环境DNA技术在水生态领域应用研究进展

环境DNA(eDNA)是指环境中所有被发现的生物DNA的混合。eDNA技术可以通过对提取的环境样品进行DNA测序,反映生态系统中的群落或物种组成信息。相较于传统的基于形态学鉴定的生物监测方法,eDNA技术具有简单高效、灵敏度高、环境友好等优势,是未来水生态环境研究的重要手段之一。本文对eDNA技术的操作流程、在水生态环境研究中的应用及技术局限性进行了综述,并对eDNA技术的发展趋势进行了展望。     

不同时空尺度下流域景观格局与水质的相关性研究——以嫩江右岸典型子流域为例

流域景观格局与水质的相关关系依赖于研究的时空尺度,区分时空尺度的研究有助于为流域水陆一体化管理提供准确依据。以嫩江右岸典型子流域为例,从亚流域、河流廊道2个空间尺度,丰水和枯水期2个时间尺度,研究了景观格局与河流水质的相关关系,分析了相关关系的时空差异。空间尺度上的研究结果表明：（1）亚流域尺度上与水质指标相关性显著的景观指标个数较河流廊道尺度多;（2）随尺度增大,NO3—N,综合污染指数与林地景观百分比的负相关性先增后减,400m处负相关性最强;TDS,NH4—N,NO3—N,综合污染指数与耕地景观百分比的正相关性先增后减,300m处正相关性最强,300～400m是嫩江支流廊道管理的关键区域。时间尺度上的研究结果表明,丰水期与水质指标显著相关的景观指数个数较枯水期多;丰水期林地、草地和耕地景观与水质指标的相关性强,而枯水期建设用地景观与水质指标的相关性强。     

菜用蔓生性豇豆采种技术

豇豆的采种方法有两种，即露地直播采种法和育苗移栽采种法。 1 露地直播采种法 1．1 采种田的选择 豇豆生育期长，对土壤适应性较强，最适中性土……     

流域水环境承载力评价——以白洋淀流域为例

流域水环境承载力评价可为流域生态环境治理提供重要依据。以白洋淀流域为例,建立包括水资源、水环境和水生态三要素、共16个指标的水环境承载力评价指标体系与标准,提出基于层次分析法和熵值法的指标权重确定方法以及基于可变模糊识别模型的评价方法,对近20年水环境承载力进行计算与评价。结果表明:1998—2017年白洋淀流域水环境承载力的综合特征值由1.84增加到3.16,水环境承载力呈上升趋势,1998—2012年属较低承载区间,2013—2017年属中等承载区间;从各要素看,水资源和水环境要素的特征值由1.18、1.92分别增加为2.72、3.36,均呈增加趋势,水生态要素的特征值由3.44下降为2.31,呈下降趋势。未来应在推进水污染控制、水资源节约利用的基础上,重点关注水生态的保护、修复。     

白洋淀水环境风险受体脆弱性评价

白洋淀是“华北明珠”，也是雄安新区的重要生态依托，开展水环境风险受体脆弱性研究，可为白洋淀水环境保护与水环境风险管理提供依据。从风险受体敏感性和缓冲能力两方面，选取14项指标，构建了白洋淀水环境风险受体脆弱性评价指标体系，提出了脆弱性评价与分级方法，并对白洋淀水环境风险受体脆弱性进行了评价。结果表明，淀区以较低和低度脆弱为主，东北部、西北部和中部的部分区域脆弱度较高。研究表明，应通过控制污染、生态补水、水生植被种植、微地形改造等措施提高缓冲能力，从而降低脆弱度。     

