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水生态学杂志

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2026年04期

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碳循环与温室气体通量专栏 | 青藏高原东北部黄河干流水库与湟水流域水库甲烷扩散和冒泡通量研究

碳循环与温室气体通量专栏 | 青藏高原东北部黄河干流水库与湟水流域水库甲烷扩散和冒泡通量研究

1,2 ， 1,2 ， 1,2 ， 3 ， 4 ， 1,2 ， 4 ， 4 2.青海省自然地理与环境过程重点实验室,青藏高原地表过程与生态保育教育部重点实验室, 3.青海祁连山国家公园青海服务保障中心, 生态环境监测中心, 摘要:分析青藏高原东北部水库 CH4 扩散通量和冒泡通量的时空特征及其影响因素,为高原水库 CH4 排放研究提供数据支持。选取黄河干流水库和湟水流域水库共17座为研
碳循环与温室气体通量专栏 | 河岸带湿地土壤 CH₄ 和 N₂O 温度敏感性的纬度和垂直变化规律

碳循环与温室气体通量专栏 | 河岸带湿地土壤 CH₄ 和 N₂O 温度敏感性的纬度和垂直变化规律

摘要: 明确中国东部河岸带湿地土壤 CH4、 N2O 排放温度敏感性指数 ( Q10) 的空间变异规律与驱动机制, 为全球变暖背景下河岸带湿地温室气体排放趋势预测提供科学依据。研究选取 21.76∘～45.08∘N 范围的热带-亚热带和温带气候区30条代表性河流, 采集河岸带湿地表层 (0~20 cm) 和深层 (40~60 cm) 土壤样品, 在 15∘C 和 25∘C 条件下进行为期
碳循环与温室气体通量专栏 | 喀斯特水库水体二氧化碳分压季节变化特征及其影响因素

碳循环与温室气体通量专栏 | 喀斯特水库水体二氧化碳分压季节变化特征及其影响因素

摘要:研究喀斯特水库水体二氧化碳分压 p(CO₂)季节变化特征,探讨喀斯特水库在水体碳循环中发挥的作用,为了解不同地质背景水体碳的源汇特征及未来调控提供数据支撑。以西南地区喀斯特水库——董箐水库为研究对象,分别于2022年7月(丰水期)、12月(枯水期)及2023年4月(平水期)对该水库7个采样点水样进行采集,测量水体理化参数,并计算水体 p(CO₂)与 CO₂交换通量。结果发现董箐水库丰、枯、平时期水体 p(CO₂)均值分别为 (83.72±8.13)、 (109.47±8.24)、 (97.60±5.31)Pa,CO₂交换通量分别为 (13.71±3.34)、 (47.30±5.06)、 (20.99±2.18)mmol/(m²?d),该水库总体表现为大气 CO₂的源,季节变化均为枯水期>平水期>丰水期。相关性分析与回归分析结果表明丰水期、枯水期水体 p(CO₂)与碱度(ALK)呈极显著正相关( P<0.01),主要受到碳酸盐平衡体系影响;平水期水体 p(CO₂)与总氮(TN)、碳氮比(TOC:TN)呈极显著相关( P<0.01),主导因素是微生物矿化有机质生成 CO₂。与全球其他水库相比,董箐水库 CO₂交换通量比热带水库非喀斯特、亚热带非喀斯特水库低,也稍低于温带非喀斯特水库;与同亚热带喀斯特背景下水库相比,其 CO₂交换通量差别不大。
碳循环与温室气体通量专栏 | 密云水库及周边水体温室气体排放的时空格局及驱动因素研究

碳循环与温室气体通量专栏 | 密云水库及周边水体温室气体排放的时空格局及驱动因素研究

1 ， 1,2 ， 3 ， 2 ， 4 ， 4 ， 2 ， 2 摘要:揭示密云水库及周边不同类型水体中温室气体的时空变化和驱动因素,为水库水体温室气体排放的调控、外源入库河流及地下水营养盐负荷消减提供科学支撑。2023年以密云水库、主要入库河流和周边地下水为研究对象,研究枯水期和丰水期不同水体中溶解 N2O 、 CO2 和 CH4 的分布特征,饱和度、排放通量及其与水体理化指标的关系。
碳循环与温室气体通量专栏 | 基于NDIR CO₂仪观测菱角湖秋冬水体pCO₂日变化规律

