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沉水植物对罗氏沼虾养殖系统的水质调控效应

农业环境科学学报 2023年第3期42卷 652-661页

作者：缪艳阳高志宝李旭光周军许志强徐宇林海南京师范大学海洋科学与工程学院江苏省水生甲壳动物病害重点实验室南京210023 江苏省淡水水产研究所农业农村部淡水虾蟹遗传育种与养殖重点实验室南京210017 江苏海洋大学海洋科学与水产学院江苏连云港222005

为研究沉水植物对罗氏沼虾养殖系统的水质调控效应,比较了生态养殖组与传统养殖组的水质、浮游动植物和微生物群落结构特征,解析了浮游动植物、微生物优势种群与水环境因子之间的关系。结果表明:两组养殖水体水质与浮游生物群落结构均... 详细信息

为研究沉水植物对罗氏沼虾养殖系统的水质调控效应,比较了生态养殖组与传统养殖组的水质、浮游动植物和微生物群落结构特征,解析了浮游动植物、微生物优势种群与水环境因子之间的关系。结果表明:两组养殖水体水质与浮游生物群落结构均存在显著差异。生态养殖组的总磷(TP)、总氮(TN)、化学需氧量(COD)和叶绿素a(Chl-a)浓度均低于传统养殖组。传统养殖组浮游植物与浮游动物生物量均高于生态养殖组,两组浮游植物与浮游动物多样性指数存在显著差异。微生物主要包括放线菌门、拟杆菌门、蓝细菌门和变形菌门,其中生态养殖组放线菌门的丰度最高,传统养殖组优势菌为蓝细菌门的微囊藻属、鱼腥藻属以及拟杆菌门的黄杆菌属。冗余分析结果表明TP、COD和溶解氧(DO)是影响水体浮游生物群落组成与分布的关键因子。综上所述,利用沉水植物开展罗氏沼虾养殖水环境的原位净化,可显著消减养殖水体氮、磷营养盐,降低浮游动植物生物量,提高水体微生物群落结构稳定性,改善养殖水环境。

关键词：沉水植物罗氏沼虾水环境原位净化

再生水构建水环境中沉水植物附着细菌群落特征

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环境科学 2024年第5期45卷 2707-2714页

作者：贺赟李雪梅李宏权魏琳琳姜春晖姜大伟李魁晓北京城市排水集团有限责任公司北京100044 北京市污水资源化工程技术研究中心北京100124 中国人民大学实验室管理与教学条件保障处北京100872 北京北排科技有限公司北京100044

沉水植物茎、叶附着生物膜对再生水构建水环境的水质改善具有重要作用.为探究再生水水质及沉水植物种类对附着生物膜细菌群落特征的影响,选取再生水构建的水环境中不同种类沉水植物为研究对象,采用16S rRNA高通量测序技术对其附着生物... 详细信息

沉水植物茎、叶附着生物膜对再生水构建水环境的水质改善具有重要作用.为探究再生水水质及沉水植物种类对附着生物膜细菌群落特征的影响,选取再生水构建的水环境中不同种类沉水植物为研究对象,采用16S rRNA高通量测序技术对其附着生物膜及周围环境样本的细菌群落结构和功能基因进行分析.结果表明,再生水水体中氮磷营养物质在水环境中得到了20%~35%的吸收利用,下游水体中COD、浊度和色度呈现升高趋势.沉水植物附着生物膜中细菌群落与周围环境(土壤、底泥和水体)及再生水处理厂活性污泥的细菌群落存在差异:在群落多样性上,其丰富度和多样性显著低于土壤和底泥中细菌但高于水中浮游细菌;在群落结构上,其优势菌属及对应相对丰度与其它样本不同,主要优势菌属有鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)、气单胞菌属(Aeromonas)、假单胞菌属(Pseudomonas)和不动杆菌属(Acinetobacter),分别占比7%~40%.沉水植物种类和再生水水质(BOD5、TN、NH_(4)^(+)-N和TP)均会影响植物附着细菌群落,但水质对附着细菌群落的影响大于植物种类,且水质也会影响沉水植物附着细菌群落功能基因相对丰度,氮磷浓度较高区域氮循环与磷循环功能基因相对丰度较高.研究结果为揭示沉水植物附着细菌群落特征和优选沉水植物种植种类提供科学依据.

