近400年来湖北大九湖泥炭地摇蚊对湿度变化的响应

神农架大九湖泥炭地是华中地区少有的亚高山泥炭藓湿地,是研究长江中游气候变化及其生态效应的理想区域.本文通过大九湖一根泥炭岩芯的年代学、元素及摇蚊亚化石记录,结合区域古气候资料,探讨大九湖泥炭地地表干湿变化历史及生物响应过程.结果表明,近400年来大九湖泥炭地古水文和摇蚊种群变化经历了3个主要阶段：1820s之前研究区内气候偏冷湿,尤其是1720s-1820s年间,冷湿的环境有利于泥炭中碳的大量积累,较高的地表有效湿度使得摇蚊大量生长,同时湖泊相摇蚊属种丰富度及含量均较高;1820s-1940s年间,区域内夏季降水量显著降低,同时伴随明显的区域增温过程,泥炭地地表有效湿度过低不利于水生生物生长,摇蚊种群生物量极低;1940s （尤其1970s）后,摇蚊种群丰度逐渐回升,但湖泊相摇蚊丰度较1820s以前明显降低,半陆生摇蚊属种丰度有所增加,说明尽管该时期泥炭地表湿度有所增加,但较1820s前仍较低,暖湿气候下泥炭分解也较为明显.本研究探索性地分析了气候变化背景下泥炭地摇蚊种群对泥炭地湿度变化的响应过程,这不仅为摇蚊亚化石在气候变化研究中的应用开拓了新的领域,同时也为全面、精准地理解泥炭地演化及区域环境变化过程提供了新线索.     

近50年来洪湖鱼类群落分类学多样性变动

基于洪湖1959-2004年鱼类群落状况的调查研究,应用分类学多样性指数分析洪湖鱼类群落分类学多样性的变动.结果显示:受江湖阻隔及人为干扰加剧等因素影响,洪湖鱼类种、属的数目在1981年表现出下降的趋势,科以上的分类阶元的数目则在1993年之后明显减少.对洪湖鱼类组成进行NMDS排序,1959、1964和1981年的鱼类群落组成较为类似,1993和2004年的群落组成则发生了较大的变化.随着时间推移,分类差异性指数Δ~+表现出先上升后下降的趋势,而变异分类差异性指数Λ~+则表现出先下降后上升的趋势,表明随着人为干扰的增加,洪湖鱼类群落的分类学进化树的平均路径长度和均匀度发生了不同程度的变化.零假设模型显示,5个时期的Δ~+值都位于置信区间内,而1993和2004年的Λ~+值却位于置信区间的上方,显示分类学进化树的均匀度显著下降.Δ~+和Λ~+值的变化提供了与物种数变化所蕴含的不同信息,在多样性评价研究中可以作为经典多样性指数的补充.洪湖鱼类Λ~+值随干扰程度的加剧而增加,表明这一指数在多样性保护和评价中具有良好的应用价值.     

近30年来鄱阳湖生态系统服务变化

鄱阳湖是我国最大淡水湖,在维持区域生态安全和生态平衡中发挥重要作用.为了解近30年鄱阳湖生态系统服务变化情况,本文对已有文献与监测数据进行收集整理,直接获取鄱阳湖水资源供给、渔业资源供给、水环境净化服务数据,通过输沙量法、Berger-Parker优势度指数计算泥沙淤积调控和生物多样性维持服务,利用RMSD方法分析19922014年鄱阳湖生态系统服务关系.结果表明:(1)渔业资源供给和水环境净化服务不断下降,水资源供给和泥沙淤积调控服务在2010s有所恢复;(2)冬候鸟种类和数量增加,鱼类种群结构逐渐恢复,但Berger-Parker指数总体上升;(3)浮游植物、底栖动物多样性上升,浮游动物多样性下降;(4)不同时间尺度各服务间均为高权衡关系,水环境净化服务相对收益始终高于其他服务.     

