黄河流域河南段浮游藻类功能群分布特征及影响因子

为研究黄河流域藻类功能群分布及关键环境驱动因子,于2021年6—7月在黄河河南段设置16个采样位点,对黄河流域河南段浮游藻类群落组成、藻类功能群分布特征、不同空间环境因子特征及藻类-环境因子相关性进行分析,(1)共鉴定浮游藻类7门65属154种,在物种数上,绿藻门类(68种)>硅藻门类(60种)>蓝藻门类(11种),以小环藻(Cyclotella sp.)、颗粒沟链藻极窄变种(Aulacoseira granulata var.angustissima)、束丝藻(Aphanizomenon sp.)、假鱼腥藻(Pseudanabaena sp.)为流域内主要优势种(优势度≥0.02);(2)黄河流域河南段浮游藻类共划分为23个功能群,分别是功能群B、C、D、E、F、G、H1、J、LM、Lo、M、MP、N、P、S1、T、W1、W2、X1、X2、X3、X_(ph)和Y,所调查流域功能群空间分布差异较大,其中干流功能群种类最少,支流种类最多;从优势度来看,以适应富营养化、混动水体的功能群C、D、MP、P和J占优势;(3)RDA分析结果表明,优势功能群C与TN呈负相关;功能群MP与TP、NH_(4)^(+)-N、WT、pH和CODMn呈负相关;功能群P与NH_(4)^(+)-N、WT和CODMn呈正相关;功能群D与TN呈正相关,功能群J与NTU呈正相关,与DO呈强负相关,其中CODMn是驱动藻类功能群分布的关键因子;(4)结合地表水环境评价、基于功能群的Q指数与Qr指数评价、生物多样性指数评价,此次调查流域水体呈重度氮污染,水库呈轻度磷污染,洛河流域相对其他支流水质偏差。

黄河干流生境质量评价研究

河流生境是河流生态系统中的重要组成部分,是维持河流健康的重要因素。为揭示黄河生境质量状况,于2021年和2022年5-7月对黄河源头至下游的26个干流河段开展河流生境现状调查与质量评价.选取河道和河岸10项生境指标开展综合评价.结果显示,黄河干流各河段生境质量综合得分H值介于79~153分,超过69%的河段生境质量介于90~120分,等级为中等.源区、上游、中游和下游生境未表现出显著的区域差异(p>0.05).10项生境指标中,大型木质残体分布在全河段得分最低,介于1~5分,水质状况、河道内人类活动强度、河岸带植被覆盖度和河岸土地利用类型等4项指标在不同区域表现出显著差异(p<0.05).主成分分析结果显示,影响黄河干流生境质量的主要因子有河岸土地利用类型、河道内人类活动强度、水质状况和河岸稳定性等.

黄河上游青川甘段表层沉积物重金属分布特征及风险评价

评价黄河上游表层沉积物重金属生态风险水平,探讨重金属污染源,为科学保护黄河上游生态敏感区提供理论支撑。2020年9月选取黄河干流青川甘段以及主要支流(白河、黑河、洮河、湟水)18个位点。采集表层沉积物样品,分析铬(Cr)、砷(As)、汞(Hg)、镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、镉(Cd)、铅(Pb)等8种重金属元素含量的空间分布特征和来源,采用内梅罗综合污染指数法、地累积指数法和潜在生态危害指数法进行风险评价。结果显示,沉积物中As和Hg平均含量分别为11.740 mg/kg和0.034 mg/kg,分别富集1.3倍和1.0倍,其他6种重金属含量均低于中国水系沉积物背景值。As富集程度最高,内梅罗综合污染指数最高,为中度污染,但潜在生态风险远低于Hg和Cd。Hg的潜在生态危害值最高,为40.29,中等级别,其次为Cd。根据主成分分析法和相关性分析结果推测,部分断面较高的As、Hg和Cd污染程度和生态风险主要受人类活动影响,如干流的龙羊峡库区出水口(G5)、支流洮河的西寨大桥(T1)、黑河的大水(H2),应加强监控。

