河南省鸟类新纪录——金色林鸲

2023年5月10日,在河南省新乡市牧野区河南师范大学西校区校园内(35°19’N,113°54’E;海拔约50 m)观察并拍摄到1只雌性金色林鸲(Tarsiger chrysaeus),隶属于雀形目(Passeriformes)鹟科(Muscicapidae)鸲属(Tarsiger)。该鸟上体橄榄色,下体金黄色;额、眼先、头侧与头顶同色杂有黄色,近黄色的眉纹模糊.

底泥陶粒在水生态修复中的应用

疏浚底泥烧制陶粒应用于水生态修复是废弃物资源化利用、改善水体环境的重要方法。综述了底泥陶粒的制备方法、特点,陶粒在底泥原位治理中的应用及在水生态修复中对水质、沉水植物及微生物的影响,展望底泥陶粒在生态环境修复中的应用,为底泥陶粒更加广泛而深入的应用提供参考。

环境中铝来源、铝毒机制及影响因子研究进展

铝是地壳中含量最多的金属元素,随着铝在人类生产生活中大量生产和使用,包括铝盐絮凝剂在水处理/湖泊治理中的广泛应用以及环境酸化,越来越多的铝进入生态系统,给许多生物带来毒害效应。文章综述了生态系统中铝的来源,铝毒对藻类、鱼类、植物和人体的毒害机制及影响铝盐迁移转化和毒性的主要因子,并提出建议和展望。在陆地生态系统中,铝主要以金属铝、氧化铝、铝盐化合物、含铝矿石等形态存在;水生生态系统中,铝主要以无机单体铝、无定型絮状物Al(OH)3和聚合铝等形态存在。铝抑制酸性磷酸酶活性或影响营养的利用对藻类群落结构组成和藻细胞产生影响。通过引起离子调节和呼吸紊乱,铝对鱼类组织器官、生长发育和生理代谢具有剂量毒性作用。铝在人体蓄积后,对神经、骨骼、肝脏、免疫系统等产生不同程度的损害。植物铝毒机制主要包括:(1)对根系细胞分裂及伸长的抑制;(2)对植物营养物质吸收的抑制;(3)对植物体内关键酶代谢的抑制;(4)对遗传物质及细胞结构的损伤等。影响铝毒的因子主要包括pH、Al^3+形态及浓度、环境温度、水体硬度、溶解性有机物种类及含量、结合配体浓度等。因此,人类生产生活中应合理科学使用铝制品,严格把控饮用水及食品中铝浓度标准。工业水处理中应加快研发应用高效环保的大分子聚合/微生物絮凝剂,控制水处理厂出水残余铝浓度。由于铝是两性元素,且水环境中铝越来越多,建议进一步研究铝盐在碱性环境中的毒性作用以及铝盐对水生植物、底栖动物的毒性作用。

牧野湖轮虫群落结构及水质生态学评价

于2011年7月至2013年5月对新乡市牧野湖4个采样点（S1：入湖河道东截止闸处，S2：湖南湾静水区，S3：湖心，S4：下游水轮车处）的轮虫群落结构及水质进行了分析。结果表明，在新乡市牧野湖4个采样点共发现轮虫43种，隶属于7科14属。优势种为针簇多肢轮虫、萼花臂尾轮虫、壶状臂尾轮虫、角突臂尾轮虫、尾突臂尾轮虫、长三肢轮虫、曲腿龟甲轮虫、蒲达臂尾轮虫。轮虫月均丰度为13～8901 ind／L，总丰度季节性变化为夏季〉春季〉秋季〉冬季，各季节间差异达极显著水平，空间分布表现为S2〉S3〉S4〉S1。从轮虫角度运用生态学方法及加权综合营养状态指数法对牧野湖水质进行评价，寡污至β-中污、β-中污至寡污及β-中污型轮虫共24种，占总种数的55．8％，生物指数（Q）介于1．5～2．5，营养状态指数（TLIc）均大于50，牧野湖及其河道整体处于富营养水平。