碳循环与温室气体通量专栏 | 基于NDIR CO₂仪观测菱角湖秋冬水体pCO₂日变化规律

摘要:探究城市湖泊水体 CO₂ 浓度(由 p_CO2 换算得到)的日变化规律,为深入认识城市湖泊界面碳交换过程及制定减排措施提供科学依据。以武汉市菱角湖为研究对象,使用非分散红外(NDIR) CO₂ 仪,在2023—2024年秋冬两季对3个样点(S1、S2、S3)表层水体 p_CO2 的日内变化特征及其环境驱动因素进行监测研究。结果表明,菱角湖不同样点 p_CO2 秋冬季均值不同,秋季总均值为(19.72±24.18)μmol/L,冬季为(9.51±6.31)μmol/L。 p_CO2 与DO和pH呈显著负相关,与营养盐 (PO₄^3--P,NO₂^--N 和 NO₃^--N 等)呈显著正相关。一般情况下,10:00—12:30时间段的水体 p_CO2 可以较准确反映菱角湖白天水体溶解性 CO₂ 水平,但受水体营养盐含量的影响,最适采样时间会有所变动。菱角湖表层水体 p_CO2 日内呈现显著的日变化规律且存在季节性差异,主要受营养盐、DO及pH影响。除秋季S3点外,其余 p_CO2 日内均值可用10:00—12:30的监测值代替,湖泊最适采样时间受水体特性、富营养化程度等因素影响。
碳循环与温室气体通量专栏 | 大口黑鲈池塘内循环流水养殖模式温室气体减排及影响因子

碳循环与温室气体通量专栏 | 大口黑鲈池塘内循环流水养殖模式温室气体减排及影响因子

摘要: 揭示池塘内循环流水养殖模式(IPRA)下温室气体减排效果及主要影响因子,为丰富淡水养殖池塘温室气体研究、助力渔业“双碳”发展提供支撑。2023年4月4日至11月30日,采用静态悬浮箱-气相色谱法监测大口黑鲈(Micropterus salmoides)养殖周期内池塘内循环流水养殖模式(IPRA)和常规池塘养殖模式(UPA)的温室气体( CO₂、 CH₄和 N₂O)排放通量,同时监测水质和气象指标,并进行Pearson相关性分析。结果显示:IPRA养殖区、净水区和UPA的 CO₂排放通量分别为-10.14~761.13、-89.92~302.31、-32.57~492.74 mg/(m2·h), CH₄排放通量分别为-0.26~2.65、-0.25~1.52、0.10~2.31 mg/(m2·h), N₂O排放通量分别为-0.006~0.204、0.012~0.161、0.006~0.145 mg/(m2·h)。相关性分析表明,IPRA模式下大气湿度、水体总氮、亚硝酸氮和COD浓度是温室气体排放的主要影响因子;UPA模式下气温、水温和气压是温室气体排放的主要影响因子。IPRA和UPA的增温潜势分别为611.88、1112.45 g/m2;单位水产品增温效应分别为561.36、1002.21 g/kg,均呈UPA>IPRA。相比UPA模式,IPRA模式降低了 CO₂和 CH₄排放,对 N₂O排放影响极小。研究表明IPRA模式能显著降低大口黑鲈养殖过程中的温室气体排放,是优秀的低碳养殖模式。
研究论文 | 基于土地利用的盐津河流域生态系统服务价值时空变化

研究论文 | 基于土地利用的盐津河流域生态系统服务价值时空变化

摘要:探究盐津河流域生态系统服务价值时空演变特征及其影响因素,为流域经济社会高质量发展和生态环境保护提供参考和借鉴。基于1990—2020年盐津河流域土地利用数据,利用土地利用转移矩阵、修正的当量因子等方法揭示30年来盐津河流域的土地利用及生态系统服务价值的变化情况。结果显示,林地和耕地是盐津河流域主要的土地利用类型,占研究区总面积的90%以上,建设用地面积的大幅度增加主要是由耕地和林地转入,其中以耕地为主。盐津河流域1990、2000、2010、2020年的生态系统服务价值分别为10.67亿、11.36亿、10.33亿、10.21亿元,表现为先增加后减少的趋势;林地为主要的贡献因子,对流域生态系统服务价值的贡献率历年均超过80%,调节服务为流域的主导功能。流域生态系统服务价值空间分布上以坛厂街道价值量最高,茅台镇价值量最低,同时全局Moran's I值均大于0且呈递增趋势,区域内生态系统服务价值空间集聚性进一步增强。
研究论文 | 2000—2021年洪泽湖区域人类活动净氮磷输入演变特征

