环境因子对鼠尾藻幼苗叶绿素荧光参数的影响

为了揭示鼠尾藻幼苗的生态适应性,研究了温度(5~34 ℃)、盐度(10~50)和营养盐等环境因子对鼠尾藻幼苗叶绿素荧光参数的影响。结果表明,(1) 氮浓度高于8 mg/L或磷浓度高于1.2 mg/L,或温度高于28 ℃,对鼠尾藻幼苗的光合作用均有显著影响(P<0.05);(2) 短时间的5~15 ℃的低温胁迫或10~50盐度胁迫6 h对鼠尾藻幼苗的F_v/F_m值影响不明显;(3) 氮、磷浓度分别为2~4 mg/L和0.2~0.8 mg/L,且NH⁺₄-N∶NO^-₃-N的比值为1~3时,较利于鼠尾藻幼苗光合作用的进行。     

中国西北地区次生盐碱水无机氮转化与环境因子的相关关系

中国西北地区次生盐碱水中NO₂^--N长期处于较高浓度，严重制约了盐碱水养殖产业的可持续发展。根据对甘肃省景泰县草窝滩渔农综合示范区（104°7''40″E，37°19''6″N）的定期定点监测，运用配对样本t检验、Duncan''s多重比较和Pearson相关性分析，研究了不同类型次生盐碱水体无机氮转化及其与环境因子的相关关系。结果表明：（1）次生盐碱水无机三态氮（NO₂^--N、NH₄⁺-N、NO₃^--N）及总氮（TN）本底值高，全年均值分别是NO₂^--N（0.3±0.2）mg/L、NH₄⁺-N（1.93±1.25）mg/L、NO₃^--N（2.92±1.5）mg/L、TN（13.91±5.85）mg/L；无机氮占TN比例不超过50%，说明有机氮在次生盐碱水体中所占比例更高；（2）环境因子pH与NO₂^--N正相关，与NO₃^--N负相关，盐度与NO₃^--N负相关，pH和盐度加剧了次生盐碱水NO₂^--N的积累；（3）水产养殖显著降低次生盐碱水体中NO₃^--N浓度和碳酸盐碱度，显示了盐碱水养殖对次生盐碱水的生态改良功能。本研究旨在为中国次生盐碱水的渔业开发利用提供科学依据。     

鄱阳湖丰水期氮素分布特征及其与藻类的响应关系

为了探讨湖泊富营养化过程中水体氮浓度时空分布格局及其与藻类的关系,以鄱阳湖实测数据为基础,对丰水期鄱阳湖主湖区氮素的分布及其与藻类的关系进行了分析。结果表明：丰水期鄱阳湖主湖区各采样点的总氮、硝酸盐氮、氨氮的平均浓度范围分别为0.54～1.26、0.06～1.01、0.08～0.30 mg.L_^-1,外源输入及环境条件对氮素浓度分布产生了一定的影响;藻类数量与氨氮浓度相关性不明显,与总氮、硝酸盐氮浓度表现为显著负相关性,南部湖区内总氮、硝酸盐氮浓度较高,平均浓度依次为1.10 mg.L_^-1、0.75 mg.L_^-1,藻类数量较低,为1.0×10_⁶ 个/L左右;西部湖区内,氮素浓度较低,藻类生长最高值为3.5×10_⁶ 个/L左右。湖泊“中营养型”水平占主湖区的44%,“富营养型”水平占主湖区的56%,东部湖区、西部湖区是鄱阳湖富营养化风险较高区域。     

