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.

2024年高考广东卷第20题聚焦美丽中国建设的成果,以湖泊生态恢复工程为背景,结合光合作用、群落结构、生态系统等必备知识,以分析原因、设计实验、提出举措等方式对学生能力进行考查,渗透生态意识.

青藏高原被誉为世界屋脊,是我国重要的生态安全屏障和高寒生物种质资源宝库,也是亚洲乃至北半球气候变化的"调节器",在我国生态保护和修复工作中居于特殊重要地位.青藏高原平均海拔超过4000 m,面积约260万km2,自然生态系统类型复杂多样,分布有森林、灌丛、高寒草原、高寒草甸、荒漠和冻土等多种陆地生态系统,还相间了湖泊、河流和沼泽等湿地生态系统,构成了丰富的生态系统多样性和景观多样性.

为探索喀斯特湖泊-河流系统溶解性有机质(DOM)光谱特征空间格局,该研究以我国贵州红枫湖、百花湖和老马河为对象,分析了表层水体 DOM 紫外参数(SUVA254、SUVA280、S275-295、S350-400、SR和 E2/E3),利用三维荧光-平行因子(EEM-PARAFAC)解析DOM主要成分,同时基于荧光参数(HIX、FI、BIX和β∶α)揭示其来源信息.该研究运用Spearman相关性分析及主成分分析(PCA)方法,揭示 DOM 参数的内在联系及重要组分贡献.结果显示,红枫湖、百花湖和老马河 SUVA254 和SUVA280值较低,而E2/E3、S275-295和S350-400值较高,说明芳香类成分占比较少且DOM整体分子量较小.水体DOM主要成分为:红枫湖/百花湖(C1:微生物代谢类腐殖质;C2:可见光范围腐殖质;C3:色氨酸),老马河(C1:色氨酸;C2:富里酸;C3:陆源类腐殖质).水体BIX范围在 0.77-1.12 之间,说明生物源和陆源输入共同贡献DOM.红枫湖与百花湖FI值小于 1.4,而老马河在1.4-1.9 间,说明河流内源DOM贡献率高于湖泊.水体β∶α值范围在0.73-1.10 之间,说明新生DOM具有显著贡献.湖泊与河流HIX值低于4,表明水体腐殖化程度低.老马河HIX与SR和S275-295呈正相关(P＜0.05)且与FI呈负相关(P＜0.05),说明DOM腐殖化程度与分子大小和来源密切联系.芳香类DOM的同质性导致SUVA254和SUVA280相互耦合.研究发现新生DOM多具有生物降解性,表现为BIX和β∶α强相关.相对于激流系统,湖泊具有更多的水力停留时间,这可能进一步促进内源微生物的代谢,导致生物驱动的有机质快速循环,因此不同DOM生物讯号相互耦合.研究阐明了喀斯特湖泊-河流系统DOM成分与来源特征,有望为研究全球碳循环过程提供数据支撑.

塑料的广泛应用导致大量微塑料进入环境,尤其是水环境,从而产生环境风险.浮游植物等自养生物是湖泊系统的主要初级生产者,是湖泊食物链的关键组成部分,为食物链的上游提供能量和物质基础.同时,浮游植物也是对微塑料响应最敏感的类群.了解湖泊浮游植物等初级生产者对微塑料的响应是探究微塑料对湖泊生态系统功能影响的重要基础.总结了全球湖泊生态系统微塑料的丰度、类型、尺寸、来源等分布特征,系统分析了微塑料暴露对浮游植物等初级生产者细胞结构、基因表达和生长,以及对浮游植物叶绿素a含量、光合活性的影响,并总结了其中的影响机制.总体而言,微塑料会降低初级生产者的叶绿素a含量,剂量越高、尺寸越小,这种抑制作用越强烈;同时,微塑料也会作用于初级生产者,造成细胞膜损伤、DNA损伤,调控其相关功能基因表达,抑制其生长和光合活性等.然而,湖泊生态系统微塑料的实际检出浓度远低于室内暴露实验中的添加剂量,微塑料结构和组分也更为复杂,野外观测结果与室内培养实验之间还不能建立直接的对应关系.因此,未来的相关研究应集中在如何有效联系野外观测结果与室内培养实验结果,进一步聚焦建立可靠的、可应用推广的微塑料浓度与初级生产者之间的剂量-效应关系模型,探究微塑料对湖泊初级生产者的作用机制,为刻画微塑料对湖泊生态系统初级生产者及其功能的作用机制提供科学支撑.

