干旱荒漠区寡营养细菌及其生态特性的研究

从新疆古尔班通古特沙漠生物结皮的下层(沙漠层)分离到一株寡营养细菌(Oligotrophic bacteria),编号为SGB-5,G+;细胞大小在(0.328～0.746)×(0.171～0.240)μm;菌落圆形,直径5mm,白色光滑,隆起明显;兼性好氧;该菌最适生长的碳量为15 mg/L培养基;生长温度范围为10～50℃,最适生长温度为37℃;最适pH为7.0～9.0;该菌在生长过程中分泌大量的黏多糖,黏多糖的化学组分为阿拉伯糖、X糖、葡萄糖、半乳糖及甘露醇,其摩尔比为1∶14∶19∶6∶14;室内培养72 h黏度可达6300 mpa.S.将黏度为1200 mPa.S的菌体培养液喷洒在流沙表面后,能够形成可以黏连沙粒的约2～6 mm厚的寡营养细菌结皮层,该结皮层不仅能够固沙而且具有一定的减缓土壤中水分蒸发的效果.     

群体微囊藻附生细菌特性

附生细菌在微囊藻水华暴发过程中可能发挥了重要作用,但是,缺少关于微囊藻附生细菌特性的研究报道.本文从4种群体微囊藻(铜绿微囊藻、惠氏微囊藻、水华微囊藻和坚实微囊藻)中分离得到了18种附生细菌,分别隶属于六大类群:α-变形菌纲、β-变形菌纲、γ-变形菌纲、放线菌纲、纤维粘网菌纲和黄杆菌纲.BIOLOG板分析显示除了α-变形菌纲中的2种细菌以及放线菌纲中的1种细菌以外,其余细菌都能够利用10种以上的碳源.18种附生细菌中有12种具有趋化性,12种具有疏水性,14种具有自聚能力.除了黄杆菌纲菌株都具有亲水性外,其余5大类群菌株都含有疏水性种类.六大类群中都含有具有趋化性和自聚能力的种类.每种微囊藻中的大多数附生细菌种类都能利用10种以上的碳源,都具有疏水性.每种微囊藻中至少有一组细菌表现出共聚能力.除了水华微囊藻外,其余3种微囊藻中附生细菌的大多数种类都具有趋化性.除了惠氏微囊藻外,其余3种微囊藻的附生细菌中大多数种类都具有自聚能力.结果显示细菌旺盛的代谢潜力、趋化性、疏水性、自聚能力和共聚能力可能有利于附生细菌定殖于微囊藻群体.     

一株新型鱼腥藻溶藻细菌的分离鉴定及其溶藻特性

蓝藻水华在全球范围频繁暴发,鱼腥藻(Anabaena)水华出现频度仅次于微囊藻(Microcystis)水华,其中的一些鱼腥藻种类能产生多样的藻毒素或异味物质,鱼腥藻水华去除技术的研发备受关注.本研究以从武汉市新洲区土壤中分离筛选到的一株细菌WP为材料,通过分析其生理生化特征及16S r DNA序列对其进行分类地位鉴定,考察了该菌株对真紧密鱼腥藻(Anabaena eucompacta)CHAB 1799的溶藻特性.结果表明,菌株WP与Lysinibacillus fusiformis NRS-350的同源性达到了99.6%,故鉴定WP属于Lysinibacillus属.菌株WP对真紧密鱼腥藻CHAB 1799发生溶藻作用的细菌阈值为6×10~3cfu/ml,其生理状态不会明显影响溶藻效果,且对不同生长时期的藻液均有较强的溶藻作用.该菌株的溶藻方式为间接溶藻.本研究结果丰富了溶藻细菌的资源库,也为治理鱼腥藻水华提供了更多的技术支持.     

寡-中营养型水体偶发性蓝藻水华的驱动因素分析——以南京方便水库为例

寡-中营养型水体中,虽然营养盐水平偏低,但仍会偶发性出现较为严重的蓝藻水华现象,其具体机制仍有待深入探索研究.本研究以偶发水华水体方便水库为例,通过历史数据分析和调查研究,探讨了其水华蓝藻的优势类群,并分析了蓝藻水华形成的主要驱动因素.研究发现:方便水库优势的水华蓝藻为浮丝藻和长孢藻,这两种丝状蓝藻是发生偶发性蓝藻水华的潜在风险物种,其中浮丝藻的发生风险最高,风险时段为7-9月.方便水库多年来营养盐浓度呈现下降的趋势,其中总氮浓度的下降趋势快于总磷浓度,整体有利于蓝藻水华的防控,但是营养盐的波动,尤其是随着降雨导致的地表径流入库对水体总磷的脉冲式补充,降低了水体氮磷比,增加了水库偶发蓝藻水华的风险;在营养盐满足的条件下,水温、高锰酸盐指数和氧化还原电位是发生浮丝藻水华的主要驱动因素,氧化还原电位、水温和透明度是发生长孢藻水华的主要驱动因素.本研究结果有助于提升对偶发性蓝藻水华机制的认识和应急处置工作的精准性.     

