目的 通过了解喹诺酮类抗生素对浮游动物存活率及繁殖能力的影响,以期为全面评价这类污染物所带来的生态后果提供数据支撑.方法 本文通过急性和慢性毒性试验探究了恩诺沙星和环丙沙星对大型溞(Daphnia magna)的急性毒性效应和生活史特征的影响.结果 恩诺沙星和环丙沙星对大型溞的96 h LC50值分别为0.34和75.79 mg/L;安全浓度分别为0.003和0.758 mg/L.随着恩诺沙星、环丙沙星浓度的升高,大型溞的世代平均时间延长,产溞总数、产溞次数、净生殖率和内禀生殖率均呈下降趋势.最高浓度组的恩诺沙星(9.645 mg/L)、环丙沙星(19.84 mg/L)处理组中大型溞的世代平均时间分别为11.34和10.35 d,极显著地长于空白对照组的世代平均时间9.46 d(P＜0.01);产溞总数分别为46和91只,仅有对照组的10％和19％;产溞次数由空白对照组的11次分别减少至3次和7次;净生殖率与对照组相比分别下降了89％和81％,种群内禀增长率下降了76％和57％.低浓度的恩诺沙星、环丙沙星也会抑制大型溞种群的繁殖能力.结论 对大型溞来说,即使是在安全浓度范围内,长期暴露也会显著抑制大型溞的生存和繁殖能力,并且这种抑制作用随着抗生素浓度与暴露时间的增加而增强.

在海洋牧场建设过程中,生态调控方式实施后对海洋牧场生态系统的影响通常难以预测,这对海洋牧场的生态安全和高质量发展提出了严峻挑战.为此,建立了一种基于定性网络模型(Qualitative network model,QNM)的海洋牧场生态系统模拟评价方法,并以獐子岛海洋牧场近岸增殖海域作为研究区域,构建以增殖目标种为核心的定性网络模型,模拟评估海洋牧场3种不同类型的生态调控情景(增殖目标种、移除捕食者、海藻场修复)及其复合条件下,牧场群落范围内的响应,分析海洋牧场生态调控策略与生物功能群变化之间潜在关系.结果显示:目标种增殖(仿刺参和虾夷扇贝)产生的上行效应导致其捕食者呈现积极响应,产生的下行效应导致其它底栖动物、浮游植物和有机碎屑等功能群呈现消极响应,移除捕食者海星产生的下行效应导致虾夷扇贝呈现积极响应,表明在增殖区清除敌害生物的重要性,海藻场修复对整个群落有明显的积极影响,体现了海藻场在养护近岸生态系统的重要生态意义.研究表明:QNM可有效识别生态系统潜在的营养级联效应,评估生物功能群的响应,基于QNM的海洋牧场生态调控模拟评价方法,突破了定量食物网模型在数据有限系统中使用的局限性,可为海洋牧场建设的生态调控策略制定提供科学参考.

根据 2016 年 5 月、8 月、10 月和 2017 年 1 月使用浅海Ⅰ型浮游生物网进行的 4 个航次调查数据,对山东半岛北部近岸海域浮游动物种类组成、时空分布、优势种、群落结构等特征进行了研究.结果显示,4 次调查共记录浮游动物 39 种及浮游幼体 13 类,隶属于 11 个门类,以秋季种类数最多.海域内优势种季节更替明显,主要优势种为中华哲水蚤(Calanus sinicus)、双刺唇角水蚤(Labidocera bipinnata)和强壮滨箭虫(Sagitta crassa),其中中华哲水蚤优势度最高,为海域内占主导地位的种类.调查海域浮游动物丰度季节变化明显,以春季最高,平均丰度为 147.1 ind·m-3,其次是秋季,冬季丰度最低,仅 37.3 ind·m-3.浮游动物水平分布不均匀,春季和秋季以调查海域西部芝罘岛附近海域丰度较高,夏季和冬季密集中心位于东部威海附近海域.

