耦合水文情势及鱼类繁殖的江垭水库生态调度需求研究

为了修复河流水文情势、维持河流生态系统健康,通过环境DNA采样、IHA水文指标变动分析和文献资料总结等方法,开展了江垭水库坝下水文情势及鱼类繁殖需求关系研究,提出了水库生态调度需求与建议。结果显示,2021年9月在溇水干支流综合调查获得鱼类55种,与20世纪90年代相比,流水性种类在干流江段显著减少了51.35%;按照生态调度优先等级评估原则,确定江垭水库生态调度的主要目标物种为产漂流性卵的银鲴(Xenocypris argentea)、银鮈(Squalidus argentatus)、贝氏䱗(Hemiculter bleekeri)和产粘沉性卵的鲤(Cyprinus carpio)、鲫(Carassius auratus);江垭建坝前后下游水文情势变化较大,发生高度改变且对鱼类洄游产卵及鱼卵发育有重要作用的水文指标包括年最大1日、3日平均流量指标、年出现高流量脉冲事件的次数和持续时间以及连续日流量上涨率。研究表明,以促进坝下不同产卵类型的鱼类繁殖为目标,生态调度需要一定的高流量脉冲次数和历时,还需要控制下游水位的日降幅,通过泄放合理的生态流量来维持下游鱼类的生物多样性。

西藏巴松错夏季浮游植物优势种生态位及其种间联结性

为了解青藏高原高寒湖泊不同空间维度浮游植物群落优势种的生态位及种间联结性,选取青藏高原东南部最大的高寒冰山堰塞湖之一的巴松错为研究地点,2020年7月进行了浮游植物定性和定量采集,共采集水平和垂直维度浮游植物水样275个,结合生态位宽度、生态位重叠值、生态响应速率、总体联结性、χ^(2)检验、联结系数(AC)、共同出现百分比(PC)以及点相关系数(φ)等方法,分析优势种的生态位及种间联结性。结果显示:(1)共鉴定出浮游植物优势种5属8种,均属于硅藻门;(2)生态位宽度值差异较大,可分为3大生态位类群,水平维度对二维生态位宽度影响较明显;(3)在水平维度上,生态位重叠度达到有意义的种对比例较高,具有明显的同质性;在垂直和水平-垂直维度上,生态位重叠度达到有意义的种对比例较低,具有明显的异质性;(4)夏季浮游植物群落优势种生态响应速率在水平维度上形成正反馈,在垂直和水平-垂直维度上形成负反馈,表明巴松错夏季浮游植物群落存在多稳态,垂直和水平-垂直维度群落较水平维度更稳定;(5)夏季浮游植物群落总体处于演替初期,有正向演替趋势,物种间联结性不强,种间关系较为松散。研究结果为进一步研究高寒湖泊优势种生态位和群落多稳态提供了基础资料。

黄河流域生态环境质量时空演变及驱动力分析

开展黄河流域生态环境质量时空格局演变及驱动因素研究,为黄河流域生态文明建设和人地和谐发展提供科学决策支持。基于2000-2022年的MODIS数据,利用遥感生态指数(RSEI)评估黄河流域生态环境质量,采用Sen趋势分析法和MK检验全面刻画RSEI的空间演变特征。结合分位数回归模型和残差分析探究自然环境和人类活动对不同分位数RSEI变化的影响机制及相对贡献率。结果表明:2000-2022年,黄河流域RSEI年均值为0.465,年均增速为0.55%。黄河流域中游RSEI上升最为显著。流域RSEI改善的区域面积占比为74.94%,显著改善的区域为内蒙古中部及晋陕两省北部地区。同一因素对不同分位数RSEI的影响效应存在显著分异。随着RSEI分位点的提高,温度、降水及高程等3个变量影响程度均呈下降趋势。自然环境和人类活动共同作用导致黄河流域RSEI变化面积占比为64.00%,由人类活动导致RSEI变化的区域面积占比为20.62%,由自然环境导致RSEI变化的区域面积占比为15.38%。

