沉积物中微生物量与有机碳形态的相关性研究

以富营养化类型不同的乌梁素海和岱海为对象,根据水域面积及生态类型进行采样及分析测试,开展了湖泊沉积物中微生物量与有机碳形态的相关性研究,对比分析了2个湖泊沉积物微生物量的分布特征及其差异性,初步探讨了2个湖泊沉积物微生物量与含水率、pH及有机碳各形态间的相关性。结果表明,乌梁素海表层沉积物中微生物量介于5.59×10^8～32.46×10^8个·g^-1dw,平均16.36×10^8个·g^-1dw;岱海表层沉积物微生物量介于4.76×10^8～43.66×10^8个·g^-1dw,平均25.04×10^8个·g^-1dw;乌梁素海微生物量的高值区位于湖区东南部,岱海微生物量的高值区位于湖心区;2个湖泊沉积物柱芯中的微生物量均随深度增加而减少,沉积物微生物量与含水率、总氮和活性有机碳呈显著相关性。     

滦河水库系统浮游植物时空变化特征研究

2009年对滦河水库系统潘家口-大黑汀水库的浮游植物时空变化特征进行研究,结果表明,潘家口-大黑汀水库共监测到浮游植物8门34科62属,其中本次研究共发现库区新记录藻类11属;种类最多的为绿藻门和硅藻门,分别有27属和14属,分别占32.4%和23.5%;其中优势种类为8属,常见种类为17属,次常见或稀有种类为37属。藻密度在春末和夏初较小,在秋季的8、9月生长量达到最大,在冬季又开始降低,以潘家口坝上样点为例,5月藻密度为160.9万个.L-1,9月藻密度1 721.27万个.L-1;春季主要的优势类群为硅甲藻,夏季为隐硅藻,秋季为蓝绿藻,夏秋季节的优势属为假鱼腥藻（蓝藻门）。藻类分布存在空间性差异,种类最多的样点（下池）共发现43属,种类最少的样点（大黑汀库区）仅发现20属。与20世纪80年代的调查结果相比,47属为共有浮游植物,相似性系数为64.8%,浮游植物群落结构由硅藻型向蓝-绿藻型转变,其中变化最大的样点为潘家口坝上,相似性系数仅为29.4%,藻类密度增加了近20倍,总磷和总氮浓度分别增加1.41倍和3.63倍,潘家口-大黑汀水库富营养化程度呈加剧趋势。     

珠江三角洲低盐度虾池秋冬季浮游微藻群落结构特征的研究

2007年9月—2008年1月,对广东省珠海市斗门区4口凡纳滨对虾低养殖池塘水体浮游微藻进行定期连续采样,分析了群落的结构特征。结果表明,共检出浮游微藻113种,其中绿藻55种,蓝藻21种,硅藻和裸藻各15种,隐藻和甲藻各3种,金藻1种。优势种有8种,主要为蓝藻门种类,有圆胞束球藻（Coelosphaerium naegelianum）、绿色颤藻（Oscillatoria chlorine）、假鱼腥藻（Pseudoanabaena sp.）、卷曲螺旋藻（Spirulina spirulinoides）、拟短形颤藻（Oscillatoria subbrevis）和粘连色球藻（Chroococcus cohaerens）,其次还有硅藻门的角毛藻（Chaetoceros sp.）和新月菱形藻（Nitzschia closteriu）。养殖早期浮游微藻个体数量介于7.9×105～6.2×107ind·L^-1之间,生物量0.05～2.9mg·L^-1,多样性指数平均为2.02～2.68;养殖中后期浮游微藻个体数量介于37.2×107～2.1×109ind·L^-1之间,生物量11.6～502.9mg·L^-1,多样性指数平均为2.39～3.36。浮游藻类的种类、个体数量、生物量及多样性指数均表现为养殖前期低后期高的变化规律。     