高效脱氮菌强化挂膜生物滤器对海水养殖尾水净化效果研究

为了提高海水养殖尾水的净化效率, 研究了利用高效脱氮菌强化挂膜后的生物滤器对静止和流动养殖尾水的净化效果。首先利用自主筛选的 3 株适应海水环境、可有效去除氨氮、亚硝酸氮及有机物的高效脱氮菌[花津滩芽孢杆菌(Bacillus hwajinpoensis)SLWX₂、嗜碱盐单胞菌(Halomonas alkaliphila)X₃ 和麦氏交替单胞菌(Alteromonas macleodii)SLNX₂]的不同组合强化挂膜, 根据成熟后的生物滤器对定量静止养殖尾水中 NH₄⁺ -N、NO₂^– -N、NO₃^– -N、 总氮(TN)及化学需氧量(CODMn)的去除效果, 选出对各无机氮去除效果最佳的菌种组合作为强化菌种再次挂膜, 分析不同浓度强化菌种挂膜对流动养殖尾水中 NH₄⁺ -N、NO₂^– -N 和 NO₃^– -N 的持续净化效果,以上实验均以自然挂膜组为对照。静止尾水处理实验结果表明, 各实验组中 NO₃^– -N 浓度先上升后下降, 对养殖尾水各项无机氮及有机物指标的去除效果均优于对照组。其中, SLWX₂+X₃+SLNX₂ 组合高浓度组对养殖尾水中的各项指标去除效果最佳, 在第 48 小时对 NH₄⁺ -N、NO₂^– -N、CODMn 和 TN 的去除率分别达到 100%、100%、80.7%和 59.5%。而自然挂膜对照组的去除率分别为 95.5%、50.52%、38.1%、13.44%, 且 NO3– -N 浓度持续上升。说明脱氮菌强化挂膜可明显提高生物滤器对养殖尾水的净化效率, 有效降低养殖尾水中氮素和有机物的浓度。后期连续流动尾水净化实验结果表明, 实验组和对照组生物滤器出水的 NH₄⁺ -N、NO₂^– -N、NO₃^– -N 浓度均低于进水的, 强化挂膜组的又均低于自然挂膜组的, 其中 106 CFU/mL 实验组对无机氮的去除效果均最佳, NH₄⁺ -N NO₂^– -N NO₃^– -N 的最大去除率分别为 31.6%、11.33%、 15.6%; 105 CFU/mL 实验组次之, 且出水氮素浓度可长期维持在较低水平。说明脱氮菌强化挂膜对各项无机氮的去除效果持续优于自然挂膜。本实验的结果为脱氮菌在海水养殖尾水净化中的应用提供了理论基础和技术支撑。     

复合垂直流人工湿地植物与基质层微生物群落特征比较分析

为了解复合垂直流人工湿地系统对海水养殖尾水中各形态氮的处理效果, 以及植物与不同基质层微生物群落特征的相似性和差异性, 以互花米草(Spartina alterniflora)-细砂-煤渣-碎石构建的复合垂直流人工湿地系统为研究对象, 研究了该系统对海水石斑鱼养殖尾水中 COD、NO₃ ^– -N、NO₂ ^– -N、NH₄ ⁺ -N 和总氮(TN)的去除效果, 并采用高通量测序技术分析了植物根际和不同基质层微生物群落特征。结果表明, 复合垂直流人工湿地系统对污染物有较好的去除效果, 出水中 COD、NO₃ ^– -N、NO₂ ^– -N、NH₄ ⁺ -N 和 TN 的平均浓度分别为 4.00 mg/L, 0.15 mg/L, 0.16 mg/L, 0.04 mg/L, 0.64 mg/L。植物根际样品和细砂层样品的微生物群落丰富度和多样性较高, 与其他基质层样品具有明显差异; 在门分类水平上优势菌以变形菌门、拟杆菌门、放线菌门、绿弯菌门和厚壁菌门为主, 相对丰度分别为 53.7%、11.5%、11.9%、6.4%、3.7%; 在纲分类水平优势菌以 α-变形菌纲、γ-变形菌纲、放线菌纲和拟杆菌纲为主, 相对丰度分别为 30.1%、20.9%、11.9%、10.3%; 人工湿地中丰度最高的脱氮功能菌包括亚硝化单胞菌属、硝化螺菌属、 芽孢杆菌属、假单胞菌属和不动杆菌属; 系统中微生物代谢功能丰富, 且所有样品功能组成相似; 相同基质层样品的微生物群落组成差异较小, 二级湿地单元各基质层样品微生物群落的差异程度与一级湿地单元相比较小。     

