城市人工湖泊浮游植物群落结构特征及其主要环境因子分析——以长沙梅溪湖为例

长沙梅溪湖为新兴城市人工湖泊,是国家级新区湘江新区的城市“海绵体”,其水环境与水生态状况是该区域高质量发展关注的重点,对维护湘江新区生态环境具有重要意义。为揭示梅溪湖水生态现状,分季度采集梅溪湖水样,分析浮游植物群落特征及其与环境因子的关系。结果显示梅溪湖浮游植物共有7门96种,其中以绿藻、硅藻和蓝藻种类数居多,占总种类数的86.46%,主要优势种为细小隐球藻（Aphanocapsa elacjista）、小环藻（Cyclotella sp.）、链状曲壳藻（Achnanthes catenata）和尖尾蓝隐藻（Chroomonas acuta）,优势种具有明显季节交替性。浮游植物年均密度为（23.97±9.95）×10^6 cells/L,各季度东部水域密度均高于西部水域;多样性指数评价结果表明梅溪湖水体处于中度污染和中-富营养状态,与水质评价结果基本一致。浮游植物与环境因子基于转化的冗余分析结果显示,水温、氧化还原电位、总氮和亚硝酸盐氮是影响梅溪湖浮游植物群落的主要驱动因子,控制总氮等营养盐的输入将是改善梅溪湖水质和营养状态的有效手段。     

长江上游原生动物的群落生态学研究

于2003～2007年采集了长江上游通天河至三峡水库的原生动物样品,对长江上游地区原生动物的分布情况作了较全面的调查.该调查共设93个采样站点,其中通天河-重庆在长江干流设38个采样站,支流设22个采样站,三峡库区设33个采样点,每年丰水期和平水期各采集1次.调查结果表明,长江上游共检出309种原生动物,隶属于60科106属,其中通天河至金沙江段检出140种,水富-重庆江段检出90种,三峡水库检出245种.金沙江段优势种为砂壳虫、匣壳虫、表壳虫和圆壳虫;水富-重庆段优势种为砂壳虫、匣壳虫及巢居法帽虫;三峡库区种类较为丰富,除了砂壳虫科和表壳科依然占据优势外,简壳虫、变形虫、领鞭虫、吸管虫和钟虫也逐渐增多,成为一些区域的优势种.三峡水库检出的原生动物种类多于上游河流段,其中有125种只在三峡库区检出.与1990年三峡地区原生动物资料相比.库区的群落结构发生了明显变化.随着水库水文情势的变化,原生动物种类组成也由以有壳肉足虫为主的河流型逐渐转变为以纤毛虫占优势的静水型种类.     

５种重金属暴露对斑马鱼呼吸运动的影响

为了探讨外源性重金属暴露对鱼类呼吸反应的影响,利用鱼类的呼吸参数的变化来预警水体污染.尝试以斑马鱼为实验生物,进行了5种重金属离子对斑马鱼的急性毒性实验;应用生物早期预警系统(BIO-SENSOR 7008),研究了斑马鱼在不同重金属浓度暴露1 h后的呼吸反应变化情况及预警结果.结果表明,Hg2+、Cu2+、Cd2+、Zn2+、pb2+等重金属对斑马鱼的96 hLC50分别为0.14、0.174、6.497、44.48、116.432 mg·L-1;安全浓度分别为0.014、0.017、0.65、4.5、11.6 mg·L-1;应用呼吸参数的预警浓度分别为0.08、0.08、4.8、7.5、105mg·L-1.其中系列浓度Hg2+暴露下斑马鱼呼吸频率和呼吸强度都显著升高(F=2.75,P<0.05;F=28.95,P<0.01);Cu2+、Cd2+等暴露对斑马鱼呼吸频率和呼吸强度先升高再降低(P<0.01);Zn2+暴露则对斑马鱼呼吸运动具有显著抑制作用(P<0.01);而Pb2+对斑马鱼呼吸强度影响较小(P>0.05).斑马鱼呼吸参数作为生物监测指标来预警水体Hg2+、Cu2+、Zn2+等重金属污染较为敏感.     