我国银鱼研究概况及其移植的生态管理准则

本文论述了我国银鱼的种类,分布,幼态持续现象,生态特性与移植增殖现状,并重点介绍了银鱼移植的生态管理准则－经济学准则,地理学准则,生物学准则和生态学准则。     

不同营养水平下浮游细菌群落对盐度干扰的响应与稳定性

微生物群落是湖泊生态系统的重要组成部分,其结构和功能的稳定性对于生态系统正常执行功能和服务具有至关重要的作用。以营养富集和盐度增加为特征的全球变化深刻影响湖泊生态系统,揭示这些因素对微生物群落结构及其稳定性的影响机理具有重要意义。本研究以浮游细菌群落为研究对象,开展2个营养水平和3个盐度干扰强度水平(对照组、3‰和9‰)的室内模拟实验;基于同一时间点的实验组和对照组之间细胞密度的差异,计算反应力、抵抗力、恢复力和时间稳定性等多个稳定性指标,尝试揭示群落的稳定性机制;借助细菌16S rRNA基因高通量测序对群落结构进行分析,阐明不同营养水平下浮游细菌群落不同类群对盐度干扰的响应。研究发现,浮游细菌的细胞密度和物种丰富度在盐度干扰后降低,对盐度敏感类群相对丰度减少;盐度干扰后水体中溶解性有机碳增加,促进了适应干扰后环境的浮游细菌生长。更高的干扰强度显著降低了细胞密度,导致了更低的抵抗力;盐度干扰和营养水平在反应力、恢复力和时间稳定性方面存在显著交互作用,在9‰盐度干扰下,高营养水平群落表现出最低的稳定性。多数稳定性指标之间表现出了显著的正相关,可以协同指示浮游细菌群落的稳定性;抵抗力和恢复力之间并不显著相关,但是可以从不同角度反映群落稳定性。未来淡水生态系统的富营养和盐度增加将显著降低浮游细菌群落稳定性,多个稳定性指标的应用和高频次观测有助于了解浮游细菌群落对干扰的响应与稳定性机制。     

武汉东湖几丁质分解菌生态研究

对武汉东湖水柱和沉积物中几丁质分解菌的种类组成、数量分布及动态的研究结果表明:几丁质分解菌中.放线菌居于优势,在水柱中约为总数的50—72.3％;在沉积物中约为63—88.5％。经鉴定的102株放线菌中,链霉菌属(Steptomyces)占总数的70.6％;链孢囊菌属(Streptosporangium)、小单孢菌属(Micromonospora)、小多孢菌属(Micropolyspora)分别为8.8％、9.8％和10.8％。细菌中主要是芽孢杆菌属(Bacillus),占鉴定菌株数的42％,其次为沙雷氏菌属(Serratia)、气单胞菌属(Aeromonas)、微球菌属(Micrococcus)和短杆菌属(Brevibacterium)的一些菌株。在数量分布上,沉积物中高于水柱2—3个数量级;东湖Ⅰ站高于Ⅱ站。随着季节更迭,水温上升,其数量亦有相应变化。对菌株分解几丁质的能力和其它生物活性作了比较,并就所得结果进行了讨论。     

沉水植物生态修复对西湖细菌多样性及群落结构的影响

沉水植物的重建是湖泊富营养化修复的关键措施之一.本研究利用在杭州西湖进行的沉水植物生态修复工程,应用基于聚合酶链式反应的变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)及分子克隆等手段,研究种植菹草和苦草对水体中细菌多样性及群落结构的影响.未进行沉水植物生态修复的湖区细菌以Bacteroidetes(42.9%)、Betaproteobacteria(30.8%)和Verru-comicrobia(14.3%)为主.而种植菹草和苦草后,Bacteroidetes所占的比例分别减少到12.7%和5.3%;Betaproteobacteria则分别提高到52.4%和59.5%;Alphaproteobacteria由4.4%分别提高到19.0%和12.8%.种植菹草后Verrucomicrobia所占比例大幅降低,而种植苦草对Verrucomicrobia的影响不大.沉水植物修复不仅可以改善水质,同时也可以显著提高水体中细菌的多样性,改变细菌的群落结构.     

