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基于氢氧稳定同位素的鄱阳湖流域“五河”新水比例及其滞留时间量化研究

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湖泊科学 2025年第1期37卷 266-278,I0027页

作者：李楷文丁梦瑶范宏翔吴华武雷蕊宇付丛生李静辛未张赐成湖南师范大学地理空间大数据挖掘与应用湖南省重点实验室长沙410081 湖南师范大学地理科学学院长沙410081 中国科学院南京地理与湖泊研究所南京211135 中国科学院大学北京100049 滁州学院地理信息与旅游学院滁州239000 中国科学院水生生物研究所淡水生态与生物技术国家重点实验室武汉430072

流域河流新水比例和滞留时间是表征径流过程以及污染物、营养物质运输的重要参数。确定水的来源及其在流域内的滞留时间,对于理解流域水文过程和功能至关重要。为了定量解析鄱阳湖流域河流的新水比例和滞留时间,本文通过对鄱阳湖流域降... 详细信息

流域河流新水比例和滞留时间是表征径流过程以及污染物、营养物质运输的重要参数。确定水的来源及其在流域内的滞留时间,对于理解流域水文过程和功能至关重要。为了定量解析鄱阳湖流域河流的新水比例和滞留时间,本文通过对鄱阳湖流域降水及河水(赣江、修河、信江、抚河、饶河,以下简称“五河”)稳定同位素(δ^(18)O和δD)的高频率监测与分析,利用正弦拟合方法分析了降水和河水δ^(18)O和δD值的变化。结果表明:(1)“五河”河水及降水氢氧同位素表现出相似的季节变化特征,雨季(57月)较为贫化,旱季(12月次年2月)较为富集,河水同位素变化与局地降水同位素、地下水同位素密切相关,说明流域内不同水体之间存在良好的水文连通性;(2)“五河”流域内小于3个月的新水占比范围为3%~42%,流域内滞留时间范围为123.83~2495.0 d,其中赣江平均滞留时间最长、新水比例最低,乐安河和昌江的新水比例最高、平均滞留时间最短;(3)流域面积和单位面积上干流长度是“五河”流域新水比例的主要控制因素,坡度与新水比例存在负相关关系,但其负相关性被单位面积上干流长度与新水比例的正相关性所掩盖;(4)修河、赣江流域较其他流域显著受到蒸发分馏的影响;(5)鄱阳湖湖水同位素值明显高于河水,且在湖口站点湖水同位素值较都昌站点偏低,这表明湖口站湖水受长江来水和蒸发分馏的影响。该研究结果有助于对鄱阳湖流域水文联系和水文过程进行解析,可为流域污染物的输移模拟及其机制阐释等提供科学参考。

关键词：鄱阳湖流域新水比例平均滞留时间氢氧同位素水文过程

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杜仲的生物学功能及其在水产动物生产中的应用

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南京农业大学学报 2025年第1期48卷 58-69页

作者：杨航袁泉吕巍巍黄伟伟胡炜周文宗上海市农业科学院生态环境保护研究所上海201403 上海市农业科学院农业农村部稻渔综合种养生态重点实验室上海201403 中国科学院水生生物研究所淡水生态与生物技术国家重点实验室湖北武汉430072

杜仲作为一种药食同源植物,含有木脂素类、环烯醚萜类、苯丙素类、黄酮类及多糖等100余种活性成分,具有强筋健骨,降血压、血脂、血糖以及抗菌、抗炎、抗氧化和保肝护肾等多种药理作用。近些年,随着绿色养殖业的发展,逐渐应用到水产养殖... 详细信息

杜仲作为一种药食同源植物,含有木脂素类、环烯醚萜类、苯丙素类、黄酮类及多糖等100余种活性成分,具有强筋健骨,降血压、血脂、血糖以及抗菌、抗炎、抗氧化和保肝护肾等多种药理作用。近些年,随着绿色养殖业的发展,逐渐应用到水产养殖动物中并发现多种有益效果。本文综述了杜仲皮和叶的主要营养成分、生物活性成分和生物学功能,及其添加在不同水产养殖品种饲料中促进生长、改善肉质、糖脂代谢能力以及提高机体抗氧化和免疫功能等应用研究进展,探讨了杜仲作为水产饲料原料以及添加剂的可行性,分析了其在实际应用过程中存在的问题及挑战,以期为进一步促进杜仲在动物生产中的研究提供依据。

