太湖北部湖滨带芦苇湿地夏季水质时空变化特征分析

为了解太湖北部湖滨带芦苇湿地夏季水质时空变化,于2022年6—9月,在芦苇湿地时空分布调查的基础上,分别采集典型湖滨带芦苇湿地表层水体样品,测定pH、总氮(TN)、总磷(TP)、氨氮(NH+4-N)、高锰酸盐指数(COD Mn)、叶绿素a(Chl-a)等水质理化指标,并对湿地水质时空变化特征和水体富营养化状态进行分析。结果表明,所调查的7片芦苇湿地中pH、溶解氧(DO)、电导率(EC)、水温(WT)月间变化差异均极显著(p<0.01),COD Mn月间差异显著(p<0.05),但TN、TP、NH+4-N和Chl-a月间变化无显著差异(p>0.05)。所有水质理化指标在竺山湾、月亮湾、梅梁湾和贡湖湾芦苇湿地间均具有显著差异性(p<0.05)。湿地夏季水体基本呈中度或重度富营养化状态,时间上8月水质最差,地理位置上月亮湾最差。太湖北部湖滨带芦苇湿地水体属于磷限制型,限制磷元素的输入可有效控制湖滨带苇区水体富营养化的程度。

大型浅水湖泊中浮游细菌群落的空间格局及其驱动机制一一以太湖为例

浮游细菌在驱动湖泊物质循环、指示湖泊水环境质量等方面发挥重要作用,探明其在湖泊中的空间分布格局及其驱动机制,是揭示湖泊物质循环过程及水环境状况的关键。浅水湖泊具有水动力扰动强烈的生境特点,其中的浮游细菌群落空间格局的形成机制尚未明晰。本研究以大型浅水湖泊——太湖为研究对象,通过对全湖开展系统的野外调查,结合高通量测序技术、多元统计分析方法及生态学模型构建,系统探明太湖浮游细菌的空间分布格局,并揭示格局形成的驱动机制。结果显示:(1)太湖西北部湖区(藻型湖区)与东南部湖区(草型湖区)之间浮游细菌群落结构存在显著差异,而这两个区域内各湖区间及湖心区与周边湖区间之间的浮游细菌群落结构差异不显著,太湖浮游细菌群落结构整体上呈现较弱的距离衰减规律;(2)太湖草、藻型湖区及湖心区中浮游细菌群落结构分别与叶绿素a、透明度及总悬浮物显著相关,总体上环境变量对太湖浮游细菌群落空间格局的相对贡献率大于空间变量;(3)尽管确定性过程中的异质化选择、随机过程中的非主导性过程以及扩散限制对太湖浮游细菌空间格局的形成均产生重要影响,但总体上随机过程对格局形成的相对贡献更大;(4)太湖无序风场驱动的水力混合作用导致各湖区间浮游细菌群落的随机扩散,是导致随机过程主导其中浮游细菌空间格局形成的主要原因。本研究揭示了太湖浮游细菌群落的空间格局及其驱动机制,有利于丰富对水域微生物生物地理学及水域微生物生态学理论的认识。

Pib基因启动子内YTCANTYY暗诱导分子元件功能的转基因验证

用不同长度5′端缺失的Pib启动子驱动gus基因的水稻转基因植株,系统研究了Pib启动子中分子元件YTCANTYY拷贝数目与该启动子启动活性和暗诱导性的关系。GUS组织化学分析结果表明,含6个、3个和1个拷贝该分子元件的Pib启动子的转基因水稻愈伤组织在暗处理后均能在X-Gluc溶液中显示不同深浅的GUS蓝色,而6个分子元件全部缺失的启动子片段的转基因愈伤组织不显现GUS蓝色。荧光定量分析结果表明,Pib启动子序列具有很强的器官特异性,即便是长仅222bp、不含YTCANTYY元件的5′端缺失体Pib启动子-gus构建的转基因植株,其根部Pib启动子活性仍高于地上部器官。但其启动活性和暗诱导性都随启动子缺失片段的缩短即该分子元件拷贝数增加而提高。这些结果表明,YTCANTYY在Pib启动子序列中是一个暗诱导的功能性分子元件,它赋予了启动子的暗诱导性,至少在6个拷贝以内,Pib启动子的暗诱导活性与其拷贝数目呈正相关,各个YTCANTYY分子元件的暗诱导活性可能是累加的。

