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淡水鱼类环境DNA宏条形码引物的筛选及其在千岛湖的应用

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湖泊科学 2024年第1期36卷 187-199页

作者：周严童璐胡文静李志力郝雷刘其根胡忠军上海海洋大学农业农村部鱼类营养与环境生态研究中心上海201306 上海海洋大学农业农村部淡水水产种质资源重点实验室上海201306

基于环境DNA(eDNA)技术的鱼类多样性监测方法因具有灵敏度高、对目标生物无伤害以及成本低等特点,近年来在国内外得到了广泛应用。eDNA方法的有效性往往取决于宏条形码引物的选择,尽管目前已经有一些鱼类环境DNA宏条形码引物,但较少有... 详细信息

基于环境DNA(eDNA)技术的鱼类多样性监测方法因具有灵敏度高、对目标生物无伤害以及成本低等特点,近年来在国内外得到了广泛应用。eDNA方法的有效性往往取决于宏条形码引物的选择,尽管目前已经有一些鱼类环境DNA宏条形码引物,但较少有研究综合评估这些引物的检出效果。本研究评估了来自COI、Cytb、12S rRNA和16S rRNA基因的29对鱼类e DNA宏条形码引物(包括本研究设计的2对和从国内外文献中引用的27对引物),首先基于计算机模拟PCR(in silico PCR)进行了初步分析,随后通过高通量测序对其中效果较好的17对引物开展了更进一步的验证,结果显示:计算机模拟PCR结果良好的引物在进行高通量测序时并非全部表现良好,表明引物的筛选不能仅仅依靠计算机模拟PCR;具有更长扩增片段长度的宏条形码引物并没有获得理想中更好的扩增效果,表现效果好的引物大多是扩增片段长度处于200~300 bp之间的引物;相对于COI和Cytb而言,12S rRNA引物与16S rRNA引物均具有良好的扩增效果,适宜作为鱼类环境DNA宏条形码而用于鱼类多样性研究;同时,鉴于当前的鱼类DNA条形码数据库尚不完备以及不同引物的特性不同,使用多对引物将大大增加物种的检出概率和e DNA研究的可信性。本研究展示了eDNA在评估生物多样性方面的潜力,有助于将来的鱼类eDNA研究,从而为鱼类多样性的保护提供参考。

关键词： eDNA DNA宏条形码生物多样性计算机模拟PCR 引物千岛湖

富营养化湖泊藻华腐解产生的溶解性有机质动态变化及其环境效应

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环境科学 2024年第3期45卷 1539-1552页

作者：张瑾陈明滢郝智能钟寰何欢雷沛南京大学环境学院污染控制与资源化研究国家重点实验室南京210023 南京师范大学环境学院南京210023 中国科学院生态环境研究中心环境化学与生态毒理学国家重点实验室北京100085 中国科学院大学北京100049 中国科学院生态环境研究中心环境水质学国家重点实验室北京100085

富营养化和有害藻华是湖泊面临的主要环境问题,富营养化湖泊藻华在后期会发生衰亡和腐解并产生大量藻源溶解性有机质(DOM),影响水体DOM的质量和活性,并对关键元素的生物地球化学循环产生重要调控作用.为探究不同富营养化程度湖泊水体藻... 详细信息

富营养化和有害藻华是湖泊面临的主要环境问题,富营养化湖泊藻华在后期会发生衰亡和腐解并产生大量藻源溶解性有机质(DOM),影响水体DOM的质量和活性,并对关键元素的生物地球化学循环产生重要调控作用.为探究不同富营养化程度湖泊水体藻华腐解过程,对藻华腐解过程中水体DOM总量、生物有效性、相对分子质量和组分的动态变化进行分析,并探讨了藻华腐解引发的环境效应.结果表明,藻华腐解显著提高DOM浓度、生物有效性和各荧光组分强度.随着腐解的进行,DOM浓度逐渐降低,而相对分子质量逐渐增大.在分子水平上,超高分辨率质谱结果显示腐解过程中不饱和烃和脂肪族化合物优先被微生物利用,并生成木质素、缩合烃和高O/C值的单宁酸等惰性分子.藻华腐解过程中细菌群落主要优势种从变形菌门(46%)逐渐变为拟杆菌门(42%).此外,藻华腐解还导致水体CO_(2)和CH_(4)排放显著升高1.2~5倍,且排放量可以由DOM光学指标a254预测.该结果为全面揭示藻华腐解过程中DOM特征的动态变化,以及湖泊富营养化治理和环境效应预测提供理论依据和科学支撑.