研究论文 | 2000—2021年洪泽湖区域人类活动净氮磷输入演变特征

摘要: 模拟未来30年洪泽湖区域氮、磷输入的变化趋势,为湖泊氮磷污染的预防和治理提供科学指导。基于人类活动净氮输入(NANI)和净磷输入(NAPI)模型,定量评估2000—2021年洪泽湖区域人为氮、磷输入的时空变化特征,模拟预测未来30年NANI和NAPI演变趋势。结果表明,2000—2021年洪泽湖区域NANI和NAPI多年N、P平均值分别为26 716 kg/(km2·a)和4 241 kg/(km2·a)。化肥施用是洪泽湖区域NANI和NAPI的主要来源,平均占比分别为66%和56%。洪泽湖区域NANI和NAPI呈现先波动上升后逐渐下降的变化趋势,波峰出现在2012年,与农业管理措施和环保政策密切相关。空间分析显示,洪泽湖区域NANI最高值分布在淮阴区,NAPI最高值分布在宿城区。相关性分析结果表明,洪泽湖区域NANI、NAPI与人口密度、畜禽密度、化肥施用量、耕地面积占比呈显著正相关关系。参照共享社会经济路径,维持现有施肥增加量,相比2021年,2050年洪泽湖区域NANI和NAPI将分别增加170%和151%。
研究论文 | 基于盲数-可拓模型的河流健康评价方法应用研究

研究论文 | 基于盲数-可拓模型的河流健康评价方法应用研究

摘要: 将盲数理论与物元可拓模型相结合应用于河流健康评价, 为复杂河流生态系统的健康评价提供科学的方法支撑。2023年在肖江流域肖江(XJ)、澧江(LJ)、三城河(SCH)和萧江水(XJS)4条典型河流13个采样点进行水体样品和生物样品采集和分析, 从水文水资源、生境结构、水环境、水生物、社会服务功能5个方面选取14个指标构建肖江流域河流健康评价体系, 采用序关系分析法与熵权法组合赋权, 建立基于盲数理论的物元可拓评价模型, 并将评价结果与传统物元可拓模型评价结果进行比较分析。结果表明: 肖江流域内肖江、澧江、三城河和萧江水均处于非常健康至健康状态, 流域整体健康情况较好, 但有着恶化的趋势; 从准则层来看, 4条代表性河流的水环境指标均处于亚健康甚至不健康状况, 水体富营养化与溶解氧含量偏低为影响河流健康的重要因素。相较传统物元可拓模型, 该方法可有效降低主观偏差, 提升评价精度与可靠性。
研究论文 | 基于时序生成对抗网络的水质特征数据生成与时变过程预测

研究论文 | 基于时序生成对抗网络的水质特征数据生成与时变过程预测

摘要: 以桂林漓江为研究对象, 提出结合时间序列生成对抗网络 (TimeGAN) 和 Transformer 的深度学习模型, 以实现数据稀缺区域的水质特征增强和时变过程精确预测, 为小样本数据环境下的水质时序特征预测提供理论和技术支持。对 2020 年 1 月至 2022 年 12 月漓江龙溪站点的水文与水质数据进行预处理, 通过 TimeGAN 生成分布相似的合成数据, 再结合生成数据与原始数据训练 Transformer 模型, 以 TN 为核心指标开展预测验证。结果表明: (1) TimeGAN 生成数据通过 t-SNE 降维, 数据的覆盖率达 90.7%, 有效学习并保留了原始数据的分布特征; (2) TimeGAN-Transformer 能够有效捕捉水文、水质样本数据的动态特征, 实现关键水质指标时变过程的精确预测, 均方根误差 (RMSE)、平均绝对误差 (MAE) 和对称平均绝对百分比误差 (SMAPE) 分别为 0.110、0.083 和 0.045, 决定系数 R² 达 0.94; (3) 相较于 Transformer 模型, TimeGAN-Transformer 模型在水质预测中的精度显著提升, RMSE、MAE 和 SMAPE 分别降低了 33.3%、38.0% 和 36.6%, 显著提高了深度学习模型的预测精度和鲁棒性。
研究论文 | 基于可解释机器学习的美国纽约州湖泊水华频率和风险驱动因素分析