3种沉水植物对微囊藻的抑制作用及其周丛藻类响应

富营养水体微囊藻(Microcystis)等有害蓝藻生态防控的长效性与所处微生态系统的响应和影响有关,其中周丛藻类与沉水植物处于同一生态位,在淡水生态系统稳态转换方面具有重要作用。沉水植物对微囊藻等蓝藻的抑制作用研究较多,但周丛藻类如何响应和影响这一过程还不清楚。为此,选择3种常见水鳖科沉水植物苦草(Vallisneria natans)、轮叶黑藻(Hydrilla verticillata)、伊乐藻(Elodea nuttallii)健康植株与2株微囊藻(Microcystis sp.),在室内可控条件下分别共培养18 d,测定每株微囊藻和每种植物生长变化的同时,观察各实验组周丛藻类群落结构的响应。结果表明,鲜质量为2.0 g·L^(-1)的3种沉水植物对起始密度为(3.5±0.1)×10^(6)cells·mL^(-1)的2株微囊藻抑制作用显著,第6天,抑制率均超过80%,伊乐藻的抑藻效果最强。但3种植物也受到微囊藻不同程度的影响,苦草部分叶片从第6天开始死亡分解,伊乐藻和轮叶黑藻鲜质量和株长未明显增加。伴随着3种植物对微囊藻的有效抑制,水环境中氨氮浓度不断增加,在第9-12天达到峰值后再逐渐降低。从第9天开始,各实验组烧杯底部和内壁开始出现附着藻类。实验结束时,相比于植物单培对照组,植物与微囊藻共培组中周丛藻类密度更高,多样性更低。伊乐藻、轮叶黑藻与微囊藻共培组周丛蓝藻相对密度明显高于植物单培组,而苦草、轮叶黑藻与微囊藻共培组丝状蓝藻泽丝藻(Limnothrix sp.)、细鞘丝藻(Leptolyngbya sp.)相对密度高于植物单培组。由此推测,周丛藻类可吸收利用微囊藻死亡分解后释放的营养物质,降低水体营养水平,与沉水植物协同维持清水稳态,但周丛藻类中优势度较高的丝状蓝藻存在潜在生态风险,应加强监测与防控。

中国曲丝藻属新记录种——温泉曲丝藻(Achnanthidium thermalis)

底栖硅藻是水体生态系统中的重要初级生产者,由于其对环境具有敏感性,可用做水体生态系统的指征生物,因此底栖硅藻生物多样性调查工作尤为重要。本研究于乌梁素海的底栖硅藻调查中发现了中国曲丝藻属新记录种—温泉曲丝藻(Achnanthidium thermalis Rabenhorst)。结合光学显微镜和电子显微镜进行观察,发现该种具备曲丝藻属基本特征,又因其具有中央区两侧线纹不对称,仅一侧线纹延伸至壳缘的特征,我们将其鉴定为温泉曲丝藻。进一步分析电子显微镜下该种特征,发现其具有典型的双列线纹,而曲丝藻属的常见种类线纹特征通常为单列线纹。依照分类依据,将其鉴定为温泉曲丝藻。

厦门后溪水质与流域景观特征沿城乡梯度的变化分析

基于河流水质观测数据和Landsat 8影像数据,分析厦门后溪2013至2017年干季和湿季的水质时空变化特征,研究沿城乡梯度河流水质变化与流域景观特征的关系。结果表明:后溪上游(饮用水水源地水体)和下游(景观水体)溶解氧(DO)分别符合《地表水环境质量标准(GB3838—2002)》Ⅱ类标准和Ⅴ类标准,但是总氮(TN)和总磷(TP)有不同程度的超标,其中TN的超标比例较高。后溪上游土地利用类型中70%以上为林地,具有涵养水源、保护水质的作用;下游建设用地和耕地比重增加,TN、TP和叶绿素a (Chl a)显著高于上游。耕地和建设用地是提高TN、TP和Chl a等水质参数的主要土地利用类型,斑块密度、香农多样性指数和源汇景观指数与各水质指标也显著相关。冗余分析表明,流域景观特征可解释70%以上水质变化,对TN和TP的影响在湿季更大,而对Chl a的影响在干季较大。土地利用组成、配置、距离、高程和坡度对流域水质均有较大影响,其中土地利用组成对Chl a的影响较大,而景观指数则对TN和TP的影响较大。因此,在流域尺度加强土地利用的规划与综合管理,通过减少和控制地表径流面源污染的途径在一定程度上可降低人类活动对水质的不良影响。

