浅水湖泊内源磷负荷季节变化的生物驱动机制

由于磷是重要的生源要素,过量的磷促进浮游植物(包括有毒蓝藻)的生长而使水质恶化,水-泥界面的磷交换机制受到广泛关注.一般认为沉积物的磷释放模式在浅水湖泊和深水湖泊之间有很大的差异.在探讨沉积物中磷释放机制时,人们一直最关注的要素为铁和氧及其相关的环境因子(如扰动、分解),但是浅水湖泊中磷含量变化的大部分结果仍然无法解释.通过对欧洲温带浅水湖泊和亚热带气候的长江中下游浅水湖泊中有关沉积物磷释放模式的野外和实验研究结果的分析,认为在浅水湖泊内源磷负荷季节变动模式的驱动因子中,pH可能比溶氧更为重要,即浮游藻类的光合作用增强时导致水体pH值的上升,这又可改变沉积物表面的pH,从而促进沉积物中磷(特别是铁磷)的释放并基于藻类水华对沉积物中磷的泵吸作用,首次提出了浅水湖泊中内源磷负荷的季节波动与营养水平密切相关主要是由于藻类光合作用驱动的新的观点.此外,浅水湖泊中藻类水华对沉积物磷的选择性泵吸作用,一方面圆满地解释了为何在超富营养的武汉东湖通过非经典的生物操纵于20世纪80年代中期消除了东湖的蓝藻水华后水柱中总磷和活性磷含量均显著下降,另一方面也解释了为何在许多欧洲湖泊的群落季节演替过程中出现的春季浮游植物较少的清水期或通过经典的生物操纵降低浮游植物的现存量均可显著地降低湖水中的磷含量.相对于深水湖泊来说,浅水湖泊生态系统结构的改变引发的浮游植物的兴衰,能对水-泥界面磷的交换能产生更显著的影响.也就是说,生物的生命活动同样可以驱动沉积物中营养盐的释放,而且在浮游植物丰富的富营养化浅水湖泊中,这种静态释放作用更为明显.     

贡嘎山海螺沟典型植被带总磷分布特征

由于独特的生物地球化学循环方式,磷已成为影响山地生态系统发育和安全的重要元素。为了了解贡嘎山磷的生物地球化学循环,对贡嘎山海螺沟坡地典型植被带土壤、植物根际土壤、植物不同部位总磷在生长季(9月)和非生长季或生长季初期(5月)的分布特征进行调查。结果表明:土壤总磷的分布在垂直梯度上的差异以及同一土壤剖面不同土壤层总磷的差异均较明显,同时还呈现明显的季节性差异,这些差异的形成与土壤发育程度、温度变化及植物生长有关;不同根际土壤在非生长季或生长季初期总磷的差异非常大,而在生长季较为接近,进一步说明植物对山地磷的生物地球化学循环存在较大影响;杜鹃、冬瓜杨、柳的叶较幼枝更富集磷,而峨眉冷杉、麦吊杉、竹的幼枝较叶所含磷略高。     

南四湖及主要入湖河流沉积物中磷的赋存形态研究

应用沉积物磷形态SMT提取方法,分析了南四湖及主要入湖河流丰水季节表层沉积物、独山湖及微山湖区沉积岩芯中磷的含量及形态组成变化,研究了磷的埋藏演化过程与人为污染特征.结果表明,老运河表层沉积物中磷的含量最高,为13068.3 mg/kg,以OP及NaOH-P为主,其富集系数分别为6.5和9.0,主要是与来自济宁市的废水污染有关.其余表层沉积物以HCl-P为主;受人为污染的影响,NaOH-P、OP产生一定程度的富集,其富集系数分别为1.0.3.7、1.3～6.0;部分沉积物中高含量的有机质加重了OP的富集.独山湖及微山湖沉积岩芯中以HCl-P和OP为主;20世纪60年代末期以来,随着湖泊生产力的提高及早期成岩过程中有机质的矿化分解,独山湖及微山湖沉积岩芯中TOC含量自下而上呈指数增加,这也导致了沉积物中OP的增加;独山湖及微山湖沉积岩芯6～0 cm和5～0 cm较高的OP及NaOH-P含量,指示了20世纪80年代中期以来磷的人为污染过程.     

三亚天涯海角潮间带趋磁细菌特性

在三亚天涯海角潮间带沉积物中发现了一定量的海洋趋磁细菌,最大丰度可达100个/cm3。透射电子显微镜(TEM)观察发现该区域趋磁细菌绝大多数为趋磁球菌。磁小体形状单一,皆为棱柱形;磁小体排列方式多样,以链状排列为主,包括单链、双链,也有少数成簇排列。高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)与X-射线能谱仪(EDXS)结果表明,磁小体成分为Fe3O4。趋磁细菌的铁含量平均为2.05%(0.70%~7.53%)。通过16S r RNA基因文库的构建与测序,在78个阳性克隆中得到了16个趋磁细菌序列,分属9个OTU。系统发育分析结果表明,其中8个OTU属于α-变形菌纲,1个OTU属于γ-变形菌纲。在全部9个OTU中,有8个OTU与已知趋磁细菌序列的相似性低于97%,有5个OTU与已知趋磁细菌序列的相似性低于93%,说明该区域存在可观的趋磁细菌资源。     

氮、磷对金藻的增殖效应

本文通过室内培养试验，研究了水体中氮、磷含量变化及氮、磷交互作用对金藻增殖的影响，并比较了不同形态的氮盐对该藻增殖的反应。试验得出该藻生长的氮氨（氯化铵）最适浓度水平为150μmol－N／L，相应的无机磷的最适浓度水平为10μmol-P/L；有机氮（尿素）的最适浓度水平为250μmol－N／L，相应的无机磷最适度水平为5μmol－P／L。氨氮和尿素的试验中，金藻的生长趋势相似，但是相对应浓度下，氨氮的增殖效应大于尿素。氮的形态不同时，藻类对同一种磷的利用也可能产生差异。     

