环境因子对衣藻水华消长影响的初步研究

通过对一小型水体中衣藻水华发生全过程的研究,获得几种环境因子对衣藻水华消长影响的相关数据。此次水华的发生期为2000年2月至3月,水温的变化范围在8－20℃之间。观测发现,水体中氮、磷的含量是影响水华发生的主要因素：其中有效氮磷的比值为17,这有可能就是导致水华中优势藻类的决定因素,并且当正磷酸盐浓度随着水华的不断发生而降至0．655mg/L时,衣藻的生长就受到了限制。此外我们还发现水华的消退与水体中细菌、浮萍、浮游动物等生物因素的作用有关。     

蓝藻越冬机理研究进展

在水体富营养化日益加剧的形势下,蓝藻水华的爆发频频发生.在蓝藻的整个生活史中,越冬期是一个非常特殊的时期.藻体避开冬季不利的生长环境沉入底泥越冬,并可能成为来年水华爆发的"种源".所以,对蓝藻越冬机理的研究是非常必要的.这里就越冬期蓝藻的藻细胞形态、藻体毒性及上浮能力,蓝藻对冬季底泥的环境如低温、低光照、低氮高磷的适应性及其与浮游动物种间关系进行综述,并归纳总结了越冬期末藻体的复苏机制,指出目前关于此阶段研究存在的问题,明确未来的研究重点.     

水体泥沙污染物起动再悬浮释放的物理过程和影响因素

水流流动、泥沙运动与污染物迁移转化之间存在较强的相互作用,形成了一个彼此紧密联系的综合环境系统.复杂水动力条件使得沉积底泥和悬浮泥沙对水环境的影响体现为一种动态耦合的综合效应.采用室内水槽实验研究了污染物通过底泥的静态扩散释放、泥沙起动再悬浮释放以及随悬浮泥沙的紊动释放3种主要方式进入水体的物理过程.结果表明,底泥沉积物可以依据颗粒特征分为泥质和沙质两种不同的底质;颗粒粒径、孔隙率和初始污染物浓度是决定底泥-水界面污染物静态释放特性的主要因素,并由此建立了沉积物中污染物总量的衰减公式,其衰减时间与污染层厚度、密度以及污染物分配系数正相关.泥沙污染物起动再悬浮释放过程大致上可以分为起动初期,悬浮沉降交替期和悬浮沉降平衡期3个阶段,在后两个阶段水体中污染物固液分配比值先增加后减小.基于质量守恒推导了底泥再悬浮污染物释放量的经验公式,和实验结果对比表明污染物的吸附解吸性质一定程度缓解了其释放的速率.水体中污染物的浓度分布和水流流速分布以及悬浮泥沙浓度分布密切相关,呈现出一致的变化规律.泥沙污染物的分布随着流速的增加在水体垂向上差异也变大,而水体的含沙量越大,泥沙污染物的分布反而越趋向于均匀.     

塘-湿地组合处理系统中磷的主导去除机制分析

为确定环境差异对磷去除机制影响,利用组合塘-湿地生态处理系统中各单元环境与磷形态分布的差异,分析各单元磷的主导去除机制及其对底泥和水体中磷迁移过程的影响.结果表明：悬浮磷沉积、溶解无机磷的吸附/络合和悬浮磷的截滤依次为各单元磷的主导去除机制.磷主导去除机制的差异决定了各单元底泥中磷分布遵循一定的规律性和特殊性.此外,低温期悬浮磷的沉积作用除磷效率高;高温期溶解无机磷的吸收/络合作用除磷效率高.因而,水环境差异对生态处理系统中磷去除规律影响明显.     

