蓝藻水华与淡水鱼类的生态相互作用研究进展

鱼类是淡水生态系统的重要组成部分.近年来水体富营养化和蓝藻水华暴发导致的水环境恶化、适宜栖息地丧失等生态问题,对鱼类生存及渔业经济带来巨大威胁和影响.蓝藻和鱼类的生态作用是相互的,利用鱼类调控蓝藻过度增长的生物操纵技术在某些富营养化水体治理过程中取得了一定效果.在此背景下,全面评估蓝藻水华对淡水鱼类种群的影响,以及鱼类对蓝藻生长的控制与驱动效应,是进一步推进淡水生态系统治理与保护研究的关键.本文系统归纳分析了蓝藻水华对淡水渔业的危害、有害蓝藻及其次生代谢产物对鱼类的毒性效应以及鱼类对蓝藻的生态调控作用,并对未来的重点研究方向进行展望,提出复杂蓝藻生物质或原位蓝藻水华对鱼类影响的综合效应和相关的水生态风险评价将是未来研究的重点.生物操纵技术的可行性应依据所治理水体的基本环境和生物特征,结合具体实践进行判断和决策.本文旨在为蓝藻水华的生态风险评估、淡水鱼类资源的保护,以及水生态环境的改善提供科学依据.     

太湖蓝藻水华“暴发”的动态特征及其机制

湖泊富营养化和有害藻类水华是目前全世界普遍面临的水域生态环境问题.太湖是典型的大型浅水富营养化湖泊,其富营养化导致的蓝藻水华"暴发"常常呈现时间和空间上的高度变异与不稳定性.以往的研究,无论是国际上流行的光合作用调节的藻类细胞上浮与下沉,还是国内流行的蓝藻水华"暴发"四阶段理论,都无法很好地解释太湖蓝藻水华"暴发"的时空动态变化特性.本文基于对太湖多次的野外观测与模拟实验,提出了关于太湖蓝藻水华"暴发"的全新概念性解释.在蓝藻细胞生长阶段,营养盐、温度、光照等环境因素影响较为显著,决定了蓝藻生物量的多少,为蓝藻水华"暴发"蓄积物质基础;在蓝藻水华暴发阶段,则主要受蓝藻细胞(团)浮力作用与水动力湍流作用的共同影响,决定了蓝藻水华出现后的规模、范围及位置.野外调查显示,在太湖这样的大型浅水湖泊,风浪作用条件下蓝藻细胞(团)在水柱中呈均匀分布;而当风浪消失后,蓝藻细胞(团)即迅速上浮形成水体表面可见的水华.蓝藻颗粒的上浮速度随着细胞团的增大而加快,适度的扰动促使蓝藻细胞团碰撞而形成更大的细胞团,更容易在水动力消失后快速上浮形成水华.湖流的辐合辐散是蓝藻水华上浮后形成可见的斑块形状、位置、漂移和聚集的决定因素.正是太湖地区风场高度多变与不稳定,才导致太湖蓝藻水华"暴发"的时空分布呈现多变的动态特征.上述研究结果澄清了长期以来一直困扰人们的太湖蓝藻水华难以监测、无法防控的问题,为蓝藻水华监测、预测预警、防控及应对措施的制定提供了科学的理论依据.     

浮游动物与蓝藻水华

在富营养化的湖泊与水库中蓝藻常成为优势种类。由蓝藻过度繁殖而形成的水华严重影响了水质和环境。浮游动物在湖泊中是水生生物中的重要组成部分,浮游动物中的一些种类可以通过摄取蓝藻而直接抑制蓝藻的过度繁殖,也可以通过改变湖泊的环境因子与营养条件来间接地控制蓝藻水华的形成。实现用浮游动物来对富营养化湖泊进行生物治理,应该设法提高湖泊中浮游动物的生物量和向湖泊中引进能够有效地抑制蓝藻繁殖的种类。     