养殖欧洲鳗鲡不同体位及其养殖水体中的菌群组成研究

为探明养殖欧洲鳗鲡不同体位及其养殖水体中可培养菌群的组成结构,本研究利用16S rDNA序列分析法对从精养池鳗鲡的鳃部、肠道和表皮及其养殖水体中分离得到的可培养细菌进行了分子鉴定并构建了系统发育树。研究结果显示,鳃部、肠道、表皮和水体的菌密度分别为1.6×10^6 cfu/g、2.2×10^7 cfu/g、1.4×10^4cfu/cm2和4.5×10^3 cfu/mL;分离菌株分别属于γ-变形菌纲的肠杆菌属、不动杆菌属、栖水菌属,β-变形菌纲的食酸菌属,芽孢杆菌纲的葡萄球菌属、气球菌属,黄杆菌纲的金黄杆菌属和放线菌纲的微球菌属等5大类8个菌属。其中,微球菌属、肠杆菌属和栖水菌属分布最广,各样品中均有检出;而气球菌属和食酸菌属仅在鳃部分布。各生态位中,鳃部菌群最为多样,含有葡萄球菌属之外的7个属;而水体菌群种类最少,只有4个属。此外,菌群组成含量的分析结果表明,鳗鲡鳃部以金黄杆菌属（28.3%）和肠杆菌属（26.1%）居多;而肠道、表皮和养殖水体都以微球菌属占绝对优势,分别为43.6%、53.5%和74.8%。     

珠江河口区罗非鱼养殖池塘中浮游微藻的群落特征

2009年5月至11月,在广州市番禺区海鸥岛对6口罗非鱼河口养殖池塘的微藻群落结构和水质因子进行定期采样分析,共检出微藻7门157种,其中绿藻67种,蓝藻34种,硅藻18种,甲藻5种,隐藻3种,裸藻28种,金藻2种。各池微藻优势种种类丰富,但不同门类优势种单胞体积差异较大,其中：数量优势种多为蓝藻类的威利颤藻、点形平裂藻、褐色念珠藻、圆胞束球藻、坚实微囊藻、不定微囊藻等和绿藻类的蛋白核小球藻、镰形纤维藻、空星藻等;生物量优势种多为裸藻类的鱼形裸藻、秋鳞孔藻、琵鹭扁裸藻、扭曲扁裸藻、糙膜陀螺藻和甲藻类的加顿多甲藻、多纹膝沟藻以及隐藻类的啮蚀隐藻、具尾蓝隐藻等;卷曲螺旋藻既是数量优势种又是生物量优势种。微藻数量和生物量在养殖前中期增加较快,物种多样性丰富,后期多呈较低水平,物种多样性也逐渐下降。养殖前中期各池微藻数量范围为（0.59～72.85）×107ind·L^-1,生物量范围为1.12～114.14mg·L^-1,多样性指数平均为2.98;养殖后期微藻数量范围为（16.29～67.37）×107ind·L^-1,生物量范围为6.57～67.76mg·L^-1,多样性指数平均为2.78。各池微藻数量或生物量多与COD、DIN等营养因子呈显著正相关关系。罗非鱼也可通过滤食作用有效影响池塘微藻群落结构和水质因子的变动。     

滇池沉积物铵态氮的时空变化特征研究

沉积物在湖泊氮、磷循环和水体富营养化过程中起着重要作用。本研究应用GPS定位技术,于2003年5月至2004年5月,对滇池海埂、斗南、罗家村、新街、昆阳等5个代表性样点沉积物铵态氮含量进行为期1 a的动态监测,全面分析了滇池不同区域、不同层次、不同时期沉积物铵态氮的动态变化特征。结果表明,滇池沉积物铵态氮平均含量为74.57 mg kg-1,全湖沉积物铵态氮平均含量年变化范围是45.55~170.1mg kg-1。沉积物铵态氮因季节变化其变化幅度很大,各区域沉积物铵态氮含量总体趋势夏季高、冬季低,但不同位点变化高峰和趋势不同。不同层次沉积物铵态氮含量变化随季节而变化,夏季为表层(0~5 cm)中层(5~10 cm)底层(10~20 cm),冬季为中层表层和底层。表层、中层、底层沉积物铵态氮含量的变化范围分别为18.71~172.9mg kg-1、29.55~192.2mg kg-1、19.93~123.8mg kg-1。各区域沉积物铵态氮平均含量以罗家村最高,斗南最低。沉积物铵态氮与水体铵态氮、水体pH呈显著正相关,与沉积物有效磷呈显著负相关,暗示了沉积物铵态氮是水体氮的源和库,并影响着沉积物中磷的释放。     