泥-水界面微孔曝气对底泥重金属释放潜力的影响

采用自行研发的泥-水界面精准布氧系统研究了微孔曝气对安徽省合肥市南淝河城市重污染河段底泥重金属形态分布以及释放规律的影响.结果表明,微孔曝气明显改变了泥-水界面物理化学环境,增加了上覆水溶解氧(DO)质量分数和pH值,特别是显著提高了表层底泥氧化还原电位(ORP).泥-水界面微孔曝气处理显著改变了表层底泥重金属形态分布特征,显著降低了酸提取态重金属质量分数,而残渣态重金属的质量分数比例均出现不同程度增加.特别是镍(Ni)的形态变化对微孔曝气反应更为敏感,曝气前后残渣态质量分数比例由39.5%上升到55.0%.与对照组相比,在试验初期,泥-水界面微孔曝气处理下底泥间隙水重金属质量分数有所增加,但随着处理时间延长,这种增加效应逐渐减弱,至曝气处理10d以后,底泥间隙水重金属质量分数较对照组均有明显下降,尤其Ni下降更为明显.泥-水界面微孔曝气导致表层底泥中酸可挥发性硫(AVS)减少,但并没有促进底泥中重金属的释放.泥-水界面微孔曝气对底泥重金属生物有效性和释放风险的抑制效应主要归功于上覆水和表层底泥DO质量分数、pH和ORP等理化环境的改变.     

铜绿微囊藻、水华鱼腥藻对不同形态磷的摄取及生理响应

研究山仔水库2种水华蓝藻:铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)、水华鱼腥藻(Anabaena flosaquae)在不同形态磷(4种无机磷和2种有机磷)条件下的生长效应.通过测定胞外总磷含量及碱性磷酸酶活性,比较两者对不同形态磷的摄取能力.结果显示,2种水华蓝藻对正磷酸盐(磷酸氢二钾、磷酸二氢钾)的吸收速度和碱性磷酸酶酶活均大于多聚磷酸盐(焦磷酸钠、聚磷酸钠)和有机磷盐(ATP、甘油磷酸钠);铜绿微囊藻磷吸收速率大于鱼腥藻,但水华鱼腥藻相应的比增长速率和碱性磷酸酶酶活性均大于微囊藻,表明正磷酸盐是水华蓝藻生长所需的最适磷盐;低磷条件下,水华鱼腥藻有可能成为优势藻.     

湖泊湿地生态系统水动力、水生态数学模型研究

探析水生植物的生长机理及与外部环境物质的交换过程,凝练水生植物生长发育特征以及底泥营养物质迁移转化过程的动力特征,基于营养物质在植物-底泥-水体界面的迁移转化理论以及湖泊水动力对水生植物生长过程的响应机理,建立了水-植物-底泥耦合的湖泊湿地生态系统水动力水生态数学模型.     

底泥对藻源型局部黑臭水体形成的影响

在太湖局部黑臭水体易发区域竺山湾采集太湖原水、蓝藻及底泥,通过配置"底泥+湖水+蓝藻,湖水+蓝藻,底泥+湖水"三不同的试验系,监测试验过程中水体物化环境指标、致臭致黑物质及水体常规指标的变化特性,分析底泥对局部黑臭水体发生的作用.结果表明,在静态条件下,藻密度为1.0×108 cells/L的藻水中,底泥会使得黑臭水体提前发生.在致臭物质产生方面,底泥促进了典型致臭物二甲基三硫醚(DMTS)的形成及进一步转化.在致黑物质产生方面,底泥促进了硫化物的形成,增加了上覆水中硫化物及Fe2+的浓度,使得水体提前发黑,且发黑程度加重.水体发黑期间,有底泥的藻水较无底泥的藻水中硫化物与Fe2+浓度分别增加0.63mg/L和0.10mg/L.高密度蓝藻堆积消亡使得水体形成的厌氧强还原环境,诱使底泥中的营养盐等向上覆水体释放,使得水体环境急剧恶化.     