关键词：溶解性有机质生物有效性相对分子质量藻华腐解温室气体

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长江流域水体稳定同位素分馏特征及碳水循环

地学前缘 2024年

作者：原雅琼孙平安于奭何师意中国地质科学院岩溶地质研究所自然资源部广西岩溶动力学重点实验室广西平果喀斯特生态系统国家野外科学观测研究站联合国教科文组织国际岩溶研究中心/岩溶动力系统与全球变化国际联合研究中心

岩溶碳循环具快速的动力学反应过程，对环境变化敏感，水循环可影响岩溶碳循环的两个驱动因子(水和CO2)，是岩溶碳循环的重要影响因素。本文通过2016年6月和10月长江干流、主要支流、水库、湖泊的采样测试，分析了δD、δ18O、无机碳含... 详细信息

岩溶碳循环具快速的动力学反应过程，对环境变化敏感，水循环可影响岩溶碳循环的两个驱动因子(水和CO2)，是岩溶碳循环的重要影响因素。本文通过2016年6月和10月长江干流、主要支流、水库、湖泊的采样测试，分析了δD、δ18O、无机碳含量和同位素分馏特征及控制因素，揭示了长江流域水循环对岩溶碳循环的影响特征。结果表明，长江流域水体δD和δ18O组成的空间变化表现出大陆效应、纬度效应和海拔效应，并随降雨的季节性变化而变化；无机碳主要源自碳酸盐岩风化，δ13CDIC值主要受碳酸风化碳酸盐岩和硫酸/硝酸风化碳酸盐岩对HCO3-的贡献比例控制。长江流域水文过程可显著影响岩溶碳循环，上游冻土区土壤冻结时，幔源和大气源CO2参与碳酸盐岩风化使δ13CDIC值显著增加；夏秋季季风降雨爆发，降水δD和δ18O急剧下降，同时利于土壤CO2累积且碳同位素值下降，使水体δD、δ18O和δ13CDIC值下降；水文过程可影响“生物碳泵”作用，平水期“生物碳泵”作用更强，水库的分层效应也更显著。

关键词： δD和δ O δ C 碳水循环水库长江流域

多元主体参与绿色经济发展研究——以洞庭湖生态经济区为例

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求索 2024年第3期 124-133页

作者：邝奕轩湖南省社会科学院(湖南省人民政府发展研究中心)农村发展研究所长沙410003

多元主体参与绿色经济发展是突破传统一元生态治理模式的现实需要。洞庭湖生态经济区建设面临生态环境治理压力和经济实力难以全面支撑污染治理双重困境,推动洞庭湖生态经济区绿色发展,要回应多元主体利益诉求,构建多元合作参与框架,明... 详细信息

多元主体参与绿色经济发展是突破传统一元生态治理模式的现实需要。洞庭湖生态经济区建设面临生态环境治理压力和经济实力难以全面支撑污染治理双重困境,推动洞庭湖生态经济区绿色发展,要回应多元主体利益诉求,构建多元合作参与框架,明确绿色发展是一种市场选择。为此,要完善市场体系,健全多元主体参与绿色发展的市场机制,优化社区参与绿色经济发展的管理机制,健全政府引导绿色经济发展的政策体系。

关键词：洞庭湖生态经济区绿色发展多元主体合作有效市场

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基于深度学习的视觉水位识别技术与装备

水资源研究 2024年第3期13卷 292-301页

作者：王成建马丁刘郁张占贵孙英志刘维高赵石磊金威裴永凯河北省水文勘测研究中心河北石家庄河北省石家庄水文勘测研究中心河北石家庄河北省邢台水文勘测研究中心河北邢台河北省廊坊水文勘测研究中心河北廊坊武汉大水云科技有限公司湖北武汉武汉大学计算机学院湖北武汉