根据 2015 年秋季珠江口南沙海域拖网渔业生物的调查,采用碳(C)、氮(N)稳定同位素技术,分析了珠江口南沙海域渔业生物的碳氮稳定同位素基本特征,构建了连续营养级谱,并探讨了食物网中鱼类营养级历史变化特征.结果表明:珠江口南沙海域秋季渔业生物 δ13C 介于-29.22‰—-20.67‰,均值为(-25.89±2.08)‰,δ15N 介于 10.55‰-15.66‰,均值为(12.44±1.41)‰.以小型浮游动物的氮稳定同位素平均值作为基准值构建渔业生物的营养级谱,发现珠江口南沙海域鱼类的营养级范围为 2.72-4.23,甲壳类的营养级范围为 2.99-3.99,且各种类生物营养级跨度大.与Fishbase鱼类生态学数据库记录进行对比,发现64%的鱼类其营养级均值位于历史营养级数据范围内,27%的鱼类营养级低于历史营养级水平,只有 9%的鱼类营养级高于历史营养级水平.珠江口南沙海域渔业生物总体处于受人类活动影响较大,食物网受干扰较多的状态.研究初步建立了珠江口南沙海域渔业生物群落营养结构,旨在为该海域的渔业资源科学管理和可持续利用提供理论依据.

碳循环在参与全球物质能量交换流动与影响气候变化中扮演着关键的作用.淡水生态系统碳循环过程是全球碳循环的重要组成部分,因此研究沉积物储存与释放过程能提高人类对淡水生态系统碳循环过程的认识,同时研究沉积物碳储存与释放的影响因素对延缓和治理全球气候变暖措施的制定提供基础理论依据.文章首先综述了淡水生态系统中沉积物碳储存与释放的途径,其次在全球气候变暖的背景下,从气候、水文条件(水位、水质、温度)、生物因素(浮游植物、微生物、水生动物和沉水植物)等方面讨论了影响碳储存和释放的因素,这些因素之间不仅会相互影响与联系,且都会直接或间接对沉积物碳的储存和释放产生影响,沉积物碳的储存和释放的变化是多种因素综合作用的结果.最后对如何应对富营养化淡水生态系统实施固碳增汇进行展望.

浮游动物的碳、氮稳定同位素比值(δ13C和δ15N)能够反映海洋环境的变动,常用于建立稳定同位素基线.本研究以2019年3月(春季)和9月(秋季)在西北太平洋采集的桡足类为对象,结合其形态特征和采样海域的环境因子,探讨桡足类的稳定同位素特征及其影响因素.结果表明:春季挠足类个体的形态特征(体长、面积和体积)均显著高于秋季(P＜0.05),两个季节的δ15N值与形态特征均呈显著正相关,而δ13C值只在春季呈显著正相关,可能是因为秋季采样点与日本岛距离相近而具有相似的碳源.广义加性模型(GAM)分析显示,挠足类δ13C和δ15N值的季节性差异主要与叶绿素a浓度和50 m层水温有关.本研究结果可为西北太平洋其他海洋生物的稳定同位素生态学研究提供基础资料.

为了解鳙在低营养水体中的下行效应,于秋冬季节在流溪河水库开展了原位围隔实验.该实验在水库原水中进行,并根据鳙的生物量(0 g·m-3 和 3 g·m-3)设置了对照组和有鱼组.研究结果显示:总氮(TN)、总磷(TP)、氮磷质量比(TN:TP)和叶绿素(Chl a)在加入鳙后均未发生显著变化.所有围隔中浮游动物群落均是以小个体种类为主,缺少大型枝角类.鳙的存在促进了轮虫和剑水蚤丰度的增加,但降低了枝角类和哲水蚤的丰度,并导致枝角类、桡足类及浮游动物的生物量显著下降.有鱼围隔中甲壳类的平均体长(352-396 μm)显著低于对照组(547-592 μm).添加鳙使浮游植物优势门类绿藻与大型浮游植物(最大轴直径≥30 μm)的生物量显著升高,但对优势门类硅藻、金藻和甲藻、小型浮游植物(最大轴直径<30 μm)以及浮游植物的生物量无显著影响.这些结果显示,鳙对浮游动物群落产生了强烈的下行效应,对浮游植物群落则未产生明显的级联效应.我们的结果表明,在缺少大型牧食性枝角类的低营养水体中,鳙在低温季节对水质的影响可能相对有限.