底质类型与正反扦插对轮叶黑藻生长生理的影响

底质是沉水植物扎根生长并稳定繁衍的基本条件,不同类型底质物化特性存在差异。为了探究沉水植物大规模引植过程中产生形态学顶端颠倒现象对其恢复生长的影响,通过室内水族缸模拟实验和杭州西湖茅家埠湖区原位盆栽实验,研究不同类型底质(湖泥、湖泥+沙子、沙子、黄土)和正反向扦插对轮叶黑藻(Hydrilla verticillata)生长形态及生理指标的影响。结果显示,不同底质类型对黑藻生物量积累、分蘖数等形态指标影响显著(P<0.05),湖泥中黑藻生长最佳,其增加生物量(6.27 g)、分蘖数(19.8枝)在4种底质中最大;其次为黄土(5.14 g和18.8枝),其能促进植株和根系伸长;叶绿素、蛋白含量、超氧化物歧化酶活性及丙二醛测定结果进一步印证以上结果。各种底质中,反向扦插处理的黑藻分蘖数和根数较正向扦插均有显著减少,尤其是黄土底质中,反向比正向扦插分别减少10.2枝和22.8根,生物量降低2.961 g,但不影响最终形态学上端的形成。西湖茅家埠原位实验表明,在含水率和营养较低的底质中,盆栽黑藻长势相对优于含水率和营养较高底质中的黑藻,且同一底质盆栽于原位时比异位时更有利于生物量积累。建议恢复沉水植被时可以适当改良底质,尤其是物理特性,种植时需区分植物形态学的上下端。研究结果可为不同类型底质的浅水湖泊沉水植物群落恢复提供参考。

菹草石芽萌发影响因子及其阶段性生物学积温研究

通过模拟实验研究了水位、光照、基质和絮凝剂对菹草石芽萌发及幼苗的影响,并探究了其幼苗去除顶芽再发新枝的阶段性生物学积温.结果表明:水位越深初始萌发越迟,全萌发所需天数浅水位<中水位<深水位,水位对幼苗形态特征有明显影响.光照下10d萌发率大于黑暗处理,湖泥中,有光和无光对石芽萌发影响并不明显,而在营养液中,有光明显促进石芽的萌发.光照下枝条数和根数大于黑暗处理.絮凝剂显著(P<0.05)延迟石芽萌发,但不影响最终发芽率.去除顶叶的菹草幼苗萌发新枝的生物学有效积温为177.84日度,生物学零点温度为5.57℃,相同温度下随去除幼苗顶芽数增加再发新枝所需历期增长.

改性膨润土和沉水植物联合作用处理沉积物磷

首次将改性膨润土(modified bentonite,MB)作为原位吸附材料与沉水植物苦草(Vallisneria spiralis,V.spiralis)联合处理沉积物磷.研究结果表明,MB可以促进沉水植物V.spiralis的生长,V.spiralis可能通过根系分泌作用促进溶磷或是通过促进根际微生物群落的P代谢活性增加沉积物中的生物可利用性P含量.MB与沉水植物V.spiralis对沉积物P的联合作用效果优于MB和沉水植物V.spiralis单独作用之和.厚度5cm MB和V.spiralis联合作用对沉积物TP,IP,OP,Fe/Al-P和Ca-P的去除率可达59.8%,57.1%,67.8%,66.7%和44.7%.微生物试验结果表明,厚壁菌门Erysipelotrichaceae科的菌属PSB-M-3是联合组相比单一V.spiralis组或单一MB组微生物群落P代谢功能增强的主要贡献者.本研究还首次发现了Erysipelotrichaceae科微生物可作为沉积物中潜在的除磷菌.研究结果表明MB和沉水植物联合控制沉积物磷技术可进一步应用到富营养化湖泊沉积物控制工程.