基于土地利用结构的河流岸带生态系统服务簇识别

为识别河流岸带土地利用与生态服务价值的空间结构,从河流岸带保护角度选取水资源保护、净化环境、水文调节、土壤保持、维持养分循环、生物多样性6项生态服务功能,基于遥感影像解译的土地利用数据,运用修正的当量因子法估算得到生态服务价值的空间分布规律,进而进行层次聚类分析识别河流岸带生态服务簇,并应用于太湖流域湖西区溧阳市县级河流——竹箦河作为实例研究。结果表明:(1)竹箦河河岸带6项生态服务价值呈现出显著的空间异质性和聚集性;(2)竹箦河河岸带可划分为5大类生态服务簇,分别为水源涵养型、绿色多元型、经济生态型、生态脆弱型以及耗水污染型;(3)各类服务簇的生态系统服务特点与空间布局分异明显,与岸带实际土地利用结构相协调,揭示了竹箦河河岸带生态服务功能普遍较薄弱的现状。研究结果可为竹箦河及类似平原地区骨干河流岸带功能区划分以及河岸带生态保护与修复方案的制定提供理论参考。

金沙江下游向家坝库区鱼类群落结构空间格局

探究鱼类群落结构空间分布特征及其对梯级水电开发的响应,为水电开发生态环境影响评价及鱼类保护提供依据,为长江“十年禁渔”效果评估提供本底资料。2016-2018年采用复合刺网和地笼对向家坝库区库首邵女坪、库中绥江和库尾桧溪的鱼类群落进行了7次调查,探究了建坝后的鱼类种类组成、个体大小、生态类群及其空间分布特征。调查共采集到鱼类59种,隶属于6目16科49属,其中长江上游特有鱼类5种,外来鱼类12种。在邵女坪、绥江和桧溪江段分别采集到鱼类39、40和39种,Jaccard相似性指数分析表明,3个江段鱼类群落物种组成为中等相似。相对重要性指数(IRI)分析显示,邵女坪江段鱼类群落的优势种为中华倒刺鲃(Spinibarbus sinensis)和䱗(Hemiculter leucisclus),绥江江段优势种为䱗、鲢(Hypophthalmichthys molitrix)、瓦氏黄颡鱼(Pseudobagrus vachelli)和鳙(Aristichthys nobilis),桧溪江段优势种为瓦氏黄颡鱼、镜鲤(Cyprinus carpio var.specularis)、鲤(Cyprinus carpio)、䱗、草鱼(Ctenopharyngodon idellus)和鲫(Carassius auratus)。NMDS分析显示,库首邵女坪和库尾桧溪江段鱼类群落差异相对较大,Bray-Curtis相异指数为0.59;库中绥江与库首邵女坪鱼类群落更为相似,Bray-Curtis相异指数为0.41;库中绥江和库尾桧溪的Bray-Curtis相异指数为0.46。广适性鱼类是向家坝库区各江段的优势类群,分别占鱼类种类、数量和重量的57.7%±5.9%、65.2%±20.7%和47.7%±16.1%;从库首至库尾江段其数量比分别为43.3%、67.8%和84.5%,呈现逐渐增加趋势。向家坝库区渔获群体体长为29~655 mm,平均体长为(128±65)mm,体重为0.1~5408 g,平均体重为(70±218)g,主要种类(鲤和镜鲤除外)在不同江段间个体大小差异显著(P<0.05)。与蓄水前(2011年)相比,金沙江下游鱼类群落发生了显著变化,流水性的特有鱼类减少,外来鱼类增多。