氨、亚硝酸盐和硝酸盐对凡纳滨对虾幼虾的毒性作用

研究了 NH₃-N、NO₂ ^- -N与 NO₃ ^- -N对凡纳滨对虾幼虾的毒性作用。获得了 NH₃-N_t(NH₃-N_m) 与 NO₂ ^- -N对体长2．4cm幼虾的 24h、48h、72h、96h之 LC₅₀值，两者对幼虾的安全质量分数分别为1．30 (0．101)mg/L和3．80mg/L。当 NH₃-N_t(NH₃-N_m)质量分数在1．3(0．101)~4．3(0．333)mg/L时，存活率为71．4% ~92．9%，体长增长率为36．3% ~57．1%，体重增长率为188．5% ~322．3%。当 NO₂ ^- -N质量分数在3．00~21．00mg/L时，成活率为75．0% ~91．7%，体长增长率为21．2% ~59．2%，体重增长率为72．0% ~311．9%。NO₃ ^- -N对体长7．37cm幼虾的亚急性毒性效应：NO₃ ^- -N的质量分数在 30~195mg/L时，成活率为 35% ~100%，体长增长率为8．5% ~20．5%，体重增长率为29．6% ~56．8% 。三态氮在一定质量分数范围内均对幼虾的存活率和生长率产生影响。     

单环刺螠生物扰动对沉积物-水界面氮磷扩散通量的影响

为了解单环刺螠生物扰动作用对沉积物-水界面氮磷扩散通量的影响及其持续性,于2020年11—12月,采用室内实验生态学的方法,设置低密度 (LD,500 尾/m²)、中密度 (MD,2 500 尾/m²)、高密度 (HD,8 300 尾/m²)处理组和1个对照组 (CO,0 尾/m²),进行了2 d为一个实验时段,为期20 d的模拟实验。结果显示,处理组溶解无机氮(DIN)扩散通量变化范围为10.6~765.3 μmol/(m²·d),与对照组相比,低、中、高处理组的DIN通量分别提高了57%、76%、88%。NH₄⁺是DIN的主要贡献者,对DIN的贡献在低、中、高处理组中分别占55%、65%和80%。与对照组相比,低、中、高密度组的平均NH₄⁺通量分别提高了39%、111%和257%,与低、中密度处理组平均NH₄⁺通量相比,高密度处理组分别提高了43.7%和23.6%。在第2~10天,NH₄⁺通量处于持续增加的趋势。处理组PO₄³⁻通量变化范围为−7.85~6.42 μmol/(m²·d),第2~6天,处理组PO₄³⁻通量持续增加。研究表明,单环刺螠的生物扰动能够持续地促进DIN由沉积物向水体中扩散,且存在明显的密度效应。研究结果将为深入认识单环刺螠在水层-底栖系统耦合过程中的生态作用提供基础数据。     

褐煤的碳缓释特征及其对池塘底泥脱氮作用的影响

厌氧氨氧化和反硝化作用是底泥生物脱氮的主要过程，碳源是调控厌氧氨氧化和反硝化作用的关键因子。本研究以褐煤为对象，对褐煤的静态碳释情况及其对池塘底泥中脱氮作用的影响进行了研究。结果显示，褐煤在室温条件下的碳释放规律符合二级动力学方程，具备作为反硝化碳源的可行性；在脱氮实验中，发现褐煤对底泥上覆水体中的亚硝酸盐氮(NNO₂^--N)的去除具有促进作用，NNO₂^--N的去除率随褐煤浓度的增加而升高，当褐煤质量浓度为40 g/L时，N\${\rm{O}}_2^ - $\-N去除率最高达99.61%，此时硝酸盐氮(NO₃^--N)的浓度也最低；同时发现，水体中氨氮(NH₄⁺-N)氧化的最适褐煤质量浓度为10 g/L，其去除率达99.39%；对底泥中的厌氧氨氧化菌群进行Illumina高通量测序发现，其中浮霉菌门占比最大(39.6%~71.8%)，优势菌属为Candidatus Brocadia (13.9%~35.8%)和Desulfovibrio (17.1%~34.8%)，添加褐煤组Candidatus Scalindua菌属比例高于未添加组；荧光定量PCR得出，随着褐煤质量浓度升高，底泥中的反硝化菌丰度呈增长趋势，而厌氧氨氧化菌丰度则低于无褐煤添加组，表明添加褐煤对底泥反硝化有促进作用，而对厌氧氨氧化有一定的抑制作用。研究表明，褐煤具备作为反硝化碳源的条件，可用于池塘养殖底泥脱氮作用。     