耦合营养负荷的查干湖全季节适宜生态水位阈值研究

适宜生态水位作为反应湖泊水文情势的重要指标,是维持湖泊生态系统稳定的关键要素。已有研究大多集中于水文过程对生态系统影响,缺乏耦合考虑湖泊营养负荷的全季节生态水位阈值研究。本研究在刻画恢复天然水位情势的基础上,综合考虑了人类活动导致湖泊营养负荷的季节性波动以及冰封期的最小生态水位,构建了适用于季节性冰封湖泊全季节的适宜生态水位阈值获取的综合框架,确定了年内不同时期适宜生态水位阈值。结果表明,查干湖入湖口非冰封期的总氮(TN)浓度与平均水位均呈上升趋势,总磷(TP)浓度呈下降趋势;6月湖内TN和TP滞留量最高,分别达到1044.36和23.61 t;确定了查干湖全季节不同时期的适宜生态水位,冰封期(11月—次年4月)为129m,汛期(6—9月)为130.15～130.86 m,非汛期(5和10月)为130.08～130.57 m。研究结果可为季节性冰封湖泊的适宜生态水位研究提供方法支撑,也可为湖泊的水环境管理提供理论支撑。     

细菌群落在神农架大九湖泥炭藓与表层沉积物的垂向变化及其生态意义

为了探讨泥炭藓共生细菌和泥炭表层沉积物细菌群落的垂向变化以及它们在湿地生态系统中的作用,对大九湖泥炭湿地泥炭藓植株的不同部位和下伏泥炭沉积物进行了分层采样.利用克隆文库和荧光定量PCR技术对样品中的细菌进行了定性和定量分析.结果表明,尽管细菌的16S rRNA基因拷贝数在同一个数量级(108个拷贝/克样品),并以变形菌和酸杆菌占优势,但细菌群落组成由泥炭藓上部至下部再到泥炭沉积物不同深度存在显著的空间变化.泥炭藓上部以蓝细菌(Cyanobacteria)和a变形菌门(alpha-Proteobacteria)为主,中部则以酸杆菌门(Acidobateria)为主,泥炭藓下部和最表层泥炭以?变形菌门和酸杆菌门为主,地表以下的泥炭样品以酸杆菌门占优势.细菌组成的这种空间分布规律与细菌的生态功能密切相关.泥炭藓上部的蓝细菌通过光合作用与泥炭藓共生.酸杆菌门的细菌一方面能适应泥炭湿地低pH的环境条件,另一方面还在泥炭藓植株的降解及泥炭的形成中发挥重要作用,并可能参与泥炭湿地酸性条件的形成.在泥炭藓不同部位均发现了甲基胞囊菌科(Methylocystaceae)的克隆,暗示甲烷氧化不仅局限于泥炭藓死亡的透明细胞中,而是在泥炭藓的整个植株中均可能存在着活跃的甲烷氧化过程.这一工作对深刻理解和定量研究泥炭地的微生物地球化学过程,特别是甲烷通量以及甲烷循环具有重要意义.     

洞庭湖生态水位及其保障研究

湖泊生态水位是维持湖泊生态系统健康的重要因素.基于洞庭湖城陵矶、杨柳潭、南咀3个水文站1959-2016年日平均水位序列进行分析,采用Mann-Kendall法、累积距平法和滑动T检验法综合确定洞庭湖水位变异时间节点,结合生态水位年内展布法以及IHA-RVA法,计算分析湖泊最小和适宜生态水位,并且采用Tennant法进行合理验证,在此基础上对水文变异前、后湖泊生态水位保障度进行研究.研究结果表明:(1)洞庭湖城陵矶和杨柳潭水文站年均水位呈上升趋势,而且城陵矶站水位上升趋势显著,南咀站年均水位呈显著下降趋势.(2)洞庭湖3个典型水文站水位年际变化突变年份为2003年,突变年份基本上与三峡工程蓄水时间相符.(3)城陵矶、南咀和杨柳潭年均最小生态水位分别为21.41、28.95和27.84 m,分别占多年平均水位的86.3%、95.9%和95.7%,城陵矶、南咀和杨柳潭年均适宜生态水位分别为23.29、29.51和28.36 m,分别占多年平均水位的93.9%、97.8%和97.5%,生态水位计算结果考虑了天然湖泊水位年内丰枯变化,满足了湖泊生态目标需求.(4)洞庭湖最低生态水位保障程度较高,基本能达到80%以上,但适宜生态水位保障程度相对较低,其中2003年以后洞庭湖10月和11月生态水位保障程度显著下降,与上游水利工程蓄水有关,建议在此期间采取调度措施适当增加洞庭湖水量,以保障湖泊生态系统的健康与生物多样性.     