三江源区鱼类多样性调查及保护对策

了解三江源区鱼类多样性及其资源现状,为三江源区生态系统保护和流域管理提供科学依据。2022年8月开展了长江源、黄河源、澜沧江源鱼类调查,分析了3个水系鱼类组成与分布,探讨了鱼类多样性特征,研究了三江源地区鱼类群落的空间格局。结果表明:三江源区共调查到鱼类18种,其中长江源9种,黄河源8种,澜沧江源6种;根据相对重要性指数,长江源优势种3种,依次为细尾高原鳅(Triplophysa stenura)、小头高原鱼(Herzensteinin microcephalus)、裸腹叶须鱼(Ptychobarbus dipogon),黄河源优势种2种,包括麻尔柯高原鳅(T.markehenensis)和黄河裸裂尻鱼(Schizopygopsis pylzovi),澜沧江源优势种4种,依次为前腹裸裂尻鱼(S.anteroventris)、裸腹叶须鱼、东方高原鳅(T.orientalis)和细尾高原鳅;三江源区鱼类多样性相对较低,其中澜沧江源最高,长江源次之,黄河源最低。对鱼类种类组成进行聚类分析,结果表明长江源和澜沧江源相近,黄河源则与长江源、澜沧江源差距较大。为切实保护好三江源区鱼类资源,建议加强本底调查,开展关键栖息地生态环境监测和保护,构建三江源区水生生物资源数据库,关注气候变化对水生态环境的影响,预防和控制外来鱼类入侵。

黄河内蒙古河段水文情势变化及生态效应初探

选择月均流量、日均流量变幅、极端流量和脉冲延时4个水文情势指标,采用IHA-RVA(水文情势变化指标-变化范围法)分析黄河干流内蒙古河段水文情势的时空变化特征,辨析黄河鱼类生态习性与径流组分的响应关系,探讨内蒙古河段流量过程、极端流量变化的生态效应。黄河干流上游河段水利工程运行后,内蒙古河段的水文情势明显改变,进而改变该河段的生态水文联系过程。黄河内蒙古河段枯水期月均流量增加(1、2月份月均流量增幅超过70%)、最小日均流量增加(石嘴山断面最小日流量增幅超过50%),保障了河道流水栖息生境,有利于鱼类越冬。该河段日均流量变幅降低,有利于粘性卵孵化。但是内蒙古河段汛期月均流量减小(7-10月份月均流量降幅接近50%),大、小洪水持续时间缩短,不利于扩展横向栖息地;最大流量出现时间在上游河段延迟超过2个月、在中下游河段提前约1个月,洪水脉冲刺激时间紊乱可能影响鱼类繁殖行为。研究可为黄河内蒙古河段鱼类栖息地保护以及上游水库生态调度提供技术支持。

长江宜宾-江津段漂流性鱼卵纵向分布特征及与环境因子关系

通过2023年4-7月对长江上游宜宾、合江和江津断面鱼类早期资源的逐日监测,了解漂流性鱼卵种类组成、鱼卵径流量、产卵高峰期及产卵场的纵向分布特征,分析逐日产卵径流量变动与水文、水温条件的关系,明晰不同断面鱼卵径流量峰值出现的流量区间,辨识影响鱼卵径流量变动的关键环境要素。结果表明:共采集到漂流性鱼卵24种,包括长江上游特有鱼类鱼卵8种,其中红唇薄鳅(Leptobotia rubrilabris)、长薄鳅(L.elongata)、长鳍吻鮈(Rhinogobio ventralis)为国家二级保护动物;流经宜宾、合江和江津断面的漂流性鱼卵总径流量分别为729.45×10^(4)、17301.92×10^(4)和76027.44×10^(4)粒,鱼卵总径流量从上游到下游呈明显增加的特征;3个断面鱼卵径流量的高峰期出现在5月下旬以后,其中宜宾断面最早,江津断面次之,合江断面最晚;金沙江一期工程蓄水后,保护区干流江段产卵场的纵向分布特征发生了明显改变,主要产卵场位置下移;流量上涨量、水位上涨量和流量日上涨率是影响3个断面鱼卵径流量变动的最重要因素。研究结果可为长江上游保护区干流鱼类早期资源保护、生态调度等提供科学依据。