磷浓度对铜绿微囊藻、大型溞和金鱼藻三者相互作用的影响

为了解磷浓度对生物操纵和水生植被恢复效果的影响,以铜绿微囊藻、大型溞和金鱼藻分别作为浮游植物、浮游动物和大型沉水植物的代表,在25℃、2000—3000lx光强和11mg/L氮浓度条件下,研究两者和三者共培养时4种磷浓度(0.2、0.5、1.0、1.5 mg/L)下各自的增长率和培养液中氮磷去除率的变化。结果表明:两者共培养时,磷浓度不大于0.2mg/L时,有利于大型溞的繁殖和金鱼藻的生长;磷浓度介于0.5—1.5mg/L时,铜绿微囊藻呈正增长趋势,而金鱼藻的生长则明显受抑制。三者共培养时,所有磷浓度下的大型溞数量及金鱼藻生物量均不同程度的升高,且铜绿微囊藻的生长得到了有效抑制,以磷浓度为0.2—0.5mg/L时效果最佳;N/P比值对藻、溞、草间的相互作用有重要影响,在藻-溞系统中,大型沉水植物的加入可以大大提高抑藻效果,减小N/P比值波动带来的不利影响。磷浓度为0.5mg/L时的水体氮磷去除效果好于其他磷浓度梯度。

温度、光照和氮磷浓度对谷皮菱形藻生长的影响

以硅藻中的谷皮菱形藻（Nitzschia palea）为实验材料,研究了温度、光照、氮和磷浓度对其生长的影响。结果显示,谷皮菱形藻对温度的适应范围较广,15-35℃范围内均可生长,当温度为35℃时比生长率最大。在光照1 000-5 000 lx范围内,谷皮菱形藻均能达到较高的细胞密度,光照为1 000 lx时,其最终细胞密度最大,光照5 000 lx时,比生长速率最大。在氮磷浓度实验中,氮浓度分别定位于1 mg/L和11 mg/L,每个氮浓度下设置磷浓度梯度为0.05、0.1、0.5、2 mg/L,结果显示不同处理间藻的比生长速率存在极显著差异。在低氮条件下,磷浓度为2 mg/L时比生长速率最大;在高氮条件下,磷浓度为0.1 mg/L时比生长速率最大。

西湖沉水植物恢复过程中物种多样性的变化

中国湖泊的富营养化与生态系统退化问题已非常严重,太湖、滇池、东湖、西湖等许多湖泊都出现了不同程度的富营养化现象,水生植被消亡、蓝藻水华频发,已经成为制约区域经济社会可持续发展的重要限制因素。沉水植物的恢复重建已成为富营养化水体生态修复的关键手段之一与研究热点。对国家"十二五"水专项的浙江杭州西湖的沉水植物恢复示范区中的物种多样性的变化特征进行了分析,依据植物种在示范区各水域的出现频率与各生活型植物种的组成,探讨了沉水植物恢复过程中植物种绝灭与定居特点。物种多样性指数分析表明:沉水植物恢复工程是沉水植物物种多样性不断增加的过程,恢复工程首先导致恢复示范区内特有种的出现,其次为稀有种。从植物的生活型来看,多年生沉水植物受示范工程的影响最大,而一年生沉水植物可存活于示范工程区的内部与外部,在示范工程区内沉水植物物种的绝灭速率小于定居速率。这表明,在湖泊恢复沉水植物,第一,必须要有一定的保护区域;第二,要合理利用湖泊资源,实行科学的湖泊管理制度;第三,有效恢复沉水植物群落需要经历一定时间与空间的生态重组过程。

杭州西湖浮游植物群落对沉水植物恢复的响应

为评价杭州西湖沉水植物恢复对浮游植物群落的影响,以西湖湖西水域(茅家埠、乌龟潭、浴鹄湾)为代表,通过5年连续采样监测数据,研究了该区域沉水植物恢复前后浮游植物物种组成、生物量、多样性指数及其与水质理化参数的动态变化关系。结果表明,2009-2013年共检出浮游植物156种,隶属8门、78属,其群落结构在3个湖区间不存在显著差异(P>0.05),藻类优势种的年际变化呈现由绿藻门(Chlorophyta)的球衣藻(Chlamydomonas globosa)、小球衣藻(Chlamydomonas microsphaera)和蓝藻门(Cyanophyta)的铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)、不定微囊藻(Microcystis incerta)逐渐向绿藻门的蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)、细丝藻(Ulothrix teneriima)、多形丝藻(Ulothrix variabilis)和硅藻门(Bacillariophyta)的颗粒直链藻(Melosira granulata)、具星小环藻(Cyclotella stelligera)转变。浮游植物群落的Margalef和Shannon-Weiner多样性指数分别在0.632~3.396和0.581~4.438之间变化,指示水体处于中度富营养状态且有转好趋势。调查期间水体总氮和总磷浓度分别在0.92~5.26 mg/L和0.005~0.108 mg/L。水质理化参数分析表明,茅家埠和乌龟潭浮游植物生物量与水体总氮的变化呈显著正相关(P<0.05)。研究表明,相比工程实施前,西湖湖西水质有明显好转,沉水植被恢复是富营养化水体治理的有效措施之一。

