氢氧化镁对水质、底质改良的研究与应用

近年,沿海各地区水产养殖业发展迅速。由于内湾海区海水循环交换能力较弱,黑臭底泥的长期堆积,导致养殖水体水质和底质进一步恶化,然而这种问题普遍存在于封闭式或半封闭式水域环境中。对此,氢氧化镁作为水质、底质改良剂被应用于水环境的治理。本文概述了氢氧化镁的作用机理,包括氢氧化镁与悬浮颗粒物的静电、对氮磷的降解及对硫化氢的降解等作用;同时介绍了氢氧化镁在海水养殖场、淡水湖泊和水库、水华防控、赤潮防控及废水处理中的研究与应用;展望了氢氧化镁和纳米级氢氧化镁在水体环境领域的应用前景。     

秃瓣杜英开花与结实物候期的研究

秃瓣杜英是我国南方特产的优良绿化树种,湖南是该树种绿化苗木及种子的主产区。本文首次报道秃瓣杜英开花与结实的物候期,野生种与栽培类型的花、果及种子的形态变异,提出每年最佳采种时间山区为9月28日~10月5日,丘陵区为9月30日~10月7日。     

水中丝状藻类有害藻华的形成与对策

文章通过对常见丝状藻类及其形成藻华形态的描述,综述丝状藻藻华的形成条件及危害,说明各种水体中控制丝状藻藻华的必要性和紧迫性,概述了常见控制藻类药物和药物的致毒机理,为丝状藻类及其藻华的控制提供参考。     

藻类水华的生物控制措施

藻类水华会释放大量毒素和有害物质,造成水生生物的大量死亡,给渔业生态环境带来严重危害。生物控制措施可以在一定程度上降低水体富营养化程度和控制藻类的过度繁殖,防止有害藻类大量爆发。主要生物控制作用包括,一方面促进水体生态系统的物质循环和能量流动,加速营养元素沉降或脱离水生生态系统;另一方面限制或抑制水华藻类的生长,使水体生态系统处于稳定的动态平衡。     

加压对微囊藻的影响及其生态风险探讨

近年来,利用加压使蓝藻细胞内伪空胞破裂,藻细胞因失去浮力而下沉的原理开发了一些控藻技术,如加压控藻船、深井加压控藻等,已应用于缓解富营养化水体表面的蓝藻水华堆聚问题。但对加压后下沉蓝藻的去向及其可能导致的水质生态风险尚缺乏研究。为探讨加压后微囊藻的生长变化及其对水质的影响,本文研究了加压对微囊藻的伪空胞、细胞形态、群体粒径、光合活性、漂浮率的影响,并比较了未加压和加压微囊藻在有光和无光条件下的生长差异。结果表明,在0.7 MPa、30 s加压条件下,漂浮在水体表面的微囊藻群体在加压后迅速下沉,漂浮率由95%下降至1.99%；藻细胞内的伪空胞破裂,藻细胞变形萎缩,群体粒径变小,光合活性下降,但细胞膜未破损。未加压和加压后的藻样在有光与无光条件下培养的第3天,加压下沉的藻在光照条件下有17.91%重新上浮至水体表面,并且其光合活性逐渐恢复。透射电镜结果显示上浮藻细胞内有伪空胞重新生成；同时反转录PCR结果表明,实验第3天光照加压处理组伪空胞gvpA和gvpC基因表达较其他实验组显著上调,也表明细胞进行了伪空胞合成过程。所有处理组水体中溶解性总氮(Dissolved Total Nitrogen,DTN)含量在前3天无明显变化,但3天之后均不断上升；且加压后水体中DTN含量在无光条件下比有光条件下更高。综上所述,加压控藻技术能使水体表面的水华微囊藻迅速下沉,减少表层水华；但下沉的微囊藻在有光条件下3天内能部分重新上浮,而在无光条件下更易衰亡释放有机物导致水体DTN含量增加。建议宜及时清除加压后下沉的蓝藻,避免蓝藻再次上浮形成水华,防止水质恶化。     

Ecology,physiology and genetics of a phycodnavirus infecting the noxious bloom-forming raphidophyte <Emphasis Type="Italic">Heterosigma akashiwo</Emphasis>

Abstract:   Heterosigma akashiwo virus (HaV) is a large icosahedral virus (∼0.2 μm) harboring a double-stranded DNA (dsDNA) genome (∼294 kbp). The virus is the only member of the genus Raphidovirus in the family Phycodnaviridae. Since its first discovery, a number of ecologic, physiologic and genetic studies about HaV have been conducted; especially, the relationship between H. akashiwo and HaV in nature was studied and viral infection is now regarded as a significant factor influencing the dynamics and termination of H. akashiwo blooms. HaV infection has considerable impacts on H. akashiwo populations in both aspects of fluctuation in biomass (quantity) and changes in clonal composition (quality). Partial sequencing of the HaV genome revealed that a number of genes showed considerable similarity to those of other protist-infecting viruses; still, the phylogenetic position of HaV suggested a number of enigmas in host–virus coevolution. Here are summarized the ecology, physiology and genetics of HaV especially from the viewpoint of the host–virus relationship.     

