《生物与环境的关系》教学设计

[教学目标]： 一、知识目标 1．能从自己的生活中举出影响生物生存的非生物因素的例 2．能从自己的生活中举例说明生物和生物之间的关系。 3．能举例说出生物对环境的适应和影响。

大房郢水库浮游生物群落结构变化与环境因子关系研究

为了更好地了解合肥市饮用水源地水生态环境状况,于2020年夏季、秋季、冬季及2021年春季对大房郢水库的水质、浮游植物和浮游动物进行监测,对比浮游生物群落现存量与历史变化,并使用冗余分析(RDA)以及蒙特卡洛置换检验探究环境因子对浮游生物群落的影响。结果表明,研究区域浮游植物以蓝藻门为主要优势种属,密度及生物量较2005年分别增加37.7%和7.0%,浮游动物以桡足类为主要优势种,密度较2005年大幅度下降了77.5%,生物量多样性增加了47.8%,影响浮游生物群落结构的主要环境因子为NH_(3)-N、T(温度)、pH和TN。此外,研究也揭示了季节变化对水库浮游生物的物种组成影响小,但对浮游生物的丰度及多样性影响显著。

凡纳滨对虾生物絮团养殖系统中泡沫体积与生物絮团及环境的关系

为探究生物絮团(BFT)系统中泡沫体积与生物絮团及环境因子的关系,以求通过泡沫体积判断生物絮团的运行情况。实验采用3组凡纳滨对虾生物絮团养殖系统进行100 d的实验研究,测定泡沫体积、水体表面张力及水环境因子等参数,选用Pearson相关系数进行相关性分析,研究泡沫体积变化与生物絮团、环境因子之间的关系。结果显示,泡沫体积与总氨氮(TAN)呈现较强的正相关性,相关系数为0.571。泡沫体积受生物絮团状况影响,与絮团体积(FV)呈负相关性,相关系数为−0.266。泡沫体积由增转降的日期与生物絮团开始形成的日期高度拟合,二者相差在5 d内。随着生物絮团的形成,泡沫体积逐渐降低。当生物絮团成熟稳定时,泡沫体积会维持在0.0110 m^(3)/t以下(1 t水体生成0.0110 m^(3)泡沫)。研究表明,可以通过泡沫体积的变化判断生物絮团的运行情况。本研究可提高生物絮团的可控性,对凡纳滨对虾生物絮团养殖技术的推广具有重要的指导意义。

基于环境RNA研究西太平洋浅水海山区真核微生物多样性及其与细菌的关系

海山遍布大洋海底,由于其特殊海底地形和水文动力环境,孕育了丰富且特殊的生物群落。采用环境RNA技术分析西太平洋M4浅水海山区真核微生物的多样性和分布,并与环境DNA技术检获的结果进行比较,揭示二者的异同。研究发现,RNA和DNA技术检获的表层和DCM层群落结构相似,在200 m以深的水层中群落结构差异较大。共甲藻纲的相对丰度在DNA数据中占比高于RNA数据,因此可能被基于eDNA的技术高估;而甲藻纲和金藻纲则相反,存在被低估的可能性。通过真核微生物与细菌的共现网络,揭示甲藻虽然是海山区叶绿素最大层共现网络中的关键类群,但其与细菌的相互关系弱,且代谢活性较弱。金藻中行混合营养的类群以及Bicoecea类群,在深层海水中普遍存在,且具有较高的代谢活性。环境RNA技术可检获有生命活性的物种分布,为海山区真核微生物多样性及分布提供更完整的认知。

