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当今在气候变化和人类活动等多重压力影响下,作为地表过程重要组成部分的湖泊生态系统正遭受着巨大威胁,其服务功能急剧退化.如何客观地评价湖泊生态系统服务的现状,并科学地预测其发展趋势,是当前亟待解决的问题.开展长期生态系统服务变化过程与机理的分析,有助于未来生态系统服务变化趋势的预测.然而,现有的观测数据往往时间较短(通常小于50年).连续的湖泊沉积记录为研究生态系统服务变化的长期过程提供了可能.本文结合前人研究成果,列举了可反映湖泊生态系统服务变化的一些古湖沼学指标,依据这些指标相对明确的生态和环境指示意义,将其与各项服务关联起来.最后,结合巢湖实例分析来说明这些指标在评估湖泊生态系统服务方面的具体应用,研究表明当今巢湖生态系统服务供应能力的持续增加是以调节服务的丧失为代价的.尽管目前的研究尚处于起步阶段,但古湖沼学手段无疑为今后湖泊生态系统服务历史状况的评估提供了途径,为古湖沼学的应用提供了一种新的思路,并为今后生态系统的保护和可持续利用提供重要的决策依据. 相似文献
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位于武汉珞珈山麓、东湖之滨的东湖湖泊生态系统试验站隶属中国科学院水生生物研究所,是中国科学院“中国生态系统研究网络”(CERN)的重点站,“人与生物圈”(MAB)的定位站,足我国湖沼学研究的重要基地。该站现有研究人员15人,主要从事湖泊生态系统结构、功能长期定位观测和系统试验,阐述生态环境变迁过程和机理,并预测其变迁和演替前景及生态效应,提出既要发展渔业,又要保护环境的优化示范模式,为水体的合理开发和利用提供科学依据。 长江中下游的浅水湖泊是我国特有的国土资源,其数量、面积以及湖泊学性质均在国内外难于见到;其与人民生活的密切关系(饮水、灌溉、渔业等)在全球亦属罕见。因此,研究、开发和保护这类水体,使之健康运转、水续利用是利在当代、功在千秋的事业。在我国淡水生态学研究的奠基人、学部委员刘建康教援的领导下,早在1954年就开始对长江中下游具有代表性的武汉东湖进行了系统的定位观测。武汉东湖位于长江中游南岸、武汉市东郊,面积27.8km~2,平均水深2.2m左右,在60年代前一统一水域,由于经济发展的需要,筑堤分割成大小不等、边界明确、生态环境各异的若干湖区,很有利于开展比较生态学研究。郭郑湖区(11.3km~2)为主体湖区,亦是东湖生态站主要的科研活动基地。 相似文献
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中国湖泊古生态研究进展 总被引：1，自引：0，他引：1
湖泊古生态学是古湖沼学的一个主要分支学科,主要通过沉积记录中的各种生物化石指标分析,重建不同时空尺度的湖泊生态系统演化过程,回答生态学、全球变化和环境管理应用方面的议题.本文回顾了国内外湖泊古生态研究的发展历程,在介绍湖泊古生态系列指标和研究基本原理基础上,着重评述了过去20 a来我国湖泊古生态研究取得的主要进展和成果,包括:(1)建立了基于多种生物和生物标记化合物指标进行古气候环境要素(温度、盐度、水体总磷等)定量重建的系列转换函数模型;(2)重点揭示了不同地质历史时期和近百年来湖泊生态环境演变的规律,及其对自然和人为驱动的响应特征与机理;(3)利用古生态记录诊断了湖泊生态系统突变模式与早期信号特征,定量揭示了湖泊生物群落演替与生态系统弹性损失的关系.上述成果为湖泊环境管理和治理提供了重要依据.本文最后对我国湖泊古生态研究进行了展望,提出了今后研究的重点方向. 相似文献
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人类活动的加强导致湖泊生态系统发生"突变",造成生物多样性下降、藻类暴发、水质恶化等等环境和生态问题.中国许多湖泊已经发生"突变"或面临着突变风险.获悉湖泊生态系统发生突变的时空差异对于区域湖泊的保护,预防湖泊突变的发生以及制定合适的修复策略至关重要.本研究收集了中国55个不同区域湖泊的古湖沼学数据,探讨了湖泊突变的区域特点.研究确定了湖泊生态系统发生突变时间和区域差异,并揭示了空间差异的原因.结果表明,中国湖泊生态系统突变时间的区域分异特征为:长江中下游湖泊最早出现突变;东部和东北湖区湖泊突变时间明显早于西南、内蒙古和新疆湖泊;各湖区内,城郊湖泊突变时间早于乡村湖泊.人类活动强度是造成湖泊突变时空差异的主要驱动力.研究认为,区域人类活动强度影响了湖泊生态系统的演化进程,造成了中国湖泊生态系统突变的区域差异.本研究从生态系统突变的角度,利用古湖沼学综述了中国湖泊生态系统在人类活动下的演化进程,更深刻地认识了中国湖泊现状,为湖泊保护提供了有力的科学依据. 相似文献
