人为水文调控正深刻改变湿地生态系统的结构与功能.由于缺乏长期监测记录,目前针对湿地生态系统如何响应人为水文调控的报道较少.本研究基于神农架大九湖五号湖的一根长44 cm的沉积岩芯多指标记录,重建了近40年来大九湖生态水文变化过程,并探讨其驱动因子.结果表明:五号湖的硅藻群落经历了 3个主要演化阶段:1980-2008年以底栖硅藻为主,2008-2016年浮游硅藻迅速增加,2016年以来小型脆杆藻占主导.冗余分析表明,硅藻组合变化与总有机碳、总氮和Mn/Fe值显著相关.2008年以来硅藻组合变化反映了五号湖由早期富含有机质的泥炭地向浅水湖泊转变,主要响应筑坝提升水位;2016年以来底栖和附生硅藻增多,响应大九湖移民搬迁后水生植物扩张、水体透明度增加的过程.沉积硅藻记录揭示了大九湖的环境变化过程,为湿地保护提供了科学依据.

环境水样中非甾体抗炎药(NSAIDs)的长期存在不仅会影响水生生物的生命安全,扰乱生态系统环境,而且会对人类健康构成严重威胁.采用溶剂热法首先制备了氨基功能化Fe3O4 纳米粒子(Fe3O4-NH2).随后,通过室温下水溶液中的席夫碱反应,以戊二醛为交联剂,将具有支链结构的聚乙烯亚胺(PEI)成功地接枝到Fe3O4 纳米粒子上,合成了一种可回收的PEI接枝磁性纳米吸附剂(Fe3O4@PEI)并将其应用于环境水中NSAIDs的检测.通过各种表征手段研究了Fe3O4@PEI的组成特性,并对影响NSAIDs萃取效果的参数进行了优化.Fe3O4@PEI对 4种NSAIDs具有高吸附性,与高效液相色谱联用可对环境水样中的酮洛芬、萘普生、双氯芬酸和托芬那酸 4种NSAIDs进行定量分析,在 1～500μg/mL范围内,色谱峰面积与质量浓度呈良好的线性关系,样品在 3种不同添加水平下的加标回收率在 85.6%～107.8%,日内精密度均小于 7.8%(n=6),日间精密度均小于9.5%(n=3).该方法操作简单、准确高效,可用于环境水样中非甾体抗炎药的测定.

目的:为了评估核电对周围环境的辐射影响，通过模式动物精细化建模，构建剂量评估模型并确定相关剂量系数。方法:针对核电液态流出物辐射危害评估中的重要水生模式生物斑马鱼，建立用以剂量估算的斑马鱼含有内部骨骼和内脏器官的几何模型。使用蒙特卡罗方法，以核电液态流出物及周围环境监测中常见的 3H、 40K、 58Co、 60Co、 110Ag、 134Cs、 137Cs 7种核素为源项，计算斑马鱼模型的内外照射剂量系数(DC)。 结果:核素γ能量的高低决定了外照射剂量系数的大小。对内脏器官、骨骼和全身的外照射剂量系数比较显示，大部分核素内脏器官剂量系数高于全身剂量系数， 58Co的内脏器官剂量系数比全身高165%。本研究建立模型内照射剂量系数较大， 60Co造成的内照射剂量系数是已有椭球模型剂量系数的2.6倍，说明内部材料的不同和粒子种类不同的选择会影响能量沉积。 结论:对模式生物进行精细化建模比较重要。精确评估模式生物器官剂量系数，有助于评估非人类物种的辐射效应。

水芹[Oenanthe javanica(Bl.)DC.]是伞形科水芹属多年生水生蔬菜植物,其营养成分丰富、富含多种功能性生物活性成分,也是一种具有保健功能的药食同源蔬菜.我国水芹种质资源丰富,其利用涉及食用、药用、污水净化、提取加工等方面,但育种及其分子机理方面的研究较少.本文综述了近20年来水芹种质资源、营养品质、生理生化、育种、基因及组学研究的进展,具体内容包括:(1)伞形科植物及水芹种质资源研究;(2)水芹营养品质及生长调控研究;(3)水芹生理生化及次生代谢物质研究;(4)水芹功能基因及组学(包括基因组学、转录组学、代谢组学及蛋白质组学)研究,旨在为我国水芹资源创新和保护、遗传育种、基因挖掘、加工、栽培及环境治理等方面的进一步研究利用提供理论依据.

建设长江流域绿色发展示范带是美丽中国建设的重大任务,开展城市绿色发展评估和障碍影响识别有助于推动长江流域绿色发展.构建了以水为纽带、体现"三水"统筹的长江流域城市绿色发展指标体系,基于CRITIC-熵权、TOPSIS、障碍度模型和系统聚类等综合评价方法,对流域内63个重点城市2012-2021年的绿色发展和障碍影响进行评估.结果表明:(1)共抓大保护以来长江流域城市绿色发展进程明显加快;(2)经济规模、生产率、环境效率对城市绿色发展的阻碍明显减小,产业结构重化工化、农业面源污染的阻碍更加突显,多数城市绿色发展都面临水资源开发程度高和经济社会用水效率低的障碍;(3)生态阻力型城市应重点加强水生态环境安全管理,降低资源开发强度,执行更严格的管控制度;经济阻力型城市应重点发展零污染产业,建立健全生态产品价值实现机制;效率阻力型城市应强化水资源刚性约束,推动工农业生态循环发展,大幅提高资源环境效率;生态-经济阻力型城市应率先推动涉水产业绿色改造和优化升级,提升市场竞争优势,同时加强涉水产业环境风险管理;混合阻力型城市应重点依靠创新驱动推动产业转型升级和资源环境效率提升,同时统筹好"三水"关系.