关键词：杜仲生物学功能水生动物生产应用

从制造到智造:维生素B12与合成生物学的不解之缘

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科学通报 2025年第1期 44-59页

作者：康倩吕荣玉张大伟中国科学院天津工业生物技术研究所中国科学院天津工业生物技术研究所低碳合成工程生物学重点实验室天津科技大学生物工程学院

合成生物学以生命科学为基础,辅以工程化思维,融合了物理学、化学、计算机科学等学科知识,旨在改造、设计、构建新型的生物体系.维生素B12作为横跨医学、化学和生物学三学科的“明星小分子”,近百年来一直备受研究人员的重视,其生物制... 详细信息

合成生物学以生命科学为基础,辅以工程化思维,融合了物理学、化学、计算机科学等学科知识,旨在改造、设计、构建新型的生物体系.维生素B12作为横跨医学、化学和生物学三学科的“明星小分子”,近百年来一直备受研究人员的重视,其生物制造在合成生物学发展的推动下不断创新.本文探讨了自1926年维生素B12小分子被发现至今的重要研究成果和内容,其中囊括在早期医学、化学研究时期,维生素B12相关研究的重要诺奖级成果;天然合成维生素B12菌株挖掘、催化途径解析及遗传工具开发;人工重组合成维生素B12菌株和体系的构建及优化等重要内容.聚焦近30年来,合成生物学系统研究方法的提出和推进对维生素B12生物制造有显著促进作用.这些进展推动了维生素B12从简单的天然菌种“制造”过程走向更具设计性、智能化的人工菌种与人工体系的“智造”过程转变.此外,维生素B12复杂的天然合成途径成为经典的研究范本,为合成生物学发展提供了优秀的经典案例,与合成生物学的发展结下“不解之缘”.

关键词：合成生物学维生素B12 生物制造细胞工厂无细胞合成

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海南新村港和黎安港海草床大型底栖生物的群落结构比较

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热带海洋学报 2025年

作者：何晨王佳宁周林滨柯志新刘炜炜刘甲星王军星谭烨辉陈志云中国科学院南海海洋研究所中国科学院热带海洋生物资源与生态重点实验室南海海洋生物标本馆广东省应用海洋生物学重点实验室中国科学院大学惠州市自然资源局惠州市海洋技术中心

基于2015—2016年海南新村港和2017—2018年黎安港两地海草床四季大型底栖生物生态调查数据,对其群落结构进行比较。结果表明:(1)共记录两个区域海草床大型底栖生物96种,其中新村港和黎安港各50种和62种,环节动物是两地海草床的主要类群... 详细信息

基于2015—2016年海南新村港和2017—2018年黎安港两地海草床四季大型底栖生物生态调查数据,对其群落结构进行比较。结果表明:(1)共记录两个区域海草床大型底栖生物96种,其中新村港和黎安港各50种和62种,环节动物是两地海草床的主要类群;厚鳃蚕(Dasybranchus caducus)是其共有的优势种;除秋季外,新村港大型底栖生物平均栖息密度均高于黎安港,除夏季外,黎安港的生物量皆高于新村港。(2)黎安港的Shannon-Wiener多样性指数(H’),Pielou均匀度指数(J’)和Margalef丰富度指数(d)均高于新村港;黎安港的丰度/生物量曲线W值远大于新村港,后者海草床大型底栖生物群落结构比前者受到干扰更小。(3)基于群落栖息密度和生物量聚类结果都显示,约15%的相似性水平上可将两地群落分为两组,两地海草床大型底栖生物群落结构差别较大。结合上述研究和历史研究结果,两地群落差异可能是由两地的水文特征差异和渔业养殖带来的污染差异引起的。与历史数据对比显示,两地海草床保护区大型生物底栖生物群落已有所恢复,持续的保护和修复工作是有效且必要的。

关键词：海草床大型底栖动物群落结构生物多样性海南

武汉东湖底栖动物多样性分布的影响因素及历史变化

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湖泊科学 2025年第1期37卷 204-214页

作者：喻曾曾和雅静吴俊燕赵永晶崔永德中国科学院水生生物研究所武汉430072 中国科学院大学现代农业科学学院北京100049

探究城市湖泊物种和功能多样性分布及其历史变化有助于了解人类干扰对生态系统的影响。本研究于20202021年对武汉东湖不同湖区的底栖动物进行3次季节性调查,并搜集了19702020年文献中的历史数据,就底栖动物物种、功能和系统发育多样性... 详细信息

