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phoD基因编码的碱性磷酸酶驱动沉积物有机磷矿化并释放生物可利用磷,促进了富营养化湖泊蓝藻的生长与暴发,但对富营养化湖泊蓝藻生消周期phoD基因细菌群落动态变化的认识依然有限.本文研究了中国典型富营养化湖泊巢湖蓝藻生消过程沉积物碱性磷酸酶活性（APA）、phoD基因细菌多样性和群落结构的动态变化及其与环境的关系.结果显示：巢湖沉积物APA活性在蓝藻生长与暴发阶段显著升高,且与水温、pH、溶解氧（DO）等环境因子显著相关.蓝藻生消各阶段沉积物phoD基因细菌群落的优势菌属均由Pseudonocardia和Friedmanniella构成;与蓝藻潜伏期和衰亡期相比,生长初期与暴发期大多数样点沉积物Pseudonocardia的丰度显著降低而Friedmanniella显著升高.携带phoD基因的菌属丰度呈显著的时空变化,其中菌属丰度的空间异质性较高.蓝藻生长初期与暴发期的phoD基因细菌群落的Ace指数与Shannon多样性指数显著大于潜伏期与衰亡期.研究表明,携带phoD基因细菌群落结构的变化主要受APA、DO、叶绿素a、水温、总磷以及无机磷的驱动;春季蓝藻的生长消耗大量上覆水溶解性无机磷,激发了沉积物APA活性并诱发Friedmanniella生长从而缓解水体磷限制. 相似文献
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湖泊磷酸酶与微生物活性对内源磷负荷的贡献及其与富营养化的关系 总被引：3，自引：1，他引：3
磷酸酶可通过增加磷的生物可利用性促进富营养化过程,在太湖、龙阳湖与莲花湖探讨了这种机制.磷酸酶活性与磷营养水平以及叶绿素a浓度相关.反胶团酶学方法的实验结果表明,溶解态磷酸酶稳定性的不同可能源于酶分子大小、结构与活性基团的差异.太湖微囊藻水华发生处间隙水溶解态磷酸酶在胶团中的活性高且稳定,溶解反应性磷浓度较低,沉积物不同形态磷的含量与好气性细菌数量均低,且呼吸强度明显较高,无机磷与有机磷细菌以及其它微生物均在表层富集,却极少见诸于沉积物.因此,来自酶促水解或其它途径的大量内源磷可能在厌氧状态下经上覆水随细菌向水柱扩散,从而促发水华.因此,理化与生物因素的共同作用将驱动湖泊内源磷的释放并促进富营养化过程. 相似文献
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三峡澎溪河高阳平湖高水位时碱性磷酸酶活性及其动力学特征 总被引：3，自引：2，他引：1
三峡水库汛末蓄水后易出现支流回水区磷累积现象,并在冬季末期常出现硅藻水华现象.为研究汛末蓄水的磷积累与冬季末期硅藻水华的相互关系,分析2013年1 3月三峡澎溪河高阳平湖库湾水体中碱性磷酸酶活性、磷形态的转化和藻类生长的协同过程.结果表明,总碱性磷酸酶活性(TAPA)及其最大反应速率(Vmax)、特异性碱性磷酸酶活性(PAPA/Chl.a)及PAPA与TAPA的比值(PAPA/TAPA)随着时间推移总体呈先增加后减小而后再增加减小的双峰趋势,分别在2月中旬和3月中旬达到峰值.根据冬季末期水华暴发程的特点将其分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ4个阶段.Ⅰ阶段为诱导期,水体活性磷主要来自藻类碱性磷酸酶分解的有机磷,藻类对磷过度摄取.Ⅱ阶段为过渡期,温度低,水体碱性磷酸酶活性相对较低.Ⅲ阶段为水华时期,水中碱性磷酸酶主要来源于细菌,叶绿素a浓度达到最大,溶解态反应性磷浓度达到最低;Ⅳ阶段为水华末期,水体叶绿素a浓度逐渐下降,溶解态反应性磷浓度回升,水中碱性磷酸酶主要来源于细菌. 相似文献
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长江中下游地区湖泊水和沉积物中营养盐的赋存、循环及其交换特征 总被引：15，自引：0，他引：15
回顾了有关长江中下游地区湖泊水、生物、沉积物中营养盐的迁移、转化、循环和交换等研究工作进展.典型湖泊的研究结果显示,历史上长江中下游地区湖泊的营养本底的确较高,处于中营养和富营养状态;人类活动在最近几十年中加快了这些湖泊的富营养化进程.长江中下游地区湖泊的治理不仅要重视外源污染的削减,也要重视湖泊内源污染的控制.长江中下游地区的浅水湖泊沉积物中,一般只有30％以下的磷是以较活跃的藻类易利用态存在的,表层沉积物通过吸附-解吸等交换作用对浅水湖泊水体中磷的浓度有较大的影响.长江中下游浅水湖泊沉积物中的营养盐释放主要有静态和动态二种释放方式.前者是基于化学平衡条件下的水土界面扩散作用.决定其释放量大小的主要因子是孔隙水与上覆水之间的营养盐浓度差.后者是基于水动力扰动对水土界面物理破坏条件下的底泥悬浮释放作用.二种释放模式在浅水水体中都存在.无论是静态或动态,水土界面的氧化还原环境,铁、锰、铝等元素含量,都对释放有影响.动态释放能在短期内大大提高水体颗粒态营养盐的浓度.在动态释放的初期,将有效增加水体可溶性营养盐,但是如果沉积物中铁、铝等金属元素较丰富,水体中的溶解性营养盐将由于吸附等作用而沉淀至湖底,因此,这样的湖泊往往具有较强的自我净化能力.长江中下游地区绝大多数湖泊都属于这种类型的湖泊.用底泥疏浚方法来控制湖泊内源污染的方法只适用湖泊面积较小、还原环境强烈,或者沉积物中铁、锰含量较低、水体去除可溶性营养盐的能力较弱的水体.此外,长江中下游地区的浅水湖泊生态系统对富营养化也具有强烈的反馈作用.水华暴发期间蓝藻的暴发性生长能通过改变水体的pH而引发沉积物中磷释放数量的大幅增加,大量释放的营养盐反过来又会促使蓝藻的大量生长,从而加剧水华的暴发.研究显示污染相对较重的水域水体中营养盐的含量高,微生物的生物量及生产力也高,碱性磷酸酶的活性也高,水体营养盐的循环也就更快.这反过来又促使微生物生产力增加,营养盐循环更快,加剧富营养化的危害.今后的工作应该重点围绕生物参与下营养盐的迁移转化等方面开展工作. 相似文献