长江中下游浅水湖泊历史时期营养态演化及湖泊生态响应--以龙感湖和太白湖为例

通过长江中游龙感湖和太白湖浅钻沉积硅藻的高分辨率分析研究,利用区域硅藻-总磷转换函数结果,重建了这两个湖泊的硅藻植物群演化和湖水总磷变化的历史.龙感湖在过去200年来,总磷浓度变幅较小(在36～62μg/l之间),湖泊一直维持在中等营养态水平.硅藻组合演替反映了草型湖泊的变化特点,其中19世纪期间,相对增高的总磷浓度与底栖硅藻种的增多对应;20世纪初期以来,附生种含量的阶段性上升指示了水生植被不断发育,水体总磷也表现出两次阶段性降低过程.太白湖在1953年前,总磷浓度稳定在50μg/l左右,硅藻由兼浮游类型Aulacoseira granulata迅速向附生类型组合演替,指示了水生植被的一次快速扩张;1953～1970年期间,附生种类的大量减少和浮游种的逐渐增多指示水生植被覆盖度明显减少,推导的湖水总磷第一次出现明显的增高趋势,标志着湖泊富营养化的发生;20世纪70年代以来,浮游种类的持续增多,该湖已处于富营养状态.进一步对比分析表明,水生植被对水体营养物质的内在调节和净化功能.两个湖泊在20世纪60年代以来环境演化发生分异,反映了湖泊对人为干扰响应的两种方式.太白湖沉积硅藻清楚地记录了湖泊由草型向藻型阶段转变的过程,其过渡状态的总磷浓度变化范围,可能就是两种稳定态系统发生变化的营养临界区间(总磷浓度在68～118μg/l之间),该初步推论尚需其它富营养藻型湖泊的沉积记录加以证实.不同湖泊过去湖水总磷的重建及水生植被演化的比较研究,为富营养湖的生态治理提供了科学依据.     

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.     

中国湖泊营养类型的分类研究

对我国１３０余个主要湖泊的营养状况进行了分类研究。结果表明,目前处于协调营养型湖泊１１６个,占调查湖泊数量８７．９％,占调查湖泊面积的９６．０％;非协调营养型湖泊１６个,占调查湖泊数量１２．１％,占调查湖泊面积的４．０％;在协调营养型湖泊中,影响湖泊资料开发利用的主要障碍是;富营养化问题;非协调营养型湖泊中,主要是超营养化和盐碱化问题,它们有的已经严重地影响了湖区经济的发展,是我国当前亟待解决的重     

干旱荒漠区不同土地利用/覆盖类型土壤呼吸速率的季节变化

结合生长季对准噶尔盆地新垦绿洲外围人工防护林(杨树林)和天然荒漠(柽柳+芦苇群落、梭梭群落)土壤呼吸速率及主要环境因子的测定,分析了不同土地利用/覆盖类型间土壤呼吸速率的差异性和土壤呼吸对温度、土壤含水量变化的响应.结果表明:土壤CO2释放速率随温度逐渐升高,杨树林、柽柳+芦苇群落和梭梭群落的最高值分别出现在18:00,12:00和14:00,最低值皆出现在早晨8:00.5～10月,土壤呼吸速率呈现增加而又降低的趋势,主要与近地面气温的变化一致,在6～7月达到最大值,8月下降.生长季,平均土壤CO2释放速率、季节变化幅度按大小顺序排序为:杨树林＞柽柳+芦苇群落＞梭梭群落,不同土地利用/覆盖类型间土壤呼吸速率的差异均很显著.杨树林土壤呼吸速率与近地表气温、土壤10 cm温度间存在显著的指数函数关系(P＜0.01),柽柳+芦苇群落和梭梭群落与近地面气温、地表温度间的线性相关显著(P＜0.01).基于近地面气温,计算得出Q10值分别为1.48,1.59,1.63.3种土地利用/覆盖类型的土壤呼吸速率(综合)与0～5,5～15和0～15 cm的土壤含水量呈极显著和显著的正相关关系(P＜0.01).0～5 cm土壤含水量与土壤呼吸速率间呈显著的二项式函数关系(P＜0.01).     

