应用物种DNA条形码识别太湖流域部分底栖无脊椎动物种类

将物种DNA条形码实际应用于太湖流域底栖无脊椎动物分类,并与形态学分类结果比对,结果表明,DNA条形码技术可应用于本流域底栖无脊椎动物分类,但现阶段无法替代形态学鉴定,主要原因是太湖流域底栖无脊椎动物的绝大多数物种COⅠ基因特征序列是未知的或是BLAST所拥有的分类程度不够,提出在今后的研究中应探索建立太湖流域底栖无脊椎动物COⅠ基因数据库。     

基于底栖动物完整性指数的常州武南区域水生态健康评价

通过2018年对常州市武南区域26个点位的水质和底栖动物的调查及分析,并基于底栖动物完整性指数（B-IBI）对该区域水生态健康状况进行评价。结果表明：武南区域中部及京杭运河以北氮、磷污染严重。该区域共发现底栖动物78种,隶属3门7纲21目36科62属,物种数和个体密度均表现出显著的时空变化性,耐污种霍普水丝蚓（Limnodrilus hoffmeisteri）为优势种。该区域水生态健康评价等级以一般和中为主。B-IBI与TN、TP存在显著相关性,NH3-N与底栖动物的群落结构显著相关。氮、磷污染是影响底栖动物多样性及水生态健康评价等级提升的重要因素。     

基于底栖动物完整性指数的长江口-杭州湾潮间带水生态状况评价

利用生物完整性指数评价流域水生态状况,所得结果对水环境管理决策有重要指导意义。以2006年崇明东滩底栖动物监测数据为参照状态数据,利用长江口1991—2019年和杭州湾2004—2019年潮间带底栖动物监测数据构建底栖动物完整性指数(B-IBI),最终从56个候选指标中确定了6个核心指标:Marglef指数、软体动物相对多度、甲壳动物+多毛纲相对多度、ASPT、科级生物指数和捕食者相对多度。B-IBI评价结果显示:优秀等级样本有44个,良好等级72个,中等等级31个,较差等级7个,很差等级4个;杭州湾北岸水生态状况显著优于长江口南岸(P<0.05)。经验证,B-IBI与水质综合污染指数呈极显著相关(P<0.01),能够有效指示研究区域的水生态状况。     

监测和评价浑江水质的底栖动物指标体系研究

在浑江六个断面采集到底栖动物(4门、6纲、12目、34科、57属)84种,列出了相关名录。通过运用描述对比法、指示生物法、生物指数法对浑江采样水体的水质进行了底栖动物学综合评价。在此基础上建立了监测和评价浑江水质的底栖动物指标体系,并探讨了河流水体污染生态学中的底栖动物与水质状况的相关性和对水质状况的指示性及利用该体系监测评价浑江水质的实用性。     

滦河流域大型底栖动物生物完整性指数健康评价

生物完整性指数能够综合反映河流健康状况,是管理者制定科学保护恢复策略的有效评价工具。为全面了解滦河流域水生态健康状况,于2016年10—11月在滦河流域布设53个采样点,同时监测环境数据和大型底栖动物物种数据。通过构建底栖动物生物完整性指数(B-IBI)体系,对53个采样点进行生物完整性健康评价。B-IBI计算结果显示,滦河流域53个采样点中,"健康"和"亚健康"等级共有24个,"一般"等级有12个,"差"等级有10个,"极差"等级有7个。"健康"和"亚健康"的采样点多分布在承德市上游和冀东地区的部分干流和支流,而中下游大部分采样点表现为"差"和"极差"的健康状况。非参数检验结果显示,参照点B-IBI要显著高于受损点,表明所构建的B-IBI评价体系适用于在滦河流域开展河流健康评价。     