滇池溶解氧浓度变化的氮磷循环响应模拟研究

基于滇池外海的三维水动力?水质模型, 模拟湖泊水动力及水质的动态过程, 识别湖泊水体中溶解氧特征, 并通过设置外部负荷削减情景, 探究溶解氧浓度对底泥内源释放以及氮磷循环的影响。结果表明: 1) 由于藻类爆发与水体氧传输受阻的共同作用, 滇池底层水体6—9月间存在较严重的缺氧现象; 2) 溶解氧调控底泥氮、磷营养物质的释放, 进而显著地影响底层水体中氮、磷浓度; 3) 滇池底层缺氧状况的改善对外部负荷削减要求较高; 4) 底泥的磷吸收?释放平衡点溶解氧浓度约为3.3 mg/L, 滇池水体中氮浓度的变化更易受外源负荷作用影响。     

铜锈环棱螺控制微囊藻水华的机理研究

通过室内实验研究环棱螺呼吸行为、摄食行为及水体中不同泥沙含量对环棱螺控制微囊藻的效果,揭示铜锈环棱螺(Bellamya aeruginosa)对微囊藻水华的控制机理.研究结果表明:环棱螺呼吸过程中截留水中的微囊藻颗粒,形成黏液包裹的高浓度微囊藻团,该行为短时间减少水中的悬浮微囊藻生物量,使水华状态暂时消失.对微囊藻团的摄食是环棱螺去除水体中微囊藻的主要方式,但未被摄食的微囊藻团及粪便颗粒中大量未死亡的微囊藻能迅速在水体中复苏增殖,再次引起微囊藻生物量的增长和水华的暴发.水体泥沙含量的增加改变了微囊藻团及粪便的结构,使得抑制和杀灭微囊藻的效率提升,水华状态彻底消失.     

遮光对贵州原产两种金花茶生长发育和生理特性的影响

【目的】探讨遮光对贵州金花茶和离蕊金花茶扦插苗生长、发育和生理指标的影响,为其栽培、人工授粉和自然更新提供理论支持。【方法】以两种金花茶3年生扦插苗为试验材料,搭建遮阳网,设置全光照(CK)、30%遮光率、60%遮光率和90%遮光率的4种处理。处理12个月后,测定苗高、地径、冠幅、花蕾数、开花数、有机物积累、叶绿素和丙二醛(MDA)含量。【结果】贵州金花茶苗高、冠幅、抽梢数和叶片数在60%遮光处理下最高,可溶性糖和MDA含量在CK中最高;离蕊金花茶苗高和抽梢数在60%遮光处理下最高,地径、叶片数、可溶性糖、可溶性蛋白和MDA含量在30%遮光处理中最高;两种金花茶在90%遮光下叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量较高;同一遮光处理下,离蕊金花茶可溶性蛋白含量是贵州金花茶的3.3~6.2倍。观察发现,贵州金花茶的花期为1—3月,而离蕊金花茶的花期为10—12月;贵州金花茶盛花期为3月,而离蕊金花茶盛花期为11月。以隶属函数法分析认为,两种金花茶在不同遮光处理下各指标得分的综合排名均在60%遮光中最高,CK中最低。【结论】遮光处理会影响金花茶的生长、花芽分化和生理特性,贵州金花茶扦插苗在30%~60%遮光范围、离蕊金花茶在60%~90%遮光范围生长和发育更好。     

典型性微量金属元素对藻华的激励趋势探讨

Fe、Mn、Zn等典型性微量营养元素对藻类增殖的影响是探讨藻华成因分析的重要内容.通过设计系列正交实验,研究代表性微量元素Fe、Mn、Zn对常见藻华生物(蓝藻、绿藻)的影响,结果表明:P、Fe、Mn、Zn的质量浓度变化对藻生长速率激励效果明显,显著性顺序依次为:ZnPFeMn.通过单独添加Fe、Mn、Zn的方法进一步进行了藻增长潜力实验.结果表明:在Fe、Mn、Zn质量浓度分别为0.20、0.13、0.033mg/L时,藻类生长速率达到最大值,低于该质量浓度时,金属离子质量浓度与藻类生长速率、生物量呈正相关;高于该质量浓度时,金属离子质量浓度与藻生长水平呈反相关;拟合Fe、Mn、Zn质量浓度与藻生长速率之间的数值关系,分别得到相关系数为0.93、0.87、0.90的回归方程;根据微量元素与藻类生长速率之间的相关性,可以对藻华的爆发时间或程度进行一定精度的预测.正交实验中,锰的激励作用受微量元素之间的竞争性抑制而被消弱,反映出锰的作用机理比较复杂,有待于深入研究.     