草鱼单养和混养池塘的水质与生物组成特征

为比较单养、混养草鱼(Ctenopharyngodon idella)养殖池塘的水质与生物组成特点，采取水质分析、环境DNA与传统鉴别方法对草鱼单养、混养(80:20)两类池塘的水质变化、浮游生物、底栖生物、菌群结构进行了分析。结果表明，混养池塘的水质优于单养池塘，混养池塘水体中总氮(TN)、硝态氮(NO_3^--N)、氨氮(NH_4⁺-N)、亚硝态氮(NO_2^--N)的浓度比单养池塘分别低10.15%、3.78%、5.07%、80.18%，总磷(TP)和活性磷(SRP)的浓度分别低27.14%和56.26%；两类池塘中浮游植物均以绿藻门(Chlorophyta)、蓝藻门(Cyanophyta)、隐藻门(Cryptophyta)为优势种，但单养池塘中的藻类密度为30×10^₆cells/L，低于混养池塘104×10^₆cells/L；两类池塘中的浮游动物均以轮虫和原生动物为优势种，枝角类和桡足类生物数量较少，单养池塘中浮游动物密度高于混养池塘；在底栖动物方面，单养池塘存在螺类、水蚯蚓和摇蚊幼虫，而混养池塘仅有螺类和摇蚊幼虫。在菌群组成方面，单养池塘水体中以厚壁菌门(Firmicutes)为优势类群，混养池塘水体中以变形菌门(Proteobacteria)为优势类群；但在两类池塘底泥中，均以变形菌门为优势类群。以上结果表明，草鱼混养有利于改善养殖池塘水质，增加浮游植物丰富度，改变养殖水体菌群的结构。本研究为优化草鱼池塘养殖结构，改善水质，构建高效池塘养殖模式提供了依据。     

生物强化反应器净化循环养殖废水的研究

利用生物膜的高效截留原理,设计了生物强化反应器,在装有弹性纤维载体的反应器内接种具有硝化反硝化作用的复合菌群,经6周左右的人工挂膜后,弹性纤维载体表面出现了肉眼可见的生物膜。试验以循环养殖废水为研究对象,探讨了不同水力停留时间(HRT)和温度(WT)对生物强化反应器净化水质效果的影响。结果显示,HRT和WT对生物强化反应器净化养殖废水效果的影响显著(P<0.05)。对HRT和WT各处理水平下的COD_Mn、TN和NH ₄-N去除率进行差异显著性分析,并综合考虑反应器的运行时间、费用和操作等因素,选取HRT=18 h、WT=30 ℃作为反应器的最佳运行条件,在此条件下反应器稳定运行3周左右。试验期间,COD_Mn、TN及NH ₄-N的平均去除率分别达44.18%、51.31%及82.08%。此外,还对反应器内载体表面的生物膜进行了可培养微生物数量动态监测。强化反应器在正式运行的25 d内,其生物膜上的可培养微生物数量不断增多,氨氧化细菌数量由35.91?10⁴ CFU/mg增长到89.43?10⁴ CFU/mg,硝化细菌数量由25.75?10⁴ CFU/mg增长到61.65?10⁴ CFU/mg,反硝化细菌数量由14.23?10⁴ CFU/mg增长到100.95?10⁴ CFU/mg；氨氧化细菌和硝化细菌在与氮素循环相关的可培养细菌中占据着主导地位(59.95%～81.25%)。脱氮细菌不断地吸附于载体表面,并成功地定殖和繁殖使得生物膜不断成熟和稳定(TN和NH ⁴-N去除率分别达51.31%及82.08%)。结果表明,生物强化反应器对循环养殖废水中COD_Mn、TN和NH ₄-N的去除效果明显。     

