长期不同种植制度下植烟土壤细菌群落特征差异分析

为探讨长期不同烟草种植制度对土壤微生态环境的影响特征及各因子间的内在关系,在长期定位试验点分别收集撂荒地(AL)、烤烟连作(CC)、烤烟-玉米轮作(CR)的土壤样品,通过16S rRNA高通量测序技术,分析不同种植制度下土壤细菌群落和其他土壤环境因子特征及关系。结果表明,CC显著提高土壤中速效磷、速效钾含量及其过氧化氢酶活性(P<0.05),且分别较AL增加55.21 mg/kg、108.06 mg/kg和4.36 μmol/g。不同种植制度下土壤细菌群落在门水平上组成相似,但在属水平上存在显著差异,其中以CC土壤中相对丰度最高的假节杆菌属(Pseudarthrobacter)和CR土壤中相对丰度最高的赭黄嗜盐囊属(Haliangium)差异最大,丰度分别高出AL 3.99%和0.90%;CC和CR提高了植烟土壤细菌群的丰度和多样性以及OTU数量,且以CR最为显著(P<0.05)。LEfSe差异分析表明,不同种植制度土壤的优势菌群组成上存在显著差异(P<0.05),其中CC、CR土壤中的主要优势细菌分别为假节杆菌属(Pseudarthrobacter)和赭黄嗜盐囊属(Haliangium)。RDA分析和Pearson相关性分析表明,优势菌群与差异微环境因子间存在较强的相关性,以土壤过氧化氢酶活性、速效钾含量对细菌群落分布影响最大,均与假节杆菌属(Pseudarthrobacter)的相对丰度呈显著正相关(P<0.05),与赭黄嗜盐囊属(Haliangium)的相对丰度呈显著负相关(P<0.05)。由此可见,不同种植制度会导致土壤微生态环境发生显著变化,长期连作会导致植烟土壤速效钾含量显著富集,土壤过氧化氢酶活性显著升高,有益细菌生长受到抑制,土壤细菌群落结构的稳定性受到破坏,进而影响土壤微生态环境的平衡。     

大黄鱼养殖海域沉积物中抗生素抗性基因分布特征及其影响因素

为揭示大黄鱼养殖海域沉积物中抗生素抗性基因（Antibiotic resistance genes，ARGs）的赋存特征及其影响因素，本研究通过野外调查采集了6个站点的大黄鱼养殖海域沉积物样品，利用宏基因组测序分析技术解析沉积物中ARGs的分布特征，同时运用化学分析技术和高通量测序技术对沉积物中的环境因子以及微生物群落结构进行分析，以进一步对ARGs与环境因子以及微生物群落结构的相关性进行研究。结果显示：大黄鱼养殖海域沉积物中共检出781个ARGs亚型，分属于38种抗生素抗性类型；不同站点的优势ARGs抗生素抗性类型基本一致，主要为四环素类、大环内酯类和氟喹诺酮类，引起细菌耐药性的主要机制为外排泵。进一步相关性分析结果显示，除PNGM-1与电导率和TN呈显著正相关（P<0.05）外，其余丰度前20的ARGs均与环境因子相关性不显著（P>0.05）；而丰度前 20的 ARGs均与丰度前 20的菌属呈显著或极显著相关关系（P<0.05或 P<0.01）。研究表明，大黄鱼养殖海域沉积物中含有丰富的ARGs，微生物群落是影响沉积物中ARGs分布的重要因素。     