半干旱区不同土层深度土壤有机碳变化

选择内蒙古自治区赤峰市敖汉旗黄花甸子流域为研究对象,运用地统计学与ArcGIS空间分析工具相结合的方法研究了不同土层深度土壤有机碳含量、密度以及储量的变化情况。结果表明,不同土层有机碳含量与密度由高到低均表现为:表层(0—20cm)中层(20—60cm)底层(60—100cm)。表层土壤碳密度随海拔高度的增加而下降,有机碳含量呈现先增加后降低的趋势;底层土壤有机碳含量随海拔高度的改变无明显变化。同时海拔高度对土壤有机碳的影响也随土壤深度的增加而减小。研究区有机碳总储量为2.04×105 t,不同土层有机碳储量由高到低表现为:中层(8.56×104 t)底层(6.41×104 t)表层(5.47×104 t)。土壤有机碳储量与其对应海拔高度下面积的大小具有显著相关性。     

黄土高原柠条锦鸡儿根际AM真菌生态学研究

对陕西省延安、绥德、横山和榆林4个自然生境下柠条根际AM真菌空间分布和土壤成分进行测定分析。结果表明,AM真菌泡囊定殖率及孢子密度与样地生态条件密切相关,泡囊定殖率和孢子密度在绥德最高,丛枝定殖率在榆林最高。采样深度对孢子密度有显著影响,最大孢子密度发生在10～20cm土层,而AM真菌定殖率在0～10cm或20～30cm土层有最大值。孢子密度与泡囊定殖率呈正相关,与丛枝定殖率呈负相关。孢子密度与土壤有机质、速效磷、速效钾和Cl-含量呈负相关,泡囊定殖率与土壤pH呈正相关,而与土壤湿度、速效钾和Cl-含量呈负相关。土样中AM真菌多为球囊霉属(Glomus)种类,也有少数无梗囊霉属(Acaulospora)和巨孢囊霉属(Scutellospora)种类。建议孢子密度和泡囊定殖率可作为检测土壤环境状况的指标。     

洞庭湖典型断面藻类组成及其与环境因子典范对应分析

2010年对洞庭湖6个典型断面进行了浮游藻类生物调查,共鉴定出7门72属（种）,浮游藻类的密度范围在67.2×104～161.9×104cell·L-1;各典型断面间浮游藻类组成以硅藻和隐藻占优势,藻类群落结构存在着明显的差异。藻类Margalef指数及Shannon-Wienner指数范围分别为3.64～4.03和3.03～3.24,水体水质状况良好。应用CANOCO4.5软件对获得的浮游植物数据和环境因子数据进行典范相关分析（CCA）,作出物种与环境因子关系的二维排序图。结果显示,典型断面藻类群落分布受水环境因子影响较为明显,整体上,DO和TN是影响洞庭湖典型断面藻类物种分布格局的主要因素。     

黄土丘陵沟壑区小叶杨林生长的空间差异分析--以吴旗县为例

对延河流域降水、径流和泥沙等水文要素从20世纪中叶到21世纪初的年内分配及年际变化进行了时变过程分析。以探求区域植被重建对流域水文过程的影响情况。结果表明,三个水文基本要素都有不同程度的年内分布趋于均匀和年际变化趋缓的趋势。20世纪70-90年代比60年代流域平均面雨量分别减少了10．5％,11．7％和14．0％,年径流量分别减少了19．0％,12．9％和22．6％,年输沙量分别减少了21．1％．46．2％和41．7％。     