东平湖秋季浮游生物群落特征及其与环境因子的关系

作为黄河下游仅存天然湖泊以及南水北调东线工程重要枢纽,东平湖生态环境安全对黄河流域生态环境保护与中国北方供水安全起到重要作用.为明确东平湖秋季浮游生物群落结构特征及环境驱动因子,于2021年9月对全湖28个采样点进行水样采集与检测,并采用综合营养状态指数法、生态多样性指数法、相关性分析法以及冗余分析法等多种分析方法进行了分析研究.此次研究共检出浮游植物8门73种(属),浮游甲壳动物2门10种(属),其中浮游植物主要以绿藻、蓝藻和硅藻为主,浮游甲壳动物主要以桡足类和枝角类为主.浮游植物中,蓝藻门的伪鱼腥藻(Pseudoanabaena spp.)优势度最大(Y=0.205),浮游甲壳动物中则以剑水蚤(Cyclops)优势度最高(Y=0.305).东平湖秋季浮游植物生物密度空间分布与综合营养状态指数(TLI)具有较强相关性,高值均分布于湖区东部与东北岸,而湖区中、西部较低.浮游植物Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数以及Margalef丰富度指数分别为3.70、0.75与1.29,其生态多样性污染评价结果分别为清洁水平、轻污染水平与中污染水平.冗余分析结果表明,TN为影响东平湖浮游植物生长的主要环境驱动因子,DO为影响东平湖浮游甲壳动物生长的主要环境驱动因子.

田园型海洋牧场筏式养殖设施附着生物的季节变化及其与环境因子的关系

为探究田园型海洋牧场筏式养殖设施附着生物的季节变化及其与环境因子的关系,于2022年7月—2023年4月在山东省乳山华信田园型海洋牧场区开展了4个季度的调查,对筏式养殖设施中浮子、浮绠和吊笼上附着生物的种类、生物量和多样性以及环境因子进行了调查分析。结果显示,4个季度调查共发现附着生物8大类35种,其中,甲壳类(Crustacea)13种、软体动物(Mollusca)8种、多毛类(Polychaeta)4种、脊索动物(Chordate)3种、刺胞动物(Cnidaria)和褐藻门(Phaeophyceae)各2种,红藻门(Rhodophyta)、绿藻门(Chlorophycophyta)和棘皮动物(Echinodermata)各1种;附着生物群落结构存在明显的季节变化;吊笼、浮绠和浮子的附着生物群落结构存在显著差异,生物量变化范围分别为31.48~1645.82、23.22~580.76和5.76~30.12g/m^(2),附着生物量最大值均出现在夏季;附着生物优势种主要为甲壳类和软体动物,紫贻贝(Mytilus edulis)为浮绠和吊笼上的常年优势种,爱氏麦秆虫(Caprella aino)为浮子上的常年优势种;冗余分析(RDA)结果显示,透明度、温度、硅酸盐和叶绿素a等是影响附着生物群落结构的主要环境因子。本研究探明了乳山牡蛎筏式养殖设施附着生物的季节变化规律,可为该海域牡蛎健康养殖提供参考依据。

新污染物二氯甲烷污染场地的微生物群落与环境因子关系

明确环境因子、污染物含量水平与微生物群落之间关系对于二氯甲烷(DCM)污染场地生物修复具有重要现实意义。以某受DCM污染地块为研究对象,采集不同深度(5.5~13.5 m)地下水样品,测定其理化特性和DCM浓度,通过高通量测序分析受污染地下水中微生物的丰度、多样性和物种结构。结果表明:1)地下水处于弱氧化还原环境,总有机碳(TOC)浓度偏高,与DCM浓度高有关,SO_(4)^(2-)和Cl^(-)含量偏高,总氮(TN)、总磷(TP)和NO_(3)^(-)的浓度范围分别为5.7~18.2、0.6~2.5、2.7~17.2 mg/L;2)地下水中DCM污染在垂向分布上具有连续性,污染羽主要集中在地块西南部,污染地下水体积为38241.83 m 3,DCM污染浓度随深度增加逐渐降低,最大超标深度为13.5 m,最大污染深度位于淤泥质黏土层;3)微生物群落多样性与DCM污染物浓度呈显著负相关,DCM污染总体抑制微生物的生长和繁殖,TOC、TN和TP与微生物群落多样性呈显著正相关,TOC、TN和TP能够显著影响微生物种类丰富度;4)变形菌门和厚壁菌门是地下水中的优势菌群,主要优势菌属为假单胞菌属、生丝微菌属、类诺卡氏菌属和甲基杆菌属,其中TN和TP与甲基杆菌属呈显著正相关,DCM和Cl-浓度与甲基杆菌属呈显著负相关,DCM浓度与假单胞菌属呈显著负相关。研究结果可为DCM污染地块生物修复技术研发提供参考依据。

