微囊藻(FACHB-905)和鱼腥藻(FACHB-82)响应温度变化的功能特性权衡

微囊藻和鱼腥藻是水华蓝藻的两个主要类群,两种藻均可调节自身形态及生理特性来维持快速生长,这也是两个类群蓝藻水华维持的基础.本研究分析了微囊藻(FACHB-905)和鱼腥藻(FACHB-82)生长、形态及叶绿素荧光参数对温度变化的响应,以及生长与特性间的权衡关系.结果显示:该微囊藻细胞直径随温度升高而降低,但是比增长速率维持稳定,表明在高温条件下,其可能通过减小细胞大小的方式维持比增长速率;该鱼腥藻在不同温度下,平均细胞直径和藻丝长度呈现显著变化,高温条件下,其维持较高的比增长速率,但是细胞直径增大,藻丝长度缩短,这可能是其调节自身形态以维持较高比增长速率的方式.该微囊藻和鱼腥藻分别在细胞较大和较小时,藻细胞潜在的光化学效率更高.本研究表明这两种蓝藻可以通过权衡藻细胞形态、生理特性两者与生长速率之间的关系来适应温度的变化以达到自身最佳的生长状态,微囊藻(FACHB-905)通过调节细胞大小和光合活性来维持生长优势,而鱼腥藻(FACHB-82)则通过细胞大小、藻丝长度和光合活性的调节来维持生长优势.本研究的结果有助于提升对于水华蓝藻生长维持机制的认识.     

太湖流域2012年枯水期浮游生物群落结构特征

在野外调查的基础上,利用物种多样性指数及典范对应分析(CCA),于2012年研究太湖流域枯水期浮游动植物群落结构特征.共鉴定出浮游植物139种,分属7门71属.太湖中蓝藻门密度占总密度的95.8％,为太湖浮游植物的优势种群.铜绿微囊藻占总密度的86.7％,为太湖的绝对优势种.太湖流域水系中蓝藻门、硅藻门和绿藻门的密度之和占总密度的92.2％,成为太湖流域水系中的优势种群.其中硅藻门中的小环藻、蓝藻门中的惠氏微囊藻为优势种(属),密度分别达到17.4％、10.3％;鉴定出浮游动物27种,主要为枝角类的象鼻溞、网纹溞和桡足类的哲水蚤、剑水蚤.太湖中浮游动物生物量为265.1 μg/L,枝角类的象鼻溞和网纹剂分别占总生物量的48.7％和5.1％;桡足类的哲水蚤和剑水蚤分别占总生物量的15.9％和22.5％.太湖流域水系中浮游动物生物量只有21.8 μg/L,主要为枝角类的象鼻溞、桡足类的哲水蚤和剑水蚤.物种多样性指数分析显示,太湖浮游植物的多样性最高,其次为宜溧水系,然后依次为运河水系、出湖水系、苕溪水系;而浮游动物的多样性则是太湖最高,其次为苕溪水系,然后依次为宜溧水系、出湖水系、运河水系.CCA分析表明,浮游植物群落与硝态氮、总氮、总磷呈显著相关,而浮游动物分布主要与硝态氮、溶解氧、温度呈显著相关.浮游动植物优势种群之间存在显著相关性.秀体溞、基合溞和温剑水蚤与硅藻呈显著正相关;蓝藻与象鼻溞、网纹溞、汤匙华哲水蚤等相关性显著.     

中性网格对圆桩局部冲刷的水动力弱化及防护效果分析

针对水下桩墩的局部冲刷问题,提出一种适用范围广、防冲促淤效果显著的防护措施。该防护措施把一种相对密度略大于水、几何特征特殊的中性网格结构完全覆盖在冲刷坑或可能出现冲刷坑的床面上,以减弱冲刷坑内水动力,促进泥沙落淤,达到减轻局部冲刷的目的。通过数值模拟和水槽试验探讨了中性网格结构对圆桩周围冲刷坑内水动力及床面形态的影响,并研究了网孔尺寸对防冲促淤效果的影响规律。结果表明：该中性网格结构能显著减小局部冲刷坑内的流速,有效抑制局部冲刷,且对桩前来流来沙的影响微弱。孔径比7.7的网格防护结构可以使无黏性沙床上圆桩的局部冲刷深度减少92%,已存在的冲刷坑则可被修复73%。这些研究成果为桩墩局部冲刷防护提供一种新的思路。     