浅水富营养化湖泊中蓝藻群体运动研究述评

自然水体表面重度水华中的蓝藻多以群体形式存在.蓝藻群体是由胞外多糖将多个细胞胶结在一起形成的,这些细胞主要来源于分裂增生或碰撞黏附.相对于蓝藻单细胞,具有更大尺寸和浮力的群体的主动和被动运动发生了深刻变化,这使得群体更易于上浮聚集形成水华.群体的主动运动是由有效浮力诱发的运动,其与群体的密度、形状和粒径等动力学参数密切相关.其中,粒径最为重要:太湖蓝藻大群体(100～425μm)上浮速率是小群体(20μm)的1475倍.群体的被动运动是由湖水运动驱动的.风浪对群体的作用贯穿蓝藻的整个生活史.适当的风浪扰动可以增大群体的尺寸,而过强的扰动会改变群体形态或令群体解体.同时,风浪主导的强湍流可以捕获漂浮群体,驱散表面水华.湖流的水平输送作用导致全湖蓝藻在下风区聚集,进而增大蓝藻单细胞或群体的黏聚机会,为形成持续性重度水华创造有利条件.不过,也有研究发现风力对漂浮群体的输送作用要大于表层湖流.据此,今后在蓝藻群体运动研究中需要开展面向群体动力学参数的野外长期监测,以期探明野外群体的时空动态及影响机制;加强浅水湖泊水动力特征及其对群体运动影响的研究,研发相关技术服务于太湖蓝藻水华防控.     

湖泊富营养化发生机制与控制技术及其应用

从湖泊富营养化的自然演化、湖泊沉积物中营养盐的释放及其内源污染机制、湖泊蓝藻水华暴发机理和湖泊富营养化控制与治理等方面进行了回顾与总结. 特别是围绕占中国淡水湖泊总数达70%左右的浅水湖泊富营养化机制与控制进行了探讨. 研究表明, 自然条件下湖泊也有可能富营养化, 特别是浅水湖泊更容易富营养化. 推断其原因可能与洪水有关. 浅水湖泊中的沉积物在风浪作用下发生悬浮, 致使沉积物中大量的营养盐释放出来并进入上覆水, 为生物生长所利用, 这是浅水湖泊内源污染负荷较深水湖泊重的原因所在. 蓝藻水华暴发是湖泊富营养化之后生态系统的一种异常响应, 其发生的原因与湖泊物理环境如光照(或透明度)、温度和适宜的水动力条件有关, 也与湖泊化学环境, 如氮、磷浓度及其氮、磷比值等有关, 还有形成水华的蓝藻本身的某些生理特性有关, 如伪空泡及抗拒紫外伤害的能力, 从而在对光照和营养盐的竞争中处于优势地位等特性, 这种竞争优势在浅水湖泊中尤为明显. 而浅水湖泊“水浅”的特性, 也使得营养盐负荷和蓝藻水华的控制难度加大. 对于湖泊富营养化的治理与控制应该遵循控源、湖泊生态修复和流域管理的原则. 对于湖泊沉积物中营养盐释放导致的内源污染控制, 既可以采用物理化学的方法、机械的方法和生物的办法, 甚至是仿水生植物的方法. 实施湖泊生态修复, 就是把富营养化的藻型湖泊生态系统转化为草型生态系统. 要实现这样的改变, 必须首先改善环境条件. 在现阶段, 把生态修复的重点放在水生植物种植上是有盲目性的, 而应该放在环境改善上. 由于各个湖泊类型不同, 因此, 各种治理的技术应该结合具体的情况来实施.     

高速公路桥面和伸缩缝早期损坏与施工控制要点

文章指出了高速公路桥面和伸缩缝早期损坏状况,分析了损坏原因,提出了预防及控制的要点。     

高速公路桥面和伸缩缝早期损坏与施工控制要点

文章指出了高速公路桥面和伸缩缝早期损坏状况,分析了损坏原因,提出了预防及控制的要点.     