不同叶色青钱柳叶片色素、多酚含量及光合特性的差异

【目的】青钱柳是多功能树种,通过比较分析两种不同叶色青钱柳叶片色素、黄酮和单宁两类多酚含量及其光合特性的差异,为青钱柳良种选育提供理论依据。【方法】按照季节动态分别采集红叶青钱柳和绿叶青钱柳的新叶和成熟叶,测定其花色素苷、叶绿素、类胡萝卜素、单宁和黄酮含量,定期测定4种类型叶的净光合速率(P_n)和PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m),并采用单因素方差分析比较不同类型叶间的差异。【结果】红叶青钱柳的新叶花色素苷含量显著高于其他3种类型叶(P<0.05),但叶绿素和类胡萝卜素含量显著低于红叶青钱柳和绿叶青钱柳的成熟叶片(P<0.05);红叶青钱柳和绿叶青钱柳的成熟叶片中的黄酮和单宁含量在多数采样时间均无显著差异(P> 0.05),但在秋季,红叶青钱柳成熟叶片的单宁含量显著高于绿叶青钱柳的成熟叶片(P<0.05);由于红叶青钱柳的新叶积累高花色素苷含量而使总叶绿素含量下降,但其P_n与绿叶青钱柳的新叶不存在显著差异(P> 0.05),红叶青钱柳和绿叶青钱柳成熟叶片的P_n也不存在显著差异(P> 0.05)。【结论】较高浓度的花色素苷是红叶青钱柳新叶呈现红色的主要原因;红叶青钱柳和绿叶青钱柳叶中单宁与黄酮的含量存在一定差异,但总体上差异不显著;红叶青钱柳新叶阶段叶多酚类物质含量较高,但在成熟叶阶段与绿叶青钱柳无显著差异(P> 0.05)。因此,红叶这一表型性状可为青钱柳药用优良单株的筛选提供一定参考,红叶青钱柳在7—8月叶片仍保持较高花色素苷含量而呈现红色,比绿叶青钱柳具有更高的观赏价值。     

‘晨光’大花金鸡菊花芽分化及光周期特性研究

【目的】研究不同光周期处理下大花金鸡菊花芽分化形态和营养生长的相关性。【方法】将大花金鸡菊出苗后分别培养在长日照和短日照条件下,通过制作石蜡切片观测各自花芽分化的进程,并记录各时期的出苗周数、株高、株幅、真叶数和分枝数。【结果】①大花金鸡菊品种‘晨光’花芽分化时期分为8个阶段。在长日照(LD)和短日照(SD)两种光周期下,其花芽分化在出苗第17周分别处于花序原基分化期和营养生长前期,即从这周起植株对长日照光周期诱导开始反应; ②‘晨光’的各生长指标(株高、分枝数、株幅)与其花芽分化时期均极显著相关,其中对光周期越敏感的指标,与花芽分化时期的相关性也越大; ③花序原基分化期至苞片原基分化期是LD对‘晨光’的主要开花诱导时期。【结论】以花芽分化量化指标t_DP(花序原基分化期)=3为标准,株高为20.60 cm、株幅为26.01 cm、分枝数为13时进行长日照诱导,则开花较快且开花品质较高。     

青钱柳产业发展历程及资源培育研究进展

青钱柳为我国特有的单种属植物,是集药用、保健、材用和观赏等多种价值于一身的珍贵树种,有广阔的发展前景。关于青钱柳的研究始于20世纪70年代末,2013年青钱柳叶被国家卫生和计划生育委员会列入新资源食品目录,极大地推动了我国青钱柳产业向前发展。笔者简述了青钱柳的天然分布及其潜在适宜栽培区概况,从青钱柳相关的论文发表、专利申请及社会关注度等视角探讨了青钱柳研究的脉络及青钱柳产业的发展历程;重点关注了青钱柳叶用林资源培育的研究,阐述了青钱柳种质资源收集评价及种群遗传多样性、基因组学与生物活性物质代谢调控、叶生物活性物质的地理变异及叶用林定向培育理论与技术等方面的进展。同时,分析了青钱柳产业发展中存在的主要问题,提出了强化青钱柳定向优良品种创制及其无性系化、优化青钱柳人工林的定向培育模式及“良好农业规范”(GAP)栽培、加强青钱柳活性物质提取与功能研究、重视青钱柳高附加值产品开发及产业化等建议,旨在推动我国青钱柳产业的健康和可持续发展。     