上金湖恢复区浮游生物群落分布与环境因子关系

为了解生态修复后不同沉水植物恢复区的环境因子对浮游动植物群落分布的影响,对上金湖四个不同恢复区的环境因子及浮游动植物开展了连续调查。结果表明,沉水植物恢复区TN、NH_(4)^(+)-N、TP、DTP和COD_(Mn)浓度显著降低,溶解氧(DO)显著增高(P<0.05)。调查区的浮游植物优势种群以蓝藻门的假鱼腥藻、微囊藻、席藻为主;浮游动物优势种群主要为轮虫,其中暗小异尾轮虫优势度最大。沉水植物恢复区的藻类丰度显著降低。PCoA分析显示不同区域浮游生物的群落分布差异显著(P<0.05)。冗余分析结果表明pH、TN、TP、COD_(Mn)是影响浮游动植物群落分布的主要环境因子。研究结果明确了上金湖不同恢复区浮游生物及环境因子与沉水植物恢复密度的相关性,可为上金湖后续水生态修复提供数据支撑和决策依据。

基于生物信息学分析LMNB2在胃癌中的表达及其与肿瘤微环境的关系

目的:近年来,肿瘤微环境在恶性肿瘤中的作用受到广泛关注,但胃癌与肿瘤微环境的关系尚不完全清楚。本研究旨在探讨核纤层蛋白B2(nuclear lamina protein B2,LMNB2)在胃癌中的表达及其与肿瘤微环境的关系。方法:通过癌症基因组图谱(The Cancer Genome Atlas,TCGA)分析LMNB2基因在胃癌组织及正常胃黏膜组织中的表达差异。收集92例手术切除的胃癌及相应癌旁5 cm以上的胃黏膜组织标本,采用免疫组织化学方法检测其中LMNB2的表达情况,并分析LMNB2的表达水平与胃癌患者临床病理特征之间的关系。运用Kaplan-Meier生存曲线分析LMNB2表达水平与胃癌生存预后的关系。通过R软件和TISIDB(an integrated repository portal for tumor-immune system interactions)数据库对目标基因进行基因本体(Gene Ontology,GO)和京都基因与基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)富集分析,并分析其与肿瘤免疫特征之间的相关性。基于CIBERSORT(Cell-type Identification by Estimating Relative Subsets of RNA Transcripts)算法进行LMNB2表达与免疫细胞浸润水平相关性预测,评价LMNB2表达水平对肿瘤微环境的影响。结果:TCGA数据库分析显示:胃癌组织中的LMNB2基因表达水平较正常胃黏膜组织明显增高(P<0.001)。LMNB2的表达水平与胃癌患者的淋巴结转移、肿瘤浸润深度、TNM分期及远处转移均有关(均P<0.05),与患者性别、年龄、肿瘤大小等无关(均P>0.05)。Kaplan-Meier生存曲线显示:LMNB2表达阳性患者总体生存时间较LMNB2阴性患者显著缩短(P<0.001)。LMNB2差异基因主要集中富集在体液免疫反应的调节等过程。此外LMNB2差异基因的表达与M0型巨噬细胞、CD4^(+)记忆T细胞等免疫细胞浸润水平均呈正相关(均P<0.05)。结论:LMNB2在胃癌组织中呈高表达,与患者预后生存不良相关,LMNB2与胃癌预后和免疫微环境高度相关,有望成为胃癌免疫治疗的潜在生物标志物。