湖北长湖水生植物多样性及群落演替

在2011年的调查基础上,结合已有资料,研究长湖水生植物多样性、群落特征、水生植被分布现状及水生植物多样性的动态变化和群落演替规律,探讨驱动水生植物群落演替的主导因素.结果显示长湖现有水生植物95种,水生植物优势群落12个.与1985年相比,长湖水生植物无论是在优势种还是优势群落上均发生了巨大变化,从原来以沉水植物为主的优势群落逐步演替为以挺水植物+漂浮浮叶植物为优势的水生植物群落.同时水生植被分布面积急剧缩小,生物量显著下降,2011年全湖水生植被覆盖率仅为4.2%,单位面积平均生物量只有2001年的10%,全湖生物总量相比于2006年下降了88.5%.分析表明,大规模围网养殖等人为干扰活动及水体富营养化是致使长湖水生植物多样性显著下降和群落发生逆向演替的主要原因.     

近200年来湖北涨渡湖对江湖联通变化的环境响应

江湖联通状况对湖泊生态系统有着重要影响,但是由于缺乏长期的生态水文监测数据,湖泊系统对其响应的过程与机理仍缺乏认识.本研究选择长江中下游地区典型湖泊——涨渡湖,结合该湖一沉积短柱的²¹⁰Pb、¹³⁷Cs年代测试,通过高分辨率的多指标分析(硅藻、元素地球化学和粒度),揭示近200年来湖泊生态系统对该湖与长江之间联通关系改变的响应过程.与历史文献记载一致,古湖沼学记录揭示出该湖与长江的联通状况经历了3个阶段.1)江湖联通期(1954年以前):该湖与长江自然相通,江湖水体交换频繁,丰富的贫营养浮游种Cyclotella bodanica表明该湖长期处于低营养及湖泊水位相对较高的状态.2)江湖隔绝期(1954 2005年):随着湖坝的兴建,江湖联通关系被隔绝,湖泊换水周期变长,透明度降低,喜好扰动环境的Aulacoseria granulata大量生长.相应地,富营养硅藻的增加、高TOC含量以及较高的沉积物TP、TN浓度表明,该湖营养水平逐渐升高.特别是近20年来,较高含量的富营养硅藻种——C.meneghinena、A.alpigena、Nitzschia palea、Surirella minuta和地球化学记录,包括TOC含量和沉积物TP、TN浓度,表明该湖富营养化程度加剧.3)江湖季节性联通期(2005年后):硅藻以附生种、底栖种为主,但仍有一定含量的富营养化属种,且TOC含量以及沉积物TP、TN浓度仍然保持较高水平,表明富营养程度有所缓解.古湖沼学和历史记录都揭示了自该湖与长江无连通后其生态状况的快速退化、重新联通后生态状况有所好转.因此,在长江中下游洪泛平原区,江湖关系的重新联通将是减轻湖泊生态压力的有效手段.     

滇西北地区高山湖泊沃迪错近两百年来环境变化及枝角类群落响应

区域增温和大气氮沉降作用已成为高山湖泊面临的重要环境胁迫,已有高山湖泊生物群落响应的长期模式研究主要集中于藻类而缺乏更高营养级生物(如浮游动物)的系统调查。本研究选择滇西北地区深水型的高山湖泊沃迪错开展沉积物调查,通过多指标分析(总氮、总磷、叶绿素a、氮稳定同位素等)并结合区域气候重建记录,识别近两百年来该湖泊及流域环境的变化历史,进一步利用枝角类群落指标(物种组成、生物量等)定量评价了湖泊生物群落的响应模式与驱动因子。结果表明,湖泊营养水平(如总氮浓度)和初级生产力(叶绿素a浓度等)在过去近两百年总体呈上升趋势。相关分析显示,大气氮沉降和流域外源输入是影响总氮上升的主要因素,同时区域增温和营养盐富集促进了湖泊初级生产力的不断上升。自1960s以来区域升温明显,湖泊营养水平和叶绿素a浓度呈现加速上升的趋势。钻孔中枝角类群落以浮游属种(Daphnia longispina等)为优势种,在1900AD以前D.longispina相对丰度较为稳定(40.83%±8.02%),之后出现下降趋势且在1948—1965年间明显下降,之后再次明显上升并成为主要优势种。排序分析显示,气温、叶绿素a和总...     