2021年11月-2022年4月,在宁夏中卫沙坡头国家级自然保护区利用生态网络监控系统对白尾海雕Haliaeetus albicilla的种群数量、活动范围及在巢期间的日间行为特征进行调查.结果显示,白尾海雕主要在保护区内的湖泊和鱼塘活动,越冬种群数量约为10只.在巢日间行为可划分为6类20种,各行为在越冬不同时期和日间不同时段的时间分配存在差异,警戒是最主要的行为,并在越冬后期的时间最长;成体间的警戒、理巢等行为时间分配存在显著差异.白尾海雕的警戒、保养、休息等行为日间变化存在节律性,警戒行为在08:00-09:00均较为活跃,保养行为在10:00-13:00较活跃.相关性结果表明,警戒行为与湿度呈负相关,但与温度和风速呈正相关;风速也显著影响在巢的休息和觅食行为.这表明白尾海雕越冬期的日间在巢行为以警戒和保养为主,其特征和节律性与环境和个体本身有关.本研究为白尾海雕越冬期的保护和管理提供了科学数据.

长江江豚(Neophocaena asiaeorientalis asiaeo-rientalis)是我国特有的一种小型齿鲸,具有重要的保护地位和研究价值,主要分布在长江中下游干流、大型通江湖泊(洞庭湖和鄱阳湖)及其支流尾闾,是长江生态系统健康与否的重要指示物种.

大别山地区动植物资源丰富,但摇蚊科昆虫还尚未见系统报道.通过对大别山地区不同生境及海拔下的摇蚊进行采集,经研究得出4亚科37属131种,摇蚊亚科Chironominae 17属83种,直突摇蚊亚科Orthocladiinae 14属38种,长足摇蚊亚科Tanypodinae 5属9种,寡角摇蚊亚科Diamesinae 1属1种.其中,中国新纪录种18种.采用Menhinick丰富度指数进行丰富度分析,摇蚊亚科中多足摇蚊属Polypedilum丰富度指数最高(m=2.25),直突摇蚊亚科中趋流摇蚊属Rheocricotopus丰富度指数最高(m=2.33).在不同生境下摇蚊种类有着明显的差异,摇蚊亚科、直突摇蚊亚科在山间溪流生境下种类分布最多.采用Mcnaughton优势度指数对摇蚊优势度进行分析,城市湖泊生境中,中国长足摇蚊Tanypus chinensis Wang和暗绿二叉摇蚊Dicrotendipes pelochloris(Kieffer)为绝对优势种,台湾短须摇蚊Nilodorum tainanus(Kieffer)、德永雕翅摇蚊Glyptotendipes tokunagai Sasa和平铗枝角摇蚊Cladopelma edwardsi(Kruseman)为优势种.在村庄农田中,花翅摇蚊Chironomus kiiensis Tokunaga为绝对优势种,平铗枝角摇蚊、Polypedilum kyotoense(Tokunaga)和台湾短须摇蚊为优势种.在坑塘生境下,林间环足摇蚊Cricotopus sylvestris(Fabricius)为绝对优势种,蚊型前突摇蚊 Procladius culiciformis(Linnaeus)、中国长足摇蚊和花翅摇蚊为优势种.在山间溪流生境下,双斑环足摇蚊Cricotopus bimaculatus Tokunaga和Lipiniella fujiprimus(Sasa)为优势种.随着海拔的升高摇蚊的种类会随之下降,特别是摇蚊亚科和长足摇蚊亚科表现明显.根据世界陆地动物地理分区,大别山地区摇蚊以古北+东洋种类为主;根据世界淡水动物地理区域划分,大别山摇蚊种类主要分布在中印区,占75.7％,其次是中印区+全北区;中印区中,以东亚亚区较多,共计39种,占52.7％,说明大别山地区摇蚊种类分布存在明显的集中性.本研究丰富了该地区摇蚊科昆虫的多样性,为大别山地区水质监测和生态环境研究提供了重要依据.

