太湖软体动物现存量及空间分布格局(2006-2007年)

2006年11月至2007年10月对太湖软体动物进行了一周年调查,软体动物在30个采样点的出现率为90.0%,采集的232份样品中共记录到9科12属12种,软体动物在分布区的年均密度和生物量分别为266ind./m2、102.2g/m2,河蚬(Corbicula fluminea)和铜锈环棱螺(Bettamya aeruginosa)是太湖软体动物的优势种,河蚬的出现率为90.0%,年均密度和生物量分别为174ind./m2、58.3g/m2,其主要分布在西南湖区(393-896ind./m2)和贡湖湾(393-552ind./m2);铜锈环棱螺的出现率为56.7%,年均密度和生物量分别为58ind./m2.61.6g,m2,主要分布在东太湖(140-299ind./m2).主成分分析结果表明,河蚬空间分布格局取决于生境类型和底质性质,而螺类的分布与水生植物的分布相一致,说明水生植物对螺类的分布有重要影响,这与经典的螺一草互惠理论相一致,比较1987-2006年太湖软体动物群落结构变化发现,20年来河蚬的高值区域已由梅梁湾、竺山湾转变为大太湖,河蚬个体大小趋于小型化发展(P＜0.001),而环棱螺小型化趋势并不显著(P=0.051).     

太湖河蚬(Corbicula fluminea)对富营养水体水质的改善作用

河蚬(Corbicula fluminea)为太湖优势大型底栖动物,通过受控实验研究其对富营养水体的水质改善效果.根据太湖河蚬的自然丰度设置4组密度处理,分别为无河蚬对照组、低密度河蚬组(生物量为130 g/m2)、中密度河蚬组(260 g/m2)和高密度河蚬组(520 g/m2).结果表明:河蚬滤食显著降低悬浮物浓度与叶绿素a含量,低、中、高密度河蚬组水体悬浮物浓度较对照组分别降低了20.85%、34.90%和53.79%,叶绿素a浓度分别降低了23.29%、48.32%和71.17%;放置河蚬还降低了水体TN、TP浓度,但是中密度河蚬组与高密度河蚬组没有显著差异.分析认为,河蚬通过滤食作用降低水体浊度、改善光照条件,有利于底栖藻类的生长及沉水植物的恢复,对富营养水体的生态修复具有重要意义;就太湖而言,河蚬对水质的改善效果可能受沉积物再悬浮造成的营养盐释放等因素的制约.     

湖南省大通湖河蚬(Corbicula fluminea)现存量及其时空分布

大通湖是湖南省最大的养殖湖泊.随着河蚬经济价值的提升,大通湖河蚬Corbicula fluminea(Müller,1774)的开发强度逐年增加.为实现河蚬资源的合理开发,本研究在对大通湖河蚬形态特征、现存量及其时空分布调查分析基础上,重点探讨了养殖和软体动物捕捞对其资源的影响.结果显示,壳长大于6 mm河蚬的平均湿重(BW)、壳长(SL)、壳高(SH)和壳宽(SW)分别为1.41±0.03 g、14.82±0.09 mm、13.73±0.09 mm和9.72±0.06 mm,平均相对高度、圆度和凸度分别为0.930±0.001、0.660±0.001和0.710±0.001.河蚬壳长、壳高、壳宽与湿重的关系分别为:lg BW=-3.45+3.00 lg SL、lg BW=-3.23+2.89 lg SH、lg BW=-2.87+2.97 lg SW,表明河蚬为等速生长.2010 2011年,大通湖河蚬平均密度和生物量均较2009年显著增加.2009年,河蚬主要分布于中北部的蜜蜂夹湖区域,2010年开始,几乎遍布整个大通湖,但整体上呈现由东北向西南逐渐递减的趋势,密度和生物量高值均出现在大通湖中部,蜜蜂夹湖、大西湖与尼古湖交界区域.推测养殖过程中物化产品投入的增加是导致大通湖河蚬现存量快速增加的主要原因之一,软体动物捕捞加速了河蚬分布区域的扩展.据此提出了大通湖河蚬合理开发和有效保护的建议.     