太湖大型底栖动物群落结构与水环境生物评价

于2014年冬季和夏季调查太湖全湖116个样点的大型底栖动物,分析其群落结构及与环境因子的关系.共记录底栖动物55种,隶属3门7纲18目27科52属,底栖动物的平均密度和生物量分别为405.5 ind./m2和146.6 g/m2.优势度分析表明,河蚬(Corbicula fluminea)、铜锈环棱螺(Bellamya aeruginosa)、霍甫水丝蚓(Limnodrilus hoffmeisteri)、太湖大螯蜚(Grandidierella aihuensis)、寡鳃齿吻沙蚕(Nephtys oligobranchia)和拟背尾水虱属一种(Paranthura sp.)是太湖大型底栖动物的优势种.基于环境因子聚类分析,可将全湖分为3个区:敞水区、水生植被区和富营养区.方差分析表明各湖区间环境因子差异显著.统计分析表明,3个区底栖动物群落结构相似性低,差异显著.典范对应分析表明,水深、总氮、总磷、铵态氮、水生植物、溶解性有机碳和沉积物中值粒径与大型底栖动物群落结构显著相关.K-优势曲线、物种多样性指数显示,从水生植被区→敞水区→富营养区,营养水平增加,底栖动物多样性逐渐降低,生物量逐渐升高.研究结果表明营养水平、底质类型以及水生植被的分布是决定太湖大型底栖动物群落结构及多样性的关键因子.

沉水植物生态修复对西湖细菌多样性及群落结构的影响

沉水植物的重建是湖泊富营养化修复的关键措施之一.本研究利用在杭州西湖进行的沉水植物生态修复工程,应用基于聚合酶链式反应的变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)及分子克隆等手段,研究种植菹草和苦草对水体中细菌多样性及群落结构的影响.未进行沉水植物生态修复的湖区细菌以Bacteroidetes(42.9%)、Betaproteobacteria(30.8%)和Verru-comicrobia(14.3%)为主.而种植菹草和苦草后,Bacteroidetes所占的比例分别减少到12.7%和5.3%;Betaproteobacteria则分别提高到52.4%和59.5%;Alphaproteobacteria由4.4%分别提高到19.0%和12.8%.种植菹草后Verrucomicrobia所占比例大幅降低,而种植苦草对Verrucomicrobia的影响不大.沉水植物修复不仅可以改善水质,同时也可以显著提高水体中细菌的多样性,改变细菌的群落结构.

非度量多维标度在亲水河浮游植物群落分析中的应用

为拦截地表径流及各类污染物质进入太湖水域,2014年6月在亲水河流域部分河段布设了生物绳,于2014年6—12月进行了同步监测,选取实际监测数据讨论了非度量多维标度(non-metric multidimensional scaling,NMDS)在浮游植物群落结构分析中的运用。分析结果显示,在生物绳运行前期,总氮和总磷浓度下降明显(P<0.01),但后期生物绳处理对营养盐的削减并不显著(P>0.05)。经过生物绳处理后,浮游植物群落结构只在6月和10月与前置库有差别,其他月份差异均不显著,但不同月份间浮游植物群落组成差异显著,说明不同季节的温度变化是引起亲水河调查期间浮游植物群落演替的关键因素。