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太湖水体中碱性磷酸酶的活性及磷的矿化速率 总被引：13，自引：3，他引：13
通过对2003年4月至2004年10月,太湖不同生态类型湖区水体中磷的形态、碱性磷酸酶活性及其它水环境因子的同步监测, 初步探讨了藻类不同生长时期、不同生态类型湖区水体中磷形态构成的差异及其与碱性磷酸酶活性之间的关系, 计算了水体中磷的矿化速率. 研究表明, 太湖水体中总磷的70.2%由悬浮态的颗粒磷构成, 溶解性反应磷(DRP)的含量不足7%; 而总磷中的58.2%可通过酶解生成DRP维持水体中藻类、细菌等的持续生长. 在不同生态类型湖区、以及藻类不同生长阶段, 水体中碱性磷酸酶的活性及动力学参数差异显著, 在酶的作用下, 磷的矿化速率也显示出明显的差异, 最短的磷周转时间仅需数分钟. 这种短时间尺度磷的快速循环, 在一定程度上可以解释藻类大量繁衍时, 所需磷酸盐的来源. 即当水体中DRP的浓度较低时, 藻类能通过酶解其它形态的磷,从而使得DRP得到及时的补充. 相似文献
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太湖悬浮颗粒物细菌碱性磷酸酶编码基因的分布特征 总被引：1，自引：0，他引：1
颗粒态有机磷的碱性磷酸酶矿化是水生态系统磷循环的重要环节，对细菌碱性磷酸酶编码基因的解析有利于揭示浅水富营养化湖泊有机磷矿化的微生物驱动机制.本文以太湖不同生态类型湖区悬浮颗粒物为研究对象，运用荧光定量PCR技术，探究太湖水体中悬浮颗粒物细菌碱性磷酸酶phoX和phoD基因的时空分布特征，以及影响两类基因丰度的主要环境因子.结果表明：太湖不同生态类型湖区中phoD基因丰度是phoX基因的6~42倍，且二者均存在显著的时空分布差异.6月，河口区phoX（9.18×104 copies/L）和phoD（1.88×106 copies/L）基因丰度均最高，其次分别为草型区、湖心区和藻型区.与6月相比，9月各湖区phoD基因丰度显著降低，而phoX基因丰度在藻型区和草型区则有所升高.9月，草型区phoX基因丰度最高（5.70×104 copies/L），河口区最低（1.49×104 copies/L）.水生植物对phoX和phoD基因丰度具有重要贡献.悬浮颗粒物细菌phoX基因丰度可能被低估.溶解氧、总氮和总磷是影响太湖phoX和phoD基因丰度的主要环境因子. 相似文献
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2006-2017年乌梁素海夏季水体营养状态及影响因子 总被引：1，自引：0，他引：1
为探明草型湖泊乌梁素海水体营养状态及演变趋势，明确水体富营养化的关键影响因子，本文采用2006-2017年每年7月份湖泊水质监测数据，利用综合营养指数法评价了湖泊不同区域监测点的水体营养状态，模拟分析了湖泊水体营养状态的演变过程及趋势特征，定性分析了湖泊富营养的关键影响因子.研究结果表明：乌梁素海湖区北部、西部和南部监测点处于轻度富营养状态的极限概率分别为0.588、0.633和0.329，而湖泊的中部和东部监测点处于中营养状态的极限概率分别为0.810和0.536，说明乌梁素海湖区北部、西部和南部区域夏季水体营养状态将呈现向轻度富营养化演变的趋势，而湖区中部和东部区域则呈现向中营养化演变的趋势.水环境因子中水体理化指标对湖泊富营养化起决定性作用，且盐度指标响应概率高达55%，是水体理化指标中第1位影响因子，同时pH值与水深指标也是影响乌梁素海水体富营养化程度的重要因子. 相似文献
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三峡水库主要支流碱性磷酸酶活性的比较 总被引：1，自引：0，他引：1
为进一步认识和理解三峡水库中磷的迁移、转化规律及其与富营养化之间的关系，于2014年7月至2015年7月对三峡水库12条典型支流的水体碱性磷酸酶活性进行跟踪观测与比较分析，同步监测各样点水体的理化指标.结果发现，各支流水体碱性磷酸酶活性的分布呈现显著的时空异质性，该异质性与各支流水体富营养化程度密切相关.从季节上看，春季碱性磷酸酶活性呈逐渐上升的趋势，到夏季达到高峰，秋季碱性磷酸酶活性逐渐下降，冬季降到全年最低点.从空间分布上看，水体碱性磷酸酶活性在各支流的总体分布趋势为：小江 > 香溪河 > 苎溪河 > 童庄河 > 青干河 > 袁水河 > 磨刀溪 > 梅溪河 > 汤溪河 > 草堂河 > 大宁河 > 神农溪.综合营养指数较高的小江、香溪河和苎溪河，其碱性磷酸酶活性较高；综合营养指数较低的大宁河和神农溪，碱性磷酸酶活性较低.相关分析显示，各支流碱性磷酸酶活性与水温、溶解氧、电导率、pH和浊度均存在显著正相关；与透明度呈显著负相关.在营养盐方面，碱性磷酸酶活性与可溶性活性磷呈显著负相关；与高锰酸盐指数、叶绿素a浓度和综合营养状态指数均呈显著正相关.不同时期不同生物的贡献和不同环境因素的影响是导致碱性磷酸酶时空异质性的主要原因. 相似文献