关键词：再生水沉水植物附着细菌群落结构群落多样性

嘉兴南湖不同湖区浮游动植物群落结构特征与环境因子关系

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环境科学 2022年第6期43卷 3106-3117页

作者：王雅雯李迎鹤张博郭云艳陈俊伊韩松东北林业大学林学院哈尔滨150000 中国环境科学研究院湖泊水污染治理与生态修复技术国家工程实验室北京100012

为了解不同区域生态修复后环境因子对浮游动植物群落分布的影响,于2021年1月(竣工后)对南湖A、B、C、D和S区的环境因子及浮游动植物开展调查.结果表明,生态修复区较未修复区水体总氮(TN)、溶解性总氮(DTN)、氨氮(NH_(4)^(+)-N)、硝氮(NO... 详细信息

为了解不同区域生态修复后环境因子对浮游动植物群落分布的影响,于2021年1月(竣工后)对南湖A、B、C、D和S区的环境因子及浮游动植物开展调查.结果表明,生态修复区较未修复区水体总氮(TN)、溶解性总氮(DTN)、氨氮(NH_(4)^(+)-N)、硝氮(NO_(3)^(-)-N)、总磷(TP)和溶解性总磷(DTP)浓度显著降低,溶解氧(DO)显著增高(P植物种类以绿藻和硅藻为主,浮游动物种类以原生动物和轮虫为主.修复区浮游植物生物量较未修复区低,浮游植物与浮游动物物种数升高.聚类与主坐标分析显示修复区浮游动植物群落差异显著(P植物结构较为相似.冗余分析(RDA)结果显示,DO、NO_(3)^(-)-N、pH和水温(WT)是影响浮游植物群落分布的主要环境因子;DO、NO_(3)^(-)-N、NH_(4)^(+)-N和TP是驱动浮游动物群落分布的主要环境因子.研究结果明确了南湖不同湖区浮游动植物群落特征及环境相关性,可为水生态修复提供数据支撑和参考.

关键词：嘉兴南湖浮游动植物冗余分析(RDA) 环境因子沉水植物生物多样性指数主坐标分析(PCoA)

沉水植物水生态修复工程的水-气界面CO通量及生态效益研究——以武汉东湖为例

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环境科学学报 2024年

作者：郑冰清孙彩云符洪铭吴振斌夏世斌王培武汉理工大学资源与环境工程学院中国科学院水生生物研究所桂林理工大学环境科学与工程学院

为了探讨沉水植物水生态修复工程实施后是否具有CO2减排效应及工程实施后的生态效益，以武汉市东湖水生态修复工程示范区为研究对象，通过野外调查与室内分析相结合的研究手段，探讨沉水植物修复工程实施后是否存在CO2减排效应，并揭示... 详细信息

为了探讨沉水植物水生态修复工程实施后是否具有CO2减排效应及工程实施后的生态效益，以武汉市东湖水生态修复工程示范区为研究对象，通过野外调查与室内分析相结合的研究手段，探讨沉水植物修复工程实施后是否存在CO2减排效应，并揭示环境因素如何影响水生态修复区碳减排通量.在此基础之上，根据全国碳市场碳排放配额(CEA)挂牌协议交易成交价对CO2减排效应进行货币化，同时针对水生态修复净化水体营养盐的功能，结合修复区沉水植物对氮、磷营养盐削减的收益，估算沉水植物水生态修复工程的综合生态经济效益.结果显示，沉水植物修复区与未修复区日间水-气界面CO2通量均值分别为-2.139×10-3mg·m-2·h-1和3.316×10-3mg·m-2·h-1，沉水植物种植后水气界面CO2通量下降了165%，表明以轮叶黑藻、苦草和金鱼藻为主的沉水植物水生态修复工程具有CO2减排效应.Pearson相关性分析表明，修复区的水体CO2浓度以及沉水植物生物量直接影响水-气界面CO2通量；营养盐浓度(水体总氮和总磷)、水温、透明度和浊度间接影响水-气界面CO2通量.在水生态修复区，沉水植物的光合作用主导了水-气界面CO2通量的变化.估算结果表明，东湖水生态修复工程的年度综合经济效益预计达到44.50万元，该项目的投入产出比约为4.23，相当于降低了23.6%的工程建造成本，本研究从生态系统服务功能的角度扩展了沉水植物水生态修复工程的评价维度，为沉水植物水生态修复工程的发展提供理论指导和技术支撑.