近200a来泸沽湖沉积物色素记录与区域气候变化的关系

近百年来云贵高原区域气候变暖明显.为探讨湖泊生态系统变化与气候变化的关系,本文采集泸沽湖沉积物柱,分析测定了近200 a来沉积物柱芯中叶绿素及其衍生物(CD)、总胡萝卜素(TC)、颤藻黄素(Osc)和蓝藻叶黄素(Myx)4类色素及烧失量(LOI550℃)、生物硅、C/N值等指标,并与1951-2010年丽江地区气温和降雨量资料进行相关性分析.结果表明,以上4种色素含量及其比值(CD/TC,Osc/Myx)对区域气温变化较为敏感;近60 a来CD、TC、Osc、Myx、LOI550℃和生物硅含量与年均气温呈显著正相关;而CD、TC、Osc、Myx和C/N仅与5 a滑动年均降雨量呈正相关,表明气温可能是驱动泸沽湖初级生产力升高的主要因素之一,降雨量为次要因素.1990年后4种色素和有机质含量明显增加,C/N值呈下降趋势,湖泊初级生产力增强,内源有机质在沉积物总有机质中的比重增高.此外,Osc和Myx含量及其比值升高,反映蓝藻类生产力增长,颤藻类比重呈增大趋势,表明近20 a来在气温为主导因素的影响下不仅泸沽湖初级生产力增加,初级生产者群落组成也发生了变化.     

西藏普莫雍错不同岩芯环境指标的对比研究及其反映的近200年来环境变化

在西藏南部普莫雍错不同位置处采集了四支岩芯沉积物,对其中一支利用~(210)pb和~(137)Cs方法建立了沉积物的年代序列,并对其他三支岩芯的上部沉积物进行了总有机碳、无机碳、粒度及化学元素含量的分析.结合沉积物年代,对不同岩芯的环境代用指标进行对比,讨论了该地区近200年来的环境变化状况.结果表明,不同位置处采集的岩芯其环境指标变化趋势在整体上具有一定的可比性,但在细节变化与环境指标的数值上仍具有明显的差异,显示了湖泊内部沉积状况的空间差异性,这可能是由于采样点水深、水下地形以及与主要补给河流距离的不同而造成的.PY04岩芯环境指标显示普莫雍错湖区环境在约1900AD之前较为稳定;在约1900-1940AD之间湖区环境波动加剧,地表侵蚀增强,沉积速率加快;湖区环境在1940AD左右发生了明显的变化,温度显著升高,沉积物粒度增大,湖泊处于退缩状态,表明湖泊环境向暖干化方向发展.     

近70年来太湖水体磷浓度变化特征及未来控制策略

分析湖泊中磷浓度的变化特征,揭示其变化的驱动机制,是有效实施湖泊水体磷浓度控制的前提.本文整理分析了太湖70年来(1949-2020年)水体磷浓度监测历史资料,对比了太湖不同湖区、不同时间尺度水体磷浓度的差异性及波动性,发现影响太湖磷浓度变化的原因既有人为的因素,也有自然的因素.无论是污染较轻的1950年,还是污染负荷...     