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浅水湖泊湖沼学与太湖富营养化控制研究 总被引：2，自引：1，他引：1
自2007年无锡暴发饮用水危机事件以来,太湖经历了前所未有的高强度、大规模治理,各种治理措施累计投资已经超过千亿元.监测显示,在治理初期太湖的氮、磷浓度下降明显,水质有所好转,但最近几年关键水质指标总磷与浮游植物叶绿素α浓度出现了波动,蓝藻水华有所反弹.研究表明,太湖的外源负荷并没有减少,这与城镇用水量增加、污水排放标准偏低、面源污染削减不足有很大的关系;同时,内源负荷也因为蓝藻水华的持续而加重,浅水湖泊水深浅、扰动强的特点强化了磷的循环利用效率,加剧了内源负荷对湖泊富营养化和蓝藻水华的影响.气候变暖叠加营养盐富集的复合效应、流域风速下降以及暴雨事件频次和强度增加等气象水文条件变化,都促进了太湖蓝藻水华的暴发;蓝藻水华的时空分布特征则受湖泊水动力的决定性影响.太湖治理的曲折过程,凸显了大型浅水湖泊湖沼学研究的不断深入与发展,未来需要继续加强多学科交叉研究,特别是基于湖泊-流域系统的气象水文、生物地球化学和生物生态学的学科交叉.对于太湖生态环境的综合治理和管理,既要注重湖泊与流域相结合,更需要重视自然科学和人文科学的有机融合,才能真正达到控制太湖富营养化、维护流域水环境安全与社会经济可持续发展的目标. 相似文献
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水文连通性作为连接河湖水体间物质、能量及信息传递与交换的关键纽带,对水环境、水生态和生境状况具有联动与触发反馈作用,已成为水文学、水利学和生态学等诸多领域的研究热点.太湖流域作为全国典型的流域性密集平原河网区,在快速城镇化背景下,河湖水文连通关系变化剧烈并引起了一系列生态环境效应.本文以水文连通性概念与内涵为背景,对太湖流域水文连通性研究进行了综述.太湖流域水文连通性评价方法以图论法、景观格局指数及水文连通性函数等方法联合使用为主,且聚焦于区域尺度研究;演变过程按人类活动影响强度大致划分为自然水系形成阶段、古代人类活动影响阶段和现代人类活动影响阶段;气候变化和人类活动共同影响着太湖流域水文连通性变化,近百年来水利工程建设和城市化进程等人类活动的影响尤为剧烈;良好的水文连通性有利于汛期减轻流域洪涝灾害及非汛期保障水资源供给,但水文连通性的提高对水环境和水生态的效应由于涉及因素众多尚存在争议.针对当前研究现状和存在问题,提出(1)平原河网区水文连通性的定量表征与评估是水文连通性研究的前提;(2)定量解析流域水文连通性的驱动机制是水文连通性研究的重点;(3)深入跟踪大型引水调水工程对流域水文连通影响及其效应是一项长期任务;(4)兼顾环境生态效应的水利工程生态化改造研究,开展工程控制背景下的流域水文连通多目标优化调控,是实现太湖流域洪水调蓄、水资源供给、水环境净化、生物多样性维持等生态系统服务协同提升的重要途径. 相似文献
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广东流溪河水库湖沼学变量的时空动态特征 总被引：16，自引：7，他引：9
流溪河水库县位于北回归线上的大型山谷型水库,是一座典型的热带-亚热带过渡区水体.为了解该水库的特点,于2006年对水库的水文、营养盐状况及相关理化因子进行了逐月监测,对其主要的湖沼学变量的季节动态和空间分布进行了分析,探讨了湖沼学特征和生态过程的主要驱动因子.流溪河水库全年表层水温在14.9-31.6℃之间,水柱热分层开始于3月初,一直持续到12月,呈单循环混合模式.水库的水动力学主要受降水和水库用水的影响,2006年全年降雨量为2960mm,平均水力滞留时间长170d;降雨量集中在丰水期(4-9月),导致丰水期水力滞留时间短(65d),丰水期与枯水期水文水动力季节性差别显著,水文水动力学变化剧烈.2006年全年湖泊区的TN、TP、Chl.a、SD的平均值分别为0.66mg/L,0.016mg/L,2.2mg/m3,3.1m,指示该水库为贫中营养型水体.N/P的质量比为41:1,DIN/DIP的质量比为78:1,说明该水库浮游植物生长在强烈的磷限制性水体中,较高的N/P比是由流域中热带-亚热带红壤中营养盐组成特点所决定.营养盐、透明度和叶绿素a等变量的分布具有明显的时空异质性,丰水期初期(4-5月)营养盐浓度显著地高于其它月份,说明地表径流是输送营养盐入库的主要途径;沿入库河流至水库大坝方向,营养盐和Chl.a具有递减规律,即:河流区>过渡区>湖泊区.受季风的影响,丰水期的降水集中加上水库的本身形态是导致流溪河水库湖沼学特征呈显著的季节性和空间梯度的关键因素. 相似文献