太湖藻源性颗粒物分解过程中氨基酸的变化特征

在实验条件下研究了高浓度蓝藻堆积后水体中的藻源性颗粒物中氨基酸的分解速率、分解量和氨基酸态氮形态的变化情况.在自然光照组中,颗粒态氨基酸(PAA)的浓度从实验前的0.46 mmol/L降至实验后的0.30 mmol/L;而在无光分解组中PAA从0.44 mmol/L降至0.06 mmol/L.两种处理下PAA的降解速率常数分别为0.03916和0.17424 d^(-1).溶解态氨基酸(DAA)在分解过程中浓度比较低,随时间的变化表现出先增大后减小的趋势,在两种不同的处理下,最大值分别为10.94和7.94μmol/L,21 d后减小到与实验开始时持平,甚至低于初始值.实验初期,PAA所占比例高达74%~80%,但迅速被分解转化为DAA和铵态氮(NH_4^+-N),随着实验的进行NH_4^+-N又逐渐转化为硝态氮,其中无光分解组中的分解更为彻底,而自然光照组中PAA分解量小于无光分解组.实验结果表明,氨基酸作为水体中浮游植物的潜在氮源,可以被分解为水华过程中藻类所需的NH_4^+-N,对水华的维持具有一定的促进作用.

城市重污染河道治理不同阶段中浮游动物群落的变化

为研究城市重污染河道不同治理阶段中水质变化和浮游动物群落变化特征,于2016—2017年对江苏省宜兴市临溪河进行了工程改善和水生植物恢复两个阶段的治理,并对各阶段治理后河流中的水质及浮游动物进行了调查研究。结果表明,不同阶段水体中高锰酸盐指数、氨氮、TN和TP等基本显著降低。浮游动物的密度和种类、多样性显著提高,轮虫的变化最明显。水生植物恢复后,轮虫优势种由工程治理阶段的角突臂尾轮虫(Brachionus angularis)、壶状臂尾轮虫(Brachionus urceus)等耐污种转变为了寡污的针簇多肢轮虫(Polyarthra trigla),同时出现了腔轮虫(Lecane spp.)和鞍甲轮虫(Lepadella spp.)等清洁水体指示种。根据Margalef指数进行评价,水生植物修复后水体更接近寡污水体,这与水生植物能极大提升水体透明度和DO,为浮游动物提供更多生态位有关。因此,虽然重污染河道治理不同阶段均可显著改善水质,但水生植物恢复对提高浮游动物群落的多样性和稳定性,构建水生生态系统有不可或缺的作用。

东太湖浮游植物与浮游动物群落的嵌套性及其互作网络的季节特征

浮游生物主要由浮游植物和浮游动物组成,是湖泊生态系统的重要组分.嵌套性结构及物种间的互作关系对群落的分布格局、功能乃至稳定性都具有重要意义,然而到目前为止,我们对此仍知之甚少.为此,本研究以东太湖为研究区域,在2019-2020年期间进行了春、夏、秋、冬季的观测调查,根据浮游生物群落的组成和多样性特征,结合群落分布矩阵和二分网模型研究浮游生物的嵌套性格局及其互作关系,并探讨其驱动机制.结果显示:(1)在时间上,春、秋、冬季水体的理化特征较为相似,但与夏季的水质差异显著.在空间上,西南部区域的综合污染指数显著高于东北部;(2)环境异质性使得浮游植物呈现出明显的嵌套性分布,即秋、冬季群落是春、夏季群落的子集.然而,浮游动物并未呈现该分布特征;(3)浮游生物的互作关系具有明显的季节特征:冬季的互作网络组成最简单,物种竞争最激烈,物种的特异性关系、物种脆弱性和一般性最小,说明浮游生物群落的稳定性在冬季最弱.综上所述,水环境的时空差异性造成的生态位分离可能是造成浮游生物嵌套性及其互作网络季节性变化的主要机制.