江苏省太湖流域大型底栖无脊椎动物完整性业务化评价指数构建

为支撑流域水生态目标的业务化管理,提高水生态监测和评价的可操作性,突破物种分类鉴定的技术瓶颈,以大型底栖无脊椎动物为研究对象,在江苏省太湖流域布设120个采样点,于2013年1—3月、7—8月和10—11月开展3次监测。以最小干扰为参照状态,对涉及物种丰度、物种多度组成、耐污能力和摄食类群的72个候选指数进行分布范围、判别能力及相关性分析,结合指数获取的便利性及物种分类的难易程度,最终筛选出3个核心指数构成大型底栖无脊椎动物完整性业务化评价指数,其中湖荡、河流和水库的指数为软体动物分类单元数、优势分类单元相对多度和BMWP指数,溪流的指数为ETO分类单元数、前三位优势分类单元相对多度和BMWP指数。经验证,业务化指数与环境梯度有较好的响应关系,且可操作性强,具备开展业务化应用的前景。但目前的流域水生态目标管理尚处于摸索阶段,技术体系还须在业务化过程中不断修正和完善。     

中国淡水大型底栖无脊椎动物条形码数据库构建

大型底栖无脊椎动物是得到广泛应用的水质生物监测和评价指示生物,但在实际应用过程中,受类群多样性高、形态鉴定专业性强、鉴定资料不全等影响,难以将其精确鉴定到种。新兴的DNA条形码技术能够快速、精确地鉴定物种,在生物多样性调查和监测等领域被寄予厚望。该方法的有效性与准确性依赖于完整、全面的参考数据库,然而现有公共数据库无法满足底栖动物鉴定的需求。鉴于此,南京农业大学等10余所高校及科研院所携手构建了中国淡水大型底栖无脊椎动物条形码数据库。基于该数据库网络平台,用户可以在线进行底栖动物条形码和环境DNA-宏条形码比对,完成对物种的精准注释。该数据库的建成为我国应用环境DNA-宏条形码技术开展底栖动物多样性调查、水质生物监测与评价提供了重要的数据资源。     

环境DNA宏条形码监测水生态系统变化与健康状态

开展快速可靠的水生态监测并预测其变化趋势,对保护水生态环境具有重要的价值。近年来,环境DNA宏条形码技术(简称环境DNA技术)的快速发展弥补了传统形态学生物监测的缺陷,显著提升了水生生物群落的监测能力。与机器学习、遥感和云服务等技术结合,环境DNA技术不仅能大尺度、高频率、高灵敏度、自动化地获取生态监测信息,而且能准确地识别水生态系统的变化趋势,进而改变对水生态系统的认识与管理方式。因此,研究着重总结了环境DNA技术在水生态监测中的应用,分析了环境DNA技术与机器学习、卫星遥感等跨学科合作的潜在机遇,基于环境DNA技术简单、便捷的优势,提出了社会公民参与水环境保护的生态监测新思路。     

用底栖动物评价底质

以底栖动物作为底层水环境和底泥环境长期影响的指标,利用生物指数和种群结构的变化对底质进行评价和分析。     

松花江流域大型底栖动物生物完整性指数构建及其适用性

利用生物完整性指数评价河流健康状态,对于水环境管理决策具有重要的实践意义。基于大型底栖动物构建生物完整性指数(B-IBI),并评价松花江流域的水生态系统健康状况。在松花江主要干支流设定37个采样点,分别于2016年6、9月进行环境因子和大型底栖动物调查研究。最终从28个候选参数中确定了种类总数、摇蚊种类数、敏感种百分比、Hilsenhoff指数、Marglef指数作为核心参数构建B-IBI。通过0～10赋分法,计算得到了松花江流域全部采样点的生物完整性评价得分。结果显示,松花江流域内60%区域生物状态存在不同程度的损害。另外,B-IBI能够综合反映松花江大型底栖动物群落多样性、生境质量、理化水质等,具有一定的适用性。     