施用不同有机物料对砂质土壤玉米成熟期根际细菌群落变化的影响

为探究有机物料还田后土壤理化性质对细菌群落变化的影响,在华北平原砂质土壤玉米成熟期分别以秸秆还田(ST)和单施化肥(CF)为主、副对照,设置猪粪(PM)、沼渣(BR)和秸秆生物炭(BC)3 种有机物料还田处理,利用Illumina高通量测序技术分析根际土壤细菌群落结构。结果表明:1)玉米成熟期根际土壤细菌群落丰富度的2个指标(Chao 1和ACE)由高到低均为:PM>BR>ST>BC>CF,但沼渣和生物炭处理的土壤细菌群落多样性(Shannon)均显著高于猪粪处理。2)沼渣、生物炭和对照组(秸秆和化肥处理)的土壤细菌优势菌门均为放线菌门(Actinobacteriota)、变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)和绿弯菌门(Chloroflexi),优势菌门的累计丰度为71.53%~80.31%;而猪粪处理的土壤细菌优势菌门以厚壁菌门(Firmicutes)为首,其余依次为放线菌门、变形菌门、酸杆菌门和绿弯菌门,优势菌门的累计丰度为85.61%。3)土壤有效磷是影响土壤细菌群落结构变化的主效环境因子(P<0.05),与厚壁菌门的梭菌属(Clostridium)和土孢杆菌属(Terrisporobacter)的相对丰度均呈显著正相关,其中猪粪处理的土壤有效磷含量显著高于其他处理;生物炭处理显著增加土壤pH和有机质含量,沼渣处理增加土壤水分含量但不显著,生物炭和沼渣处理显著上调放线菌门相关菌属的相对丰度。综上,猪粪处理虽然显著提高土壤细菌群落的丰富度,但是导致菌落的多样性显著下降,生物炭处理则与之相反;沼渣处理也显著提高土壤细菌群落的丰富度和多样性。综上,合理施用沼渣还田可作为改良华北平原砂质瘠薄型农田的首选方式。     

生态循环水养殖池塘抗生素抗性基因污染特征研究

为探究生态循环水池塘养殖模式中抗生素抗性基因（Antibiotic resistance genes,ARGs）污染特征,本研究利用宏基因组技术检测分析了生态循环水养殖池塘ARGs的赋存特征及其与微生物群落和环境变量的相互关系。结果显示：试验共检测出21类1092种亚型ARGs,池塘底泥是ARGs的主要储存库。池塘中抗性基因macB、tetA（58）和nov相对丰度最高,多药类和主动外排泵是最主要的ARGs类型和耐药机制。养殖池塘水体和底泥微生物群落组成差异显著（P<0.05）。优势菌变形菌门（Proteobacteria）、蓝细菌门（Cyanobacteria）和放线菌门（Actinobacteria）中的多种菌属与不同类型ARGs存在显著正相关性,表明ARGs在这些菌属间具有水平转移的趋势,微生物为ARGs在系统中的持久存在和向水体扩散传播提供了有利条件。此外,氨态氮、亚硝态氮和硝态氮是影响养殖池塘ARGs分布特征和微生物群落组成的主要环境因子。本研究确定了生态循环水养殖系统中养殖池塘ARGs可能的背景值,并提供了生态化循环水养殖尾水具有较高ARGs传播风险的定量信息,为进一步优化升级生态循环水养殖系统、降低ARGs污染和保护养殖环境提供了数据支持。     

西北半干旱荒漠草原与耕地土壤可培养微生物多样性及分布特征比较

采用稀释涂布平板、分离培养和16SrDNA序列分析法对我国甘肃白银地区半干旱荒漠草原土壤可培养细菌、放线菌、真菌数量及群落分布特征进行了分析,比较了荒漠草原和耕地土壤微生物多样性。发现荒漠草原土壤可培养细菌、放线菌、真菌数量分别为1.23×10⁶、0.19×10⁶、0.18×10⁶cfu·g^-1,耕地三类微生物数量分别是3.03×10⁶、0.53×10⁶、0.05×10⁶cfu·g^-1。荒漠草原可培养细菌、放线菌数量明显低于耕地,而真菌数量高于耕地。从荒漠草原分离出14株细菌,分别属于γ-变形菌纲(γ-Proteobacteria)噬冷杆菌属(Psychrobacter),放线菌门(Actinobacteria)皮球菌属(Kytococcus),厚壁菌门(Firmicutes)芽孢杆菌属(Bacillus)、亮氨酸芽孢杆菌属(Lysinibacillus)、土壤芽孢杆菌属(Solibacillus)、气球菌属(Aerococcus),优势菌为芽孢杆菌属和噬冷杆菌属。耕地分离出可培养细菌19株,分别属于ɑ-变形菌纲(ɑ-Proteobacteri)根瘤菌属(Rhizobium)、中华根瘤菌属(Sinorhizobium),γ-变形菌纲(γ-Proteobacteria)假单胞菌属(Pseudomonas),厚壁菌门(Firmicutes)芽孢杆菌属(Bacillus),放线菌门(Actinobacteria)微杆菌属(Microbacterium)、节杆菌属(Arthrobacter)、微球菌属(Micrococcus)、考克氏菌属(Kocuria),以放线菌门细菌为主(占57.9%)。从荒漠草原分离放线菌共8株,分别属于链霉菌属(Atreptomyces)、小单孢菌属(Micromonspora)、间孢囊菌属(Intrasporangium),而耕地主要为链霉菌属(Atreptomyces)、小单孢菌属(Micromonspora)。荒漠草原真菌主要是交链孢霉属(Alternaria)、芽枝霉属(Cladosporium),耕地土壤真菌包括青霉属(Penicillium)、交链孢霉属(Alternaria)、曲霉属(Aspergillus)、毛霉属(Mucor)、链孢霉属(Coniothecium)。试验结果表明,荒漠草原与耕地土壤微生物都具有较丰富的多样性,但微生物群落结构存在一定差异,同一区域不同深度土壤中微生物数量和种类也存在差异,耕地土壤微生物多样性明显高于荒漠草原。     