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杭州西湖底泥疏浚工程的生态效应 总被引：22，自引：3，他引：19
杭州西湖一直被富营养化问题所困扰。迄今为止,先后采用了多种工程措施进行治理。通过对杭州市政府1999-2002年对西湖实施的底泥疏浚工程前后沉积物中营养物质含量、水质以及水生生物群落各主要类群等方面的研究,评价了此次工程对减轻西湖的营养盐内负荷、控制湖泊富营养化的效果,探讨该工程的生态风险及对西湖水生生态系统重建的影响。研究结果表明：疏浚工程降低了西湖各层沉积物中的有机物、氮和磷含量,尤其是沉积物表层10cm中的有机质、总氮和有机磷含量均有明显的下降;疏浚后西湖水体与富营养化相关的主要指标均有不同程度的改善;水体中浮游植物密度、生物量有不同程度的降低,群落中蓝藻比例下降;浮游动物群落的种类有所增加;疏浚后底栖大型无脊椎动物群落快速恢复;疏浚后的水生生物群落指示水体富营养化程度有所减轻。 相似文献
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20世纪中期以来随着流域开发的增强，营养物质的流域输出与水体富集导致云南湖泊出现了持续的富营养化过程，对高原湖泊的生物群落构建和生态系统健康产生了重要影响。区域尺度上云南湖泊的现代监测时间较短(如<20年)，无法为湖泊生态恢复提供可靠的营养水平背景值。因此，应用古湖沼学方法建立硅藻群落与营养水平指标的定量模型可为污染湖泊的富营养化历史重建与修复目标建立提供重要的定量分析手段。本文选取云南地区45个湖泊开展了表层沉积物硅藻群落的空间分布特征分析，结合湖泊水体的环境变量数据开展了影响硅藻群落构建的环境梯度识别，识别出水体总磷(TP)是驱动硅藻群落空间变化的关键环境因子(独立解释方差为4.54%,P<0.001)。进一步应用多元统计分析，建立了45个湖泊的表层沉积物硅藻与水体TP的转换函数。采用偏最小二乘加权平均回归(WA-PLS)方法建立的转换函数模型中，组分2的预测能力最强(R2＿jack=0.465,RMSEP=0.396)。进一步结合星云湖沉积物硅藻群落的演替序列，定量重建了近百年来水体TP值的变化历史。重建结果与多年监测数据具... 相似文献
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环太湖河流进出湖水量及污染负荷(2000-2002年) 总被引：22，自引：5，他引：22
天然水域,尤其是富营养的浅水湖泊,沉积物中磷的释放是蓝藻水华发生、形成和持续生长的重要因素．分析沉积物中磷的赋存形态转化及其潜在生态效应,有助于理解沉积物中磷的迁移转化过程及其与湖泊富营养化之间的关系．本文综述国内湖泊水域中磷的主要形态、来源和转化过程以及其生物有效性的研究进展．重点讨论了近5年来中国东部浅水湖泊沉积物磷的形态分析、转化和生物有效性评估的现状,以及沉积物中磷形态与浅水湖泊富营养化之间的潜在联系． 相似文献
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The pelagic ciliate communities from 58 north German lakes differing in their origin (natural lakes and artificial ponds), morphology (from shallow ponds with a maximum depth of below 0.5 m to relatively deep lakes with a maximum depth of more than 10 m, surface areas from below 10 ha to more than 100 ha), trophic state (from mesotrophic to hypertrophic) and salinity (freshwater lakes and brackish water lakes) are described and compared at species level. Each lake was comprehensively sampled quarterly in the years 1996 and 1997, respectively. Applying a quantitative protargol stain, about 140 ciliate species could be identified and quantified in all investigated lakes. 35 species, mainly members of the Prostomatida and Oligotrichida, were found commonly in all types of lakes at all seasons and dominated the pelagic ciliate communities. 