牧野湖浮游动物群落结构及其与环境因子的相关性研究

2011年7月至2012年6月,调查分析了新乡市牧野湖和上游河道的浮游动物群落结构及其丰度与环境因子的相关性。共检测出浮游动物23属、43种(不包括原生动物);其中,轮虫15属、26种,枝角类5属、11种,桡足类6属、6种;浮游动物总丰度季节性变化为夏季>春季>秋季>冬季,各季节间差异性极显著(P<0.01)。浮游动物总丰度的空间变化表现为静水区(S3)>湖心区(S4)>下游区(水车处)(S5)>上游截止闸(S2),各样点间差异极显著(P<0.01)。相关性分析显示,牧野湖浮游动物总平均丰度与叶绿素a、CODCr、水温极显著正相关(P<0.01),与NO3-N浓度(P=0.006)极显著负相关、与透明度(P=0.018)显著负相关。浮游动物丰度主要受叶绿素a、水温、CODCr、NO3-N和透明度的影响。

温度和光照对铜绿微囊藻、大型溞和金鱼藻共同培养的影响

为了解温度和光照对生物操纵和水生植物恢复的影响，选择铜绿微囊藻（Microcystisaeruginosa）、大型潘（Daphniamagna）和金鱼藻（Ceratophyllumdemersum）分别作为浮游植物、浮游动物和大型沉水植物的代表，将其在11mg／L氮浓度和不同磷浓度（0．2、0，5、1．0、1．5mg／L）培养液中共同培养，研究不同温度（15、20、25、30℃）和光照强度（1100、2200、3400、4500lx）对藻一潘一草三者共同培养的影响。结果表明，温度对生物操纵和水生植物恢复影响显著；温度15℃时，磷浓度的改变对控藻效果影响不大，但金鱼藻的增长率较其它温度时低；温度在20～25℃时，大型潘的增长率较高，生物操纵效果较好，且0．2mg／L的磷浓度对金鱼藻的生长最有利；30℃时，大型涵增长率最小，在此温度下，当磷浓度达到1．5mg／L时，铜绿微囊藻出现正增长，此时不能有效控制铜绿微囊藻。光照强度在1100～2200lx时，所有磷浓度下金鱼藻和大型潘的增长率都高于铜绿微囊藻，控藻效果明显；光照强度3400～4500Ix时，磷浓度对生物操纵和水生植物恢复的影响要高于光照因素，且磷浓度在0．2—0．5mg／L时控藻效果好，更有利于水生植物恢复。

牧野湖浮游植物时空分布及水质分析

2012年9月至2013年8月,按月对牧野湖的水质及浮游植物群落结构开展了初步调查。共发现浮游植物87属147种;其中,黄藻门和隐藻门各6种,金藻门和甲藻门各4种,绿藻门57种,裸藻门23种,硅藻门29种,蓝藻门18种。2012年秋季到2013年春季浮游植物密度在7 400×104~9 100×104个/L,2013年夏季最高,为16 000×104个/L。秋、冬、春季密度较高的为绿藻和硅藻,所占比例：秋季绿藻32.2%、硅藻23.9%,冬季绿藻39.2%、硅藻24.5%,春季绿藻40%、硅藻51.7%;夏季密度较高的种群是蓝藻,占83%。湖区秋、冬、春、夏季Shannon多样性指数分别为1.3、1.27、1.06、0.48,Pielou均匀度指数也从0.35下降到0.175,表明从2012年秋季到2013年夏季牧野湖的水质是不断下降的。皮尔逊相关分析表明,湖区浮游植物的平均密度与Chl-a、CODCr、水温显著正相关（P〈0.05）;与TN、TP、NH＋4-N也有一定的正相关性,但未达到显著水平;与SD、NO-3-N之间有一定的负相关,但未达到显著水平。