乡村旅游与农村人居环境的耦合协调关系及障碍因子诊断——以山西省为例

在构建乡村旅游与农村人居环境评价指标体系的基础上,运用层次分析法、耦合协调度模型等定量分析山西省11个地级市乡村旅游与农村人居环境的耦合协调关系,运用障碍度模型对其耦合协调关系的障碍因子进行诊断。结果表明:(1)各地级市乡村旅游水平、农村人居环境水平的区域差距较大,且二者之间存在明显的空间错位。(2)晋中、临汾和运城为中度耦合协调级乡村旅游领先型,晋城、长治和吕梁为中度耦合协调级同步型,太原和阳泉为中度耦合协调级乡村旅游滞后型,忻州和大同为勉强耦合协调级同步型,朔州为初级耦合协调级乡村旅游滞后型。(3)基础设施、公共服务、产业机构是限制山西省乡村旅游与农村人居环境耦合协调发展的关键障碍因子,且7个维度的障碍分布状况差异较大,各地级市的关键障碍因子并不一致。(4)山西省今后应加强基础设施建设、提升公共服务水平和优化乡村旅游供给,并结合各区域的耦合协调关系及障碍因子状况,采取合理措施推动乡村旅游与农村人居环境持续协调发展。

海洋极端环境微生物活动与油气资源关系

为了弄清海洋极端环境下微生物参与油气资源形成和演化的潜在机制,进行了现代海洋热泉和冷泉等环境中微生物类型分析和生物量估算,探讨了极端微生物活动和油气资源的潜在关系.认为海洋极端环境下微生物类型主要为细菌和古细菌,热泉微生物群落主要为异养发酵菌、硫酸盐还原菌、产甲烷菌等;冷泉微生物群落主要为ANME-2族的厌氧甲烷氧化古细菌、硫酸盐还原细菌和ANME-1族厌氧甲烷氧化古菌.这些极端微生物利用CH4和H2S等气体进行能量固定,有较高的生物丰度和较低的分异度,具有垂向和水平分带性,并能营生一套独特的宏体生物.极端微生物活动直接和间接地参与了油气资源的形成和改造,示踪海底油气资源的变迁.对于探索地球早期海洋微生物活动与油气资源形成,寻找地史时期或华南地史早期烃源岩具有重要理论和实践指导意义.

太湖湖鲚渔获量变化与生物环境间相互关系

通过研究太湖湖鲚的年龄结构、食物组成，结合太湖鱼类渔获量统计和环境检测资料，分析了1973-2002年间太 湖湖鲚渔获量变化的规律、原因及与生物环境间的相互关系．结果表明：1994年后湖鲚渔获量正以平均年增1430t 的速度 上升；种群中0^+个体占99．04±2．21%(2003年)、99．08±0．80%(2004年)；而0^+湖鲚主要以浮游动物为食，其中枝角 类占食物总个数的89．77．80±13．69%．分析发现：湖鲚渔获量与 TIN、TN、COD 间的正相关关系均达到显著水平；与翘嘴 红鲌、银鱼产量间的负相关关系达到极显著水平；种群低龄化趋势加剧与捕捞强度不断升高相一致；浮游动物现存量有随 湖鲚渔获量升高而降低的趋势．

子午岭林区不同环境土壤微生物生物量与肥力关系研究

子午岭林区不同环境土壤微生物生物量与肥力关系研究＊张成娥陈小莉郑粉莉（中国科学院水利部水土保持研究所陕西杨陵７１２１００）ＳＴＵＤＹＯＮＲＥＬＡＴＩＯＮＳＨＩＰＢＥＴＷＥＥＮＳＯＩＬＭＩＣＲＯＢＩＡＬＢＩＯＭＡＳＳＡＮＤＦＥＲＴＩＬＩＴＹＩＮＤＩＦＦ...

不同海拔梯度高寒草地地下生物量与环境因子的关系

以新疆天山南坡的巴音布鲁克高寒草地为对象,研究了不同海拔梯度高寒草地地下生物量的变化及其与环境因子的关系.结果表明:随着海拔的升高,高寒草原、高寒草原化草甸和高寒草甸的地下生物量逐渐增大,二者呈极显著正相关(P<0.01).地下生物量从表层至底层逐渐递减,呈"T"形分布.高寒草原、高寒草原化草甸和高寒草甸0～10cm土层的地下生物量分别占总地下生物量的68.1%、84.1%和86.7%.地下生物量与大气温度呈极显著负相关,与相对湿度和土壤含水量呈极显著正相关(P<0.01),而与有机质、速效氮和pH等无显著相关.