蓝藻暴发 湖泊之痛（上）

＂蓝藻＂来了12011年8月,受持续高温影响,安徽巢湖局部湖面被大面积蓝藻覆盖,相关部门立即启动蓝藻暴发应急预案,对蓝藻进行打捞和处理。     

代谢网络进化过程中拓扑结构与功能之间的关联

代谢网络进化过程中酶的拓扑连接与它们的功能之间具有怎样的关联呢? 这种关联在亲缘关系较近的物种间是否具有一定的相似性呢? 以叶绿体和其内共生祖先蓝藻(Synechococcus sp. WH8102, syw)的代谢网络为对象, 以大肠杆菌、拟南芥和红藻的代谢网络作为对照,研究酶的连接度与其功能之间的关联. 结果表明, 各个物种中不同代谢通路和性质分类(EC)的酶都具有不同的平均连接度, 但是同一代谢通路或性质分类的酶在叶绿体和蓝藻syw中显示非常相似的连接度. 另外, 叶绿体与蓝藻syw之间的保守模块, 如氨基酸代谢等, 具有明显更高的平均连接度. 而且, 叶绿体和蓝藻中的同工酶都比其他酶具有更高的连接度, 对应基础类代谢通路, 并存于二者之间的保守模块中. 因此, 尽管内共生过程中叶绿体代谢组发生了较大的重组, 但是网络拓扑结构与功能间的关联仍然与其祖先细菌蓝藻非常相似, 说明这种关联可能用于衡量进化过程中物种间亲缘关系远近的程度.     

微囊藻毒素-RR 对大肠杆菌和枯草杆菌的渗透效应

微囊藻毒素是一类由蓝藻产生的具有肝毒性的环状肽类化合物, 是富营养化淡水水体中最常见的一种藻类毒素, 也是蓝藻水华污染过程中产量最大、危害最严重的藻毒素种类. 本文研究了微囊藻毒素MC-RR 对大肠杆菌(Escherichia coli)和枯草杆菌(Bacillus subtilis)细胞膜的渗透效应, 采用MC-RR 和溶菌酶协同处理下由于细胞溶解而引起吸光值A₆₇₅  的降低来表示. 结果表明, A₆₇₅ 值的降低随MC-RR 处理浓度和时间的变化而变化, 浓度越高, A₆₇₅ 值降低越明显, 由此表明, MC-RR 的存在增加了细菌细胞膜对溶菌酶的渗透性, 促进了溶菌酶的溶菌效应. 更进一步的实验证明, MC-RR 能促进细菌细胞内可溶性蛋白和可溶性糖的外渗量, 并且具有一定的剂量效应. 实验结果还进一步暗示, MC-RR 和水环境中的其他化合物的复合效应或许能够调节水体中的细菌群落, MC-RR 在水体生态系统中可能具有非常重要的生态学意义.     

风浪条件下太湖藻源性“湖泛”的消退及其水体恢复进程

"湖泛"发生后的稳定持续时间是决定其致灾程度的主要指标,风浪的复氧是破坏其稳定性的主要因素.本文采用室内装置模拟、视觉比较和氧化还原条件分析等方法,研究了不同风浪作用下藻源性"湖泛"的稳定性及水体中主要特征参数恢复过程.结果显示:静风对照下,"湖泛"水体黑色在实验过程中始终未消失,水体DO含量保持在约1.5mg/L以下;小风(～2m/s)和中风(～4m/s)下,"湖泛"大约可持续2d左右,"湖泛"消失时的DO含量约6mg/L;大风(～8m/s)下,仅需要14h就可使"湖泛"黑臭完全消失.并且发现,在"湖泛"消失后,保持原来的风速下至144h,没有再出现黑臭的回复;水体溶解性营养物(NH4+和PO43)含量的降低随风浪大小有明显的响应关系.研究结果为藻源性"湖泛"的应急治理提供了决策依据.     

江苏如东近海绿潮藻分子检测与类群演替分析

2007 年以来, 中国青岛、连云港、如东等黄海沿海连续4 年爆发绿潮现象, 尤其2008 年青岛爆发了世界最大规模绿潮, 造成了严重的生态危害. 2009 年, 我们对江苏省如东海域绿潮藻进行了调查和监测, 选取紫菜养殖架和防波堤坝上的11 个固着样品以及海区15 个漂浮样品, 对其ITS及5.8S rDNA 和叶绿体rbcL 基因序列进行了分子系统发育和类群演替分析. 结果显示, 如东沿岸堤坝和紫菜养殖筏架具有大量固着生长的浒苔类绿潮藻, 其海区漂浮绿潮藻团出现时间也最早,并逐渐北移; ITS 序列分析将如东样品聚为5 个类群, 即Ulva compressa 类群(6 个样品)、Ulva linza-procera-prolifera (LPP)复合体类群(12 个样品)、Ulva flexuosa 类群(3 个样品)、Blidingia sp.类群(3 个样品)以及Urospora spp.类群(2 个样品), 而rbcL 序列较为保守, 26 个样品只聚为4 个类群.DNA 序列分析表明, 如东海区漂浮与固着绿潮藻类群构成相同, 亲缘关系较近, 漂浮绿潮藻优势类群先后出现次序为: U. compressa, U. flexuosa 及LPP, 最终漂浮种与2008 年黄海绿潮优势种的ITS 序列完全相同. 本研究为今后黄海绿潮溯源及其预测防控奠定了重要基础.     

