环境RNA技术在水生生态系统生物多样性监测中的应用

随着人类活动在全球范围内的不断增强,水生生态系统的生物多样性丧失,群落结构发生巨大变化。因此,进行准确可靠的生物多样性监测来确定目标区域的物种丰度和群落结构对生态保护和资源可持续利用至关重要。环境DNA技术(eDNA)作为一种非入侵性的新手段,正在迅速发展,然而,eDNA技术易出现假阳性,从而导致实时生物多样性监测不准确的现象仍然普遍存在。与eDNA技术相比,环境RNA技术(eRNA)的快速降解使得它具有减少eDNA监测结果假阳性的潜力。本文概述了eRNA技术在水生生态系统的生物多样性监测中的可行性,主要从eRNA技术在水生生态系统中的可检测性和提高检测分辨率的潜力两个方面来介绍;综述了eRNA技术目前在水生生态系统生物多样性监测方面的研究进展;指出了eRNA技术目前存在的问题并分析了未来的研究方向。本文对未来将eRNA技术实际应用于水生生态系统的生物多样性监测、生态保护和资源可持续利用具有一定的参考价值。

三峡水库蓄水前长江口生态与环境

长江三峡工程举世瞩目,引起国内外各方面极大关注。河口是大河的末端,是淡水和海水交汇的水域,所以环境因子复杂多变。河口的许多重要理化特征和生物特征都具有其特殊性,使河口生态环境形成一个结构复杂、功能独特的生态系统,该系统表现为既脆弱又敏感。在长江干流上兴建巨大的水利枢纽工程,其生态环境效应除了在库区及中、下游外,必然也会涉及到河口甚至邻近海域。为探讨三峡工程对长江河口生态环境的影响,于1998～2001年对长江口及其临近水域展开综合调查。根据调查数据,结合历史资料对三峡水库蓄水前的长江口及邻近海域水文物理、沉积环境、水化学、初级生产力、浮游生物、底栖生物和渔业资源进行了全面分析,并进一步阐明了长江口生态环境与长江入海径流量间的关系;提供了三峡水库蓄水前长江口生态与环境的基础资料,对长江口生态系统健康度作出评价,为长江口生态环境保护与可持续发展奠定了良好的基础。

摄食水平对梭鱼的生长和能量收支的影响

于 1 999年 8— 1 2月 ,在水温为 (2 4 .0± 0 .5 )℃ ,摄食水平分别为体重的 0 %、1 %、2 %、3 %、4%和饱食的条件下进行梭鱼的摄食 -生长实验。结果表明 ,梭鱼湿重、干重、蛋白质和能量的特定生长率 (SGR)与摄食水平呈直线关系 ,其转化效率与摄食水平的增加成正比 ;梭鱼的湿重、蛋白质、干重和能量的维持水平分别为体重的 1 .85 1、1 .85 3、2 .882和 2 .3 4 2 (% d) ;排粪率和排泄率随摄食水平的增加而增加 ,并呈直线关系。在最大摄食水平下 ,能量收支等式为 :1 0 0C =4.41F +1 1 .1 8U +47.0 6R +3 7.3

梭鱼标准代谢、内源氮排泄与体重和温度的关系

在 13.5 ,18,2 1.5 ,2 4和 2 7℃ 5个温度条件下测定了梭鱼 (体重范围 1.88～ 14.0 2 g)的标准代谢率和内源氮排泄率。梭鱼标准代谢率随体重的增加而增加 ,二者的关系为幂函数关系 ;随温度的升高而增加 ,二者的关系为指数关系 ;标准代谢率与体重和温度的关系可用如下方程表示 :RS=0 .12 4 6 W0 .9954 e0 .0 84 1T(r2 =0 .92 2 0 )。梭鱼的氨氮、尿素、总氮及能量的排泄率随体重和温度的增加而增加 ,与体重为幂函数关系 ,与温度的关系为多项式形式。梭鱼氨氮和尿素日排泄率的变幅分别为 0 .15～ 0 .88mg N/d和 0 .0 3～ 0 .2 9mg N/d。不同温度下 ,尿素排泄量占总氮比例在 9.9%～2 2 .4 9%之间 ,随温度升高该值有逐渐增大的趋势。