空间层次及人工基质对着生藻类建群特性的影响

为全面了解着生藻类在建群中群落变化的生态学特性,揭示着生藻类的建群规律,在以丝状藻类为优势藻的生态塘中,采用花岗岩和瓷砖为附着材料,设置水体底部和中部为附着位点,进行频次为10d的采样分析。结果表明,生态塘中共检出8门73属117种着生藻类,其中以硅藻、蓝藻、绿藻为优势类群。同时不同人工基质和不同空间层次条件下着生藻类的建群特征较一致,早期以单细胞硅藻如舟形藻(Navicula sp.)、脆杆藻(Fragilaria sp.)、曲壳藻(Achnanthes sp.)等为优势,后期以丝状藻类如鞘丝藻(Lyngbya sp.)、颤藻(Oscillatoria sp.)、伪鱼腥藻(Pseudanabaena sp.)等为优势;研究结果发现不同人工基质(花岗岩和瓷砖)对着生藻类的种类组成、细胞密度、生物量和藻类多样性无显著影响,花岗岩和瓷砖上附着的着生藻类具有较高的相似性;但不同的空间层次对着生藻类建群特征影响明显,水体底部具有更多的硅藻种类数,中部具有更多的绿藻,随着建群时间的发展,蓝藻比例不断增加;就生物量而言,底部的着生藻类叶绿素a显著高于水体中部,但两者的细胞密度无显著性差异;随着建群过程的发展,水体底部的着生藻类生物量达峰值所需的时间比中部更长。通过相关性分析,生态塘中着生藻类的生长主要受总磷的影响。

基于回声探测监测沉水植物盖度的插值方法研究:以杭州西湖沉水植物盖度监测为例

沉水植物作为水生态系统的重要组成成分,在水生态系统物质循环和能量流动中发挥着重要作用,其覆盖度和生物量是评价湖泊等浅水水体系统稳定性的关键参数.随着高效和无损伤监测的回声探测仪在沉水植物盖度监测中的应用,其精确度算法也受到了越来越多的关注.本研究以成功恢复沉水植物的浅水湖泊杭州西湖为研究对象,利用BioSonics便携型回声探测仪——MX采集沉水植物回声样本.同时结合人工样方设置,采集与回声探测对应位点的沉水植物样本,验证回声探测结果的精确性.通过建立回归模型分析回声探测得到的沉水植物体积百分比(PVI)与人工样方获得的对应平均鲜重关系,结果表明二者具有较好的相关性.分别采用普通克里金法、反距离权重法、径向基函数法3种插值方法对同一季节的不同湖泊和同一湖泊的不同季节未采集区域沉水植物的盖度数据进行插值分析,并对插值结果进行交叉验证,以确定方法的精确度.交叉验证结果表明,插值精确度反距离权重法>径向基函数法>普通克里金法.研究结果为回声探测与插值分析方法结合在大尺度浅水水体中沉水植物监测应用提供了技术支撑.

卫河新乡段底泥-间隙水-上覆水中营养盐的分布特征

为研究卫河新乡市区河段底泥-间隙水-上覆水中营养盐的时空分布特征,分别于2013年1、4、7、10月对卫河新乡段上游(S1)、人口密集区(S2)、人工拓宽河道形成的牧野湖入湖水口(S3)、湖岸静水区(S4)、湖心处(S5)和湖区下游(S6)共计6个样点进行采样分析。结果表明:(1)S1和S2底泥中总氮(TN)、氨氮(NH^+_4-N)含量呈现随深度增加而上升的趋势,除S3外,各样点底泥中总磷(TP)含量的垂向分布在15~20 cm处比表层含量低,但并无明显规律性;(2)S2、S3、S4样点在4月时底泥(干重)中的TN含量达到最大值,分别为5.8、2.2、1.7 g/kg,10月时TP含量达到最大值,分别为0.88、0.22、0.21 g/kg,除S3号样点外,其余各样点底泥NH+4-N的含量均在7月出现最大值,按样点号依次为25.42、37.19、14.23、12.28、34.11 mg/kg;(3)间隙水中TN和NH^+_4-N含量的垂向分布与底泥中的分布相似,间隙水和底泥中的TN、NH^+_4-N之间呈显著的正相关,TP之间无明显相关性;(4)间隙水和上覆水中的各营养盐之间均无明显相关性。