为探究中华沙塘鳢(Odontobutis obscura)绿色、健康、生态的养殖模式,研究对池塘和稻田两种养殖模式的水质、浮游生物及底栖动物的4次采样结果进行了对比分析.结果显示,两种养殖模式下的水体温度、pH和总磷无显著差异,但稻田养殖模式的溶解氧含量始终高于池塘养殖模式.沙塘鳢池塘和稻田养殖模式的氨氮、亚硝酸盐氮和硝态氮含量整体下降,但总氮含量持续上升.池塘养殖模式的叶绿素a含量始终显著高于稻田.在两种养殖模式下,共检测出浮游植物6门40属,池塘和稻田特有浮游植物各有8种.两种养殖模式的浮游植物密度及生物量均在分蘖期达到最高,其次是扬花期.检测出浮游动物3大类21属41种,两种模式均以轮虫(Rotifera)为主.沙塘鳢池塘和稻田养殖模式的浮游动物密度和生物量最高的时期均是拔节期,除成熟期外,池塘养殖模式的浮游动物密度和生物量均高于稻田养殖模式;两种养殖模式共检测出底栖动物9种(属),常见种为尾腮蚓属.随着养殖时间的推进,池塘和稻田养殖模式的底栖动物种类数、数量均持续下降.根据以上结果可知,相较于池塘养殖模式,稻田养殖模式可在一定程度上起到净化水质的作用,且可以通过控制浮游生物的生长,维持稻田生态平衡.

2022年鄱阳湖流域发生了特大干旱事件,对鄱阳湖生态环境产生了严重影响.为揭示极端水文干旱年的鄱阳湖浮游动物群落结构特征及其主要影响因素,于2022年1月(冬季)、4月(春季)、7月(夏季)和10月(秋季)对鄱阳湖浮游动物进行了综合调查.本次调查共鉴定出浮游动物70种(轮虫40种、桡足类17种和枝角类13种),丰度和生物量范围分别为0-152.67个/L和 0-1.52 mg/L.浮游动物群落结构具有较大的时空差异:在季节上,物种数夏季最多,丰度和生物量呈现夏季最高、秋季最低的特征,干旱季节的Shannon-Wiener多样性指数和优势种组成明显不同于非干旱季节;在空间上,南部湖区的物种数、丰度、生物量高于北部湖区,多样性指数在中部湖区最高、北部湖区最低.极端水文干旱年的物种数、丰度和生物量均明显低于往年同期,但空间上的差异较小.相关性分析和冗余分析结果表明,浮游动物群落结构在干旱季节和非干旱季节的主要影响因素存在明显差异,其中干旱季节浮游动物群落结构主要受水温、水位、硝态氮、氨氮等的共同影响,非干旱季节受化学需氧量和水位的影响较大.总体上,极端水文干旱使得鄱阳湖浮游动物群落结构稳定性较往年减弱,研究结果可为极端干旱条件下的鄱阳湖生态保护提供重要科技支撑.

近年来,抗生素在水体中不断被检出,已经成为重要的环境污染问题,中国抗生素污染问题尤为严重.然而,当前人们对抗生素生态危害的认知主要集中在诱导病原微生物产生抗药性上,将抗生素污染视作危害人类健康的公共安全问题,却相对忽视了它对水生生物的潜在风险.浮游生物作为水生态系统的重要组成成分,对维持水生态系统稳定具有重要作用;同时,浮游生物对环境变化非常敏感.了解抗生素对浮游生物的影响是评估其生态风险的基础.为此,本文归纳了当前国内水环境中抗生素污染现状,分析了抗生素对浮游生物的影响.今后,除了利用代谢组学技术进一步揭示抗生素对浮游生物个体危害的机制外,还需加强野外抗生素与浮游生物群落的监测.