3 species were common in freshwaters, but never occurred in brackish lakes. In the brackish waters a mixture of common freshwater species and marine species was found with 13 species exclusively occurring in brackish waters. Lowest ciliate cell numbers were observed for deep freshwater lakes, highest cell numbers were determined for brackish waters. Highest species richness was found in artificial peat ponds with an average of 24 pelagic ciliate species in spring samples. The range of occurrence for the identified species was wide for most common species. However, the influence of some environmental factors could be enlightened. 相似文献
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水体浮游植物具有捕获利用磷的能力以及沉水植物能够显著抑制水体中藻类生长已得到国内外广泛共识,但相应的潜在机制尚缺乏深入了解.本研究选取金鱼藻(Ceratophyllum demersum)为研究对象,基于室内模拟实验,探讨了沉水植物调控浮游植物捕获磷与过度生长的机制.结果显示,尽管未种植金鱼藻的对照组上覆水中总磷、总溶解态磷和可溶性活性磷的平均浓度均显著高于种植金鱼藻的实验组(约4倍),但是两个系统中这3种磷浓度随时间的变化趋势均符合S形的对数曲线.实验组藻类密度、有效光量子产量、总碱性磷酸酶活性(TAPA)以及细颗粒碱性磷酸酶活性(细颗粒APA)也远低于对照组.此外,对照组中粗颗粒碱性磷酸酶活性(粗颗粒APA)占TAPA的44.7%,显著高于细颗粒APA.结构方程模型结果表明,对照组水体藻类密度对TAPA具有直接的正向作用,而金鱼藻的生长显著弱化了不同形态磷与APA、藻类密度、细菌动力以及光量子产量之间的相互作用.这说明沉水植物对水体浮游植物生长的调控具有多种策略. 相似文献
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Contributions of phosphatase and microbial activity to internal phosphorus loading and their relation to lake eutrophication 总被引：3，自引：2，他引：3
Phosphatase may accelerate the process of lake eutrophication through improving phosphorus bioavailability. This mechanism was studied in three Chinese eutrophic shallow lakes (Lake Taihu, Lake Longyang and Lake Lianhua). Phosphatase activity was related to the concentration of soluble reactive phosphorus (SRP) and chlorophyll a. Stability of dissolved phosphatase in reverse micelles may be attributed to molecular size, conformation and active residues of the enzyme. At the site with Microcystis bloomed in Lake Taihu, dissolved phosphatase activity was higher and more stable in micelles, SRP concentrations were lower in interstitial water, the contents of different forms of phosphorus and the amounts of aerobic bacteria were lower while respiration efficiency was higher in sediments. Phosphobacteria, both inorganic and organic and other microorganisms were abundant in surface water but rare in sediments. Therefore, internal phosphorus may substantially flux into water column by enzymatic hydrolysis and anaerobic release, together with mobility of bacteria, thereby initiating the bloom. In short, biological mechanism may act in concert with physical and chemical factors to drive the internal phosphorus release and accelerate lake eutrophication. 相似文献