基于环境DNA宏条形码的青岚湖自然保护区鱼类组成及分布特征

为探究在不同引物、不同参考数据库下环境DNA技术检测结果的差异,于2021年4月,采用环境DNA宏条形码技术分析了青岚湖鱼类多样性。选取16S rRNA及Cytb 2种引物,NCBI及本地数据库2种数据库,分别进行比对注释。结果表明:在青岚湖29个采样点中,共检测到7目15科43属64种鱼类,其中在16S-NCBI情形下获得4目9科19属20种鱼类,在16S-本地数据库情形下获得6目13科27属38种鱼类,在Cytb-NCBI情形下获得4目6科16属19种鱼类,在Cytb-本地数据库情形下获得2目5科15属20种鱼类。在青岚湖29个采样点中,鱼类更多地分布于湖面宽阔的中间地带(如S31附近),且南部较北部更少,鱼种的分布呈现一定的空间相似性。就研究区域而言,选择16S rRNA引物及本地数据库可以获得更全面的鱼类物种。通过与青岚湖鱼类历史数据比对发现,环境DNA技术在研究区域具有较强的适用性,如能选择适当的引物和本地数据库,可以更全面地反映研究区域的物种组成情况。     

太湖流域景观生态风险评估

在GIS和RS技术支持下,以遥感数据和土地利用数据为基础,以行政区划为评价单元,构建景观生态风险评价模型,定量评价了研究区内景观生态风险的时空动态变化特征。结果表明,较低风险区主要分布于以苕溪为主的山地丘陵区,中等风险区主要分布于农业发达的平原区,较高风险区及高风险区主要集中于沿湖经济发达区。     

太湖沉积物重金属污染及生态风险性评价

对1993年～1999年所采集的太湖表层沉积物中重金属含量进行了统计分析和生态风险性评价.结果表明,太湖沉积物的pH值呈中性至弱碱性,较适合于沉积物中粘土矿物及腐殖质对重金属的吸附;太湖大部分地区沉积物未受到重金属污染,且沉积物中重金属处于安全状态.沉积物生态风险性指数评价结果也表明,太湖大部分地区目前无重金属生态危害.     

环境卫星CCD影像在太湖沉水植物监测中的应用

利用环境一号卫星 CCD影像,综合现场巡视情况,对2014年1—5月太湖梅梁湖水域的沉水植被区域进行分析与研究,分别取沉水植物、水华、地表植被与水体4个样本区域,对它们的光谱反射率曲线进行分析,得到沉水植物光谱反射率曲线相比其他样本区域独特的结论。并根据此特征,结合基于提取样本运行决策树的方法,以2014年5月1日为例,提取出了太湖梅梁湖水域沉水植物的分布区域与面积。     

太湖流域果园种植面源氮磷输出强度及其定量评估方法

以太湖流域上游地区无锡阳山地区果园种植典型区域为研究对象,通过现场试验,调查了果园种植面源氮磷输出动态变化过程,计算并分析了氮磷输出强度,构建了果园种植面源氮磷输出强度定量评估模型。结果表明:取样监测期间,果园种植径流及淋溶氮磷指标变化幅度均超过200%;果园种植面源氮磷径流输出强度与其淋溶输出的变化一致,径流总氮的输出强度最高(13.201 kg/hm²),淋溶硝酸盐输出强度最大(4.077 kg/hm²);所建立的评估方程能较好地反映降雨量等环境因素对果园种植面源氮磷径流及淋溶输出强度的影响情况,模拟方程的复相关系数均在0.9左右。     

氮、磷等环境因子对太湖微囊藻与水华鱼腥藻生长的影响

为探索太湖主要水华藻类（微囊藻与水华鱼腥藻）在多种环境因子作用下的生长变化机理,在实验室内对部分水华藻类（微囊藻、鱼腥藻）进行分离培养,研究氮、磷、温度等环境因子对水华藻类生长增殖的影响。研究表明,高水温（30℃）是微囊藻的最适生长温度;随着氮、磷浓度的提高,微囊藻的生长速率加快;低磷是鱼腥藻生长的限制因子。同时,通过野外测定的各项指标发现,当藻类密度较低时,其与总氮、总磷呈正相关。