来水量减少下植被覆盖增长对千岛湖藻华发生的影响

千岛湖对整个钱塘江流域生活、生产供水具有不可替代的作用.聚焦千岛湖来水的关键生态屏障区(千岛湖西北河库过渡区),基于2013～2018年遥感观测,以归一化植被指数(NDVI)反演的河库过渡区湖畔植被覆盖度与水体中浮游植物叶绿素a浓度(Chl-a)间相关分析表明:NDVI与Chl-a间存在负相关性(R2=0.37,n=1...     

四溴联苯醚对米氏凯伦藻生长及光合生理的影响

在实验生态条件下研究低溴代多溴联苯醚——2,2',4,4'-四溴联苯醚(BDE-47)对赤潮甲藻米氏凯伦藻(Karenia mikimotoi)光合生理的影响.结果表明:1)以DMSO作为助溶剂时,BDE-47对米氏凯伦藻的96 h半数效应浓度(96 hEC50)为0.110 mg·L-1属于极高毒性物质(EC50≤1...     

环境DNA分析大亚湾夜光藻藻华对真核浮游生物群落的影响

夜光藻是全球广泛分布的藻华种之一,其摄食作用对浮游生物的群落结构有着重要影响。利用环境DNA技术和Spearman相关性分析,文章研究了2021年1月中旬大亚湾夜光藻高丰度站位浮游生物的群落结构与生物相关性。结果显示,夜光藻高丰度站位的海水温盐条件为温度14.4～18.3℃、盐度32.52‰～33.14‰。夜光藻丰度较高的站位中,卡顿藻科、海链藻科等浮游植物类群的相对丰度均值为2.41%和2.23%,明显高于其他站位的0.75%和0.62%;同时拟哲水蚤科与长腹剑水蚤科等类群的相对丰度均值为8.22%和4.46%,明显低于其他站位的64.13%和11.12%。结合Spearman相关性分析表明,夜光藻丰度增加可能导致其对拟哲水蚤科等类群摄食压力增加,拟哲水蚤科类群丰度减少降低了卡顿藻科、海链藻科、原甲藻科、隐芽藻科等浮游植物类群的摄食压力,使其生物丰度增加;同时夜光藻摄食压力增加使得裸甲藻科、圆筛藻科等浮游植物丰度下降。因此,夜光藻丰度增加影响了水域中真核浮游生物群落结构。综上结果表明,环境DNA技术有助于认识夜光藻在浮游生物群落中的生态地位,可用于浮游生物各类群之间的关系分析。     

多环芳烃对3种赤潮微藻类胡萝卜素含量的影响及其对UV-B辐射的响应

评价UV-B辐射增强对海洋生态系统的影响,通过实验生态学的方法,研究3种多环芳烃——菲、芘和蒽对3种赤潮微藻——赤潮异弯藻、塔玛亚历山大藻和中肋骨条藻类胡萝卜素含量的影响。结果表明:低浓度的菲、芘和蒽处理使3种赤潮微藻的类胡萝卜素含量有所提高,而高浓度处理则降低藻细胞内的类胡萝卜素含量。菲、芘和蒽处理对赤潮异弯藻类胡萝卜素含量的96 h半抑制剂量分别为0.098,0.124和0.139 mg.L-1,对中肋骨条藻的96 h半抑制剂量分别为0.120,0.147和0.155 mg.L-1,对塔玛亚历山大藻的96 h半抑制剂量分别为0.128,0.153和0.162 mg.L-1。在菲、芘和蒽处理的同时,附加辐射剂量为0.3 J.m-2的UV-B辐射处理,3种赤潮微藻的类胡萝卜素含量显著降低。     

北京市翠湖国家湿地公园血红裸藻(Euglena sanguinea)水华衰亡过程

本文研究了北京翠湖湿地公园夏、秋季水华优势藻血红裸藻(Euglena sanguinea)从水华发生到衰亡过程的细胞密度、形态特征及其与环境因子的关系.结果发现,2016年8月下旬至9月中旬血红裸藻密度稳定增加,9月20日藻密度达到峰值5.13×106cells/L;9月下旬至11月底藻密度显著下降;血红裸藻在衰亡过程中呈现细胞形态由大变小、由细长变为圆形,细胞颜色由深变浅,运动速率由快变慢的趋势,衰亡后形成具透明胶被孢子的休眠体;血红裸藻群落生长的主控因子为水温和p H,其适宜的环境阈值范围为水温23~27℃,p H 7.3~8.0;其受光照强度影响存在分层现象,弱光强区域藻密度相对较低;血红裸藻的衰亡过程与铵态氮浓度呈显著正相关,低浓度时加速衰亡;与总氮浓度呈负相关,衰亡后总氮浓度显著升高;受总磷浓度影响相对较小,与溶解氧浓度无显著相关关系.     

铜绿微囊藻和斜生栅藻生物光学模型

选取太湖"水华"优势藻类即蓝藻门中的铜绿微囊藻和绿藻门中的斜生栅藻作为研究对象,利用AC-S分别测量两种纯藻的吸收系数和散射系数对铜绿微囊藻和斜生栅藻的固有光学属性进行定性和定量分析,并建立其生物光学模型.结果表明:铜绿微囊藻的藻红蛋白吸收带和斜生栅藻的藻蓝蛋白吸收带的光谱吸收特性的差异性较为明显;粒径相对较小的铜绿微囊藻的包裹效应、吸收系数对散射系数的影响程度要明显小于粒径较大的斜生栅藻,铜绿微囊藻吸收系数的P-L模型的线性斜率和幂指数要大于斜生栅藻的吸收系数模型系数;由于散射系数受吸收系数影响程度的不同,使得散射系数光学模型变量因子具有一定的差异,受吸收系数影响较小的铜绿微囊藻的变量因子为波段比值λ_0/λ,λ_0为参考波长,而受吸收系数影响较大的斜生栅藻的变量因子为吸收系数比值a(λ_0)/a(λ),a(λ_0)为参考波段吸收系数,a(λ)为波长为λ的吸收系数,两种藻类的散射模型都符合国际上通用的S-P模型形式.     

