蓝藻碎屑分解速率及氮磷释放形态的实验分析

在试验条件下研究了水华蓝藻堆积使叶绿素浓度达到1600μg/L时,水体所含蓝藻形成的碎眉在水中的分解速率及其营养盐释放情况.结果表明:蓝藻碎屑的总氮含量为88.56±4.10mg/g,其在水体中有较高的分解速率,2d内即分解掉41.9％的生物量;蓝藻碎屑磷释放速率要高于氮,但其导致的水体中溶解性总氮浓度的升高则较溶解性...     

不同生态处理方法对黑臭河道底泥细菌多样性与群落结构的影响

底泥细菌代谢是城市河道底泥代谢物的主要来源,最终决定城市河道的生态状况.本文研究了黑臭河道底泥经添加硝酸钙、生物促生剂和种植沉水植物处理后底泥中细菌群落结构的响应,以期为城市黑臭河道细菌群落的改善和综合治理提供理论依据.实验结果表明:经过不同生态处理后,上覆水中,添加硝酸钙组总氮(TN)含量显著高于对照组,添加生物促生剂组溶解氧浓度显著高于对照组.沉积物中,所有处理组的氧化还原电位值(ORP)均显著高于对照组,种植沉水植物组和添加硝酸钙组TN含量均显著低于对照组,沉积物理化性质得到一定改善.对不同生态处理组底泥细菌群落的研究发现,处理组底泥细菌群落产生了较大变化,且不同处理组细菌群落变化不同,生物促生剂组底泥中细菌的Sobs指数和Chao 1指数显著高于对照组和硝酸钙组,且生物促生剂组Shannon指数和PD指数显著高于硝酸钙组.Proteobacteria(Deltaproteobacteria、Betaproteobacteria、Gammaproteobacteria)、Chloroflexi、Firmicutes、Bacteroidetes和Spirochaetae是各实验组的主要优势菌门;非度量多维尺度分析表明:硝酸钙和生物促生剂的投加可明显改变底泥细菌群落结构组成.在属水平上,uncultured_Anaerolineaceae、Ferribacterium、uncultured_Xanthomonadales_Incertae_Sedis是导致底泥细菌群落发生变化的主要菌属.冗余分析结果表明,底泥ORP的变化是驱动细菌群落结构变化的关键环境因素.     

鳑鲏对“蚌-草”关系的影响

重建沉水植物群落是修复浅水富营养化湖泊的关键.河蚌可改善水下光照条件、促进沉水植物生长,因此放养河蚌常被用于沉水植物群落恢复的并行手段.河蚌是鳑鲏产卵的重要基质,因此河蚌可能促进鳑鲏种群发展,而鳑鲏对水生态系统的影响还尚不清楚.本研究以密刺苦草、大鳍鱊和背角无齿蚌为研究对象,通过中宇宙试验研究河蚌和鳑鲏对附着藻的影响,以及鳑鲏对水质和沉水植物生长的影响及机理.结果发现：鳑鲏显著增加了水体总磷、总溶解性磷、总悬浮物和叶绿素a浓度,而对总氮和总溶解性氮浓度的影响不显著.河蚌对苦草的相对生长率、总株数、根冠比及苦草最大叶长均无显著影响,而显著增加了苦草的单株平均生物量,这可能与河蚌组较高的附着藻生物量有关.鳑鲏未显著影响河蚌与苦草间的关系,但鳑鲏的出现显著增加了附着藻类生物量;此外,鳑鲏还降低了苦草的根冠比,而增加了苦草的最大叶长,这可能与鳑鲏引起的营养盐和叶绿素a浓度升高,以及植物表面附着藻生物量显著升高有关.鳑鲏属于小型杂食性鱼类,在长江中下游地区分布广泛,与沉水植物关系密切,且易在修复后的湖泊中形成优势鱼类,因此在湖泊修复和管理中应加强此类小型杂食性鱼类的监测与管理.     