呼伦贝尔草原生物量变化及其与环境因子的关系

根据呼伦贝尔草原大范围草地生物量的调查和实验数据,分析了该地区草地生物量的动态变化规律及其与环境因子的关系。结果表明,沿着环境梯度,不同区域草地生物量差异显著,其变化与水分、温度变化关系不显著,与0～20cm土层的土壤有机碳含量呈正相关,而与土壤容重呈负相关。逐步多元回归表明,土壤有机碳是制约生物量变化的主要因素,可能是当地草地利用方式使土壤养分成为制约草地植物生长的限制因子,从而影响草地生物量。

涠洲岛水域生物理化环境特征及其相互关系

根据广西1990年4月和10月对涠洲岛水域进行综合调查的统计资料 ,本文分析探讨了该水域生物理化要素的分布特征及其相互关系。研究结果表明 :N、P、Si营养盐均表现为秋季含量高于春季 ,N含量相对较低 ,Si是本水域最为丰富的营养盐 ,可能与该水域以珊瑚岩为主的地质结构有关。生物理化因子之间以次级生产力低且量值较为一致的秋季相关性较好 ;次级生产力高且区域性差值较大的春季相关性略差。但春秋季节均以生物作用影响占主导控制地位。

内蒙古中部草原地下生物量与生物量分配对环境因子的响应关系

为探究环境因子对草原地下生物量与生物量分配的影响以及验证功能平衡假说,沿水热变化梯度通过采样获取内蒙古中部草原的生物量,分析了地下生物量的垂直分布及其与地上生物量的关系,采用回归和结构方程模型的方法探讨了地下生物量与地下地上生物量比对环境因子的响应规律。结果表明:地下生物量主要分布在土壤表层,地下与地上生物量成显著正相关;地下生物量对年均降水量、土壤有机碳和全氮为正响应,对年均温和土壤pH值则为负响应;其中,降水量是导致地下生物量差异的主要因子;土壤环境也具有重要的作用。土壤全氮与地下地上生物量比之间的显著正响应关系与功能平衡假说不符。综上所述表明,环境因子对地下地上生物量比产生的影响十分复杂,需要进一步结合植物生理和生态学特性等多方面的综合分析才能得出可靠的结论。

地方院校环境科学专业生物化学课程思政探索与实践

生物化学是环境科学专业的重要专业基础课之一,通过学习生物化学,使环境科学专业学生掌握一定的生物化学的基础理论。课程思政是将思政教育与高校专业课程教学相结合,是实现立德树人的一种新途径。在生物化学课程中强调坚持中国特色社会主义建设、弘扬中国精神,通过传授学生知识与引导学生思想价值相结合,全面培养环境专业人才的理想信念、政治信仰以及社会责任感。

贵州凯里寒武系底部硅质岩系生物组成、沉积环境与烃源岩发育关系研究

贵州凯里麻江地区羊跳剖面寒武系牛蹄塘组底部发育了一套3.2m厚的硅质岩系。通过对其进行高频逐层采样68件,根据沉积环境-生物组成-烃源岩形成的思路,精细分析了生物组成及有机碳TOC含量,进而讨论了沉积环境与烃源岩发育的关系。结果表明,该剖面生物组成多样,包括有浮游藻、底栖宏观藻、疑源类、海绵骨针、须腕动物蠕虫等,并可归纳为三大类生物微相:浮游藻类、底栖藻类、其它生物类型。不同藻类体和不同疑源类所反映的水体深度特征显示,该套烃源岩沉积经历了先水进后水退的过程,水体深度最深时期,底栖红藻和Heliosphaeridium longum-Asteridium tornatum疑源类组合发育,烃源岩有机碳含量也较高(TOC平均值为4.73%,最高可达13.97%),说明利于烃源岩发育。总体而言,不同生物微相烃源岩TOC含量不同,底栖藻类(平均值3.50%)>浮游藻类(平均值1.46%)>其它生物类(平均值<1.0%)。而须腕动物蠕虫和海绵动物的发现反映了热液环境,受热水事件影响强烈的样品TOC最低(TOC含量为0.90%和0.94%),说明热液活动强烈对烃源岩发育可能具有一定的不利影响。