不同浓度氨氮对5种沉水植物生长的影响

通过试验研究,筛选出能够耐受高浓度氨氮的沉水植物,构建有效的生态系统并改善湖泊水质,对黑臭水体治理具有现实意义。探讨了苦草(Vallisneria natans)、穗花狐尾藻(Myriophyllum spicatum)、黑藻(Hydrilla verticillata)、金鱼藻(Ceratophyllum demersum)和小茨藻(Najas minor)5种沉水植物对氨氮的耐受性,每种沉水植物均设置氨氮浓度为0、4、8、12、16 mg/L共计5个梯度,研究其生长情况和生理指标的变化。结果显示,在4～16 mg/L氨氮持续胁迫至第14天时,苦草叶绿素和可溶性蛋白的生成受到抑制作用逐渐加大,4、8、12、16 mg/L氨氮试验组中的叶绿素含量与对照组相比,第14天比第7天分别减少44%、57%、16%和39%,可溶性蛋白含量分别减少62%、24%、29%和49%,而MDA含量在第14天分别显著降低为第7天的35%、7%、65%和41%,表明苦草未受到不可逆伤害。在4 mg/L氨氮持续胁迫下,第14天时,穗花狐尾藻和黑藻的MDA含量分别显著增加为第7天的207%和178%,小茨藻植株死亡,而金鱼藻的叶绿素和可溶性蛋白均未有显著变化,且MDA含量显著减少为第7天的80%,表明只有金鱼藻未受到氨氮的不可逆毒害。在8～16 mg/L氨氮持续胁迫下,穗花狐尾藻、黑藻、小茨藻和金鱼藻的植株则全部死亡。研究表明,氨氮浓度≤4 mg/L时,苦草和金鱼藻能够生长;氨氮浓度≤16 mg/L时,苦草能维持较长时间的生存。从耐氨氮和黑臭水体治理过程水质特征考虑,苦草可作为黑臭水体治理中水生态系统构建的先锋沉水植物。     

贵州草海重污染区生态修复水质效果评估

对比分析贵州草海重污染湖区沉水植物生态修复区与对照区沉积物内源磷释放通量,探讨外源负荷得到有效控制后草海重污染区沉水植物生态修复效果,为草海综合污染治理与生态恢复提供一定的数据支撑和科学依据。2018年在草海修复区内和对照区各布设3个采样点, 10月至次年10月每个月分别对修复区和对照区水质开展连续跟踪监测。利用薄膜梯度扩散技术（DGT）对比分析了修复区和对照区内源磷释放通量,综合评估了草海重污染区生态修复效果。结果表明,沉水植物修复工程实施一年后,修复区水体氨氮（NH3-N）、总磷（TP）和溶解活性磷（SRP）浓度分别降低为对照区的65%、42%和67%。修复区沉水植物生长茂盛,水体DO含量稳定在8 mg/L以上,透明度显著提高,水质明显改善,CODMn 、NH3-N、TP浓度分别降低至5.7、0.39 、0.05 mg/L,达到地表水Ⅲ类标准。生态修复工程对内源磷释放量削减30% 以上,修复区内源磷贡献率38%,远低于对照区（74%）。当草海流域外源污染得到有效控制后,沉水植物生态系统恢复成为重污染区内源污染控制与水环境修复有效的手段。     

Constructed shallow zones along navigation canals: vegetation establishment and change in relation to environmental characteristics

An Erratum has been published for this article in Aquatic Conservation: Marine and Freshwater Ecosystems 12(2), 2002, 251