长江-涨渡湖水系沉积物微塑料分布与赋存特征

探究微塑料在涨渡湖水系的分布和赋存特征,可为湖泊沉积物微塑料老化及生物毒性风险评估提供基础数据。在阻隔湖泊涨渡湖、七湖、陶家大湖、邻近长江干支流和连通水道设置11个采样点,通过采集表层沉积物,分析了长江-涨渡湖水系沉积物微塑料丰度、尺寸、形状和种类组成。结果显示,长江-涨渡湖水系所有采样点沉积物中均有微塑料存在,其干物质中微塑料平均丰度为2602.25 n/kg,其中涨渡湖的微塑料丰度最高,为5687.69 n/kg。微塑料尺寸主要分布在[20,50]μm,占微塑料总颗粒数的59.04%;尺寸大于100μm时,微塑料丰度随尺寸的增大而减小;薄膜状微塑料最多,占微塑料总颗粒数的56.06%;微塑料种类主要为聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、氟橡胶和氯化聚乙烯。研究结果有助于了解湖泊微塑料赋存现状及提升水生态环境质量。

怒江源头地区那曲河热裸裂尻鱼繁殖生物学研究

了解怒江源头地区那曲河热裸裂尻鱼基础生物学概况,研究其繁殖生物学,为评估热裸裂尻鱼生态适应性规律、进行资源管理和物种保护提供理论依据。2017年9月、2018年7月和10月在怒江源头那曲河采集309尾热裸裂尻鱼(Schizopygopsis thermalis),进行了生物学参数测定,包括年龄、体长、体重、繁殖力等,计算了性比、性腺成熟系数,评估了性成熟年龄,预测了产卵类型。结果显示:热裸裂尻鱼个体绝对繁殖力(F)为2943~16657粒,平均(7685±3527)粒;个体体长相对繁殖力(F_(L))为10.15~52.71粒/mm,平均(25.00±10.57)粒/mm;个体体重相对繁殖力(F_(W))为10.68~48.01粒/g,平均(23.91±8.21)粒/g。个体繁殖力与各基础生物学指标的相关性分析显示F、F_(L)与体长、体重、空壳重、卵巢重、年龄和丰满度之间的相关性极显著(P<0.01),与性腺成熟系数相关性不显著(F>0.05),F_(W)仅与卵巢重和性腺成熟系数具有显著相关性(0.01<P<0.05)。雌雄比为2.78:1,性腺成熟系数范围为0.39%~11.75%,雌鱼最小性成熟年龄为6龄,雄鱼最小性成熟年龄为4龄。根据热裸裂尻鱼卵径频率分布特征,推测其产卵类型为完全同步型一次性产卵。

生态调度控制汉江中游入侵沉水植物过度生长效果研究

针对汉江中游江段入侵沉水植物伊乐藻(Elodea nuttallii)过度生长的问题,以2019年调查监测为基础,采用生物量、分布面积、流速、流量等指标,于2020-2021年在汉江丹江口水库联合王甫洲水利枢纽开展了控制伊乐藻过度生长的生态调度试验并评估其生态效果。结果表明:(1)丹江口−王甫洲区间适宜入侵沉水植物伊乐藻生长的水域面积达16.8 km^(2),主要分布在坝前两岸浅水区、泄水闸上游洲滩、水岸新城、中洲岛、木排港、羊皮滩等区域;(2)生态调度的控制效果显著,伊乐藻生物量和分布面积呈逐年减少趋势,其年度峰值生物量变化与春季萌发期1-3月流量极值比(r=-0.997)和生长旺盛期4−8月平均流量(r=-0.963)的相关系数均大于0.9,与全年平均流量(r=-0.748)和4−8月平均水温(r=0.732)的相关系数大于0.7,流量(流速)和水温是影响伊乐藻生物量的关键因子;(3)根据王甫洲坝前漂浮伊乐藻日打捞量与入库流量统计,可以对伊乐藻成熟团聚体产生明显冲刷影响的王甫洲入库流量(即丹江口水库下泄流量)条件为不小于1500m^(3)/s;丹江口水库峰值流量为3500m^(3)/s的单次汛期调度过程,可减少研究区间内约40%的伊乐藻生物量。