深松和秸秆还田对灌耕灰钙土土壤细菌多样性和群落结构的影响

为探究深松和秸秆还田对土壤细菌多样性和群落结构的影响,于2015—2020年在甘肃引黄灌区灰钙土上开展田间试验,研究旋耕（RT）、深松（ST）和深松秸秆还田（STS）对0~20 cm土层土壤理化性状和细菌群落的影响。结果表明,与RT和ST相比,STS显著提高了土壤肥力、细菌OTU数目和α多样性,土壤细菌群落存在显著分异。土壤pH、有机碳（SOC）、土壤含水量（SWC）、阳离子交换量（CEC）、全氮（TN）、碱解氮（AHN）与细菌α多样性具有显著或极显著的相关性。土壤优势菌门为变形菌门（Proteobacteria）、酸杆菌门（Acidobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidetes）、放线菌门（Actinobacteria）、绿弯菌门（Chloroflexi）,与RT和ST相比,STS处理变形菌门和拟杆菌门相对丰度显著增加2.72~10.40个百分点,酸杆菌门相对丰度显著降低6.98~11.10个百分点。优势菌属为芽孢杆菌属（Bacillus）、酸杆菌属（Acidibacter）、假节杆菌属（Pseudarthrobacter）、黄杆菌属（Flavobacterium）、小梨菌属（Pirell）,与RT和ST相比,STS处理下芽孢杆菌属、酸杆菌属、假节杆菌属、黄杆菌属相对丰度显著增加0.52~4.13个百分点。土壤pH、SWC及SOC、TN含量与拟杆菌门相对丰度呈显著正相关（P<0.05）,SOC、TN、AHN含量及CEC与芽孢杆菌属、酸杆菌属、假节杆菌属相对丰度呈显著正相关（P<0.05）。冗余分析结果表明,土壤SOC、pH、SWC、CEC和速效钾（AK）是影响灰钙土土壤细菌群落变异的主要环境因素。PICRUSt功能预测结果表明,新陈代谢为灰钙土细菌群落主要的一级功能。综上,深松秸秆还田可提高灰钙土土壤肥力和细菌多样性,改善农田土壤微环境。     

基于高通量测序的穿心莲连作根际土壤细菌群落多样性分析

目的 研究穿心莲Andrographis paniculata连作对土壤细菌多样性及种群结构的影响。方法 通过16S rRNA 基因高通量测序对连作组(连作5年穿心莲的根际土壤)和对照组(连作5年穿心莲周边相同土质的未耕作自然土壤)样品进行测序分析,比较2组土壤细菌的丰富度、多样性和群落结构差异。结果 α 多样性指数分析结果显示,连作组土壤中细菌丰富度指数Chao1指数、Observed species指数显著低于对照组(P<0.05),连作组土壤中的多样性指数Shannon指数和Simpson指数均低于对照组,但差异不显著。主坐标分析及分子方差分析进行组间群落结构差异显著性分析结果显示,穿心莲连作显著改变了土壤细菌群落结构(P<0.05)。从2个处理组土壤样品中共检测到2769个可操作分类单元,分属于47门885属,穿心莲连作明显改变了土壤细菌在门和属水平上的结构分布。在门分类水平上,酸杆菌门Acidobacteria、变形菌门Proteobacteria、拟杆菌门Bacteroidetes和Patescibacteria等11个细菌门是2个处理组的主要细菌类群,连作组土壤中变形菌门和酸杆菌门的相对丰度较对照组分别增加了21.97%和46.33% (P<0.05),而Patescibacteria较对照组减少了68.99% (P<0.05);在属分类水平上,有10个优势菌属的相对丰度变化显著(P<0.05),其中连作组土壤中有益生防细菌黄杆菌属Flavobacterium和Haliangium的相对丰度较对照组分别减少了78.40%和54.55%,而植物病原细菌伯克氏菌属Burkholderia-Caballeronia-Paraburkholderia的相对丰度较对照组增加了804.17%。结论 穿心莲5年连作降低了土壤细菌丰富度和多样性水平,使土壤微生态系统稳定性降低,同时有益菌相对丰度显著降低,而病原菌相对丰度显著增加造成细菌群落结构改变。上述变化打破了原有的土壤微生态平衡,可能是穿心莲连作障碍的重要原因之一。     