Rapid and early export of Phaeocystis antarctica blooms in the Ross Sea, Antarctica

The Southern Ocean is very important for the potential sequestration of carbon dioxide in the oceans and is expected to be vulnerable to changes in carbon export forced by anthropogenic climate warming. Annual phytoplankton blooms in seasonal ice zones are highly productive and are thought to contribute significantly to pCO2 drawdown in the Southern Ocean. Diatoms are assumed to be the most important phytoplankton class with respect to export production in the Southern Ocean; however, the colonial prymnesiophyte Phaeocystis antarctica regularly forms huge blooms in seasonal ice zones and coastal Antarctic waters. There is little evidence regarding the fate of carbon produced by P. antarctica in the Southern Ocean, although remineralization in the upper water column has been proposed to be the main pathway in polar waters. Here we present evidence for early and rapid carbon export from P. antarctica blooms to deep water and sediments in the Ross Sea. Carbon sequestration from P. antarctica blooms may influence the carbon cycle in the Southern Ocean, especially if projected climatic changes lead to an alteration in the structure of the phytoplankton community.     

局部水域绿藻硅藻的生长速率模型形式

由于我国南方热带亚热带地区具有持续高温期比较长、生态多样性显著的特征,藻华的危害、防治及其预警技术一直是研究热点问题。论文利用广东省大沙河水库原水进行一系列藻类培养试验,采用人工模拟微宇宙环境系统,通过控制培养的初始营养盐浓度,过程中的光照、水深、pH值等生态条件,考察不同初始营养条件、不同光照情况下藻种群密度在藻生长迟缓期和对数期内的增长规律,建立藻生物量的生长速率模式。结果表明,两种情况下的藻生长速率模式高度一致,为指数模型,模型中的参数与初始培养条件有着密切的关系。该模型可以为综合因素的藻生长速率建模提供参考。     

氮磷添加对亚热带常绿阔叶林凋落物产量及其养分含量的影响

【目的】凋落物是森林净生产量的重要组分,探讨森林凋落物生产及其养分归还量对氮磷添加的响应,为亚热带常绿阔叶林可持续经营提供科学依据。【方法】选择安徽池州亚热带常绿阔叶林,包括甜槠(Castanopsis eyrei)老龄林和苦槠(C. sclerophylla)中龄林,开展氮磷添加试验,设置3个处理,即氮[N 100 kg /(hm²·a)]、氮+磷[N 100 kg /(hm²·a) +P 50 kg /(hm²·a)]和对照(CK,无氮磷添加)。采用凋落物收集框法,对林分凋落物生产量及其养分归还量进行了为期1年的监测(2017年5月至2018年4月)。【结果】N+P处理下,苦槠林和甜槠林总凋落物量最高值分别为9.502、7.120 t/(hm²·a);其次是N处理,分别为8.393、7.041 t/(hm²·a);CK林分分别为7.724和6.697 t/(hm²·a),氮磷添加提高了总凋落物量,但不同处理间没有显著差异。在N处理和对照条件下,两林分凋落物各组分所占比例由大到小顺序均为:落叶、落枝、碎屑、落花落果。但在N+P处理的苦槠林中由大到小依次为:落叶、落枝、落花落果、碎屑。N处理下,苦槠林和甜槠林凋落物年均氮含量分别为14.199和13.648 g/kg,N+P处理分别为13.863和13.650 g/kg,CK林分分别为13.384和13.094 g/kg。各处理下苦槠林和甜槠林凋落物年均磷含量由大到小顺序为N+P、CK、N处理。两林分凋落物的氮磷含量和年归还量不同处理间差异均不显著;不同处理间的苦槠林和甜槠林凋落物的氮磷比均无明显差异。【结论】氮沉降提高了苦槠和甜槠林凋落物产量,磷添加具有一定的增效作用,表明磷添加缓解了氮沉降引起的磷限制作用。     

