Vertical distributions of the cyanobacterium Microcystis aeruginosa are examined in a shallow lake in relation to mixing and thermal stratification over three days. A model of buoyancy regulation by Microcystis aeruginosa, applicable for turbulent environments, is coupled with a one-dimensional hydrodynamic model. The coupled model is applied to Thomsons Lake in Western Australia to examine the relationship between buoyancy regulation and the daily stratification/destratification cycle. The vertical distribution of Microcystis aeruginosa in Thomsons Lake depends on the carbohydrate ballast dynamics and the colony size. When thermal stratification occurs, all the simulations show a similar general pattern of diurnal vertical migration of the Microcystis aeruginosa colonies. The colonies accumulate at the surface during the night and in the morning the colonies lose buoyancy, which leads to a reduction by ~ \sim 50% in colony concentration in the top 0.2--0.3 m of the water column. Afternoon winds redistribute the population over the entire water column. When the lake is fully mixed, the vertical migration pattern of the Microcystis aeruginosa colonies may be affected, depending on the colony size and the intensity of the mixing.     

太湖群体微囊藻对同形溞(Daphnia similis)生长和繁殖影响的模拟

富营养湖泊中蓝藻水华对枝角类种群和群落结构有显著的影响,但自然条件下群体微囊藻对大型枝角类溞属不同种类的影响仍存在争议.本研究通过两次为期各10 d的模拟实验,利用过滤后的太湖原水模拟群体微囊藻(20～100μm和100 ～200 μm)添加对大型枝角类同形溞(Daphnia similis)种群特征的影响,结果显示两次实验的同形溞均大量存活,不同浓度和颗粒大小的群体微囊藻对其生长和繁殖的影响不同,添加群体微囊藻的同形溞的生长和繁殖显著大于未添加微囊藻的.说明在自然条件下藻毒素对同形溞种群并没有明显的抑制作用,同形溞能够与微囊藻水华共存,其种群特征与微囊藻群体大小组成和生物量有关.     

太湖微囊藻的生长动力学

Following the development of local industries, agriculture and the increase of living standard of people, Lake Taihu is in the meso-eutrophication stage. The main eutrophication part in this lake is the Meiling Bay. The dominant phytoplankton species are Microcystis, Anabena, Melosira, Cyclotella and Cryptomonas. In summer, Microcystis spp. occupys 85% of algae biomass and form the water bloom. This causes the trouble for the people lived around the lake, especially for the drinking water of Wuxi City.The Microcystis intrinsic rate was high, the Max. growth rate 1.27. Besides Microcystis own characteristics, its growth depended on irradiation, temperature and nutrients, especially the phosphorus. This paper also discussed the possibility of biomanipulation for restoration of lake ecology and the control strategy of lake eutrophication.     

酸雨对水生态系统中一些生物的影响

本文综述酸雨对水生态系统中各营养级生物的影响。介绍酸雨引起水体酸化和水体的缓冲能力,阐述不同营养级水生生物和所处不同发育阶段对低pH的敏感性差异。还讨论了由于遗传和适应引起生物对低pH的耐受性差异。酸化水体生物群落的重要特征是,生物种类数减少,多样性降低,生物量减少和食物链遭破坏。酸性pH对水生生物的毒作用方式包括气体交换受阻、体盐调节紊乱、酸碱平衡失调,以及与金属的联合作用等.最后还对若干问题作了扼要讨论,并提出建议。     

酸雨对水生态系统中一些生物的影响

本文综述酸雨对水生态系统中各营养级生物的影响。介绍酸雨引起水体酸化和水体的缓冲能力,阐述不同营养级水生生物和所处不同发育阶段对低pH的敏感性差异。还讨论了由于遗传和适应引起生物对低pH的耐受性差异。酸化水体生物群落的重要特征是,生物种类数减少,多样性降低,生物量减少和食物链遭破坏。酸性pH对水生生物的毒作用方式包括气体交换受阻、体盐调节紊乱、酸碱平衡失调,以及与金属的联合作用等.最后还对若干问题作了扼要讨论,并提出建议。     

Environmental drivers of tadpole community structure in temporary and permanent ponds

About 87 % of the anuran species that occur in Brazil possess a larval stage, i.e., tadpoles. Throughout this stage of development, tadpoles are subject to predation and the conditions of their aquatic habitat, including environmental heterogeneity, physical and chemical properties of the water, and hydroperiod of the water body. We assessed the patterns of species composition and richness of tadpoles in permanent and temporary ponds, with the objective of evaluating how morphometric, physical and chemical factors of the ponds and environmental heterogeneity (surrounding vegetation and substrate cover and aquatic vegetation) affect anuran occupation of these environments. The study was performed in five permanent and four temporary ponds. Tadpoles of 20 anuran species differed in species composition between permanent and temporary environments. Environmental factors were significant drivers for tadpole richness: turbidity and dissolved oxygen were significantly related to richness in permanent ponds, while water temperature and pH were significantly correlated to richness in temporary environments. Higher species richness was related to the heterogeneity of the ponds and greater complexity associated with the stratification of the surrounding vegetation. In general, the results suggest that species sorting of tadpoles is probably related to the high environmental variation among permanent and temporary aquatic habitats. The spatial heterogeneity of these two types of environments increases local diversity by accommodating species that are unique to only one habitat type.     

微生物对太湖微囊藻的好氧降解研究

通过模拟实验研究了微生物对微囊藻残体的降解作用。水体内悬浮质和各主要形态磷浓度的变化结果表明：微囊藻的好氧分解符合一级动力学,其乳浮质和颗粒性磷的浓度呈指数关系递减,降解速度分别为０．２２７／ｄ和０．０８８／ｄ。经３２ｄ降解后,水体内的总溶解磷和可达总磷的５３％,而ＴＤＰ的主要成分为ＰＯ＾３－Ｒ。     

滇池水体中微囊藻毒素含量变化与环境因子的相关性研究

本文对2003年4-12月滇池马村湾、海东湾微囊藻毒素和总磷、总氮、溶解氧、透明度、光照强度、叶绿素a、pH值、水温及微囊藻种群优势度进行了分析,讨论了以上指标在滇池马村湾和海东湾的分布和月变化情况以及与微囊藻毒素含量之间的关系．相关性分析表明马村湾、海东湾微囊藻毒素在水体中分布与总氮和氮磷比之间呈现非常显著的负相关性(P<0．01);与透明度、光照强度和微囊藻种群优势度存在显著的正相关性(P<0．05)．在影响微囊藻毒素的各因素中,运用多因素逐步回归分析得知马村湾、海东湾微囊藻毒素浓度主要南水体的总氮、总磷、叶绿素a和溶解氧以及透明度决定(R2=0．560,P<0．017)．     

Investigations on the Joint Occurrence of Anabaena spiroides Klebahn and Hyphomycetes in Various Types of Water Bodies

The authors investigated the influence of the cyanobacterium Anabaena spiroides on the occurrence of aquatic Hyphomycetes in the water of five water bodies of different trophy. The presence of cyanobacteria in the water of all five waters reduced the number of fungi species from 29 to 10. Such species as Angulospora aquatica and Mirandina corticola were found both in control samples and with cyanobacterium from all five waters examined.