珠江口优势种鱼类肠道与水体中的微生物组成关系

为探讨河口鱼类肠道微生物与水环境中微生物的相互影响关系,选取了2019年冬季珠江口4种鱼类优势种凤鲚(Coilia mystus)、棘头梅童鱼(Collichthys lucidus)、鳓(Ilisha elongata)和短吻鲾(Leiognathus brevirostris)为研究对象,利用16S rRNA基因的高通量测序技术分析了鱼类肠道和水环境中的微生物群落。结果表明:鱼类肠道和水环境之间微生物组成差异明显,而4种鱼类肠道微生物组成无显著差异。鱼类肠道微生物均以变形菌门(Proteobacteria)和厚壁菌门(Firmicutes)为优势类群,而水体微生物以变形菌门和放线菌门(Actinobacteria)为主;鱼类肠道中优势微生物属为Bacteroides、Romboutsia和Faecalibacterium等(相对丰度 ≥ 2%),而水环境中的微生物优势属为Candidatus_Actinomarina (相对丰度21.2%)。四种鱼类物种的肠道微生物分别与水环境微生物之间的共有OTUs组成存在差异,共有的OTUs数量占棘头梅童鱼肠道总OTUs数量的比例最高(18.8%),而共有OTUs数量在凤鲚中占比最低(9.7%);水体中高丰度的微生物Candidatus_Actinomarina很少在鱼类肠道中发现,而水环境中部分相对丰度较低的微生物在鱼类肠道中丰度较高。弧菌(Vibrio)、大肠埃希菌-志贺菌(Escherichia-Shigella)和寡养单胞菌(Stenotrophomonas)等致病菌是鱼类肠道微生物和水环境微生物中共有的主要类群之一。共现网络分析发现棘头梅童鱼肠道微生物与水环境微生物的网络关系最为简单,而鳓肠道微生物与水环境微生物的网络关系较为复杂。总体而言,河口鱼类宿主物种的差别能影响鱼类肠道和水体间的微生物互作关系,研究结果从微生物互作角度有助于提升我们对河口鱼类对水环境适应性的认识。     

连续降雨后太湖流域典型农田土地利用方式下土壤至入湖河流水体细菌群落的变化

研究以太湖区域中林地、桃园、稻田以及链接这些典型土地的河流共8个点为取样地,借助16S rRNA扩增子高通量测序和分析技术,基于Illumina HiSeq测序平台,利用双末端测序的方法得到1 865 862条原始序列,通过对原始序列进行拼接、过滤,得到1 712 497条有效序列,按照97%相似性将优质序列划分为95 132 条可操作分类单元（OTU, operational taxonomic units） ,同时基于OTUs 信息计算Alpha 和Beta 群落丰富度和多样性指数,并采用RDP Classifier结合GreenGene数据库对代表性OTU 序列进行注释。在OTU聚类信息、群落多样性指数及组间差异性物种统计方面,分析了明显连续降雨后监测的细菌群落从农田到河流连续地变化规律。结果表明,森林景观带、稻田、桃园土壤细菌种群多样性明显比河流水体中丰富,说明陆源微生物在迁移过程中发生了适应特定生境的变化。Acidobacteria门在森林景观带、水稻田、桃园中表现出较高的丰度,Proteobacteria门在河流中展现出更大的种群优势。Nitrospirae门是一类具有硝化作用的细菌,在水稻田中显示较高的优势。Yersinia属、Flavobacterium属、Aeromonas属、Pseudomonas属、Acinetobacter属是具有传播水生动物、人畜流行疾病能力的种群,并且在河流中具有较高丰度,应当引起注意。Sphaerotilus属对污水中的有机物和有毒物质有很强的降解作用,在河流中的丰度高于土壤。Sphingomonas属、Arthrobacter属、Thiobacillus属能够降解除草剂、农药等有机污染物,在桃园和稻田中表现出较高丰度,具有环境修复价值。本文为系统掌握太湖流域果园和水稻田土壤细菌群落结构的差异特征,以及土壤微生物群落从农田系统到河流的变化规律提供了理论依据,提示该区域农业从事者应当从经济、生态和健康方面综合考虑土地利用方式。     