海南濒危植物蕉木种群结构与动态特征

【目的】分析海南濒危植物蕉木的年龄结构和数量动态特征,探讨两种干扰程度下蕉木种群生存现状和动态变化趋势,揭示蕉木种群与环境之间的关系,探索蕉木种群濒临灭绝的原因,为维护和恢复蕉木种群提供依据。【方法】利用典型群落样方法对海南蕉木分布的9个典型样地进行群落学调查,详细记录各样地的海拔、坡度、坡向、林分郁闭度、植被群落等生境指标。同时,调查每个样地内和其他非典型群落分布点蕉木个体的树高、胸径等指标;在对蕉木典型群落组成和结构调查的基础上,将所有蕉木种群个体所在群落分为受人为干扰较强和较弱两种生境进行比较和分析;将蕉木胸径大小划分为7个径级,并以胸径代替龄级来反映种群结构;将龄级与胸径大小级对应,绘制蕉木种群的径级结构图;使用种群动态量化方法编制种群的静态生命表,分析其存活曲线、死亡率曲线等重要参数;运用时间序列模型模拟并推测蕉木种群的数量动态和发展趋势。【结果】①典型蕉木群落中乔木层和灌木层的物种多样性均较高;②两种干扰生境中的蕉木种群年龄结构有所差异,但幼龄和中龄植株总数量均占有一定优势,种群具有一定的恢复潜力;③两种干扰生境的蕉木幼苗数量均较少,Ⅱ龄级呈现衰退趋势,种群自我更新能力较差,对外界的干扰具有较高的敏感性;④种群生存呈Deevey-Ⅱ型存活曲线,曲线呈对角型,各龄级阶段具基本相同的死亡率;⑤人为干扰程度强的生境中蕉木种群存活能力比人为干扰程度弱的生境中低。【结论】人为活动导致的适宜生境地减少和种子自然萌发率低是蕉木种群濒危的主要原因。因此,应加强对蕉木种群及栖息地的保护,保护蕉木现有的成年个体;而对于蕉木植株分布较密集区域,在果实成熟季节应定期采收蕉木种子并加以一定的人工抚育促进种子萌发和幼苗的更新;可通过适当修剪老龄的蕉木个体促进其萌芽,提高开花结实率;对于干扰程度较强生境的蕉木种群应加强植物的保护宣教工作,降低人为干扰;而在干扰程度较弱生境,也应加强对中小径级蕉木个体的人工抚育,促进蕉木种群的自然更新和恢复。     

无人机辅助授薄壳山核桃花粉对山核桃的结实效应

【目的】人工点粉、抖粉授薄壳山核桃(Carya illinoensis)花粉对山核桃(Carya cathayensis)结实有增效作用,但因工效低而不适合大面积应用。探讨无人机辅助授薄壳山核桃花粉对山核桃实生林分的结实效应,为山核桃大面积生产性应用辅助授粉提供参考。【方法】选取15年生山核桃实生林为研究对象,利用无人机喷洒按0.025%质量比调配成的薄壳山核桃花粉水溶液,采取连续面积逐株全果测定的方法测定处理与对照样区的果实产量及果质量、核质量、果仁质量等性状,运用Excel 2007进行统计分析。【结果】无人机辅助授薄壳山核桃花粉对山核桃果实有明显增效作用,能显著增加山核桃单位面积鲜果产量、单果质量、核质量及果径,但对果高、核高、核径、果仁质量无显著影响。与对照相比,单位面积鲜果增产37.16%; 平均单个果实的果质量、核质量、果仁质量分别增加12.02%、5.98%、5.49%,果径增加4.81%。【结论】无人机可辅助对山核桃授薄壳山核桃花粉,由于无人机旋翼风力和种间杂交优势的双重影响,对山核桃果实有明显的增效作用。