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全球变暖对淡水湖泊浮游植物影响研究进展 总被引：9，自引：6，他引：3
全球变暖对湖泊生态系统的影响已经成为近年来湖沼学领域的研究热点.本文首先列举了目前研究全球变暖对淡水湖泊浮游植物影响的常用方法:监测数据分析、时空转换、遥感信息提取、控制实验、模型预测和古湖沼学技术等.研究结果表明气候变暖导致的气温升高、湖泊热力分层提前破坏以及无冰期提前等因素可导致春季物候提前;在全球变暖大背景下浮游植物群落结构正朝着蓝藻占优的方向发展,但是不同地区以及不同物种对全球变暖的响应不一致.在营养盐充足的湖泊中,由于全球变暖延长了浮游植物生长季节等,从而能提高浮游植物初级生产力;但在贫营养湖泊中,浮游植物初级生产力与变暖趋势甚至可能呈负相关.由于生态系统往往是多因子的共同作用,这也使得全球变暖对浮游植物群落的影响效应复杂化,区分各因子的净影响份额是目前研究的一个难点;全球变暖引起的风场改变会促进浅水湖泊中营养盐从底泥的释放,同时也会增加水体中悬浮物的浓度而影响水下光场,因此开展气候变化对再悬浮及浮游植物群落结构的影响可能是将来研究的一个切入点. 相似文献
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青藏高原冻土区冻土与植被的关系及其对高寒生态系统的影响 总被引：11，自引：0，他引：11
选择高寒生态系统植被覆盖度、生物生产力和土壤养分与组成结构等要素和冻土环境的冻土上限深度、冻土厚度和冻土地温等指标, 分析了冻土环境与高寒生态系统之间的相互关系, 并基于气温与冻土温度间的统计模型, 建立了高寒生态系统对冻土环境变化的响应分析模型. 通过对青藏高原昆仑山-唐古拉山区域冻土环境要素在人类工程活动与气候变化双重作用下的变化及其对高寒生态系统的影响研究, 表明青藏高原冻土环境变化对高寒草甸和高寒沼泽草甸生态系统影响强烈, 随冻土上限深度增加, 高寒草甸植被覆盖度和生物生产量均呈现较为显著递减趋势, 并导致高寒草甸草地土壤有机质含量呈指数形式下降, 土壤表层砂砾石含量增加而显著粗砺化; 高寒草原生态系统与冻土环境的关系相对微弱; 全球气候变化及其作用下的冻土环境变化导致该区域近15年间高寒沼泽草甸生态系统分布面积锐减28.11%, 高寒草甸生态分布面积减少了7.98%. 在不同气温升高的情景下, 未来50年, 不同地貌单元的高寒草甸生态系统对冻土环境变化的响应程度不同, 其中位于低山和平原区的高寒草甸生态系统将产生较显著的退化, 从植被覆盖度和生物生产量两方面, 定量给出了不同气候变化情境下不同典型地区和地貌单元的高寒生态系统变化特征. 未来在工程活动中采取有效的冻土环境保护措施, 对高原冻土工程稳定性和维护高寒生态系统都具有重要意义. 相似文献
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湖泊渔业可持续发展的生态学基础及一个范例 总被引：5，自引：0，他引：5
从渔业与环境兼顾的角度出发作者认为湖泊渔业可持续发展的生态学理论基础是渔业生态学和渔业湖沼学. 前者是一门较为成熟的学科研究渔业对象的种群生态学渔产潜力最佳放流密度和规格以及科学的捕捞策略等. 后者研究渔业对湖泊生态系统生物多样性和水质的影响并确定最佳的渔业规模和渔业方式但尚未提出令人满意的理论和完善的实验方法今后应予充分重视. 长江中下游草型湖泊因为其优良的水资源和丰富的生物资源而成为我国内陆水体发展优质高效渔业的重要基地. 以湖北一个浅水草型扁担塘渔业实践为例作者着重强调生态学管理的如下方面1) 沉水植被是草型湖泊优质高效渔业持续发展的基础必须在合理利用的同时加以保护优化甚至重建使生物量和覆盖率保持和达到一定水平. 2) 食物链网的基础环节是渔业对象生长和繁衍的物质基础, 必须进行培育保护以提高其生产力从而为提高渔业产量打下物质基础. 3) 合理放养与捕捞策略是湖泊渔业生态系统良性循环的可靠保证应使高价值的种群规模保持较大水平的输出. 相似文献
