全球变暖引发珊瑚礁区向大型海藻场生态演替现象与日俱增,大型海藻对珊瑚的影响主要包括抑制生长、发育与繁殖,但不同的海藻对不同的珊瑚具有不同的影响,二者之间的关系仍未有定论.为探究热压力所引起二者竞争关系的变化,以枝状风信子鹿角珊瑚(Acroproa hyacinthus)和大型底栖海藻杉叶蕨藻(Caulerpa taxifolia)为研究对象,设置了环境温度(27℃)与热压力温度(30℃),比较藻类间接接触和直接接触珊瑚对珊瑚附生微生物群落结构的影响,并从培养水环境及海藻表面微生物中寻找影响珊瑚表面微生物的原因.结果表明,去除嵌合体后共获得 3369713 条优化序列,并且大部分细菌得到注释.环境温度下,间接接触与直接接触组微生物表达模式接近,海藻的处理使得珊瑚表面附生微生物种类、丰度、PcoA区分度最高.门水平上,微生物群落主要由变形菌门、拟杆菌门、蓝细菌门、厚壁菌门、放线菌门组成.目水平上,微生物群落主要由红细菌目、黄杆菌目、肠杆菌目、蓝细菌目、假单胞菌目、噬几丁质菌目组成.这些细菌表型主要包括革兰氏阴性、好氧细菌、移动元件含量和胁迫耐受四大类,生态功能主要包括化能异养和需氧化能异养.对 12 个处理组的 36 个样本进行核心 ASV 分析(amplicon sequence variants),共获得 139 个核心ASVs.以假单胞菌目、黄杆菌目、噬几丁质菌目、红细菌目为主,还包括立克次氏体菌目、伯克霍尔德氏菌目、肠杆菌目、疣微菌目等.通过线性判别分析(linear discriminant analysis)可比较各组中相对丰度具有显著差异的细菌类群.环境温度下,群落中弧菌(Vibrio)、邻单胞菌(Plesiomonas)、奈瑟氏菌(Neisseria)以及螺旋体菌(Brevinema)相对丰度显著升高;温度升高后,珊瑚白化且胞内寄生病原微生物丰度显著升高,如米卡弧菌(Micavibrionales)与立克次氏体菌(Rickettsiales);热压力下,海藻的加入缓解了珊瑚白化、减少了胞内寄生性微生物丰度、显著提高了益生菌海命菌(Marivita)以及Halioxenophilus丰度.因此,在不同温度下杉叶蕨藻既作为压力源转移病原菌,又协助珊瑚抵抗胞内寄生菌,结果有助于理解大型海藻—珊瑚的竞争关系,解释海藻对珊瑚的潜在生态影响.

国际湖沼学的长期研究发现,一个完整的湖泊生态系统应包括底栖食物网和浮游食物网,而营养条件变化会显著改变浅水湖泊中底栖-浮游食物网的结构和功能.为了明晰富营养化对浅水湖泊底栖-浮游耦合食物网结构和功能的影响,以浅水草型湖泊——白洋淀为研究区,运用野外监测和ECOSIM与ECOPATH (EwE)模型相结合方法,构建白洋淀底栖-浮游耦合食物网的概念模型,模拟1982-2011年间富营养化对白洋淀底栖路径和浮游路径的结构和功能影响:(1)野外监测的结果表明,从1999年至今白洋淀一直处于富营养化状态;(2)EwE模型模拟结果表明1982-2006年,总生物量呈下降趋势,下降比例达66.38％;能流路径从以底栖路径为主转变为以浮游路径为主;(3)运用Pearson相关分析,结果表明:浮游植物与TN(r=0.67,P＜0.01)和TP(r=0.37,P＜0.05)呈显著正相关,而底栖藻类和大型沉水植物与TN(r=0.77,P＜0.01;r=0.67,P＜0.01)和TP(r=0.54,P＜0.01;r=0.36,P＜0.05)呈显著负相关.富营养化是白洋淀底栖初级和次级生产力向浮游初级和次级生产力转变的主要驱动力.采用科学的方法准确评估富营养化对湖泊底栖-浮游耦合食物网结构和功能的影响,可为湖泊生态系统管理提供技术和方法支持.