基于Bossel框架的双城市地下水资源可持续利用评价

为了确定影响双城市地下水资源可持续利用的最主要因素、评价地下水资源可持续利用状况并进行预测,采用Bossel可持续评价的理论框架筛选了最能反映和影响双城市地下水资源开发利用的6大基本定向指标共36个具体评价指标,建立了考虑地下水资源、社会经济和环境系统及其之间相互关系的可持续利用评价体系。对双城市地下水资源可持续利用现状进行了评价,辅助采用数值模拟技术预报地下水流场变化趋势,进而预测评价了新地下水水源地投产5年后和10年后的可持续发展趋势。现状条件下,双城市地下水资源可持续利用态势处于绿色(良好)级别,但随着地下水开采量的不断增加,可持续利用态势逐渐恶化,由良好级别转变为危险级别。     

越冬浮游植物光合作用活性的原位研究

对太湖北岸贡湖和梅梁湾湖滨带(水-陆交错区)观测场中的主要水生植物群落的种类组成、生物量进行了测定,定量分析了其生长型和群落特征的季节变化,比较分析了上述两个湖滨带观测场的水质变化情况,并且在此基础上进一步探讨了影响湖滨带沉水植物生长的关键因素.结果表明:(1)贡湖观测场的荇菜(Nymphoides peltatum) 马来眼子菜(Potamogeton malaianus)群落由3种浮叶植物和3种沉水植物构成,共5种水生植物生长型.而梅梁湾观测场的菹草群落为单优群落,只有一种沉水植物菹草(Potamogeton crispus),其生长型为大眼子菜型.以上两个湖滨带观测场水生植物群落特征与人为活动的干扰(如水质污染、人工堤岸建设等)密切相关;(2)以上两湖湾的主要污染指标为氮、磷营养物,均已达到富营养水平,但贡湖观测场的水质(除透明度外)明显好于梅梁湾观测场;(3)透明度、水深和风浪可能是影响贡湖和梅梁湾湖滨带沉水植物种群数量、分布和格局的重要因素.     

太湖越冬蓝藻空间分布的初步研究

为确定2007-2008年冬季蓝藻在太湖各个湖区的分布及其变化规律,在冬季逐月对太湖主要湖区14个位点采集底泥和水样,应用荧光分析法测定样品中藻蓝素含量,以确定冬季太湖各个湖区的藻蓝素分布状况,比较冬季太湖各个湖区水体和底泥中蓝藻的分布差异.实验结果说明与夏季情况不同,相对于西南太湖水域,2007-2008年冬季北太湖水体和底泥中的蓝藻含量均较低,而西南湖区部分区域12月仍出现了蓝藻的聚集,底泥表面的藻蓝素含量也较高,说明调查期间,冬季越冬蓝藻主要分布于西太湖和南太湖.     

Stocks and dynamics of particulate and dissolved organic matter in a large,shallow eutrophic lake(Taihu,China) with dense cyanobacterial blooms

Cyanobacterial blooms occur in eutrophic lakes worldwide, and greatly impair these ecosystems. To explore influences of cyanobacterial blooms on dynamics of both particulate organic matter(POM) and dissolved organic matter(DOM), which are at the base of the food chain, an investigation was conducted from December 2014 to November 2015 that included various stages of the seasonal cyanobacterial blooms(dominated by M icrocystis) in a large-shallow eutrophic Chinese lake(Taihu Lake). Data from eight sites of the lake are compiled into a representative seasonal cycle to assess general patterns of POM and DOM dynamics. Compared to December, 5-fold and 3.5-fold increases were observed in July for particulate organic carbon(POC, 3.05–15.37 mg/L) and dissolved organic carbon(DOC, 5.48–19.25 mg/L), respectively, with chlorophyll a(Chl a) concentrations varying from 8.2 to 97.7 μg/L. Approximately 40% to 76% of total organic carbon was partitioned into DOC. All C, N, and P in POM and DOC were significantly correlated with Chl a. POC:Chl a ratios were low, whereas proportions of the estimated phytoplankton-derived organic matter in total POM were high during bloom seasons. These results suggested that contributions of cyanobacterial blooms to POM and DOC varied seasonally. Seasonal average C:P ratios in POM and DOM varied from 79 to 187 and 299 to 2 175, respectively. Both peaked in July and then sharply decreased. Redundancy analysis revealed that Chl a explained most of the variations of C:N:P ratios in POM, whereas temperature was the most explanatory factor for DOM. These findings suggest that dense cyanobacterial blooms caused both C-rich POM and DOM, thereby providing clues for understanding their influence on ecosystems.     