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From a molecular level to an ecosystem scale, different coupling mechanisms take place during coupled carbonnitrogen-water(C-N-H_2O) cycle, of which essential are water flux and related biogeochemical processes through physicochemical reactions associated with terrestrial and aquatic ecosystems. Meanwhile, regional coupled C-N-H_2O cycle will subsequently impact regional gross primary productivity(GPP) and C and N exchanges during air-water interactions that occur downstream of watersheds. This study aimed to first synthetically analyze the regional dynamics of C, N and H_2O cycles in ecosystems and determine their interactional relationships; second, to specify regional C-N-H_2O coupled relationships of ecosystems and their theoretical ecological principles; third, to classify coupled regional response and adaptation of the C-N-H_2O cycle to climatic and environmental changes under anthropogenic activities, providing a theoretical basis to fully understand and make adjustments to interactional C, N and H_2O cycling relationships at different ecosystem scales and under associated coupling processes. 相似文献
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水生态系统是人类赖以生存的基础,近年来气候变化和水资源开发、水体污染、过度捕捞等人类活动导致水生态系统严重受损,水生态系统的保护和修复已成为全球面临的重大挑战。科学合理的水生态评价方法是实现水生态系统稳定、健康和可持续管理的基本保障,也是目前我国各相关管理部门高度重视的关键问题,多个部门围绕水生态评价展开了积极探索与实践。本文系统回顾了水生态评价方法的发展历程并阐释了水生态评价的内涵,梳理了常用的水生态评价方法,明晰了各方法的基本理念和应用场景,分析了各方法的优点和不足,提出了基于生态完整性的水生态健康评价方法,最后对目前我国水生态评价需进一步完善的工作进行了展望。本文以期与相关领域研究者和管理者在水生态评价理论和方法方面进行探讨,为我国水生态考核工作提供理论支持。 相似文献
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内陆水体好氧甲烷氧化过程研究进展 总被引：1，自引：0，他引：1
内陆水体是全球碳循环的关键组成部分,是大气中甲烷(CH_4)的重要来源,每年从内陆淡水与自然湿地排放进入大气的CH4约为185～357 Tg/a.通常,内陆水体中CH_4主要由分布于水层底部的厌氧区或沉积层内的产甲烷菌介导产生,其向水层表面传输的过程中易被甲烷氧化菌所氧化.甲烷氧化菌可分为好氧甲烷氧化菌和厌氧甲烷氧化菌,有氧条件下,由好氧甲烷氧化菌介导的好氧甲烷氧化过程是水体中甲烷氧化过程的主要形式,湖泊底部产生的CH_4总量中约有99%可以被上覆水体中的好氧甲烷氧化过程所消耗.本文收集文献综合分析阐明,好氧甲烷氧化过程是由水环境因子、水文条件以及不同内陆水体的生态系统特征共同调控,同时也表现在了好氧甲烷氧化菌的生境偏好上.复杂的调控过程构建了内陆水体向大气输送CH_4的动态平衡,并最终反映在内陆水体对全球CH_4循环、碳循环作出的贡献上. 相似文献