EDTA对铅胁迫下狗牙根根际土壤质量及微生物的影响

为研究螯合剂乙二胺四乙酸(EDTA)对狗牙根根际土壤理化性质、土壤酶及微生物群落结构的影响,本研究以耐性植物狗牙根(Cynodon dactylon)为研究对象,在铅污染土壤中施加不同浓度的EDTA[0(对照)、2.5、5.0、7.5、10.0mmol·L^-1]进行盆栽实验。结果表明:施加2.5mmol·L^-1EDTA时,狗牙根根际土壤pH最低,为6.80,土壤有效磷含量、土壤酸性磷酸酶活性、蔗糖酶活性最高,分别是对照组的2.24、1.57、1.41倍;施加7.5mmol·L^-1EDTA时,根际土壤有效钾、铵态氮、硝态氮含量最高,分别为96.22、262.00、15.90mg·kg^-1,分别是对照组的1.09、1.30、6.41倍。施加7.5mmol·L^-1EDTA时,狗牙根根际土壤微生物多样性以及OTU数量最高,且绿弯菌门(Chloroflexi)、嗜酸杆菌属(Acidibacter)、土微菌属(Pedomicrobium)、曲霉属(Aspergillus)相对丰度较对照组分别增加了7、3、10、8个百分点。施加EDTA后,狗牙根根际土壤中芽孢杆菌属(Bacillus)最高相对丰度较对照组增加了9个百分点,枝孢属(Cladosporium)最高相对丰度是对照组的4.05倍。土壤酸性磷酸酶、脲酶、蔗糖酶活性和有效磷含量均与曲霉属、Gibellulopsis呈正相关,同时土壤脲酶活性与耐重金属污染的菌群[芽孢杆菌属、毛壳菌属(Chaetomium)]呈正相关,表明耐重金属铅污染的微生物有助于提高土壤有效氮和有效磷含量。研究表明,在铅污染土壤中,施加适量浓度的EDTA有助于提高植物根际土壤中酸性磷酸酶和蔗糖酶活性,提高微生物多样性及丰富度,改善根际土壤微生态环境,提高耐性植物对重金属的修复效果。     

嘉兴河网大型底栖动物与氮磷、重金属的相关分析

为探究嘉兴河网水体和表层沉积物氮磷及重金属分布特征及其与大型底栖动物的响应关系,2019年3月(平水期)及7月(丰水期)对嘉兴河网的大型底栖动物与表层水和沉积物进行调查,分析了大型底栖动物与表层水、沉积物、间隙水中氮磷及重金属(Cr、Cu、Ni、Pb、Zn、Cd、Hg、As)之间的关系。结果表明:两个水期共检测出18种底栖动物,隶属3门5纲14科,其中环节动物9种、软体动物6种、节肢动物3种,铜锈环棱螺与霍甫水丝蚓为广泛分布物种。通过冗余分析(RDA)可得,表层水总磷[TP(S)]、表层水总氮[TN(S)]和间隙水总磷[TP(J)]是导致底栖动物空间分布和群落结构化差异的主要影响因素。将种群密度和生物多样性指数与氮磷及重金属含量进行相关性分析,Pielou均匀度指数(J)在平水期与TN(J)呈显著正相关,在丰水期与TN(S)呈显著正相关;寡毛类密度与水体中Hg呈正相关;软体动物密度与水体中Pb呈显著正相关,而与沉积物中Ni、Pb呈显著正相关;Shannon-Wiener多样性指数(H′)、Pielou均匀度指数(J)和Margalef丰富度指数(d)与沉积物中重金属含量呈负相关。研究表明,底栖动物群落结构和空间分布对氮磷、重金属具有较好的相关性,可为嘉兴河网大型底栖动物群落的修复与管理提供依据。     

