基于硅藻完整性指数的辽河上游水质生物学评价

2010年9月对辽河上游12个采样点的着生硅藻进行了生物调查,同时测定了ρ(DO)、pH、ρ(TP)、ρ(TN)、ρ(NH3-N)、ρ(CODCr)和ρ(BOD5)等水质参数.共检测到硅藻16属,以针杆藻属(Synedra sp.)、舟形藻属(Navicula sp.)、异极藻属(Gomphonema sp.)、桥弯藻属(Cymbella sp.)为优势种.根据硅藻香农多样性指数确定了5个相对清洁采样点和7个受污染采样点,对10个硅藻生物指数进行了辨别力分析和Pearson相关分析.结果表明,硅藻香农多样性指数、敏感性硅藻百分比和IDP硅藻指数最适合辽河上游的水质生物学评价.采用5、3、1生物指数记分法统一量纲后,获得变化范围在3～15的D-IBI(硅藻完整性指数).利用四分法划分辽河流域水质级别的标准,13～15为较好,10～12为一般,7～9为较差,3～6为差,并对12个采样点进行了重新评价,评价结果与水质参数的评价结果一致.总体看来,该D-IBI基本适宜于评价辽河上游的水质状况.

塘-湿地生态复合处理系统的硅藻生物指数评价

对塘-湿地生态复合处理系统的硅藻群落组成进行分析,利用Shannon-Weaver多样性指数(H′)、Simpson多样性指数(D)、Lloyd-Ghelardi均匀性指数(E)、Margalaef丰富度指数(R)并通过模糊隶属函数对各指数进行标准化处理从而对该生态复合处理系统的水质进行了评价,结果表明:厌氧塘和兼性塘为α-中污带,好氧塘为β-中污带,生态湿地为轻污带,生物监测和理化监测基本一致,即塘-湿地生态复合处理系统运行效果良好.

综合硅藻指数的建立及其在淡水生态评价中的应用

硅藻在水生态系统中具有重要作用,具有分布广泛、繁殖周期短、对环境变化反应敏感等特点,被广泛用于水体质量监测.为建立适用于我国水体生态评价的硅藻指数,2017年8月—2018年8月调查了长江下游主要湖泊和青弋江水系的着生硅藻群落结构及环境特征,使用Speraman相关分析研究硅藻指数与环境因子的关系,使用箱形图分析硅藻指数的适用性.结果表明:①通过研究长江下游主要湖泊和青弋江水系硅藻与环境因子的关系,确定了114种硅藻对水体TP、TN和CODMn浓度变化的最优值和耐受值及环境指示,建立了一个适用于青弋江和长江下游湖泊水体环境评价的综合硅藻指数(comprehensive diatom index,CDI).②Spearman相关分析结果显示,无论在河流水体还是在湖泊水体中,CDI与TP、CODMn、TSP和TN的浓度均呈显著相关.③箱形图结果显示,CDI在河流和湖泊中均呈现随水质梯度增加而变大的趋势,说明CDI可以很好地反映水体的环境质量.研究显示,使用CDI评价长江下游湖泊及青弋江水系水体质量,得到较好的结果,是一种评价水体质量较好的生物评价方法.

添加菌剂对堆肥化过程中微生物群落代谢影响的Biolog解析

为了促进堆肥中木质纤维素降解并了解其中微生物群落代谢功能多样性,该文主要采用Biolog微平板法,考察了添加菌剂对牛粪堆肥中木质纤维素降解及微生物群落代谢能力的影响。结果表明:堆肥结束时,菌剂处理的堆肥中纤维素、半纤维素和木质素的降解率分别比对照提高了31.31%、19.57%和14.33%;对平均色度变化分析表明接种菌剂增加了堆肥高温期微生物的细胞代谢能力;Shannon指数、Simpson指数和McIntosh指数分析均显示添加菌剂可以显著提高堆肥前期的微生物多样性;主成分分析结果显示,添加菌剂提高了堆体中微生物对双亲化合物、聚合物、氨基酸和氨基化合物等碳源的代谢能力,从而可促使有机质被更高效降解。

硅藻指数在水环境监测与评价中的应用

介绍了硅藻种类组成对水环境状态的指示作用及硅藻指数法的基本原理,通过比较、分析发现:硅藻属指数适用于综合评价亚热带、热带地区的水体污染程度;硅藻模型相似性指数适用于评价气候稳定地区的水污染状况;生物硅藻指数适用范围广,稳定性最好;湖泊富营养化硅藻指数、营养指数、富营养化硅藻指数均为可靠的水体富营养化评价指数。指出目前硅藻的分类与鉴定体系不够完善,还应开展研究消除季节变化对硅藻指数方法稳定性的影响。