西南地区成品油管道山地灾害发育特点与防治

成品油管道作为一种线性工程,具有孕灾环境复杂、人为干扰多、灾害点多且分散等特点,灾害发育易受到自然条件改变与人类活动的影响。受山地灾害治理费用的限制,大量的灾害点不可能都进行防治。管道建设用地为临时征地,这就要求管道治理工程对土地的占用最小,用尽可能小的工程措施达到管道保护的最佳效果。基于以上管道建设独特的工程特征与管道山地灾害的防治要求,建立一套与管道工程环境相适应的山地灾害早期判识、成灾类型确定、预防和治理技术就显得十分重要。在多年山地灾害防治理论方法与技术研究的基础上,结合西南山区管道建设的实践,形成一整套山区管道山地灾害治理的理论方法与关键技术,并成功示范应用于中石化多条成品油管道的建设和运营中,保证了山区成品油管的安全。     

水华蓝藻中微囊藻毒素的提取及其光催化降解

微囊藻毒素(MCs)广泛产生于水华蓝藻中.本研究从太湖水华蓝藻中提取出MCs,发现主要成分为MC-RR.经多级分离和半制备色谱提纯制备得到MC-RR纯品.用水热法合成了钨酸铋(Bi2WO6)催化剂,并对其进行了X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、比表面积(SBET)、等电点pH(pHZPC)等表征.利用不同pH条件下制备的Bi2WO6,在近紫外光照射下对MC-RR进行光催化降解,发现在酸性条件下制备的Bi2WO6有较强的降解效果.同时发现,Bi2WO6对MC-RR的降解以空穴直接氧化为主.     

雷帕霉素靶蛋白:细胞生长调控之门

雷帕霉素(rapamycin)是一种大环内酯类化合物,最初于1972年由塞加尔从复活岛吸水链霉菌中成功分离。1991年,霍尔首次从酵母中鉴定出雷帕霉素靶蛋白(TOR),从而打开细胞生长和发育机制研究之门。TOR或m TOR是一种重要的分子整合器,可感知来自生长因子、激素、氨基酸和氧状态等的信号,并通过调节下游因子而影响蛋白质、脂类和核苷酸等的合成。TOR/m TOR信号通路在生长和代谢中发挥着重要作用,它的调节紊乱可导致癌症、衰老和糖尿病等多种疾病的发生。雷帕霉素及类似物(rapalogs)已被美国FDA批准应用于预防器官移植排斥反应和治疗肾细胞癌和神经内分泌肿瘤等癌症。文章介绍雷帕霉素和TOR的发现历程以及TOR信号通路的生理作用、机制和临床应用等。     

高速公路沥青路面早期病害及防护浅析

文章系统地对沥青混凝土路面各类常见的早期病害产生的原因进行了分析,同时从设计、施工、管养等方面提出了相应的预防与治理措施。     

人工智能在疾病预测中的应用

首先介绍了人工智能在疾病预测中的应用现状和发展,包括公共卫生防控和个人疾病筛查及健康管理两个方面。接着分析了传统疾病预防方法存在的弊端,从数据源和技术方面综述了人工智能给疾病预测带来的突破和发展。最后,列举了人工智能技术在疾病预测中的应用。     

浅析水泥混凝土路面早期断板原因及防治

文章结合笔者参加检查验收的几条滑模施工和小型机具施工的混凝土路面发现有早期开裂断板,分析其成因并提出防治对策。     

浅谈资源整合矿井防治水的管理

从管理的角度出发,理论分析与实际相结合,重点针对资源整合矿井在生产建设过程中防治水工作进行了分析,提出了资源整合矿井的防治水工作思路及其防控措施,以更好地指导矿井的安全生产、建设。     

构建财务预警系统的思考

建立财务危机的预警与防范系统,适时地、准确地对企业的财务状况进行预测与分析,以求避开和化解可能出现的财务危机,是市场竞争机制的客观要求.亦是中国现代企业面临的新课题.