涨渡湖水系沉积物重金属分布及生态风险浅析

了解涨渡湖重金属污染状况及对环境的影响,为长江中下游湖泊重金属风险评价和污染防治提供基础数据。2022年7月在涨渡湖水系设置11个采样点采集沉积物样品,并测定样品中Cr、Mn、As、Ni、Cu、Zn、Cd和Pb共8种重金属的含量,同时分析样品沉积物中微塑料吸附重金属的种类,并评估了重金属生态风险。结果显示:涨渡湖水系不同研究区域沉积物中重金属含量分布不同,表现为邻近干支流>连通水道>阻隔湖泊;沉积物中微塑料表面吸附重金属包括Zn、Ag和Sn,其中,Zn和Ag占微塑料表面吸附元素百分比较高,分别为20.01%和8.49%。生态风险评估结果显示,涨渡湖水系沉积物中重金属污染负荷指数I_(PL)平均值为1.15,处于中等污染水平;潜在生态风险指数I_(R)平均值为78.96,处于低度污染水平。综合结果表明,涨渡湖水系沉积物重金属总体处于低-中等污染水平,其中长江干支流江段重金属污染程度和生态风险高于连通水道和阻隔湖泊,这种重金属分布和污染格局主要受研究区域周围环境、人类活动和水文条件的影响。

天津于桥水库浮游动物群落变化及其与束丝藻消长的关系

为研究天津于桥水库富营养化背景下浮游动物群落动态变化及与水华藻类束丝藻的消长关系,2018年3月至2019年11月对于桥水库浮游动物、束丝藻和环境因子进行持续监测。共鉴定后生浮游动物72种(属),其中轮虫51种(属),占总物种数的70.83%;枝角类10种,桡足类11种,分别占总物种数的13.89%和15.28%。螺形龟甲轮虫(Keratella cochlearis)、裂痕龟纹轮虫(Anuraeopsis fissa)、广布多肢轮虫(Polyarthra vulgaris)、疣毛轮虫(Synchaeta sp.)、长额象鼻溞(Bosmina longirostris)、短尾秀体溞(Diaphanosoma brachyurum)、广布中剑水蚤(Mesocyclops leuckarti)和台湾温剑水蚤(Thermocyclops taihokuensis)是于桥水库浮游动物优势种。浮游动物密度和生物量在5-9月较高,11月和3月较低。冗余分析(RDA)显示,水温、总氮、亚硝态氮、总磷是影响浮游动物群落结构的显著因子(P<0.01)。2018年束丝藻平均密度3.07×10^(7)个/L,2019年束丝藻平均密度上升至12.1×10^(7)个/L,束丝藻丰度在5月左右开始上升,9月后开始下降,变化趋势与浮游动物相似。浮游动物尤其是浮游甲壳类密度和生物量与束丝藻密度显著正相关(P<0.01),表明浮游动物密度和生物量直接或间接受到束丝藻的影响。

罗非鱼混养对广西三江传统稻渔综合种养系统环境及其菌群多样性的影响

研究罗非鱼混养对广西三江传统稻渔综合种养系统环境的影响,可为科学推广稻田金边鲤-罗非鱼混养模式提供基础。2021年5-10月设置3个试验组和1个对照组研究不同密度混养对种养系统环境及菌群多样性的影响,其中试验组内进行罗非鱼和金边鲤的混养,对照组为鲤单养组。结果表明,金边鲤的生长未受到罗非鱼混养的影响;高通量测序结果显示水体中的主要菌群为变形菌门(Proteobacteria)和放线菌门(Actinobacteria),其次为拟杆菌门(Bacteroidetes)、厚壁菌门(Firmicutes)和蓝菌门(Cyanobacteria),主要功能为化能异养和有氧化能异养;底泥中的主要菌群为变形菌门和绿弯菌门(Chloroflexi),其次为酸杆菌门(Acidobacteria)、广古菌门(Euryarchaeota)和蓝菌门,主要功能类群为甲烷生成和化能异养。罗非鱼高密度混养组稻田底泥中的总氮和硝酸盐氮含量有所下降,水体中Polynucleobacter等水质良好的指示物种相对丰度增加,罗非鱼混养对稻渔综合种养系统环境及其菌群产生了有益的影响。