一种腐屑食性鱼类对养殖环境清洁能力研究

腐屑食性鱼类———梭鱼 ,摄食环境中的有机碎屑 ,在养殖生产中 ,可作为环境清洁者。梭鱼对环境中有机氮的摄入能力随体重的增加而增加 ;随温度的升高 ,体重系数显著减少。得出了梭鱼摄入氮CN(mg/d)与体重W (g)和温度T(℃ )的数值关系模型 ,量化了其对养殖环境的清洁能力。体重为 10 0 g的梭鱼每日可清除环境中 332mgN颗粒态有机质。

摄食水平对褐牙鲆幼鱼能量收支的影响

褐牙鲆幼鱼 (体重 0 .71～ 4 .16 g;体长 4 .4 5～ 8.14cm)在 2 4℃下保持 5个摄食水平 (0～最大 )。投喂人工配合饵料。褐牙鲆能量和干物质的吸收效率随摄食水平的增加而增加 ,平均为97.38%和 76 .73%。褐牙鲆排粪能 (F )占摄食能的比例为 0 .95 %～ 2 .83% ,随摄食水平的增加而减少 ;氮排泄 (U)占摄食能比例为 5 .5 2 %～ 6 .77% ,各摄食水平下变化不大 ;标准代谢耗能 (Rs)占摄食能比例为 1.0 5 %～ 7.82 % ,随摄食水平的增加而减少 ;在各摄食水平条件下 ,摄食代谢耗能(Rf)占摄食能比例变化不大 ,平均为 4 5 .72 % ;生长能 (G)占摄食能比例为 32 .6 7%～ 4 9.2 1%。随摄食水平增加而增加。在最大摄食水平时 ,褐牙鲆能量分配形式为 :10 0 C =0 .95 F + 5 .5 2 U +4 4.31R+ 4 9.2

一种腐屑食性鱼类对生态系统氮循环的影响

研究表明 :腐屑食性鱼类——梭鱼对环境中有机氮的摄入能力随体重的增加而增加 ,随温度的升高 ,体重系数显著减少。摄入氮 (CN,mg/ d)与体重 (W,g)和温度 (T,℃ )的数值关系可用如下模型表示 :CN=0 .6 370 W1 .0 642 ln(3.70 0 8T)。体重为 1 0 0 g的梭鱼每日可消耗环境中 332 mg氮有机质。梭鱼氮的吸收效率主要受温度的影响 ,而氮的转化效率与体重呈显著的正相关关系。随体重的增加 。

摄食水平对褐牙鲆(Paralichthys olivaceus)幼鱼生长影响的初步研究

褐牙鲆幼鱼 (体重 0 .71～ 4 .16 g;体长 4 .4 5～ 8.14cm)在 2 4℃下保持 5个摄食水平 (0～最大 )。投喂人工配合饵料。湿重、干重、蛋白质及能量的特定生长率与摄食水平呈线性关系 ,相关系数分别为 0 .886 4 ,0 .8311,0 .80 16和 0 .8577(n=33,p<0 .0 5)。随摄食水平增加 ,干重、蛋白质和能量的转化效率升高 ,平均总转化效率分别为 33.77%、33.89%和 33.0 3%。

体重和温度对褐牙鲆标准代谢的影响

研究表明 ,褐牙鲆标准代谢率随体重的增加而增加 ,二者呈幂函数关系 ;褐牙鲆标准代谢率随温度的升高而增加 ,二者为指数关系 ;褐牙鲆标准代谢率与体重和温度的关系用Rs=0 .2 340W0 .6695e0 .0 3 72T表示 .

花鲈幼鱼个体代谢与体重关系的初步研究

实验室条件下测定花鲈 ( L ateolabrax japonicus C & V)的代谢率 ,温度为 ( 2 5.2± 0 .5)℃ ,鱼体湿重范围 :4 .64～ 52 .2 8g(平均体重 17.81g± 0 .33g)。饥饿鱼的正常代谢相关于体重的关系式 :Rr=15.37W0 .74 4。( r=0 .934 )。摄食代谢与摄食量呈线性正相关关系 ,摄食代谢水平为正常代谢的 1.8～ 2 .4倍。