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溶解氧（DO）对湖库的生物地球化学循环、生态系统结构和功能起着至关重要的作用,也是评价水生态系统的敏感性指标.DO浓度的降低对水生态有着重要影响.结果显示,多数湖库在夏秋季热分层期间,由于温跃层较高的密度梯度、藻类衰亡和有机质的降解以及微生物的呼吸作用会消耗大量的DO,从而形成温跃层溶解氧最小值（MOM）,甚至在该区域诱发厌氧状态.MOM可驱动浮游动物日夜垂向迁移,影响无脊椎动物和鱼类分布迁移模式及种群结构,破坏水体生态分布,致使生物非正常死亡,危害水体生态安全;此外,MOM也可诱发温跃层温室气体（CH4和CO2）大量形成,影响水源地水质,成为湖库生态安全隐患.目前对MOM所导致的生态风险和水质问题以及最终的控制方法已有较多研究成果,但缺乏综述性的研究.本文从MOM研究历史、研究方法、形成原因、生态风险及控制方法等方面进行论述,并展望今后研究热点,旨在推进MOM的相关研究进展,保障湖库生态平衡和供水水质安全. 相似文献
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过去40年,全球气候变暖、辐射变暗和变亮、风速减弱、气候异常波动等自然环境变化以及筑坝建闸、岸堤硬质化和调水引流等强烈人类活动势必会深刻改变太湖湖泊物理环境和过程,驱动湖泊生态系统演化.基于历史文献、档案数据以及气象水文和透明度等长期观测数据,本文系统梳理了太湖气温、水温、风速、水位和透明度等物理环境空间分布和长期变化特征,探讨了气温和风速、水位和透明度相互协同作用机制及其潜在生态环境意义.受全球变化和城市化等影响,过去40年太湖气温和水温呈现显著升高趋势,而近地面风速则表现为持续下降,湖泊增温和风速下降有利于藻类生长和蓝藻水华漂浮聚集,某种程度上增加了蓝藻水华出现频次和集聚的面积.为防洪和满足流域日益增长的水资源需求,闸坝管控和调水引流使太湖水位呈现缓慢增加趋势,而入湖污染物增加和富营养化则造成水体透明度逐渐下降,致使透明度与水位(水深)的比值明显降低,减少了湖底可利用光强,恶化水下光环境,在一定程度上驱动了太湖水生植被和草型生态系统退化.湖泊物理环境长期变化逐渐拓展了太湖藻型生境空间而压缩了草型生境空间,加剧了草型生态系统向藻型生态系统转化和增强了藻型生态系统的自我长期维持.太湖湖泊物理环境的显著变化也会部分抵消流域营养盐削减和湖体营养盐下降对藻类生物量和蓝藻水华的控制,增加了太湖蓝藻水华防控和湖泊富营养化治理的难度.这意味着未来流域控源截污需要更加严格的标准,而湖泊水位等物理环境的有效管控是应对藻华加剧和恢复草型生态系统的适应性管理策略. 相似文献
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《国际泥沙研究》2016,(2):110-119
Rivers play an important role in people's living and agricultural production, however, intense human activities have broken the original ecological balance, and affected structures and functions of the river ecosystem. To restore the damaged river ecosystem back to a healthy status, effective ecological restoration measures need to be implemented. The main problems that the damaged rivers face are either the locally altered hydrological processes affected by construction of hydraulic facilities, or the deterioration of water quality resulted from pollution emissions, or both. In this