随着人工智能科技的快速发展与不断进步,水文监测领域正逐步迈向智能化和信息化,对水位监测的实时性和精确性提出了更高要求。在此背景下,本文开创性地设计并实现了一款深度学习驱动的武大AiFlow视觉水位计,融合了前沿人工智能算法与高... 详细信息

随着人工智能科技的快速发展与不断进步,水文监测领域正逐步迈向智能化和信息化,对水位监测的实时性和精确性提出了更高要求。在此背景下,本文开创性地设计并实现了一款深度学习驱动的武大AiFlow视觉水位计,融合了前沿人工智能算法与高清晰度视频捕获技术,旨在为河流、湖泊及水库等多类水体提供一个即时且精准的水位测量解决方案。武大AiFlow视觉水位计已成功部署于多个水位监控点,通过对麦穰水文站与黄壁庄水文站的实证研究,进行了详尽的性能验证与分析。结果表明,武大AiFlow视觉水位计监测方案精度高,能够满足水位监测规范要求,在背景杂乱、光线变化、水体波动等复杂场景下也具有良好的适用性,其可视化功能有利于历史数据复盘和远程监控与管理,满足愈加精细化的市场需求。

关键词：深度学习视觉水位计水尺检测虚拟水尺

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推进湖长制落地见效维护湖泊健康生命

水利发展研究 2024年第3期24卷 73-76页

作者：刘小勇水利部发展研究中心北京100038

2017年12月,中央印发《关于在湖泊实施湖长制的指导意见》,明确要求全面建立湖长制。文章分析了湖泊治理保护的主要特点、实施湖长制的任务要求以及推进湖长制落地见效的有关措施建议,为管理和研究提供参考。

关键词：湖长制任务要求措施建议

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附着生物汞甲基化及其对水环境甲基汞归趋的影响

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化学进展 2024年第5期36卷 771-782页

作者：陈哲向玉萍阴永光刘艳伟陈路锋梁勇王定勇蔡勇江汉大学环境与健康学院武汉430056 中国科学院生态环境研究中心环境化学与生态毒理学国家重点实验室北京100085 中国科学院生态环境研究中心环境纳米技术与健康效应实验室北京100085 西南大学资源环境学院重庆400715 美国佛罗里达国际大学化学与生物化学系迈阿密33199

汞是一种重要的全球性污染物。水环境是汞重要的汇,也是汞甲基化和生物累积最重要的场所。作为最重要的初级生产者之一,附着生物广泛存在于湖泊、湿地、溪流等水环境中。相较于底泥和水柱,附着生物具有增强的汞甲基化潜势,是水环境中甲... 详细信息

汞是一种重要的全球性污染物。水环境是汞重要的汇,也是汞甲基化和生物累积最重要的场所。作为最重要的初级生产者之一,附着生物广泛存在于湖泊、湿地、溪流等水环境中。相较于底泥和水柱,附着生物具有增强的汞甲基化潜势,是水环境中甲基汞的重要来源以及汞进入食物链的关键途经。附着生物具有多层次的微生物结构及功能复杂性,不同物种间的相互作用使其内部具有明显的氧化还原梯度,形成有利于汞甲基化的缺氧微环境。一方面,附着生物中的藻类和细菌可从周围水体中富集无机汞,为汞甲基化提供充足的底物。另一方面,附着生物中富含多种藻类、细菌等的代谢分泌物,其官能团(如巯基)可调控无机汞的赋存形态并增强其生物有效性。另外,不同微生物之间的代谢物共享可增强汞甲基化细菌的丰度和代谢活性,从而促进甲基汞的生成。附着生物中汞甲基化机制及生物累积的研究可为深入理解水环境中甲基汞的来源及归趋,准确评估汞污染与环境风险提供科学依据与数据支持。