感潮河段江滩湿地水体交换模拟与调控措施研究

保障湿地水体交换能力对完善湿地功能,维持湿地生态系统的健康至关重要。南京绿水湾湿地是长江江滩湿地,具备多种湿地特点,动力条件复杂。以绿水湾湿地为研究对象,通过构建二维水动力―水龄耦合数学模型,模拟了现状和不同闸、泵调控措施下各区域的水动力特征及水体交换能力。结果表明:现状工况湿地内部水面覆盖率低,水体交换能力差,大部分区域水体交换时间在7 d以上,甚至是14 d以上;建闸后虽然增加了枯季的水面覆盖率,但明显减弱了湿地内水动力,延长了各区域换水周期,换水周期大于14 d的区域明显增多;补水泵站的运用整体上缩短了大部分区域的换水周期,使得水域流速大于0.010 m/s的区域面积明显增加,换水周期大于14 d的区域面积减少。建闸蓄水后,为预防藻类暴发,需控制湿地内水体的换水周期在14 d内,结合各区域水动力和水体交换特点,提出了闸门生态调度、布置净水能力较强的挺水或沉水植物、增设补水点等调度策略。

湄公河典型区域旱雨季土地利用及土壤侵蚀差异研究

以湄公河干流老挝沙湾拿吉至柬埔寨桔井段重要支流南蒙河、色丹河、色贡河、色桑河、斯雷博河及其左右岸缓冲区50 km范围为研究区域,基于Landsat8遥感和河网数据,对比植被覆盖度以及空间分布特征,分析区域内旱季(1-2月)、雨季(6-9月)土地利用及土壤侵蚀变化。结果表明,季节性降雨导致土地利用变化明显,旱、雨季土地利用变化主要表现为河道沿岸水体动态变化;旱季水体面积较雨季净减少43 259 hm^(2),占总变化面积的93.8%;雨季至旱季耕地转化占总变化面积38.00%(17 514.44 hm^(2)),其次为灌木地(22.98%,10 590.54 hm^(2))和裸地(21.77%,10 033.32 hm^(2))。土地利用类型转化导致土壤侵蚀变化,旱、雨季土壤极强烈侵蚀和剧烈侵蚀区域变化不大;旱季以轻度侵蚀、中度侵蚀增加为主,净增加面积分别为4 107 hm^(2)和5 864 hm^(2),分别占总变化面积的36.9%和52.7%;增加面积主要由无侵蚀类型发展而来,体现在旱季沿岸水体面积的大幅降低。建议在水土保持过程中,改传统稻田种植为耕作、轮作和培肥一体化的水保措施,增强基础设施建设,加强河岸带生态护坡建设与管理,降低自然洪水或人为工程对自然林地和植被的破坏。