江湖阻隔背景下东部平原湖泊鱼类功能特征及多样性变化

东部平原湖泊区是我国淡水湖泊最集中的地区,分布着我国的五大淡水湖等诸多湖泊.然而,江湖阻隔对该区域湖泊的生物多样性造成严重威胁.本文选取东部平原的9个湖泊,对江湖阻隔前后鱼类功能性状（3组分类性状和6个连续性状）和功能多样性指数的变化规律开展了研究.结果表明,9个湖泊的鱼类总物种数由江湖阻隔前的140种减少为江湖阻隔后的100种,平均物种数由79.6种减少到52.1种（减少34.4%）.江湖阻隔后鱼类群落的功能性状和功能多样性指数发生了显著变化,洄游性鱼类（包括河海洄游和江湖洄游）物种占比（由39.7%降至32.6%）和鱼食性物种占比（由31.1%降至25.2%）显著下降,而非洄游性物种占比（由60.3%升至67.5%）和浮游生物食性物种占比（由13.5%升至15.5%）显著上升.连续型性状中,平均营养级（由3.14降至3.10）显著下降、平均生长速率（由0.57 a^-1升至0.65 a^-1）显著上升.阻隔后的物种数（SR）、功能丰富度指数、功能离散度指数和功能分散指数显著低于阻隔前.本研究表明江湖阻隔后鱼类群落不仅物种丰富度下降,且功能性状趋向同质化（或单一化）发展,致使功能多样性下降.研究结果可为东部平原湖泊的渔业资源管理及湖区生态修复和保护提供重要的理论依据.     

滇池不同湖区浮游动物群落稳定性及其驱动因子分析

为了揭示滇池不同湖区浮游动物群落稳定性及其驱动因子,于2020年对滇池草海、大泊口、外海3个具有一定空间分隔的区域,按季度进行4次采样调查。结果表明,大泊口区域的溶解氧、透明度指标显著高于外海,总氮、总磷、悬浮物、叶绿素a和化学需氧量等指标浓度显著低于外海,草海理化因子浓度介于大泊口与外海之间。研究期间3个区域共鉴定出浮游动物41属(枝角类12属、桡足类8属、轮虫21属),轮虫种类和密度均占较大比例。浮游动物年平均密度大泊口(7771.3 ind./L)>草海(2901.1 ind./L)>外海(634.8 ind./L);年平均生物量草海(3.72 mg/L)>大泊口(2.15 mg/L)>外海(2.09 mg/L)。非参数多元方差分析(PERMANOVA)与相似性百分比分析(SIMPER)结果表明,滇池3个区域间浮游动物群落结构差异极显著,导致大泊口与草海、外海群落结构呈极显著差异的属种为轮虫类群的种类,导致草海与外海群落结构呈极显著差异的属种为枝角类和轮虫类群的种类。此外,浮游动物群落稳定性与物种多样性呈显著的正相关关系,且经过生态修复后水质有所改善的湖区...     

滇池、抚仙湖、阳宗海长期水位变化(1988-2015年)及驱动因子

水位变化影响湖泊水质、水量和生态系统功能,是研究湖泊演变的重要内容,但目前针对滇中高原湖群水位变化特征还少见系统报道.本文选择滇池、抚仙湖、阳宗海3个滇中高原湖泊作为研究对象,基于1988-2015年实测水位数据和Mann-Kendall趋势检验法评估了3个湖泊水位变化特征;运用RClimDex模型获得了流域极端降水指标,结合其他指标构建了基于极端气象因子的湖泊水位驱动力指标体系;采用主成分-多元回归模型,解析了极端降水、蒸发等气象因子对滇中高原湖泊水位变化的贡献.结果表明：①滇池、抚仙湖、阳宗海水位年际波动不突出.滇池的年平均水位总体略呈上升趋势,年均上升0.025 m.阳宗海和抚仙湖水位无明显变化.②滇中高原湖泊流域的极端降水指数年际变化趋势不明显.滇池的蒸发量呈明显减小趋势,年均减小21.05 mm.抚仙湖蒸发量呈明显增加趋势,平均每年增加5.52 mm.阳宗海蒸发量的变化不明显.③气象指标可解释滇池水位变化的49.7%,滇池水位变化受气候变化和人类活动的综合影响;阳宗海和抚仙湖水位变化主要受气象条件控制,蒸发量、综合降水指标和连续降水指标对阳宗海水位变化的解释率高达93.3%;综合降水指标和干旱状况指标可以解释抚仙湖水位变化的64.5%.极端降水指标对解释高原湖泊水位变化具有重要作用.     