几种植物在模拟污水处理湿地中根际微生物功能群特征的研究

以美人蕉、香蒲、垂穗莎草、玉带草为材料,研究了在模拟人工湿地条件下水生植物根际与非根际土壤中的微生物数量、种群、土壤酶活性特征。结果表明,不同水生植物根际、非根际间的细菌数量无明显差异,而真菌与放线菌的根际与非根际间差异较显著。根际硝化细菌数和反硝化细菌数最多的水生植物都是香蒲,分别为2．17×10^2 个·g-1干土和6．17×10^2个·g-1干土,有机磷细菌数最多的是美人蕉为5．68×10^4 个·g-1干土,无机磷细菌数最多的是玉带草为3．72×10^3 个·g-1干土。4种不同水生植物的根际土壤脲酶、磷酸酶、硝酸还原酶、亚硝酸还原酶活性都较非根际土壤高,湿地植物的根际效应显著。     

Silicon budget of eutrophic Lake Kasumigaura, Japan

Purpose

Determining the dynamics of silicon in lakes, one of the essential nutrients for diatoms, is valuable for understanding aquatic environmental problems. The dissolved silicon (DSi) and biogenic silicon (BSi) budgets in Lake Kasumigaura, a shallow eutrophic lake in Japan, during the last three decades were assessed based on the analysis of dated sediment cores and a water quality database.

Materials and methods

Sediment cores (100?cm long) were taken at the center of Lake Kasumigaura in 2005, 2007, and 2009 and at two other sites in 2007. BSi contents of the dated sediments were determined by wet alkaline digestion. The net sedimentation rates of BSi were defined as the difference between the DSi load from inflowing rivers and the DSi and BSi loads from the outflow of the lake, calculated using DSi concentrations and diatom abundances in the lake from 1980 to 2007 and DSi concentrations of the inflowing rivers during 1994, 2007, and 2009. The gross sedimentation rates of BSi were estimated by multiplying BSi concentrations in lake water by the diatom sinking rate reported by previous studies.

Results and discussion

Budgetary calculations based on the database showed that 60?C70?% of DSi inputs from the inflowing rivers during the 27?years could ultimately be accumulated as diatom frustules in bottom sediments in the lake. The sediment analysis revealed that the amount of BSi accumulated in the lake from 1980 to 2007 was 2.0?C2.6?×?10¹¹?g, similar to the amount based on the database of 1.3?C2.4?×?10¹¹?g. Although the gross sedimentation rates of BSi likely increased, the net sedimentation rates of BSi decreased significantly from 6?C10?×?10⁹?g?year^?1 in the 1980s to 2?C6?×?10⁹?g?year^?1 in the 2000s, suggesting a fast recycling of BSi in recent years caused by an increase in sediment resuspension and regeneration.

Conclusions

The sediment core information and the water quality database can be used for calculating the long-term silicon budgets in Lake Kasumigaura. An increase in the DSi release rates was identified, which is consistent with recent sediment resuspension. Comparing the sediment core information with the database suggests the long-term dissolution of sediment BSi; however, analysis of the BSi content in sediment cores representing a much longer time period is needed to confirm this.     