纳米硅藻页岩对水稻土壤微生物功能多样性的影响

拟研究常规施肥下纳米硅藻页岩的施用对水稻土壤中微生物群落功能多样性的影响,为合理施用纳米硅藻页岩改良农田土壤微生态环境提供理论参考。以常规水田土壤为研究对象,分别施用0、150、300、600 kg/hm^2等4种不同剂量的纳米硅藻页岩(分别记作CK、DS_(150)、DS_(300)、DS_(600)),采用Biolog技术进行研究。结果表明,与对照处理相比,DS_(300)处理可以提高土壤微生物活性、微生物群落物种多样性、微生物对碳水化合物类碳源的利用率。对31种碳源作主成分降维分析表明,DS_(300)处理的土壤微生物能够提高对D-半乳糖醛酸、D-甘露醇、N-乙酰-D-葡萄糖胺等共13种碳源的利用率。此外研究表明,施用300 kg/hm^2纳米硅藻页岩可以提高土壤微生物的代谢活性和微生物对碳源的利用能力,从而增强水稻土壤微生物的功能多样性,促进微生物类群向更好的趋势发展,对于维持农田土壤生态系统的健康有重要意义。

硅藻在水环境生物监测中的研究及应用进展

硅藻作为重要的初级生产者,在水生生态系统中占有重要地位。由于硅藻生长具有特定的环境要求,并且能对环境变化做出迅速的反应,常被当作生物监测指标来评估河流、湖泊及湿地等水环境的健康状况。文章总结了硅藻在水环境健康评价中的优势,并综述了硅藻在水生物生物监测中的研究及应用进展,指出硅藻指示水生态环境在从研究层面向应用层面转变的过程中存在的问题,并提出了今后在完善并推广硅藻生物监测过程中的发展方向。

生物指数法综合评价城市湿地水质状况

以兰州市银滩湿地公园表层沉积物作为样本,进行了硅藻种群鉴定。分别利用硅藻种群特征及统计结果对湿地公园水质状况进行了分析。结果表明,两种分析方法有较好的对应关系。且湿地内部分水域水体有机质含量较高,富营养化现象明显。同时,水体中少量的油脂、酚类污染物的存在,指示了工矿企业、生活等对黄河有较明显的污染。

臭氧浓度升高对盆栽小麦根系和土壤微生物功能的影响

模拟研究了臭氧浓度升高(日变化熏蒸方式)对小麦根系和土壤微生物活性的影响。实验分3个处理,即空气对照(CF,臭氧浓度约4～10nl·L-1),臭氧浓度Ⅰ(OⅠ,8h平均75n·lL-1),臭氧浓度Ⅱ(OⅡ,8h平均110nl·L-1)。结果表明,臭氧浓度升高后小麦茎叶、根系生物量以及根冠比都会降低,根系活力更是显著低于空气对照,可见臭氧对植物地下部分的影响是显著的。与对照相比,低浓度O3(75nl·L-1)对根际土和非根际土的微生物生物量碳没有什么影响;而较高的O3浓度(110n·lL-1)会造成根际土微生物生物量碳降低9.3%,非根际土微生物生物量碳降低5.3%,说明高浓度臭氧抑制土壤微生物的量。臭氧浓度升高后小麦根际土壤微生物利用单一碳源的能力(AWCD)都明显低于对照;低浓度的臭氧对土壤微生物的多样性指数和丰富度指数都没有显著影响,而浓度较高的臭氧则显著降低了根际土微生物的多样性指数,而对丰富度指数没有显著影响,且也没有发现O3浓度升高对非根际土微生物的影响。可见,臭氧主要影响根际土壤微生物而对非根际土壤微生物影响不大,且只有在高浓度的臭氧处理下才会显著降低根际土壤微生物的多样性指数。