关键词：汞甲基汞附着生物富集甲基化食物链

长湖草/藻型湖区浮游植物群落特征及与环境因子的关系

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水生态学杂志 2024年第2期45卷 102-110页

作者：章叶飞李滔张露胡琴刘章勇杨军长江大学农学院湖北荆州434025 长江大学湿地生态与农业利用教育部工程研究中心湖北荆州434025

研究长湖草型湖区和藻型湖区浮游植物群落结构特征及其与环境因子的关系,为长湖草型湖泊生态系统的培植、水环境保护和生态修复提供理论支撑。根据长湖形态特征共设5个采样点,于2020年4、7、10月和2021年1月进行采样调查,测定水化学指... 详细信息

研究长湖草型湖区和藻型湖区浮游植物群落结构特征及其与环境因子的关系,为长湖草型湖泊生态系统的培植、水环境保护和生态修复提供理论支撑。根据长湖形态特征共设5个采样点,于2020年4、7、10月和2021年1月进行采样调查,测定水化学指标并鉴定浮游植物样品,通过对湖泊内草型湖区(水生植物为主)和藻型湖区(水生植物分布较少或无水生植物覆盖)浮游植物群落结构进行对比分析。结果表明,草型湖区和藻型湖区分别鉴定出浮游植物80种和91种,以绿藻门种类数最多,分别为38种和50种。两类湖区均以小球藻属(Chlorella)和小环藻属(Cyclotella)为主要优势属。草型湖区和藻型湖区浮游植物丰度分别为0.59×10^(7)~2.34×10^(7)个/L和0.73×10^(7)~3.06×10^(7)个/L,生物量分别为8.98~18.98 mg/L和10.08~28.25 mg/L。藻型湖区多样性指数略高于草型湖区,两湖区水质整体为轻污染到中污染。冗余分析(RDA)结果显示,草型湖区浮游植物优势种主要受水温、DO、TN、TP和水位影响,藻型湖区主要受DO、TN、氮磷比和水位影响。

关键词：浮游植物环境因子草型湖区藻型湖区长湖

北京奥林匹克森林公园中湖泊环境对人体生理、心理的作用研究

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湿地科学 2024年第1期22卷 148-153页

作者：李瑶张振明张明祥北京林业大学生态与自然保护学院北京100083 国家林草局自然保护区研究中心北京100083

湿地不仅具有重要的生态功能,而且类型多样、资源丰富。湿地是理想的康养地点,将湿地资源与健康养生行业有机融合,有助于推动湿地资源的可持续利用。在北京市的奥林匹克森林公园中,分布着溪流、湖泊等湿地,这些湿地可以作为人们的康养... 详细信息

湿地不仅具有重要的生态功能,而且类型多样、资源丰富。湿地是理想的康养地点,将湿地资源与健康养生行业有机融合,有助于推动湿地资源的可持续利用。在北京市的奥林匹克森林公园中,分布着溪流、湖泊等湿地,这些湿地可以作为人们的康养地点。2021年4月至5月期间,以北京市奥林匹克森林公园北园的人工湖泊区作为研究地点,在5个微风晴天的实验日的9时30分至11时,让被试者以4~5 km/h的速度沿着湖边行走一圈,利用便携式数字血压计,获得被试者步行前、后的收缩压、舒张压和心率数据;利用人体舒适度指数,评估环境的舒适程度;利用POMS量表,评价步行前、后被试者的紧张、愤怒、疲劳、抑郁、精力、慌乱、与自我有关的情绪等心理状态;分析被试者步行前、后的生理和心理状态变化状况。研究结果表明,实验期间,奥林匹克森林公园北园湖泊环境的气温、相对湿度和风速都令人感觉很舒适,在这种环境下,人们的消极情绪得到缓解,人们的积极情绪被激发,使人们的血压和心率趋于平复和稳定,而且人体所处环境越舒适,其心理、生理状态越平稳,因此,湖泊环境适合人们进行康养活动。

关键词：湖泊环境生理心理康养奥林匹克森林公园