研究论文 | 基于可解释机器学习的美国纽约州湖泊水华频率和风险驱动因素分析

摘要: 揭示湖泊水华频率和风险的驱动因素, 为湖泊水华控制提供科学方法。以美国纽约州113个湖泊为对象, 选用2018和2019年6—9月调查数据, 以水质指标、营养类型、湖泊形态和流域土地利用类型为影响因素, 以水华频率类型和水华风险类型为预测目标, 训练机器学习(machine learning, ML)模型, 通过Shapley加和解释(shapley additive explanation, SHAP)和部分依赖图(partial dependence plot, PDP)对影响因素进行重要性排序和ML模型解释。研究结果表明: (1) Random Forest算法构建的ML模型对水华频率类型和水华风险类型分类较准确, 准确率分别为0.859和0.923, AUC值分别为0.945和0.988。ML模型在分类任务中表现优异(roc auc score接近1), 具有较高的预测准确性和泛化能力。(2) 土地利用类型(林地、农业用地和城市和居民用地)是不同水华频率类型湖泊重要的影响因素。林地是水华频繁型湖泊最重要影响因素, SHAP均值为0.55; 农业用地是无水华型湖泊最重要影响因素, SHAP均值为0.30; 城市和居民用地对水华周期型湖泊影响最大, SHAP均值为0.20。(3) 对不同湖泊水华风险类型分析, 营养状态是低、中等和高水华风险湖泊最重要影响特征, SHAP均值分别为0.12、0.07和0.05。另外, 营养状态对水华风险类型影响具有“阈值效应”。
研究论文 | 基于谱本征正交分解与深度学习算法的二维水质浓度场预测

研究论文 | 基于谱本征正交分解与深度学习算法的二维水质浓度场预测

摘要:提出一种结合模态分解与深度学习算法的二维水质预测模型,为适应越来越精细化的环保管理提供基础支撑。利用基于物理控制方程的水质模型模拟结果作为输入数据,应用谱本征正交分解法作为高维物理仿真结果的降阶工具,应用长短时记忆神经网络对矩阵进行预测,最后通过模态重构实现二维浓度场的预测工作。使用不同长度的采样数据集测试模型预测的效果,结果表明模型使用长度为20~80 h的采样数据集进行7 h以内的预测工作具有良好的性能,模型能够有效预测污染物浓度变化与扩散趋势。文中提出的谱本征正交分解与长短时记忆网络耦合模型(SPOD-LSTM模型)克服了传统人工智能算法难以直接处理二维水质时间序列数据的局限性,展示了更优的预测精度与性能。
研究论文 | 滦河流域综合浮游动物完整性指数构建及水生态健康状况评估

研究论文 | 滦河流域综合浮游动物完整性指数构建及水生态健康状况评估

摘要:评估滦河水生态系统的健康状况,为滦河未来的监测、开发和保护提供科学依据。2023年3月(冰封期)、6月(丰水期)和9月(汛期)于滦河流域的源头、上中下游及主河支流设置采样点,进行浮游动物和水环境因子调查,构建综合浮游动物完整性指数(C-Z-IBI),研究群落变化与环境因素的联系。设立8个参照点和9个受损点,从“采样点水环境因子、浮游动物丰度和生物量、群落丰富度、多样性指数”4类24项待选指标中,筛选出原生动物丰度、轮虫丰度、枝角类丰度、原生动物生物量、Shannon-Wiener指数、水温、溶解氧、氧化还原电位、浊度、盐度、总磷、总氮12项核心指标,构建综合浮游动物完整性指数,并采用比值法计分评估。结果显示,共鉴定出浮游动物4类群49属69种;C-Z-IBI评价显示,滦河源头及上中游水质良好,14个点位处于无干扰状态,1个上游、2个中游和10个下游点位为轻度干扰,但1个下游支流(洒河,下游支流7#)点位处于中度污染状态,需加强监督和治理。
研究论文 | 澜沧江中下游浮游植物时空变化及其水生态评价

研究论文 | 澜沧江中下游浮游植物时空变化及其水生态评价

1,2 ， 1 ， 3 ， 4 ， 4 ， 1 ， 3 ， 1,5 ， 1 ， 1 ， 1 ， 1 ， 1 ， 1 师范大学, 财经大学, 摘要: 探究澜沧江流域浮游植物的空间分布及驱动因素, 为筑坝河流水生态环境保护及管理提供理论支撑。于 2017 年和 2019 年春季(3—4 月)分别在澜沧江云南段布设 57 个和 86 个采样点, 开展浮游植物群落与水环境因子调查,
研究论文 | 挠力河自然保护区退耕湿地浮游动物群落结构及影响因素

研究论文 | 挠力河自然保护区退耕湿地浮游动物群落结构及影响因素

摘要:探究挠力河自然保护区退耕湿地恢复效果,为修复湿地生态、挠力河自然保护区提供数据支撑。选取保护区五九七农场退耕17年湿地(R17)、退耕2年湿地(R2)及退耕1年湿地(R1),以自然湿地(NW)为对照,对水环境因子和浮游动物群落进行调查分析。结果表明,3次调查总采集并鉴定出浮游动物75属146种,轮虫种类数最多,占56%。其中,R2有浮游动物125种,R1有118种,R17有108种,而NW有110种。单因素方差分析显示4种湿地水体理化因子的WD、DO、Cond存在显著差异;基于水质评价标准及Shannon-Wiener index(H')、Pielou index(J),得知退耕湿地与自然湿地沟渠水质均为良好水平;Pearson相关性分析结果表明WD、Chl-a、Tur、TN、TP、NO?-N、CODMn均是影响挠力河自然保护区五九七农场浮游动物群落结构的理化因子;NMDS分析结果表明相邻季节间浮游动物群落结构相似性更高,3种退耕湿地之间浮游动物群落结构相似性较高,退耕湿地与自然湿地之间相似性较低,且退耕年限越短与自然湿地的相似性越低。挠力河自然保护区五九七农场的退耕还湿工作已有了显著成效,但退耕湿地需要更长时间才能恢复到自然湿地状态。
研究论文 | 退耕湿地恢复过程中浮游植物群落与环境因子的关系