不同藻类对温度与磷叠加作用的响应模式

气候变暖对富营养化引起的蓝藻水华扩张具有叠加作用,为探索不同藻类对气候变暖与富营养化叠加作用的响应模式,选用富营养化水体常见藻类铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)、水华鱼腥藻(Anabaena flos-aquae)和斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)作为材料,采用室内培养方法,模拟春末不同升温幅度(20+3、23+3和20+6℃),5个磷浓度水平(0、0.05、0.15、0.30和0.50 mg/L),通过生长速率、光化学参数等的测定,分析不同藻类对温度升高和营养盐添加的生长与光化学响应.结果表明:3种藻的生长速率对温度和磷的叠加作用呈现不同的响应模式:随着磷浓度的升高,铜绿微囊藻的生长速率受温度的叠加作用不断增加,26℃时差异最大;水华鱼腥藻生长速率除在0.30 mg/L磷浓度时受温度叠加作用比较明显外,其他磷浓度水平均没有显著的叠加效应;斜生栅藻在不同磷浓度水平下受温度叠加作用影响有较大波动,但无明显差异.铜绿微囊藻对温度的叠加作用随着磷浓度的增加呈现逻辑斯蒂模式增长,而水华鱼腥藻和斜生栅藻均是在特定温度或特定营养盐浓度时呈现最大的叠加作用,叠加作用的趋势不明显.从Fv/Fm结果可知,铜绿微囊藻下降幅度明显高于水华鱼腥藻和斜生栅藻,随温度升高,磷浓度越高,铜绿微囊藻的Fv/Fm下降幅度越大,这可能是铜绿微囊藻在高生长速率下色素无法积累所致;水华鱼腥藻的Fv/Fm基本保持稳定,各组间差异较小;斜生栅藻的Fv/Fm在低磷浓度组明显低于高磷浓度组,并且随温度升高下降趋势增加,3种藻的光学特性响应反映了藻类在叠加作用下生长的变化.综上所述,铜绿微囊藻对温度上升与磷浓度的升高有更强的响应,导致其产生更高的生长速率,从而促进了蓝藻水华的扩张.     

太湖梅梁湾上空颗粒态磷浓度2003年春季的变化

太湖水体氮磷营养盐的研究比较多,但对大气营养物质的输入研究方面仍鲜有报道.通过定期采集太湖梅梁湾地区上空颗粒物,测定颗粒中各种形态磷(可溶性无机磷、有机磷、难溶性磷)浓度,探讨大气磷输入对梅梁湾水质的磷的贡献.结果表明2003年春季梅梁湾上空平均颗粒态磷浓度分别为0.157μg/m3,其中水溶性无机磷的含量在15.6%-51.0%.最后估算了春季大气总磷输入量,春季两次采样周期中大气磷沉降通量相差不大.进一步估算了大气总磷的沉降通量最大为0.57kg(hm2·a)(6.84t/a),显示大气沉降对太湖水体的影响.     

硅酸盐细菌在矿物表面上的吸附及其选择性——以正长石和黑云母为例

以硅酸盐细菌和正长石、黑云母为实验材料,研究了正长石和黑云母单独存在以及二者共存时,吸附时间和细菌浓度对硅酸盐细菌在其表面上吸附行为的影响。研究结果表明:1)硅酸盐细菌在正长石和黑云母上单位面积吸附量达到最大的时间分别为40min和30min,对应的细菌浓度分别为25×106个/mL和30×106个/mL;2)在细菌浓度相同时,无论是在正长石和黑云母单一矿物体系还是在二者共存体系中,正长石表面的单位面积吸附量始终大于黑云母;3)在正长石和黑云母共存体系中,硅酸盐细菌倾向于选择性吸附在正长石上,而且细菌浓度越大这种倾向越明显。实验结果有可能为研究矿物的微生物风化机理提供重要的信息。     

大亚湾夏季表层浮游细菌生物量分布与环境变量的关系

根据2008年夏季(7月)在大亚湾进行的现场综合调查资料,分析表层海水浮游细菌生物量的水平分布特征,探讨细菌生物量与环境变量的关系。大亚湾夏季浮游细菌生物量变化范围为14.00～118.80μg·L^-1,海区平均值为55.23±29.43μg·L^-1。大亚湾夏季细菌生物量水平分布大体上呈现南部高于北部的趋势,在北纬22°35′以北和以南的海区均各自表现为东南部高于西北部的趋势。水深、硝酸盐、铵盐、亚硝酸盐和总碱度等5个参数与浮游细菌生物量之间存在着中等水平的相关性(0.15相似文献   

海洋细菌在不同基质表面微生物粘膜中的组成

在青岛近岸海区两个不同地点 ,分别进行浸海挂片实验研究四种不同基质表面 (玻片、钢片以及涂有防污漆、防锈漆的玻片 )微生物粘膜中细菌组成。从不同基质表面微生物粘膜中共分离32 3株附着细菌 ,大多数为杆状或球杆状革兰氏阴性细菌 ,且大部分具有鞭毛。依据形态及生理生化特征将革兰氏阴性细菌鉴定到属 ,分别属于气单胞菌属 ( Aeromonas)、发光杆菌属 ( Photobacteri-um)、莫拉氏菌属 ( Moraxella)、假单胞菌属 ( Pseudomonas)、弧菌属 ( Vibrio)和产碱菌属 ( Alcali-genes)等 12个属 ,其中气单胞菌属是优势菌属。不同基质表面 ,微生物粘膜细菌组成不同