阳宗海砷污染背景下浮游植物的时空分布特征及其驱动因子解析

人类活动导致的重金属污染是湖泊水体面临的主要环境压力之一.云南高原湖泊阳宗海于2008年暴发了砷污染事件且水体砷浓度目前仍然超过生活饮用水卫生标准,严重影响了水安全和生态系统健康.本研究于2015年4月-2016年2月每两月对阳宗海南、中、北部湖区进行采样调查及分析,共鉴定出浮游植物7门44属68种,绿藻门种数最多.蓝藻门占绝对优势,其中伪鱼腥藻（Pseudoanabaena sp.）、浮丝藻（Planktothrix sp.）、束丝藻（Aphanizomenon sp.）为全年的优势种,这与已有调查显示的阳宗海砷污染后浮游植物群落中蓝藻占优的基本特征一致.方差分析结果表明浮游植物生物量在时间尺度上呈现显著的变化特征,最大值出现在8月（14.06 mg/L）,最小值出现在12月（1.23 mg/L）,而空间差异不显著.Pearson相关分析显示,浮游植物总生物量与水温、pH呈显著正相关.而与砷、透明度、锰、钠、钾和总磷浓度呈显著负相关,冗余分析结果表明,水温、砷、钙、锰、钾共同解释了阳宗海浮游植物群落结构变化的57.18%.方差分解的结果进一步表明,水温、钙离子和砷三者作用共同解释了浮游植物群落结构变化的32.05%,其中水温和钙离子分别独立解释了群落变化的12.45%和8.28%,水体砷浓度仅独立解释了2.33%,但与水温共同作用解释了9.46%.因此,我们推测水温的季节性波动导致了湖泊水体热力分层的明显变化,其中水体混合作用的增强可能会促进底泥释放过程并增加表层水体的砷浓度,进而影响了浮游植物群落的季节性变化.研究结果有利于评价重金属污染对湖泊的长期生态效应,并为砷污染湖泊的环境修复提供重要的科学依据.     

砷污染治理背景下阳宗海浮游植物生物量的时空分布模式及驱动因子

在社会经济发展和流域开发持续的背景下,砷污染已成为我国部分水体面临的重要环境问题,目前对砷污染防控的生态效应与修复效果评价仍缺乏系统识别。湖泊生态系统中浮游植物是重要的生产者,砷等重金属污染可以直接影响浮游植物生长、物种演替和初级生产力水平,浮游植物已成为指示砷污染水平及其生态效应的敏感指标。本研究以长期受到砷污染胁迫并经历污染治理的阳宗海为研究对象,设置南、中、北3个调查位点,于2015年4月-2019年12月对浮游植物和水质因子开展季节调查和空间分析,通过识别浮游植物生物量的时空分布模式与驱动因子,评价了砷污染与治理下浮游植物生物量的变化机制和生态修复效果。调查结果显示,采样期间阳宗海浮游植物以蓝藻门为主,浮游植物的生物量范围为0.7~30.4 mg/L,平均生物量在2016年最低((3.0±1.8) mg/L)、在2017年最高((10.5±8.9) mg/L)。ANOVA分析结果显示,浮游植物生物量存在显著的季节差异而空间差异不明显。相关分析结果显示,阳宗海浮游植物生物量与砷浓度和透明度呈显著负相关,而与水体温度和pH呈显著正相关。多元线性回归分析进一步显示,砷和水温是驱动阳宗海浮游植物生物量变化的显著环境因子。由此可见,在重金属污染湖泊经过修复后,水体砷遗留物的毒性效应仍然对浮游植物生长产生了明显的抑制作用,表明了水体重金属污染物可能具有长期的沉积物释放作用与持久的生态毒理效应。     