太湖沉积物中镉的赋存形态及其与河蚬体内富集的关系

通过实验室模拟的方法,将河蚬暴露于镉(Cd)污染太湖沉积物中,研究河蚬软体组织中Cd富集量及其水环境中Cd的分布规律.同时采用薄膜扩散梯度技术(DGT)和BCR形态分析法分别测定沉积物中Cd的有效形态和释放规律.以获得三种方法预测沉积物基准方法的适用性.结果表明,随着加标浓度增大,DGT和BCR测得Cd浓度值增高,上覆...     

河蚬(Corbicula fluminea)对霍甫水丝蚓(Limnodrilus hoffmeisteri)生物扰动的抑制效应

近年来太湖局部区域水体富营养化仍有加剧趋势,这可能与底栖动物生物扰动促进沉积物营养盐释放有关.耐污种霍甫水丝蚓(Limnodrilus hoffmeisteri)与常被用于生态修复的河蚬(Corbicula fluminea)均为太湖底栖动物优势种类,本文设计了双因素4组处理(对照组、河蚬组、霍甫水丝蚓组和混合组(霍甫水丝蚓和河蚬))的室外受控实验,研究在太湖2种种群分布交错区,河蚬能否对霍甫水丝蚓的生物扰动产生抑制效应.结果表明:霍甫水丝蚓扰动能显著增加水体总氮、总磷浓度,同时促进浮游植物生长;河蚬通过滤食和生物沉降作用显著降低水体总氮、总磷和悬浮物浓度,抑制浮游植物生长,从而促进了底栖藻类的生长;河蚬对霍甫水丝蚓生物扰动效应有抑制作用.     

温度对河蚬(Corbicula fluminea)氮、磷排泄影响的初步研究

在不同温度下,对太湖河蚬进行了室内短期氮、磷释放模拟实验.结果表明,温度对河蚬(Corbicula fluminea)不同形态氮、磷的排泄都有重要的影响.总磷(TP)、总氮(TN)、总溶解性氮(TDN)、总溶解性磷(TDP)和正磷酸盐(PO3-4-P)排泄率随温度的升高都显著升高,而亚硝态氮(NO-2-N)排泄率先升高后下降.铵态氮(NH+4-N)排泄率在5和15℃间变化不显著,温度对硝态氮(NO-3-N)排泄率有影响但不显著.同时实验发现河蚬为排氨动物,NH+4-N排泄占TN排泄的50.78%~100%,TDN排泄占TN排泄的89.14%~100%,而NO-3-N、NO-2-N虽都有检出,但所占比例相对较小.在河蚬磷排泄中,TDP占TP比例范围为83.01%~100%,PO3-4-P在36.60%~96.59%之间,且所占比例都有随温度升高而增加的趋势.同时对排泄率与干重和温度之间的关系进行了回归分析,发现不同氮、磷排泄率(NO-3-N和NO-2-N除外)与温度和干重的关系均符合方程R(X)=a Wb·ec T+d,决定系数R2都在0.967以上.     

太湖霍甫水丝蚓(Limnodrilus hoffmeisteri Claparède)的时空格局

2005年1-12月对太湖霍甫水丝蚓进行了逐月调查.太湖霍甫水丝蚓年均密度和生物量分别为3273.75 ind./m2和4.697 g/m2,均在2月份达到最大值.根据体长频数分布的周年变化,推测太湖霍甫水丝蚓一年有三代.太湖霍甫水丝蚓密度和生物量在空间上表现出明显的差异性,且随季节变化较小,其高值区域均出现在太湖北部梅梁湾和竺山湾及西部河口湖区,而在其它区域的现存量均较低.分析表明太湖霍甫水丝蚓空间差异可能与营养水平、底质类型、可摄食的食物及生境的稳定性等因素有关.     