研究论文 | 退耕湿地恢复过程中浮游植物群落与环境因子的关系

摘要:探究不同恢复年限退耕湿地浮游植物群落结构特征及其与环境因子的关系,为挠力河自然保护区退耕湿地恢复和保护提供科学依据。于2022年夏季、秋季和2023年春季分别对保护区内五九七农场退耕17年湿地、退耕2年湿地、退耕1年湿地和自然湿地进行浮游植物样本采集和水体理化指标监测。结果表明:浮游植物物种数随着退耕年限的增加依次减少,而优势种的数量则是随着退耕年限的增加依次增多;在浮游植物密度和生物量上退耕17年湿地显著高于自然湿地(P<0.05),而近期恢复湿地(退耕2年湿地和退耕1年湿地)虽高于自然湿地但差异不显著,可能受挠力河河道滩涂侧向水流补给的影响更为显著;物种多样性指数表现为退耕湿地偏高,自然湿地偏低。PCoA分析表明,自然湿地与退耕17年湿地浮游植物群落结构差异较小,而与近期恢复湿地差异较大。ANOSIM分析表明自然湿地与退耕17年湿地浮游植物群落结构相似性较高。RDA分析表明:总磷(TP)、硝酸盐氮( NO₃^--N )和总氮(TN)是影响浮游植物群落时空分布的关键环境因子。
研究论文 | 光催化集成生态修复下浅水水体浮游藻类结构与功能群变化

研究论文 | 光催化集成生态修复下浅水水体浮游藻类结构与功能群变化

摘要:阐述紫外光催化集成生态修复系统对浅水水体浮游藻类结构的改变及功能群的影响,为水生态修复的研究提供方法和数据支持。2023年通过广西南宁嘉和城鹭湖的生态修复原位对比试验,分析水体的总氮、总磷、叶绿素a浓度、透明度以及浮游藻类,采用FG分类法,对比优势功能群,探讨光催化集成修复技术对水体生境变化及其影响机理。修复后的水体分析结果表明:(1)紫外光催化集成生态修复系统能降低小型水体中藻类的生长率和存活率,使水体浮游藻类密度下降70%,水体叶绿素a浓度平均下降46%,水体透明度平均增加30%。(2)水体优势功能群从M、N、W1转为M、C,B,而主要功能群类别从S1、F、P和J转变为W1和H1;浮游藻类的生境从透明度低的混合浑浊富营养水体变成透明度较高的稳定富营养水体。(3)水中悬浮黏土不仅能直接抑制藻类生长,而且能通过吸附或释放水体P来间接地影响浮游藻类。
研究论文 | 江苏省重点河湖库中本土和外来鱼类分布特征及影响因素

研究论文 | 江苏省重点河湖库中本土和外来鱼类分布特征及影响因素

摘要: 调查江苏省本土、外来鱼类群落的多样性和组成结构, 为江苏省河湖库鱼类资源提供本底数据, 也为我国本土鱼类的保护和外来鱼类的监管提供科学依据。采用环境DNA(eDNA)技术, 2023年系统调查了江苏省113个重点河湖库的本土和外来鱼类群落多样性和结构组成, 评估了其生物量, 并揭示了各类水体中本土和外来鱼类群落组成和生物量对典型环境压力的响应差异。研究结果显示, 江苏省河湖库中检测出的本土鱼289种, 外来鱼76种; 河湖库中本土鱼物种数占比相近, 分别为77.94%、75.85%和76.05%。河湖库中相对丰度最高的本土鱼均为鲫(Carassius auratus), 外来鱼分别为朝鲜鳑鲏(Rhodeus uyekii)、大口黑鲈(Micropterus salmoides)和饰妆铠甲弓背鱼(Chitala ornata)。河湖库的本土和外来鱼类群落组成和生物量在太湖、长江下游和淮河三大流域间无显著地理差异(P>0.1), 但环境因素对鱼类分布的影响较为显著。氨氮、总磷和高锰酸盐指数等水质指标对本土鱼类群落组成影响显著; 而土地利用类型和周边人口密度对外来鱼群落组成有较大影响。随机森林模型评估进一步指出, 农业用地占比、城市用地占比和溶解氧是共同影响本土和外来鱼类生物量的3个重要参数。
研究论文 | 患传染性脾肾坏死病翘嘴鳜养殖池塘水质及水体微生物群落结构分析

