基于大型底栖无脊椎动物完整性指数的鄱阳湖湿地生态健康评价

湿地生态健康评价对于掌握湿地的健康状况、理解人类活动干扰对其影响及实施生态预警等有重要意义。鄱阳湖对于维持其流域甚至长江中下游的生态平衡十分重要,目前尚未建立起其较完善的生态健康评价指标体系。大型底栖无脊椎动物完整性指数(benthic macroinvertebrate-based index of biotic integrity, B-IBI)是广泛应用的湿地生态健康评价方法。基于30个采样点(7个参照点,23个受损点)的大型底栖无脊椎动物采样数据,构建鄱阳湖湿地的B-IBI指数,采用自然断点法划分非常健康、健康、一般、差和极差5个健康等级标准,据此评价湿地生态健康状况。研究表明:(1)基于B-IBI指数的鄱阳湖湿地生态健康评价结果为一般;(2)就采样点B-IBI分值而言,呈现出西部健康状况优于东部的格局,其中国家级自然保护区内状况较好,而工业区、城镇、农田及河流入湖口附近状况较差;(3)B-IBI指数与前期构建的景观发展强度指数(LDI)、栖息地环境质量指数(QHEI)以及植被完整性指数(V-IBI)具有显著相关性,表明基于不同指数的评价结果较为一致。本研究构建的B-IBI指数能为鄱阳湖湿地的生态健康评价和监测提供重要方法。     

聚苯乙烯微塑料对黑藻生长及生理生化特征的影响

为探讨淡水环境中微塑料的污染对沉水植物产生的生理生化影响,选择典型沉水植物黑藻为供试材料,以粒径3 μm的聚苯乙烯微塑料颗粒(PS-MPs)为外源胁迫污染物,通过添加不同浓度的PS-MPs(5、10、30、50、100 mg·L^-1)设置不同暴露组及对照组,测定沉水植物的株高、生物量、叶绿素含量、抗氧化酶活性、光合荧光参数及荧光成像的变化特征。结果表明: 50～100 mg·L^-1PS-MPs下黑藻的株高显著下降;较低浓度下(如5 mg·L^-1)黑藻的鲜重显著升高,但随着PS-MPs暴露浓度进一步增加,黑藻鲜重降低,干重无显著变化。黑藻叶绿素总量、叶绿素a和叶绿素a/b均随PS-MPs浓度的增加呈显著下降趋势,叶绿素b无明显变化。PS-MPs处理下超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性均随胁迫浓度的增加呈先上升后下降的趋势,叶绿素荧光参数(F_o、F_m、F_v/F_m)均呈下降趋势,而稳态下的PSⅡ反应中心关闭程度(1-Q_p-Lss)总体呈上升趋势,这可能与PS-MPs抑制黑藻PSⅡ反应中心有关。黑藻的荧光成像强度随PS-MPs浓度的增加而降低,在PS-MPs浓度为10 mg·L^-1及以下时,黑藻叶片表现出正常的光合活性;当PS-MPs为30 mg·L^-1及以上时,叶片边缘的光合强度小于茎秆及其周边,叶片呈现发黄、残叶等现象。推测黑藻基本能适应低浓度PS-MPs(0～30 mg·L^-1)的污染水域,而在PS-MPs高于30 mg·L^-1的污染水域中其生长和光合作用将受到抑制。     

鄱阳湖湿地水土环境中微塑料的时空分布及多源性

淡水湿地中日益严重的微塑料(MPs)污染已引起全球关注。为了解鄱阳湖典型湿地微塑料的时空动态特征,相继于丰水期和枯水期采集鄱阳湖流域五河入湖段和鄱阳湖汇入长江出湖段的水体和沉积物样品,分别采用消解抽滤法和浮选分离-消解抽滤法分离水体和沉积物中的微塑料,采用显微镜、傅里叶变换红外光谱仪和扫描电镜鉴定分析微塑料表征。结果表明: 鄱阳湖各区域丰水期水体和沉积物微塑料丰度范围分别为32.1～127.3 n·L^-1和533.3～1286.6 n·kg^-1,枯水期分别为87.1～295.5 n·L^-1和460.0～1368.0 n·kg^-1,与其他淡水湿地相比,鄱阳湖具有较高的微塑料丰度,且各区域间呈时空差异性。研究区微塑料的主要形态有微球、碎片、薄膜和纤维等,相应聚合物成分主要为聚苯乙烯(PS)、聚丙烯(PP)和聚乙烯(PE)等;水体中微塑料以微球类(丰水期35.7%,枯水期52.0%)为主要形态,沉积物中以碎片类(丰水期45.8%,枯水期69.7%)为主要形态;两个水期水体和沉积物中均以小粒径(<0.1 mm)微塑料占优势(>50%),不同粒径微塑料丰度随粒径增大呈减少趋势。鄱阳湖湿地微塑料的潜在主要来源包括工业废水排放、城乡生活污水处理厂排放、农业和渔业活动以及生活垃圾处理不当。     