二甲基二硫熏蒸对保护地连作土壤微生物群落的影响

随着保护地高附加值经济作物的连年栽培,土传病害问题愈发突出,熏蒸剂也因此得以更广泛的应用。但鉴于熏蒸剂的广谱性,在杀死有害生物的同时,不可避免地对非靶标生物产生一定的影响。为明确溴甲烷替代药剂二甲基二硫(dimethyl disulfide,简称DMDS)熏蒸对土壤微生物群落的影响,本研究在室内条件下采用BIOLOG方法,测定不同浓度DMDS熏蒸对保护地连作土壤微生物群落的影响。研究结果表明:不同浓度DMDS(170.00 mg.kg-1、85.20 mg.kg-1、42.50 mg.kg-1、21.30 mg.kg-1和10.62 mg.kg-1)熏蒸处理对镰孢菌属(Fusarium spp.)和疫霉菌属(Phytophthora spp.)的LC50(抑制中浓度)分别为42.08 mg.kg-1和115.15 mg.kg-1。DMDS熏蒸后恢复培养0 d取样,温育120 h时,170.00 mg.kg-1、42.50 mg.kg-1和10.62 mg.kg-1的DMDS处理土壤的AWCD值(平均每孔颜色变化率,average well-color development,AWCD)分别比空白对照升高8.46%、6.02%、19.31%,表明DMDS促进了土壤微生物的生长。恢复培养14 d后,各处理土壤微生物的AWCD值恢复至对照水平。多样性指数分析显示,DMDS熏蒸后恢复培养0 d时,土壤微生物群落的Shannon指数、Simpson指数均高于空白对照,McIntosh指数与对照无显著性差异;恢复培养7 d后,Shannon指数与Simpson指数恢复至对照水平。主成分分析结果显示,DMDS熏蒸后恢复培养0 d时,各处理间微生物对碳源的利用方式差异显著,恢复培养14 d后,DMDS对微生物碳源利用方式的影响逐渐减弱,恢复至对照水平。结果表明,DMDS熏蒸处理对土壤微生物的生长具有促进作用,影响了微生物对碳源的利用方式,但在恢复培养14 d后,被干扰的土壤微生物逐渐恢复至对照水平。DMDS熏蒸处理在有效防控土传病原真菌的同时,不会对土壤微生物群落产生明显的扰动影响,对环境较安全。

小麦和大豆茬口对黄瓜土壤微生物生态特征的影响

采用常规稀释平板法和BIOLOG ECO微平板反应系统,研究了小麦和大豆茬口对黄瓜土壤微生物生态特征的影响.结果表明,两种茬口均显著提高了黄瓜土壤微生物真菌、细菌和放线菌的数量,显著降低了尖孢镰刀菌黄瓜专化型的数量(P<0.05);显著提高了土壤微生物群落的Shannon-Wiener指数、均匀度指数、Simpson指数和McIntosh指数(P<0.05)、以及土壤微生物生物量碳,降低了土壤基础呼吸和代谢商(P<0.05),改变了土壤微生物对单一碳源的利用能力.此外,两种茬口还显著提高了土壤中速效磷和速效钾含量,以及黄瓜产量.说明小麦和大豆茬口改善了土壤微生态环境.

底栖硅藻应用于河流生态系统健康评价的研究进展

硅藻是水生态系统中最重要的初级生产者之一,不仅为生态系统中其他消费者提供碳源,也因分布广泛、种类多、世代时间短等特点,通常被认为是水环境及生态系统良好的指示生物。文章介绍了河流生态系统健康及生物完整性的概念,综述了硅藻尤其是底栖硅藻在水生态系统中的自身特点及作用;概述了硅藻在生物监测中广泛应用的前提:对环境因子的响应和国内外对硅藻及硅藻指数在河流生态监测中的研究进展;介绍了广泛应用的硅藻指数及基于硅藻的生物完整性指数的原理及构建方法;指出了硅藻及硅藻指数在生物监测及评价中可能所存在的问题,并提出了今后我国在这个领域后期需开展的工作。

小兴安岭3种阔叶红松林土壤微生物多样性

采用BIOLOG微平板法对小兴安岭3种阔叶红松林土壤微生物多样性进行了研究。结果表明,平均吸光值(AWCD)在春季表现为,蒙古栎(Quercus mongolica)红松林>椴树(Tilia amurensis)红松林>白桦(Betula platyphylla)人工林;夏季,蒙古栎红松林>椴树红松林>白桦人工林;秋季,椴树红松林>蒙古栎红松林>白桦人工林;冬季,椴树红松林>蒙古栎红松林>白桦人工林。微生物多样性指数随土层深度变化表现为:物种丰富度指数(SW)、物种优势度指数(SP)和群落物种均匀度指数(McIntosh)均以蒙古栎红松林最高,且显著高于白桦人工林。由此可见,原始阔叶红松林较人工林土壤相比具有更丰富的微生物多样性。

凉水自然保护区原始红松林与人工林土壤微生物多样性

采用BIOLOG微平板法，研究了小兴安岭凉水国家自然保护区内原始红皮云杉（Picea koraiensis Na．kai）红松林、青楷槭（Acer tegmentosum Maxim．）红松林与人工兴安落叶松（如盹gmeliniRupr．）林、白桦（BetulaplatyphyUaSuk．）林土壤微生物多样性特征。结果表明：各林型土壤微生物AWCD值随土层深度与季节变化表现为，在表层与0-10cm土层中，四季2种原始红松林均高于人工林；在〉10-20cm土层中以人工林在春、夏、秋三季最高，冬季仍以原始红松林最高。不同土层的3种微生物多样性指数均以青楷槭红松林最高，且显著高于2种人工林。可见，原始阔叶红松林土壤微生物比原始针叶红松林及人工林土壤微生物具有更丰富的多样性。