贵州剑河辣子寨村辣子寨剖面杷榔组的杷榔动物群是近期发现的一个化石丰度较大的产地.目前已发现了海绵动物、刺细胞动物、曳鳃动物、腕足动物、软舌螺动物、节肢动物、棘皮动物、藻类等8大类群的化石代表,计有63属80种.本文依据辣子寨剖面杷榔化石库下化石层的生物组合及各类群的生态特性、埋藏特征,探讨杷榔动物群的生态系及生活环境.杷榔动物群的生物群落,包括了底栖固着、内栖钻孔、表栖游移、漂游和游泳的生物类群,且生物群生活在赤道地区以北开阔海盆的透光区至弱透光区、水域含氧、海底有氧—弱氧、盐分正常、快速沉积事件频发的陆棚较深水环境.其古生态特点为:生物种类丰富,具有滤食、食草、食泥、食肉和食腐的动物;而捕食-被捕食的食物网的关系较为复杂,具有明显的金字塔型的营养结构.

以洱海微囊藻水华为研究对象,借鉴生态毒理学风险评估思路对藻类水华的水生态风险进行评价.研究通过暴露实验以及查阅文献获取了微囊藻水华对底栖动物、浮游动物、鱼类和沉水植物的效应数据,采用毒性百分数排序法推导了洱海微囊藻水华的急性和慢性效应藻密度,用风险商值评估微囊藻水华密度的水生态风险.进一步结合水华盖度和持续时间制定了微囊藻水华的急性、慢性生态风险评价表.研究结果表明,微囊藻水华的急性生态风险分为低中高三级,分别为微囊藻藻密度小于3.4×106 cells/L为低风险,微囊藻藻密度在3.4×106—3.4×107 cells/L之间为中风险,微囊藻密度大于3.4×107 cells/L为高风险.慢性生态风险同样分为低中高三级,分别为微囊藻藻密度小于1.1×106 cells/L为低风险,微囊藻藻密度在1.1×106—1.1×107 cells/L为中风险,微囊藻密度大于1.1×107 cells/L为高风险.实际应用中需综合微囊藻水华密度、面积和持续时间,制定洱海微囊藻水华水生态风险评价标准.当微囊藻水华处于中风险状态时,应启动预警、强化水质管理和生物抑制措施,当处于高风险状态时,应采取水华的应急处理措施.研究结果有助于洱海微囊藻水华的科学管理.

为研究长江口水生动物食物网营养结构及其变化,运用胃含物分析法研究了2016-2017年长江口及其邻近水域捕获的43种水生动物的食性类型与营养结构,并与20世纪90年代和2006年文献数据进行了比较,结果表明,长江口及其邻近水域捕获的水生动物分为4种食性类型:浮游生物食性、底栖生物食性、游泳生物食性、混合食性,其中浮游生物食性消费者占绝对优势,为39.53％;游泳生物食性消费者所占比例最少,为11.63％.所分析样品的营养级可分为3级,其中植食性消费者占优势,为76.75％;中级肉食性消费者所占比例最少,为4.65％;与20世纪90年代相比,12种常见鱼类的平均营养级由3.80下降到2.87.长江口水生动物食物网结构较为复杂,生产者类型包括底栖藻类、浮游植物、有机碎屑3种,主要由牧食食物链和碎屑食物链构成复杂的食物网.