study, ecological restoration techniques of the rivers affected by engineering control or pollution are reviewed respec-tively. In addition, three kinds of methods, i.e. physical, chemical and biological–ecological methods are introduced in details for the rivers affected by water pollution. At present, the development of river restoration techniques shows the following trends: 1) the scale of ecological restoration is becoming larger; 2) ecological restoration measures are required to meet multiple objectives; and 3) the man-agement of water environment is changing from water quality management to aquatic ecosystem management. 相似文献
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水生态监测与评价是水生态系统管理、保护和可持续利用的基础。20世纪80年代开始,欧美发达国家水环境管理政策开始强调生态保护,重视流域水生态质量,先后开展了以水生生物为核心的河流水生态监测与评价研究计划。然而我国目前流域水环境监测与评价的指标主要以传统的理化监测指标为主,缺乏指示水生态变化的水生生物指标,单一的水质改善无法反映水生态环境好转这一长远目标,不能满足“十四五”水生态环境管理由以水污染防治为主向水环境、水生态、水资源“三水”统筹转变的总体要求。本研究系统分析发达国家和地区(如美国、欧盟、澳大利亚等)水生态监测与评价技术体系与业务化运行方面的先进经验,总结梳理我国水生态监测与评价试点已有的工作基础,分析制约我国当前流域水生态监测与评价的关键问题,从保护目标、管理模式、监测网络、科学研究和公众参与五个方面,提出开展我国流域水生态监测与评价体系构建和业务化运行的有关建议,为准确评估和预测流域水生态质量状况的变化、开展保护修复成效评估提供决策支持和重要参考。 相似文献
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湖泊藻型富营养化控制——技术、理论及应用 总被引：73，自引：7，他引：66
湖泊富营养化防治走过了从控制营养盐、直接除藻、到生物调控、生态工程及生态恢复等艰难历程,各国为此投入了巨额资金、然而收效甚微,富营养化依然是全球性重大水环境问题。回顾和分析富营养化湖泊治理研究与实践的成功经验与失败教训,无疑将有助于采取更切实可行的技术有效控制湖泊富营养化。综观全球营养养化治理研究成果,不难看出,富营养化是一个典型的生态问题,生态问题只有用生态学方法解决。在全湖性富营养化难以快速根治的情况下,如何集中技术优势和有限财力,优先解决对人类生活影响较大的局部水域富营养化问题,逐步修复受损的湖泊生态系统,提高水体自净能力、改善水体环境质量并建立湖泊健康生态系统。 相似文献
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湖泊微生物宏基因组学研究进展 总被引：1，自引：0，他引：1
湖泊微生物作为湖泊生态系统重要组成部分,在局域和区域的元素循环中发挥着关键作用.由于自然环境中微生物之间的复杂关系和对微生物认知的片面性,可在实验室培养的湖泊微生物比例不足1%.近10年来,宏基因组学技术在微生物生态学研究中得到了广泛应用,不仅扩展了对湖泊微生物群落组成和多样性的认识,更揭示了湖泊微生物的功能多样性和微生物之间的相互作用.特别是基于宏基因组数据的分装(Binning)手段,可以获取大量湖泊中未培养微生物的基因组信息,用于后续的比较基因组、生态进化和培养组学等研究.随着宏基因组学相关学科和技术的不断发展,其将在湖泊微生物生态学基础理论研究和环境生物监测应用中发挥更为重要的作用,成为人类了解湖泊生态系统功能和维持机制的有力工具. 相似文献