关键词：水生态修复工程沉水植物静态箱法水-气界面CO 通量 CO 减排生态效益碳配额交易

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沉水植物无机氮利用策略研究进展

植物科学学报 2024年

作者：魏理鲜玲吴胜兵刘帆余俊爽长江水利水电开发集团(湖北)有限公司 2. 长江水利水电开发集团(湖北)有限公司/中国科学院武汉植物园近自然化水生态修复工程联合实验室湖北省现代农业展示中心中国科学院武汉植物园

沉水植物在水体生态系统中具有重要作用，其能够通过直接和间接的方式缓解水体中的氮负荷，改善水体的营养状态，促进湖泊生态系统结构和功能的良性运转。氮是决定植物生长繁殖的重要营养元素。其中，无机氮主要以硝态氮(NO3--N)和铵态... 详细信息

沉水植物在水体生态系统中具有重要作用，其能够通过直接和间接的方式缓解水体中的氮负荷，改善水体的营养状态，促进湖泊生态系统结构和功能的良性运转。氮是决定植物生长繁殖的重要营养元素。其中，无机氮主要以硝态氮(NO3--N)和铵态氮(NH4+-N)的形式存在，低浓度的氮可以促进植物的生长，高浓度的氮对植物具有毒害作用。沉水植物在无机氮的利用策略上与陆生植物差异显著，为了适应水环境，沉水植物的地上部分和地下部分能够同时获取其中的氮源，并同时向上或向下运输。为了减少高浓度氮的毒害，沉水植物地上部分和地下部分在氮的利用中存在一定的权衡关系。沉水植物氮同化的主要场所是叶片，铵态氮是植物将无机氮转化成有机氮前的最终形态，当植物体中铵态氮浓度较低时，铵的同化主要通过谷氨酰胺合成酶(GS)/谷氨酸合成酶(GOGAT)循环途径；当浓度较高时，耐受型沉水植物主要以谷氨酸脱氢酶(GDH)途径将铵直接转化为谷氨酸。目前已有部分研究针对沉水植物在氮的吸收、运输和同化过程展开，但是其研究深度还远不及陆生植物。沉水植物目前的研究仅进行到生理响应层面，沉水植物氮素利用的机理研究还需进一步从方法上探索，发掘出合适的沉水植物遗传转化体系，同时依托于基因编辑等分子技术，实现对沉水植物功能基因的验证以及后续对关键蛋白质结构和功能的深入研究。

关键词：沉水植物陆生植物无机氮硝态氮铵态氮

沉水植物对沉积物微生物群落结构影响:以洪泽湖湿地为例

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环境科学 2016年第5期37卷 1734-1741页

作者：张丁予章婷曦董丹萍李德芳王国祥南京师范大学地理科学学院南京210023 江苏省地理信息资源开发与利用协同创新中心南京210023 江苏省物质循环与污染控制重点实验室南京210023 江苏省环境演变与生态建设重点实验室南京210023

应用磷脂脂肪酸(PLFA)方法分析洪泽湖湿地典型沉水植物菹草群丛、蓖齿眼子菜群丛、菹-蓖混丛对其根系沉积物微生物群落结构的影响,以期了解沉水植物种类以及在不同生长时期对沉积物微生物群落结构的影响规律.结果表明,植物群丛根系沉积... 详细信息

应用磷脂脂肪酸(PLFA)方法分析洪泽湖湿地典型沉水植物菹草群丛、蓖齿眼子菜群丛、菹-蓖混丛对其根系沉积物微生物群落结构的影响,以期了解沉水植物种类以及在不同生长时期对沉积物微生物群落结构的影响规律.结果表明,植物群丛根系沉积物PLFA总量在不同的时期发生了明显的变化,而同一时期的不同群丛PLFA总量差异不显著.沉积物微生物群落结构受沉水植物根系影响,菹草群丛中G^+/G^-(革兰氏阳性菌/革兰氏阴性菌)在3个不同生长时期比值为0.74、1.35、1.26,蓖齿眼子菜群丛G^+/G^-比值为0.89、0.98、1.49,菹-蓖混合群丛G^+/G^-比值为0.95、1.39、1.35,其G^+/G^-的变化和植物根系生长有密切关系.沉积物微生物群落结构受环境因子的影响,环境因子如T、p H、TOC、DO等与沉积物PLFA中特征磷脂存在相关性.