浅水湖泊生态修复与草型生态系统重构实践--以太湖蠡湖为例

湖泊环境治理,不仅要改善水环境质量,更要提升其生态系统功能。通过创建与水生植物生长需求相适应的生境条件,重构稳定的草型生态系统,最终取得了良好的生态修复成效,蠡湖生态修复与草型生态系统重构的成功实践,可为我国重点流域水生态环境保护与治理提供借鉴。

岱海水体及沉积物细菌多样性及群落组成特征

采用高通量测序技术,研究了内蒙古岱海流域入湖河流、湖水及沉积物细菌多样性及群落组成.结果显示,细菌多样性从高到低依次为:沉积物>河流>湖泊.聚类分析表明入湖河流、湖水和沉积物细菌群落可分为明显不同的3支,说明这3种生境中细菌群落结构有较大差异.物种注释结果表明,河流中优势细菌菌群为髌骨细菌(Patescibacteria)、变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和放线菌门(Actinobacteria);湖水中优势细菌菌群为放线菌门(Actinobacteria);而沉积物中优势细菌菌群为变形菌门和绿弯菌门(Chloroflexi).典范对应分析及Monte Carlo检验表明,电导率和悬浮物含量对水体中(河流与湖泊)细菌群落影响显著,二者共解释了细菌群落变化的86.5%;而冗余分析及Monte Carlo检验表明,泥深、磁化率和总有机碳对沉积物中细菌群落影响显著,三者共解释了细菌群落变化的47.9%.近30年来,岱海地区气候变化和人类活动导致湖水咸化,沉积物碳氮指标显著增长.岱海水体及沉积物细菌多样性及群落组成的差异及其主要驱动因子,反映了细菌对这种气候变化和人类活动共同作用的响应.

新疆开都河流域水环境特征研究

以新疆开都河流域为研究对象,分别在开都河上游支流、干流及下游博斯腾湖(简称博湖)设置了15、12及17个采样点,于2014年6—10月及2015年6—9月进行了9次水环境调查,探讨了开都河流域不同类型水体理化参数时空分布特征及其形成原因。结果表明,开都河流域支流、干流和博湖水体主要水环境参数时空差异显著。开都河支流和干流pH、水温、矿化度(TDS)、总氮(TN)浓度、高锰酸盐指数(COD_(Mn))和叶绿素a(Chla)浓度均显著低于下游的博湖,但浊度显著高于博湖,尤其是在6—8月的雨季,而开都河干流水体TP浓度显著高于支流及博湖。博湖TDS均值为1.62 mg/L,水体呈微咸水状态。博湖TDS与TP浓度和COD_(Mn)空间分布特征较为一致,表现为西北部>东南部>西南部;TN浓度均值为0.88 mg/L,呈现由西北黄水沟水域及西南河口区向湖心及东部逐步降低的趋势。这种盐分及营养盐的空间分布特征与流域内频繁的农业活动及开都河的污染输入密切相关。

新疆巴音布鲁克湿地沉积摇蚊记录对气候变化的响应

基于新疆巴音布鲁克高寒湿地中一碟形洼地沉积岩芯210Pb测年、摇蚊、沉积理化指标分析结果,利用冗余分析,结合气象资料,探讨了近60 a来气候变化对摇蚊演替的影响.摇蚊亚化石组合表明,从1990s开始摇蚊优势种从适应性较强的Chironomus plumosus-type向与水生植物关系密切的Dicrotendips nervosus-type、Paratanytarsus penicillatus-type转变.冗余分析结果表明总有机碳含量和粒度是影响摇蚊组合演替的主要环境因子,两者共同解释了摇蚊组合变化的31%.气候变化通过改变湿地水量平衡影响水生植被、土壤侵蚀和水体扰动,进而影响摇蚊种群演替.