湖泊湿地是地球上缓解全球变暖的巨大碳汇系统.在气候变化背景下,随着温度、降水等格局的改变,其碳汇功能存在高度的响应过程.基于135篇文献已发表的557项观测数据,运用meta分析的方法,分析全球尺度上气候及地理因素的相互作用对湖泊有机碳组分的影响,包括湖泊沉积物有机碳(Sediment Organic Carbon)、湖水中总有机碳(Total Organic Carbon)、湖水溶解有机碳(Dissolved Organic Carbon)和颗粒有机碳(Particulate Organic Carbon).结果显示:1)在纬度 3°49'N-76°24'N 和海拔 0-4500m 范围内,SOC、TOC、POC 和 DOC 的变化范围分别为 0.25-15.6 g C/Kg、1.9-25.11 mg C/L、0.026-24 mg C/L、1-115.4 mg C/L;2)地理因素中,海拔与TOC呈显著的负相关(P＜0.05),每升高1m,TOC增加0.0077 mg/L;纬度与POC呈显著负相关,与DOC呈显著正相关(P＜0.05),每增加1°,POC减少0.136 mg/L,DOC增加1.18 mg/L;3)气候因素中,年均温与SOC和POC呈显著的正相关,与DOC呈显著负相关(P＜0.05),每升高1℃,SOC和POC增加0.079 g/kg、0.36 mg/L,DOC下降1.52 mg/L;年均降水量与POC呈显著正相关,与DOC呈显著负相关(P＜0.05),每增加100mm,POC增加0.87 mg/L,DOC减少3 mg/L;4)气候和地理因素对SOC、TOC、POC、DOC综合影响的贡献度分别达到16.1％、14％、90％、61.6％;5)最热季度的降水对SOC的影响成正相关,其他季节性气候参数对湖水中TOC和SOC均无显著性影响;最冷季的降水因素是影响POC的主要因素,最潮湿月份、最潮湿季节的降水量和最冷季度的平均温度与POC呈显著正相关关系;最干燥月份、最干旱地区、最热季度和最冷季度的降水量对DOC的影响最显著.

沉水植物在维持浅水湖泊生态系统健康和稳定等方面起着重要作用,掌握其长期动态及驱动因子对湖泊生态系统恢复和富营养化治理具有重要的理论和现实意义.本研究以长江中下游17个湖泊为研究对象,分析了近70年(1954-2021)来沉水植物的α和β多样性格局及其变化情况,并基于S?rensen相异性指数将β多样性分解为周转(turnover)和嵌套(nestedness)两个组分,探讨了湖泊环境异质性变化与沉水植物群落多样性格局的联系.结果表明:(1)在湖泊尺度上,11个湖泊沉水植物的α多样性呈减小趋势;而大多数湖泊βtemporal多样性(同一湖泊不同年份之间的群落结构相异性)无显著变化,且其变异主要由不同物种间的嵌套成分驱动.(2)在流域尺度上,长江中下游湖泊沉水植物的α多样性在演化过程中呈先增大后减小的趋势,βspatial多样性(同一时期不同湖泊之间的群落结构相异性)在演化过程中呈逐渐减小的趋势,而湖泊环境异质性呈逐渐增大的趋势.(3)环境异质性越高的湖泊,其α多样性越小,β多样性越大.这些变化可能是多种因素综合作用的结果,包括人类活动、水质污染、水文变化和气候变化等.本研究对于长江中下游湖泊生态系统管理和保护具有一定理论价值,为制定有效的保护策略和措施提供了科学依据.