河南南湾水库浮游硅藻的种群结构与水质污染评价初步研究

通过对南湾水库 6个采样点浮游硅藻分析 ,该水库硅藻 6 1个种及种下分类单元。用多样性指数 (H′)、均匀性指数 (E)及硅藻优势种生态谱分析 ,对水质进行了初步评价。结果表明 ,南湾水库水质属清洁 轻污染等级。

原始红松林与人工林土壤微生物多样性分析

以土壤微生物为研究对象，分析了小兴安岭凉水国家自然保护区内原始红松林及人工林土壤微生物多样性。结果表明：AWCD值随土深与季节变化表现为，在表层与0～10 cm层土中以红松林和紫椴林最高；在10～20 cm层土中以兴安落叶松林在春、夏、秋3季最高，冬季以椴树林最高。各土层的微生物多样性指数均以椴树林最高，且显著高于人工林，综合土壤微生物群落碳源利用类型主成分分析结果得知：原始红松林土壤微生物多样性特征比较明显。

胡桃楸、白桦纯林及其混交林土壤微生物特性研究

[目的]研究胡桃楸、白桦纯林及其混交林土壤微生物特性。[方法]以3种人工林土壤微生物为研究对象,采用稀释平板法、BIOLOG微平板法及土壤理化性质常规测定方法对3种林型内土壤微生物特性进行了研究。[结果]土壤微生物数量以胡桃楸林最多,且显著高于其他2种林型;微生物多样性指数则以混交林显著较高;微生物数量与多样性指数彼此间呈现出极显著的正相关性,并与土壤有机质、水解氮、速效钾也呈显著的正相关,而与其他土壤理化性质的相关性却并不明显。[结论]营建混交林不仅具有相对较高的物种多样性,而且较为稳定,因此混交林营造具有一定的现实意义和发展前景。

用硅藻评价历山老摇河水质

对山西省历山自然保护区老摇河布点 7个 ,一次采集着生硅藻 ,共采得硅藻 17个属、5 0个种和种以下分类单元 ,进行了硅藻群落结构、个体数量、优势种的初步研究。用优势种的污生谱、硅藻群集指数DAlpo、硅藻生物指数BI、均匀度指数E及shannon -weaver多样性指数D ,对老摇河水质进行了综合评价。结果表明 。

阿什河流域底栖硅藻群落特征及水环境健康评价

为探索黑龙江省阿什河流域底栖硅藻群落特征及环境相关性,并对阿什河流域进行水环境健康评价,本研究于2018年7月(丰水期)和2018年10月(枯水期)对阿什河流域8个典型采样点进行调查。基于相似性分析检验(analysisofsimilarities,ANOSIM)和相似百分比分析(similarity percentages,SIMPER)分析探索枯水期与丰水期之间底栖硅藻的群落差异,通过冗余分析(redundancyanalysis,RDA)对驱动底栖硅藻的关键环境因子进行筛选;使用硅藻生物指数(biological diatom index,IBD)、硅藻属指数(generic index of diatom,GI)和水体营养指数(trophic state index,TSI)对研究区域水体营养状态进行初步评价。结果表明,研究期间共鉴定底栖硅藻89种,其中丰水期80种、枯水期57种。独立样本T检验(T-test)表明阿什河流域物种丰富度丰水期显著高于枯水期(P<0.05),Shannon-wiener指数变化不显著(P>0.05)。ANOSIM结合SIMPER分析结果显示阿什河流域硅藻群落格局存在一定的时空异质性。RDA分析表明水的电导率是驱动阿什河流域底栖硅藻空间分布的环境因子,枯水期与丰水期之间高锰酸盐指数(CODMn)含量的变化是影响硅藻群落演替的因素之一。IBD、GI和TSI指数结果显示阿什河流域受人为活动干扰区域营养状态较差,IBD指数较GI指数能更有效的反映阿什河流域水体营养状况。

在种与属两个级别评价太子河硅藻群落与环境因子的关系

2009年8—9月,对辽宁省太子河流域67个点位进行采样调查,以硅藻群落为研究对象,比较硅藻属级水平与种级水平相对多度、物种丰富度以及生物多样性指数间的相关性,并比较硅藻属级与种级属性与环境因子的相关性。实验结果表明,太子河流域硅藻属级水平的相对多度、丰富度和多样性指数与硅藻种级水平都极显著相关。Pearson相关性分析表明,硅藻属级水平的丰富度与环境显著相关的因子与种级水平丰富度与环境显著相关的因子相一致。Mantel-Test相关性分析表明,硅藻属级水平的相对多度与环境因子的相关性弱于种级水平与环境因子相关性。典范对应分析结果显示,影响硅藻属级和种级群落结构分布的主要环境因子均为悬浮物。基于硅藻生物评价指数的流域健康评价结果表明,应用硅藻属级和种级属性对太子河流域进行健康评价,其评价结果相一致。