湖南镇水库浮游生物及其影响因子的典范对应分析

2006年至2007年间调查了蓝藻(Cyanophyta)暴发水体——湖南镇水库的浮游生物群落结构及其变化,研究了其与环境参数之间的关系。调查期间,共鉴定出浮游植物96种(属),浮游动物73种(属)。单位水体浮游植物平均细胞数量变化于0.49×106～16.71×106L-1之间,浮游动物则变化于8～3548L-1之间。春、夏季螺旋鱼腥藻(Anabaena sporoides)水华持续数月,水体表层细胞密度高达2.28×108L-1,进入秋季后其优势逐渐被颤藻属(Oscillatoria)蓝藻取代。典范对应分析显示,浮游植物的季节演替规律与螺旋鱼腥藻数量、总溶解固形物(TDS)和透明度(SD)存在较高的相关性,浮游动物演替主要与溶解在水中的微囊藻(Microcystis)毒素(EMC)、营养盐和螺旋鱼腥藻数量相关。由于高水平营养盐的存在,上行效应无法有效限制蓝藻的发生,水华蓝藻以其数量优势改变了水体理化条件,成为影响浮游植物群落的潜在因素,而营养盐可能通过主导可食藻类的生长,间接影响浮游动物的动态。将水华蓝藻数量及藻毒素浓度作为环境因子进行多元分析,分别提高了对浮游植物、动物群落的解释15.6%和25.8%,说明水华蓝藻和藻毒素的存在对浮游生物群落的组成和结构具有较大的影响。     

微囊藻水华叠加对太湖沉积物中细菌垂直分布的影响

为研究微囊藻水华爆发对沉积物中细菌的影响,加强对富营养化湖泊细菌生态分布和环境调控原理的认识,选取太湖竺山湾沉积物柱状样,经添加高浓度微囊藻培养后,采用聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(polymerase chain reaction-denaturing gradient gel electrophoresis;PCR-DGGE)方法,分析细菌在沉积物中的垂直分布特征.结果显示,微囊藻水华叠加对于沉积物剖面表层细菌群落结构影响很小,对沉积物中细菌垂直分布的影响不大,仅在7 ～9 cm深度之间有一定影响.     

Japanese sardine (Sardinops melanostictus) mortality in relation to the winter mixed layer depth in the Kuroshio Extension region

A drastic population change in Japanese sardine (Sardinops melanostictus) has been noted as being related to winter sea surface temperature (SST) in the Kuroshio Extension region. The former studies suggest two possible explanations. One is that temperature itself affects sardine. The other is that SST represents the environmental change of the Kuroshio Extension region and other causes directly affecting sardine. In this study, we found that sardine mortality from post‐larva to age 1 negatively correlated with the winter mixed layer depth (MLD) in the Kuroshio Extension region from 1979 to 1993. During the period of a deep winter mixed layer (during the early 1980s), sardine mortality was low, whereas mortality was high when the winter mixed layer was shallow (during the late 1980s to early 1990s). By using a lower trophic‐level ecosystem model forced by the observed time series of MLD, SST, light intensity and nutrient data, we found that the estimated spring zooplankton density drastically varies from year to year and has a significant negative correlation with sardine mortality. The inter‐annual variation of spring zooplankton density is caused by the winter MLD variation. During the deep winter mixed layer years, a phytoplankton bloom occurs in spring, whereas during the shallow winter mixed layer years, the bloom occurs in winter. The results of our study suggest that the decline in the Japanese sardine population during the late 1980s to early 1990s was due to an insufficient spring food supply in the Kuroshio Extension region where sardine larvae and juvenile are transported.     

2022年夏季汉江中下游水华生消驱动因子及其贡献率量化研究

2022年夏季，长江流域遭遇了罕见的“汛期反枯”极端水文事件，在此期间，汉江中下游首次发现了蓝藻水华。本研究选取叶绿素a浓度作为衡量水华的关键指标，基于偏最小二乘回归（Partial least squares regression，PLSR）量化了不同环境因子对2022年夏季汉江中下游（仙桃、宗关断面）水华生消的贡献率。结果表明：（1）仙桃和宗关断面叶绿素a浓度与溶解氧、pH值和水温均呈现出显著的正相关关系。溶解氧、pH值和水温对2022年夏季汉江中下游水华生消的贡献程度最高，三者对仙桃和宗关断面水华生消的贡献率分别为15.18%、13.68%、14.50%和18.06%、15.93%、15.65%。（2）基于偏最小二乘路径模型（Partial Least Squares Path Modeling，PLS-PM），本研究进一步解析了各环境因子对叶绿素a浓度变化的影响路径。结果表明气象因子是2022年夏季汉江中下游蓝藻水华暴发的诱导因子，高温无雨的极端天气导致水温和pH上升，加速了藻类的代谢反应速率。同时，河道流量减小延长了有机物和营养盐的传输和滞留时间，为藻类生长提供了稳定的营养条件。并且水华“萌发”时段可能与汉江中下游“涝旱急转”时段重叠。因此，本文建议下一步研究应结合准确的中长期气象预报信息，在“涝旱急转”时段实时优化汉江中下游水华防控调度的下泄流量与下泄时机，这将有可能大大提高水华防控的效率和效果。