研究论文 | 患传染性脾肾坏死病翘嘴鳜养殖池塘水质及水体微生物群落结构分析

1,2 ， 3 ， 3 ， 1 ， 1 ， 1 ， 1 ， 4 ， 1 ， 1 摘要: 分析感染传染性脾肾坏死病毒(ISKNV)的养殖翘嘴鳜(Siniperca chuatsi)池塘的水质及微生物群落结构特征,为解析ISKNV暴发后池塘水质及菌群结构的动态变化提供参考。测定ISKNV暴发前后的池塘水质指标,并采用16S rDNA测序技术分析池塘水体微生物群落结构。结果表明:ISKNV暴发
研究论文 | 龙感湖国家级自然保护区2004—2019年土壤种子库与水生植被关系研究

研究论文 | 龙感湖国家级自然保护区2004—2019年土壤种子库与水生植被关系研究

摘要: 分析土壤种子库与水生植被的物种组成及动态演变关联, 对研判植被恢复潜力具有重要意义, 也能为退化生态系统修复提供科学支撑。采集长江中下游典型淡水湿地龙感湖挺水区、浮叶区和沉水区的土样, 调查植物物种, 探讨其2004年和2019年土壤种子库与水生植被的物种组成和生活型、多样性特征及相似性的演变关系。结果表明, 2个年份的土壤种子库与水生植被间相似性降低, 且一、二年生植物向多年生植物转变趋势明显。土壤种子库物种组成较为稳定, 种子密度有所增加, 各多样性指数均升高, 然而, 水生植被出现严重退化, 各指数在挺水区升高而在沉水区降低。此外, 15年来, 浮叶区的土壤种子库群落变化较大, 沉水区的水生植被变化较为明显, 同时, 较高水位会抑制土壤种子库与水生植被的物种数量和多样性指数。研究结果显示土壤种子库对龙感湖湿地水生植被群落的更新潜力较低, 采取人工促进植被更新, 是龙感湖土壤种子库促进植物群落多样性恢复的关键因素。
研究论文 | 小浪底水库绿藻的鉴定及其对不同氮素的生长与光合响应

研究论文 | 小浪底水库绿藻的鉴定及其对不同氮素的生长与光合响应

摘要:探究绿藻对不同形态不同浓度无机氮的响应,为小浪底水库的水质监测保护提供参考。在小浪底水库分离出3种优势绿藻,结合形态学鉴定与18S rDNA序列分子鉴定,确定物种后,分别以硝酸钠和氯化铵为氮源进行培养,探究不同氮素对3种绿藻生长和光合特性的影响。结果表明,3种优势绿藻为镰形纤维藻(Ankistrodesmus fal-catus)、四尾栅藻(Scenedesmus quadricauda)、小空星藻(Coelastrum microporum)。3种绿藻的生长与光合特性对于氮素的浓度和形态变化均有不同响应。氮浓度的升高对3种藻的生长均表现为促进作用,镰形纤维藻氨氮培养下藻密度为硝氮的1.08倍;另外2种藻更偏好硝氮环境,硝氮培养下四尾栅藻藻密度为氨氮条件下的1.76倍,小空星藻为1.15倍。整体上氮浓度的升高对3种藻的光合速率为促进作用,但镰形纤维藻稳定期低浓度氨氮组实际光合效率( Y_II)更高,可达0.275,为适应期的123.3%;低浓度硝氮组非光化学淬灭(NPQ)更低,为0.554,是适应期的83.3%;中浓度硝氮下初始斜率 α值可达0.237,为适应期的185.2%;四尾栅藻仅在富营养条件下表现出良好的生长状况,低浓度氮素对其生长和光合作用产生了较强的抑制,除最大光化学效率( F_v/F_m)外,各光合性能都出现明显下降,稳定期空白组 Y_II仅有0.095,为适应期31.7%;小空星藻对氮浓度的适应区间较大,对氮浓度变化更加敏感,稳定期低浓度硝氮组最大电子传递效率( ETR_max)仅有6.47,为适应期的14.1%,各参数随氮浓度升高呈梯度变化。
研究论文 | 不同生活型水生植物组合对氮磷的去除效果研究