探究城市湖泊物种和功能多样性分布及其历史变化有助于了解人类干扰对生态系统的影响。本研究于20202021年对武汉东湖不同湖区的底栖动物进行3次季节性调查,并搜集了19702020年文献中的历史数据,就底栖动物物种、功能和系统发育多样性的空间分布和历史变化进行了比较,通过获取2000、2010及2020年东湖湖滨带1 km缓冲区的不同土地利用方式占比变化,分析了底栖动物多样性与环境因子之间的相关性。结果表明:调查共记录底栖动物97属种,团湖总种类数最高,后湖功能丰富度最高,功能均匀度在庙湖最高,在菱角湖最低,系统发育的分类多样性指数在团湖最高,分类差异指数在庙湖最高。总物种数与总氮、总磷呈负相关,耐污种种类数与总磷呈负相关,功能均匀度与耕地占比呈正相关,功能丰富度与总氮、总磷呈负相关,分类多样性指数与总氮、总磷呈负相关。结合历史数据,1970s 2020s水生昆虫占比呈现先下降后上升的趋势,到2010s底栖动物有个体小型化的趋势,后有所恢复。

关键词：底栖动物功能多样性土地利用历史变化东湖

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蓝藻-细菌互作及其对碳、氮循环的影响研究进展

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湖泊科学 2025年

作者：张玉晴刘佳音蔡元锋张民史小丽杜瑛珣苏雅玲施丽梅吴庆龙中国科学院南京地理与湖泊研究所湖泊与流域水安全重点实验室湖泊与环境国家重点实验室中国科学院大学南京大学生命科学学院中国科学院南京土壤研究所土壤与农业可持续发展国家重点实验室

藻类与细菌之间存在多种互作关系，二者间的相互作用会影响水体初级生产力、藻类群落组成、藻类之间的竞争和演替以及藻类水华的发展等。藻菌间的多种紧密互作和代谢耦联对水体中碳、氮、磷、硫等多种生源要素的循环产生影响。在淡水生... 详细信息

藻类与细菌之间存在多种互作关系，二者间的相互作用会影响水体初级生产力、藻类群落组成、藻类之间的竞争和演替以及藻类水华的发展等。藻菌间的多种紧密互作和代谢耦联对水体中碳、氮、磷、硫等多种生源要素的循环产生影响。在淡水生态系统中，蓝藻水华仍然是威胁水环境健康的重要因素，部分水体中形成了周而复始发生蓝藻水华的稳定状态。蓝藻与其附生细菌间的互作和代谢关联是蓝藻水华维持的关键，在水体碳氮循环中发挥了重要作用。本文综述了蓝藻与细菌间的互作对蓝藻生长、产毒、群体维持和多样性的影响以及影响藻菌互作的因素，综述了蓝藻藻际环境中碳氮相关功能微生物类群以及藻菌互作对水生态系统中碳氮循环的影响，分析了蓝藻群体颗粒、附着作用和环境因素(如温度、营养盐、新型污染物和铁硫磷元素等)对藻菌之间碳氮代谢关联和转化的影响及其对环境的反馈机制，并探讨了藻菌互作中碳氮转化过程与转化通量的主要研究方法，为深入了解蓝藻水华介导的藻菌互作机制和水体生源要素循环的微生物过程提供参考。

关键词：蓝藻藻菌互作碳氮循环环境因素

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云南湿地水鸟多样性与空间分布

生态学报 2025年

作者：王荣兴莫正仙吕亚东高超平刘平安杨露黄文董蓉梅蒙小好伍和启杨晓君大理大学东喜玛拉雅研究院中国科学院昆明动物研究所遗传资源与进化国家重点实验室

气候变化和人类活动加剧导致全球自然湿地迅速退化，依赖湿地生存的水鸟种群随之显著下降。因此，保护水鸟及其栖息地成为当前的紧迫任务，掌握各地水鸟的多样性与空间分布格局是制定有效保护措施的基础。云南省湿地资源丰富，掌握其水... 详细信息

气候变化和人类活动加剧导致全球自然湿地迅速退化，依赖湿地生存的水鸟种群随之显著下降。因此，保护水鸟及其栖息地成为当前的紧迫任务，掌握各地水鸟的多样性与空间分布格局是制定有效保护措施的基础。云南省湿地资源丰富，掌握其水鸟的多样性、分布、居留类型及生态需求将为湿地保护提供重要支持。通过实地调查、文献查阅和公民科学数据分析，评估了云南省水鸟的多样性与空间分布，并基于实地调查数据探讨了影响水鸟多样性的关键环境因子。结果显示，云南省共有194种水鸟，具多样的居留类型、生态类群和营养生态位，但水鸟资源状况分布不均，优势种较少，偶见种较多；面积较大的湖泊和水库为水鸟集中分布的区域；湿地面积、类型及湿地间距是影响水鸟多样性的主要因素。建议加强面积较大湿地越冬和迁徙水鸟的监测，并扩大其他区域和季节的调查覆盖范围。同时，湿地恢复和建设应考虑不同生态类型水鸟的生境需求，特别是保护和营造浅水沼泽和滩涂湿地，以为大量的涉禽提供栖息地。