呼伦湖沉积物生物硅的分布特征

以Si的生物地球化学特征为基础,结合本小组前期研究成果,探讨了我国纬度最高湖泊呼伦湖沉积物中生物硅（BSi）的分布特征以及有机质与BSi的相关性。研究表明,呼伦湖表层沉积物中BSi的含量介于4.04~18.30 mg.g-1之间,平均11.81 mg.g-1;受陆源输入和沉积物粒度分异的影响,呼伦湖表层沉积物中BSi的空间分布由北西向南东呈现明显递减趋势,BSi的高值区出现在北西部湖区。3个柱芯沉积物中BSi的含量均在10 cm处达到峰值,这可能与20世纪60年代出现的大规模厄尔尼诺现象对湖泊水体中营养盐及藻类繁殖带来的影响有关。沉积物中有机碳与生物硅呈显著正相关关系,OC/BSi值介于0.89~7.22之间,平均2.74,远远小于Redfield比值（106/16）,揭示相同条件下,有机质的分解速率远远大于生物硅的溶解速率,颗粒物表层有机质对BSi起到了很好的保护作用,使沉积物中BSi的大部分不参与再循环。     

骆马湖东部沉积物中氮磷含量和碱性磷酸酶活性季节变化

骆马湖是江苏省四大淡水湖泊之一,是南水北调东线工程重要蓄水库。2008年6月、10月及2009年4月对骆马湖东侧10个采样点的沉积物分层采样进行了分析,结果表明,骆马湖沉积物中,不同深度总氮含量变幅在0.13～2.91mg.g-1,平均（0.86±0.50）mg.g-1,季节变化不显著;总磷含量变幅为0.03～0.41mg.g-1,平均（0.19±0.10）mg.g-1,春季〉夏季〉秋季,季节变化显著;碱性磷酸酶活性最高为592.39mg.kg-1.h-1,最低为44.59mg.kg-1.h-1,平均（233.83±132.70）mg.kg-1.h-1,春季〉夏季〉秋季,季节变化显著,与总磷含量呈正相关。研究结果可初步揭示骆马湖沉积物中氮、磷和碱性磷酸酶的分布状况、变化规律,为骆马湖的治理与管理提供科学依据,为南水北调过水湖泊的水质安全问题提供参考。     

4种鱼类肝脏细胞色素P450对毒死蜱、对硫磷及马拉硫磷的脱硫代谢

以毒死蜱、对硫磷及马拉硫磷为供试农药,以斑马鱼、剑尾鱼、麦穗鱼及太阳鱼为供试生物,研究了3种农药对4种鱼的急性毒性,4种鱼肝细胞色素P450对3种农药的脱硫代谢作用及两者之间的相关性。结果表明,毒死蜱对于上述4种鱼的96hLC50分别为1.94、0.171、0.0273、0.0681mg·L^-1;对硫磷为2.6、0.0559、1.78、1.02mg·L^-1;马拉硫磷为7.07、0.907、6.03、0.172mg·L^-1。4种鱼肝脏P450对于毒死蜱代谢的Vmax/Km值分别为1.67×10^4、2×10^4、5×10^4、2×104min^-1;对于对硫磷代谢的Vmax/Km值分别为2×10^4、5×10^5、1.11×10^5、1.43×10^5min^-1;对于马拉硫磷的值分别为5×10^3、5×10^4、2.5×10^3、1.67×10^4min^-1。96hLC50值与Vmax/Km值大体呈负相关,其中毒死蜱的相关性较弱,对硫磷及马拉硫磷的相关性较强（R^2值分别为0.2181、0.8490、0.5102）。研究结果说明P450在鱼类耐药性形成过程中发挥了阻碍作用。     

退耕背景下北洛河上游水沙变化分析

为探明黄土丘陵沟壑区退耕还林（草）政策的水沙响应问题,以1980--2009年期间植被重建规模较大的北洛河上游为研究区域,采用双累积曲线法和Pettit突变检验法,探讨径流输沙的变化趋势和跃变时间,同时结合气候和水土保持措施的资料,对不同时段的水沙过程进行对比分析。结果表明：1）径流量和输沙量变化可以分为2段（1980--2002年和2003--2009年）,年时间尺度上,后段较前段径流量减少0．32亿m^3、输沙量减少0．29亿t,并且后段波动较前段小;2）在月时间尺度上,2个时段的月降水量与月均流量过程基本相同,月均流量和输沙率关系基本呈现8字形,但是变幅及变率不同;3）相对于1980--2002年,2003--2009年年均降雨量、降雨侵蚀力分别减少10．06％和10．28％,降水具有减少径流和输沙的潜在条件。剔除降雨的影响,林草措施的减水和减沙效应分别为41％和81％。     