鄱阳湖湿地大型底栖无脊椎动物多样性对群落次级生产力及稳定性的影响

理解生物多样性对生态系统功能及稳定性的影响对于制定有效的保护管理策略有重要意义。然而,目前生物多样性与群落生产力、稳定性的关系仍存在争议。在鄱阳湖湿地布设30个采样点,于2019年秋季开展大型底栖无脊椎动物群落野外调查。基于底栖动物群落数据,采用广义加性模型分析物种、谱系、功能多样性对鄱阳湖湿地底栖动物群落次级生产力与稳定性的影响。结果表明:底栖动物群落的次级生产力与反映物种多样性的指数(Simpson多样性指数、Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数)、分类多样性指数、平均分类差异指数、功能丰富度指数等呈显著的负相关,其中Pielou均匀度指数与次级生产力的相关度最高(r²=0.33)。功能多样性对群落次级生产力的空间分异有最高的解释度(r²=0.75)。P/B值(次级生产力与生物量之比代表群落稳定性)与物种、谱系、功能多样性指数均呈正相关,其中功能丰富度与P/B值的相关度最高(r²=0.22)。反映物种多样性的三个指数总体上对P/B值的空间分异解释度最高(r²=0.37)。谱系多样性与次级生产力、P/B值的相关性相对较弱。生物多样性指数总体分别解释了次级生产力和群落稳定性中81.9%、54.8%的变异。上述研究结果表明,生物多样性与群落生产力、稳定性的关系可能因具体的生物群落而异。研究结果对于鄱阳湖湿地的底栖生物多样性保护有参考价值。     

镜泊湖世界地质公园火山口地下森林苔藓植物区系

镜泊湖世界地质公园火山口孕育了罕见的原始地下森林,本研究为完善中国火山生态系统苔藓植物区系地理起源提供重要资料。基于前期野外调查、标本采集和物种鉴定数据,已知苔藓植物53科126属292种,采用分层聚类分析和主成分分析方法探讨区系地理特点。结果表明：(1)镜泊湖火山口地下森林苔藓植物单种属和寡种属占绝对优势,共106属(占总属数84.13%)152种(占总种数52.05%)。(2)区系地理成分共11种,北温带分布占主体(49.12%),东亚分布次之(21.55%),中国特有分布第三(8.48%)。(3)地下森林中国特有苔藓植物可能沿“北线”以山脉为通道进行传播。(4)镜泊湖火山口地下森林与镜泊湖火山熔岩台地苔藓植物区系相似性最高。此外,发现受威胁苔藓植物7种。总之,镜泊湖火山口地下森林苔藓植物区系的主要特点为起源古老,组成复杂,北温带性质明显,与东亚苔藓植物区系具有深厚的历史渊源,凭火山锥内部优越的微生境成为中国特有和珍稀濒危苔藓植物的避难所。     

镜泊湖世界地质公园火山口地下森林苔藓植物多样性

为探究镜泊湖世界地质公园火山口地下森林苔藓植物多样性,采用典型调查法开展野外调查,共采集苔藓植物标本3 622份,采用形态解剖学方法鉴定物种,结果表明：共记录苔藓植物53科126属292种,其中苔类植物14科17属31种,藓类植物39科109属261种。4个火山口苔藓植物种数由多至少为Ⅳ（192种）、Ⅰ（126种）、Ⅲ（113种）和Ⅱ（61种）。优势科有青藓科（Brachytheciaceae）、提灯藓科（Mniaceae）、丛藓科（Pottiaceae）等,占总种数的42.12%;优势属有青藓属（Brachythecium）、绢藓属（Entodon）、匐灯藓属（Plagiomnium）等,占总种数的18.49%;优势种有金灰藓（Pylaisia polyantha）、短叶毛锦藓（Pylaisiadelpha yokohamae）、广叶绢藓（Entodon flavescens）等。4个火山口苔藓植物共有种为20种,Ⅳ号独有种最多（88种）,多样性支持“中度干扰假说”。镜泊湖火山与五大连池火山苔藓植物相似性高（20.42%）,说明地形对多样性的贡献较大。垂直海拔最高的Ⅰ号火山口苔藓植物...     