太湖蚌类现存量及空间分布格局

于2016年10月和2017年10月对太湖全湖8个湖区129个样点的蚌类进行调查,分析蚌类的物种组成、现存量、空间分布及历史变化.共采集到蚌类704个个体,隶属8属14种.全湖蚌类平均生物量和密度分别为4.169±9.337 g/m²和0.164±0.386 ind./m²;各湖区蚌类平均生物量和密度差异较大,东部沿岸区生物量和密度最高,分别为14.975±16.743 g/m²和0.577±0.758 ind./m²;湖心区生物量和密度最低,仅为0.727±1.622 g/m²和0.029±0.071 ind./m².扭蚌（Arconaia lanceolata）、圆顶珠蚌（Unio douglasiae）和背角无齿蚌（Anodonta woodiana woodiana）为太湖现阶段的优势种.基于蚌类平均密度的聚类分析,8个湖区分为3类.与历史数据相比,太湖蚌类资源呈明显衰退趋势,现状不容乐观,需加强对太湖蚌类的保护和资源的有效管理.     

太湖藻类的卫星遥感监测

利用卫星遥感监测和计算机图像处理技术,调查了太湖梅染湖区灌空间分布和影响范围,并根据提取的遥感信息对藻华现象的气象成因作为实步分析。     

太湖流域设计暴雨时空分布对太湖洪水位影响分析

太湖是太湖流域最大的调蓄水体,合理地推求太湖流域设计暴雨,对于太湖设计洪水位确定非常重要.针对近年来太湖流域变化环境造成的暴雨特性及产汇流机制的变异,采用水文水动力学模型模拟分析了现状条件下太湖流域设计暴雨控制时段及时空分布对太湖洪水位影响.结果表明,以30、60、90日为控制时段的设计雨量与太湖最高洪水位关联密切,控制时段低于30日的暴雨时程分配对太湖最高洪水位基本没有影响.当设计暴雨中心位于太湖上游区域时,模拟的太湖洪水位具有明显升高的趋势,表明太湖洪水位对上游暴雨更为敏感.分析了1999、2016、2020年暴雨为典型的设计暴雨场景,结果表明,暴雨时程分配对太湖洪水位影响显著,主雨峰位于暴雨后期的设计暴雨可以造成更高的太湖洪水位.从太湖防洪安全考虑,采用30、60、90日为控制时段,暴雨中心位于上游,且雨峰位于暴雨过程后期的设计暴雨推求太湖洪水位是合适的.建议将2016、2020年暴雨过程列入太湖设计暴雨计算的备选典型,并作进一步分析论证.     

太湖浮游植物和各形态无机氮的时空分布特征

为研究太湖浮游植物和各形态无机氮的时空分布特征及其相互关系,于2010年3月至2011年2月在太湖全湖范围内选取9个采样点进行每月采样分析,结果表明:太湖无机氮主要以硝态氮和铵氮形式存在,前者占76%,后者占22%;太湖北部靠近西北沿岸的湖区以及竺山湾的铵氮和亚硝态氮浓度通常要明显高于其他点位.太湖各采样点TIN(总溶解性无机氮)的季节变化趋势很相似,都表现为春季最高,夏秋季降低,冬季又有所升高;夏季北部湖区TIN降幅明显大于南部,使得前者TIN/TSP(总溶解性磷)远小于后者.春季太湖南部的微囊藻复苏量大于北部,但夏秋季微囊藻的暴发主要发生在太湖北部,此时微囊藻大暴发的点位(如梅梁湾)通常都伴随着很低的硝态氮浓度和TIN/TSP,使得这些点位比其他地方更容易发生N限制;Chl.a/浮游植物的比值与浮游植物总数呈极显著负相关,而与TIN/TSP的比值呈极显著正相关,这说明当藻类大量暴发而TIN/TSP下降时,浮游植物单个细胞内的平均Chl.a含量会有所下降,这种现象的原因有待进一步研究;绿藻、硅藻、裸藻和隐藻在时空分布上有一定相似性,而这四种藻与微囊藻则有较大差异.     