乌东德水电站日调峰对下游裂腹鱼类栖息地的影响

日调峰是乌东德水电站日常运行的主要出力约束和调度目标。为了探讨电站调度引起的出库流量大幅涨落对下游生态环境的不利影响,采用河道内流量增量法,通过构建二维水动力模型,研究了乌东德水电站日调峰引起的下游河段水文水动力条件波动对裂腹鱼类繁殖期栖息地适宜性的影响,并分析了2023年电站基荷发电生态调度试验效果。结果表明,乌东德电站下泄流量低于1160 m^(3)/s,坝下江段裂腹鱼类潜在产卵场面积相对较大;流量高于2000 m^(3)/s,裂腹鱼类潜在的产卵场面积显著减少。电站日调峰结束时,出库流量降幅越大,裂腹鱼类潜在产卵场脱水面积及鱼卵脱水风险越大。乌东德电站基荷发电生态调度期间,坝下江段裂腹鱼类潜在产卵场的加权面积有所减少,但潜在产卵场和鱼卵早期的脱水风险显著降低。为提高繁殖期裂腹鱼类生境适宜性和持续性,有必要进一步减少电站日调峰频率,降低出库流量至适宜区间。

陆水水库浮游植物群落结构特征及其影响因素

探究陆水水库浮游植物群落组成及环境因子的时空特征,对水库生态系统的管理与保护具有重要意义。2020年7月(雨季)和12月(旱季),对陆水水库10个采样点的浮游植物和水质理化因子进行了调查分析。结果表明,2次调查共采集到浮游植物6门59属63种,其中绿藻种类最多,有31种,硅藻、蓝藻次之,分别为13种、12种;优势种主要为蓝藻门的尖头藻(Raphidiopsis sp.)、水华束丝藻(Aphanizomenon flos-aquae)、长孢藻(Dolicho-spermum sp.)以及硅藻门的颗粒直链藻(Melosira granulata);细胞密度的变化范围为0.03×10^(7)~6.27×10^(7)个/L,平均值为2.08×10^(7)个/L;雨季和旱季浮游植物多样性指数差异不显著(P>0.05);变差分解和冗余分析结果显示,陆水水库浮游植物群落结构在雨季和旱季存在显著差异,该差异主要受营养盐、水温(WT)、pH的影响;环境过滤作用在驱动陆水水库浮游植物群落构建过程中占主导地位;优势物种丰度与环境因子的冗余分析显示浮游植物优势类群与WT、总氮TN、高锰酸盐指数CODMn具有显著的相关性。

同位素技术示踪水环境生源要素氮的来源及循环过程研究进展

氮作为生态系统中的关键生源要素,对于水环境质量和生态系统平衡至关重要。文章综述了同位素技术示踪水环境生源要素氮的来源及循环过程的研究进展。介绍了水环境中氮的主要来源(自然和人为)及时空变化特点,强调自然因素(如降雨)和人为活动(如污水和农业施肥)对水环境中氮分布的影响;详细阐述了同位素技术识别水环境中氮来源的发展历程(单同位素、双同位素和多同位素联合溯源阶段);讨论了同位素技术在辨别水环境中氮循环过程(硝化、反硝化、矿化和同化作用)中的应用;指出当前研究的不足,主要表现在同位素分馏效应、测试成本高、未实测污染源端元值、多种同位素耦合溯源机制不清晰,未来研究需提高同位素溯源技术并整合多类技术与数据,尤其与机器学习结合潜力大。

沉水植物对微塑料和抗生素的生理代谢响应机制

研究微塑料与抗生素对沉水植物的生态影响,为淡水系统生态效应的风险评估提供理论支持和依据。通过模拟试验,研究实验室环境下聚四氟乙烯微粉(PTFE-MPs,平均粒径5μm,浓度50 mg/L),诺氟沙星(NFX,5 mg/L),以及两者联合处理(50 mg/L+5 mg/L)下沉水植物水蕴草的生理响应机制。结果显示,PTFE-MPs和NFX会诱导植物抗逆酶活性和光合作用的调节,并导致植物脂质过氧化,但对植物可溶性糖含量无显著影响;通过非靶向代谢组学检测比较了各处理组的代谢物变化和富集,结果表明各对比组有显著的差异代谢物变化以及代谢通路富集。从研究结果推测植物通过卵磷脂等脂类代谢物以及琥珀酸等氨基酸代谢物水平的调节对其他代谢途径以及生理生化途径进行调控,从而影响植物的生长,增强逆境适应能力。