藻类是红树林生态系统重要的生物类群,根据生态习性可分为浮游植物、底栖微藻和大型藻类三个生态类群,它们在红树林生态系统生物多样性、初级生产、元素循环等方面起着重要作用.但在红树林生态系统中,关注重点多集中在红树植物和动物,对其中的藻类重视不够,且多数研究集中在近20年以及亚洲的红树林区.事实上,红树林生态系统藻类非常丰富,其多样性研究有助于深入揭示红树林生态系统的结构与功能.本文介绍了红树林生态系统藻类的组成类群及其重要性,重点对红树林区浮游植物、底栖硅藻和大型海藻的种类组成、地理分布及其与初级生产力、水质污染、元素循环、碳库形成等生态过程中的作用的研究动态和进展等进行了总结.根据已有研究,红树林区浮游植物和底栖硅藻的种类数一般为几十到上百种,其中硅藻在种类和数量上都占绝对优势,它们是重要的初级生产者、饵料生物和水质污染指示生物;红树林区底栖大型藻类主要由红藻、绿藻、褐藻、蓝藻组成,绿藻的种类较多,红藻在数量上占优势;藻类是红树林湿地碳库的重要贡献者,在红树林湿地生态系统碳汇和碳循环中起重要作用.红树林生态系统是个高度动态和异质的系统,今后应加强红树林藻类多样性的长周期、大尺度变化及不同生境藻类的综合研究,关注大陆径流和潮汐对藻类多样性和蓝碳的影响,借助沉积物藻类记录,探明红树林区藻类的长周期变化,反演气候变化和人类活动对红树林生态系统的影响过程和机制.

在生态系统中特定的环境变量组合对应着特定的物种群落结构.栖息地环境的不同,大型底栖动物的分布和所表现出的生物学特征也存在差异.在浑河流域选取22个点位进行调查研究,通过对大型底栖动物进行功能群分类并结合生物性状分析(BTA,Biological Traits Analysis)对浑河流域不同大型底栖动物摄食功能群对栖息地生境的选择适应性进行研究.研究结果表明:捕食者功能群主要以毛翅目为主;直接收集者功能群主要以双翅目为主;刮食者功能群主要以基眼目为主;过滤收集者多为颤蚓目.浑河流域不同大型底栖动物摄食功能群存在明显的空间差异,典范对应分析结果显示:影响捕食者功能群的驱动因子是流速,直接收集者功能群的驱动因子是IOS指数,刮者功能群的驱动因子是溶解氧;过滤收集者功能群的驱动因子是溶解氧和电导率.生物性状分析结果显示:捕食者功能群身体上附有一层硬壳保护,可在水体中自由活动,多分布流速较快,底质复杂的小鹅卵石、圆石的底质中;直接收集者只有头壳具有较厚的甲壳质壁,头部口器不能直接摄食,所以多以微粒有机颗粒为主,分布在石块、部分圆石以及部分粗砂中;刮食者多以藻类、菌类等为食,足腺多分泌粘液,多粘附在较深流速缓慢,底质多为细沙粗粒,食物来源充足的水体;过滤收集者喜栖于淤泥底质中,吸食淤泥或过滤有机碎屑,故多分布于淤泥与细沙底质中.

基于2018年夏季赵述岛潮滩现场调查数据,研究西沙赵述岛潮滩内星虫物种组成,并结合沉积物和组织切片分析星虫对环境的适应性特征.在潮滩上设置3个取样站进行定性和定量研究,并对星虫肠道内沙粒组成和摄食消化结构进行测定与观察.结果 显示,西沙赵述岛潮滩现存罗岛管体星虫(Siphonosoma rommanum)、库岛管体星虫(S.cumanense)和富岛管体星虫(S.funafuti),组成比例为4∶2∶1,三种管体星虫生长环境相同,栖息层次均为10～15 cm.管体星虫肠道内均充满沙粒,去除沙粒后可观察到小型颗粒碎屑(＜ 10 μm,占90％)、硅藻类、桡足类(300 μm)和植物纤维碎片等.下行肠(前肠)内大颗粒(粒径＞ 0.25 mm)沙粒比例(77.65％)高于上行肠(后肠)(62.67％),下行肠内小颗粒(粒径≤0.25 mm)沙粒(22.34％)低于上行肠(37.33％),表明管体星虫对珊瑚礁砂砾具有细化作用.管体星虫(体重为8.5 g)吻部和躯干部角质层厚度分别为59.08 μm和231.92 μm,收吻肌由9 000～9 500个肌纤维组成,表明发达的角质层是对珊瑚礁粗糙底质的适应,收吻肌可以保证完成摄食过程.下行肠内的褶皱、肌纤维明显少于上行肠和直肠,表明管体星虫的消化过程主要发生在后段,这可能与珊瑚礁底质中的有机质含量低有一定关系.