云南高原湖泊抚仙湖酵母菌空间分布及其与环境因子的关系

开展高原湖泊酵母菌多样性研究,能够为湖泊生态系统的保护提供理论依据,并为其中特殊酵母菌资源的开发及利用奠定基础.结合经典分类法及26S rDNA D1/D2区域序列分析,对分离自云南抚仙湖湖水中的553株酵母菌进行系统分类,运用SPSS 19.0软件比较不同区域酵母菌多样性,并采用多元统计方法定量分析酵母菌空间分布特征及其与理化因子之间的关系.结果显示:抚仙湖水体中分布22属52种和1个潜在新分类单元的酵母菌.理化因子差异性分析表明,北沿岸区总有机碳浓度明显高于南沿岸区.Pearson分析则表明,抚仙湖湖水总有机碳浓度与酵母菌丰度呈显著正相关.另外,酵母菌-环境冗余分析显示,抚仙湖酵母菌种群结构与总有机碳浓度存在明显相关.研究显示云南抚仙湖酵母菌资源比较丰富,人类活动对其中酵母菌空间分布具有一定影响.     

云南腾冲青海——酸性湖泊的环境特征

火山口湖成因和持续酸性地下水补给是腾冲青海呈现酸性湖泊环境的地质基础,通过对青海环境的实际调查和水、土、生物样品的分析、鉴定,结果表明：湖水具较低pH值、极低的阳离子组成和矿化度;沉积物中Ca、Mg、Al、Fe等元素有明显流失;湖泊生物种群少且生物量低,缺失蓝藻和腹足类、瓣鳃类、甲壳类动物等为区别于一般中、碱性湖泊最显著的特点,酸性水介质湖泊系统元素地球化学行为的变化及其对生物的影响－－生物贫化和耐酸种扩张,既是腾冲青海的基本特点,也是酸性湖泊环境形成的动力机制。     

太湖梅梁湾摇蚊亚化石沉积记录及营养演化研究

对太湖梅梁湾T0905岩芯摇蚊幼虫亚化石组合进行了分析,探讨了自1940年以来梅梁湾湖区摇蚊幼虫对营养盐演化的响应.结果表明,梅梁湾湖区摇蚊组合变化以1970年为分界点,经历了由Tanytarsus为优势属种向富营养属种Chironomus plumosus-type和Microchironomus为优势组合转变的过程...     

云南属都湖沉积物金属元素地球化学

通过对属都湖短岩芯Esdrl重金属元素的分析,结合沉积物粒度、流域降水和人类活动资料,讨论属都湖沉积物金属元素地球化学变化特征.结果表明.沉积物中AI、Mg、Co、Zn、Cr、Ti、V、Cu、Ni等元素含量变化与粘土含量、夏季降水量显著相关,降水导致的流域侵蚀强弱变化是影响元素含量变化的主要因素.元素Pb含量从岩芯底部到顶部总体呈上升趋势,25-17.5cm沉积物中Pb含量较稳定主要为自然侵蚀过程控制;17.5-10.5cm沉积物中Pb含量迅速增加后逐渐降低推测为20世纪50年代湖区附近矿山开采产生的粉尘沉降的影响;10.5-Ocm Pb含量逐渐增加,80年代以后大气中Pb含量上升.Pb在漉域的干湿沉降应是岩芯上部Pb含量升高的原因.在氧化还原作用下沉积物中Fe、Mn易在沉积物一水界面发生再迁移.25-7.5cm沉积物中的Fe、Mn含量变化特征为沉积后再迁移作用的结果;7.5-0cm Fe和bin含量明显上升,夏季降水量增加导致流域侵蚀增强和土壤的潜育化可能是岩芯上部Fe、Mn含量显著上升的原因.     

云南省高原深水湖泊程海磷形态分布和变化

采用GPS定位,在程海设置了3个断面9个采样点,对各种形态磷进行了为期1 a的研究,分析了高原深水湖泊程海磷形态分布和变化.结果表明:程海中总磷含量范围为0.008～0.155 mg/L,年平均值为0.046 mg/L,含量水平已经较高.存在形态是颗粒态总磷占54.35%;溶解态有机磷占19.56%;溶解态无机磷占26.09%.各形态磷时间分布和变化与水生生物特别是浮游植物生命活动和周期变化密切相关;水平分布格局受浮游生物活动、湖流风动等综合影响;由水表层-亚底层垂直分布比较均匀,湖底层含量不同程度升高.