龙翔山植物群落空间异质性及其影响因子

为探明焦作市龙翔山植物群落的空间分布及种间关系,对不同海拔、坡向群落进行样方调查,利用种间联结分析、回归分析及非度量多维度分析(NMDS)等方法,研究植物群落物种组成、多样性、生态位及种间关联特征。结果表明:共调查植物57科128属172种,其中乔木15科24属28种,灌木16科22属25种,草本33科86属111种;乔木层中柽柳的重要值最高(1.523),黄栌的生态位宽度(4.763)位居第一;灌草中野皂荚和羊胡子草的重要值最高(0.483和0.429),其生态位宽度位居第2和第5;阴坡植物总盖度(83%)、Simpson指数(0.605)和Shannon指数(1.875)高于阳坡,且显著高于平地(P<0.05);500~600 m海拔的Margalef多样性指数(1.315)及均匀度指数(1.084)最高;海拔与植物群落Margalef多样性指数、均匀度分别呈显著幂指数和二次多项式拟合趋势(P<0.05),而坡度与Margalef多样性指数、Shannon指数呈显著二次多项式拟合趋势(P<0.05);优势植物的生态位重叠指数与种间联结指数Dice系数、Jiaccard系数、Ochiai系数均呈显著正相关(P<0.05),表明龙翔山优势植物在时空上相伴生,且种对间呈正联结;NMDS分析表明,龙翔山不同海拔及坡向之间植物群落组成及多样性存在差异。本研究结果可为焦作山区植物资源利用、保护及管理提供参考。

黄河流域:自然与生态保护的交响

九曲黄河,自然天成黄河,我国第二大河,中华民族的母亲河,发源于青藏高原巴颜喀拉山脉,呈“几”字形,流经青海、四川、甘肃、宁夏、内蒙古、陕西、山西、河南、山东9个省(区),最后于山东东营垦利区注入渤海.黄河流域地势西高东低,横跨我国三级阶梯.流域面积79.5万平方千米(含内流区面积4.2万平方千米),内蒙古托克托县河口镇以上河段为黄河上游,河口镇至河南荥阳桃花峪为中游,桃花峪以下河段为下游.

改性膨润土对杭州西湖沉积物各形态磷的吸附性能

通过盐酸、碳酸钠、高温焙烧及复合改性等多种改性方法对膨润土进行改性,并借助扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱仪及X射线衍射仪等仪器对其进行表征,探讨最佳的改性方法.结果表明,10%碳酸钠+450℃高温焙烧复合改性膨润土(Modified bentonite,MB)为最佳改性用土.对比改性前后膨润土颗粒对沉积物各形态磷吸附性能,发现MB颗粒对沉积物磷吸附性能优于膨润土原土(raw bentonite,RB)颗粒.在最佳动态吸附条件下,RB对沉积物TP、OP、IP、Fe/Al-P和Ca-P的吸附率分别为32.5%、25.4%、52.6%、34.6%和12.4%;MB对沉积物TP、OP、IP、Fe/Al-P和Ca-P的吸附率分别为35.5%、29.1%、54.5%、44.6%和10.7%.静态吸附实验结果表明:RB颗粒和MB颗粒在静态吸附时间为28 d时,对沉积物TP的吸附量分别为828.2 mg·kg^(-1)和977.2 mg·kg^(-1),相应的吸附率分别为58.2%和68.6%.MB对沉积物磷的吸附性能较好,可进一步用于富营养化湖泊沉积物磷控制.