长江口及其邻近海域大型底栖动物生物量、丰度和次级生产力的初步研究

为了解长江口及邻近海域大型底栖动物生物量、丰度和次级生产力的分布情况于2004年2月、5月、8月和11月共4个航次分别在长江口40个观测站采集大型底栖动物定量样品并利用Brey的经验公式对大型底栖动物栖息丰度、生物量、次级生产力和P/B值进行了研究计算。该调查海域共采到大型底栖动物202种,其中多毛类102种,软体动物51种,甲壳类27种,棘皮动物7种,其它动物15种。大型底栖动物年平均丰度为394.7 ind/m2;年平均生物量以去灰分干重计,为2.58 g(AFDW)/m2;年平均次级生产力以去灰分干重计,为3.52 g(AFDW)/(m2.a);P/B值平均为1.53。结果表明,长江口大型底栖动物次级生产力自长江入海口向东呈递增趋势。本文分析了长江口及其邻近海域大型底栖动物优势种的组成,主要生态类群的分布特征和次级生产力分布格局与生态环境的关系。通过比较,发现长江口大型底栖动物优势种发生了较大的变化;次级生产力高于东海而低于渤海和胶州湾;P/B值高于南黄海、胶州湾和渤海,也说明了长江口大型底栖动物群落中个体小、生活史短,代谢快的种类所占的比例高于以上海域。

三峡工程蓄水前后秋季长江口鱼类浮游生物群落结构的动态变化初探

对长江口及其邻近海域2002年秋季与2003年秋季鱼类浮游生物的调查资料进行比较,分析三峡工程蓄水前后秋季长江口鱼类浮游生物群落结构特征变化。结果发现,蓄水后鱼类浮游生物种类和数量比蓄水前有所增加,群落结构和时空分布特征发生了明显的改变,一些分布在黄渤海的种类如方氏云等开始在东海出现,并且部分鱼类的生殖时间上也发生了改变。利用相对重要性指数(IRI)对长江口鱼类浮游生物进行优势度检验,其优势种成分也发生了很大的变化,虽仍是以小型种类为主,但原占绝对优势的日本优势度开始逐渐下降,成为常见种,而康氏小公鱼的数量急剧上升。阐明了长江口鱼类资源的补充及群落结构和多样性变化规律及其与环境的关系,为动态监测三峡工程对河口生态环境的影响提供科学依据。

长江河口生态系统鱼类浮游生物生态学研究进展

鱼类浮游生物群落结构的时空分布和动态变化与其所处水域的环境因子有密切的关系 ,它的变动受环境因子的变化和时空异质性的制约 ,而其鱼类浮游生物群落结构的变动最具代表性。研究证明 ,鱼类浮游生物群落结构对鱼类资源的补充 ,延续和维持生态平衡具有重要的意义 ,但尚无系统报道。本文就长江口鱼类浮游生物群落的研究做了阐述。三峡工程建设之后 ,通过改变长江径流来改变长江口水域的温度、盐度及其他非生物因子 ,同时由于非生物因子的变化 ,也引起生物因子的改变 ,从而使鱼类浮游生物优势种的组成和群落结构的生态性质发生了一定的变化 ,可以影响到长江口鱼类资源的补充 ,进一步改变长江口水域生态系统的平衡。

秋季长江口水体颗粒有机碳年际变化及影响因素分析

根据2007—2012年长江口及其邻近海域4个航次(11月)调查资料,探讨了长江口秋季颗粒有机碳(POC)时空分布特征;结合长江口环境要素和陆源输入(径流、输沙),分析了秋季POC分布的主要影响因素。结果表明:(1)2007—2012年秋季长江口POC浓度范围为0.03—16.95mg/L,均值2.30mg/L,底层POC浓度高于表层。长江口表层POC浓度存在显著的年际变化特征。(2)长江口区POC分布呈现沿长江径流入海方向降低的趋势,高值区出现在口门附近偏南部水域。口门内和近岸水域POC显著高于近海水域。口门水域POC年际间相对稳定,近岸和近海水域年际变化显著。(3)长江口POC分布与盐度呈非保守性变化,悬浮物是POC分布的主要控制因素,多数年份POC与叶绿素a相关程度较弱。(4)河口来水来沙量对POC浓度具有较强的制约性,径流的主要影响区域在口门内和近岸区,输沙的主要影响区域在最大浑浊带和长江口北部水域。(5)入海输沙量与长江口水域POC相关性最强。咸淡水交汇引起的悬浮物沉积和沉积物的再悬浮强度决定口门内水域POC浓度,浑浊度较高的近岸水体POC对陆源输入泥沙的依赖性较强,长江口外侧海域初级生产力水平成为POC浓度的重要影响因素。