磁性铁锆改性沸石覆盖对河道底泥磷释放的控制效果

通过批量吸附实验考察磁性铁锆改性沸石对水中磷酸盐的去除性能,再通过底泥培养实验考察磁性铁锆改性沸石覆盖对河道底泥磷释放的控制效果。结果表明:磁性铁锆改性沸石对水中磷酸盐的吸附能力良好。无论是在自然状态下,还是在缺氧控制状态下,河道底泥均向上覆水体中释放出一定数量的溶解性活性磷(SRP),而磁性铁锆改性沸石覆盖可以有效控制河道底泥中磷的释放,使得上覆水体中SRP浓度处于非常低的水平(0. 007～0. 031 mg/L)。当覆盖层受到破坏并使覆盖材料与表层底泥混合之后,磁性铁锆改性沸石仍然可以极大地降低上覆水体中SRP浓度,并且使底泥中潜在可移动态磷向较为稳定和非常稳定的磷形态转变,以及促使底泥中生物可利用性磷向非生物可利用性磷转变,使得底泥中磷发生释放的风险降低。以上结果初步表明,磁性铁锆改性沸石是一种非常有希望用于控制河道底泥中磷释放的覆盖材料。     

凡纳滨对虾露天土池底泥硫化物含量及其与其他环境因子的关系

通过定期监测分析凡纳滨对虾露天养殖土池水化学指标和底泥硫化物(S~(2-))、单质硫(S~0)、总硫(TS)含量和动态变化特征,探讨其与溶解氧(DO)、p H、总磷(TP)、总氮(TN)和总有机碳(TOC)的相关性,为凡纳滨对虾的健康养殖和养殖塘底质的科学管理提供理论依据。结果如下:周边河道底泥中硫化物含量(18.13~232.56 mg/kg)和露天土池底泥中硫化物含量(0.31~5.86 mg/kg)都低于渔业沉积环境中硫化物的安全下限;养殖塘底泥S~0和TS含量分别是0.39~3.06 mg/kg和221~4421 mg/kg。S~(2-)和TS随养殖时间呈波浪式增加趋势,S~0含量箱型区间增减变化;土池底泥TS中0.12%~1.76%为S~(2-),0.12%~1.04%为单质硫;水源底泥TS中4.30%~17.85%为硫化物,0.09%~0.37%为单质硫;主要水化学指标符合凡纳滨对虾养殖需求,底泥中TOC与TN均随养殖时间波浪式累积,TP动态变化规律不明显;相关分析表明,底泥S~(2-)、TS与底泥中TOC、TN呈极显著正相关(P0.01),与DO、p H显著负相关。结果表明:残饵、代谢产物和生物尸体等虾塘有机质的累积,易造成大量氧气被消耗,从而导致低氧状态下底泥中硫化物含量增加。建议通过合理投饵、提高溶解氧含量、定时清淤等途径有效减少虾塘底质硫化物和有机质的含量。     

淡水集中连片池塘与养殖尾水处理系统的综合水质评价

使用水质标识指数法,以总固体悬浮物(TSS)、有机物(COD_Mn)、氨氮(TAN)、总氮(TN)、总磷(TP)作为单因子参评指标和综合评价指标,依据国家《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)、《淡水池塘养殖水排放要求》(SC/T 9101—2007)对淡水养殖小区进水源、池塘养殖尾水和养殖尾水处理系统排放水进行综合水质的评价分析。研究表明:在本集中连片池塘与养殖尾水处理系统构成的淡水养殖小区中,进水源主要污染物为TN;养殖池塘主要污染物风险因子为TP、TSS;养殖尾水处理系统对养殖尾水综合水质净化发挥重要作用,东区池塘养殖尾水经尾水处理系统(S1)处理后,综合水质得到改善(I_ΔX1.X2=13%),主要污染物TN得到显著改善(I_ΔX1.X2=23%),西区池塘养殖尾水经尾水处理系统(S2)处理后,综合水质略有改善(I_ΔX1.X2=9%);利用养殖尾水处理系统对水产养殖尾水实施净化处理,经处理后的排放水达到或优于养殖小区进水源综合水质的水平,并符合《淡水池塘养殖水排放要求》一级排放标准,且未对邻近自然水域环境造成负面影响,还略有改善作用。     