• 1. In recent decades shallow zones have been constructed along navigation canals in the Netherlands which form a potential new habitat for aquatic macrophytes and helophytes absent from traditional canals.
• 2. The aim of this study was to examine the relationships between the aquatic plant vegetation that becomes established and the physical and chemical characteristics of water and sediment, in order to find the determinants of species composition and the changes therein. Data were collected in 1998 and 1999 from 80 plots in bank zones at varying stages of development since construction along two navigation canals.
• 3. Plots 3–5 years old were partly dominated by rooting submerged macrophytes such as Potamogeton pectinatus, Elodea nuttallii and Potamogeton pusillus; locally non‐rooting species occurred such as Ceratophyllum demersum, Lemna minor and Spirodela polyrhiza. Older plots contained Phragmites australis, locally mixed with free‐floating species. Hydrological isolation from the eutrophic canals was indicated by the presence of Chara vulgaris.
• 4. Characteristics of both water layer and sediment could explain the variation in vegetation composition. Rooting submerged macrophytes predominantly occurred in sites with a thin (<2 cm) layer of sediment with relatively low concentrations of organic matter; moreover, ammonium concentrations in the water layer and sediment pore water were relatively low. Stands of non‐rooting macrophytes and of Phragmites australis were characterized by a relatively thick sediment layer and high ammonium levels in the pore water. Light limitation in turbid water, associated with navigation and eutrophication, may also play a role.
• 5. Although submerged aquatic macrophytes persist for a relatively short time, shallow zones nevertheless function as a habitat for helophyte communities and contribute to a higher aquatic biodiversity than is associated with traditional banks along navigation canals.

Copyright © 2001 John Wiley & Sons, Ltd.     

着生藻碳氮计量特征对铜锈环棱螺生长的影响

氮负荷较高的富营养湖泊中,着生藻大量增加,而牧食者数量却逐渐减少,进而导致沉水植物衰退或消亡;为了探究氮浓度过高对螺类生长的影响,本文基于受控实验,探讨了不同水体氮浓度(1 mg/L,4 mg/L,7 mg/L)培养下的着生藻碳氮计量特征对铜锈环棱螺(Bellamya aeruginosa)生长的影响效应。结果表明,4 mg/L处理组的着生藻和螺体内的碳和氮含量均高于1 mg/L和7 mg/L处理组,而碳氮比则低于这2个处理组;1 mg/L处理组的着生藻和螺体内的碳和氮含量最低,其碳氮比最高。着生藻氮含量与螺体内氮含量呈显著正相关关系(r=0.877,P0.001)。水体氮浓度为1 mg/L处理组的螺生长率和体长均高于4 mg/L和7 mg/L处理组,4 mg/L处理组的螺生长率和体长最低。研究结果显示,着生藻氮元素含量在一定范围内会随着水体氮浓度的增加而升高,着生藻氮含量与螺体内的氮含量变化一致,作为螺食物的着生藻氮含量增加时,螺体内氮含量也相应随之增加。环棱螺食物质量的下降与着生藻中化学元素含量的改变有关,这可能是螺生长受到抑制的重要原因。     

3种沉水植物碳氮代谢对水体氮源形态组成的响应

以沉水植物穗花狐尾藻(Myriophyllum spicatum L.)、伊乐藻(Elodea canadensis Michx)和金鱼藻(Ceratophyllum demersum L.)为试验对象,研究水体中不同硝态氮(NO_3~-N)和铵态氮(NH_4~+-N)浓度比对植物碳氮(C-N)代谢的影响。2015年春季栽培3种沉水植物;7月,截取长约10 cm的植物顶端于1 L的玻璃烧杯预培养,光暗比为14 L∶10 D,温度控制为光周期25℃,暗周期15℃,光照强度为110μmol/(m~2·s),预培养7 d后截取植物顶端1 g左右转入250 m L的锥形瓶,设计培养液总氮浓度为2 mg/L,按照NH_4~+-N与NO_3~-N的浓度比设置2∶1、1∶1、1∶2、2∶0、0∶2共计5个处理,以预培养液为对照,每个处理设置3个重复。结果表明:(1)与对照相比,氨氮添加显著提高了3种植物组织内游离氨基酸(FAA)的含量,且在氨氮浓度2 mg/L时FAA达最大;(2)植物体内可溶性糖含量(SC)存在显著的种间差异,二元方差分析显示处理间SC的差异,种间差异的贡献值为69%;(3)硝态氮完全替代氨态氮时,3种植物组织中的SC/FAA显著升高,二元方差分析显示处理间SC/FAA的差异主要源于氮源形态组成(56%);(4)伊乐藻体内FAA和SC含量均大于穗花狐尾藻和金鱼藻。这可能是它在富营养水体中更有优势的重要原因之一。     