大渡河是长江上游重要支流,水电资源丰富,流域内现存大量特有物种和珍惜物种,具有较高的生态及经济价值.生态流量是保障河道生态环境不退化、维持河道健康的重要指标,开展对大渡河生态流量的计算,对大渡河水生态环境保护和水资源合理利用具有重要意义.当前对生态流量的研究众多,本文基于大渡河中下游2008-2017年天然来水情况,分别选取水文学方法中的Tennant法、改进Tennant法,水力学法中的湿周法,以及鱼类生境适宜度法,提出了水文-水力学-水生态的结合法(下称结合法).将结合法计算的生态流量与多年实测流量对比,确定需要进行生态补水的月份,并根据水利部印发的第四批重点河湖生态流量保障目标对大渡河生态流量进行满足程度分析.研究结果表明:结合法考虑了水文学、水力学以及不同月份鱼类繁殖的需求,满足年内不同时段河道生态需求.大渡河中下游泸定站2-4月、沙湾站2月的来流量无法满足生态需水,应进行生态补水,使河道流量满足鱼类繁殖要求.与水利部制定的大渡河生态流量保障目标相比,本文计算的生态流量在鱼类繁殖期高于保障目标,在非鱼类繁殖期低于保障目标.本文提出的结合法考虑了河道生态需水的年内差异,且计算方法简便,实用性较强,大渡河生态流量的计算能够为年内生态补水提供科学依据.

泄放生态流量是修复小水电坝下减水河段生态系统的重要手段.大型底栖动物对环境变化敏感,是水生生态系统修复效果的重要指示生物类群.2021年,在重庆市巴南区一品河、五布河上共选择8座典型小水电,调查减水河段前端浅滩(评估点)的流量、河流生境、水质、底栖动物,并与近自然河段浅滩(参照点)对比,以评价生态流量泄放后减水河段的生态修复效果,探究影响底栖动物群落恢复的生态机制.结果显示:只有1座小水电的泄放量完全达到设计值.未达标泄放量的达成度平均值为41.0％.评估点河道湿润率平均值为47.6％.评估点和参照点的水质并无明显差异.底栖动物密度、大多数评估点的水生昆虫生物量和丰富度指数均显著低于参照点,平均值分别为参照点的25.8％、24.5％、43.2％.Shannon-Wiener多样性指数、Pielou指数与参照点无显著差异.评估点底栖动物以EPT昆虫(蜉蝣目、襀翅目、毛翅目昆虫)为优势,功能摄食类群以收集者和刮食者为优势,与参照点一致,但评估点各功能摄食类群密度普遍显著低于参照点.评估点底栖动物密度、丰富度、EPT昆虫密度与河道湿润率呈显著线性正相关.研究表明:泄放生态流量后,小水电近坝浅滩生境水质、底栖动物群落多样性、群落结构、功能摄食类群等与参照点无显著差异.底栖动物密度、水生昆虫生物量和丰富度、EPT昆虫密度等指标的恢复效果并不显著.减水河段的生态修复效果整体尚未达到预期.泄放量不足是阻碍底栖动物群落恢复的重要原因.

氨氮可对水体环境、鱼类等水生生物造成危害,并且引起饮水卫生问题,因此成为水质的重要监测指标之一.现行氨氮国标检测方法存在操作繁琐、引入污染、干扰因素多等弊端.与国标方法相比,离子色谱法具有检测形态更稳定、特异性强、干扰因素少、操作简单、环境友好等特点,且其灵敏度高、准确度高、重现性好,在基层生活饮用水检测工作中更具优势,但目前该法尚未被纳入国标方法中.为顺应当前标准方法向无害化、仪器化方向发展的趋势,促进广大基层水质检测工作高效、便捷、环保展开,建议增加离子色谱法作为生活饮用水中氨氮的国标检测方法,替代纳氏试剂分光光度法.

以"生态系统的能量流动"一节为例,阐述了"情境创设"策略在高中生物学教学中的应用,联系现实生活,创设硅藻所生活的水生生态系统和农业生态系统的教学情境,让学生在解决问题时完善思维体系,获得知识的同时提高生物学学科核心素养.

水生态系统是保障国家生态安全的重要基础.水生生物在水生态系统中扮演着核心角色,是研究水体演变的重要依据,是维护水生态健康的关键.传统水生生物调查和监测通常采用形态学方法,但其存在专业知识要求高、难以标准化和自动化及费时耗力等缺陷.环境DNA(Environmental DNA,简称eDNA)技术是一种通过监测环境中存在的DNA片段来识别特定生物物种的方法,可以实现基于水体中DNA分子进行水生生物的鉴定和监测,为水生生物的常态化监测提供了一个准确、便捷、可标准化和自动化实施的方案.文章介绍了 eDNA技术的基本原理,总结回顾了 eDNA技术从萌芽到广泛科研应用的发展历史和过程,介绍了基于eDNA的宏条形码和宏基因组等各类水生生物鉴定监测技术;阐述了eDNA技术在保护种、入侵种及生物类群监测和水生态评估等各领域的应用;分析了eDNA技术当前面临的物种参考序列数据库不完善等各类挑战;提出了通过优化完善数据库、样品采集方法、评价指标和参数、样品保藏、数据分析和存储等来推动eDNA技术标准化和自动化,以解决当前面临的挑战.同时,基于eDNA技术当前的发展阶段,提出了在我国水体结合专业形态分类鉴定开展水生生物eDNA技术标准化监测的实施建议.