环境DNA技术在生态保护和监测中的应用

生物多样性减少、生态系统功能退化、全球气候变化是全球性重大问题,在避免对当前生态环境再破坏的前提下,开展全面准确的生态监测来查清和明确生物多样性,对生态保护和可持续利用极其重要。环境DNA技术(eDNA)的发展提供了一种生态和生物多样性监测的新手段,是近年来的前沿热点技术之一。国际上已经将其广泛应用于生态监测中,而我国的相关研究成果,尤其是在海洋生态监测中的研究成果则相对缺乏。本文综述了eDNA技术的发展和国内外基于eDNA技术取得的相关成果,主要从eDNA技术与传统监测方法的互补性、基于eDNA技术监测物种生活史过程、基于eDNA技术推算物种丰度、基于eDNA技术研究生态系统结构变化等几个主要方面进行了介绍;阐释了eDNA技术应用的研究领域和方向;揭示了eDNA技术在生态监测中的适用性和重要性;指出了eDNA技术存在的一些问题。本综述对于生态保护与监测、资源的保护和可持续利用具有一定的参考价值。

温度对日本刺沙蚕氮生长和氮收支的影响

探讨了不同温度下（17、20、23、26、29℃）日本刺沙蚕的氮生长和氮收支情况。结果表明,温度对日本刺沙蚕的摄食氮、生长氮、氮的饵料转化率、特定生长率均有显著性的影响,且均有随温度升高而增加的趋势,到达最大值后（26℃）,随温度的升高而下降。温度对氮的吸收效率无显著影响。根据回归方程计算得到日本刺沙蚕的最佳氮生长温度为23~26℃。试验结果显示,日本刺沙蚕在适宜温度下获得较高的氮生长主要归因于较高的摄食氮和氮的饵料转化率。温度对日本刺沙蚕氮收支各组分均存在显著性影响,其中排泄氮的比例26℃最小,而后随温度的升高或降低均增大,这与生长氮和粪便氮比例的变化趋势相反。粪便氮的比例较小且变化不剧烈,为6.43%~9.40%。因此,排泄氮的比例和生长氮的比例主导着日本刺沙蚕的氮收支模式。日本刺沙蚕在5个温度下的平均氮收支方程为100CN=49.2GN＋43.3UN＋7.5FN。

两种饵料条件下(鱼夋)的碳收支研究

根据对(鱼夋)(Liza haematocheila)进行21 d的室内模拟实验所得数据,分析了两种饵料条件(饵料1:高营养价饵料;饵料2:低营养价饵料)饲育下(鱼夋)的碳循环过程。结果表明:(鱼夋)摄食高营养价饵料后的碳消化率显著低于摄食低营养价饵料。摄入碳量受饵料种类影响,与饵料营养价值成反比。碳摄入量中用于生长的部分(以比例衡量)不受饵料种类影响,通过非粪便途径流失量远远高于粪便途径,约为后者的8～10倍。转运碳(y)与体质量(x)之间成线性关系为:y=723.13x-62.124(饵料1)与y=718.99x+832.32(饵料2)。(鱼夋)的碳收支方程式为100摄入碳=13.03生长碳+13.08粪便碳+73.89非粪便流失碳(饵料1)和100摄入碳=12.70生长碳+8.18粪便碳+79.12非粪便流失碳(饵料2)。

鮻作为清洁者在养殖系统中理论混养量的计算方法

通过量化计算鱼类鮻在养殖生态系统中鮻总氮清洁能力,利用数学叠代和逼近法构建量化鮻动态清洁能力的模型,精确计算鮻混养量理论值。运算结果表明:初始放养量为1 kg的鮻在水温21℃、90 d的养殖周期中清除有机颗粒氮469.60 g,自身作为养殖附加产品产出量为1542.01 g。