凡纳滨对虾养殖池塘及外河道中后生浮游动物群落结构差异及其影响因素

为了解凡纳滨对虾养殖对池塘后生浮游动物群落结构的影响，于2021年5月上旬至10月上旬在上海市奉贤区某养殖场及其外河道进行了16次调查，分析了后生浮游动物的物种组成及优势种、密度、生物量和生物多样性。共鉴定出后生浮游动物33种（轮虫23种、枝角类6种、桡足类4种），优势种6种（轮虫4种、枝角类1种、桡足类1种），其中针簇多肢轮虫（Polyarthra trigla）和广布中剑水蚤（Mesocyclops leuckarti）为养殖塘和外河道共同优势种。Jaccard相似性分析表明，养殖塘与外河道后生浮游动物物种组成整体上处于中等相似水平。总体上养殖塘后生浮游动物密度、生物量、优势种数和多样性指数均高于外河道。养殖塘和外河道中Shannon-Wiener多样性指数H''均值分别为1.56±0.48和1.55±0.34，表现为中度污染；Gleason-Margalef物种丰富度指数D均值分别为0.81±0.32和0.76±0.33，表现为重度污染；养殖塘总体处于中度富营养水平，外河道水体则处于轻度富营养水平。Pearson相关性分析表明，养殖塘后生浮游动物群落结构与水温（WT）、总氮（TN）、总磷（TP）、高锰酸盐指数（COD）和浮游植物中的隐藻门具有显著相关性，而外河道后生浮游动物群落分布与WT、溶解氧（DO）、叶绿素a（Chl.a）、COD、悬浮物（SS）和浮游植物中的隐藻门、裸藻门和甲藻门具有显著相关性。冗余分析（Redundancy analysis, RDA）表明，TP和COD是影响凡纳滨对虾养殖塘后生浮游动物群落结构的关键因子，而浮游植物中的隐藻属、DO、和TN则是影响外河道后生浮游动物群落的主要环境因子。研究结果表明凡纳滨对虾养殖池塘环境因子对后生浮游动物群落结构具有显著影响作用，且明显区别于外河道环境因子对后生浮游动物群落结构的影响，揭示了人工干预对虾养殖生产会显著改变天然水体中后生浮游动物群落结构及水质变化，对凡纳滨对虾的生态养殖和水质调控具有重要意义。     

虾塘养殖对红树林沉积物和间隙水理化性质的影响

红树林湿地在近海水体营养控制和营养盐循环过程中扮演着重要的角色。沉积物、水体和植被相互作用共同维持其生态功能的运转,了解虾塘养殖对林下沉积物和间隙水养分特征影响对评价红树林生态功能具有重要指导意义。本研究以受虾塘养殖废水排放不同影响程度的红树林（无排放区、直排区、修复区）为研究样地,通过不同生境下沉积物与间隙水养分特征的分析,探讨虾塘养殖对他们的影响。结果如下：1）受虾塘养殖废水排放影响区中（直排区、修复区）红树林下沉积物TN与OM、TP呈正相关关系,虾塘养殖废水直排对林下沉积物具有明显酸化作用;2)NH4+-N是红树林下间隙水可溶性无机氮（DIN）的主要组成形式,无排放区沉积物还原性较强,更利于NH4+-N累积在间隙水中;NO3--N与DIN呈极显著相关,虾塘养殖废水排放增强了NO3--N、NO2--N和DIN的累积效应。研究结果表明沉积物和间隙水的理化性质可作为评价虾塘养殖区边邻红树林生境变化规律的定量指标之一。     

不同养殖模式下罗氏沼虾肠道菌群结构特征及其与环境因子的关系

通过高通量测序技术分析不同养殖模式对罗氏沼虾(Macrobrachium rosenbergii)肠道菌群结构的影响,冗余分析(RDA)肠道菌群与水环境因子的关系。实验设置6种养殖模式:罗氏沼虾单养(MP组)、罗氏沼虾+浮萍(Lemna minor)(PP组)、罗氏沼虾+鲢(Hypophthalmichthys molitrix)(PF组)、罗氏沼虾+背角无齿蚌(Anodonta woodiana)+鲢(PMF组)、罗氏沼虾+背角无齿蚌+浮萍(PMP组)、罗氏沼虾+背角无齿蚌+浮萍+鲢(PMPF组)。养殖64 d,测定水环境因子(浊度、DO、pH、Chl.a、COD、BOD、NO_3-N、NO_2-N、NH_3-N、TN、TP、PO_4-P、TOC)及肠道菌群结构。结果表明:罗氏沼虾不同养殖模式对水体浊度、PO_4-P、TN和Chl.a具有显著影响(P0.05),MP组PO_4-P浓度最大且显著大于其他组(P0.05)。肠道细菌多样性指数MP组最大(4.08),最低为PMF组(1.27)。变形菌门(Proteobacteria)、软壁菌门(Tenericute)和厚壁菌门(Firmicutes)在虾肠道中相对丰度较大。不同养殖模式最大优势菌存在较大差异,其中MP、PMP和PMPF组为气单胞菌属(Aeromonas)、PP组为柠檬酸杆菌属(Citrobacter)、PF和PMF组为Candidatus Hepatoplasma。肠道细菌与环境因子相关性分析表明:TP对罗氏沼虾肠道菌群具有显著影响(P0.05);肠棕气单胞菌(Aeromonas enteropelogenes)、有益菌肠球菌(Enterococcus)和格氏乳酸菌(Lactococcus garvieae)与NO_3-N和TN呈正相关,红细菌属(Rhodobacter)和假单胞菌(Pseudomonas vranovensis)与TP呈正相关。可见,养殖模式可通过影响水体营养盐尤其是氮磷含量影响罗氏沼虾肠道微生物群落结构。     