干旱荒漠区不同土地利用/覆盖类型土壤呼吸速率的季节变化

结合生长季对准噶尔盆地新垦绿洲外围人工防护林(杨树林)和天然荒漠(柽柳+芦苇群落、梭梭群落)土壤呼吸速率及主要环境因子的测定,分析了不同土地利用/覆盖类型间土壤呼吸速率的差异性和土壤呼吸对温度、土壤含水量变化的响应.结果表明土壤CO2释放速率随温度逐渐升高,杨树林、柽柳+芦苇群落和梭梭群落的最高值分别出现在1800,1200和1400,最低值皆出现在早晨800.5～10月,土壤呼吸速率呈现增加而又降低的趋势,主要与近地面气温的变化一致,在6～7月达到最大值,8月下降.生长季,平均土壤CO2释放速率、季节变化幅度按大小顺序排序为杨树林＞柽柳+芦苇群落＞梭梭群落,不同土地利用/覆盖类型间土壤呼吸速率的差异均很显著.杨树林土壤呼吸速率与近地表气温、土壤10 cm温度间存在显著的指数函数关系(P＜0.01),柽柳+芦苇群落和梭梭群落与近地面气温、地表温度间的线性相关显著(P＜0.01).基于近地面气温,计算得出Q10值分别为1.48,1.59,1.63.3种土地利用/覆盖类型的土壤呼吸速率(综合)与0～5,5～15和0～15 cm的土壤含水量呈极显著和显著的正相关关系(P＜0.01).0～5 cm土壤含水量与土壤呼吸速率间呈显著的二项式函数关系(P＜0.01).     

近两百年来龙感湖营养演化及其控制因子研究

通过龙感湖过去200年钻孔沉积物总磷浓度、由化石硅藻及硅藻-总磷转换函数定量重建的湖水总磷浓度、近50年气象观测的温度和降水资料、气候模拟的近200年来的温度和降水序列、以及近50年来龙感湖地区农用磷肥施用量资料, 分析了近200年来龙感湖营养态演化的特点和规律, 揭示了气候因素、人类活动因素及水生生物因素对龙感湖营养态演化的影响和机理. 结果发现 在近200年中, 龙感湖沉积物总磷浓度逐渐增加, 其变化范围介于330~580 mg/kg之间, 平均值为388 mg/kg, 至1950年前后有近30年的振荡调整期. 湖水总磷浓度的变化则大不相同, 在1950年之前, 湖水总磷浓度在波动变化中存在缓慢增加的趋势, 到1950年前后达到平均值(52.18 ?g/l), 并在平均值上下振荡调整, 然后湖水总磷浓度快速降低, 其变化介于37.75~62.33 ?g/l之间. 分析表明, 在世纪尺度上, 气候变化是控制龙感湖营养状态变化的主要因素; 而在最近50年的年代际尺度上, 人类活动是龙感湖营养状态变化的主导因素. 1950年以来, 人类活动对沉积物总磷和湖水总磷变率的贡献已分别占到60%和57%. 沉积物和湖水中磷浓度的不同变化反映湖泊生态系统对湖泊营养水平的响应过程和调节能力, 表现为藻类-水生植物之间平衡关系的维持与破坏, 以及磷的蓄积特点.     

中国软土及其动力学特性研究的概况

软土由于具有强度低、渗透性小、压缩性高、欠固结以及流变效应等不利于工程建设的特性,通常不被选做天然地基。但当软土以建筑环境或地基夹层存在时,对工程会带来一定的危害。在动力的作用下,软土表现特殊的力学行为,在地震作用有时会产生震陷;位于表层的软土放大效果显著;位于底层的软土有时具有隔震的作用。由于软土在动力学实验方面存在一定的困难,并且缺少软土场地的强震记录,使得这方面的研究受到一定影响。简要介绍了软土的成因及工程特性;总结和归纳了国内外软土的动剪切模量比和阻尼比以及剪切波速等动力学参数的特征,评述了软土动本构关系和地震反应特性等方面的研究进展,在此基础上提出了目前需要进一步开展研究的问题。该项工作对从事软土研究的科技工作者有一定的参考价值。     

微囊藻水华期间水体及藻体上细菌的动态

通过对水体中及附着在藻类上的细荫数量、代谢活性细菌、Chl.a浓度等的研究,探讨了藻类与细菌之间的代谢耦联关系,结果表明:1)水体中细菌的丰度随着Chl.a浓度的增加而逐渐增大(r2=0.466,P<0.05),但其峰值滞后于Chl.a;附在藻体表面上的细菌也呈现出相似的变化规律;2)水体中代谢活性细菌数量与总细菌数量显著相关(r2=0.678,P<0.05);附着在藻体上的代谢活性细菌虽然总数量低于水体中的代谢活性细菌,但二者之间亦存在显著的相关性(r2=0.836,P<0.05).3)藻类表面附着细菌的数量取决与藻类的生长状况,附着在藻类体上的代谢活性细菌的比率均高于水体中代谢活性细菌的比率,且在水华盛行期间呈逐渐增加的趋势.