研究论文 | 不同生活型水生植物组合对氮磷的去除效果研究

摘要:研究不同生活型水生植物组合对氮磷的去除效果,为水生态修复提供理论依据。选取水生态修复常用的8种水生植物为研究对象,按照“挺水植物+浮水植物+沉水植物”配置水生植物组合,研究水生植物组合内单株植物的生物量、根系特征和氮磷积累量的变化规律,分析不同水生植物组合对水体氮磷的吸收动力学特征和去除效果。结果表明:沉水植物的生物量净增长率和相对生长率均高于浮水植物和挺水植物,且8种植物中金鱼藻(Ceratophyllum demersum)的相对生长率最高;苦草(Vallisneria natans)的根系长度增长率最高;凤眼莲(Eichhornia crassipes)的根数增长率显著高于其他植物。苦草+香蒲(Typha angustata)+凤眼莲组适合用于去除水体氨氮,最大吸收速率高于其他处理,试验结束时对氨氮的去除率高达87.0%;金鱼藻+香蒲+凤眼莲组适合用于去除水体总磷,最大吸收速率高于其他处理,试验结束时对总磷的去除率高达90.0%。不同组合单株植物的氮含量、磷含量、氮积累量、磷积累量分别为3.20~9.40 mg/g、0.74~2.12 mg/g、24.32~181.44 mg、8.50~40.92 mg,其中凤眼莲的氮磷含量和积累量均高于其他植物。植物的氮磷积累量受净增生物量的影响大于植物氮磷含量;磷积累量与磷去除率显著正相关(P<0.01),氮积累量与氮去除率相关性不显著(P>0.05)。苦草+香蒲+凤眼莲和金鱼藻+香蒲+凤眼莲2种植物组合分别对水体氨氮和总磷的去除效果最好,在水生态修复中根据水体营养情况选用合适的水生植物组合能有效提高修复效果。
研究论文 | 河湖悬沙对可生物降解微塑料浸出液的影响

研究论文 | 河湖悬沙对可生物降解微塑料浸出液的影响

摘要:揭示河湖悬沙对可生物降解微塑料老化裂解产物的调制机制,明确微塑料浸出溶解态产物的组成与释放规律,为水环境中微塑料老化机制、迁移转化与生态效应研究,以及污染防治与生态风险评估提供理论依据。研究选取聚乳酸+聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯(PLA+PBAT)、淀粉基塑料(SBP)2种典型可生物降解塑料,以石英砂替代悬浮物,模拟雅鲁藏布江流域水体环境,设置0、50、100、250、500 mg/L共5个悬沙浓度梯度,开展21 d老化实验,测定微塑料浸出液的溶解性有机碳(DOC)浓度,采用傅里叶变换离子回旋共振质谱法探究悬沙影响下2种微塑料浸出液中小分子溶解性有机质(DOM)的差异。结果表明,不同处理下微塑料浸出液的DOC浓度在前14 d显著升高(P<0.05),后7 d趋于稳定,悬沙磨损促进微塑料释放DOC,PLA+PBAT老化14 d后DOC浓度增加至1.83~2.59 mg/L,SBP老化14 d后DOC浓度升高至1.60~1.84 mg/L,且PLA+PBAT的DOC释放量高于SBP。2种微塑料浸出液中,无悬沙组的脂质类、脂肪族/蛋白质类物质占比低于有悬沙组,木质素类、单宁类物质占比则呈相反趋势。悬沙作用下微塑料产生的小分子DOM的氢碳比(H/C)和含氧量更高,不饱和度和芳香性更低;PLA+PBAT浸出液样品的加权氢碳比(H/Cw)为1.40~1.58,加权氧碳比(O/Cw)为1.85~1.94,SBP浸出液样品的H/Cw为1.33~1.59,O/Cw为0.25~0.31,无悬沙处理组浸出液的H/Cw、O/Cw等低于有悬沙处理组。悬沙磨损破坏塑料分子链、断裂化学键,促进脂质类、脂肪族/蛋白质类化合物的释放,使产生的小分子DOM更易被生物降解利用。
研究论文 | 凡纳滨对虾蜕皮周期摄食声学参数特征

研究论文 | 凡纳滨对虾蜕皮周期摄食声学参数特征

摘要:研究凡纳滨对虾不同蜕皮阶段的摄食声学参数特征,快速判断凡纳滨对虾所处的蜕皮阶段,为开发水产智能投饵设备等应用提供数据基础和理论依据。2023年5月以不同养殖基地凡纳滨对虾(体长7~9 cm)为研究对象,利用水下声音信号收集装置和录像设备采集凡纳滨对虾不同蜕皮阶段的摄食信号,并分析摄食发声信号的相对声压幅度最大值、主峰频率和次数等特征。结果表明:凡纳滨对虾处于蜕皮前期和蜕皮后期的摄食发声信号相对声压幅度最大值显著小于蜕皮间期,摄食发声信号的主峰频率相比蜕皮间期明显增强,摄食发声信号次数比蜕皮间期明显变少;单个脉冲信号时长无明显变化规律。研究结果揭示摄食发声的相对声压幅度最大值、主峰频率和次数可作为凡纳滨对虾蜕皮周期的摄食声学参数。
研究论文 | 分层胞外聚合物对冷冻好氧颗粒污泥性能恢复研究