巢湖周年水质的综合评价

针对巢湖富营养化问题,对东、西、中3个湖区的水质进行了周年监测,利用多指标综合评分,并采用模糊数学的方法对3个湖区的水体类别作综合评价。结果表明,巢湖3个湖区中心的水质类型为Ⅳ类水体,不符合城市环境水域规划用水的Ⅲ类标准。治理巢湖富营养化根本途径是必须实行全流域的生态恢复与建设,严格控制水土流失和污染物入湖,恢复植被,科学调节入湖径流量。     

汉江下游水体和鱼体多环芳烃分布特征及健康风险

研究汉江下游水体及鱼体多环芳烃(PAHs)含量,进行健康风险评价,为汉江下游PAHs污染防治提供基础资料。在汉江下游8个代表性水厂取水口采集水样及在相应江段渔获物中选取7种典型鱼,利用气相色谱质谱联用仪(GC-MS)测定水样及鱼肌肉中16种优控多环芳烃的含量,并用美国环保局(USEPA)推荐的健康风险评价模型进行健康风险评价。8个采样断面水体中Nap、Ace、Phe、An、Ba A、Bk F检出率为100%,Bb F、In D等均未检出,其他多环芳烃检出率分别为Fle 50%、Acy 25%、Flu 62.5%、Pyr 25%、Chr 25%、Ba P 75%、Dah A 12.5%、Bghi P25%。汉江下游水体中16种PAHs总含量平均值为100.67 ng/L,最小值为65.8 ng/L,最大值为155.94 ng/L。结构组成主要以低环为主(70.4%),中环其次(22.2%),高环最低(7.4%)。7种鱼体内16种优控PAHs的含量范围为(43.42±0.50)~(113.06±3.57)ng/g,平均组成低环、中环、高环PAHs分别占总PAHs的57.9%、20.2%、21.9%。高环在鱼体内比例显著高于在水体中,表明高环PAHs在鱼体内的富集能力更强。饮用水健康风险估算总量为2.25×10~(-8)~5.32×10~(-8)/a,总体水平为风险不明显;7种鱼食用的PAHs健康风险估算范围为8.00×10~(-7)~2.08×10~(-6)/a,总体评价为可接受水平,均低于国际辐射防护委员会推荐的最大可接受风险水平5.0×10~(-5)/a,部分鱼食用的人体健康风险值高于USEPA建议的可接受风险1.0×10~(-6)/a。     

渫水河砷污染环境中浮游动物的群落特征研究

受高砷背景的影响,渫水河及其支流存在不同程度的砷污染,为揭示砷污染的生态效应,探寻防治对策,研究了该水域中浮游动物的种群分布和季节变化,分析其密度与砷含量及TN、TP的关系.2006-2007年共进行3次调查,设置8个采样断面;共检出浮游动物166种,其中,原生动物(95种)＞轮虫(55种)＞桡足类(10种)＞枝角类(6种);丰水期有104种,远大于平水期和枯水期.浮游动物现存量以丰水期最高,其次是平水期,枯水期最少;空间分布上以断面Ⅱ最高,黄水河支流高于渫水河干流,而渫水干流中段的现存量最小.种类组成上,由于桡足类和枝角类对重金属污染较为敏感,检出种类极少,且均是耐污型,轮虫则以α-β型种类为主,纤毛虫比例不高,只在断面Ⅱ和断面Ⅳ超过肉足虫比例.渫水河的Shannon-Wiener多样性指数、Simpson物种多样性指数、Margalef物种丰富度指数和Pielou均匀度指数值均＜2.生物多样性指数与As含量不相关(r=0.674),但轮虫密度与As含量显著相关(r=0.931).浮游动物密度与TN显著相关(r=0.826),TN对渫水河的浮游动物群落组成起着关键作用,而As只对轮虫的生物量影响较大,并不能决定整个浮游动物的群落结构.     

菖蒲对不同程度富营养化水体的适应性研究

对5种不同程度富营养化水体中的菖蒲(Acorus calamusL.)在静态培养过程中的叶片长度变化、叶片数目变化进行了观测,比较了培养后各水体中菖蒲根长、根数、鲜重、根活力、叶绿素含量、叶片可溶性总糖含量、鲜重增量和根系活力的差异。研究发现,菖蒲在5种不同程度富营养化水体中均能正常生长。在非极度富营养化的水体组中,水体富营养化程度越高,菖蒲生长越好。但在极度富营养水体中,菖蒲根系生长受到抑制,其根短且须根多,且叶片生长对此水体有一段适应期,试验前8 d,其中菖蒲叶片长度增长明显小于重度富营养,8 d后,叶片生长速度高于其他处理组。结果表明,菖蒲具有较好的耐污性、耐贫瘠性,较适合于在中、高度富营养水体中生长,在水体生态修复工程中具有良好的应用前景。     