初沉单元中净化材料的筛选及运行参数研究

为了对养殖尾水处理系统中沉淀单元净化能力进行优化，以净化前后养殖尾水总氮（TN）、总磷（TP）和高锰酸钾指数（COD_Mn）为检测指标，对除磷型改性凹凸棒土（Al@TCAP-P）、除氮型改性凹凸棒土（Al@TCAP-N）、陶粒砂、细菌屋、火山石、吸氨石和活性炭等7种净化材料进行筛选，以研究其最佳添加量和最佳分布方式。结果表明：从整体上看，Al@TCAP-N对TN去除，火山石对TP、COD_Mn去除效果较好。Al@TCAP-N可在正常沉淀基础上提升36% TN去除率，平铺时去除效果最佳；火山石可提升34%的TP去除率和15%的COD_Mn去除率，堆积时净化效果最佳。Al@TCAP-N和火山石有利于提升沉淀单元净化效能，最佳添加量分别为5.24 g·L^-1和5.02 g·L^-1。     

太湖流域江苏地区代表性水产养殖排污系数测算研究

为合理评价水产养殖对环境的影响,选取太湖流域典型地区12个养殖池塘和养殖围网,包括淡水池塘养殖中华绒螯蟹、草鱼和翘嘴红鲌,网围养殖中华绒螯蟹、鲢鳙等5种养殖模式和养殖品种,采用现场监测及物料平衡相结合的方法对水产养殖中总氮、总磷、铜和锌等污染物的排污系数进行系统定量研究。结果表明,物料平衡法计算下的排污系数因养殖品种和养殖模式的不同存在较大差异,即使同一养殖模式下的同一主要养殖品种,因配养情况的不同得出的排污系数也相差很大。围网养殖中华绒螯蟹,套养其他鱼类的比例在30%~60%时,总氮、总磷、铜、锌的排污系数均值分别为16.80、2.80、0.002 0、0.026 1 kg·t~(-1);如不套养或少量套养(套养比例10%),总氮、总磷、铜、锌的排污系数均值分别为90.03、41.39、0.036 5、0.219 8 kg·t~(-1);网围养殖鲢鳙的排污系数为负值。对池塘养殖模式,采用现场实测和物料衡算两种方法同时进行测算,物料衡算法计算下的排污系数远大于现场实测法。研究结果结合渔业统计数据,可核算区域水产养殖污染负荷。在水产养殖过程中,要充分利用鱼、螺、草、藻的物质循环关系,建立一种良好的生态养殖模式,达到经济效益和环境保护双赢的目的。     

南京地区斑点叉尾鮰养殖池塘水体微生物群落结构研究

微生物群落在水产养殖中起着重要作用,深入了解微生物群落组成及其构建机制对了解池塘生态功能具有重要意义。本研究采用高通量测序技术对南京地区斑点叉尾鮰(Ictalurus punctatus)养殖池塘水体中细菌群落结构特征进行了分析。结果显示,斑点叉尾鮰养殖池塘水体细菌群落结构呈现出明显的季节性变化,整个年度水体细菌群落呈现出连续的演替特征,冬季与春季、夏季与秋季的细菌群落结构较为相似。优势菌群主要为蓝藻门(Cyanobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、变形菌门(Proteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes)。环境因子中,总溶解性悬浮物(TDS)、水温(Temp)、酸碱度(pH)、亚硝酸盐(NO_2~--N)和总有机碳(TOC)与斑点叉尾鮰养殖池塘水体细菌群落结构有显著相关(P0.05),对细菌群落结构的塑造影响也最大(r~20.6)。