水库温排水增温模拟及其对富营养化影响分析

温排水导致的水库增温及衍生富营养化是水库生态学领域的研究热点。以承纳温排水的北方某浅水水库为例,利用MIKE21模型构建平面二维水温模拟模型,针对可能出现的调水量和气温极端情况,设定4个情景,分别模拟不同情景下水库水温时空分布规律,对温升带来的富营养化及水华爆发风险进行了分析。结论如下：（1）受温排水口位置、温排水流向及水深共同影响,水库水温呈西高东低,北高南低的分布规律;（2）气温对水库水温的影响较水深更为强烈,取水口1处水域年均温升最大,取水口1和取水口2处水域温升波动较大;（3）调水量和气温等条件变化会导致水华爆发风险变化：除取水口2附近水域外,相对于情景1,情景2和情景3高风险发生时间提前一个月;情景4增温幅度较大,导致东支和取水口1附近高风险延续时段比情景1短一个月。     

白洋淀浮游动物群落结构与水环境因子的关系

为揭示白洋淀浮游动物群落结构动态特征及其与水环境因子的关系,于2009—2010年和2018—2019年对白洋淀浮游动物及水环境因子进行6次调查,采用生态位指数、冗余分析(RDA)等方法对白洋淀浮游动物群落结构变化、优势种生态位分化及其与水环境因子的关系进行研究。结果显示:白洋淀浮游动物物种数从2009年的56种减少至2019年的43种,密度从3.64×10~3ind·L~(-1)下降至1.70×10~3ind·L~(-1),且物种组成相似度极低;共同优势种为针簇多肢轮虫(Polyarthra trigla)、角突臂尾轮虫(Brachionus angularis)及螺形龟甲轮虫(Keratella cochlearis),其生态位宽度分别增加了7.79%、9.76%和22.11%;优势种平均生态位重叠指数增加了35.26%,优势种间高度重叠(Oik0.6)的种对数量占比增加了30.08%。RDA分析表明,pH、总氮(TN)和溶解氧(DO)始终是影响白洋淀浮游动物群落结构的主要水环境因子。     

基于eDNA技术的白洋淀微型生物群落监测

传统形态学监测无法识别绝大多数微型生物,环境DNA(eDNA)宏条形码技术提供了一种新型高效的生物监测手段。以白洋淀为例,采用eDNA宏条形码测序技术,开展白洋淀微型生物群落监测,揭示了白洋淀微型生物群落组成、序列数、多样性等的时空分布,比较了eDNA技术和传统形态学方法对藻类的检出能力,分析了eDNA技术的灵敏度和还原力。结果表明:eDNA宏条形码技术检出白洋淀7个微型生物类群的4 569个OTU,分属于567个种,其中细菌(除蓝藻门)最多,原生动物次之,古细菌最少;时间上,白洋淀主要微型生物类群秋季生物多样性最高,夏季次之,微型生物类群的序列数、门与属水平的相对丰度也呈现出明显的季节特征。空间上,优势门类在各采样点的分布大致相似,Epsilonbacteraeota等部分相对丰度较少的门类分布明显不均衡;时间和空间变化均影响白洋淀微型生物群落的组成和分布,季节变化的影响更显著;eDNA比传统形态学方法具有更高的检出能力,二者联合使用更有利于全面获取微型生物组成信息。研究全面揭示了白洋淀微型生物群落信息,探索了eDNA宏条形码技术在北方湿地的应用,印证了该技术的高效性和灵敏度。     

北京市五景观湖泊浮游藻类评价及聚类分析

基于北京什刹海、昆明湖、奥运湖、朝阳公同湖,玉渊潭5个景观湖泊浮游藻类调查,对比分析了其数量,种属组成及Margalef种类丰富度指数、Shanon-wiever多样性指数、Pielou均匀度指数,结果表明:除奥运湖外,其余四湖均为富营养水体,昆明湖、奥运湖、什刹海水质要好于其它两个;对5个湖泊浮游藻类种属结构与生物指数进行聚类,种属结构聚类结果是朝阳公园、玉渊潭和奥运湖为一类,生物指数聚类结果是玉渊潭与朝阳公园湖为一类,表明再生水对浮游藻类种属结构影响较大,水质跟生物指数具有一致性.