研究论文 | 分层胞外聚合物对冷冻好氧颗粒污泥性能恢复研究

摘要: 阐明胞外聚合物(EPS)对冷冻污泥再造粒的形成机制,为好氧颗粒污泥快速恢复活性提供科学依据。设置3组序批式反应器(SBR,编号A、B、C),以人工合成废水为进水,开展-20℃条件下冷冻储存60d的好氧颗粒污泥再生恢复试验。试验过程中分别向A、B、C反应器中投加溶解性EPS(S-EPS)、松散EPS(LB-EPS)与紧密EPS(TB-EPS),探究运行期间不同EPS组分对污泥形貌特征、污染物去除效能及污泥官能团结构的影响,阐明冷冻污泥颗粒重构过程中EPS的作用机制。结果表明,好氧颗粒污泥成熟后,A、B、C组的平均粒径分别为0.35、0.48和0.87mm,EPS含量分别为68.84、108.40和90.44mg/g;对COD、NH ₄⁺-N和TP的平均去除率分别为A(91.70%、86.16%、70.50%)、B(92.88%、90.21%、78.73%)和C(94.46%、95.63%、83.76%)。TB-EPS是通过离子架桥和疏水性作用强化了污泥造粒;而LB-EPS和S-EPS分别是靠静电斥力的作用和作为碳源基质,辅助污泥造粒。采用添加不同形式的EPS恢复冷冻好氧颗粒污泥活性的策略是可行的,TB-EPS明显缩短了污泥造粒时间(提前10d),增强了污染物降解性能(除碳脱氮)。
综述 | 外来入侵生物的监测预测技术及风险评估方法研究进展

综述 | 外来入侵生物的监测预测技术及风险评估方法研究进展

摘要:外来生物入侵作为全球生态问题之一,因其衍生出诸多环境问题,对生物多样性、生态环境、社会经济和人类健康造成了严重的危害,受到全世界的广泛关注。我国是遭受生物入侵最严重的国家之一,每年造成高额的经济损失。外来物种监测预警是生态环境保护过程中最重要的环节之一,通过建立监测预测机制,及时采取措施,提高生物入侵防控效率,从生物入侵监测技术、生物入侵预测模型、入侵风险评估3个方面进行阐述。系统总结了环境DNA、分子生物学、遥感和传统调查的4种生物入侵监测技术,指出了监测技术的问题和不足;介绍了基于生态机理与数学机理的2种生物入侵预测模型及其应用情况;概述了生物入侵风险评估相关方法。在此基础上,对未来生物入侵监测预测及风险评估方法进行了展望,为进一步探究外来入侵物种监测预测技术及评估方法提供了对策与新的思路。
技术简报 | 泉水鱼人工繁育技术研究

技术简报 | 泉水鱼人工繁育技术研究

摘要:研究泉水鱼(Pseudogyrinocheilus prochilus)人工繁育技术,为泉水鱼种质资源保护及其自然种群恢复提供支撑。2020—2023年在乌东德增殖放流站开展泉水鱼亲鱼培育、催产繁殖和鱼苗培育试验,结合泉水鱼的生物学和繁殖生态学特性,探究不同温度、不同底质(砾石、水泥、泥沙)对泉水鱼亲本培育的影响,研究不同组合催产药剂的催产效果以及不同蛋白质含量饲料对泉水鱼鱼苗培育的影响。结果表明:(1)在亲本培育方面,室内外自然温度或控制(20±0.5)℃范围下砾石底质培育均能获得满足雌雄亲本繁殖需求的积温要求;砾石底质中IV期亲本占比在3—6月均显著高于泥沙和水泥底质,且在6月份占比达到最高,砾石底质中IV期雌雄亲本占比分别为94.21%和85.32%。(2)在催产方面,水温达15~17℃时可进行催产,雌鱼第1针注射3μg/kg促黄体素释放激素类似物LHRH-A?,第2针注射4mg/kg PG+5μg/kg LHRH-A?催产效果最好,催产率达85%。(3)在鱼苗培育方面,投喂蛋白含量35%的人工饲料或水蚯蚓时,平均体长、平均体重和特定生长率均显著高于28%蛋白含量组(P<0.05)。

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