桂林寨底地下河沉水植物群落结构调查及影响因子分析

为研究岩溶地下河沉水植物分布、群落组成及生境对群落结构的影响,2013年7-8月,对寨底地下河沉水植物分布及群落多样性进行了调查,并结合全年水质监测数据,分析了生境对沉水植物群落多样性分布的影响。结果表明,寨底地下河出口共有沉水植物4科、6属、8种;优势种为苦草(Vallisneria natans)、靖西海菜花(Ottelia acuminata var.jingxiensis)、竹叶眼子菜(Potamogeton wrightii)和黑藻(Hydrilla verticillata),优势度分别为33.87%、23.10%、19.06%和12.50%,其中苦草为第一优势种。河道基质是制约沉水植物多样性分布的重要因素,砂石基质处沉水植物为种类单一的海菜花群落;泥沙混合处沉水物种组成比较丰富,海菜花、黑藻、竹叶眼子菜、苦草等形成共优势群落。岩溶水高Ca2+和HCO-3环境为沉水植物光合作用提供了丰富的矿物质元素及光合作用碳源。研究结果可为寨底地下河岩溶水生生态系统中沉水植物碳汇效应提供理论支持。     

杭州西湖浮游植物群落对沉水植物恢复的响应

为评价杭州西湖沉水植物恢复对浮游植物群落的影响,以西湖湖西水域(茅家埠、乌龟潭、浴鹄湾)为代表,通过5年连续采样监测数据,研究了该区域沉水植物恢复前后浮游植物物种组成、生物量、多样性指数及其与水质理化参数的动态变化关系。结果表明,2009-2013年共检出浮游植物156种,隶属8门、78属,其群落结构在3个湖区间不存在显著差异(P0.05),藻类优势种的年际变化呈现由绿藻门(Chlorophyta)的球衣藻(Chlamydomonas globosa)、小球衣藻(Chlamydomonas microsphaera)和蓝藻门(Cyanophyta)的铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)、不定微囊藻(Microcystis incerta)逐渐向绿藻门的蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)、细丝藻(Ulothrix teneriima)、多形丝藻(Ulothrix variabilis)和硅藻门(Bacillariophyta)的颗粒直链藻(Melosira granulata)、具星小环藻(Cyclotella stelligera)转变。浮游植物群落的Margalef和Shannon-Weiner多样性指数分别在0.632~3.396和0.581~4.438之间变化,指示水体处于中度富营养状态且有转好趋势。调查期间水体总氮和总磷浓度分别在0.92~5.26 mg/L和0.005~0.108 mg/L。水质理化参数分析表明,茅家埠和乌龟潭浮游植物生物量与水体总氮的变化呈显著正相关(P0.05)。研究表明,相比工程实施前,西湖湖西水质有明显好转,沉水植被恢复是富营养化水体治理的有效措施之一。     