氮磷比对微囊藻与栅藻磷赋存及分配的影响

太湖水体氮浓度及氮磷比的改变可能影响藻类对磷元素的赋存及分配,进而影响水体总磷浓度.为此,本研究选取常见蓝藻(群体微囊藻和单细胞微囊藻)和绿藻(斜生栅藻),设置低氮磷比(N:P=2)和高氮磷比(N:P=20)培养实验,分析藻体胞内磷(INT-P)和胞外磷(EPS-P)含量、形态及分布,探究氮磷比对藻体磷元素赋存及分配的影响.结果表明:低氮磷比组斜生栅藻和群体微囊藻的藻体磷(CTP,即INT-P与EPS-P之和)显著增加,分别为高氮磷比组的2.7和1.4倍.斜生栅藻和群体微囊藻EPS-P含量(约占CTP的80%)分别增加了3.1和0.48倍,而INT-P含量对氮磷比无明显响应.低氮磷比组的斜生栅藻和群体微囊藻EPS含量分别增加了51.7%和63.5%.此外,微囊藻的CTP与EPS-P主要以可交换态活性磷存在,而INT-P主要以铁铝结合态磷存在.本研究发现低氮磷比促进了藻类EPS分泌,导致EPS-P升高,显著增加了藻体颗粒态磷的含量.这或许是近年来太湖水体总磷波动的原因之一.     

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.     

藻华聚集的环境效应:对漂浮植物水葫芦(Eichharnia crassipes)抗氧化酶活性的影响

利用以水葫芦为代表的水生植物进行水体生态治理,具有环保、生态和可持续发展的优点.然而,在外源和内源污染尚未完全控制的情况下,夏季蓝藻水华仍然会频繁暴发.系统研究水生植物对藻华聚集后形成的逆境环境下的生理适应机制可为减轻藻华聚集的不良影响、充分发挥水生植物的水体净化功能发挥重要作用.以水葫芦为代表,采用模拟实验,研究在高温阶段(水温25℃)、水华聚集下对水葫芦关键酶活性的影响及其环境效应,以揭示蓝藻水华聚集后引起的浅水生态系统中水生植物消亡的深层机理.结果表明,藻华聚集会很快消耗掉水生植物根区内的溶解氧,水体呈现缺氧状态(溶解氧0.2 mg/L);植物根区内氧化还原电位值出现明显下降,实验进行1 d后低于-100 m V,实验结束时达-199.9 m V,水体呈现强还原环境.植物叶片中丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)含量呈现快速增加的变化趋势,至实验结束时添加120 g/L的处理组中其含量分别为2.17μmol/g(FW)、266.497 U/g、1988.60 U/(g·min),而叶片中过氧化氢酶(CAT)呈现快速下降的趋势,至实验结束时其含量为6.09 U/(g·min);根系中MDA、POD至实验结束时其含量分别为0.57μmol/g(FW)、525.161 U/(g·min),呈现快速下降的趋势;SOD、CAT含量在实验结束时高达221.71 U/g、35.10 U/(g·min),表现为快速增加的趋势.水葫芦关键抗氧化酶活性的变化,表明藻华长期聚集、腐解带来的水体缺氧等不良条件对植物产生了环境胁迫作用,较长时间影响(5 d)下对植物产生了严重的伤害作用;同时也表明藻华严重聚集及藻细胞腐解产生的环境胁迫是漂浮植物水葫芦无法生长乃至死亡的主要影响因素.因此,在利用水生植物进行水体净化的工程实践中,要避免蓝藻的严重堆积,以减轻藻华暴发对植物的不利影响和充分发挥植物的水体净化功能.     

不同密度藻屑堆积下沉积物碳氮磷释放特征

蓝藻碎屑分解引起氮磷释放已受到广泛关注,但堆积的藻屑与沉积物交互作用引发污染物释放的效应知之甚少.采集于桥水库沉积物柱状样,设置5个藻屑添加组和对照组(无藻屑添加),恒温培养(27±1℃),模拟夏季温度条件下不同密度藻屑堆积下沉积物中碳氮磷释放特征.结果表明:藻屑堆积后加强了上覆水中溶解氧与硝态氮的消耗,5个藻屑添加组18小时后上覆水均处于厌氧状态.各实验组上覆水中的溶解性有机碳(DOC)浓度在第3小时增加,且SUVA254值处于0.54~1.74 L/(mg·m)之间,说明DOC可能来源于藻源性释放.各藻屑添加组培养过程中上覆水的溶解性有机氮(DON)、铵态氮和正磷酸盐浓度持续增加,最高平均释放速率分别达4.44、0.20和0.03 mg/(L·h),分别为对照组的21.73、1.76和67.58倍;其中DON为溶解性总氮主要存在形态,在实验结束时DOC/DON比值降低,说明藻屑或者沉积物有机质短期内并未完全矿化,且DOC优先DON被微生物利用.因此蓝藻碎屑堆积增强了沉积物需氧量,加快沉积物与水之间的氮磷营养盐、DOC循环,从而对沉积物中污染物地球化学循环过程造成进一步的影响.