γ辐照对PP膜表面适印性的影响

采用γ射线辐照的方法对pp膜进行了表面处理,并且对pp膜的表面张力、接触角以及油墨的附着力进行了测试。结果显示,随着辐照剂量的增加(0-25kGy)pp膜的表面张力逐渐增加;膜与油的接触角先减小后增加,在辐照剂量为5kGy时达到最小值(15.5°),而与水的接触角逐渐减小;油墨的附着力明显增加。

电气工程中电气和自动化设计的融合应用

本文深入探讨了电气工程与自动化设计融合应用的相关内容，基于对这些内容的深入探讨，得到有关电气自动化设计的相关知识体系和实践基础，对于相关设计工作也是非常重要的发展方向，应该予以高度重视。

浅析电气自动化控制系统的应用及发展趋势

电气自动换的控制系统是指高效率输出的新兴的电气管理模式，目前的主要的设计策略是将计算机与电气的信息传输系统有效进行连接合并，通过计算机的大数据对电气的发生发展进行统计分析，同时，利用计算机的程序设定，对电气的整体调控保持准确无误的自动化进程。在电气自动化控制和管理中，研究人员发现其能够科学准确地对电气参数进行设定，并达到一个良好的系统控制使用效率。另一方面，其能够在一定程度上减少电气管理人员的工作量，节省工作中所消耗的人力资源。然而，目前在我国的电气自动化应用中，由于人们对电气自动化的研究和管理意识不深刻，导致认识和电气自动化在应用方面较为匮乏，影响了电气自动化的普及。接下来首先就目前我国电气自动化在应用上的现状进行简要分析。

光催化功能材料对苦草生长的促进作用

通过太阳能驱动的光催化解决环境问题是一个有吸引力且具有挑战性的课题。为探索石墨烯基氧化钛光催化功能材料对苦草生长的促进作用,实施了基于石墨烯光催化网的苦草生长试验,分析了水质及苦草的生长特征,探讨了石墨烯光催化网在水质净化、促进水生植物生长的原理及技术参数。结果表明:石墨烯光催化网对水体总磷、高锰酸盐指数和叶绿素a的削减效果显著(P<0.05),试验期间水体溶解氧持续上升,水体透明度和水环境质量明显改善,同时可促进苦草湿重和株长的增加,且在试验进行1个月后促进效果更明显。研究表明石墨烯基氧化钛光催化功能材料可适用于水环境生态质量修复。

低流速城市小流域河道生态修复效果研究——以无锡亲水河为例

改善城区水环境、完善河道生态功能是目前我国许多城市小流域河道治理中亟待解决的问题。为探讨生物绳-重建生物群落联合修复技术对低流速城市小流域河道的修复效果,选取了无锡市典型的低流速城市河道亲水河,对其进行了7个月(2014年6—12月)的生态修复效果研究。监测数据表明:生态修复区内的总氮、总磷、溶解态总氮、溶解态总磷、磷酸根、叶绿素a、藻蓝素、浊度和悬浮颗粒物浓度显著降低,分别比对照组低40.8%、48.5%、39.1%、33.3%、47.7%、47.2%、48.0%、35.7%和55.8%。该修复技术对氨氮去除效果不明显。生态修复后水体的透明度显著提高。研究表明生物绳-重建生物群落联合修复技术能有效改善低流速城市小流域河道的水质。

生物绳野外原位修复干旱-半干旱地区农业面源污水——以博斯腾湖流域农排污水为例

农业面源污染带来的咸化、富营养化是干旱-半干旱地区湖泊流域亟需解决的问题。为探讨生物绳修复技术对此类农业面源污水修复效果,选取了具有代表性的博斯腾湖流域农排污水,对其进行了为期5个月(2015年6—10月)的野外原位修复实验。结果表明,生物绳在此环境下可在2周内达到较高附着生物量,并在温度适宜的情况下维持稳定的营养盐去除效果。生物绳对TN、TP和PO3-4的平均去除率分别达到(25.86±19.09)%、(32.65±23.79)%和(24.42±35.73)%,出水水质达GB 3838—2002《地表水环境质量标准》湖泊类水质的Ⅲ类水平。但是生物绳原位修复技术对污水中的氨氮和盐度并无明显效果,在干旱-半干旱地区的应用具有一定局限性。