为探究大型水库浮游植物优势属演替的驱动因子和丝状蓝藻增殖机制,研究了千岛湖2017-2021年浮游植物群落结构变化及其与环境因子之间的关系.研究发现,千岛湖浮游植物密度和生物量均呈逐年上升趋势,其中蓝藻密度显著上升.2021年,浮游植物年均密度和生物量分别达到1.54×107 cells/L和2.23 mg/L,比2017年分别上升了 161.02％和52.74％.2017-2021年千岛湖浮游植物蓝藻门优势属由微囊藻属(Microcystis)和长孢藻属(Dolichospermum)占优势,演替为假鱼腥藻属(Pseudanabaena)、细鞘丝藻属(Leptolyngbya)、尖头藻属(Raphidiopsis)和Dolichospermum等多种丝状蓝藻共同占优势.浮游植物功能群分析表明,由功能群M和有异形胞的丝状蓝藻H1功能群占绝对优势向功能群H1、S1和SN等多种丝状蓝藻共同占优势转变.在监测期间,千岛湖全湖平均TN和TN/TP显著下降,而TP呈上升趋势.曼特尔检验(Mantel Test)和结构方程模型(SEM)分析结果表明,降雨形成的地表径流输入对TP升高贡献较大,浮游植物总生物量主要与TP、WT、DO、pH、SD和Temp显著相关,浮游植物总密度则受TN、WT、pH、SD和Temp驱动.其中,蓝藻密度和生物量的变化均受TN、WT、pH、SD、Pre和Temp共同驱动.通过冗余分析(RDA)表明浮游植物优势属和优势功能群变化由TN、TP和WT等共同驱动.丝状蓝藻Pseudanabaena、Raphidiopsis、Leptolyngbya与TN负相关,而Dolichospermu与TN正相关、Microcystis与TP正相关,研究表明,TN的降低是导致丝状蓝藻种类增加的主要原因之一.在营养盐较低的水库中,浮游植物群落结构较易受极端气候(暴雨、高温等)、营养输入和水体扰动等因素的影响.较强降雨导致水体混合增加和营养脉冲补给,可能诱发水库浮游植物生物量增加及丝状蓝藻增殖问题.研究结果对于贫-中营养水库蓝藻水华预测和防控具有重要的意义.

拟浮丝藻是一类常见的水华蓝藻,为探究城市河道生境中该类蓝藻与环境因子的关系,本研究采用广义加性模型(GAM)回归分析法对2013-2016年夏季上海地区36条河道的野外调查数据进行了分析.结果表明:夏季拟浮丝藻生物量与水温(25～35℃)和pH(6.5～9.5)二者呈显著正相关,而与氮、磷浓度相关性不显著(P＞0.05);上海市河道水体中营养盐(总氮浓度平均为2.62 mg·L-1,总磷浓度平均为0.46 mg·L-1)不是拟浮丝藻生长的限制性因素;另外,拟浮丝藻生物量与轮虫、原生动物和小型枝角类生物量总体呈显著正相关,而与桡足类的生物量呈负相关;这可能与食物资源(小型可食性藻类的增加)以及不同类型的浮游动物对于丝状蓝藻的耐受性差异有关.

于2015年8月至2016年6月对迪沟采煤沉陷湖泊浮游植物进行采样调查,共鉴定出浮游植物8门10纲17目32科62属155种,其中绿藻门、硅藻门和蓝藻门种类总和占各时期浮游植物种类总数比例超过75%.调查期间主要优势种为小席藻(Phormidium tenu)、两栖颤藻(Oscillatoria amphibia)、肘状针杆藻(Synedra ulna)和尖尾蓝隐藻(Chroomonas acuta)等.浮游植物密度和生物量的变化范围分别是22.68×105~290.24×105cells/L和2.47~7.41 mg/L.浮游植物细胞密度的时间变化显著(F=15.48,P<0.05),其总体趋势为先降后升,生物量变化趋势与密度变化相似,蓝藻的细胞密度和生物量大多数时期占优势.Shannon-Wiener多样性指数(H′)呈现显著的空间差异,水系沟通提高了沉陷湖泊浮游植物多样性.冗余分析(RDA)表明,水温、透明度、总磷和硝酸盐氮是影响浮游植物群落结构的主要环境因子,水温是影响浮游植物时间变化的关键因子.迪沟采煤沉陷湖泊的水体呈现富营养状态,浮游植物群落结构有明显的富营养化特征,沉陷湖泊存在潜在的蓝藻水华风险.

蓝藻水华事件的频发及其次级代谢产物藻毒素引发重要的环境和健康问题,成为当今世界环境科学领域的研究热点.该文综述了藻毒素的产生、污染现状以及混凝沉淀、O3氧化、活性炭吸附、膜处理、氯化和UV辐照等给水处理工艺对微囊藻毒素(MC)、鱼腥藻毒素-a(ANTX)等藻毒素的去除效果,分析了影响去除效果的有关因素,总结了不同给水处理工艺的优点和局限性,并对未来去除藻毒素的研究方向提出了可行性建议.