太湖和巢湖中微囊藻(Microcystis)与长孢藻(Dolichospermum)的长时序变化及其驱动因子

随着我国湖泊治理力度的加大,太湖和巢湖的营养盐水平,特别是氮水平近年来明显下降,如2007年以后太湖总氮和近年来巢湖的氨氮水平都呈现下降趋势,但是2个湖泊水华蓝藻的优势种却向相反的方向演化,太湖的长孢藻(Dolichospermum)比例在增加,而巢湖的长孢藻比例却在降低,为阐明这种变化过程和驱动因素,本研究利用太湖(19932015年)和巢湖(2012 2018年)的历史数据分析了2个湖泊中的水华蓝藻——微囊藻(Microcystis)和长孢藻生物量的历史变化过程,并结合营养盐数据分析了影响2种水华蓝藻变动的驱动因素.结果显示:太湖和巢湖的微囊藻生物量多年来始终保持高位波动,近年来均有升高的趋势,这与2个湖泊磷的高位波动具有明显的相关性,磷是决定微囊藻生物量长尺度变化的主要驱动因素;太湖的长孢藻生物量呈现较大波动变化,2007年以后明显升高,巢湖的长孢藻生物量则明显下降,氮与长孢藻生物量呈现负相关关系,而且这种负相关仅在低磷浓度时具有显著性.微囊藻生物量对磷浓度变化敏感的正反馈响应是其水华形成的重要机制之一,在高温高磷条件下,微囊藻可以快速繁殖,并竞争性排除长孢藻,从而形成优势;而长孢藻可以通过温度生态位和固氮两种方式占据优势,在氮浓度相对较低,且温度低于微囊藻形成水华的温度范围时,长孢藻可以依靠温度生态位的优势形成水华,而在氮限制的条件下,即使在夏季高温时,长孢藻依然可以利用固氮作用形成水华,但是关键的温度阈值和开始固氮的氮浓度阈值仍不清楚.基于2种水华蓝藻对营养盐变化响应的差异,建议在进行蓝藻水华治理、污染削减过程中,应针对不同水华蓝藻的特性进行分时段分类别的营养盐控制策略.     

野外模拟扰动对太湖微囊藻群体大小的影响

风浪扰动是影响湖泊生态系统重要的环境因素之一.为了解风浪扰动对湖泊微囊藻群体大小的影响,在野外模拟了风浪扰动对太湖微囊藻群体大小的影响.结果表明,实验组模拟风浪连续扰动24 h,扰动结束时实验组和对照组微囊藻群体大小分别为68.38和12.56μm,实验组和对照组微囊藻群体大小呈极显著差异;扰动结束时实验组和对照组微囊藻胞外多糖含量分别为1.49×10~~(-6)和1.26×10~(-6)mg/cell,二者差异显著.表明适当强度的风浪扰动短时间内能促使微囊藻群体显著增大,有助于人们对太湖微囊藻水华暴发机理的认识.     

氮、磷浓度对太湖水华微囊藻(Microcystis flos-aquae)群体生长的影响

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.氮、磷浓度是影响微囊藻群体生长的重要因素之一.为了探讨氮、磷浓度对微囊藻群体生长的影响,本研究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,开展了不同氮、磷浓度对水华微囊藻群体生长的影响研究.以近几年太湖微囊藻水华暴发最严重的梅梁湾氮磷比的平均值作参考,氮、磷浓度设置为5个水平组,依次是T1(TN=0.1 mg/L,TP=0.005 mg/L)、T2(TN=1 mg/L,TP=0.05 mg/L)、T3(TN=10 mg/L,TP=0.5 mg/L)、T4(TN=100 mg/L,TP=5 mg/L)和T5(TN=250 mg/L,TP=5.44 mg/L)(BG-11培养基中氮、磷的浓度).结果显示,T1、T2、T3和T4 4组微囊藻群体均增大,且都发现有大于100个细胞的群体形成,群体大小分别为151、217、437和160 cells,而T5组微囊藻群体实验初期增大,实验后期变小,T5整个实验期间未发现有大于100个细胞的群体形成.研究结果表明相对低的氮、磷浓度有利于水华微囊藻群体的生长,而过高的氮、磷浓度则会抑制微囊藻群体生长.本研究结果也表明目前太湖氮、磷浓度有利于水华微囊藻群体的生长,从而有利于微囊藻水华形成.