中国杜鹃花科一新记录属及铁线莲属一新种

报道杜鹃花科仙女越橘属(Andromeda)在中国东北吉林省的新分布记录,该属为单型属,广布于北美北部、欧洲北部和东亚北部,但以前中国境内未有记录。本文提供了本属的形态描述和植物野外生境照片。另外,还描述了产自云南西双版纳的铁线莲属一新种易武铁线莲Clematis peii,并绘图。该新种隶属于威灵仙组（sect. Clematis）并与C.chingii近缘,不同点在于,该新种为三出复叶,小叶片近全缘,花药较长（约3mm）,且药隔显著凸出,并讨论了该新种与sect. Clematis中其它具有三出复叶的种类在形态上的区别。     

基于3D模型的生物化学计算机辅助教学改革的应用实践

随着教育信息化的发展,传统生物化学教学的改革已是势在必行.通过结构可视化的计算机辅助方式,可以将生物化学中的物质结构、功能以及代谢等较为琐碎的知识点以三维(3D)模型形式在计算机上直观清楚地加以展示,而代谢反应体系中的重点反应过程则可以动画方式完整呈现出来,有助于加深学生对知识的理解与记忆,且课堂学习形式也更加个性化、...     

鄱阳湖越冬白鹤肠道微生物群落结构及功能预测分析

【目的】分析鄱阳湖越冬白鹤在人工生境中肠道微生物群落组成和代谢功能特征。【方法】利用16S rRNA基因高通量测序技术比较藕田和稻田2种不同人工生境鄱阳湖越冬白鹤肠道微生物群落组成和重建未观察到的状态(phylogenetic investigation of communities by reconstruction of unobserved states, PICRUSt)进行功能预测。【结果】稻田白鹤肠道微生物α多样性(Ace、Chao1、Shannon和Simpson指数)高于藕田白鹤,但未达到显著水平(P>0.05)。基于Binary-Jaccard距离矩阵的β多样性分析发现2种人工生境的白鹤肠道微生物群落结构差异显著(R²=0.312, P<0.05)。不同人工生境鄱阳湖越冬白鹤肠道微生物组成存在差异,藕田白鹤肠道微生物的优势菌属是土孢杆菌属、罗布西亚属和苏黎世杆菌属;稻田白鹤肠道微生物的优势菌属是乳酸杆菌属、里氏杆菌属和球菌属。线性判别分析[line discriminant analysis (LDA) effect size, LEfSe]分析发现乳杆菌科、乳酸杆菌属、苏黎世杆菌属等具有较强发酵代谢碳水化合物能力的微生物在2种人工生境下差异显著。PICRUSt功能预测表明鄱阳湖越冬白鹤肠道微生物与新陈代谢、基因信息处理、环境信息处理和人类疾病等功能相关,在level 1水平上,有5类代谢通路具有显著性差异(P<0.001)。【结论】两种人工生境中鄱阳湖越冬白鹤肠道微生物组成和群落特征差异较大,可能是由于同域觅食鸟类的种类、数量以及食物来源的不同。同时,PICRUSt功能预测揭示了不同人工生境中鄱阳湖越冬白鹤肠道微生物功能基因丰度的显著差异,表明白鹤可以通过调整自身肠道微生物组成来适应不同人工生境食物资源的变化带来的挑战。本研究对不同人工生境下白鹤肠道微生物的组成和功能潜力的研究结果可以为鄱阳湖越冬白鹤肠道微生物的研究提供一定依据,对于白鹤的保护和制定管理策略具有一定的参考价值和现实意义。     

基于云模型的鄱阳湖秋季周边湿地水体富营养化评价

针对水体富营养化评价过程中存在随机性和模糊性的特点,基于鄱阳湖周边湿地30个采样点的实测水质数据,选取叶绿素a（Chl-a）、总磷（TP）、总氮（TN）、高锰酸盐指数（COD_Mn）及透明度（SD）为水质评价因子,生成云模型对鄱阳湖周边湿地水体进行富营养化评价,并与综合营养状态指数评价结果进行比较。结果表明：两种方法的评价结果存在一定差异,但都反映了鄱阳湖周边湿地水体总体上处于轻度富营养化状态。该方法能为鄱阳湖湿地水体富营养化评价提供重要的方法和手段。