苦草-附着生物复合系统对水体磺胺降解的贡献评估

磺胺类抗生素（Sulfonamides，SAs）在医药和养殖领域的广泛使用，造成自然水体中残留量不断增加，对水生态系统造成严重危害。为此，本研究选择沉水植物苦草（Vallisneria natans）作为实验物种，设置P-V-（无附着生物，无苦草）、P+V-（有附着生物，无苦草）、P-V+（无附着生物，有苦草）、P+V+（有附着生物，有苦草）四种处理，开展静态模拟试验，探讨了沉水植物-附着生物复合系统对磺胺（Sulfonamide，SN）降解效果及各自的贡献。结果表明：在降解水中SN的过程中，P+V+处理组SN浓度由25 mg·L-1降至5.4 mg·L-1，其SN去除率为78.4%，P+V+处理组SN降解效果最好；实验13d时苦草的贡献率为94.34%，发挥着主要作用，附着生物的贡献率为5.66%，起到次要作用；丛毛单胞菌科、细胞弧菌科和腐螺旋菌科为P+V+处理组附着生物的优势类群。本研究结果有助于了解苦草-附着生物复合体对SN降解效果以及苦草和附着生物对SN降解的贡献，对后期研究附着生物的定植演替规律和群落结构特征以及应用“沉水植物-附着生物复合系统”来治理抗生素污染水体提供理论支撑。     

水生植物分解过程中生态化学计量学特征

为揭示水生植物分解过程中的生态化学计量学特征，选取沉水植物苦草（Vallisneria natans）和马来眼子菜（Potamogeton malaianus）以及漂浮植物浮萍（Lemna minor），分别置于温室（处理组A、B）和池塘中（处理组B），实验周期为5周，每隔1周随机从各重复组中取1份样品，测定干物质重和总氮（TN）、总碳（TC）、总磷（TP）含量，分析其残存干物质的分解过程。结果表明，在整个分解过程中，3种植物的C/N为7.43~10.06，低于全球水平22.5，C/P为43.09~91.77，明显高于全球水平23.2，说明同一种植物在相同的同化C能力前提下，对N的利用效率较高，对P的利用率较低；N/P为4.71~9.24，小于14，说明植物主要受N的限制。沉水植物苦草和马来眼子菜的C/N在温室和自然条件下规律一致，而漂浮植物浮萍则变化较大，说明沉水植物分解C和N的速率一致且不受环境影响，而漂浮植物浮萍分解C和N受环境影响较大；苦草和浮萍残存干物质C/N在开始有一个快速增长期，说明这2种植物N的释放速率超过C；3种植物残存干物质的C/P和N/P都在第1周快速增长且各处理变化较大，说明3种植物P分解速率都在1周内超过C和N，且受环境影响较大。研究结果将对水生态修复过程中是否移除残存水生植物提供理论依据。     

Estimation of the lower practical limit of aquatic plant coverage in intensive Chinese mitten crab (Eriocheir sinensis) rearing ponds using an unmanned aerial vehicle

Aquatic plants play important roles in the productivity of intensive Chinese mitten crab (CMC) rearing ponds. This study aimed to evaluate the lower limit of aquatic plant coverage (APC) in CMC ponds. A field investigation was conducted and unmanned aerial vehicle was used to estimate APCs. A follow‐on single factor experiment was performed to verify the results and evaluated the efficacy of APC values with 15%, 45%, 65% and 85% APC treatments. Average total nitrogen (0.81 mg/L), total phosphorus (0.06 mg/L), ammonium‐N (0.12 mg/L) and nitrate‐N (0.10 mg/L) met the grade II–IV standards for surface water quality in China in the investigations. Further, the use of an exponential decay model for water qualities and APCs indicated that an effective APC threshold was around 30%, and crab yields (1,536 kg ha^–1 year^–1) significantly decreased by 19.2% if the pond APCs could not reach this threshold. Crab yields were also correlated with crab feed characteristics, and especially the level of fish meat that was used. The single factor experiment for APC again confirmed our APC value threshold via exponential model. Meanwhile, the water quality measurements of the 15% APC treatment were significantly larger than the other APC treatments, but the crab yield, individual weight and carapace length indeed decreased in this single factor experiment for APC. We therefore conclude that the empirical APC level of 60% is preferred, but that smaller APCs could be acceptable in intensive CMC ponds if an APC of at least 30% is maintained.