丹江口水库叶绿素a浓度的时空特征及影响因子分析

2017年5月-2019年10月,对"南水北调"中线水源水库--丹江口水库库区水体7个监测位点、0~20 m间4个水层的垂向叶绿素a(Chl.a)浓度与水质因子进行了季度性调查,以期了解不同位点、不同水层Chl.a分布的主要驱动因子.结果表明,丹江口水库各位点营养状态指数(TSI)均为中营养化状态.水体Chl.a浓度具有逐年增加的趋势,且极高值有逐渐增加的趋势.营养盐和Chl.a浓度均存在较大的空间异质性,入库区具有较高的总磷和氨氮浓度,汉江库区具有最高的Chl.a浓度,源头污染源控制和监测仍然是丹江口水库管理的重中之重.不同位点Chl.a浓度的驱动因子存在较大差异,汉江入库和大坝区Chl.a浓度分别受到硝态氮和p H的影响,而出水口大坝位点主要受到了水深、水温和氨氮的影响.丹江入库区Chl.a浓度受到了水深、氨氮、总磷和水温的影响,但丹江库区表现出了与其他生态区较大的区别,其Chl.a浓度主要受到水深和有机质输入的影响.因此,对丹江口水库各位点的管理,应该分不同生态区采取针对性的管理措施.本研究旨在为南水北调中线工程可持续的生态调度提供基础生态数据支持,为完善水库水源地的有效管理提供理论支撑.

动态调水过程水文和理化因子共同驱动丹江口水库库湾浮游植物季节变化

丹江口水库是南水北调中线工程水源地,库湾是水库型湖泊水质安全敏感区,动态调水过程库湾水质直接关系到调水安全.为探究动态调水过程中丹江口水库库湾浮游植物季节变化规律和驱动因子,2018年7月2019年7月,从丹库入库口到渠首调水口,按季节对18个样点进行水质和浮游植物群落组成分析.从整个丹库来看,浮游植物全年总丰度变化范围为0.43×10^(3)~4.7×10^(6)cells/L,夏季最高,秋季最低;Shannon-Wiener指数春季最高,秋季最低.春季群落为硅藻绿藻型,夏季为绿藻硅藻型,秋季为蓝藻型,冬季为蓝藻绿藻硅藻型,秋季蓝藻相对丰度最高.位于丹库准保护区内的库湾胡寨,秋季水体电导率、总氮、总磷和叶绿素a浓度最大,蓝藻丰度最高.从入库口经库湾到调水口,浮游植物群落组成存在明显演替.从水文因子来看,秋季水库水位较高,调水流速和流量增加,线性回归分析表明,水位对Shannon-Wiener指数的影响最为明显,水位越高则多样性指数越低;流量和流速与Shannon-Wiener指数也呈负相关,但相关性较低.方差分解分析发现,水文因子和理化因子共同影响了浮游植物群落组成;偏Mantel分析显示3个库湾浮游植物群落组成与水温、氧化还原电位、化学需氧量、总氮和总磷浓度相关;典范对应分析也表明,总氮是影响库湾浮游植物群落组成最显著的环境因子.人类干扰活动改变了库湾水质理化性质,强干扰提高了蓝藻门丰度.因此,控制库湾人类干扰强度,尤其在水位和调水量较高的秋季,对于改善水体藻类组成、保护整个丹江口水库水质具有重要意义.

食物与桡足类营养级对亚热带分层水库浮游动物群落结构的影响

于2014年10-12月,采集厦门溪东水库浮游动物、浮游植物、浮游细菌与悬浮物样品,分析浮游动物群落与食物质量和食物浓度的关系,探讨桡足类营养级变化对浮游动物的影响.结果表明,空间上后生浮游动物群落结构在水库不同水层间的差异不显著;时间上桡足类在水华期和非水华期的差异不显著,枝角类和轮虫在水华期和非水华期的差异显著.桡足类群落组成受食物质量的影响较大,枝角类群落组成受食物浓度的影响较显著,轮虫群落组成受食物质量和食物浓度的共同影响.进一步分析表明,食物质量和食物浓度与水温显著相关,枝角类生物量受食物浓度的影响,桡足类生物量与轮虫生物量呈显著相关.为了探究桡足类与食物质量的关系,我们以优势种舌状叶镖水蚤(Phyllodiaptomus tunguidus)为对象分析化学计量特征,发现舌状叶镖水蚤体内的磷含量与水柱总磷平均浓度和水温呈显著正相关,其营养级变化范围为1.28~2.84,且营养级随着水温下降而显著增加.非水华期的食物磷含量增加可能是舌状叶镖水蚤丰度升高的原因之一,降温和种群繁殖的共同影响导致非水华期舌状叶镖水蚤体内磷含量逐渐下降,营养级增加.研究结果可为揭示浮游动物在富营养化内陆水体中的群落演变过程机制提供基础数据.