关键词：云南省水鸟多样性空间分布环境因子

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小水电站对赤水河连通性影响评估及恢复对策

湖泊科学 2025年第1期37卷 253-265页

作者：赵文通贺蔚赵先富陈锋张晶金小伟毛丰李正飞河海大学水利水电学院南京210098 水利部中国科学院水工程生态研究所水利部水工程生态效应与生态修复重点实验室武汉430079 中国水利水电科学研究院水生态环境研究所北京100038 中国环境监测总站北京100012 华威大学全球可持续发展研究所考文垂CV47AL 中国科学院水生生物研究所武汉430072

赤水河作为长江上游珍稀特有鱼类国家级自然保护区的重要组成部分,其生态连通性对于长江上游特有鱼类至关重要。但赤水河流域内广泛分布的小水电站严重影响了该区域的连通性。本研究收集了赤水河流域小水电站的空间位置、建设年份、装... 详细信息

赤水河作为长江上游珍稀特有鱼类国家级自然保护区的重要组成部分,其生态连通性对于长江上游特有鱼类至关重要。但赤水河流域内广泛分布的小水电站严重影响了该区域的连通性。本研究收集了赤水河流域小水电站的空间位置、建设年份、装机容量等详细信息,并采用树状水系连通性指数(DCI)、溪流连续性指数(SCI)、河流破碎化指数(CAFI)和新提出的改进的河流破碎化指数(CAFI M)全面评估小水电站对赤水河流域水系连通性影响的时空变化。研究发现,赤水河流域几乎每条河流都建有小水电站,主要分布在低阶河流。DCI和SCI指数表明,随着电站数量的增加,赤水河流域的连通性显著下降,中下游地区连通性低于上游地区。CAFI和CAFI M指数揭示了类似的趋势,随小水电站的建设河流破碎化程度不断加剧,特别是在习水河、大同河和桐梓河流域表现显著。CAFI M指数将小水电站的装机容量因素纳入考虑,能够更加全面准确地评估小水电站的影响。CAFI M指数相较于传统指标,对装机容量变化更为敏感,能有效反映大型电站的影响。根据CAFI M等指数评估结果,研究评估了赤水河流域内各小水电站障碍物的优先级,提出应优先整改位于高阶河流且装机容量大的电站,以最大程度地改善流域连通性。根据各指数评估结果,研究发现电站的位置和装机容量是决定其优先拆除顺序的关键因素,位于高阶河流且装机容量大的电站(如金阳、圆满贯等)的拆除对改善流域连通性效果最为显著。该研究全面评价了赤水河流域的连通性状况,提出了优化小水电站拆除的策略,为该流域生态修复提供了决策依据,对保护长江上游特有鱼类具有重要意义。本研究为小水电站对流域河网连通性的评估及恢复对策提供了理论基础和方法支持。

关键词：河流连通性小水电站改进的河流破碎化指数CAFI M 连通性指数赤水河流域

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近红外有机光电探测器研究进展

激光与光电子学进展 2025年

作者：王浩然胡均义成明王云鹏王飞中国科学院长春光学精密机械与物理研究所特种发光科学与技术重点实验室中国科学院大学

近红外有机光电探测器(NIR-OPDs)在柔性可穿戴设备、环境检测、医疗健康监测、生物医学成像等领域有广阔的应用前景。近年来，高性能的近红外有机光探测器受到了极大的关注，国内外学者在推动近红外有机材料和光电器件结构创新方面做出... 详细信息

近红外有机光电探测器(NIR-OPDs)在柔性可穿戴设备、环境检测、医疗健康监测、生物医学成像等领域有广阔的应用前景。近年来，高性能的近红外有机光探测器受到了极大的关注，国内外学者在推动近红外有机材料和光电器件结构创新方面做出了巨大贡献。本文在阐述了有机光电探测器的光导型、晶体管型、二极管型的器件结构和光谱响应范围、响应度、外量子效率、探测率等性能参数的基础上，总结了窄带隙聚合物、小分子受体、非富勒烯受体材料在器件中的应用并介绍结构优化、表面钝化处理、界面工程等优化器件性能的各种策略，以及窄带、全色、颜色选择NIR-O PDs研究现状并展望了未来发展面临的挑战和应用前景。

关键词：近红外有机光探测器有机光电二极管有机半导体材料