鳑鲏与河蚌交互作用对浮游生物和底栖生物的影响分析

放养河蚌,提高水体透明度以促进沉水植物生长,是湖泊生态修复中的常用手段之一.而小型杂食性鱼类鳑鲏依赖河蚌繁殖,河蚌放养可能会促进鳑鲏种群的发展;而鳑鲏与河蚌交互作用对水生态系统的影响仍研究较少.于2018年11 12月通过原位受控实验,设置对照组、河蚌组、鳑鲏组和河蚌+鳑鲏组,研究了鳑鲏(大鳍鱊Acheilognathus macropterus)与河蚌(背角无齿蚌Sinanodonta woodiana)对水质、浮游生物和底栖生物的影响.结果表明:鳑鲏显著增加了上覆水总氮、总磷、悬浮质和叶绿素a(Chl.a)浓度;但并未显著影响无机悬浮质的浓度,说明鳑鲏对沉积物的扰动作用较弱.此外,鳑鲏显著增加了浮游植物生物量和蓝藻的比例.浮游动物总生物量并未受鳑鲏的影响,但显著增加了浮游动物的丰度,其中以轮虫为主.鳑鲏组的底栖动物总丰度(主要为水丝蚓)显著高于对照组,说明鳑鲏对水丝蚓的摄食压力较低.鳑鲏与河蚌交互作用对总磷、Chl.a、浮游植物和浮游动物丰度具有显著影响:具体表现为河蚌虽然抵消了部分鳑鲏对水质(如氮、磷和悬浮质浓度,以及Chl.a浓度和浮游植物生物量等)的负面影响,但其对浮游动物和水丝蚓生物量的影响不显著.在湖泊生态修复和管理中,需要关注和重视鳑鲏等此类小型杂食性鱼类对水生态系统可能产生的负面影响,通过物理(网簖等)或生物(放养肉食性鱼类)等方式将其控制在较低密度水平,从而降低这些鱼类对水质、浮游生物和底栖生物群落可能产生的负面影响,维持生态修复效果的长效与稳定运行.     

浅水湖泊底栖-敞水生境耦合对富营养化的响应与稳态转换机理:对湖泊修复的启示

浅水湖泊中的初级生产者主要由分布在底栖生境中的底栖植物和生活在敞水生境中的浮游植物组成.底栖植物主要包括维管束沉水植物和底栖藻类等,浮游植物则主要为浮游藻类.贫营养浅水湖泊湖水营养盐浓度低,透明度高,底栖植物因能直接从沉积物中获取营养盐,往往是浅水湖泊的优势初级生产者.随着外源营养盐负荷的增加,湖水中的营养盐浓度不断升高,浮游植物受到的营养盐限制作用减小,加上其在光照方面的竞争优势,逐步发展成为湖泊的优势初级生产者,湖泊逐步从底栖植物为优势的清水态转变为浮游植物为主的浑水态,即稳态转换.在稳态转换过程中,浅水湖泊生态系统结构与功能发生了一系列变化,本文综述了浅水湖泊沉积物性质和生物(浮游植物、底栖植物、底栖动物和鱼类等)群落结构的变化,分析了这些变化对底栖植物、浮游植物之间竞争优势和底栖敞水生境间磷交换的影响,探讨了富营养化驱动的底栖敞水生境耦合过程变化和稳态转换机理.了解浅水湖泊底栖敞水生境耦合过程与稳态转换机理对富营养化浅水湖泊修复有重要意义.富营养化浅水湖泊修复实际就是重建其清水态,在制定修复目标时应该关注评价清水态的指标,如透明度、浮游植物生物量、底栖植物的覆盖度或优势度等.在开展湖泊修复技术研发与工程应用时,应该重点关注对底栖敞水生境耦合有重要影响的关键技术,如沉积物磷释放和底栖生物食性鱼类控制以及底栖植物(尤其是沉水植物)恢复等有关技术.