新农科背景下“渔业资源养护与利用”研究生课程“金课”教学模式初探

结合《渔业资源养护与利用》教学实践,教学内容不拘泥于教材的照本宣科,紧跟科研前沿热点,体现新颖性、创新性,充分挖掘同学们的科研潜力。通过课程资源多样化、教学内容动态化、渔业资源图谱编写、“线上+线下”混合式教学、优秀案例库及特色专题建设打造硕士研究生“金课”课程,激发学生兴趣并提高其对水产业认识,为学生将来从事渔业资源养护工作提供理论和技术支持。

蓝藻水华螺旋浮丝藻季节分布特征研究

2022年8月在黄河下游金堤河干流位点发现水体表面富集一层颗粒状物质,初步判定该水体暴发水华。把样品带回实验室镜检分析判定该水体暴发的是一种丝状蓝藻水华-螺旋浮丝藻水华。为研究螺旋浮丝藻的季节分布特征,分别于2022年8月和12月对金堤河干流该位点(116°4′53″)进行采样,调查分析发现螺旋浮丝藻在该位点的8月份丰度和生物量最高,而在12月份明显下降。夏季高水温更易导致螺旋浮丝藻水华发生。

高效液相色谱法测定桂花叶片中游离氨基酸浓度

建立了自动在线柱前衍生反相高效液相色谱法同时测定桂花叶片中21种游离氨基酸的方法。样品超纯水超声提取,经阳离子交换树脂柱纯化,有效降低了色素、糖类等杂质对定量的影响,同时减轻了样品对液相色谱柱的损害。以邻苯二甲醛(OPA)与9-芴甲基氯甲酸酯(FMOC)为衍生剂,Agilent Zorbax Eclipse-AAA色谱柱分离,梯度洗脱,荧光检测器检测,在19min内完成桂花叶片中21种氨基酸的分析,双内标法定量。结果 21种氨基酸线性关系、精密度、准确性、重现性良好。标准氨基酸的保留时间和峰面积平均相对标准偏差分别为0.14%和2.99%,加标回收率平均为91.09%。桂花叶片游离氨基酸中,含量最多的是谷氨酸,占总游离氨基酸的24%。本实验方法保证了氨基酸浓度定量的准确可靠性,可用于高等植物叶片中游离氨基酸浓度的测定。

中国瘤棘奈氏虫种群密度和形态特征的时空差异及其影响因子

瘤棘奈氏虫(Netzelia tuberspinifera)是东亚特有种,属于有壳虫原生动物,壳体大小约为100μm.本文首先在空间尺度上对中国88个湖库中瘤棘奈氏虫地理分布进行分析,发现瘤棘奈氏虫的分布与纬度、海拔和温度显著相关,分布在低纬度、低海拔、高温的亚热带和热带地区.重点以福建厦门汀溪水库连续4年时间序列样品和中国南方地区28座水库(14个流域)空间样品为基础,研究瘤棘奈氏虫种群时空变化规律及其影响因子.结果表明,汀溪水库瘤棘奈氏虫种群密度为0~10.7 ind/L,存在显著的季节变化,水温和食物(藻类)是主要影响因子,其中水温的影响更大.水温变化范围在14.3~32.1℃之间,高于30℃的水温更适合瘤棘奈氏虫生长繁殖,因此在夏秋季节种群密度较高.空间尺度上,瘤棘奈氏虫种群密度为0~19.2 ind/L,主要受地理因子的限制,随经度、纬度的增加而降低,同时食物(藻类)、电导率和硝态氮对种群密度也存在显著影响.在形态方面,壳口直径是决定瘤棘奈氏虫种群在季节间(33.5~68.2μm)和流域间(33.5~73.6μm)形态差异的主要特征;食物(藻类)可能是影响汀溪水库不同季节壳口直径差异的主要因子,而不同流域间种群壳口直径的差异主要受食物(藻类)、总碳和浊度等生态因子的影响.本研究揭示了瘤棘奈氏虫集合种群的时空差异性,加深了对有壳虫种群地理分布和多样性的认知,可为水库生态评价与生物多样性保护提供参考.

入侵植物凤眼莲的生态防控与利用现状

凤眼莲(Eichhornia crassipes)俗称水葫芦,属中国十大最有害的外来入侵物种之一,但也是富集水体氮磷能力最强的水生植物之一,可以有效治理水体内源污染。本文介绍了入侵植物凤眼莲的生态学特征、水质净化和污染物去除效果,综述了凤眼莲的生态管理对策,包括物理去除、化学防治、生物防治和综合防治。加强生态防控,并在可控条件下实现综合利用,被认为是科学防治入侵植物凤眼莲的可行策略。

新农科养殖水化学“金课”教学模式探究

结合《养殖水化学》教学实践,通过教学内容紧贴一线生产实践、科研热点设计并在课堂教学过程中巧妙引入思政元素,不仅使得教学内容丰富多样,学生学习积极性和主动性高,且在帮助学生掌握理论基础知识的同时,提升了他们灵活运用理论知识解决渔业生产实践问题的能力,同时增强了他们的专业认同感和自豪感。