滕州郭庄煤矿十二采区第十下层灰岩水赋存规律及涌水量预测

采区涌水量是采区排水系统设计的依据,涌水量的准确与否,直接涉及到采区开采的安全。该文对十,层灰岩的涌水规律、补给条件进行了分析,并采用比拟法及大井法对采区涌水量进行了计算,预计了采区正常涌量和最大涌水量,为采区排水设计提供依据。     

越冬浮游植物光合作用活性的原位研究

水体中浮游植物在越冬期间数量少,关于湖泊中越冬浮游植物如蓝藻、绿藻、硅藻等浮游植物的光合作用活性情况少见报道.本实验通过Phyto-PAM(Pulse Amplitude Modulation)对最大光量子产量Fv/Fm(可变荧光和最大荧光之比)和快速光曲线的测定,结合显微镜镜检结果,并在室内进行了硫酸铜处理以及鲁哥氏液处理实验,对太湖、巢湖和玄武湖处于越冬期间的浮游植物进行了原位光合作用活性的研究.显微镜镜检结果表明太湖和玄武湖水体中以绿藻和硅藻为主,而蓝藻很少,巢湖水体中有大量蓝藻、绿藻和硅藻.Phyto-PAM在对玄武湖和太湖水样原位测定时未检测出蓝藻,而绿藻和硅藻有光合作用活性,其Fv/Fm在0.5左右;对巢湖的水体检测到的蓝藻、绿藻、硅藻都具有光合作用活性,其中绿藻和硅藻的Fv/Fm在0.5左右,蓝藻的Fv/Fm在0.3左右;用硫酸铜处理实验在巢湖水样中发现水体仅有硅藻活性(Fv/Fm下降至0.2左右),而用鲁哥氏液处理后无任何藻类光合作用活性.上述实验结果表明,即使处于越冬期间,以较多数量出现在水体中的蓝藻、绿藻和硅藻仍然具有较高的光合作用活性.     

基于遥感藻总量和气象因子的巢湖不同湖区藻华预测

湖泊能为人类提供不可或缺的资源,而全球普遍存在的湖泊富营养化导致的藻华频繁暴发正不断损害湖泊生态环境服务功能.为合理保护湖泊环境和防治藻华危害,需预测藻华暴发.以我国富营养巢湖为研究区,本文构建了一种基于遥感藻总量和气象因子的不同湖区藻华暴发概率预测方法.基于MODIS/Aqua数据,研究首先反演了2003—2019年日尺度的藻华分布和考虑垂向结构的水柱藻总量.然后,统计了西、中和东巢湖的藻华面积,判别了藻华/非藻华日,并匹配日平均藻总量和气象因子.最后,筛选出藻华形成的关键影响因子——藻总量、气温和水汽压,并构建了不同湖区日藻华暴发概率的Logistic预测模型.不同湖区月平均藻总量基本一致,但藻华暴发日占比呈“西高东低”特征.对西、中和东巢湖的藻华/非藻华检验样本,模型精度分别为90%、85%和89.5%,模型也适用于2020年夏秋季和冬春季藻华预测.湖泊藻华暴发是藻类大量增殖并在一定气象条件下的产物,故基于遥感藻总量和气象因子的藻华暴发概率预测科学合理,可推广应用于太湖等其他富营养湖泊.