关键词：磷脂脂肪酸微生物群落沉积物沉水植物生长周期

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沉水植物化感抑藻效应及作用模式研究进展

应用化工 2022年第8期51卷 2337-2343页

作者：朱丽萍孙丹焱林晓虎黄菊文李光明徐竟成同济大学环境科学与工程学院上海200092 长江水环境教育部重点实验室上海200092

综述了常见沉水植物化感活性物质成分分析及抑藻机理研究进展,并对毒物兴奋效应、持续作用、联合作用、选择特性和抗性特性五种作用模式进行了总结,结合城市缓流水体水质生态保持及藻华预防方面的研究与实践,提出了沉水植物化感作用在... 详细信息

综述了常见沉水植物化感活性物质成分分析及抑藻机理研究进展,并对毒物兴奋效应、持续作用、联合作用、选择特性和抗性特性五种作用模式进行了总结,结合城市缓流水体水质生态保持及藻华预防方面的研究与实践,提出了沉水植物化感作用在水体水质维护中的应用策略,并展望了化感抑藻效应的未来研究方向,为沉水植物高效治理缓流水体生态提供一定参考。

关键词：沉水植物富营养化化感作用抑藻机理作用模式

沉水植物的湿地水质净化效率及其微生物群落结构对水力负荷的响应

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山东农业大学学报（自然科学版） 2022年第6期53卷 850-857页

作者：王耀辉曹玉成周彦昕浙江农林大学环境与资源学院浙江杭州311300

为探究不同水力负荷下沉水植物对水体污染物的净化效率及其茎叶生物膜微生物群落结构的差异,本文构建人工湿地,通过水泵-阀门-流量计系统精准控制动态水力负荷,研究沉水植物高茎苦草Vallisneria natans L.对模拟污水的净化效率及微生物... 详细信息

为探究不同水力负荷下沉水植物对水体污染物的净化效率及其茎叶生物膜微生物群落结构的差异,本文构建人工湿地,通过水泵-阀门-流量计系统精准控制动态水力负荷,研究沉水植物高茎苦草Vallisneria natans L.对模拟污水的净化效率及微生物群落结构差异对不同水力负荷的响应。结果表明,水力负荷可对湿地系统的去污效果产生显著性影响,其中144 cm/d效果最佳,该系统氨氮净化效率可达86.9%,TP净化效率可达77.8%,系统出水符合“地表水环境质量标准III类”水体要求。水力负荷可对湿地系统微生物群落结构产生显著性影响(P<0.05),随水力负荷的增大,沉积物样本中微生物群落相对丰度、多样性以及OTU数量逐渐降低;叶片微生物群落相对丰度、多样性以及OTU数量呈现上升的趋势。与沉积物微生物群落相比,同组内叶片表面微生物群落中变形菌门Proteobacteria、假单胞菌属Pseudomonas的总丰度占比显著性提高。

关键词：沉水植物水质净化微生物群落结构

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沉水植物对水流结构与泥沙淤积的影响

浙江大学学报（工学版） 2021年第1期55卷 71-80页

作者：孙志林郑佳芸祝丽丽种琳刘俊罗居元浙江大学海洋学院浙江杭州310058

为了研究水生植物对水流结构和泥沙淤积的影响,针对不同布置的沉水植物进行33组浑水水槽试验.结果表明,矮株植物区流速冠顶下为二次多项式分布,以上为对数分布;考虑相对株距的影响,建立矮株植物区紊动强度的双高斯垂线分布公式,按该公... 详细信息

为了研究水生植物对水流结构和泥沙淤积的影响,针对不同布置的沉水植物进行33组浑水水槽试验.结果表明,矮株植物区流速冠顶下为二次多项式分布,以上为对数分布;考虑相对株距的影响,建立矮株植物区紊动强度的双高斯垂线分布公式,按该公式计算的流速和紊动强度与实测资料较吻合.高株植物区流速呈“C”型分布,紊动强度以冠顶附近最大.3种株距布置时,混合植物冠顶以下平均流速为无植物时的32.5%~72.3%.提出小弗汝德数(Fr≤0.18)条件下矮株植物区相对淤积增量与水流强度和相对株距的非线性关系.在相同水流和株距下,混合植物淤积量高达无植物时的7倍,高株植物次之,随着株距的减小促淤效果逐渐增强.

关键词：沉水植物流速分布紊动强度泥沙淤积