Critical Nitrogen Deposition Loads in High-elevation Lakes of the Western US Inferred from Paleolimnological Records

Critical loads of nitrogen (N) from atmospheric deposition were determined for alpine lake ecosystems in the western US using fossil diatom assemblages in lake sediment cores. Changes in diatom species over the last century were indicative of N enrichment in two areas, the eastern Sierra Nevada, starting between 1960 and 1965, and the Greater Yellowstone Ecosystem, starting in 1980. In contrast, no changes in diatom community structure were apparent in lakes of Glacier National Park. To determine critical N loads that elicited these community changes, we modeled wet nitrogen deposition rates for the period in which diatom shifts first occurred in each area using deposition data spanning from 1980 to 2007. We determined a critical load of 1.4 kg N ha^?1 year^?1 wet N deposition to elicit key nutrient enrichment effects on diatom communities in both the eastern Sierra Nevada and the Greater Yellowstone Ecosystem.     

北京官厅水库有机氯农药分布特征及健康风险评价

为了研究北京官厅水库中有机氯农药（OCPs）对人体产生的潜在健康危害风险,从位于官厅水库、洋河和妫水河的9个采样点采集了水样和沉积物样品,采用气相色谱法对其中的有机氯农药残留状况进行了测定。结果表明,水样中,17种有机氯化合物的总浓度范围为10．06～87．37ng·L^-1,其中六六六（HCHs,即：α—HCH、β-HCH、γ-HCH和δ-HCH）和滴滴涕（DDTs,即：o,p＇-DDT、p,p’-DDT、p,p＇-DDE和p,p＇-DDD）的含量范围分别为3．93～38．94ng·L^-1和3．71～16．03ng·L^-1,官厅水库及其支流水体受到有机氯农药轻度污染,其周边地区农田排放水是水库中农药的重要来源。沉积物中有机氯农药总含量范围为8．48～24．40ng·g^-1,其中HCHs和DDTs的含量高于其他OCPs的含量,其含量范围分别为1．11～7．73ng·L^-1和2．97～10．52ng·g^-1,沉积物中六六六异构体和滴滴涕类似物的含量组成表明这些农药来自环境中的早期残留。利用健康风险评价模型对官厅水库表层水体中的OCPs所致健康风险的评价结果表明,目前官厅水库中有机氯农药类污染物对人体健康的风险处于较低水平。     

不同种植密度下的棉田小气候特点

为研究种植密度对田间小气候的影响,2008年在南疆阿克苏试验点,通过大田试验对不同种植密度下(9.0、13.5、18、22.5、27.0万株/hm2)棉田群体冠层不同层次的温度、空气相对湿度、土壤水分等要素进行了测定。结果表明:在所设置的密度范围内,棉花的株高在55～75cm,并且随密度增加株高降低;而茎粗、株宽、叶宽、果枝数等也有类似趋势。花期和吐絮期,棉花宽窄行的冠层空气温度均较高,最高均超过了31℃,并随当日时间先升后降,窄行温度高于宽行,冠层40cm处高于20cm处。相对湿度符合开口向上抛物线模型,花期较高且变化较小,中午时段最低只有40%,比见絮期高10个百分点以上;各处理以中间密度的相对湿度最为稳定,变化最小。土壤水分方面,密度小的处理地表蒸发严重,密度大的叶片蒸腾较多,因此,密度适中的处理土壤水分保持较好,变化范围较小。土壤15cm处地温,前期密度大的处理地温较高,中期受叶片遮荫影响而下降,但后期高密度处理温度又会升高,不过处理间差异不大,最高相差不过1℃。