鱼类和大型底栖生物等礁栖生物是珊瑚礁生态系统的重要组成部分,其群落信息是全面评价珊瑚礁生态系统健康状况的必要基础数据.基于录像样带法,分析了2018年12月底海南省三亚市亚龙湾珊瑚礁区17个站位礁栖鱼类和大型底栖生物的群落结构、数量分布及相似性,揭示了其中的生态警示,并提出相应的监管建议,旨在保护和恢复亚龙湾的珊瑚礁.结果表明:亚龙湾西岸及东排、西排共发现鱼类8科21属35种,以雀鲷科、隆头鱼科为主,平均密度为0.20尾?n-2,金尾雀鲷、斑棘眶锯雀鲷和细鳞光鳃鱼为优势种;最近15年来,亚龙湾的鱼类资源持续衰退,目前已近于枯竭.另一方面,调查区的大型底栖生物以软珊瑚、大型底栖藻类、海百合和海胆为主,各类群的数量分布有所不同;造礁珊瑚的敌害生物小核果螺和长棘海星密度皆很低,目前尚不会对珊瑚礁构成威胁;整体而言,大型礁栖生物群落在亚龙湾西岸与东排、西排有较大的差异,间接反映出岛礁与岸礁环境存在差别,不过亚龙湾西岸湾口段的环境条件可能更接近岛礁;由于部分海区大型底栖藻类较多及可能存在的富营养化趋势,维持金尾雀鲷或其他植食性鱼类与藻类规模两者间的平衡,对恢复和保持亚龙湾珊瑚礁生态系统的健康尤为重要;同时,管控来自青梅河等的陆源污染,也是控制亚龙湾大型海藻增殖的关键;相比于海参,海百合对大型底栖藻类的依赖程度较低.调查区造礁珊瑚覆盖率与礁栖生物数量之间没有显著相关,可能与亚龙湾珊瑚礁退化严重及现存的种类以团块状造礁珊瑚为主,其构建的珊瑚礁生境空间异质性相对较低有关.为更好地保护亚龙湾的珊瑚礁,建议关注亚龙湾的水质,加强对捕鱼、潜水观光等旅游活动的监督管理,特别是应该立即实施长时间的渔业禁捕来恢复亚龙湾的渔业资源,并定期监控关键种群的数量变动.

在富营养水体生态修复工程实践中,较高的沉水植被盖度或充分的生物量是水体从浊水态转变为清水态的关键.利用贝类改善水体光照条件、促进沉水植被扩张与恢复是其技术途径之一.根据太湖河蚬的自然丰度,设计了4组河蚬密度处理(对照组、低密度组、中密度组、高密度组)的野外受控实验,研究河蚬对沉水植物苦草生长的影响.结果 表明:苦草的相对生长率和块茎数随河蚬密度的增加而显著升高,低、中、高密度组的苦草相对生长率分别比对照组升高了29.1％、41.5％和69.3％,块茎数分别增加了53.0％、88.3％和141.0％;此外,河蚬还显著增加了苦草的根叶比,与对照组相比,中、高密度组的苦草根叶比升高了43.9％和71.6％,而低密度组与对照组没有显著差异;河蚬一方面通过滤食作用显著降低了水体营养盐水平和浮游藻类浓度,促进底栖藻生长,改善了水体光照条件,改变了苦草生长的分配策略,导致较高的块茎数和根叶比;另一方面通过生物沉降作用,增加了沉积物和植物叶片中的N、P含量,降低叶片C∶N和C∶P,促进了植物的生长和繁殖.因此,淡水贝类有利于富营养水体沉水植被恢复.