近年来,随着水体富营养化程度的加剧,蓝藻水华现象时有发生,蓝藻及其释放的藻毒素对生态环境和人类健康构成严重威胁.在各种藻毒素中,以微囊藻毒素(Microcystins,MCs)毒性最强,对人类危害也最大,微囊藻毒素的化学性质相对稳定且难以通过常规水处理方法消除,因此如何有效去除环境中的MCs是国内外普遍关注的难题.研究发现自然界中的微生物能够有效降解和消除MCs污染,由此产生的环保技术极具应用价值.本文主要概述了微囊藻毒素的产生机理、化学结构以及毒性危害,总结了微囊藻毒素的自然分解过程以及微生物群落对微囊藻毒素的响应机制,重点分析了微生物群落在微囊藻毒素污染控制技术中的潜在应用,并对应用微生物技术治理微囊藻毒素污染的技术瓶颈提出了建议,以期加速微囊藻毒素微生物降解技术的完善和应用.

水华的形成需要大量的氮磷营养物质、较高的水温、缓慢的水体流速,当这些条件都具备时,蓝藻细胞团聚上浮,最终在水面形成蓝藻水华,从而导致水体中其他生物死亡.研究以水华为始源域,癌症为目标域,将水华映射到人体的癌症,通过水温与热毒、水体流速与气血运行、蓝藻的复甦与癌症的复发进行系列类比映射,试图从水华发生去探求癌症发病机制,以期激荡一些有益的思考.

随着经济和社会快速发展,水体富营养化是面临的主要生态环境问题之一,会引起蓝藻水华等生态系统的异常响应.利用化感物质抑藻是较为生态高效的抑藻措施之一.总结了具有抑藻作用的沉水植物、挺水植物和浮水植物的种类及其能抑制的藻类.并从水生植物抑制藻类生长的作用方式出发,总结出抑藻方式主要有水生植物与藻类共培养、水生植物种植水作用于藻类、水生植物提取物或纯化后的化感物质作用于藻类这3种.并对今后水生植物抑藻效应及机理等方向的研究进行了展望.

为了解太湖蓝藻水华时空分布特征,以MODIS数据产品MOD13Q1为数据源,构建了从2000-2016年太湖水域的MODIS-EVI时空数据集.用经验正交函数分解(EOF)法,获得了太湖水面EVI的典型空间分布模式.根据North检验结果,选择前4个EOF进行了时间系数的趋势分解.结果表明:所选时间和空间分辨率的太湖MODIS-EVI时空数据可以进行EOF分解,至少前4个EOF显著;前4个EOF对应的变异可解释总方差的46％,分别为21.3％、4.9％、4.7％和2.7％;前4个EOF长时间序列趋势项与季节项也有不同的模式,可用于辅助区分EOF的变异来源;MODIS-EVI经验正交函数分解方法可用于获得太湖水面EVI的时空分布特征.

[背景]蓝藻常形成水华,严重破坏水生环境及威胁水生生物.微生物能够专一性地抑制蓝藻的生长,从而可以被用于蓝藻水华的控制.[目的]分离筛选一林对有害水华藻——铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa) 7806有高效抑藻能力的菌株,对其进行生理生化和分子鉴定,并研究其抑藻效果与特征.[方法]通过API试剂条确定其生理生化特征,对细菌的16S rRNA基因进行测序并构建系统进化树,通过探究细菌菌体、上清、发酵液的抑藻效果确定该菌的抑藻方式,通过测定不同温度、pH、蛋白酶K、有机溶剂萃取和透析条件下的抑藻效果及傅里叶红外光谱来确定胞外抑藻物质的性质.[结果]菌株hsn03与芽孢杆菌属(Bacillus sp.)的Bacillus sonorensis NBRC 101234有最高相似性,达99.59％;通过分泌胞外抑藻物质对铜绿微囊藻生长表现出抑制效果,且最佳抑藻添加量为7.0％(体积比);胞外抑藻物质为一类分子量大于500 Da且小于1kD,耐高温,耐酸碱,含有叁键和累积双键,非蛋白、多糖类的小分子物质.[结论]抑藻菌株的挖掘与鉴定对于丰富有害藻华藻的抑藻菌质资源有非常大的促进作用,通过对抑藻方式、效果和特征的研究为进一步将抑藻菌应用于铜绿微囊藻的治理奠定基础.

基于2003-2012年太湖竺山湖和西部沿岸区水体理化指标与浮游植物丰度的逐月监测数据,分析了两个湖区氮磷营养盐状态和浮游植物丰度以及浮游植物主要类群的年际变化趋势及季节变化特征,探讨了浮游植物群落变化与水温及营养盐指标间的关系.结果表明:10年间两个湖区氮磷营养盐浓度总体呈下降趋势,以竺山湖TN、NH3-N浓度和西部沿岸区NO3-N浓度下降最为显著;浮游植物丰度总体呈上升趋势,蓝藻在群落结构中日益占据绝对优势;季节变化上,氮营养盐浓度表现为春冬季节高于夏秋季节,TP浓度和浮游植物丰度呈相反的变化趋势.Pearson相关分析显示,水温、NH3-N浓度和TN/TP是影响蓝藻丰度及其在浮游植物群落中所占比例的主要因素.在温度和营养盐结构的共同作用下,10年间两个湖区蓝藻水华暴发时间逐渐提前,而消退时间逐渐滞后,水华持续时间逐年上升.在全球变暖背景下,太湖水华治理需执行更加严格的氮磷限制阈值,且在重污染的西北湖区控磷依然是关键.