三峡水库汛期运行对长江干支流浮游植物的影响

为了探究三峡水库175m蓄水后工程运行对库区浮游植物影响,于汛期对长江干流及其25条支流浮游植物进行了调查,长江干流上游至下游共设朱沱、丰收坝、寸滩等13个采样点,綦江、嘉陵江、五布河等25条长江支流共设94个采样点。结果表明:(1)干流145m淹没河段,硅藻种类比例明显降低,蓝藻、绿藻、甲藻、隐藻种类比例明显升高,但主要种类组成仍为硅藻-绿藻-蓝藻型;现存量升高不明显,硅藻比例明显降低、蓝藻比例明显升高;出现蓝藻优势种类且占比最高,硅藻优势种类占比下降,但仍为最高优势度种类,且最高其优势度基本不变;浮游植物Shannon-Wiener多样性指数(H′)、Pielou均匀性指数(J)下降不明显;(2)145m未淹没支流,175m淹没河段重新恢复为自然河流状态,其浮游植物群落也恢复到自然河流状态;(3)145m淹没支流河口,浮游植物种类组成特点明显改变;现存量明显升高,其组成发生较大变化;硅藻优势种类占比、最高优势度明显下降,绿藻、蓝藻、隐藻、甲藻等优势种类相应升高;H′和J明显降低;(4)从上游至下游,干流和25条支流河口硅藻种类比例由最高到最低变化,蓝藻、绿藻种类比例由较低到最高变化。     

5种重金属暴露对斑马鱼呼吸运动的影响

为了探讨外源性重金属暴露对鱼类呼吸反应的影响,利用鱼类的呼吸参数的变化来预警水体污染。尝试以斑马鱼为实验生物,进行了5种重金属离子对斑马鱼的急性毒性实验;应用生物早期预警系统（BIO-SENSOR 7008）,研究了斑马鱼在不同重金属浓度暴露1 h后的呼吸反应变化情况及预警结果。结果表明,Hg^2＋、Cu^2＋、Cd^2＋、Zn^2＋、Pb^2＋等重金属对斑马鱼的96 hLC50分别为0.14、0.174、6.497、44.48、116.432 mg.L-1;安全浓度分别为0.014、0.017、0.65、4.5、11.6 mg.L^-1;应用呼吸参数的预警浓度分别为0.08、0.08、4.8、7.5、105 mg.L^-1。其中系列浓度Hg2＋暴露下斑马鱼呼吸频率和呼吸强度都显著升高（F=2.75,P〈0.05;F=28.95,P〈0.01）;Cu^2＋、Cd^2＋等暴露对斑马鱼呼吸频率和呼吸强度先升高再降低（P〈0.01）;Zn^2＋暴露则对斑马鱼呼吸运动具有显著抑制作用（P〈0.01）;而Pb2＋对斑马鱼呼吸强度影响较小（P〉0.05）。斑马鱼呼吸参数作为生物监测指标来预警水体Hg^2＋、Cu^2＋、Zn^2＋等重金属污染较为敏感。     

菖蒲对不同程度富营养化水体的适应性研究

对5种不同程度富营养化水体中的菖蒲（Acorus calamus L．）在静态培养过程中的叶片长度变化、叶片数日变化进行了观测，比较了培养后各水体中菖蒲根长、根数、鲜重、根活力、叶绿素含量、叶片可溶性总糖含量、鲜重增量和根系活力的差异。研究发现．菖蒲在5种不同程度富营养化水体中均能正常生长。在非极度富营养化的水体组中，水体富营养化程度越高．菖蒲生长越好。但在极度富营养水体中．菖蒲根系生长受到抑制．其根短且须根多．且叶片生长对此水体有一段适应期．试验前8d．其中菖蒲叶片长度增长明显小于重度富营养．8d后．叶片生长速度高于其他处理组。结果表明．菖蒲具有较好的耐污性、耐贫瘠性．较适合于在中、高度富营养水体中生长，在水体生态修复工程中具有良好的应用前景。